電力系統(tǒng)穩(wěn)定復習題答案

1、電力系統(tǒng)穩(wěn)定復習1. 同步發(fā)電機的模型4與模型3相比有哪些簡化，在多機電力系統(tǒng)穩(wěn)定計算中帶來了哪些便利？ 模型三為恒定模型，不考慮勵磁電壓變化和轉子阻尼繞組的作用。各參數(shù)可取為：; 該模型設發(fā)電機后的電勢恒定，各參數(shù)均取的值。2. 列寫二機系統(tǒng)的特征方程，并解釋特征根與系統(tǒng)穩(wěn)定性的關系。 3. 當使用絕對角偏移為狀態(tài)變量時，為什么會出現(xiàn)增根？可以采用什么辦法解決？ 忽略了轉子繞組電磁阻尼效應；使用相對角偏移做變量。4. 發(fā)電機采用模型4時，構造多機系統(tǒng)線性化狀態(tài)方程有哪些步驟？ 確定待分析的電力系統(tǒng)某一運行方式并作潮流計算，算出系統(tǒng)各節(jié)點的電壓相量和各發(fā)電機輸出功率; 根據(jù)給定的節(jié)點負荷功率和

2、對應的節(jié)點電壓，求出代替負荷功率的導納; 修正網絡方程 消去聯(lián)絡節(jié)點 發(fā)電機電磁功率表達式; 系統(tǒng)狀態(tài)方程 系統(tǒng)線性化狀態(tài)方程5. 在同步發(fā)電機采用模型4時進行多機電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定計算，怎樣把節(jié)點電壓方程收縮到發(fā)電機節(jié)點？用公式寫出轉化過程。原網絡方程I=YnU,有n個節(jié)點，加上發(fā)電機的m個電勢節(jié)點構成新網絡矩陣為：，式中Im是發(fā)電機節(jié)點注入電流；E是發(fā)電機電勢；Ynn是在節(jié)點j增加負荷導納后形成的導納陣；Ymn發(fā)電機節(jié)點i與對應的互導納（-）組成的導納陣;Ymn=;Ymm是各發(fā)電機電勢節(jié)點自導納組成的對角陣。消去聯(lián)絡節(jié)點有YnnU+YnmE=0，解得，將其帶入上式第二式得：，式中Ym由發(fā)電機

3、電勢自導納和互導納組成。6. 發(fā)電機采用模型3時，構造多機系統(tǒng)線性化狀態(tài)方程有哪些步驟？ 確定待分析的電力系統(tǒng)某一運行方式并作潮流計算，算出系統(tǒng)各節(jié)點的電壓相量和各發(fā)電機輸出功率 根據(jù)給定的節(jié)點負荷功率和對應的節(jié)點電壓，求出代替負荷功率的導納列出線性化方程式列出網絡方程式坐標變換修正網絡方程式初值計算系統(tǒng)狀態(tài)方程7. 非線性狀態(tài)方程與其線性化狀態(tài)方程的狀態(tài)變量與之間是什么關系？ X是Y的一個增量8. 設系統(tǒng)線性化狀態(tài)方程為，如何根據(jù)系數(shù)矩陣判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。求特征根9. 單相接地、兩相短路、兩相短路接地、三相短路這幾種短路類型中，哪種短路對電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性影響最大？為什么？三相短路的暫態(tài)穩(wěn)

4、定極限隨時間降低的最快，干擾越大時間越久，暫態(tài)穩(wěn)定極限越低，系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性越低 10. 在多機系統(tǒng)穩(wěn)定計算時為什么要進行坐標變換？ U和I 是經過潮流計算得到的相對于某一公共坐標的值，而Ud,Uq,Id,Iq是以各自發(fā)電機的d-q軸為坐標的值。為了聯(lián)立各式求解，這些變量必須轉換到同一坐標系。11. 推導坐標變換矩陣的線性化表達式。fx=fqCos+fdSin,fy=fqSin-fdCos矩陣形式是坐標變換矩陣fx=fqCos+fdSin(fdCos-fqSin)fy=Sinfq-Cosfd+(fqCos+fdSin)矩陣形式而12. 寫出多機電力系統(tǒng)中發(fā)電機的電磁功率表達式，標明各變量的物理意

5、義。 是Ym自導納的模，是Ym互導納的模，ij是互導納的阻抗角，ij=i-j是電勢i與j間的相對公角13. 隱式積分法與顯式積分法相比有哪些優(yōu)點？ 可以使用較大的計算步長，使過程簡單，提高了計算速度和精度。14. 寫出同步發(fā)電機轉子運動方程的差分方程式。 （t+t）=(t)+Nts(t)+s(t+t)/2 15. 寫出同步發(fā)電機交軸電磁過程方程的差分方程式。 16. 說明采用隱式積分法計算多機系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性時，網絡方程式處理成非線性方程式的原因。 網絡方程式的節(jié)點注入電流列向量中出現(xiàn)非線性關系式所示元素，因此它也是非線性的。負荷節(jié)點按上述方式處理時，實際上是認為在急劇變動的暫態(tài)過程中，負荷功率

