电力系统分析(下)考试复习资料

电力系统分析〔下〕复习题

9-1负荷的组成

1.综合负荷的定义

答：系统中所有电力用户的用电设备所消耗的电功率总和就是电力系统的负荷，亦称电力系统的综合用

电负荷。它是把不同地区、不同性质的所有的用户的负荷总加起来而得到的。

2.综合负荷、供电负荷和发电负荷的区别及关系

答：综合用电负荷加上电力网的功率损耗就是各发电厂应该供给的功率，称为电力系统的供电负荷。供

电负荷再加.上发电厂厂用电消耗的功率就是各发电厂应该发出的功率，称为电力系统的发电负荷。

加2负荷曲线

1,负荷曲线的定义

答：反映一段时间内负荷随时间而变化的规律用负荷曲线来描述

/2.日负荷曲线和年负荷曲线的慨念

答：负荷曲线按时间长短分，分为口负荷曲线和年负荷曲线。口负荷曲线描述了一天24小时负

荷的变化情况；年负荷曲线描述了一年内负荷变化的情况。

/3.日负荷曲线中最大负荷、最小负荷、平均负荷、负荷率、最小负荷系数的慨念

答：负荷曲线中的最大值称为日最大负荷々“ax(又称峰荷)，最小值称为日最小负荷匕皿(又称谷荷)；

平均负荷是指某一时期(日，月，年)内的负荷功率的平均值，《,，二号]:。力；负荷率"是日平均

负荷以，与日最大负荷4m之比，即心=与；最小负荷系数。是日最小负荷匕而跟日最大负荷匕海之

比，即仪=媪。

Enax

/4.日负荷曲线的作用

答:tl负荷曲线对电力系统的运行非常重要，它是调度部门安徘日发电方案和确定系统运行方式的重要

依据。

75.年最大负荷曲线的定义和作用

答：年最大负荷曲线描述一年内每月(或每日)最大有功功率负荷变化的情况，它主要用来安排发电设

备的检修方案，同时也为制订发电机组或发电厂的扩建或新建方案提供依据。

/6.年持续负荷曲线的定义、最大负荷利用时数的慨念、年持续负荷曲线的用途

答：年持续负荷曲线是按一年中系统负荷的数值大小及其持续小时数顺序排列而绘制成，作用是安排发

电方案和进行可靠性估算。最大负荷利用小时数是全年实际耗量卬跟负荷最大值匕俐之比，即

9-3负荷特性与负荷模型

L负荷电压静态特性、ZIP模型

答：当频率维持额定值不变时，负荷功率与电压的关系称为负荷的电压静态特性；负荷模型ZIP是指在

电力系统分析计算中对负荷特性所作的物理模拟或数学描述，负荷模型分为静态模型和动态模型。

P=6VM(V/%)2+%(V/%)+cJ甘.“粕

r其中系数满足,i

Q=Q,v[%(K/4)2+々(V/V,)+cJ%+bq十%=1J

上式中第一局部与电压平方成正比，代表恒定阻抗消耗的功率：第一局部与电压成正比，代表与恒电流

负荷相对应的功率；第三局部为恒功率分量。

2,负荷频率静态特性的线性模型

攵|P=Pv(l+^vAV)p=pji+kpN)

[e=e.v(i+Mv)和Q3+MO式中Ai"》’—

P=PN(l+kpvAV)(\+kp//\f)

需要同时考虑电压和频率的变化时，也可采用，

Q=2v(i+Al)(i+&H)

