电力系统稳态分析重点

7、造成电力系统频率波动的原因是什么？什么叫作频率的一次调整、二次调整和三次调整（有功负荷的最优分配）？

答：造成电力系统频率波动的原因是有功负荷的变化（负荷波动），因为要维持电力系统在某一频率下运行，就必须保证该频率下的有功功率平衡，当系统有功负荷变化时，打破了系统的在原有频率下的有功功率平衡关系，所以就会引起系统频率变化（波动）。

针对第一类负荷波动所引起的频率波动所进行的调整称为频率的一次调整，频率的一次调整通过发电机组调速器改变原动机输入的机械功率，从而改变发电机输出的有功功率来实现。频率的一次调整不能实现无差调节，负荷变化越大，调整结束后的频率偏移越大，当负荷变化较大时（如第二类负荷波动）经一次调整后的频率偏移可能超出允许范围。

针对第二类负荷变化引起的频率波动所进行的调整称为频率的二次调整，二次调整通过装设在调频机组上的调频器调整发电机的有功出力来实现，二次调整可以实现无差调节。

针对第三类负荷波动所进行的调整称为频率的三次调整，由于第三类负荷变化是可以预测的的，所以针对第三类负荷变化所进行的对发电机出力的调整是由系统调度员根据最优分配原则安排各发电机的有功出力来实现的。

8、电力系统有功负荷最有分配的目的是什么？最优分配的原则是什么？

答：电力系统有功负荷最优分配的目的是在满足负荷需求的情况下使系统总的能源消耗最小。电力系统有功负荷最有分配的原则是在满足系统有功平衡功率约束条件的情况下，按各机组耗量微增率相等的原则分配各发电机的有功出力。 11、某发电厂有三台机组并列运行，其耗量特性分别为：（重点研究对象）

2F?2.8?0.26P?0.0015P1G1G1 （T/h）

2F?3.5?0.29P?0.0015P2G2G2 （T/h）

2F?4.0?0.17P?0.0015PG3G3 （T/h） 3 机组功率约束条件为：

20MW?PG1?50MW 20MW?PG2?100MW

20MW?PG3?100MW

求负荷功率为200MW时机组间负荷的最优分配。 解：由耗量特性

2F?2.8?0.26P?0.0015P1G1G1 （T/h）

2F?3.5?0.29P?0.0015P2G2G2 （T/h）

2F?4.0?0.17P?0.0015PG3G3 （T/h） 3?1?求得：

dF1?0.26?0.003PG1dPG1

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?2?dF2?0.29?0.003PG2dPG2

?3?根据等耗量微增率准则有：

dF3?0.17?0.003PG3dPG3

0.26?0.003PG1?0.29?0.003PG2 0.26?0.003PG1?0.17?0.003PG3

P?PG2?PG3?200MW G1P?60MW、PG2?50MW、PG3?90MW

联立求解得：G1G1.max由于G1，取G1（对此进行分析）

将剩余的负荷200MW-50MW=150MW在2#、3#机组之间按等耗量微增率准则重新分配得：

P?60MW?P?50MWP?50MWPG2?55MW、PG3?95MW

答：负荷功率为200MW时机组间负荷的最优分配方案是：

G1、G2、G3

12、某电力系统综合负荷的单位调节功率为400MW/HZ，系统负荷增大800MW时，调频电厂经二次调频增发400MW，系统频率变化为0.2HZ，计算系统等值发电机的单位调节功率。 解：

P?50MWP?55MWP?95MW(?PL0??PG0)?(KG?KL)?f

800?400KG?(?PL0??PG0)/?f?KL??400?1600(MW/HZ)0.21、

答：系统等值发电机的单位调节功率为1600MW/HZ。

在常用的无功补偿设备中，那些无功补偿设备具有正的调节效应？那些具有负的调节效应？

答：在常用的无功补偿设备中，调相机、SR型静止无功补偿器和TCR型静止无功补偿器具有正的电压调节效应；而电力电容器、TSC型静止无功补偿器具有负的电压调节效应。

2、 什么叫电力系统的电压中枢点？电压中枢点的电压调整方式有那几种？ 答：

电力系统的电压中枢点是指某些可以反映电力系统电压水平的主要发电厂或枢纽变电所母线，只要控制这些点的电压偏移在一定范围，就可以将电力系统绝大部分负荷的电压偏移在允许的范围。

电压中枢点的电压调整方式有三种：即逆调压、顺调压和常调压。（顺调压指负荷低谷时，允许电压适当升高，但不得高于107.5UN%,负荷高峰时允许电压适当适当降低，但不得低于102.5UN的调压方式；逆调压指负荷低谷时，要求将电压中枢点电压适当降低，但不低于UN，负荷高峰时要求将电压中枢点电压升高至105UN%的电压调整方式；常调压则指无论在负荷低估还是负荷高峰时均保持中枢点电压为一基本不变的数值的电压调整方式。） 3、 常用的调压措施有那些？对于由于无功缺乏造成电压水平下降的电力系统应优先采取

