暫態(tài)第1章穩(wěn)態(tài)習(xí)題1.什么是電力系統(tǒng)？有哪些特點和基本要求？答：電力系統(tǒng)是由發(fā)電機、變壓器、輸電線路、用電設(shè)備（負(fù)荷）組成的網(wǎng)絡(luò)，它包括通過電的或機械的方式連接在網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備。電力系統(tǒng)的特點是：電能不能大量儲存，發(fā)電、供電、用電必須同時完成，過渡過程非常迅速。對電能質(zhì)量要求很高，電能質(zhì)量的優(yōu)劣，直接影響各行各業(yè)。電力生產(chǎn)的事故，也是其它行業(yè)的災(zāi)難。電力系統(tǒng)的基本要求：①保證可靠地持續(xù)供電；②保證良好的電能質(zhì)量；③保證系統(tǒng)運行的經(jīng)濟(jì)性。2.我國電力系統(tǒng)的現(xiàn)狀如何？答：①發(fā)電裝機容量、發(fā)電量持續(xù)增長。截止2007年底，全國新增裝機容量10,009萬千瓦，總量達(dá)到71,329萬千瓦。其中，水電新增1,306.5萬千瓦，火電新增8,158.35萬千瓦。同時，華能玉環(huán)電廠、華電鄒縣電廠、國電泰州電廠共七臺百萬千瓦超超臨界機組的相繼投運，標(biāo)志著中國已成功掌握世界先進(jìn)的火力發(fā)電技術(shù)，電力工業(yè)已經(jīng)開始進(jìn)入“超超臨界”時代。此外，中國電網(wǎng)建設(shè)快速發(fā)展，新增220千伏及以上輸電線路回路長度4.15萬公里，新增220千伏及以上變電設(shè)備容量18,848萬千伏安。②電源結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整。上大壓小的舉措提高了火電行業(yè)平均單機裝機容量，增強了行業(yè)的總體經(jīng)濟(jì)效益，提高了環(huán)境效益。對于新能源的各項政策及規(guī)劃，將引導(dǎo)降低火電在電力中的占比，增加水電、核電、風(fēng)電的比例，優(yōu)化電力結(jié)構(gòu)。③西電東送和全國聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅速。我國能源資源和電力負(fù)荷分布的不均衡性，決定了“西電東送”是我國的必然選擇。西電東送重點在于輸送水電電能。按照經(jīng)濟(jì)性原則，適度建設(shè)燃煤電站，實施西電東送。目前，西電東送已進(jìn)入全面實施階段：貴州到廣東500千伏交、直流輸變電工程已先后投產(chǎn)運行，向廣東送電規(guī)模已達(dá)1088萬千瓦。三峽到華東、廣東±500千伏直流輸變電工程先后投產(chǎn)。蒙西、山西、陜西地區(qū)向京津唐電網(wǎng)送電能力逐步增加。華北與東北、福建與華東、川渝與華中等一批聯(lián)網(wǎng)工程已經(jīng)投入運行，2003年跨區(qū)交換電量達(dá)到862億千瓦時。截至2005年7月，除海南外已經(jīng)初步實現(xiàn)了全國聯(lián)網(wǎng)，初步實現(xiàn)了跨區(qū)域資源的優(yōu)化配置，區(qū)域電網(wǎng)間的電力電量交換更加頻繁，交易類型出現(xiàn)了中長期、短期、超短期、可中斷交易等多種模式，呈現(xiàn)多樣化的良好局面，由于跨區(qū)跨省電力交易比較活躍，部分聯(lián)網(wǎng)輸電通道長期保持大功率送電。西電東送、全國聯(lián)網(wǎng)工程對調(diào)劑電力余缺、緩解電力供應(yīng)緊張和促進(jìn)資源優(yōu)化配置起到重要作用。④可再生能源發(fā)電取得進(jìn)步：A.風(fēng)力發(fā)電建設(shè)規(guī)模逐步擴(kuò)大。從“七五”開始建設(shè)風(fēng)電場，到2004年底，內(nèi)地已建成43個風(fēng)電場，累計裝機1292臺，總裝機容量達(dá)到76.4萬千瓦，占全國電力裝機的0.17%。單機容量達(dá)到2000千瓦。B.地?zé)岚l(fā)電得到應(yīng)用。