/习题9』：某系统典型日负荷曲线如题图所示，试计算：日平均负荷；负荷率上”，最小负荷系数。

以及峰谷差△2一

解：(1)口平均负荷

(2)负荷率

%=-^=—=0.7083

L120

[3)最小负荷系数

(4)峰谷差

9-2假设题图9-1作为系统全年平均口负荷曲线，试作出系统4

及最大负荷利用小时数T1mx

解：年持续负荷数据如题表9-2所示。

题表9-2年持续负荷

有功功率/MW持续时间小

1204x365=1460

1004x365=1461

904x365=1462

804x365=1463

704x365=1464

504x365=1465

(1)系统年持续负荷曲线如题图9-2所示。

(2)年平均负荷

(3)最大负荷利用小时数

/9-3某工厂用电的年待续负荷曲线如题图9-3所示。试求:工厂全年平均负荷，全年耗电量及最大

负荷利用小时数T.„ttxo

解：(1)全年平均负荷

100X2000+60x3000+40x3760、

Pav(y)~-------------------------------------------MW=60.548MWP/MW

8760

(2)全年耗电量10°

(3)最大负荷利用小时数80

10-1网络元件的电压降落和功率损耗60

1.电压降落纵分量和横分量的计算公式(分两种情况，见图10-2,掌握10

20

o2050006700”

J[sin%；IA。1。7.Z

题图9-3年持续负荷曲线

V

P''R+Q"X

AV2=

"4匕+叱）2+（必）

以电压相量匕作参考轴，•P"X?QW

8V2=

P'R+Q'X

AV,=

以电压相量匕作参考轴，VPJQ.R，匕=J（M-Ah）2+（区）

6V,=

/2.电压降落、电压损耗、电压偏移的定义有所不同

答：网络元件的电压降落是指元件首末端两点电压的相量差,即匕-匕=（R+/X）/；把两点间电压绝

对值之差称为电压损耗,用AV表示，AV二匕-匕；电压偏移是指网络中某点的实际电压同网络该处

的额定电压之差，可以用KV表示，也可以用额定电压的百分数表示。假设某点的实际电压为V,该处

/3.电压降落公式的分析（为何有功和相角密切相关，无功和电压密切相关？）;

