电力系统分析习题集(第三章)说课讲解
电力系统分析习题集及答案解析
电力系统分析习题集华北电力大学前言本书是在高等学校教材《电力系统稳态分析》和《电力系统暂态分析》多次修改之后而编写的与之相适应的习题集。
电力系统课程是各高等院校、电气工程专业的必修专业课，学好这门课程非常重要，但有很大的难度。
根据国家教委关于国家重点教材的编写要求，为更好地满足目前的教学需要，为培养出大量高质量的电力事业的建设人材，我们编写了这本《电力系统分析习题集》。
力求使该书具有较强的系统性、针对性和可操作性，以便能够使学生扎实的掌握电力系统基本理论知识，同时也能够为广大电力工程技术人员提供必要的基础理论、计算方法，从而更准确地掌握电力系统的运行情况，保证电力系统运行的可靠、优质和经济。
全书内容共分十五章，第一至第六章是《电力系统稳态分析》的习题，第七至第十四章是《电力系统暂态分析》的习题，第十五章是研究生入学考试试题。
本书适用于高等院校的师生、广大电力工程技术人员使用，同时也可作为报考研究生的学习资料。
由于编写的时间短，内容较多，书中难免有缺点、错误，诚恳地希望读者提出批评指正。
目录第一部分电力系统稳态分析第一章电力系统的基本概念第二章电力系统的元件参数及等值电路第三章简单电力系统的计算和分析第四章电力系统潮流的计算机算法第五章电力系统的有功功率和频率调整第六章电力系统的无功功率和电压调整第二部分电力系统暂态分析第七章电力系统故障分析的基本知识第八章同步发电机突然三相短路分析第九章电力系统三相短路的实用计算第十章对称分量法及元件的各序参数和等值电路第十一章不对称故障的分析、计算第十二章电力系统各元件的机电特性第十三章电力系统静态稳定第十四章电力系统暂态稳定第十五章研究生入学考试试题附录第一部分 电力系统稳态分析电力系统稳态分析，研究的内容分为两类，一类是电力系统稳态运行状况下的分析与潮流分布计算，另一类是电力系统稳态运行状况的优化和调整。
第一章 电力系统的基本概念1-1 什么叫电力系统、电力网及动力系统？电力系统为什么要采用高压输电？1-2 为什么要规定额定电压？电力线、发电机、变压器和用电设备的额定电压是如何确定的？1-3 我国电网的电压等级有哪些？1-4 标出图1-4电力系统中各元件的额定电压。
《电力系统分析》第三章
U 2 U 2 jU U 2 d U
. .
R X Q P2 2 j U2
'
P
' 2
X Q R
'
U
2
2
（3-6）
电压降落
纵分量
横分量
其中
P U
又有
R X Q 2 2 U2 ' ' X Q R P 2 2 U U2
'2 2
Q P Q U
Z 2 2
U
2 2 '2 2
R X
（3-1）
同理，电力线路阻抗中的功率损耗也可以用流入电力线路
~
S 及始端的相电压 U 1 ，求出电力 线路阻抗中一相功率损耗 S 的有功和无功功率分量为
阻抗支路始端的单相功率
1 ~
2
'
.
PZ
中在1年内的电能损耗的表达式为
W T P0 8760 t W ZT
变压器的 空载损耗
一年中退出 运行的时间
变压器电阻中 的电能损耗
3. 电力网的网损率和线损率
供电量：指在给定的时间（日、月、季、年）内，电力系 统中所有发电厂的总发电量与厂用电量之差W1。 电力网的网损电量：在所有送电、变电和配电环节中所损 耗的电量ΔWc。 电力网的网损率：在同一时间内，电力网的网损电量占供
~
. * 2
*
2 1 G jBU 2 2 2 2
2 2 1 1 GU 2 j BU 2 Py2 j Q y2 2 2
于是有
2 1 P y 2 G U 2 2 2 1 Q BU 2 y2 2
电力系统分析第三版(于永源杨绮雯著)我国电力出版社课后答案解析
Chapter 一1-1、电力系统和电力网的含义是什么？答：电力系统指生产、变换、输送、分配电能的设备如发电机、变压器、输配电线路等，使用电能的设备如电动机、电炉、电灯等，以及测量、保护、控制装置乃至能量管理系统所组成的统一整体。
一般电力系统就是由发电设备、输电设备、配电设备及用电设备所组成的统一体。
电力系统中，由各种电压等级的电力线路及升降压变压器等变换、输送、分配电能设备所组成的部分称电力网络。
1-2、电力系统接线图分为哪两种？有什么区别？答：电力系统接线图分为地理接线图和电气接线图。
地理接线图是按比例显示该系统中各发电厂和变电所的相对地理位置，反映各条电力线路按一定比例的路径，以及它们相互间的联络。
因此，由地理接线图可获得对该系统的宏观印象。
但由于地理接线图上难以表示各主要电机、电器之间的联系，对该系统的进一步了解。
还需阅读其电气接线图。
电气接线图主要显示系统中发电机、变压器、母线、断路器、电力线路等主要电力元件之间的电气接线。
但电气接线图上难以反映各发电厂、变电所的相对位置，所以阅读电气接线图时，又常需参考地理接线图。
1-3、对电力系统运行的基本要求是什么？答：对电力系统运行通常有如下三点基本要求:1）保证可靠地持续供电；2）保证良好的电能质量；3）保证系统运行的经济性。
1-4、电力系统的额定电压是如何确定的？系统各元件的额定电压是多少？什么叫电力线路的平均额定电压？答：各部分电压等级之所以不同，是因三相功率 S 和线电压 U、线电流 I 之间的关系为S= 3 UI。