到1993年底，西藏地?zé)岚l(fā)電的總裝機達(dá)到28.13兆瓦，約占全國地?zé)岚l(fā)電裝機(包括臺灣在內(nèi))的94%；年發(fā)電量9700萬千瓦時，占拉薩電網(wǎng)約20%。C.太陽能發(fā)電開始起步。至1999年，光伏發(fā)電系統(tǒng)累計裝機容量超過13兆瓦。2004年建成容量為1兆瓦的太陽能發(fā)電系統(tǒng)，這是目前中國乃至亞洲總裝機容量第一的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，同時，也是世界上為數(shù)不多的兆瓦級大型太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)之一。D.小水電建設(shè)取得巨大成績。截止到2000年底，全國已建成小水電站4萬多座，裝機達(dá)2485萬千瓦，占全國水電裝機的32，4％，占世界小水電開發(fā)量的40％以上，年發(fā)電量800億千瓦時，占全國水電發(fā)電量的36.27%。⑤結(jié)構(gòu)性矛盾突出，技術(shù)升級任重道遠(yuǎn)：A.電源結(jié)構(gòu)有待優(yōu)化；B.電力生產(chǎn)主要技術(shù)指標(biāo)與國際水平還有一定差距。3.電力系統(tǒng)有哪些控制？各種控制的特點是什么？答：（1）提高系統(tǒng)穩(wěn)定的措施由快速勵磁、電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）、電氣制動、快關(guān)汽機和切機、串聯(lián)補償、靜止無功補償（SVC）、超導(dǎo)電磁蓄能和直流調(diào)制等。（2）維持系統(tǒng)頻率的措施有低頻減負(fù)荷、低頻降電壓、低頻自起動、抽水蓄能機組低頻抽水改發(fā)電、低頻發(fā)電機解列、高頻切機、高頻減出力等。（3）預(yù)防線路過負(fù)荷的措施有過負(fù)荷切電源、過負(fù)荷切負(fù)荷等。電源：勵磁控制（PSS）、調(diào)速控制（汽門、蝶閥）、AGC、電氣制動等電網(wǎng)：斷路器、HVDC、FACTS、有載調(diào)壓、無功補償設(shè)備等負(fù)荷：DSM（分時電價、峰谷電價）、拉閘限電等4.現(xiàn)代電力系統(tǒng)的一般特點是什么？答：大機組、大電網(wǎng)、高電壓打破壟斷，引入競爭，施行商業(yè)化運營電力電子技術(shù)應(yīng)用，F(xiàn)ACTS交流和直流互聯(lián)系統(tǒng)大量新型負(fù)荷（信息電力）出現(xiàn)新技術(shù)應(yīng)用5.潮流計算的概念時什么？目的是什么？其數(shù)學(xué)模型時什么？計算方法是什么？有何特點？（06，07真題）答：概念：是指電力系統(tǒng)在某一個穩(wěn)態(tài)的正常運行方式下，電力網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點的電壓和功率分布的計算。目的：（1）檢查電力系統(tǒng)各元件是否過負(fù)荷；（2）檢查電力系統(tǒng)各節(jié)點的電壓是否滿足電壓質(zhì)量的要求；（3）根據(jù)對各種運行方式的潮流分布計算，可以正確的選擇系統(tǒng)接線方式，合理調(diào)整負(fù)荷，以保證電力系統(tǒng)安全、可靠地運行，向用戶供給高質(zhì)量的電能；（4）根據(jù)功率分布，可以選擇電力系統(tǒng)的電氣設(shè)備和導(dǎo)線截面積，可以為電力系統(tǒng)繼電保護(hù)整定計算提供必要的數(shù)據(jù)等；（5）為電力系統(tǒng)擴(kuò)建和規(guī)劃提供依據(jù)；（6）為調(diào)壓計算、經(jīng)濟(jì)運行計算、短路計算等提供必要的數(shù)據(jù)。數(shù)學(xué)模型為：潮流計算所用的電力網(wǎng)絡(luò)系由變壓器、輸電線路、電容器、電抗器等靜止線性元件所構(gòu)成，并用集中參數(shù)表示的串聯(lián)或并聯(lián)等值支路來模擬。