电力系统分析习题解答 南京理工大学紫金学院

2) 电力系统有功功率负荷变化的情况与电力系统频率的一、二、三次调整有何关系？ 3) 按照周期的不同，有功功率负荷预测分为哪几种？有功功率负荷预测的方法有哪些？ 4) 什么叫电力系统有功功率的平衡？在什么状态下有功功率平衡才有意义？

5) 什么是备用容量？如何考虑电力系统的备用容量？备用容量的存在形式有哪些？备用容量主要分为哪几种？各自的用途是什么？

6）电力系统中有功功率最优分配问题的主要内容有哪些？

7）各类发电厂的特点是什么？排列各类发电厂承担负荷最优顺序的原则是什么？在洪水季节和枯水季节，各类机组承担负荷的最优顺序是什么？

8）什么是机组的耗量特性、比耗量和耗量微增率？比耗量和耗量微增率的单位相同，但其物理意义有何不同？

9）什么是等耗量微增率准则？等耗量微增率准则成立的条件是什么？ 10）什么是水煤换算系数？其影响的因素有哪些？

11）什么是网损修正系数？什么是网损微增率？计及网损时有功功率最优分配负荷的协调方程是什么？

12）何为电力系统负荷的有功功率-频率静态特性？何为有功负荷的频率调节效应？ 13）何为发电机组的有功功率-频率静态特性？何为发电机组的单位调节功率？ 14）什么是调差系数？它与发电机组的单位调节功率的标幺值有何关系？

15）电力系统频率的一次调整（一次调频）的原理是什么？何为电力系统的单位调节功率？为什么它不能过大？

16）电力系统频率的二次调整（二次调频）的原理是什么？怎样才能做到频率的无差调节？ 17）互联电力系统怎样调频才算合理？为什么？ 18）电力系统是如何调频的？调频厂是如何选择的？ 19）A、B

两系统由联络线相连如图

5-1

所示。已知；

B

A系

系统

统

KGA?80MW0/Hz,KLA?50MW/Hz,?PLA?100MWKGB?700MW/Hz,KLB?40MW/Hz?PLB?50MW。求在下列情况下系统频率的变化量△f

和联络线功率的变化量△Pab；⑴两系统所有机组都参加一次调频；⑵A系统机组参加一次调频，而B系统机组不参加一次调频；⑶两系统所有机组都不参加一次调频。

20） 仍按题5-19中已知条件，试计算下列情况下的频率变化量△f 和联络线上流过的功率△Pab。⑴A、B两系统所有机组都参加一次、二次调频，A、B两系统机组都增发50MW；⑵A、B两系统所有机组都参加一次调频，A系统所有机组参加二次调频，增发60MW；⑶A、B两系统所有机组都参加一次调频，B系统所有机组参加二次调频，增发60MW。 21）某电力系统负荷的频率调节效应KL*=2.0，主调频厂额定容量为系统负荷的20%，当系统运行于负荷PL*=1.0，fN=50Hz时，主调频厂出力为其额定值的50%。如果负荷增加，而主调频厂的频率调整器不动作，系统的频率就下降0.3Hz，此时测得PL*=1.1（发电机组仍

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不满载）。现在频率调整器动作，使频率上升0.2Hz。问二次调频作用增加的功率是多少？ 22）三台发电机组共同承担负荷，它们的耗量微增率分别为：

?1?dF1?0.15P1?10dP1dF2?0.10P2?10dP2dF3?0.05P3?10dP3元/MW?h元/MW?h元/MW?h?100?P1?200MW??100?P2?200MW??100?P3?200MW?

?2??3?当系统负荷为750MW时，试求每台发电机组所承担的负荷。 23） 有n台发电机组共同承担负荷，它们的耗量特性分别为： Fk?akPk2?bkPk?ck?k?1,2,?n?

试推导耗量微增率λ与PL的关系式??f?PL?以及λ与Pk的关系式??f?Pk?（推导时不计网络损耗和各机组的功率限额）。

5. 2 习题解答

19） ⑴两系统都参加一次调频时

△f=0.09434 Hz △Pab=-19.8 MW

⑵A系统参加一次调频，B系统不参加一次调频时 △f=0.16854 Hz △Pab=43.26 MW ⑶两系统都不参加一次调频时

△f=1.6667 Hz △Pab=-16.6667 MW

20）⑴两系统都参加一次、二次调频，两系统都增发50MW时 △f=0.03145 Hz △Pab=-23.27 MW

⑵两系统都参加一次调频，A系统参加二次调频并增发60MW时 △f=0.0566 Hz △Pab=8.1132 MW

⑶两系统都参加一次调频，B系统参加二次调频并增发60MW时 △f=0.0566 Hz △Pab=-51.887 MW 21） 二次调频作用增发功率为

△PG0*=0.06667 (标幺值)

主调频厂出力为83.333%。

22） P1=136.4MW；P2=204.5MW；P3=409.1MW

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?n123）??f?PL?： ?????a?k?1k???????1n?bk?2P??L?ak?1k???? ? ??f?Pk?： ??2ak??Pk?