当输送功率一定时，输电电压愈高，电流愈小，导线等截流部分的截面积愈小，投资愈小；但电压愈高，对绝缘的要求愈高，杆塔、变压器、断路器等绝缘的投资也愈大。
综合考虑这些因素，对应于一定的输送功率和输送距离应有一个最合理的线路电压。
但从设备制造角度考虑，为保证生产的系列性，又不应任意确定线路电压。
另外，规定的标准电压等级过多也不利于电力工业的发展。
《电力系统分析》第3章习题答案
第三章 思考题及习题答案3-1 电力线路和变压器的功率损耗如何计算？二者在导纳支路上的无功功率损耗有什么不同？答：线路阻抗上的功率损耗为：()jX R U Q P S Z +′+′=Δ222222~ 首、末端导纳支路中的功率损耗分别为：21121~BU j S Y −=Δ，22221~BU j S Y −=Δ 变压器阻抗支路的功率损耗为：()T T ZT jX R U Q P S +′+′=Δ222222~ 或 22k 22k 100%1000~⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛+⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛Δ=ΔN NNZT S S S U j S S P S 变压器导纳支路的功率损耗为：21)(~U jB G S T T YT +=Δ 或100%1000~0Y N T S I j P S +Δ=Δ 电力线路导纳支路的无功功率损耗为容性；而变压器导纳支路的无功功率损耗为感性。
3-2 电力线路和变压器阻抗元件上的电压降落如何计算？ 答：电力线路电压降落的纵、横分量分别为：222U X Q R P U ′+′=Δ，222U R Q X P U ′−′=δ变压器电压降落的纵、横分量分别为222U X Q R P U T T ′+′=Δ，222U R Q X P U T T ′−′=δ3-3 什么叫电压降落、电压损耗、电压偏移？答：电压降落是指线路始末端电压的相量差，即 21U U U d −=电压损耗是指线路始末端电压的数值差。
电压损耗常以百分数表示：100%21×−=ΔNU U U U 电压偏移是指网络中某节点的实际电压与线路额定电压的数值差。
电压偏移也常以百分数表示。
始、末端电压偏移分别为：100%11×−=ΔN N N U U U U ，100%22×−=ΔNNN U U U U3-4 什么叫运算功率？什么叫运算负荷？如何计算变电所的运算功率和运算负荷？答：运算功率是指发电厂高压母线输入系统的等值功率，它等于发电机低压母线送出的功率，减去变压器阻抗、导纳中的功率损耗，再加上发电厂高压母线所连线路导纳无功功率为的一半。
电力系统分析与运行说课
《电力系统分析与运行》 说课
科学严谨的工作态度
② 实际能力 团结合作的精神 自 学 能 力 具有解决实际问题的能力
的培养
《电力系统分析与运行》 说课
四、教学设计及实施：
1 、 设 计 思 想 2 、 情 境 设 计
实训课件：短路电流的实际应用
32学时
《电力系统分析与运行》 说课
开式网络的潮流计算
情境3：
降低供电成本 的技术措施
闭式网络的潮流计算
降低供电成本的技术措施 实训：无功功率补偿
（电气所潮流计算中心）
12学时
电压中枢点
情境4： 变电运行人 员的调压措 施
电力系统中无功功率平衡
改变变压器分接头的调压方式 投切并联电容器的调压方式
① 以“工作过程”为导向。 ② 以情境教学为载体。 ③ 以提高学生的实际能力为目的。
① 随着学习的深入，教师传授的知识逐渐下降， 学生的知识与能力逐渐提高。 ②增加现场实际部分，有利于学生就业。 ③随着学习的深入，学习情境的难易程度逐渐提高。
（进阶式教学法）
《电力系统分析与运行》 说课
3、课程内容与学时分配
山东电力高等专科学校
浙江大学出版社
临时性教材
3、网站：
《电力系统分析与运行》 说课
4、实训基地：
计算机仿真中心
调压、调频、经济运行
《电力系统分析与运行》 说课
现场教学 石横发电厂
邹县发电厂 省中调、市地调
了解现场设备，理论联系实践
《电力系统分析与运行》 说课
六、 考核评价方法：
电力系统暂态分析第三章课后答案
电力系统暂态分析第三章课后答案1、什么是动力系统、电力系统、电力网？答:通常把发电企业的动力设施、设备和发电、输电、变电、配电、用电设备及相应的辅助系统组成的电能热能生产、输送、分配、使用的统一整体称为动力系统；把由发电、输电、变电、配电、用电设备及相应的辅助系统组成的电能生产、输送、分配、使用的统一整体称为电力系统；把由输电、变电、配电设备及相应的辅助系统组成的联系发电与用电的统一整体称为电力网。
2、现代电网有哪些特点?答:1、由较强的超高压系统构成主网架。
2、各电网之间联系较强,电压等级相对简化。
3、具有足够的调峰、调频、调压容量,能够实现自动发电控制,有较高的供电可靠性。
4、具有相应的安全稳定控制系统,高度自动化的监控系统和高度现代化的通信系统。
5、具有适应电力市场运营的技术支持系统,有利于合理利用能源。
3、区域电网互联的意义与作用是什么?答：1、可以合理利用能源,加强环境保护,有利于电力工业的可持续发展。