普遍采用節(jié)點法，公式如下：或,其展開式分別為：上四式中、、、分別為節(jié)點導(dǎo)納矩陣、節(jié)點阻抗矩陣及其相應(yīng)的元素；n為電力系統(tǒng)節(jié)點數(shù)。在實際工程中應(yīng)用的公式為：或計算方法主要為：高斯-塞德爾法；牛頓法；快速解耦法。計算方法特點：（1）高斯-塞德爾法：原理簡單，程序設(shè)計容易，占用內(nèi)存省，但是收斂速度慢。（2）牛頓法：收斂速度快，具有良好的收斂可靠性，但是所需內(nèi)存和迭代所需時間較高斯-塞德爾法多。（3）快速解耦法：較牛頓法顯著較少了內(nèi)存需量何計算量，縮短了迭代所需的時間，具有良好的收斂可靠性。6.談?wù)勲娏ο到y(tǒng)的潮流控制何調(diào)整有哪些手段？（08年真題）答：（1）PV節(jié)點的無功能率越界何PQ節(jié)點的電壓越界處理；（2）帶負(fù)荷調(diào)壓變壓器抽頭的調(diào)整；（3）互聯(lián)系統(tǒng)區(qū)域間交換功率控制；（4）負(fù)荷靜態(tài)特性的考慮第2章穩(wěn)定性概述1.什么是電力系統(tǒng)的穩(wěn)定問題？什么是功角穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定？答：電力系統(tǒng)的穩(wěn)定問題是當(dāng)系統(tǒng)在某一正常運行狀態(tài)下受到某種干擾后，能否經(jīng)過一定的時間回到原來的運行狀態(tài)或者過渡到一個新的穩(wěn)態(tài)運行狀態(tài)的問題。電壓穩(wěn)定：電壓穩(wěn)定性，是指正常運行情況下或遭受干擾后電力系統(tǒng)維持所有母線電壓在可以接受的穩(wěn)態(tài)值的能力。運行著的電力系統(tǒng)在遭受干擾后的幾秒或幾分鐘內(nèi)，系統(tǒng)中一些母線電壓可能經(jīng)歷大幅度、持續(xù)性的降低，從而使得系統(tǒng)的完整性遭到破壞，功率不能正常地傳給用戶。這種情況稱為系統(tǒng)電壓不穩(wěn)定。功角穩(wěn)定：指系統(tǒng)中各發(fā)電機之間的相對功角失去穩(wěn)定性的現(xiàn)象。正常情況下，系統(tǒng)中各發(fā)電機以相同速度旋轉(zhuǎn)，機間相對轉(zhuǎn)子角度維持恒定，即處于同步運行狀態(tài)，從而保證系統(tǒng)中任何節(jié)點的電壓幅值和頻率以及任何線路的傳輸功率為恒定值。如果系統(tǒng)在運行過程中受到某種干擾，干擾的影響將通過互聯(lián)的電力網(wǎng)絡(luò)傳到各發(fā)電機節(jié)點，并使發(fā)電機的輸出電功率相應(yīng)發(fā)生改變，結(jié)果是使得在擾動瞬間各發(fā)電機的機械輸入轉(zhuǎn)矩和輸出的電磁轉(zhuǎn)矩失去平衡，出現(xiàn)發(fā)電機轉(zhuǎn)子不同程度的加速或減速，并導(dǎo)致各發(fā)電機之間轉(zhuǎn)子相對角的變化。如這種轉(zhuǎn)子角度的變化過程是隨時間衰減的，并能最終恢復(fù)到擾動出現(xiàn)前的正常值或達(dá)到一個新的穩(wěn)態(tài)值，則認(rèn)為在這種運行方式和擾動形式下系統(tǒng)是功角穩(wěn)定的。如果這種轉(zhuǎn)子角度的變化隨時間而加劇，并最終導(dǎo)致發(fā)電機間失去同步，則認(rèn)為系統(tǒng)在該運行方式下對這種擾動形式是功角不穩(wěn)定的。2.電力系統(tǒng)送端和受端穩(wěn)定的特點是什么？答：電力系統(tǒng)送端需要功角穩(wěn)定，受端需要電壓穩(wěn)定。3.常用的電力系統(tǒng)穩(wěn)定計算的程序都有哪些？各有什么特點？答：BPA美國PowerWorldSimulator美國EUROSTAG法國和比利時NETOMAC德國西門子公司PSCAD/EMTDCPSS/E美國MatlabRTDS實時仿真器PSASP中國電科院4.大停電的影響是什么？5.什么是電力系統(tǒng)的三道防線？