bk2ak??? ?6 电力系统无功功率平衡与电压调整

6. 1 思考题、习题

1) 电力系统中无功负荷和无功损耗主要是指什么？

2）如何进行电力系统无功功率的平衡？在何种状态下才有意义？定期做电力系统无功功率平衡计算的主要内容有哪些？

3）电力系统中无功功率电源有哪些？其分别的工作原理是什么？ 4）电力系统中无功功率与节点电压有什么关系？ 5）电力系统的电压变动对用户有什么影响？

6）电力系统中无功功率的最优分布主要包括哪些内容？其分别服从什么准则？

7）有功网损微增率、无功网损微增率和网损修正系数的定义及意义是什么？什么是等网损微增率准则？

8）最优网损微增率的定义是什么？什么是最优网损微增率准则？

9）电力系统中电压中枢点一般选在何处？电压中枢点的调压方式有哪几种？哪一种方式容易实现？哪一种方式最不容易实现？为什么？

10）电力系统电压调整的基本原理是什么？当电力系统无功功率不足时，是否可以通过改变变压器的变比调压？为什么？ 11）电力系统常见的调压措施有哪些？

12）试推导变压器分接头电压的计算公式，并指出升压变压器和降压变压器有何异同点？ 13）有载调压变压器与普通变压器有什么区别？在什么情况下宜采用有载调压变压器？ 14）在按调压要求选择无功补偿设备时，选用并联电容器和调相机是如何考虑的？选择方法有什么不同？

15）什么是静止补偿器？其原理是什么？有何特点？常见的有哪几种类型？

16）并联电容器补偿和串联电容器补偿各有什么特点？其在电力系统中的使用情况如何？ 17）已知某简单电力系统如图6-1所示，A 1+j4.165 ① 24+j18MVA 现准备投资在系统中装设18Mvar的

并联电容器进行无功补偿。试确定电 0.5+j2.465 ② 24+j18MVA 容器的最优分布方案。

18）有一降压变压器归算至高压侧的阻抗 图6-1 简单电力系统

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为2.44+j40Ω，变压器的额定电压为110±232.5%/6.3kV。在最大负荷时，变压器

高压侧通过的功率为28+j14MVA，高压母线电压为113kV，低压母线要求电压为6kV；在最小负荷时，变压器高压侧通过的功率为10+j6MVA，高压母线电压为115kV，低压母线要求电压为6.6kV。试选择变压器分接头。

19）有一降压变压器，SN?20MVA,UN?110?2?2.5%/11kV，Pk?163kW,Uk%?10.5。变压器低压母线最大负荷为18MVA，cosφ=0.8；最小负荷为7MVA，cosφ=0.7。已知变压器高压母线在任何方式下均维持电压为107.5kV，如果变压器低压母线要求顺调压，试选择变压器分接头。

20）某变电所有一台降压变压器，变压器的额定电压为110±232.5%/11kV，变压器已运行于115.5kV抽头电压，在最大、最小负荷时，变压器低压侧电压的偏移分别为-7%和-2%（相对于网络额定电压的偏移）。如果变压器电压侧要求顺调压，那么变压器的抽头电压115.5kV能否满足调压的要求，应如何处理？

21）水电厂通过SFL-40000/110型升压变压器与系统连接，变压器归算高压侧的阻抗 为2.1+j38.5Ω，额定电压为121±232.5%/10.5 kV。在系统最大、最小负荷时，变压器高压母线电压分别为112.09kV和 115.92kV ；低压侧要求电压，在系统最大负荷时不低于10kV，在系统最小负荷时不高于11 kV。当水电厂在最大、最小负荷时输出功率为28+j21MVA时，试选择变压器分接头。

22）有一个降压变电所由二回110kV，70km的电力线路供电，导线型号为LGJ-120，导线计算外径为15.2mm，三相导线几何平均距离为5m。变电所装有二台变压器并列运行，其型号为SFL-31500/110，SN?20MVA,UN?110/11kV，Uk%?10.5。最大负荷时变电所低压侧归算高压侧的电压为100.5kV，最小负荷时为112.0kV。变电所二次母线允许电压偏移在最大、最小负荷时分别为2.5%～7.5%。试根据调压的要求按并联电容器和同期调相机两种措施，确定变电所11kV母线上所需补偿设备的最小容量。

23）有一个降压变电所由一回110kV，的架空电力线路供电，导线型号为LGJ-240，线路长度为105 km，r1?0.131?/km,x1?0.407?/km,b1?2.8?10?6S/km。变电所装有一台有载调压变压器，型号为SFZL-40500/110，SN?40.5MVA，UN?110?4?2.5%/11kV，

Pk?230kW,Uk%?10.5，P0?45kW,I0%?2.5。变电所低压母线最大负荷为26MW，cosφ

=0.8，最小负荷为最大负荷的0.75倍，cosφ=0.8。在最大、最小负荷时电力线路始端均维持电压为121kV，变电所低压母线要求逆调压。试根据调压要求（按并联电容器和同期调相机两种措施）确定在变电所低压母线上进行无功补偿的最小容量。

6. 2 习题解答

17）QC1?12MVar,QC2?6MVar

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