答：从电压降落的公式可见，不管从元件的哪一端计算，电压降落的纵、横分量计算公式的结构都是一

样的，元件两端的电压幅值差主要由电压降落的纵分量决定，电压的相角差那么由横分量确定。高压输

电线的参数中，电抗要比电阻大得多，作为极端情况，令R=0.便得AVuOX/V,^V=PX/V,上

式说明，在纯电抗元件中，电压降落的纵分量是因传送无功功率而产生，电压降落的横分量那么因传送

有功功率产生。换句话说，元件两端存在电压幅值差是传送无功功率的条件，存在电压相角差那么是传

送有功功率的条件。

/4.网络元件功率损耗的计算公式（分串联支路和并联支路的两种情况）

答：网络元件主要是指输电线路和变压器。电流在线路的电阻和电抗上产生的功率损耗为

产"2+O"2/2Qfl

△S/.=产（R+/X）或AS/,二产（R+./X）

,2'其中8=%/，%=〃，X=V

11,L

△勰二-58彳9，△源==

变压器的功率损耗：

2

0=（G1+jBT）V=\Po+jQo=\P+晦SN

5.输电线路何时作为无功电源、何时作为无功负荷

答：35KV及以下的架空线路的充电功率甚小，一般说，这种线路都是消耗无功功率的；11OKV及以上

的架空线路当传输功率较大时，电抗中消耗的无功功率将大于电纳中产生的无功功率，线路成为无功负

教，当传输功率较小（小于自然功率）时，电纳中生产的无功功率，除了抵偿电抗中的损耗以外，还有

多余，这时线路就成为无功电源。（^<180°：无功电源；d>>180°,无功负荷）。

第一段线路S：=S〃+S；,S：=S：+AS〃

△匕b=3K+Q：X）/匕&L=（P；R?+Q；X2）M

f

/②知%，算匕严〃=（6X「Q阳）/匕算匕，^Vhe=（P；X2-Q2R2）/Vh

M="（匕-八匕厅+3%）2[V.=J（匕一△嗫y+3L）2

△匕二（6寓+。；人）/匕

算吃，卜匕/=（到3-2；4）/匕

22

匕=＞£.-AV；,）+（W（,）

11-2简单闭式网络的功率分布计算

1.两端供电网络功率分布的计算公式（掌握假设的条件和两个功率分量式11-7）

答：①第•局部由负荷功率和网络参数确定，阻抗共挽值成反比的关系分配；

②第二局部与负荷无关，它可以在网络中负荷切除的情况下，由两个供电点的电压差和网络参数确

定。

2.什么是循环功率的定义

答：由两端电压不等而产生的功率叫循环功率，它与负荷无关，当两电源点电压相等时，循环功率为零。

3.两台变压器BYQ并联的功率分布计算例11-411-8P76

4.功率自然分布和经济分布的慨念

答：功率在环形网络中是与阻抗成反比分布的，这种分布称为功率的自然分布。功率在环形网络中与电

阻成反比分布时，功率损耗为最小，这种功率分产归以注八七

11-3复杂电力系统潮流计算的数学模型,2.潮流方程中节点的分类及相应的定义；（填空或问答）

1.潮流方程的表达式（式11.25）答：（1）节点可分为：PQ节点、PV节点和平衡节点三种类型。

12）各类节点介绍：①PQ节点的有功功率P和无功功率Q

