計(jì)算機(jī)輔助分析考試復(fù)習(xí)資料全集

1、1、 一電力系統(tǒng)中，除一個(gè)平衡節(jié)點(diǎn)外，還有m個(gè)節(jié)點(diǎn)，n個(gè)節(jié)點(diǎn)。用極坐標(biāo)下的牛頓拉夫遜法求解該系統(tǒng)的潮流分布過(guò)程中產(chǎn)生的雅可比矩陣的階數(shù)為_(kāi)2m+n_，而采用直角坐標(biāo)時(shí)，雅可比矩陣的階數(shù)為_(kāi)2(m+n)_。2、 電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定計(jì)算程序采用的是_小擾動(dòng) 法，將描述系統(tǒng)的微分方程_線性 化，并確定方程的 特征根 ，以此來(lái)判定系統(tǒng)能否保持靜態(tài)穩(wěn)定。3、 潮流計(jì)算中通常選取實(shí)際電力系統(tǒng)中的 調(diào)頻電廠 作為平衡節(jié)點(diǎn)。PQ節(jié)點(diǎn)通常對(duì)應(yīng)于實(shí)際電力系統(tǒng)中的 負(fù)荷母線 ，PV節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于實(shí)際電力系統(tǒng)中的 電廠母線 。4、 分解法在利用電力系統(tǒng)特征時(shí)，除忽略電壓幅值變化對(duì)有功功率分布和電壓相角變化對(duì)無(wú)功功率分布的影

2、響外，還根據(jù)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行條件作了如下假設(shè)：_、_、_。5、 發(fā)生不對(duì)稱短路故障時(shí)，可利用 對(duì)稱分量 法將不對(duì)稱的三相電流分解為正、負(fù)、零序電流，故障點(diǎn)的正序電流可根據(jù) 正序等效 定則按對(duì)稱故障的方法求取。6、 采用因子表法求解線性方程組的主要優(yōu)點(diǎn)是_在求解相同系數(shù)陣不同已知向量的多個(gè)線性方程組時(shí)，可提高求解效率_。7、 時(shí)域法電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算程序的核心是求解_微分代數(shù)_方程組，對(duì)于采用經(jīng)典發(fā)電機(jī)模型的單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)而言，該方程組的階數(shù)為_(kāi)二_階，可采用_歐拉（數(shù)值積分）_法求解。8、 采用型等值電路相比，變壓器形等值電路的主要優(yōu)點(diǎn)有_省去歸算，變壓器分階頭調(diào)整時(shí)不影響等值電路的其它元

3、件參數(shù)值_。9、 MATLAB軟件族的一在特性是在MATLAB編程語(yǔ)言和Simulink仿真環(huán)境的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出了很多面向具體應(yīng)用的工具箱（Toolbox或Blockset），如_控制系統(tǒng)工具箱_ 、_信號(hào)處理工具箱_ 、_符號(hào)數(shù)學(xué)工具箱_、 _神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱_、優(yōu)化工具箱等等。10.采用因子表法求解線性代數(shù)方程組的優(yōu)點(diǎn)是_當(dāng)常數(shù)向量發(fā)生改變時(shí)，可以不用再次計(jì)算系數(shù)矩陣的消去過(guò)程，從而節(jié)約了計(jì)算量_。11.節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納陣的第i行除對(duì)角元外還含有個(gè)非零元，這說(shuō)明_第i個(gè)節(jié)點(diǎn)與另三個(gè)節(jié)點(diǎn)間有支路連接_。12.節(jié)點(diǎn)阻抗陣中的自阻抗的定義式為_(kāi)；互阻抗的定義式為_(kāi)。13.節(jié)點(diǎn)編號(hào)順序優(yōu)化的目的是_讓消去過(guò)程

4、中系數(shù)陣引入的非零元盡可能的少，保持原有的稀疏性_。14.一個(gè)n節(jié)點(diǎn)電力系統(tǒng)，除一個(gè)平衡節(jié)點(diǎn)外，還有m個(gè)節(jié)點(diǎn)，n-(m+1)個(gè)節(jié)點(diǎn)。用極坐標(biāo)下的牛頓拉夫遜法求解該系統(tǒng)的潮流分布過(guò)程中產(chǎn)生的雅可比矩陣的階數(shù)為_(kāi)2（n-1）-m_而采用直角坐標(biāo)時(shí)，雅可比矩陣的階數(shù)為_(kāi)2（n-1）_。15.變化前的電網(wǎng)絡(luò)如圖1所示，這時(shí)在節(jié)點(diǎn)阻抗陣中，節(jié)點(diǎn)的自阻抗元素為。若在節(jié)點(diǎn)接出變壓器支路，如圖2所示。圖中，K為理想變比，為支路阻抗。則在變化后的節(jié)點(diǎn)阻抗陣中，節(jié)點(diǎn)的自阻抗_節(jié)點(diǎn)與間的互阻抗。 i電網(wǎng) i電網(wǎng)K:1aijj圖1 圖214.一個(gè) n個(gè)節(jié)點(diǎn)、b條支路的電網(wǎng)絡(luò)：其樹(shù)枝包含_n-1_條支路獨(dú)立的回路方程數(shù)

5、為_(kāi)b-n+1_；節(jié)點(diǎn)方程數(shù)為_(kāi)n-1_。1、 簡(jiǎn)要回答利用追加支路法形成節(jié)點(diǎn)阻抗陣的計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)支路類型判別的基本原理。答：利用支路編號(hào)，和支路追加順序進(jìn)行判斷。具體方案可以是按編號(hào)從小到大依次進(jìn)行追加。新增節(jié)點(diǎn)則為樹(shù)支，否則為連枝。而接地點(diǎn)可以設(shè)定為一個(gè)固定編號(hào)就可加以識(shí)別。2、 簡(jiǎn)要回答潮流計(jì)算過(guò)程中節(jié)點(diǎn)類型發(fā)生變化的原因及其產(chǎn)生的影響。答：迭代過(guò)程中PV節(jié)點(diǎn)可能會(huì)變化為PQ節(jié)點(diǎn)，原因是該點(diǎn)的電壓調(diào)節(jié)能力已經(jīng)達(dá)到其極限，不再能維持電壓恒定。這樣會(huì)使功率方程組的構(gòu)成產(chǎn)生變化，即增加無(wú)功迭代方程。3、 簡(jiǎn)要回答利用計(jì)機(jī)算分析電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的基本步驟。答：根據(jù)系統(tǒng)條件形成電力系統(tǒng)線性化狀

6、態(tài)方程，利用數(shù)值方法求特征根，最后根據(jù)特征根實(shí)部情況進(jìn)行判穩(wěn)。即正實(shí)部不穩(wěn)定、負(fù)實(shí)部穩(wěn)定、0實(shí)部為臨界。1、高斯消去法與因子表法有何異同？答：因子表法是高斯消去法的另一種變化形式，其不同之處在于（以按行消去過(guò)程為例）：因子表是對(duì)系數(shù)矩陣和對(duì)常數(shù)項(xiàng)的消去及規(guī)格化分開(kāi)寫(xiě)，用下三角及對(duì)角元素可對(duì)常數(shù)項(xiàng)進(jìn)行消去運(yùn)算，并利用上三角元素則可進(jìn)行回代運(yùn)算。高斯消去是通過(guò)增廣矩陣回代過(guò)程即可求出方程組的全部解。2、節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納陣與節(jié)點(diǎn)阻抗陣之間有何關(guān)系，二者之間如何轉(zhuǎn)換？答：導(dǎo)納矩陣的特點(diǎn)：導(dǎo)納矩陣是對(duì)稱矩陣；導(dǎo)納矩陣式稀疏矩陣；導(dǎo)納矩陣能從系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接線圖直觀地求出。阻抗矩陣是滿矩陣；迭代計(jì)算時(shí)收斂性能較好；用導(dǎo)

