动态电力系统分析复习题

动态电力系统分析复习题

1. 理想电机 （P1）

满足以下假定条件的电机称为理想电机：

（1）电机磁铁部分的磁导率为常数，既忽略调磁滞、磁饱和的影响，也不计涡流及集肤作用等的影响。 （2）对纵轴及横轴而言，电机转子在结构上是完全对称的。

（3）定子的3个绕组的位置在空间互相相差120°电角度。3个绕组在结构上完全相同。同时，它们均在气隙中产生正弦形分步的磁动势。 （4）定子及转子的槽及通风沟等不影响电机定子及转子的电感，即认为电机的定子及转子具有光滑的表面。 2. 在同步发电机模型中，一般考虑哪些阻尼绕组？ （P2）

在d 轴上的一个等值阻尼绕组D ； 在q 轴上的一个等值阻尼绕组Q 。

3. 列写出发电机abc 和dq0坐标下的电压平衡方程式。 （P3）、（P15）

abc 坐标轴下：

⎪⎩⎪

⎨⎧-ψ=-ψ=-ψ=c a c c

b a b b a a a a i

r p u i r p u i r p u f f f f

D D D D Q

Q Q Q u p r i u p r i u p + r i

⎧=ψ+⎪

=ψ+⎨⎪=ψ⎩ 合并成 ri p u +ψ=

式中 dt

d p =

()T Q D f c b a u u u u u u ,,,,,u = ()T

Q D f c b a ψψψψψψ=ψ,,,,,

()Q D f c b a r r r r r r diag ,,,,,r = ()T

Q D f c b a i i i i i i ,,,,,i ---=

dq0坐标轴下：

⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣

⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡ψψ=⎥⎦⎤⎢⎣⎡fDQ dq fDQ dq i i r r 0S p u u 00dq0fDQ dq0fDQ dq0 式中 ()T

d q 00S ，，ψψ-=ωωdq

4. 在同步发电机方程中，采用PARK 变换的目的是什么？ （P9）

派克变换可以使我们通过等值变换，立足于d 和q 旋转坐标观察电机的电磁现象，从而能极好地适应转子的旋转以及凸极效应。经派克变换后所得的dq0坐标下的同步电机基本方程中的电感参数均为定常值，大大地有助于分析电机暂态过程的机理及有利于实用计算，从而在电机过渡过程分析及大规模电力系统动态分析中取得了广泛的应用。

5. PARK 变换及逆变换公式 （P12）

完整的经典派克变换：

⎥

⎥⎥⎦⎤

⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎥⎦

⎤⎢⎢⎢

⎢⎢⎣⎡

---=⎥⎥⎥⎦

⎤⎢⎢⎢⎣⎡c b

a c b

a c

b a q d f f f f f f 212

121sin sin sin cos cos cos 320θθθ

θθθ 或记作

abc dq0Df f = 完整的经典派克变换的逆变换：

⎥⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢

⎢⎣⎡---=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡0b 1sin cos 1sin cos 1sin cos f f f f f f q d c c

b a a

c b a θθθθ

θθ 或记作 dq0-1

abc f D f = 6. 列写出发电机abc 和dq0坐标下的功率方程式。

（P7）、（P18）

c c b b a a o i u i u i u P ++=

()()()()

a q d q d q q d d r i i i p p p 2022d q 0000q q d d o 2

3i i 23i 2i i 23i u 3i u i u 23

P ++-ψ-ψ+ψ+ψ+ψ=++=

ω 7. 在标幺值系统中，时间的基准值及其物理意义是什么？ （P21）

时间基准值时rad 1t B =，定义：将转子以B ω为电角速度旋转1rad 所需要的时间。

这样取时间基值符合基值选取原则一，可使有名值方程转化为标幺值方程时形式完全不变，二者一致，唯一的缺点是采用的时间基值与习惯单位不同。

8. 推导下列参数的表达式。0,0,,,,,,d d q q q d d

d T T X X X X X X '''''''''。 （P39~45） 9. 列写刚性转子的同步发电机转子运动方程。

（式（1-159））

()s dt

d ωωδ

10-= ()⎪⎪⎭⎫

⎝

⎛-+-=-+-=0000000001

1ωωωωωe m j

e m j P P D T T T D T dt d 10. 水锤效应 （P74）

稳态运行时，引水管道中各点的流速一定，管道种各点的水压也一定；当导水叶开度μ突然变化时，引水管道各点的水压将发生变化，从而输入水轮机的机械功率P m 也相应发生变化；在导水叶突然开大时，会引起流量增大的趋势，反而使水压减小，水轮机的瞬时功率不是增大而是突然减小一下，然后再增加，反之亦然。

11. 写出一种负荷静态模型的表达式。 （P81）

⎪⎪

⎩

⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫

⎝⎛=⎪⎪⎭⎫

⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=ω

ω

ωωωωq n q n n p n p n n U U U U Q Q U U P P

12. 将负荷表示成恒阻抗、恒电流、恒功率时，其表达式各是什么？

（P82）

⎪⎪⎪

⎩

⎪⎪⎪⎨⎧⎥⎥

⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=q n q 2

n q n p n p 2n p n c U U b U U a Q Q c U U b U U a P P

13. 120变换及逆变换公式

（P92）

abc

c b a

22210

012

f K f f f a a 1a a 111131f f f f =⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢

⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡= abc 1-21022

c b a

abc

f K f f f a a 1a a 1111f f f f =⎥⎥⎥⎦

⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢

⎢⎢

⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=