何种调压措施？对于无功功率并不缺乏，但局部电网电压偏低的电力系统应优先采用何种调压措施？ 答：

常用的调压措施有改变发电机机端电压调压、改变变压器变比调压和利用无功补偿装置调压等。

对于由于无功缺乏造成电压水平下降的电力系统应优先采取增加无功补偿设备的调压措施。（因为此时采用改变变压器变比调压并不能改变电力系统的无功功率平衡关系，只能

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改变电力系统的无功流向，提高局部电网的电压水平，但这部分电网电压水平的提高，使其消耗的无功功率增大，将更加增大整个电力系统的无功缺额，导致电网其他部分的电压水平进一步下降）

对于无功功率并不缺乏，但局部电网电压偏低的电力系统应优先采用改变变压器变比的调压措施。

4、 电力系统无功电源最有分布的目的是什么？无功电源最优分布的原则是什么？ 答：

电力系统无的是使整个电力系统的有功损耗最小。 电力系统无功电源最优分布的原则是等网损微增率准则。

5、 电力系统无功最优补偿的目的是什么？无功最优补偿的原则是什么？ 答：

电力系统无功负荷最优补偿的目的是使增加无功补偿装置所减少电网损耗费用与增加无功补偿设备所增加的设备费用之差取得最大值，即取得最好无功补偿经济效益。

无功负荷最优补偿的原则是最优网损微增率准则。

8、某降压变电所由110kV线路供电，变电所装有一台40MVA普通变压器，如图三所示。110kV送端电压U1保持115kV不变。若要求变电所10kV母线电压U2变化范围不超出10.0～10.7kV，试选择变压器分接头。 (重点研究对象)

解：①最大负荷和最小负荷时线路和变压器的功率损耗为：

352?182352?182~?Smax?(4.1?1.9)?j(15.2?34.8)?0.768?j6.401(MVA)11021102182?102182?102~?Smin?(4.1?1.9)?j(15.2?34.8)?0.210?j1.752(MVA)11021102

②最大负荷和最小负荷情况下线路首端的功率为：

~Smax?(35?j18)?(0.768?j6.401)?35.768?24.401(MVA)~Smin?(18?j10)?(0.210?j1.752)?18.210?j11.752(MVA)

③最大和最小负荷下线路和变压器的电压损耗（不计电压降落横分量影响）为：

?Umax??Umin35.768?6?24.401?50?12..48KV11518.21?6?11.752?50??6.06KV115

④变压器分接头选择

115?12.48?10.5?107.65KV10115?6.06UfI.min??10.5?106.9KV10.7107.65?106.9UfI.js??107.28KV2

UfI.max?

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选标准分接头107.25/10.5KV

UfI?110(1?0.025)?107.25KV,即选择变压器的变比

⑤校验 最大负荷情况下变压器低压侧实际电压

umax?115?12.48?10.5?10.03KV?10KV107.25 115?6.06?10.5?10.67KV?10.7KV107.25

最小负荷情况下变压器低压侧实际电压

umin?所选变压器变比满足要求。

36。.110KV单回架空线路，其参数如图所示，线路始端电压为116KV，末端负荷为15＋j10MVA，求该电力线路末端电压及始端输出的功率。

解：

二、简单输电系统如图2所示，变压器变比为110±2×2.5%/11kV，若不计变压器励磁支路

及线路对地电容，则线路和变压器的总阻抗Z=26+j130Ω，节点A的电压为118kV，且维持不变，降压变电所低压侧母线要求常调压，保持10.5kV电压。若补偿设备为

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静电电容器试配合变压器分接头的选择确定受端应设置的无功补偿容量。

图2 题二图

解 计算补偿前最大、最小负荷时低压侧归算到高压侧的电压。 先计算功率损耗

202?152??Smax??(26?j130)?1.34?j6.71MVA1102 22??10?7.5?(26?j130)?0.34?j1.68MVA?Smax1102首端功率为

???S15)?(1.34?j6.71)?21.34?j21.71MVAAmax?Smax??Smax?(20?j ???SAmin?Smin??Smin?(10?j7.5)?(0.34?j1.68)?10.34?j9.18MVA因此，i节点电压为

Uimax?118?21.34?26?21.71?130?89.38(kV)118

10.34?26?9.18?130?118??105.61(kV)118

Uimin

（a）选择电容器容量。先按最小负荷时电容器全部退出的条件选择变压器变比，为 UTI?UiminUNi11?105.61??110.64(kV) Ui?min10.5于是可选择110kV电压的主抽头，即UTI =110kV，则变压器变比k=110/11=10。 再按最大负荷时的要求，求无功补偿容量 k2Ui?Cmax?U?Ui?Cmax?imaxQC??Xk?102?10.5?89.38?? ?10.5??130?10??12.62(Mavr)????

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