答：第一道防線：繼電保護(hù)速斷第一道防線是指正常運行方式下的電力系統(tǒng)受到單一故障擾動后，由繼電保護(hù)裝置正確動作迅速切除故障，保持電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行和電網(wǎng)的正常供電。第二道防線：切機、快關(guān)、電氣制動、快速勵磁調(diào)節(jié)等第二道防線是指正常運行方式下的電力系統(tǒng)受到較嚴(yán)重的故障擾動后，繼電保護(hù)裝置正確動作后，由切除發(fā)電機和切除負(fù)荷等穩(wěn)定運行。第三道防線：低頻減載甩負(fù)荷、解列第三道防線是指電力系統(tǒng)的穩(wěn)定破壞后,由防止事故擴(kuò)大的穩(wěn)定控制施構(gòu)成第三道防線。采取解列電網(wǎng)等措施防止系統(tǒng)全部崩潰，保證部分重要用戶供電，避免長時間、大面積停電。6.簡述提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)定的主要措施有哪些？答：提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的主要措施：采用自動勵磁調(diào)節(jié)裝置；采用分裂導(dǎo)線；提高線路的額定電壓等級；改善系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、減小電氣距離；采用串聯(lián)補償設(shè)備；采用并聯(lián)補償設(shè)備。提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的主要措施：故障的快速切除和自動重合閘裝置的應(yīng)用；發(fā)電機采用快速強行勵磁裝置；采用電氣制動；變壓器中性點經(jīng)小電阻接地；通過快關(guān)和切機減小原動機出力；高壓直流（HVDC）輸電聯(lián)絡(luò)線的控制；合理選擇系統(tǒng)運行接線。7.什么是電網(wǎng)可用輸電能力（ATC）？答：可用傳輸能力（ATC）的定義：ATC（AvailableTransferCapability）是輸電網(wǎng)傳輸能力的一種度量標(biāo)準(zhǔn)，它反映出在已成交的傳輸容量基礎(chǔ)上，輸電網(wǎng)對市場交易還可提供的最大傳輸容量。它隨時間的推移、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的變化和斷面的不同而改變。第三章時域仿真1.什么是電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析的時域仿真法？答：電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析的時域仿真法是將電力系統(tǒng)中各元件模型，根據(jù)它們之間的拓?fù)潢P(guān)系形成全系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型（非線性的微分和代數(shù)方程組），然后以穩(wěn)態(tài)工況即潮流解為初值，求擾動下的數(shù)值解，即逐步求得系統(tǒng)狀態(tài)量和代數(shù)量隨時間的變化曲線，并根據(jù)發(fā)電機轉(zhuǎn)子搖擺曲線來判別系統(tǒng)在大擾動下能否保持同步運行，即暫態(tài)穩(wěn)定性。2.時域仿真法都有哪些優(yōu)點和缺點，它的主要發(fā)展方向是說明？答：時域仿真法的主要優(yōu)點：直觀、信息豐富、可獲得各種量隨時間變化的曲線；可適應(yīng)各種元件模型及保護(hù)控制模型，可適應(yīng)各種元件非線性及離散操作、適應(yīng)有幾百臺機組、幾千條線路、幾千個母線的大規(guī)模系統(tǒng)；可采用數(shù)值穩(wěn)定性好，并有良好工程精度的計算方法；可采用節(jié)點編號優(yōu)化、稀疏矩陣技術(shù)、并行計算技術(shù)等方法節(jié)省計算機的內(nèi)存和機時；可作為各種物理問題及控制對策的時域分析和校驗手段等等。是目前暫態(tài)穩(wěn)定分析的主流方法；時域仿真法的主要缺點：逐步積分速度慢、耗費機時；可以判斷穩(wěn)定與否，但難以給出穩(wěn)定裕度，不能定量地描寫穩(wěn)定程度；是離線分析的主要方法，不能實現(xiàn)在線安全分析；對于大量輸出的信息利用率低、效益差；對于低頻振蕩問題的分析，只能給出時域信息，無頻域信息，物理透明度差，不利于控制對策的研究等等。它的主要發(fā)展方向是：對于如勵磁和調(diào)速等控制系統(tǒng)，采用用戶自定義的模塊化子系統(tǒng)模型；加入電磁暫態(tài)模型，適應(yīng)越來越多的電力電子設(shè)備的計算；研究提高計算速度的硬件和軟件方法；采用數(shù)字＋模擬的混合仿真方式；進(jìn)行模型參數(shù)的實時測定，以提高計算結(jié)果的準(zhǔn)確度；改善人機界面，提高數(shù)據(jù)庫的通用性；加強對輸出結(jié)果的分析功能；適應(yīng)中長期穩(wěn)定分析；考慮概率因素的暫態(tài)穩(wěn)定分析；與直接法結(jié)合的新方法；研究與模式識別法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等非模型方法的結(jié)合。3.穩(wěn)定分析的數(shù)學(xué)模型是什么性質(zhì)的數(shù)學(xué)模型？分別包括系統(tǒng)中哪些部分的模型？答：穩(wěn)定分析的數(shù)學(xué)模型是微分性質(zhì)和代數(shù)性質(zhì)的數(shù)學(xué)模型的結(jié)合。微分方程的構(gòu)成：– 發(fā)電機磁鏈及電壓方程– 發(fā)電機轉(zhuǎn)子運動方程– 勵磁系統(tǒng)方程– 原動機及調(diào)速系統(tǒng)方程– 動態(tài)負(fù)荷模型代數(shù)方程的構(gòu)成：– 網(wǎng)絡(luò)方程– 發(fā)電機穩(wěn)態(tài)電壓方程– 靜態(tài)負(fù)荷模型問題：電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析的數(shù)學(xué)模型有何特點？一般有哪些求解算法？電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析的數(shù)學(xué)模型包括系統(tǒng)中元件的微分方程了電網(wǎng)絡(luò)部分的代數(shù)方程，通過系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立既能求解狀態(tài)量又能求解代數(shù)量。電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析的求解算法可以分為時域仿真法和直接法。時域仿真即對數(shù)學(xué)方程進(jìn)行數(shù)值積分逐步求得系統(tǒng)的狀態(tài)量和代數(shù)量隨時間變化的曲線，直接法通過對系統(tǒng)暫態(tài)能量函數(shù)的設(shè)計和對穩(wěn)定判據(jù)的計算來分析系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。4.小擾動和大擾動穩(wěn)定在分析方法上各有哪些特點？答：小擾動穩(wěn)定特點：小擾動穩(wěn)定（弱非線性）是采用泰勒級數(shù)展開直接線性化方法求解。大擾動穩(wěn)定特點：大擾動穩(wěn)定（強非線性）是采用分段線性化方法，如：分段積分法、改進(jìn)歐拉法、龍格-庫塔法等。5.用時域仿真法進(jìn)行暫態(tài)穩(wěn)定分析時的主要步驟是什么？答：主要步驟是：潮流計算；建立數(shù)學(xué)模型；確定解算方法；結(jié)果分析６．等面積定則的物理本質(zhì)是什么？為什么說它是判斷暫態(tài)穩(wěn)定的基本準(zhǔn)則？答：機組在加速或減速過程中所儲存的或消耗的動能，應(yīng)等于轉(zhuǎn)子軸上過剩轉(zhuǎn)矩所做的功，即：機組所儲存或消耗的動能即為功率特性圖上過剩的功率對積分所得的面積，從圖上可知，機組加速過程中儲存的動能為：機組在減速過程中消耗的動能為：若達(dá)到f點時，角不再增加，說明機組在加速過程中儲存的動能等于減速過程中消耗的動能，即等面積定則實質(zhì)上是依據(jù)能量守恒定律得來的。