2、可安装大容量、高效能火电机组、水电机组和核电机组,有利于降低造价,节约能源,加快电力建设速度。
3、可以利用时差、温差,错开用电高峰,利用各地区用电的非同时性进行负荷调整,减少备用容量和装机容量。
4、可以在各地区之间互供电力、互通有无、互为备用,可减少事故备用容量,增强抵御事故能力,提高电网安全水平和供电可靠性。
5、能承受较大的冲击负荷,有利于改善电能质量。
6、可以跨流域调节水电,并在更大范围内进行水火电经济调度,取得更大的经济效益。
4、电网无功补偿的原则是什么?答:电网无功补偿的原则是电网无功补偿应基本上按分层分区和就地平衡原则考虑,并应能随负荷或电压进行调整,保证系统各枢纽点的电压在正常和事故后均能满足规定的要求,避免经长距离线路或多级变压器传送无功功率。
5、简述电力系统电压特性与频率特性的区别是什么?答：电力系统的频率特性取决于负荷的频率特性和发电机的频率特性(负荷随频率的变化而变化的特性叫负荷的频率特性。
课程思政教学竞赛说课稿《电力系统分析》
课程思政教学竞赛说课稿《电力系统分析》1. 课程概述《电力系统分析》是电气工程及其自动化专业的一门核心课程，主要研究电力系统的运行、设计和控制。
本课程旨在培养学生掌握电力系统的基本理论、分析方法和工程应用能力，为我国电力事业的发展培养高素质的专业人才。
2. 教学目标1. 知识与技能：使学生掌握电力系统的基本概念、运行原理和分析方法，具备电力系统运行、设计和故障分析的能力。
2. 过程与方法：培养学生运用数学、物理等学科知识解决电力系统问题的能力，提高学生的创新意识和实践能力。
3. 情感、态度与价值观：培养学生热爱祖国、服务人民、敬业爱岗的职业精神，强化学生的社会责任感和使命感。
3. 教学内容1. 电力系统的基本概念：电力系统的组成、电力系统的作用及其运行特点。
2. 电力系统的运行原理：电力系统的稳定性、电压调节、无功补偿等。
3. 电力系统分析方法：电路分析方法、暂态分析方法、优化分析方法等。
4. 电力系统设计与控制：电力系统设计原则、电力系统控制策略及其实现。
5. 电力系统故障分析与处理：电力系统故障类型、故障分析方法、故障处理措施。
4. 教学方法与手段1. 讲授法：系统地传授电力系统的基本理论、分析方法和工程应用。
2. 案例分析法：结合实际案例，培养学生解决电力系统问题的能力。
3. 实验教学法：通过电力系统实验，提高学生的实践能力和创新能力。
4. 思政教育融入：在教学过程中，穿插介绍我国电力事业的发展历程，激发学生的爱国情怀和责任感。
5. 教学评价1. 过程评价：关注学生在课堂讨论、实验报告、作业等方面的表现，评估学生的学习过程。
2. 结果评价：通过期末考试、课程设计等环节，评估学生对电力系统知识的掌握程度。
3. 思政教育评价：评估学生在课程学习过程中，对国家电力事业的认识和责任感等方面的表现。
6. 课程思政教学实践1. 挖掘思政教育资源：在教学过程中，注重挖掘电力系统发展史上的优秀人物和事迹，如南网精神、电力扶贫等，激发学生的爱国情怀和社会责任感。
电力系统分析基础第三章作业及其答案(李庚银书)
Байду номын сангаас
jU 导纳支路的无功损耗为 S Y2
等值电路如下图所示：
2
B j1102 1.37 104 j1.66MVA 2
j 41 . 6
S 1
U 1 115 KV
21
S 1
S 2
4
40 j30MVA S
j1 . 37 10
1202 37.322 线路阻抗中的损耗为： P 18.17 6.569 2092 1202 37.322 Q 94.99 34.343 2092 120 18.17 37.32 94.99 U 27.394 209 120 94.99 37.32 18.17 U 51.2955 209 209 27.394 j51.2955 241.894212.243 KV 首段电压为 U 1 jU 2 B j18.49MVA 线路首端充电功率为 S y1 2
U A (U B U ) 2 U 2 (110 5.91) 2 6.142 116.1KV 6.14 A tg 1 3.03o 110 5.91
相量图为：
U A
dU
U
A
U B
U
（2）当线路输送的有功功率变大时，线路电压降落的纵分量和横分量都变大，故 A 点电压 变大。
08.第三章电力系统潮流分析与计算(第六讲简单电力系统潮流计算)
−η
& 的方向！ 1、S C
2、 U、Z等是同一电压等级的数值
21
环网的基本功率分布
& 的弊与利: S C
Q Q
不送入负荷, 产生功率损耗（经济性） 可调整潮流分布—强制分布（可控性）
功率分点一样选！
22
四、闭式网的分解与潮流分布 （工程师的思路？）
Q
在功率分点 (一般为无功分点)将闭式网解开， 分成两个开式网，分别计算。 按开式网计算时，有用的功率是分点处的两个 功率，其余功率要在考虑功率损耗后重新计算。
& =S & −S & S 12 A1 1
19
环网的基本功率分布
& = U N ( U A1 − U A2 ) = U N d U 环网有无循环功率？S C ∗ ∗ ZΣ ZΣ
∗ ∗ ∗
& = S A1 & S A2 =
& Z S ∑ m m
m =1 n
n
∗
ZΣ
& U 2 △U2
电压偏移