7、納矩陣求逆，可間接求出阻抗矩陣；阻抗矩陣不能從系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接線圖直觀地求出，因此必須尋找其他求阻抗矩陣的方法。3、網(wǎng)絡(luò)矩陣的修改函數(shù)對(duì)電力系統(tǒng)計(jì)算有何作用？答：有利于不重復(fù)迭代，計(jì)算方便4、 計(jì)算短路電流的目的是什么？答：（1）選擇有足夠電動(dòng)力穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的電氣設(shè)備,如選擇斷路器、互感器等。（2）合理的配置繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置，并正確整定其參數(shù)，必須對(duì)電力系統(tǒng)各種短路故障進(jìn)行分析計(jì)算。（3）比較和評(píng)價(jià)電氣主接線方案時(shí)，可以依據(jù)短路計(jì)算的結(jié)果，確定是否采用限制短路電流措施，并對(duì)設(shè)備的造價(jià)進(jìn)行評(píng)估，選擇最佳的主接線方案。5、 在計(jì)算短路電流時(shí)，是否用到了節(jié)點(diǎn)阻抗陣中的所有元素？據(jù)此，可以如何簡(jiǎn)化短路

8、計(jì)算程序？答：一般在計(jì)算短路電流時(shí)，通常用到的是導(dǎo)納矩陣中的對(duì)角線元素，還有正序分量元素，所以編寫(xiě)程序的時(shí)候，可以省略一些元素，合并對(duì)稱故障和非對(duì)稱故障程序時(shí)，有些語(yǔ)句可以共用，不用重復(fù)編寫(xiě)。6、 兩種算法的收斂過(guò)程圖中出現(xiàn)差異的原因是什么？答：牛頓拉夫遜法按電壓的不同表示方法，分為直角坐標(biāo)形式和極坐標(biāo)形式兩種。它有很好的收斂性，但要求有合適的初值。PQ分解法是對(duì)牛頓拉夫遜法極坐標(biāo)形式的一種簡(jiǎn)化算法，由于這些簡(jiǎn)化只涉及修正方程的系數(shù)矩陣，并未改變節(jié)點(diǎn)功率平衡方程和收斂判據(jù)，因而不會(huì)降低計(jì)算結(jié)果的精度。7、 潮流計(jì)算中的平衡節(jié)點(diǎn)起什么作用？答：給定的運(yùn)行參數(shù)是U和，而待求量是該節(jié)點(diǎn)的P、Q，因此

9、又稱為U節(jié)點(diǎn)。而待求量是節(jié)點(diǎn)的P、Q,整個(gè)系統(tǒng)的功率平衡由這一節(jié)點(diǎn)承擔(dān)。在潮流計(jì)算中，這類節(jié)點(diǎn)一般只設(shè)一個(gè)。關(guān)于平衡節(jié)點(diǎn)的選擇，一般選擇系統(tǒng)中擔(dān)任調(diào)頻調(diào)壓的某一發(fā)電廠（或發(fā)電機(jī)），有時(shí)也可能按其它原則選擇。8、 PQ分解法是如何利用電力系統(tǒng)特征的？答：快速分解法（又稱PQ分解法）是從簡(jiǎn)化牛頓法極坐標(biāo)形式計(jì)算潮流程序的基礎(chǔ)上提出來(lái)的。它的基本思想是根據(jù)電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的特點(diǎn)：通常網(wǎng)絡(luò)上的電抗遠(yuǎn)大于電阻值，則系統(tǒng)母線電壓幅值的微小變化對(duì)母線有功功率的改變影響很小。同樣，母線電壓相角的少許改變，也不會(huì)收起母線無(wú)功功率的明顯改變，因此，節(jié)點(diǎn)功率方程在用極坐標(biāo)形式表示時(shí)，它的修正方程式可簡(jiǎn)化為：這就是把