第四章直接法1.怎樣用直接法判斷單機無窮大系統(tǒng)的穩(wěn)定性？答：動能：初始動能（切除時刻）：勢能：初始總能量：臨界能量：2.直接法分析穩(wěn)定有何特點？答：直接法的物理本質(zhì)是等面積定則，也就是能量守恒；能量函數(shù)及臨界能量的確定是直接法的關(guān)鍵，有了它們也就知道了穩(wěn)定情況；直接法沒有給出形成能量函數(shù)的一般規(guī)律；多機系統(tǒng)的臨界能量不唯一；穩(wěn)定的定義是能量函數(shù)的一階導(dǎo)數(shù)小于零，實際判斷穩(wěn)定是根據(jù)初始能量和臨界能量之差？3.直接法對穩(wěn)定的評價結(jié)果怎樣？答：4.應(yīng)用Lyapunov（李雅普諾夫）直接法判斷電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的判據(jù)是什么？（06年試題）答：Lyapunov第一法（線性系統(tǒng)的穩(wěn)定判據(jù)）：線性系統(tǒng)（包括線性化的非線性系統(tǒng)）特征方程的特征根：（1）全部具有負(fù)的實部，則實際系統(tǒng)是穩(wěn)定的；（2）只要有一個實部為正的特征根，則系統(tǒng)是不穩(wěn)定的；（3）即使只有一個實部為0，其余都具有負(fù)的實部，那么實際系統(tǒng)就不能靠線性化的數(shù)學(xué)模型來判斷其穩(wěn)定性。Lyapunov第二法（非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定判據(jù)（亦適用線性系統(tǒng)））：對于非線性系統(tǒng)其中為狀態(tài)空間向量。如果存在一個正定的標(biāo)量函數(shù)它的全微分是負(fù)定的，則該系統(tǒng)在平衡點是穩(wěn)定的。5.說明Lyapunov直接法分析暫態(tài)穩(wěn)定的概念和原理。（07年真題）答：原理見上題答案。概念：系統(tǒng)能否穩(wěn)定將決定于狀態(tài)空間內(nèi)點xs、xc、xcr三者之間的相對位置。如果知道在怎樣的相對位置情況下系統(tǒng)是穩(wěn)定的，那么只需要計算xs、xc、xcr然后便可以直接進(jìn)行穩(wěn)定性判斷，而無需再對tc時刻以后系統(tǒng)的暫態(tài)過程進(jìn)行計算。以上便是直接法分析暫態(tài)穩(wěn)定的基本思想。尋求點xs、xc、xcr三者相對位置與穩(wěn)定性之間的關(guān)系，實質(zhì)上屬于李雅普諾夫直接法所需要解決的問題。狀態(tài)空間點xs—故障后穩(wěn)態(tài)運行情況下各個狀態(tài)變量的取值；狀態(tài)空間點xc–故障切除瞬間系統(tǒng)狀態(tài)變量的取值；tc—故障切除時間；xcr—臨界切除時間所對應(yīng)的系統(tǒng)狀態(tài)變量。6.說明Lyapunov直接法分析暫態(tài)穩(wěn)定的概念和原理。（07年試題）答：概念：對于一個自由的動態(tài)系統(tǒng)，若系統(tǒng)的總能量V（V(x)>0，x為狀態(tài)空間向量）隨時間的變化率恒為負(fù)，則系統(tǒng)總能量不斷減小，直至最終達(dá)到一個最小值，即平衡狀態(tài)，則此系統(tǒng)是穩(wěn)定的。反之，若V隨時間的變化率不為負(fù)，則系統(tǒng)能量將不斷增大，則此系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。原理：同上題的穩(wěn)定判據(jù)。第五章直接法（2）1.直接法對穩(wěn)定的分析有何應(yīng)用？其發(fā)展方向是什么？答：應(yīng)用：穩(wěn)定度的靈敏度分析；動穩(wěn)定極限計算；失穩(wěn)判斷；啟動失穩(wěn)緊急自動控制；大系統(tǒng)暫穩(wěn)分析；電壓穩(wěn)定分析；對時域仿真結(jié)果進(jìn)行分析。