U1 − U N = × 100% UN
& =U & −U & 电压降落 dU 1 2
Q2X U2 PX δU 2 ≈ 2 U2 ∆U 2 ≈
高压输电系统中 X >> R （作业？）
Q2X U2 P X/U 2 δ1 ≈ tg −1 2 U 2 + ∆U 2 U1 ≈ U 2 +
& = U ∠0 0 U 令： 1 1
P1 R + Q1 X P1 X − Q1 R & dU 1 = +j U1 U1 & U 2 δU1 −1 & = (U − ∆U ) − jδU δ 2 = − tg U 2 1 1 1 U1 − ∆U1 & dU 1
《电力系统分析》习题集及答案
电力系统分析习题集收集整理，仅供学习，勿做他用前言本书是在高等学校教材《电力系统稳态分析》和《电力系统暂态分析》多次修改之后而编写的与之相适应的习题集。
电力系统课程是各高等院校、电气工程专业的必修专业课，学好这门课程非常重要，但有很大的难度。
根据国家教委关于国家重点教材的编写要求，为更好地满足目前的教学需要，为培养出大量高质量的电力事业的建设人材，我们编写了这本《电力系统分析习题集》。
力求使该书具有较强的系统性、针对性和可操作性，以便能够使学生扎实的掌握电力系统基本理论知识，同时也能够为广大电力工程技术人员提供必要的基础理论、计算方法，从而更准确地掌握电力系统的运行情况，保证电力系统运行的可靠、优质和经济。
全书内容共分十五章，第一至第六章是《电力系统稳态分析》的习题，第七至第十四章是《电力系统暂态分析》的习题，第十五章是研究生入学考试试题。
本书适用于高等院校的师生、广大电力工程技术人员使用，同时也可作为报考研究生的学习资料。
由于编写的时间短，内容较多，书中难免有缺点、错误，诚恳地希望读者提出批评指正。
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电力系统分析习题集及答案华北电力大学
电力系统分析习题集华北电力大学前言本书是在高等学校教材《电力系统稳态分析》和《电力系统暂态分析》多次修改之后而编写的与之相适应的习题集。
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第一章电力系统的基本概念1-1 什么叫电力系统、电力网及动力系统？电力系统为什么要采用高压输电？1-2 为什么要规定额定电压？电力线、发电机、变压器和用电设备的额定电压是如何确定的？1-3 我国电网的电压等级有哪些？1-4 标出图1-4电力系统中各元件的额定电压。
电力系统分析课后习题及答案
电力系统分析课后习题及答案【篇一：电力系统分析习题集及答案】集华北电力大学前言本书是在高等学校教材《电力系统稳态分析》和《电力系统暂态分析》多次修改之后而编写的与之相适应的习题集。
电力系统课程是各高等院校、电气工程专业的必修专业课，学好这门课程非常重要，但有很大的难度。
根据国家教委关于国家重点教材的编写要求，为更好地满足目前的教学需要，为培养出大量高质量的电力事业的建设人材，我们编写了这本《电力系统分析习题集》。
力求使该书具有较强的系统性、针对性和可操作性，以便能够使学生扎实的掌握电力系统基本理论知识，同时也能够为广大电力工程技术人员提供必要的基础理论、计算方法，从而更准确地掌握电力系统的运行情况，保证电力系统运行的可靠、优质和经济。
全书内容共分十五章，第一至第六章是《电力系统稳态分析》的习题，第七至第十四章是《电力系统暂态分析》的习题，第十五章是研究生入学考试试题。
本书适用于高等院校的师生、广大电力工程技术人员使用，同时也可作为报考研究生的学习资料。
由于编写的时间短，内容较多，书中难免有缺点、错误，诚恳地希望读者提出批评指正。
目录第一部分电力系统稳态分析第一章第二章第三章第四章第五章第六章电力系统的基本概念电力系统的元件参数及等值电路简单电力系统的计算和分析电力系统潮流的计算机算法电力系统的有功功率和频率调整电力系统的无功功率和电压调整第二部分电力系统暂态分析第七章电力系统故障分析的基本知识第八章同步发电机突然三相短路分析第九章电力系统三相短路的实用计算第十章对称分量法及元件的各序参数和等值电路第十一章不对称故障的分析、计算第十二章电力系统各元件的机电特性第十三章电力系统静态稳定第十四章电力系统暂态稳定第十五章研究生入学考试试题附录第一部分电力系统稳态分析电力系统稳态分析，研究的内容分为两类，一类是电力系统稳态运行状况下的分析与潮流分布计算，另一类是电力系统稳态运行状况的优化和调整。
第一章电力系统的基本概念1-1 什么叫电力系统、电力网及动力系统？电力系统为什么要采用高压输电？1-2 为什么要规定额定电压？电力线、发电机、变压器和用电设备的额定电压是如何确定的？1-3 我国电网的电压等级有哪些？1-4 标出图1-4电力系统中各元件的额定电压。
电力系统分析第三章ppt课件
当电力网各段线路的电抗与电阻的比值相等时，叫做 均一电力网。 式（3.19）的第一项，即供载功率可简化为：
SS~ ~13LLD D (RR12 P R Ra11R 3)(R RP R22a1 R R R R3332)P Pbb jjR (R 1Q 2R R a11R (3R R )RQ 122 aR R R2R 33)3Q Qbb•（3.20）
