電力系統(tǒng)分析習題課2

1、電氣工程學院School of Electrical Engineering2005年11月電力系統(tǒng)分析基礎習題課（二）North China Electric PowerUniversity歡迎訪問慧易升考研網(wǎng) HYPERLINK / 下載更多華電電力系統(tǒng)分析資料第四章電力系統(tǒng)的潮流計算4.1（1）求節(jié)點導納矩陣（2）當節(jié)點2，4之間阻抗為0時，修改導納矩陣。211:1.1j0.1j0.23j0.1j0.254等值變壓器模型的應用節(jié)點導納矩陣的修改11/1.1:1211:1.12j0.1/(1.12)North China Electric Power University電氣工程學院Sch

2、ool of Electrical Engineering第四章電力系統(tǒng)的潮流計算j11001節(jié)點導納矩陣為：Yj11j25j10 0j50j4j4 j12 當節(jié)點2，4之間阻抗為0時，看作先消去節(jié)點4，再在節(jié)點2，3之間加一阻抗為j0.25的支路。211:1.1j0.1j0.2j0.25 j12.1j110 節(jié)點j12.1j110 消去節(jié)點4后的導納矩陣為Y j5Yj19j90j5 j5j9jNorth China Electric Power University電氣工程學院School of Electrical Engineering第五章電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整5-1（100PG

3、1200兆瓦） dF2/dPG2=0.10PG2+10元（100PG2300兆瓦） dF3/dPG3=0.05PG3+10元（200PG1500兆瓦） 求：a）負荷為750兆瓦時，每臺發(fā)電機所承擔的負荷b）負荷在400兆瓦至1000兆瓦范圍內(nèi)的耗量微增率與負荷功率的關系曲線。=f（PL）解：掌握等耗量為增率法最優(yōu)分配負荷1 2 136.36MW P204.54MW13G2PG1PG2P PG3 750P409.09MWG3North China Electric Power University電氣工程學院School of Electrical Engineering第五章電力系統(tǒng)的有功功率

4、和頻率調(diào)整b）負荷在400兆瓦至1000兆瓦范圍內(nèi)的耗量微增率與負荷 功率的關系曲線。選取若干個點，計算出相應的出與PL的關系式。P 10 G10.150.157366.7 100.110注意發(fā)電機組的上下限限制！P 0.050.05P=40時，由上式得=20.，G1=72.750不合題意G3=50時， =3。所以上式適合2 35電氣工程學院North China Electric Power UniversitySchool of Electrical Engineering第五章電力系統(tǒng)有功功率和頻率調(diào)整（續(xù)）5-2 某系統(tǒng)有三臺額定容量為其調(diào)差系數(shù)1*=0.022*=0.063*=0.0

5、5，其運行情況為PG1=60MW,PG2=80MW, PG3=100MW,取KL*=1.5,PLN=240MW。 （1）當系統(tǒng)負荷增加50MW時，系統(tǒng)頻率下降多少？ （2）若系統(tǒng)的負荷增加是60MW，則系統(tǒng)的頻率下降多少？（均不計頻率調(diào)整器的作用）解：因為已經(jīng)滿載，所以只有機組1，2參加一次調(diào)頻，系統(tǒng)的頻率調(diào)節(jié)特性為：G1=1/1*G/f=10MW/Hz G2=33.33MW/Hz;L=L*Lf=1.5*20/50=7.2MW/Hz 1)Ks=KG1+KG2+KL=140.53MW/Hzf=-PL/Ks=-0.3558Hz2) f=-0.427Hz 此時PG1已經(jīng)超過滿載，所以分為兩步計算。f

6、1=40/KG1=0.4Hz60-40-(KL +KG2) * f1=(KL+KG2) f2f= f1+ f2North China Electric Power University電氣工程學院School of Electrical Engineering第五章電力系統(tǒng)有功功率和頻率調(diào)整（續(xù)）55-3定負荷PDN=1fN=50Hz要求：深刻了解一次調(diào)頻和二次調(diào)頻的區(qū)別，并利用調(diào)頻圖求解！North China Electric Power University電氣工程學院School of Electrical Engineering歡迎訪問慧易升考研網(wǎng) HYPERLINK / 下載更多華