10、2（N1）階的線性方程組變成了n-1階線性方程組，將P和Q分開(kāi)來(lái)進(jìn)行迭代計(jì)算，因而大大減小了計(jì)算工作量。9、 為什么PQ分解法在經(jīng)過(guò)很大的簡(jiǎn)化后卻不會(huì)降低計(jì)算結(jié)果的精度？答：PQ分解法是對(duì)牛頓拉夫遜法極坐標(biāo)形式的一種簡(jiǎn)化算法，由于這些簡(jiǎn)化只涉及修正方程的系數(shù)矩陣，并未改變節(jié)點(diǎn)功率平衡方程和收斂判據(jù)，因而不會(huì)降低計(jì)算結(jié)果的精度。10、 什么是雅可比矩陣？答：在向量微積分中，雅可比矩陣是一階偏導(dǎo)數(shù)以一定方式排列成的矩陣，其行列式稱為雅可比行列式。 還有，在代數(shù)幾何中，代數(shù)曲線的雅可比量表示雅可比簇：伴隨該曲線的一個(gè)群簇，曲線可以嵌入其中。雅可比矩陣的重要性在于它體現(xiàn)了一個(gè)可微方程與給出點(diǎn)的最優(yōu)線性

11、逼近。因此，雅可比矩陣類似于多元函數(shù)的導(dǎo)數(shù)。雅可比矩陣定義為向量對(duì)向量的微分矩陣。11、 為什么在用計(jì)算機(jī)對(duì)某網(wǎng)絡(luò)初次進(jìn)行潮流計(jì)算時(shí)往往是要調(diào)潮流，而并非任何情況下只一次送入初始值算出結(jié)果就行呢？要考慮什么條件？各變量是如何劃分的？哪些可調(diào)？哪些不可調(diào)？答：因?yàn)槌绷饔?jì)算時(shí)的功率方程是非線性的，多元的具有多解。初始條件給定后得到的結(jié)果不一定能滿足約束條件要求。要進(jìn)行調(diào)整初值后才能滿足。其約束條件有：-UiminUiUimax-PiminPiPimax-QiminQiQimax-|ij|；負(fù)荷的PQ為擾動(dòng)量，發(fā)電機(jī)的PVQ為控制變量，各節(jié)點(diǎn)的V為狀態(tài)變量；擾動(dòng)變量是不可控變量，因而也是不可調(diào)節(jié)的狀

12、態(tài)變量是控制變量的函數(shù)，故控制變量和狀態(tài)變量都是可調(diào)節(jié)的。12、 如果要以某一潮流分布情況作為短路計(jì)算的初值，如何考將潮流計(jì)算程序與短路計(jì)算程序聯(lián)系起來(lái)？答：如果要以某一潮流分布情況作為短路計(jì)算的初值，我們可以將潮流計(jì)算程序的運(yùn)行結(jié)果中的電壓值通過(guò)MATLAB編程語(yǔ)句提取出來(lái)作為短路計(jì)算程序的電壓初值。這樣便可以將潮流計(jì)算程序與短路計(jì)算程序聯(lián)系起來(lái)。13.簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性計(jì)算方法可能應(yīng)用于什么樣的實(shí)際系統(tǒng)中？答：水輪機(jī)，汽輪機(jī)。14.MATLAB提供的算法有何特點(diǎn)？答：matlab內(nèi)置函數(shù)的好處是并行運(yùn)算，速度快。它主要是各種矩陣的運(yùn)算。與用戶的接口做得好, 使用方便, 運(yùn)行快。問(wèn)答題：1

13、、 簡(jiǎn)要回答利用追加支路法形成節(jié)點(diǎn)阻抗陣的計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)支路類型判別的基本原理。答：利用支路編號(hào)，和支路追加順序進(jìn)行判斷。具體方案可以是按編號(hào)從小到大依次進(jìn)行追加。新增節(jié)點(diǎn)則為樹(shù)支，否則為連枝。而接地點(diǎn)可以設(shè)定為一個(gè)固定編號(hào)就可加以識(shí)別。2、 簡(jiǎn)要回答潮流計(jì)算過(guò)程中節(jié)點(diǎn)類型發(fā)生變化的原因及其產(chǎn)生的影響。答：迭代過(guò)程中PV節(jié)點(diǎn)可能會(huì)變化為PQ節(jié)點(diǎn)，原因是該點(diǎn)的電壓調(diào)節(jié)能力已經(jīng)達(dá)到其極限，不再能維持電壓恒定。這樣會(huì)使功率方程組的構(gòu)成產(chǎn)生變化，即增加無(wú)功迭代方程。3、 簡(jiǎn)要回答利用計(jì)機(jī)算分析電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的基本步驟。答：根據(jù)系統(tǒng)條件形成電力系統(tǒng)線性化狀態(tài)方程，利用數(shù)值方法求特征根，最后根據(jù)特征根