k
S 3LD
S ili
i 1
l
Pi l i
i 1
l
开式网可分为： 同一电压等级的开式网 多级电压开式网
电力系统分析
3.2.1 同一电压等级开式网的计算
进行开式网计算 时，首先确定网络元 件的参数，并绘出其 等值电路，如图3.7b，
然后将等值电路 化简为3.7c，图中
j Q B1 2 3.7开式网络及其等值电路
电力系统分析
Sc
S LDC
j
B2 2
有功功率分点与 无功功率分点可 能重合，也可能 不重合，若不重 合时，有功功率 分点用“▼”表 示，无功功率分 点用“▽”表示。
• 图3.11 两端供电网
电力系统分析
两端供电网的最终功率分布3. Nhomakorabea.1两端供电网的计算
• 对于两端供电网，当计算 初步潮流分布后，从功率 分点处将网络打开，变成 两个开式电力网。然后按 照开式网功率分布的计算 方法，计算考虑功率损耗 的功率分布。
S1 S2 S3 … Si
…
Sn
n
SA
Z iSi
i 1
•
(U
•
AU
B )U N
Z
Z
S1LD Sc
S B
课程教学竞赛说课稿《电力系统分析》
课程教学竞赛说课稿《电力系统分析》尊敬的评委、各位老师：大家好！我是来自XXX学校的XXX，今天我要为大家说课的课程是《电力系统分析》。
在开始之前，请允许我向大家表示诚挚的感谢，感谢你们在百忙之中抽出时间来聆听我的说课。
我想简要介绍一下这门课程。
《电力系统分析》是一门研究电力系统稳态运行规律及其分析方法的学科，其主要任务是研究电力系统的结构、运行方式、控制策略以及电磁暂态安全等问题。
通过本课程的学习，学生将掌握电力系统分析的基本原理和方法，具备分析和解决电力系统问题的能力。
我将详细阐述我的说课内容。
一、教学目标1. 知识与技能：使学生掌握电力系统稳态分析的基本原理和方法，包括电网结构、潮流计算、电压等级和稳定分析等；掌握电力系统故障分析的基本方法，能够进行故障诊断和定位；熟悉电力系统的调控原则和运行管理规范。
2. 过程与方法：通过案例分析、课堂讨论和实验实训等教学环节，培养学生的工程实践能力和创新能力；引导学生运用所学知识解决实际问题，提高分析问题和解决问题的能力。
3. 情感态度与价值观：培养学生热爱电力事业，具有奉献精神和团队协作意识；增强学生的安全生产意识和责任感，为学生未来从事电力系统相关工作奠定基础。
二、教学内容1. 电力系统概述：介绍电力系统的基本概念、发展历程和应用领域；阐述电力系统的特点和要求，以及电力系统的基本构成和主要设备。
2. 电力系统稳态分析：讲解电网结构分析方法、潮流计算方法、电压等级和稳定分析方法等；通过实例分析，让学生掌握电力系统的稳态运行特性和稳定性分析方法。
3. 电力系统故障分析：介绍电力系统各种故障类型、产生原因和后果；重点讲解短路故障、断线故障和接地故障的分析方法，以及故障诊断和定位技术。
4. 电力系统调控：阐述电力系统的调控原则和运行管理规范；介绍电力系统的调度操作、负荷预测和电力系统应急预案等内容。
三、教学方法与手段1. 课堂讲授：通过生动形象的语言和实例分析，使学生掌握电力系统分析的基本原理和方法。
电力系统习题集(第三章)解析
电力系统分析习题集（第三章）【例3-1】某发电系统有2台发电机组，其容量分别为30MW 和40MW ，强迫停运率FOR 分别为0.04和0.06。
试求该发电系统的停运表。
【解】发电系统的停运表是指指整个系统各种容量状态的概率表，是由各发电机组的停运表按上节的递推公式求出的。
因此，应首先建立各发电机组的停运表。
取步长X ∆=10MW ，可以得到这2台发电机组的停运表，见表3–2和表3-3。
有了各发电机组的停运表后，就可利用递推公式形成发电系统的停运表，如表3–4所示。
30.0976P =为例介绍递推公式的具体应用。
令30MW 发电机组为元件a ，40MW 发电机组为元件b 。
则知3a n =，因此根据式（3-51）可以写出组合后等效机组c 在3k =时的累积概率为：3(3)()()(0)(3)(1)(2)(2)(1)(3)(0)c a b i a b a b a b a b P p i P k i p P p P p P p P ==-=+++∑将30MW 及40MW 发电机组停运表中相应的数值代入上式，得(3)0.960.0600.0600.060.04 1.00.0976c P =⨯+⨯+⨯+⨯=对于并联的输电线路或变压器也可以形成其停运表。
有了电力系统元件的停运表，就可以简化系统运行可靠性的评估过程。
【例3-2】应用蒙特卡洛模拟法对图2.6所示的5节点系统进行可靠性评估。
该系统元件的容量与可靠性参数如表3-5和表3-6所示。
【解】该系统由5个节点、7条支路组成，共2个发电厂，以标幺值表示的总装机容量11，负荷为7.3。
表3-5 发电元件可靠性参数发电厂G1 发电厂G2可用容量(p.u.) 累积概率可用容量(p.u.) 累积概率5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 ---1.000.060.040.020.010.01---6.05.04.03.02.01.00.01.000.080.060.040.020.010.01 表3-6 输电元件可靠性参数支路节点号容量FOR1—2 2.0 0.051—3 2.0 0.052—3 2.0 0.052—4 5.0 0.053—5 5.5 0.05表中FOR为强迫停运率。