方向：完善數(shù)學(xué)模型；適應(yīng)各種擾動；完善算法，改進(jìn)速度和精度；與其它方法結(jié)合，優(yōu)勢互補，如專家系統(tǒng)等；擴(kuò)展直接法的應(yīng)用。第六章小擾動穩(wěn)定與低頻振蕩1.什么是低頻振蕩？簡單說明低頻振蕩的頻率是多少。答：整個原動機、發(fā)電機組的轉(zhuǎn)子，相對于電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩時，其振蕩頻率通常在每分鐘幾個周波至幾十個周波范圍內(nèi)。原因：弱阻尼或負(fù)阻尼。重負(fù)荷、長距離送電、有強勵磁的大機組。低頻振蕩頻率：0.15~2Hz2.綜述抑制低頻振蕩的主要措施。答：減負(fù)荷。PSS電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（勵磁）GPSS調(diào)速側(cè)PSS其它[勵磁系統(tǒng)對低頻振蕩的作用:PSS對第一擺不好，對后續(xù)擺有效自動調(diào)節(jié)勵磁是提高靜態(tài)穩(wěn)定的首選措施，對第一擺好，對第2擺不好，產(chǎn)生負(fù)阻尼。阻尼力矩包括機械阻尼和電氣阻尼兩種參考倪以信p264]3.你認(rèn)為PMU的應(yīng)用前景如何？答：1運行監(jiān)視（動態(tài)）●功角測量●PMU能實時第將低頻振蕩的頻率求出來2仿真的校驗采集或計算實驗時的數(shù)據(jù)，和仿真作對比3在第三道防線中的應(yīng)用目前對PMU在穩(wěn)控方面的研究主要應(yīng)用在第三道防線4應(yīng)用于廣域保護(hù)廣域保護(hù)－－WideAreaProtection實際上是從國外借鑒過來的概念，國外所作的實際上就是穩(wěn)定控制，國內(nèi)可能會有新的研究方向第七章次同步諧陣和扭振1.何謂次同步諧陣和扭振？兩種不同類型的振蕩為什么會產(chǎn)生共振？（06年真題）答：次同步諧陣：電磁振蕩與機械振蕩共振，“機電扭振互作用”（electromechanicaltorsionalinteraction），電氣系統(tǒng)中的LC諧振在一定條件下會激發(fā)發(fā)電機的軸系扭振，降低了大軸的疲勞壽命，從而造成了大軸的扭振破壞。扭振：汽輪發(fā)電機組的轉(zhuǎn)子很長，形成由多個質(zhì)量體通過“彈簧”連接的轉(zhuǎn)子模型，各部分質(zhì)量體所受到的轉(zhuǎn)矩方向、大小各不相同，相互之間發(fā)生的扭轉(zhuǎn)振蕩叫扭振。是一種機械振蕩。常見的扭振頻率為22.4Hz、29.6Hz和52.7Hz等。產(chǎn)生共振原因：扭振（機械振蕩）在定子中產(chǎn)生同樣頻率的電流和磁場；次同步諧陣（電磁振蕩）形成的同頻率的流會對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生同頻率的轉(zhuǎn)矩。這兩者的頻率互補時，就會產(chǎn)生共振。形成機械能和電磁能之間的振蕩交換。問題：為什么說“扭振”和“次同步諧振”會產(chǎn)生機電共振？扭振是指大型汽輪發(fā)電機組轉(zhuǎn)子在受到擾動時，其運動方式等效為彈性連接的集中多質(zhì)量塊彈性軸系間相互扭轉(zhuǎn)的機械振蕩，這種振蕩以多個低于工頻的自然扭振頻率存在。當(dāng)電氣系統(tǒng)的LC發(fā)生諧振時，汽輪機轉(zhuǎn)子的機械振蕩與電氣部分的功率諧振通過發(fā)電機電磁場的耦合而相互作用。當(dāng)轉(zhuǎn)子機械振蕩的自然扭振頻率與電氣LC諧振的頻率互補時（即二者之和為工頻）整個系統(tǒng)的振蕩表現(xiàn)為負(fù)阻尼，因此構(gòu)成了機械部分與電氣部分間振蕩的相互激勵而形成系統(tǒng)的共振。第八章HVDC1.請說明HVDC的主要技術(shù)優(yōu)勢和缺點是什么？