14、實(shí)部情況進(jìn)行判穩(wěn)。即正實(shí)部不穩(wěn)定、負(fù)實(shí)部穩(wěn)定、0實(shí)部為臨界。程序題：1、 閱讀下面的函數(shù)，將其補(bǔ)充完整并回答問(wèn)題。（10分）（1）該函數(shù)的功能是什么？函數(shù)的功能為消去矩陣的指定行。（2）在已知矩陣A=1 2 3 4;5 6 7 8;2 4 6 8;1 3 5 7, i=4 的條件下調(diào)用該函數(shù)，則函數(shù)的返回值是多少。%function Yr=myfun(A,i)m,n=size(A);if m=n disp('不是方陣不能采用該函數(shù)'); return;endYr=zeros(_m-1_);for j=1:m-1 for k=1:m-1 Yr(j,k)=A(j,k)-A(i,k)

15、*_ A(j,i)/A(i,i)_; endend%調(diào)用結(jié)果為：0.4286 0.2857 0.1429 3.8571 2.5714 1.2857 0.8571 0.5714 0.28572、在下面的MATLAB腳本中，已知S0為單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)的視在功率，U0為無(wú)窮大母線電壓幅值，X為發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)間的等值電抗。讀懂腳本內(nèi)容，寫(xiě)出計(jì)算公式，并說(shuō)明腳該腳本的作用。%Clear,clc,closeE0=sqtr(U0+imag(S0)*X./U0)2+(real(S0)*X./U0)2)Djt0=atan(real(S0)*X./(U0*(U0+imag(S0)*X./U0)%解：圖略：計(jì)算

16、發(fā)電機(jī)的初始電勢(shì)和功角3.（分）已知為某電力網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣，和下面所給的函數(shù)代碼。（）說(shuō)明該函數(shù)的作用。（）如果要修改某支路參數(shù)，給出該函數(shù)的調(diào)用形式。%function Y=ModiY(Y,i,j,z)Yij=1./z;Y(i,i)=Y(i,i)+Yij;Y(j,j)=Y(j,j)+Yij;Y(i,j)=Y(i,j)-Yij;Y(j,i)=Y(i,j)%解：功能為：在I,j節(jié)點(diǎn)間并聯(lián)一條支路ModiY(Y,i,j,-1./Y(i,j)用于修改時(shí)，相當(dāng)于先切除，再并聯(lián)一個(gè)新支路。計(jì)算1、某電力網(wǎng)絡(luò)等值電路如圖1所示，圖中給出了各支路電抗標(biāo)么值，試列出該網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣。若在1、2節(jié)點(diǎn)間再增加一條相同的支路，說(shuō)明節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納陣的修改方法。解：節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納陣為，1、2節(jié)點(diǎn)間增加一條電抗為j0.8的支路時(shí)，需要變化的元素有四個(gè)，即，其結(jié)果為1、一個(gè)三節(jié)點(diǎn)電力系統(tǒng)，零序、正序和負(fù)序節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣分別為（P.U.）(P.U.)求節(jié)點(diǎn)2發(fā)生金屬性兩相接地短路故障時(shí)的故障電流和節(jié)點(diǎn)1的電壓（標(biāo)么值）。解：所以各相故障電流為：（2分）故障點(diǎn)電流為：（2分）節(jié)點(diǎn)1的電壓對(duì)稱分量為：（5分）節(jié)點(diǎn)1各相電壓為：（5分）牛頓拉夫遜法流程框圖改進(jìn)歐拉法程序框圖開(kāi) 始輸入原始數(shù)據(jù)計(jì)算出功角及初始電勢(shì)E0判斷此時(shí)系統(tǒng)有無(wú)擾動(dòng)，根據(jù)擾動(dòng)性質(zhì)選擇特性曲線K=2打印K是否是要求的時(shí)段K=K+1no