7、電電力系統(tǒng)分析資料第五章電力系統(tǒng)有功功率和頻率調(diào)整（續(xù)）解：法（1）設系統(tǒng)負荷增加到PL則頻率降低后的實際負荷值PD=PL-0.3*2*PDN/50=PL- 0.012PDN=PL=1.112PDNKs=(PL-PDN)/f=0.112*/0.3=1.12/3PDN =KG=Ks-KL=1/3PDN設增發(fā)PG0 ，則PG0 =Ks f=1.12PDN/3*0.2=0.074667PDN 法（2）(PL- PG0 PDN)/Ks=0.1= PG0法（）調(diào)頻器不動作：=-/f=(1.11)/0.3=1/3調(diào)頻器動作： PG0 =(KL+KG) f=(2/50+1/3) PDN*0.2=0.0746

8、67PDNNorth China Electric Power University電氣工程學院School of Electrical Engineering第五章電力系統(tǒng)有功功率和頻率調(diào)整5.4100MW的機組并列運行，調(diào)速器的下降特性分別為4%和5%，負荷為150MW,兩臺機組的負荷如何分配？若兩 （兩臺機組空載時并車）(思考)解： （1）先求出KG1=50,KG2=40,利用加入負荷后兩臺機組的頻率相等（2）時，調(diào)差系數(shù)小的頻率下降小，二次調(diào)頻可以增加系統(tǒng)頻率，所以第二臺機組進行二次調(diào)頻。75=50 f 所以f1=1.5Hz75- PGB=40 f1 所以PGB為二次調(diào)頻增發(fā)容量為15

9、MW電氣工程學院North China Electric Power UniversitySchool of Electrical Engineering第五章電力系統(tǒng)有功功率和頻率調(diào)整在如圖所示的A、B兩機系統(tǒng)中，負荷為800MW時，頻率為50Hz，若切除50MW負荷，系統(tǒng)的頻率和發(fā)電機的出力為多GNP6MWAGN4560MW240MWBPGN500MW5單位調(diào)節(jié)功率KL*1.5PL800MW注意一次調(diào)頻作為系統(tǒng)的概念考慮KG1=280MW/Hz;KG2=200MW/Hz;KL=24MW/Hzf f=50+f=50.0992HzG1=-G1*f=-280*0.0992G1=G1G1=532.

10、22MW G2=G2G2=220.1587MWNorth China Electric Power University電氣工程學院School of Electrical Engineering第五章電力系統(tǒng)有功功率和頻率調(diào)整將兩系統(tǒng)用一條聯(lián)絡先連接起來，A系統(tǒng)的容量為2000MW， 發(fā)電機單位調(diào)節(jié)功率KGA*=30，負荷的單位調(diào)節(jié)功率KLA*=2，B系統(tǒng)的容量為1000MW，KGB*=20，KLB*=1.2。正常運行時聯(lián)絡線無交換功率，當系統(tǒng)負荷增加100MW，此A、B兩系統(tǒng)都參加一次調(diào)頻，且A系統(tǒng)部分機組參加二次調(diào) 頻，增發(fā)50MW，試計算系統(tǒng)的頻率偏移及聯(lián)絡線上的交換功率？APabB直

11、接帶入聯(lián)絡線連接兩區(qū)域的公式f=-0.029HPab=-12.4MWNorth China Electric Power University電氣工程學院School of Electrical Engineering第六章電力系統(tǒng)的無功功率和電壓調(diào)整ar,現(xiàn)有補償電容器30MVar,試確定這些無功補償設備的最優(yōu)分布。North China Electric Power University電氣工程學院School of Electrical Engineering第六章電力系統(tǒng)的無功功率和電壓調(diào)整解：設各節(jié)點分別補償?shù)臒o功為Q11、 Q22、 Q33、Q44、則網(wǎng)絡的功率損耗為：P(QQQQ

12、QQ)232111223222)2 2(QQQQ32111223222)2 3(Q3Q334(Q4Q)2/U 244N利用等網(wǎng)損微增率準則44N11 Q22PQ33PQ44Q22Q33Q44電氣工程學院North China Electric Power UniversitySchool of Electrical Engineering歡迎訪問慧易升考研網(wǎng) HYPERLINK / 下載更多華電電力系統(tǒng)分析資料第六章電力系統(tǒng)無功功率和電壓調(diào)整110KV，80kmZe，B 的110KV6UN抗注意：掌握串聯(lián)電容補償?shù)挠嬎鉔orth China Electric Power University電

