天津大學(xué)離線作業(yè) 電力系統(tǒng)分析 第一組答案 2022年秋

1、電力系統(tǒng)分析要求：獨(dú)立完成，下面已將五組題目列出，任選一組進(jìn)行作答，每人只答一組題目，多答無效，滿分100分；二、答題步驟：使用A4紙打印學(xué)院指定答題紙（答題紙請(qǐng)?jiān)斠姼郊?；在答題紙上使用黑色水筆按題目要求手寫作答；答題紙上全部信息要求手寫，包括學(xué)號(hào)、姓名等基本信息和答題內(nèi)容，請(qǐng)寫明題型、題號(hào)；三、提交方式：請(qǐng)將作答完成后的整頁答題紙以圖片形式依次粘貼在一個(gè)Word 文檔中上傳（只粘貼部分內(nèi)容的圖片不給分），圖片請(qǐng)保持正向、清晰；完成的作業(yè)應(yīng)另存為保存類型是“Word97-2003”提交;上傳文件命名為“中心-學(xué)號(hào)-姓名-科目.doc”;文件容量大小：不得超過20MB。提示：未按要求作答題目的

2、作業(yè)及雷同作業(yè)，成績(jī)以0分記！題目如下：第一組：?jiǎn)柎痤}（每題25分，共100分）1. 試說明潮流計(jì)算中PV、PQ與平衡節(jié)點(diǎn)的概念。2. 簡(jiǎn)述電力系統(tǒng)穩(wěn)定性幾種常見分類及特點(diǎn)？ 試說明節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的特點(diǎn)及其元素的物理意義。 試寫出任意一種形式的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程，并解釋式中各變量的物理意義及單位，解釋發(fā)電機(jī)額定慣性時(shí)間常數(shù)的物理意義。答案在下面1. 試說明潮流計(jì)算中PV、PQ與平衡節(jié)點(diǎn)的概念。答：PV節(jié)點(diǎn)的概念：潮流計(jì)算中，節(jié)點(diǎn)注入有功P和節(jié)點(diǎn)電壓U為給定量的節(jié)點(diǎn)稱作PV節(jié)點(diǎn)。PV節(jié)點(diǎn)的電壓相角，（或電壓的實(shí)部或虛部）為潮流計(jì)算中的待求變量。PQ節(jié)點(diǎn)的概念：潮流計(jì)算中，節(jié)點(diǎn)注入的有功P和無功Q皆

3、為給定量的節(jié)點(diǎn)稱作PQ節(jié)點(diǎn)。PQ節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)電壓（其幅值U和相角，或其實(shí)部e和虛部f）為待求變量。平衡節(jié)點(diǎn)的概念：潮流計(jì)算中，平衡節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)電壓是給定值，對(duì)極坐標(biāo)形式的節(jié)點(diǎn)功率方程，平衡節(jié)點(diǎn)的電壓幅值一般情況下取做U=1.0，相角取做=0.0，對(duì)直角坐標(biāo)形式的節(jié)點(diǎn)功率方程，平衡節(jié)點(diǎn)的實(shí)部和虛部一般分別取做e=1.0和f=0.0。通常以選擇容量較大，離負(fù)荷中心電氣距離較近的發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)作平衡節(jié)點(diǎn)。平衡節(jié)點(diǎn)提供的有功和無功注入除了需要平衡整個(gè)電網(wǎng)發(fā)電和負(fù)荷的不平衡功率，還要平衡整個(gè)電網(wǎng)的有功和無功損耗，其值只有在潮流計(jì)算后才能確定。2. 簡(jiǎn)述電力系統(tǒng)穩(wěn)定性幾種常見分類及特點(diǎn)？答：電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的常見分

4、類方式及其特點(diǎn)如下：按照失穩(wěn)場(chǎng)景劃分, 可分為:功角穩(wěn)定性：主要關(guān)注發(fā)電機(jī)能否保持同步運(yùn)行；電壓穩(wěn)定性：主要關(guān)注擾動(dòng)發(fā)生后系統(tǒng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)電壓幅值能否保持合理水平。負(fù)荷穩(wěn)定性：在遠(yuǎn)離電源的負(fù)荷中心（現(xiàn)代工業(yè)負(fù)荷以感應(yīng)電動(dòng)機(jī)為主），當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，能否保持感應(yīng)電動(dòng)機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行的問題。 按照受擾大小劃分，可分為：潮流穩(wěn)定性：指電力系統(tǒng)在運(yùn)行工況(網(wǎng)絡(luò)連接方式，負(fù)荷分布和發(fā)電計(jì)劃)已知情況下，具有合理潮流解的能力，即 在運(yùn)行工況已知情況下，系統(tǒng)潮流方程是否有解，若有解系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備的主要運(yùn)行參數(shù)是否處于合理水平。潮流穩(wěn)定也時(shí)常被稱為潮流熱穩(wěn)定。小擾動(dòng)穩(wěn)定性：指系統(tǒng)的正常運(yùn)行情況下，受到微小擾動(dòng)后能否獨(dú)立地

5、恢復(fù)到原有運(yùn)行狀態(tài)的能力。保證小擾動(dòng)穩(wěn)定性是電力系統(tǒng)運(yùn)行中最基本的要求。暫態(tài)穩(wěn)定性：指在受到較大擾動(dòng)之后，電力系統(tǒng)中的所有發(fā)電機(jī)在不失同步的情況下過渡到新的合理的運(yùn)行狀態(tài)(也可以是原有運(yùn)行狀態(tài))，并在新的運(yùn)行狀態(tài)下穩(wěn)定運(yùn)行的能力。暫態(tài)穩(wěn)定性主要研究電力系統(tǒng)出現(xiàn)各種故障后的運(yùn)行狀況，研究的場(chǎng)景較為復(fù)雜。3. 試說明節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的特點(diǎn)及其元素的物理意義。答：節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的特點(diǎn)：（1）節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣是n階復(fù)系數(shù)方矩陣，是非奇異矩陣。（2）實(shí)際電力網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣是非常稀疏的對(duì)稱復(fù)系數(shù)矩陣。節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣元素的物理意義為：當(dāng)電力網(wǎng)絡(luò)除k節(jié)點(diǎn)其余節(jié)點(diǎn)皆接地情況下，節(jié)點(diǎn)i注入電流相量同施加于節(jié)點(diǎn)k的電壓之比。4. 試寫出任意一種形式的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程，并解釋式中各變量的物理意義及單位，解釋發(fā)電機(jī)額定慣性時(shí)間常數(shù)的物理意義。答：1）轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程的標(biāo)幺值表示其中：定義為發(fā)電機(jī)的慣性時(shí)間常數(shù)，單位為s。同步轉(zhuǎn)速為在同步參考系下的電角度，單位為rad，為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸受