电力系统分析试题

1. 试以下图所示的简单电力系统为例，推导负荷端电压与发电机电压之间的关系，由此说

明调整用户端电压Vb可以采取的措施。(8%)

解答：

(4%)

措施(4%)： （1） （2） （3） （4）

调节励磁电流以改变发电机端电压VG 适当选择变压器的变比 改变线路的参数 改变无功功率的分布

2. 潮流计算在电力系统中的功能有哪些？一般需要采用哪些已知量来求取哪些未知量？

PQ分解法与牛顿拉夫逊法相比具有什么特点？(12%) 解答：

潮流计算的功能主要有：(4%)

 电网运行方式分析  电网规划方案分析  静态/暂态稳定计算  故障分析

 优化潮流计算  在线潮流计算

一般已知量是负荷有功、无功功率和发电机的电压、相角、功率等，来求解节点电压、相角功率分布和损耗等未知量。(4%)

PQ分解法的特点：(4%)

 进行了一定的简化，如忽略电压幅值对有功变化的影响和相位对无功变化的影响等

等。

 将原来n+m-1阶的方程组化为一个n-1阶和一个m阶的小方程组，显著节省了内

存量和求解时间。

 以迭代过程中保持不变的对称系数矩阵B'、B\"代替变化的非对称系数矩阵J，显著

减少计算量，提高计算速度。

 精度不受简化的影响，但是相同精度要求下迭代次数比牛拉法多。

3. 什么是电力系统的网损率？降低网损的技术措施通常有哪些？你认为电力系统运行需

要重视哪些问题？(12%) 解答：

（1） 电力系统的网损率是指在同一时间内电力网损耗电量占供电量的百分比。(4%) （2） 降低网损的技术措施通常有：(4%)

 提高用户的功率因数  改善网络中的功率分布

 合理地确定电力网的运行电压水平  组织变压器的经济运行  对原有电网进行技术改造

（3） （不局限于本参）电力系统运行需要重视运行的安全性、可靠性、稳定

性、经济性以及社会效益等问题。(4%)

4. 某电力系统中，一半机组的容量已完全利用；其余25％为火电厂，有10％备用容量，

其单位调节功率为20.0；25％为水电厂，有20％备用容量，其单位调节功率为30.0；系统有功负荷的频率调节效应系数KD*=1.5。试计算：（1）系统的单位调节功率K*；（2）负荷功率增加5％的稳态频率f。(12%) 解答：

（1） 设额定总发电容量PGN*=1，计算发电机等值单位调节功率KG*和系统负荷功率PD*：

KG*Ki1nnGi*GiNPPGN0.5*00.25*20.00.25*30.012.5(2%)

1PD*PGi*0.50.25*90%0.25*80%0.925(2%)

i1备用系数kr=PGN/PDN=1/0.925=1.081(2%)

可得系统的单位调节功率K*= krKG*+KD*=1.081*12.5+1.5=15.0125(2%) （2） 负荷功率增加5%时的稳态频率：(4%)

f=(1+Δf*)fN =(1-ΔP*/K*)fN=(1-0.05/15.0125)*50 =49.833Hz。

5. 辐射状电网结构如图所示，额定电压10kV，已知各节点负荷及线路参数：

S2=0.5009+j0.3519MVA，S3=0.5+j0.3MVA， Z12=1.2+j2.4Ω，Z23=1.0+j2.0Ω，电源电压V1=10.5kV，试计算节点电压V2、V3以及各线路功率损耗。 (12%)

解答：

(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) 用已知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) 用已知的电压及第三步求得的功率分布，求出线路各点电压。

由于两次迭代误差已经很小，可以认为迭代收敛，计算结束。