13、氣工程學院School of Electrical Engineering第六章電力系統(tǒng)無功功率和電壓調(diào)整35KV10j10，輸7j6MVA30KV34KV。假設首端電壓補償容量North China Electric Power University電氣工程學院School of Electrical Engineering第六章電力系統(tǒng)無功功率和電壓調(diào)整掌握：各種變壓器調(diào)壓方式及其計算！首先求出首端功率，然后按調(diào)壓方式公式進行計算電氣工程學院North China Electric Power UniversitySchool of Electrical Engineering第六章電力系

14、統(tǒng)無功功率和電壓調(diào)整解：因為采用逆調(diào)壓方式，所以高峰負荷時將中樞點A的電壓調(diào)節(jié)到1.05Un，低谷負荷降低到Un，將變壓器和輸電線路阻抗合并有：North China Electric Power University電氣工程學院School of Electrical Engineering第六章電力系統(tǒng)無功功率和電壓調(diào)整North China Electric Power University電氣工程學院School of Electrical Engineering第六章電力系統(tǒng)無功功率和電壓調(diào)整最大負荷時：104.15*11/110=14.41510.2KV最小負荷時：105.9176

15、*11/110=10.5910.7KV所以經(jīng)過校驗，所選擇的變壓器分接頭合格。North China Electric Power University電氣工程學院School of Electrical Engineering歡迎訪問慧易升考研網(wǎng) HYPERLINK / 下載更多華電電力系統(tǒng)分析資料第六章電力系統(tǒng)無功功率和電壓調(diào)整6.5 簡單線路如圖所示，若變壓器低壓側的母線電壓偏移要求小于1%，試按電容器補償和調(diào)相機補償兩種情況，分別選擇變壓器的分接頭和無功補償容量。（U1=112kV,變壓器歸算到110kV的阻抗為2+j35歐姆）U1U2Smax=28+j14MVASmin=10+j6M

16、VA110+ 2*2.5%/6.3kV掌握：電容器作為補償設備的特點及其計算；調(diào)相機作為補償設備的特點及其計算；North China Electric Power University電氣工程學院School of Electrical Engineering第六章電力系統(tǒng)無功功率和電壓調(diào)整解：變電所的調(diào)壓要求為常調(diào)壓。(28*3+14*35)/112=106.875V,同理，Ujmin=109.8571V(1)補償設備為電容器時：按常調(diào)壓要求，最小負荷時補償設備全部退出，確定變壓器分接頭電壓。tjin=jin*/jmin=109.51*6/6=11535V選用110+2*2.5%抽頭，即1

17、15.5kV電壓電氣工程學院North China Electric Power UniversitySchool of Electrical Engineering第六章電力系統(tǒng)無功功率和電壓調(diào)整把抽頭電壓帶入求取補償容量，按最大負荷的調(diào)壓要求確定補償容量。jcmaxijjcmaxNjtjtjQc=U/X *(U-UU/U)*UUjcmaxijjcmaxNjtjtj=6.0/35*(6.0-106.875*6.3/115.5)*(115.5/6.3)2=9.82KVar校驗電壓偏移：最大負荷時補償設備全部投入Ujcmax=112-(28*3+(14-9.8214)*35)/112=109.9

18、442kV U2max=109.9442*6.3/115.5=5.997kV 偏移：(6-5.997)/6=0.05%最小負荷時電容器全部退出：2in=109.857*6.3/115.5=5.992kV 偏移0.1%所以符合要求North China Electric Power University電氣工程學院School of Electrical Engineering第六章電力系統(tǒng)無功功率和電壓調(diào)整首先確定變比：-2jcin*(kUjcin-jin )= U*(kjcax-Ujax)k=18.1438jcmaxUtj=k*U2N=18.1438*6.3=114.306kV選取110+2*2.5%抽頭按最大負荷選擇調(diào)相機容量jcmaxijjcmaxNjtjtjQc=U/X *(U-UU/U)*UUjcmaxijjcmaxNjtjtj=6.0/35*(6.0-106.875*6.3/115.5)*(115.5/6.3)2=9.82KVar校驗電壓偏移：最大負荷時補償設備全部投入，偏移：0.05