电力系统分析(下)2020第1学期作业-华工网络教育Word格式文档下载.docx
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（4）为今后负载增加留有余度。
由于调频发电厂承担电网的频率调整任务，因此选择调频厂应考虑一下情况：
（1）应有足够的调整容量和调整范围，以满足电网最大的负荷增、减变量需要。
（2）调频机组具有与负荷变化速度相适应的较快的调整速度，以适应电网负荷增、减最快的速度需要。
（3）机组具备实现自动频率的条件和电网中所处的位置及其与电网联络通道的输送能力。
（4）调整机组的有功功率时，应负荷安全和经济运行的原则。
（5）某些中枢点的电压波动不得超出允许范围。
（6）对联合电网，还要考虑由于频率而引起连路线上交换功率的波动是否超出允许范围。
3、PQ分解法的分解依据是什么？
为什么PQ分解法较牛顿法的计算速度快？
答：
PQ分解法是由极坐标形式的牛顿法演化而来，以有功功率作为修正电压向量角度的依据，以无功功率作为修正电压幅值的依据，把有功功率和无功功率迭代分开进行。
PQ分解法较牛顿法的计算速度快的原因：
（1）pq分解法用两个对角矩阵代替了以前的大矩阵，储存量小了；
（2）矩阵是不变系数的，代替了牛顿法变系数矩阵，计算量小了；
（3）pq分解法矩阵是对称矩阵，牛顿法是不对称矩阵；
（4）pq分解法单次运算速度很快，但是计算是线性收敛，迭代次数增加；
牛顿法单次运算很慢，但是平方收敛。
总体来看，pq分解法的速度要快于牛顿法。
4、简述电网电压运行水平和线损的关系，并说明为什么。
电网电压运行中，提高运行电压可以降低。
电压对线损的影响是直接的，负荷引起的损耗（线损和变压器铜损）与电压平方成反比，而变压器铁损与电压平方成正比。
所以在高峰负荷时，由于负载损耗远远大于变压器铁损，提高电压能够取得明显的降损节电效果;
反之，在低谷负荷时，特别是配电网有功负荷不大时，无功负荷随着电压的升高有较大的增加。
这就要求我们在调控电压时，在允许的电压偏移范围内，实现高峰负荷时较高电压运行，而低谷负荷时较低电压运行的逆调压，达到电能损耗最小的目的。
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5.简述电力系统中电压调整和频率调整的关系。
电力系统的频率与电压的变化是互相影响的。
当系统频率上升时，发电机的无功出力将增加，用户的无功功率将减少，因此系统电压将上升。
但由于发电机的自动励磁调节装置的作用，又阻止了电压上升。
所以发电机的无功出力最终因频率上升而减少了。
反之，电压的变化也会影响系统有功负荷。
电压升高时，有功负荷增加，会引起频率下降；
电压降低时，有功负荷下降，会引起频率上升。
6.快速切除短路故障能提高电力系统的暂态稳定性么？
试用等面积定则说明。
可以。
因为在暂态稳定的前提下，必有加速面积等于减速面积，这一定则称为等面积定则。
快速切除短路故障能提高电力系统的暂态稳定性的原因是因为它增大了受扰运动过程中的最大减速面积。
7.简述电网中电容并联补偿及串联补偿的作用。
并联补偿：
按照输出功率的性质，又可分为有功补偿和无功补偿，在电力系统中增加并联电容器、并联电抗器等补偿系统无功功率。
绝大部分电气设备的等效电路可以看做电阻与电感串联的电路，再与电容并联，使得回路电压电流之间相位差变小，功率因数提高。
并补的主要作用：
提高系统和负荷的功率因数，减少系统损耗，提高系统静稳特性，改善系统动稳特性，提高系统暂稳特性，稳定节点电压，实现负荷的三相不平衡补偿等。
串联补偿：
主要是串联电容器补偿，就是在系统中接入串联电容器，改变系统的等效阻抗，提高线路的输送能力。