电力系统暂态分析_电力系统(2)(第三版)_习题解答
电力系统暂态分析(第三版） 李光琦 习题解答第一章 电力系统分析基础知识1-2-1 对例1-2，取kV 1102=B U ，MVA S B 30=,用准确和近似计算法计算参数标幺值。
解：①准确计算法：选取第二段为基本段，取kV 1102=B U ，MVA S B 30=，则其余两段的电压基准值分别为：9.5kV kV 1101215.10211=⨯==B B U k U kV 6.66.6110110223===k U U B B 电流基准值：kA U S I B B B 8.15.9330311=⨯==kA U S I B B B 16.0110330322=⨯==各元件的电抗标幺值分别为：发电机：32.05.930305.1026.0221=⨯⨯=*x 变压器1T ：222121300.1050.12111031.5x *=⨯⨯= 输电线路：079.011030804.023=⨯⨯=*x 变压器2T ：21.01103015110105.02224=⨯⨯=*x 电抗器：4.03.062.26.6605.05=⨯⨯=*x 电缆线路：14.06.6305.208.026=⨯⨯=*x 电源电动势标幺值：16.15.911==*E ②近似算法：取MVA S B 30=，各段电压电流基准值分别为：kV U B 5.101=，kA I B 65.15.103301=⨯=kV U B 1152=，kA I B 15.01153301=⨯=kV U B 3.63=，kA I B 75.23.63301=⨯=各元件电抗标幺值：发电机：26.05.1030305.1026.0221=⨯⨯=*x 变压器1T ：11.05.3130115121105.0222=⨯⨯=*x 输电线路：073.011530804.023=⨯⨯=*x 变压器2T ：21.01530115115105.0224=⨯⨯=*x 电抗器：44.03.075.23.6605.05=⨯⨯=*x 电缆线路：151.03.6305.208.026=⨯⨯=*x电源电动势标幺值：05.15.1011==*E1-3-1 在例1-4中，若6.3kV 母线的三相电压为： )cos(3.62αω+⨯=t U s a)120cos(3.62 -+⨯=αωt U s a)120cos(3.62 ++⨯=αωt U s a在空载情况下f 点突然三相短路，设突然三相短路时30=α。
电力系统分析第三章答案
3 简单电力系统潮流计算3．1 思考题、习题1）电力线路阻抗中的功率损耗表达式是什么？电力线路始、末端的电容功率表达式是什么？上述表达式均是以单相形式推导的，是否适合于三相形式？为什么？2）电力线路阻抗中电压降落的纵分量和横分量的表达式是什么？其电压降落的计算公式是以相电压推导的，是否适合于线电压？为什么？3）什么叫电压降落、电压损耗、电压偏移、电压调整及输电效率？4）什么叫运算功率？什么叫运算负荷？一个变电所的运算负荷如何计算？5）对简单开式网络、变电所较多的开式网络和环形网络潮流计算的内容及步骤是什么？6）变压器在额定状况下，其功率损耗的简单表达式是什么？7）求环形网络中功率分布的力矩法计算公式是什么？用力矩法求出的功率分布是否考虑了网络中的功率损耗和电压降落？8）力矩法计算公式在什么情况下可以简化？如何简化？9）为什么要对电力网络的潮流进行调整控制？调整控制潮流的手段主要有哪些？10）欲改变电力网络的有功功率和无功功率分布，分别需要调整网络的什么参数？11）超高压远距离交流输电的作用和特点分别是什么？12）什么是传播常数、衰减常数、相位常数、波阻抗、波长、相位速度？13）什么是自然功率？当远距离交流输电线路输送自然功率时，会有什么有趣的现象？14）何为半波长电力线路、全波长电力线路？半波长电力线路的运行会有什么缺点？15）怎样提高远距离交流输电线路的功率极限，改善其运行特性？原理是什么？16）110kV双回架空线路，长度为150kM，导线型号为LGJ-120，导线计算外径为15.2mm，三相导线几何平均距离为5m。
已知电力线路末端负荷为30+j15MVA，末端电压为106kV，求始端电压、功率，并作出电压向量图。
17）220kV单回架空线路，长度为200kM，导线型号为LGJ-300，导线计算外径为24.2mm，三相导线几何平均距离为7.5m。
已知电力线路始端输入功率为120+j50MVA，始端电压为240kV，求末端电压、功率，并作出电压向量图。
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电力系统分析习题集（第三章）【例3-1】某发电系统有2台发电机组，其容量分别为30MW 和40MW ，强迫停运率FOR 分别为0.04和0.06。
试求该发电系统的停运表。
【解】发电系统的停运表是指指整个系统各种容量状态的概率表，是由各发电机组的停运表按上节的递推公式求出的。
因此，应首先建立各发电机组的停运表。