答：匕+陷=匕苫U匕0=12•・・・，〃）是给定的，节点电压（V,6）是待求量；②PV节点的有功功率

P和电压幅值V是给定的，节点的无功功四Q和电压的相位6是

3.潮流方程中平衡节点存在的必要性（潮流计算待求量；③平衡节点在潮流分布算出以前，网络中的功率损失是

轴）未知的，因此，网络中至少有一个节点的有功功率P不能给定，

答：在潮流分布算出以前，网络中的功率损失是月这个节点承当了系统的有功功率平衡。

能给定，这个节点承当了系统的有功功率平衡，故称之为平衡节点。另外必须选定一个节点，指定其电

压相位为零，作为计算各节点电压相位的参考，这个节点称为基准节点。为了计算上的方便，常将平衡

节点和基准节点选为同一个节点.

/4.潮流计算的约束条件（问答必考）

答：⑴所有节点电压必须满足匕.钠工匕"，=1，2…，〃）；

12）所有电源节点的有功功率和无功功率必须满足足,皿《心£分2,；

（3）某此节点之间电压的相位差应满足W-q＜正-回。

11-4牛顿-拉夫逊法潮流计算1.用单变量步线性方程薜■牛顿・拉

逊法的一般思路y//

答:函数y=/（x）为图中的曲线，/（x）=0的解相当于曲线与x轴.1可代）

的交点。如果第k次迭代中得到/'那么过卜叫严＞=/（”）]点/二

4m

V（A+1）yM）工

牛顿法的几何解释

作一切线，此切线同X轴的交点便确定了下一个近似解由此可见，牛顿-拉夫逊法实质上就是切

线法，是一种逐步线性化的方法。

迭代计算的通式:

2.潮流方程雅可比短阵的慨念

F(X{k})=-J(k^X(k)

式中，X和AX分别是由n个变量和修正量组成的n维列向量；”（X）

X(N)=X«)+AX(幻

是由n个多元函数组成的n维列向量；J是〃x〃阶方阵，称为雅可比矩阵，它的第仃个元素（二豆

dXj

是第i个函数工（为,工2,…，x“）对第•/个变量，•的偏导数；上角标［k）表示J阵的每一个元素都在点

（染）,芯”...,看））处取值。

3.潮流方程的直角坐标和极坐标的表达式，了解节点和电压相量的表示形式，潮流方程存在不同的形式表

达式：

答：潮流方程的直角坐标

节点电压：匕=6+力；

导纳矩阵元素：Y"=Gjj+jB）

极坐标的表达式：

节点电压：V；.=^Z^.=V；.(cosJ.4-jsinJ.)

6=匕£匕（%cos^+Bgsin®）

节点功率方程::式中，%-心，是i"两节点电压的相角差。

Qi=vW，®sin琢-Bgcos琢）

六।

/4.潮流计算的根本步骤（问答必考）

答：（1）形成节点导纳矩阵。（2）设定节点电压的初值。（3）将各节点电压初值代入求得修正方程式中的不

平衡量。

（4）将各节点电压初值代入求雅可比矩阵的各元素。（5）求解修正方程式，求得各节点电压的增量。

（6）计算各节点电压的新值，返回第3步进入下一次迭代，直到满足收敛判据为止。

（7J最后计算平衡节点功率和线路功率、损耗。

4.用牛顿・拉逊法进行潮流计算的根本步骤

二一次⑹网-Bi$)-一B$

%h」

PAp〃

V:工(G/+06)+Bw-GJ

3ik=\

簧咚(G"+B*m/

为=时,(11-50)

