（2）
D.XT
（1）》XT
（2）
24．中性点直接接地系统发生短路后，短路电流中没有零序分量的不对称故障形式是
（
）
A．单相短路
C．两相接地短路
B.两相短路
D.三相短路
25．对称分量法适用于的系统是
（
）
A．非线性系统
C．非刚性系统
26．小干扰法适用于简单电力系统的
A．潮流分析
（
B.线性系统
D.刚性系统
）
B.暂态稳定分析
C．大扰动分析
D.静态稳定分析
27．若作用于发电机转子的机械功率大于电磁功率，
发电机转子转速将（）
A．增加
B.减小
C．不变
D.先减小后增加
28．发电机出口发生三相短路时，发电机的输出功率为（）
A．额定功率
B.功率极限
C．0
D.额定功率的75％
29．500kV高压输电网串联电容的主要目的是（
）
A．经济调度
B.电压调整
C．频率调整
D.提高稳定性
30．利用等面积定则分析简单系统的暂态稳定性，
当最大可能的减速面积小于加
速面积，则系统的暂态稳定性将（）
A．失去
B.保持
C．为临界稳定D.至少能运行30分钟后失去稳定
单项选择题
1-5BCDAC
6-10CBCAD
11-15CAABD
16-20BCDCA
21-25DCABB
25-30DACDA
填空题
1.
衡量电能质量好坏的指标是
、
和
。
2.
电力系统的无功功率电源，除了发电机外，还有
、
及
。
3.
是分析电力系统不对称故障的有效方法。
在三相参数对称的线
性电路中，各序对称分量具有
。
4.
短路是电力系统的严重故障。
、
和
是校验电器设备的重要数据。
5.
电力系统的潮流分布一般是用各节点的电压和
表示。
6.
对电力系统运行的基本要求是：
保证
，保证
，
提高
。
7．调整发电机组输出的有功功率用来调整电力系统运行的
。
8．复合故障一般是指某一时刻在电力系统发生故障。
9．用对称分量法计算不对称故障，当三相阻抗完全对称时，则其序阻抗矩阵Zsc
的非对角元素为。
10.在电力系统潮流的计算机算法中，普遍采用的两种方法是：
和。
11.负荷曲线是指____________的关系。
12.线路的电压降落是指线路始末两端电压的____________。
13..N个节点的电力系统，其节点导纳矩阵为____________阶。
14.在短路电流计算公式中，θ角表示定子a相绕组轴线与____________之间夹
角。
15.发电机组有功功率静态频率特性曲线斜率的负值称为__________。
16.电力系统电压中枢点是指__________。
17.一组非对称的三相量可以分解成三组__________的三相量。
18.短路电流最大可能瞬时值，称为____________。
19.暂态稳定性是研究系统在__________扰动下的稳定性问题。
20.在同一系统中，为使系统维持暂态稳定性，使极限切除角最小所对应的短路
故障应是
__________。
21．输电线路的电气参数包括电抗、电导、电纳和_____。
22．输电线路的电压偏移是指线路始端或末端母线的实际运行电压与线路____
的数值差。
23．电力系统的潮流分布一般是用各节点的电压和_____表示。
24．调整发电机组输出的有功功率用来调整电力系统运行的。
25．复合故障一般是指某一时刻在电力系统发生故障。
26、派克变换是将
系统变为
系统，
经派克变换后，自感和互感系数是
。
”
，xq为
，
27、在同步发电机的参数中，Eq为
EQ为
’
为
，Ta
，xd
为
。
28、功率角δ既是
之间的相位差，
又是
之间的相对位置角。
29、等面积定则是指
。
30、超导同步发电机三相短路时，定子绕阻中的电流包括
，
，
，
。
答案：
1.衡量电能质量好坏的指标是
电压
、频率
和
波形。
2.电力系统的无功功率电源，除了发电机外，还有
同步调相机
、
静电电
容器及静止补偿器
。
3.对称分量法是分析电力系统不对称故障的有效方法。
在三相参数对称的线