取步长X ∆=10MW ，可以得到这2台发电机组的停运表，见表3–2和表3-3。
有了各发电机组的停运表后，就可利用递推公式形成发电系统的停运表，如表3–4所示。
30.0976P =为例介绍递推公式的具体应用。
令30MW 发电机组为元件a ，40MW 发电机组为元件b 。
则知3a n =，因此根据式（3-51）可以写出组合后等效机组c 在3k =时的累积概率为：3(3)()()(0)(3)(1)(2)(2)(1)(3)(0)c a b i a b a b a b a b P p i P k i p P p P p P p P ==-=+++∑将30MW 及40MW 发电机组停运表中相应的数值代入上式，得(3)0.960.0600.0600.060.04 1.00.0976c P =⨯+⨯+⨯+⨯=对于并联的输电线路或变压器也可以形成其停运表。
有了电力系统元件的停运表，就可以简化系统运行可靠性的评估过程。
【例3-2】应用蒙特卡洛模拟法对图2.6所示的5节点系统进行可靠性评估。
该系统元件的容量与可靠性参数如表3-5和表3-6所示。
【解】该系统由5个节点、7条支路组成，共2个发电厂，以标幺值表示的总装机容量11，负荷为7.3。
表3-5 发电元件可靠性参数发电厂G1 发电厂G2可用容量(p.u.) 累积概率可用容量(p.u.) 累积概率5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 ---1.000.060.040.020.010.01---6.05.04.03.02.01.00.01.000.080.060.040.020.010.01 表3-6 输电元件可靠性参数支路节点号容量FOR1—2 2.0 0.051—3 2.0 0.052—3 2.0 0.052—4 5.0 0.053—5 5.5 0.05表中FOR为强迫停运率。
根据图3-5所示的流程计算所示系统的可靠性指标。
首先，应用蒙特卡洛模拟法抽样系统状态ix。
对每个元件，我们用计算机产生一个随机数，利用此随机数按照3.4.2节的方法确定该设备的状态。
表3-7和表3-8给出了某次系统状态选择过程中，对每个元件所生成的随机数及由随机数所确定元件的状态向量ix。
表3-7 根据均匀分布(0,1)U随机数所确定的发电厂出力发电厂(0,1)U随机数x发电厂可用容量（p.u.）G1 0.6502 5.0G2 0.1325 6.0表3-8根据均匀分布(0,1)U随机数所确定的支路状态支路节点号1-2 1-3 2-3 2-4 3-5 (0,1)U随机数0.32 0.2 0.46 0.75 0.017 支路故障率0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 支路状态运行运行运行运行故障x。
首先对该状态下的网络拓扑进行分析，判断系统是否连通。
从图2-6至此，可得到一个系统的抽样状态i中可以看出，在变压器5（支路3-5）故障后，发电厂G2与系统解列，此时系统的可用容量只有发电厂G1的出力5.0 p.u.。
比较系统的出力和负荷，系统总的发电厂出力5.0 p.u.小于系统的总负荷7.3 p.u.，系统的有功功率平衡无法满足，因此系统必须切负荷。
此时，该状态对可靠性指标有贡献，系统停电1次，切负荷量为2.3 p.u.。
x。
该状态下，发电厂这样我们就完成了对系统的一次抽样。
重新进行抽样，可以得到一个新的系统状态jx进行状态评估：G1和G2的出力均为5.0 p.u.，除支路1-2故障外，其余支路都正常运行。
对jx下网络的拓扑，判断系统的连通性。
从图2-6中可以看出，在输电线路1-2故障后，系统仍然1）分析状态j是连通的。
x下，系统的有功出力是10.0 p.u.，负荷是7.3 p.u.，所以系统有功出2）判断系统的有功功率是否平衡。
状态j力大于系统负荷。
因此，系统的有功功率平衡可以满足。
3）判断支路潮流是否满足支路的传输容量约束。
这里应用直流潮流模型计算支路潮流。
所计算出的发电厂G1和G2的出力分别为5.0 p.u.和2.3 p.u.，支路潮流数据如表3-9所示：表3-9支路的传输功率支路节点号1-3 2-3 2-4 3-5传输功率(p.u.） 1.6 3 5 2.3传输容量(p.u.) 2 2 5 5.5是否满足约束满足不满足满足满足从表3-9中可以看到，支路2-3出现过负荷，需进行发电厂出力调整。
4）调整发电厂出力进行系统状态校正。
系统状态校正根据3.4.3节中式（3-68）的系统的状态评估模型进行调整。
调整后的发电厂G1和G2的出力分别为4.0 p.u.和3.3 p.u.，支路潮流如表3-10所示：表3-10 调整后各支路的功率支路节点号1-3 2-3 2-4 3-5传输功率(p.u.) 1.6 2 4 3.3传输容量(p.u.) 2 2 5 5.5是否满足约束满足满足满足满足由上面的计算可以看出，尽管该抽样状态下，有线路过负荷，但经过发电厂出力的调整，可以消除线路的过负荷，因此，对本抽样状态而言没有负荷被切除。
重复以上步骤，对系统进行多次抽样，统计每次计算结果，将系统停电的次数和停电量进行累计，即可得到系统的可靠性指标。
根据公式（3-67）可以得到系统切负荷概率(LOLP)。