=-豆(Gw-耳J)+G-R+BJi

输电线路功率:Sfj=四+jQj=vij=匕2jo+匕化一.）[率1-56）

例题：电网结构如下图，额定电压10kV,各节点负荷

及线路参数：S2=0.3+j0.2MVA,S3=O.5+jO.3MVA,

54=O.2+jO.I5MVA,Zj2=1.2+j2.4Q,Z23=1.0+j2.0Q,

Z24=1.5+j3.0Q,电源电压3]=10.5kV,试作功率和电

压计算。解：（1）先假设各节点电压为额定电压进行

功率损耗计算，以求得电源点始端功率。

（2）用的电压及第一步求得的功率分布，求出线路各点电压。

（3）根据求得的电压分布，重算功率分布。（4）比拟两次计算得到的电源点功率的差值，小于0.3%,那

么可以结束计算。（否那么继续重算电压分布、功率分布……直到误差足够小）

11-1输电系统如图11-1所示，:每台变压器SN=100MWA,△

Po=450kW,AQo=3500kvar,APs=100kW,Vs=12.5%,工作在一

5%的分接头；每回线路长250km,n=0.08。/km,X1=0.4Q/km,bi=2.8

6

X10S/km；负荷PLD=I50MW,cos°=0.85。线路首端电压

VA=245kV,试分别计算：（1）输电线路，变压器以及输电系统的

电压降落和电压损耗；（2）输电线路首端功率和输电效率；（3）线

路首端A,未端B及变压器低压侧C的电压偏移。

解：输电线路采用简化H型等值电路，变压器采用励磁回路

/11-10.简单电力系统如图11-10所示,各段线路阻抗和节点功率为:Z12=10+jl6dZ13=13.5+j21dZ23=24+j22C,

SLD2=20+jl5MVA,SLD3=25+jl8MVA,节点1为平衡节点，VI=115N（TkV°试用牛顿-拉夫逊法计算潮流：

（1）形成节点导纳矩阵：（2）求第一次迭代用的雅可比矩阵：13）列写出第一次迭代时的修正方程。

解：11）节点导纳矩阵

­6AP>SA/

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11

匕=:—+---=—L—=0.049+i0.0078

I

»I2===-0.028+j0.044

ZI210+jl6

=-0.021+j0.033

13.5+j21

11

-------+------=--0.050-j0.()65

10+jl624+j22

-11

»23=一％2==-0.022+j0.020

Z2324+j22

--------1--------=--------------------1----------------=0.044-j0.054

Z13Z2313.5+j2124+j22

1115,=0；嘤=110,£°>=0；e；0)=110,f^=0

（2）列写矩阵

（3）列写出第一次迭代时的修正方程

阿=螳）+婕。）

兀=皆=一9*+/&）=-（0.021x110）=-2.31,£二慧慧

“3《3—《3十八《3

力⑴=方。）十项（。）

12-1电力系统的无功功率平衡

1,无功负荷的无功特性：分串联之路和并联之路（填空）

答：系统无功负荷的电压特性主要由异步电动机决定。它所消耗的无功功率为：

0“=Q〃,+0T=匚+/X/为励磁功率，。“漏抗无功损耗），在额定电压附近，电动机的无

x

功功率随电压的升降而增减，当电压明显地低于额定值时，无功功率主要由漏抗中的无功损耗决定，因

此，随电压下降反而具有上升的性质。

2.变压器的无功特性

答：变压器的尢功损耗Q/7包括励磁损耗△2,和漏抗中的损耗AQr,励磁功率大致与电压平方成止比,

当通过变压器的视在功率不变时，漏抗中损耗的无功功率与电压平方成反比，因此，变压器的无功损耗

电压特性也与异步电动机的相似。

3,输电线路的无功特性

答：35KV及以下架空线路是消耗无功功率的，llOkV及以上架空线路，当传输功率较大时，线路为无

功负载，当传输功率较小时，线路成为无功电源。

4,无功电源的种类（填空）

答：①发电机；②同步调相机：③静电电容器；④静止无功补偿器；⑤静止无功发生器

5,无功功率平衡的含义

答：系统中的无功电源可能发出的无功功率应该大于或至少等于负荷所需的无功功率和网络中的无功损

耗之和。为了保证运行可靠性和适应无功负荷的增长，系统还必须配置一定的无功备用容量。令QGC为

电源供给的无功功率之和，为无功负荷之和，0,为网络无功功率损耗之和，为无攻功率备用，

那么系统中无功功率的平衡关系式是：QLQLD-Q=QG

12-2电压调整的根本概念

,允许电压偏移的范围（填空）

答：35kV及以上供电电压正、负偏移的绝对值之和不超过额定电压的10%；10KV及以下三相供电

电压允许偏移为额定电压的±7%；

220V单相供电电压允许偏移为领定电压的+7%和・10%.

/电力系统的四种常见调压措施。（问答必考）

答：（1）调节励磁电流以改变发电机端电压VG；（2）适中选择变压器的变比；

（3）改变线路的参数：（4）改变无功功率的分布

/2.电力系统三种调压方式及含义（填空必考）

答：逆调压、顺调压、恒/常调压

（1）逆调压：在大负荷时升高电压（1.05UN）,小负荷时降低电压（UN）o

（2）顺调压:大负荷时允许电压稍低（＞1.025UN）；小负荷时允许稍高（〈1.075UN）。

（3）常调压:保持为大约恒定的数值1.02〜1.05UN。

12-3电压调整的措施

/改变变压器变比的调压方法（分降压变两种情况，看例12・3）；

答：对应额定电压4的称为主接头，改变变压器的变比调压实际上就是根据调压要求适中选择分接头。

①降压变压器分接头的选择：△匕=（夕%+。乂7）/耳，V2=（V1-AVT）/k,k=Vil/V2N,

高压侧分接头电压是：匕二匕一：』匕，;②升压变压器分接头的选择：%=匕w

*2匕

例12-3降压变压器及其等值电路示于图（a）、（b）。在最大和最小负荷时通过变压器的功率分别为Smax二

（28+jl4）MVA和Smin=（10+j6）MVA,高压侧的电压分别为V]max=11。囚和V|min="3kV。

要求低压母线的电压变化不超出（6-6.6）kV的范围，试选择分接头。解：先计算最大/最小负荷时变

压器的电压损耗1212

假定在最大/最小负荷时低压侧V2max=6kV和V2mii=6.6产区飞么

取算术平均值Vllav=107.5kV»S1-------1

选最接近的分接头Vlt=107.25kV并校验低压母线的步际时L

110+2*2.5%/6.3kV2.44+j40Q

31.5MVA

(a)(b)