通过调节输电线路的阻抗可以控制输电线路中的输送功率，串联电容器补偿是提高长距离输电线路输电能力的有力措施。
由P=V1V2sin/X可知，当串联电容器后，串联容抗与部分线路电感相抵消，线路的等效电感随之减小，电气距离得以缩短，增加了传输功率。
在低电压等级的电网中，大部分线路压降是由于线路电感所致，串联补偿可根据负载波动调节补偿电容的大小，尽可能减少的线路压降。
串联电容能够自发响应且迅速，因其属于无源电路元件，故串联补偿有助于电压调节，有效解决电压闪变的问题。
8.试说出四点提高功率因数的好处。
（1）提高功率因数可以提高用电质量,改善设备运行条件，可保证设备在正常条件下工作，有利于安全生产。
（2）提高功率因数可节约电能,降低生产成本,减少企业的电费开支。
例如：
当cosθ=0.5时的损耗是cosθ=1时的4倍。
（3）提高功率因数能提高企业用电设备的利用率，充分发挥企业的设备潜力。
（4）提高功率因数可减少线路的功率损失,提高电网输电效率。
（5）提高功率因数可以使发电机能做出更多的有功功率。
功率因数是电力系统的一个重要的技术数据，是衡量电气设备效率高低的一个系数。
在实际用电过程中，提高负载的功率因数是最有效的提高电力资源利用率的方式。
功率因数低，说明电路用于交变磁场转换的无功功率大，从而降低了设备的利用率，增加了线路供电损失。
9、电力系统电压偏低时，可以采取哪些措施进行调整？
可采取如下措施调整系统电压：
（1）调整发电机、调相机无功功率，投切电容器、电抗器、交流滤波器达到无功就地平衡。
（2）在无功就地平衡前提下，当变压器二次侧母线电压仍偏低，而主变压器为有载调压分接头时，可以带负荷调整主变压器分接头运行位置。
（3）调整电网接线方式，改变潮流分布，包括转移部分负荷等。
（4）必要时启动备用机组调压。
（5）确无调压能力时拉闸限电。
10、为什么说在高压电网中，节点电压的相位主要与有功功率有关，而节点电压的大小主要与无功功率有关？
首先我们来明确一下这个命题的条件：
电力系统电抗远大于电阻，电阻忽略不计。
在这个系统中电压超前电流90°
，有功功率是电流电压向量的点乘（数量积），此时的电压降落相位应与电流相位相同，所以有功功率主要受电压相位影响。
而无功功率是电流电压向量的叉乘（向量积）的模，此时电压降落相位应与电流相位差90°
，所以无功功率主要受电压幅值影响。
本质原因是高压电力系统中电抗远大于电阻。
二、分析计算题
1、图示网络中，节点1的电压为230kV，求节点2的电压U2和线路首端的功率
S1。
S1 5 j20
2
S 20
j14MVA
j2.5104S
2、某降压变电所由110kV线路供电，变电所装有一台容量为40MVA的变压器，
若U1保持115kV不变，且变压器的通过功率为：
Smax
（35
j18）MVA，
Smin
（18
j10）MVA，若要求变电所10kV母线电压变化不超过10~10.7kV，试
选择变压器分接头。
（15分）
11022.5%/11kV
U1 115kVZT
2 j35
U
3、某电力系统有4台额定功率为100MW的发电机，每台发电机的调差系数
4%，额
定频率fN 50Hz
时系统总负荷PD 320MW
，负荷的频率调节效应系数
KD 20MW
/Hz。
在额定频率运行时，
（1）若系统增加负荷80MW，求所有机组仅参加一次调频时频率的变化量。
（2）若系统增加负荷110MW，求所有机组仅参加一次调频时频率的变化量。
（3）若系统增加负荷110MW，求所有机组均参加二次调频时频率的变化量。
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