根据公式（3-68）可以得到系统电量不足期望值(EENS)。
5节点系统的计算结果如表3-11所示：表3-11 5节点系统的可靠性指标系统的可靠性指标计算结果LOLP 0.13345EENS（104kWh/a）30038.478从表中可以看出，系统切负荷概率为0.13345，每年停电量的期望值为30038.478 104kWh，大约占整个系统全年电量的4.7%。
系统的可靠性指标偏差，因此应采取加强措施进一步提高系统的可靠性。
下面对可靠性指标的收敛速度进行进一步的统计与分析。
图3-6～3-7是可靠性指标EENS 的收敛曲线，LOLP 有类似的特点，不再赘述。
图3-6 EENS 的收敛曲线 图3-7 EENS 相对误差的收敛曲线从图3-6可以看出， EENS 经过20000次的抽样才会收敛到一个稳定的数值。
这从EENS 相对误差的收敛曲线中可以更清楚地看出。
当抽样次数为20000次时， EENS 的相对误差为0.02，因此EENS 基本收敛在一个稳定的数值，可以满足电力系统可靠性评估的需要。
如果我们进一步的提高计算的精度，减小计算的误差，就需要增加抽样的次数，例如，抽样40000次时，得到的EENS 指标的相对误差为0.014。
从这儿也可以看出，蒙特卡洛模拟法的计算量与估计精度的平方成反比，在一定的精度下，减少抽样次数的唯一途径就是减小方差。
【例3-3】马尔可夫链蒙特卡洛方法，对IEEE-RTS 24节点可靠性试验系统[13]进行可靠性评估计算。
【解】应用Gibbs 抽样器共进行55000次抽样，前5000次抽样用于“退火”，消除初始值的影响，后50000次抽样结果作为样本值进行可靠性指标的评估。
利用MCMC 方法所得到可靠性指标如表3-12所示。
表3-13为MCMC 方法与其它几种计算方法结果的比较。
表3-12 IEEE-RTS 24节点系统的可靠性指标 系统的可靠性指标 数值LOLP 0.08464 EENS/⨯104kWh12785.97336表3-13 不同方法对IEEE-RTS 24节点系统计算结果比较可靠性指标卷积法状态枚举法随机采样 MC 方法MCMC 方法LOLP 0.084578 0.084575 0.084420 0.084640 EENS/⨯104kWh 12871.662 12869.53 12978.186 12785.97从表3-13可以看出，MCMC 方法与其它几种计算方法的结果非常相近，说明了MCMC 方法的有效性。
下面根据算例的计算结果分别讨论MCMC 方法的收敛速度和稳定性。
1） 算法的收敛速度比较0 1 2 3 4 ⨯104采样次数 00.040.08 0.12 MCMC 方法MC 方法L O L P 的相对误差图3-8 两种方法的LOLP 相对误差收敛曲线图3-8为指标LOLP 相对误差的收敛速度示意图。
从图3-8中可以计算出同样采样次数下MCMC 方法LOLP 指标的方差系数约是MC 方法的0.35倍，即在抽样次数相同的情况下，使用MCMC 方法时，LOLP 的收敛速度比使用MC方法提高了近7倍。
同时从图3-8还可以看出，MCMC方法采样10000次时，LOLP指标的方差系数已达到0.01。
即：使用MCMC方法时，只需要进行10000次的采样就可以获得较精确的计算结果，减少了采样时间，加快了评估速度。
【例3-4】对IEEE-14节点系统进行随机潮流分析计算。
其节点和支路的原始数据如表3-14所示。
为了突出随机潮流的计算全过程，本例未考虑支路故障的情况。
*为变压器支路，最后一列数值为变比**节点1为松弛节点。
***“—”表示PQ节点，电压未知。
反映节点注入功率随机性的数据如下。
发电机组的有关数据如表3-15所示。
负荷有关参数如标-16，3-17所示。
节点 9 的负荷为离散分布，其值如表3-16 所示，其余节点的负荷均为正态分布，其期望值和均方差见表3-17。
【解】根据随机潮流计算流程图3-11，我们可进行如下计算：（1） 用牛顿－拉夫逊法计算正常情况潮流：所得正常情况下的节点状态向量0X 和支路潮流0Z 如表3-18所示。
0X 和0Z 将作为随机潮流计算的期望值。
雅可比矩阵0J 和灵敏度矩阵0S 也已同时求出，受篇幅所限略去不写。
表3-18牛顿–拉夫逊法潮流计算结果（2）计算各节点注入功率的半不变量：根据3.3.1介绍的求取随机分布半不变量的方法，我们可以求出发电机节点1、2和离散分布负荷节点9的八阶半不变量，其结果如表3-19所示（表中均为标幺值）。
对正态分布的注入功率，其一阶半不变量等于期望值，二阶半不变量为正态分布的方差，三至八阶半不变量为零，例如节点2的有功负荷期望值为0.2174，均方差百分数为0.09，则其各阶半不变量为10.2174K =22(0.21740.09)0.000382828K =⨯=3,4,,8j K j ==L节点2有功负荷的半不变量与发电机输出功率的各阶半不变量对应相加后显示在表3-19中的第3列。
同理开求出其它各节点注入功率的各阶半不变量。
（3）求节点状态变量的各阶半不变量因为在正常情况潮流计算时已求出灵敏度矩阵0S ，所以根据式（3-104）可以由节点注入功率的八阶半不变量直接求出各节点状态变量的八阶半不变量。