可见所选分接头是能满足电压要求的。

2.利用无功功率补偿调压的原那么和根本思路（分并联电容器补偿和调相机补偿两种情况）.（填空）

答：思路：合理的配置无功功率补偿容量，以改变电力网的无功潮流分布，可以减少网络中的有功功率

损耗和电压损耗，从而改善用户处的电压质量。

①补偿设备为静电电容器：原那么：在最大负荷时电容器应全部投入，在最小负荷时全部退出。

②补偿设备为同步调相机：原那么：调相机在最大负荷时按额定容量过励磁运行，在最小负荷时按

（0.5-0.65）额定容量欠励磁运行。

13-1频率调整的必要性

1•有功负荷的三种分量已及它们的各调整方法（填空）

答；有功负荷的三种分量；第一种：幅度小，周期短（＜1OS）的负荷分量；第二种；幅度大，周期较长

l：10S~3min）的负荷分量；第三种：变化缓慢的持续变动负荷。

调整方法：①频率的一次调整（发电机组的调速器进行调整）；②二次调整〔调频器参与调整）；③联合

调整（调度安排）。

13-2电力系统的频率特性

1,负荷的频率特性

答：系统处于运行稳态时，系统中有功负荷随频率的变化特性称为负荷的静

态频率特性。当频率偏离额定值不大时，负荷的静态频率特性常用一条直线

近似表示。直线的斜率为=,用标幺值表示：

K-=KD/N/小N，%KD，称为负荷的频率调节效应系数或简称为负

荷的频率调节效应。在实际系统中，犬尸=1〜3,表示频率变化1%时，负

荷有功功率相应变化（1~3）%。有功负荷的频率静态特性

2,发电机的频率特性（静态调差系数，单位调节功率）

答：当调速器的调节过程结束，建立新的稳态时，发电机的有功出力同频率之间的关系称为发电机组调

速器的功率一频率静态特性（简称为功频静态特性）。

①机组的静态调差系数：AP（Hz/MW）,以额定参数为基准的标幺

值表示时，便有示=一"八也.调差系数也叫调差率，可定量说

△P/联A

明某台机组负荷改变时相应的转速（频率）偏移。例如，当&=0.05,如

负荷改变1%,频率将偏移0.05%；如负荷改变20%,那么频率将偏移1%

（0.5HZ）。

②调差系数的倒数就是机组的单位调节功率（或称发电机组功频静特性系

11f

数）即《=1=_学或用表幺值表示心・=0坐-=

G

SV8JPGN

KG的数值表示频率发生单位变化时，发电机组输出功率的变化量。调差系

数的大小对频率偏移的影响很大，调差系数愈小（即单位调节功率愈大），频率偏移亦愈小。

汽轮发电机组：工=0.04~0.06,勺3=25~16.7

水轮发电机组：=0.02~0.04,KG*=50~25

3.电力系统的有功功率一频率静态特性

答：APDO=A2G-△尸D=-（KG+KD）A/=-KA/；

K=KG+KD=-APDO/A/

K称为系统的功率一频率静特性系数，或系统的单位调节功率”K的数

值越大，负荷增减引起的频率变化就越小，频率也就越稳定。

电力系统功率-频率静态特性

5.负荷的频率特性和发电机的频率特性的分合成，发电机的满载

答：有功功率电源应该有一定的备用容量13・3电力系统的频率调整

/频率的一次调整（掌握例13・2）

答：当n台装有调速器的机组并联运行时，可根据各机组的调差系数和单位调节功率算出其等值调差系

数5（3），或算出等值单位调节功率KG（KG，）.

N台机组的等值单位调节功率:r=Z七=£Q0-7^

/■I/■!JN

ZKGI*%N

等值单位调节功率的标幺值：--------；等值调差系数:

RN7盘£,

/例13-2某电力系统中，40%的容量已完全利用，其余30%为火电厂，有15%的备用容最，其单位

调节功率为16；30%为水电厂，有18%的备用容量，其单位调节功率为18；系统有功负荷的频率

调节效应系数为K〃=2.0。试问：假设负荷变化的范围是±10%,那么系统频率变化的范围是多少？

（计算必考）

F-：（1）计算系统的单位调节女率，令系统中发电机组的总额定容量等1,即发电机组的等值单位调节

功率为

心.=0.4X0+0.3X16+0.3X18=10.2,系统负荷功率=0.4+0.3x（1-0.15）+0.3x（1-0.18）=0.901

系统备用系数左=1/0.901=1.110于是Kt=krKG4+KD.=1.110x10.2+2.0=13.322

（2）系统负荷变化±10%时的频率偏移为：V.==-7-506x103

一次调整后的系统稳定频率变化的范围为/=（5（）-0.007506x50）〃z=49.625〃z

2,频率的二次调整图13-713-813-1813-19

答：当机组负荷变动引起频率变化时，利用同步器平行移动机组功频静特性来调节系统频率和分配机组

间的有功功率，这就是频率的“二次调整”，也就是通常所说的“频率调整”。

系统负荷的初始增量：（二次调整时的功率平衡方程）该式也可改写成，

△匕。一△£.=—（KG+K〃）V=—KV，或旷="）丁）

二次调整一般只是由一台或少数几台发电机组（一个或几个厂）承当，这些机组（厂）称为主调频机组

（厂）。

3,互联系统的频率调整

整体性：作为一个系统整体调频。

独立性：各自进行二次调频可实现交换功率增量等于零。

相互性：为对方系统进行二次请频。

△%+一△%=MM,△心一△“广△%=

=M，V=-△'J''△&二KASP._A?['（△%_△②）

AB

AD_ADAD_AP

A、B都进行二次调整的话，假设满足条件：3——*3——四，那么联络线上的交换功率

增量便等于零，如果没有功率缺额，那么旷=0。

假设B不进行二次调整，那么△£/,二（），其负荷变化量△6）8将由系统A的二次调整来承当，这时联络

线的功率增量式竽，当互联系统的功率能够平衡时△匕-△③=0,于是

KA+KB

有△PAB=AE）8,系统B的负荷增量全由联络线的功率增量来平衡，这时联络线的功率增量最大。

4.主调频厂的慨念和选择原那么

答：概念：负责全系统的频率调整（即二次调整）称为主调频厂（一般是1~2个电厂）。

原那么：①应拥有足够的调整容量及调整范围；②调频机组具有与负荷变化速度相适应的调整速度；

③调整出力时符合平安及经济的原那么。

5,频率调整和电压调整的关系或它们的调节顺序

答：当系统由于有功缺乏和无功缺乏因而频率和电压都偏低时，应该首先解决有功功率平衡的问题，因

为频率的提高能减少无功功率的缺额，这对于调整电压是有利的。如果首先去提高电压，就会扩大有功

的缺额，导致频率更加下降，因而无助于改善系统的运行条件。

“13・2某电力系统有4台额定功率为100MW的发电机，每台发电机的调速器的调差系数3=4%,额

定频率亦j=50Hz,系统总负荷为PD=320MW,负荷的频率调节效应系数KD=0。在额定频率运行时，

假设系统增加负荷60MW,试计算以下两种情况下系统频率的变化值。〔计算必考〕

（1）40台机组原来平均承当负荷；（2）原来3台机组满载，1台带20MW。说明两种情况下频率变化

不同的原因。

解：每一台发电机的单位调节功率

（1）4台发电机原来平均承当负荷

每台发电机承当=3'M20W=80MW,因此，增加MW负荷后，每台发电机可承当

=如MW=15MW，=-—Hz=-0.3Hz或旷二一=--Hz=-0.3Hz

614Ks504XKG200

（2）原来三台满载，一台带20MW负荷。此时，所有的负荷增量只能由一台发电机负担，即

AR..=60MW,Af=-^-=-—Hz=-1.2Hz

G，50

13）两种情况下频率变化不同是因为第一种情况下，A^.,=I5MW,而第二种情况下变成

△Ei=60MW,因而在相同的KGI下，y变大4倍。

14-1电力网中的能量损耗

1.网损，网损率的慨念

答：所有送电、变电和配电环节所损耗的电量，称为电力网的损耗电量（或损耗能量）。在同一时间内，

电力网损耗电量占供电量的百分比，称为电力网的损耗率，简称网损率或线损率。电力网损耗率=电力

网损耗电量♦供电量X100%

/2.降低网损的技术措施（问答必考）

答：①提高用户的功率因数，减少线路输送的无功功率；②改善网络中的功率分布；③合理地确定

电力网的运行电压水平；④组织变压器的经济运行；⑤对原有电网进行技术改造。

3.通过变压器经济运行，降低网损的根本原理

答：当总负荷功率为S时，并联运行的k台变压器的总损耗为&△兄+&AR.（六/，式中，

和AP,分别为一台变压器的空载损耗和短路损耗；S”为一台变压器的额定容量。铁芯损耗与台数成正

比，绕组损耗那么与台数成反比。当变压器轻载运行时，绕组损耗所占比重相对减小，铁芯损耗的比重

相对增大，在某一负荷下，减少变压器台数，就能降低总的功率损耗。为了求得这一临界负荷值，我们

先写出负荷功率为S时，k-1台并联运行的变压器的总损耗

c

—1）△庶+（Z—1）△虫尸，使

（“一1）除

△6⑹=△/%一）的负荷功率即是临界功率，其表达

式为：Scr=S」k（f组,当负荷功率s>s”