性电路中，各序对称分量具有独立性。
4.短路是电力系统的严重故障。
短路冲击电流、短路电流最大有效值和短路容量是校验电器设备的重要数据。
5.电力系统的潮流分布一般是用各节点的电压和功率表示。
6.对电力系统运行的基本要求是：
保证供电的可靠性，保证电能的良好质量，提高运行的经济性。
7．调整发电机组输出的有功功率用来调整电力系统运行的频率。
8．复合故障一般是指某一时刻在电力系统二个及以上地方发生故障。
9．用对称分量法计算不对称故障，当三相阻抗完全对称时，则其序阻抗矩阵Zsc
的非对角元素为零。
10.在电力系统潮流的计算机算法中，普遍采用的两种方法是：
牛顿-拉夫逊法和P-Q分解法。
11.负荷相对于时间变化
12.相量差
13.n
14.转子d轴
15.发电机组的单位调节功率
16.某些能反映系统电压水平的主要发电厂或变电所母线
17.对称
18.冲击电流
19.大
20.三相短路
21.电阻
22.额定电压
23.功率
24.频率
25.二个及以上地方
26、静止的abc三相坐标，与转子一起旋转的垂直坐标，常数
27、交轴次暂态电势，交轴同步电抗，虚拟电势，直轴暂态电抗，定子绕阻时间常数
28、èq与ù的相位差，等值机转轴与同步发电机转轴
29、加速面积等于减速面积。
30、基频交流，自由基频交流，直流增量，二倍同步频率交流。
简答题
1．我国电力系统的中性点运行方式主要有哪些？
各有什么特点？
2．为什么必须进行电压调整？
电压调整的目标是什么？
3．节点导纳矩阵怎样形成？
各元素的物理含义是什么？
4．电力系统的定义是什么？
电力系统、动力系统和电力网有什么区别？
5．试写出电力系统最优潮流的数学模型中的等式约束，并对其中一般要考虑的
5种不等式约束进行复述。
6．电力系统有功功率的平衡频率有什么影响？
系统为什么要设置有功功率备用容量？
7．电力系统潮流计算时节点是如何分类的，具体说明各种节点的作用。
8．简述电力系统的电压调整可采用哪些措施？
9．电力系统运行中常用的变量约束条件有哪些？
10.电力系统采用标么值进行计算，有什么好处？
11．对于单机无穷大系统，请利用等面积定则来解释故障持续时间长短对系统暂态稳定性的影响。
12.电力系统运行的基本要求是什么?
13.进行潮流计算时，对节点是如何分类的?
14.试写出任意一种形式的发电机转子运动方程，并解释式中各变量的物理意义及单位，解释发电机额定惯性时间常数的物理意义。
15.试说明潮流计算中PV、PQ与平衡节点的概念。
16．电流分布系数与转移电抗的定义及相互关系
17．试用数学公式表示系统有功最佳经济分配的等微增率准则，并对其合理性进行物理解释。
18．试比较牛顿潮流算法与快速解耦潮流算法的优缺点。
答案：
1.我国电力系统的运行方式主要有中性点不接地系统、中性点经消弧线圈接地系
统和中性点直接接地系统。
中性点不接地系统要求的绝缘水平最高，有选择性的接地保护比较困难，但能避免产生很大的单相接地电流，供电可靠性较高，对通
信干扰不严重。
中性点经水弧线圈接地系统比中性点不接地系统的单相接地电流
小，要求的绝缘水平低。
中性点直接接地系统降低了绝缘水平，也有利于继电保护工作的可靠性，但中性点直接接地电力网在单相接地时，将产生很大的单相接地电流，供电可靠性低，对通信干扰严重。
2.答：
各种电气设备都是按额定电压设计和制造的，只有在额定电压下运行，电
气设备才能获得最佳的效益和性能。
电压如果偏离额定值，轻则影响经济效益，重则危及设备安全。
电压调整的目标是使各类用户的电压保持在规定的允许偏移范围内。
3.答：
节点导纳矩阵的对角线元素为自导纳，等于该节点相连支路的导纳之和，
其物理意义是；在该节点施加单位电压，其他节点全部接地时，等于经该节点向网络中流入的电流；节点导纳矩阵的非对角线元素为互导纳，互导纳Yij等于节点i和j之间所连支路元件导纳的负值，其物理意义是：
在节点i施加单位电压，其他节点全部接地时，等于经节点j注入网络的电流。