6、與其端電壓的關系，即負荷的動態(tài)電壓特性，可以用靜態(tài)電壓特性替代。實踐證明這種替代往往是可行的。17. 試述電力系統(tǒng)發(fā)生低頻振蕩的原因。勵磁調節(jié)系統(tǒng)產生了負阻尼18. 當發(fā)電機重載時為什么電力系統(tǒng)容易發(fā)生低頻振蕩？ 由于在的表達式里，K4是發(fā)電機勵磁調繞組參數(shù)，有助于緩解低頻振蕩。與K5相乘的其它參數(shù)都大于零，因此K5起正阻尼還是負阻尼作用就決定于K5自身。K5在重負荷時會從正數(shù)改變?yōu)樨摂?shù)，因此在重負荷時容易引起系統(tǒng)振蕩。 19. 為什么發(fā)電機使用PID勵磁調節(jié)器比使用比例式勵磁調節(jié)器更容易使電力系統(tǒng)易發(fā)生低頻振蕩？ 因為前者的放大系數(shù)更大，產生的負阻尼更大20. PSS抑制系統(tǒng)低頻振蕩的原理是

7、什么？ 在勵磁調節(jié)系統(tǒng)引入附加控制功能，使其產生正阻尼，抵消由于K5變負產生的負阻尼，來抑制電力系統(tǒng)的低頻振蕩。21. 用Lyapunov直接法判斷動態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的基本思想是什么？ 借助于Lyopunov函數(shù)V和根據(jù)受擾運動方程式計算出Lyopunov函數(shù)V對時間的導函數(shù)V。根據(jù)V的符號直接判別系統(tǒng)運行點的穩(wěn)定性。22. 使用勢能界面法判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性時如何確定能量函數(shù)的臨界值？ 勢能界面法不需要求得關聯(lián)不穩(wěn)定平衡點。認為在相角平面上有以下情況：持續(xù)事故軌跡與PEBS相交的點很接近關聯(lián)不穩(wěn)定平衡點，且在持續(xù)事故軌跡與PEBS的交點Vp()達到最大值；PEBS和持續(xù)事故軌跡的交點以及不穩(wěn)定平衡點都

8、位于相角平面圖上勢能變化較平緩處。因此，交點上的Vp()和該事故狀況下的Vcr非常接近，因此可用Vp()近似Vcr。23. 寫出EEAC法將機系統(tǒng)等值為單機-無窮大系統(tǒng)的推導過程。 對于一個n機系統(tǒng),我們取這樣的分隔：任取一劃分g,這臺機分隔后屬于兩個非空互補群Sg和Ag,分別將各群內的發(fā)電機動態(tài)方程相加，得：(1)（2）由于將n臺機互補分割為非空的兩群共有l(wèi)=種分法，故以上方程共有l(wèi)對，這l個有序對構成集合E。 為了能從n維狀態(tài)空間等值變換到便于分析的低維空間，對（1），（2）式進行一次線性變換，記作PCOI(n,2):。對某個特定劃分g來說，其變換函數(shù)為： ，=， ，= ，分別代入（1）（

9、2）得：= （3） = （4）（3）（4）式共有l(wèi)對，是二機系統(tǒng)的動態(tài)方程。再將二機系統(tǒng)等值映射到單機系統(tǒng)，即OMIB:，變換函數(shù)為，（3）*-（4）*=（-）-（-），令代入上式得：24. 寫出用EEAC法計算多機系統(tǒng)臨界切除時間的步驟。！ 1)用快速方法計算持續(xù)事故軌跡；2）將各發(fā)電機按其電動勢相對參考向量大小，降序排列；3）計算角度間隙，并按其降序排列；4）根據(jù)角度間隙做劃分；5）對每個劃分做故障前中后的單機映射；6）根據(jù)各等效系統(tǒng)計算加、減速面積，判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性及臨界切除角；7）各劃分中最小的臨界切除角為多機系統(tǒng)臨界切除角；8）對應與臨界切除角的時間就是臨界切除時間25. 并聯(lián)電容器對提高電壓穩(wěn)定性有哪些作用？ 改善功率因數(shù)，減少線損，提高負荷端電壓26. 為什么在無功電源短缺的電力系統(tǒng)中不宜采用調整變壓器分接頭的方式提高負荷點電壓？此時應如何提高負荷點電壓？電壓下降時，由于負荷特性，負荷從系統(tǒng)吸取的無功功率要相應減少，但是荷調節(jié)變壓器將根據(jù)負荷側電壓的下降程度自動調節(jié)變壓器的分接頭，力