效率曲线和微增率曲线

时，宜投入k台变压器并联运行；当SvS”时，并

联运行的变压器可减为k—1台C

14-2火电厂间有功功率负荷的经济分配

/耗量特性曲线及相应微增率的概念；（必考）

答：（1）反映发电设备（或其组合）单位时间内能量输入和输出关系的曲线，称为耗量特性，

（2）耗量特性曲线上某点切线的斜率称为该点的耗量微增率入，X=dF/dP,发电效率”P/凡

/2.等微增率准那么（分两台机组的情况）。例14-3

答：负荷在两台机组间分配时，如它们的燃料消耗微增率相等，即dF/dPG尸ClF2/dPG2,那么总的燃料消

耗量将是最小的。这就是著名论等微增率准那么。

/三个火电厂并联运行，各电厂的燃料消耗特性及功率约束条件如下：P138

2

Fi=（4+0.3PGi+0,0007PGi）l/h.IOOMWWPGI至200MW

2

F2=（3+0.32PG2+0.0004PG2）t/h,120MW^PG2^250MW

F3=（3.5+O.3PG3+O.OOO45P2G3）t/h,120MWPG2300MW

当总负荷为400MW和250MW时，试分别确定发电厂间功率的经济分配（不计网损）

解：（1）按所给耗量特性可得各厂的微增耗量特性为4=誓=0.3+0.0014%,4=必=0.32+0.0008%

dPG\/2

4=普=0.3+0.0009七3，令4=&，可解出a=14.29+0.5?2%=0.643%，%=22.22+0.8892

（2）总负荷为400MW,即PGI+PG2+PG3=400MW。

将PGI和PG3都用PG2表示，便得14.29+0.572PG2+PG2+22.22+0.889PG2=400

由此可算出PG2=270MW,已越出上限值，故应取PG2=250MW。剩余的负荷功率450MW再由电厂

1和3进行经济分配。PGI+PG3=450,将PGI和PG3表示，便得0.643PG3+PG3=450

由此解出：PG3=274MW和％尸(450-274)MW=176MW,都在限值以内。

(3)总负荷为250MW,即PGI+PG2+PG3=250MW0

将PGI和PG3都用PG2表示.可得2.461PG2=363.49

于是，PG2=147.7MW,PGI=14.29+0.572PG2=(14.29+0.572X147.7)MW=98.77MW

由于PGI已低于下限值，故应取PGI=I()0MW0剩余的负荷功率300MW,应该在电厂2和3之间重

新分配。PG2+PG3=3OO,将PG3和PG2表示，便得PG2+22.22+0.889PG2=300

由此解出：PG2=147.05MW和PG3=(300-147.05)MW=152.95MW,都在限值以内。

/习题14・9两个火电厂并联运行，其燃料耗量特性如下：(计算题必考)

2

F)=(4+0.3PGi+0.0008PGi)t/h,200MWWPG!W300MW

2

F>=(3+0.33PG2+0.0004PG2)t/h,340MW<PG2560MWo

系统总负荷分别为850MW和55OMW,试确定不计网损时各厂负荷的经济分配。

解：(1)系统总负荷为850股时

%=850-PGI,各发电厂的燃料耗量微增率为

令人尸人2，并将PG2=850-Pa代入，可解出Pci,即

0.3+0.0016PGI=0.33+0.008(850-PGI)

(0.0016+0.0008)PGI=O.33-O.3+O.OO8,可得

PGI=295.883MW,PG2=850-PGI=(850-295.833)MW=554.I67MW

(2)当系统总负荷为550MW时，即PG2=550-PGI，令人尸、2，并将Pc2=550-P<n代入，便得

(0.0016十0.0008)X103PG1=0.33-0.3+0.008X550X103

由此可得PGk195.833MW,但PGI的最小允许负荷PGI2200MW,故PGI=200MW,PG2=(550-200)

MW=350MWo

14-4无功功率负荷的经济分配

,有功经济分配和无功经济分配目标的区别（必考）

答：（1）有功：消耗燃料最少，无功：有功分配已确定的前提下电网有功网损最小。

（2）有功功率负荷经济分配的原那么是等微增率准那么，无功功率负荷经济分配的原那么也是等微

增率准那么，

15-1电力系统运行稳定性的根本概念

1.电力系统稳定性，同步稳定性慨念

答：电力系统稳定性，通常是指电力系