4.答：
电力系统就是有大量发电机、变压器、电力线路和负荷组成的旨在生产、传输、分配和消费电能的各种电气设备按一定的方式连成的整体。
动力系统不但包括电力系统，还包括发电厂的动力设备，如水电厂的水轮机、水库等等。
电力网是电力系统中传输何分配电能的部分。
由此可见，动力系统包括电力系统，而电力系统又包括电力网。
5.答：
等式约束条件g（u,x）0包括：
PGi
PLi
Ui
Uj（Gijcos
ij
Bijsin
ij）
0
ji
L
QGi
QLi
Ui
Uj（Gijsin
Bijcos
ij）
（i1,2,,n）
ij
0
j
i
最优潮流的数学模型中一般要考虑的不等式约束有以下5种：
（1）有功电源出力的上下限约束；
（2）可调无功电源出力的上下限约束；
（3）带负荷调压变压器变比的调整范围约束；
（4）节点电压模值的上下限约束；
（5）输电线路或变压器等元件中通过的最大电流或视在功率约束。
6.答：
互联成网的交流电力系统在稳态运行方式下具有同一频率，当系统中出现有功功率不平衡时，如有功功率电源不足或负荷增大时，将会引起频率下降，反之将造成系统频率过高。
系统设置有功功率备用容量是为了满足频率调整的需要，以便在发电、供电设备发生故障或检修时，以及系统负荷增长后，仍有充足的发电设备容量向用户供电，保证电力系统在额定频率下达到有功平衡。
7.答：
系统中的节点因给定变量的不同而分为三类：
第一类称为PQ节点，对这类节点注入功率是给定的，待求的则是节点电压的大小和相位，属于这一类节点的有：
按给定有功、无功功率发电的发电厂母线和没有电源的变电所母线。
第二
类称为PV节点，对这类节点，注入有功功率和节点电压大小是给定的，待求的是注入无功功率的节点电压的相位，有一定无功功率储备的发电厂和有一定无功功率电源的变电所母线都可选为PV节点；第三类称为平衡节点，潮流计算时，一般只设一个平衡节点，对这个节点，节点电压大小和相位是给定的，待求的是注入节点的功率，担任调整系统频率任务的发电厂母线往往被选取作为平衡节点。
8.答：
电力系统的电压调整可采用的措施有：
改变发电机端电压调压；改变变压器电压比调压；补偿无功功率调压；改变电力线路参数调压。
9.答：
1）所有节点电压必须满足即节点电压幅值在一定的范围之内；
2）所有的电源节点的有功功率和无功功率必须满足条件及
3）某些节点之间电压的相位差应满足这是为了保证系统运行
的稳定性。
10.答：
1）三相电路的计算公式与单相电路的计算公式完全相同，线电压的标么值与相电压的标么值相等，三相功率的标么值和单相功率的祭么值相等；
2）只需确定各电压级的基准值，而后直接在各自的基准值下计算示么值，不需要进行参数和计算结果的折算；
3）用标么值后，电力系统的元件参数比较接近，易于进行计算和对结果进行分析比较。
基准值SN和UN原则上是可以任意确定的。
11.答：
故障持续时间越短，发电机的加速时间就越短，系统的加速面积就越小，最大可能的减速面积越大，系统就越容易恢复到稳定运行状态。
因此故障持续时间越短，对系统暂态稳定越有利。
12.答：
保证供电的可靠性、保证良好的电能质量、保证系统运行的经济性。
13..答：
分为三类节点，分别为PQ节点，PV节点和平衡节点。
14.答：
1）转子运动方程的标幺值表示
TJd2
2
M*
Ndt
其中：
TJ:
JN2
JN2
定义为发电机的惯性时间常数，单位为s。
同步转速
p2SB
SB
N2fN
为在同步参考系下的电角度，单位为rad，M*为发电机转子轴受到的不
平衡转矩的标幺值。
2）额定惯性时间常数的物理意义：
当发电机空载运行时，若发电机转子轴
受到一个额定转矩的持续推动，转子轴从静止状态加速到额定转速所需时
间，数值上等于TJN。
15.答：
潮流计算中，节点注入的有功
点。
（PQ节点的节点电压（其幅值U
量。
P和无功Q皆为给定量的节点称作PQ节和相角θ，或其实部e和虚部f）为待求变
潮流计算中，节点注入有功P和节点电压U为给定量的节点称作PV节点。
PV节点的电压相角θ（或电压的实部或虚部）为潮流计算中的待求变量。
潮流计算中平衡节点的节点电压是给定值，对极坐标形式的节点功率方程，
平衡节点的电压幅值一般情况下取作U=1.0，相角取作0.0，对直角坐标形式
的节点功率方程，平衡节点的实部和虚部一般分别取作e=1.0和f=0.0。
通常以
选择容量较大，离负荷中心电气距离较近的发电机节点作平衡节点。
平衡节点提
供的有功和无功注入除了需要平衡整个电网发电和负荷的不平衡功率，还要平衡
整个电网的有功和无功损耗，其值只有在潮流计算后才能确定。
16.答：
电流分布系数Ci=Ii/Ik，转移电抗Zik=Ei/Ik。
相互关系Zik=Zk∑/Ci。
17.答：
dFi（PGi）
（i1,2,L,g）
dPGi
等微增率准则：
机组间有功功率获得最佳经济分配的必要条件是，各机组的煤耗微增率相等
微增率准则解释：
煤耗微增率是机组增加（或减少）单位出力时所增加（或减少）的燃料消耗量。
如果机组i的煤耗微增率小于机组j，即：
dFi（PGi）
dFi（PGi）；
dPGi
dPGi
若PGi
P；则有
dFi（PGi）
dFi（PGi）
PPGj
P
P
dPGi
dPGi
机组i增加的燃料消耗量小于机组
j减少的燃料消耗量
于是这种调节方式可以使全系统的燃料消耗量减少。
因此为了降低系统燃料消耗
量，除非其中的一个机组已到达上限或下限，应该继续增加机组i的出力并减少机组j的出力，直至它们的煤耗微增率相等为止。
18.答：
快速解耦法和牛顿法的不同，主要体现在修正方程式上面。
比较两种算
法的修正方程式，快速解耦法具有以下特点：
其一，用解两个维数分别为n-1
和m的修正方程代替牛顿法的一个n+m-1维的修正方程，计算内存需求几乎是牛顿法的60%；其二，不同于牛顿法的每次迭代都要重新形成雅可比矩阵，快速解耦法的雅可比矩阵B和B是二个常数对称阵，为此只需在进入迭代循环以前一次形成并进行三角分解组成因子表，在迭代过程中就可以反复应用，为此每次迭代所需的时间几乎是牛顿法的1/5。
就收敛特性比较：
由于B和B矩阵在迭代过程中保持不变，在数学上属于“等斜率的伪牛顿”法，因此快速解耦法将从牛顿法的平方收敛特性退化为线性收敛特性。
即快速解耦法收敛所需的迭代次数要比牛顿法多，但由于每次迭代所需的时间远比牛顿法少，所以总的计算速度仍有大幅度的提高。
快速解耦法采取的一系列简化，只影响迭代过程，不影响潮流计算结果的精度，两种算法判断收敛的条件是基本一致的。
当电网中存在串联电阻相对于串联电抗表较大的元件时，快速解耦法往往存在收敛困难的问题。
最后需要指出的是快速解耦法可以采用和牛顿法相同的电网及节点注入输入文件，相同的“平直电压”启动计算初值。
综合题计算题
?
额定运行的同步发电机，参数为xd=1.0，xq=0.6，cosφ=0.85，试计算其电势EQ
?
和Eq。
解：
ZN
UN2
10.52
）
SN
7.35（
15
Xd/有名值
XdZN0.2
7.351.47（）
试分别列写考虑自动励磁调节器（AVR）作用情况下，Eq与UGq恒定时，发电机
随功角变化的功率特性。
答：
Pe（Eq）
PU（Eq）
EqU
1
2
XdΣXqΣ
sin
U
sin2
XdΣ
2
XdΣXqΣ
Pe（UGq）
PU（UGq）
UGqU
sin
XTLXqΣ
XTL
1U2sin2
2
XTLXqΣ
已知某均一两端供电网如图所示
，单位长度阻抗为
r1+jx
1=0.1+j0.4
，求功率
分点。
解：
=13.75+j8.67+1.08+j4.31=14.83+j12.98（MVA）
=14.83+j12.98-10-j6=4.83+j6.98（MVA）
∴节点3既为有功分点，又为无功分点。
试说明节点导纳矩阵的特点及其元素的物理意义。
答：
节点导纳矩阵的特点：
（1）节点导纳矩阵是
升级会员 