答：技術(shù)優(yōu)勢：沒有穩(wěn)定問題，可以提高互聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定水平；可以作為大系統(tǒng)互聯(lián)的分割點；能實現(xiàn)多目標(biāo)控制，如定電壓控制、定功率控制、定電流控制等，而且相應(yīng)速度快；輸電線電壓分布平穩(wěn)，沒有無功問題，沒有充電功率，不需要電抗器補償；可以聯(lián)系兩個不同頻率的系統(tǒng)；輸送相同功率時，線路造價低；線路有功損耗小；適合長距離輸電；適宜海底電纜輸電；能限制系統(tǒng)的短路電流；調(diào)節(jié)速度快，運行可靠；兩端輸電方式易于擴(kuò)建。缺點：換流站造價較高；換流器運行時消耗無功較多；可控硅元件過載能力差；整流設(shè)備是諧波源；無直流斷路器；對大地和海水回路中的金屬物體有腐蝕作用；只能實現(xiàn)兩端直流，無多端直流；接地技術(shù)復(fù)雜；在絕緣方面比交流要求高。2.說明HVDC主要有哪些應(yīng)用？（06年真題）答：遠(yuǎn)距離大功率送電；海底電纜送電；交流系統(tǒng)間的非同步聯(lián)絡(luò)；互聯(lián)大系統(tǒng)限制短路電流的措施；向大城市高密度負(fù)荷中心供電；提高互聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定水平；適合一些新能源發(fā)電。3.兩端直流輸電系統(tǒng)主要分為幾種類型？答：單極：一線一地制；兩線制雙極：兩線一地制；兩線制；三線制4.什么是整流器的觸發(fā)角控制？第九章FACTS1.FACTS技術(shù)的定義是什么？答：定義一：FACTS是利用電力半導(dǎo)體構(gòu)成的移相變壓器、調(diào)壓器及串聯(lián)補償電容器等電力電子裝置，通過改變線路阻抗和節(jié)點電壓相角以實現(xiàn)對交流潮流的有力控制。（1986，Hingorani）定義二：FACTS是可控硅構(gòu)成的移相器、靜止無功補償器、動態(tài)制動電阻、可控串聯(lián)補償器、有載調(diào)壓變壓器、故障電流限制器等裝置的總稱。（1988，Hingorani）定義三：FACTS的內(nèi)容進(jìn)一步擴(kuò)大為包含除高壓直流輸電（HVDC）以外的所有應(yīng)用在輸電環(huán)節(jié)的電力電子裝置的總和。（1994，Hingorani）定義四：為提高系統(tǒng)的可控性和功率輸送能力，F(xiàn)ACTS引入了電力電子裝置或其它靜態(tài)控制裝置以后的交流電力系統(tǒng)。（1995，IEEE）2.FACTS裝置主要有哪些類型？答：并聯(lián)型：靜止無功補償器（SVC，StaticVarCompensator）先進(jìn)的靜止無功發(fā)生器（ASVG，AdvancedStaticVarGenerator）有載調(diào)壓變壓器控制器（LTC，Load-TapChanger）可控硅控制的制動電阻（TCBR，ThyristorControlledBarringResistor）電池儲能系統(tǒng)（BESS，BatteryEnergyStorageSystems）超導(dǎo)儲能系統(tǒng)（SMES，SuperconductingMagneticEnergyStorage）串聯(lián)型：可控硅控制的串聯(lián)電容器（TCSC，ThyristorControlledSeriesCompensator）可控硅投切的串聯(lián)電容器（TSSC，ThyristorSwitchedSeriesCompensator）可控硅控制的移相變壓器（TCPST，ThyristorControlledPhaseShiftingTransformer）靜止同步串聯(lián)補償器（SSSC，StaticSynchronousSeriesCompensator）相角差控制器（InterphasePowerController）HGH振蕩阻尼器（HGHDamper）短路電流限制器（FaultCurrentLimiter）綜合型：統(tǒng)一潮流控制器（UPFC，UnifiedPowerFlowController）3.請解釋FACTS的概念及其再電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。（07年真題）答：概念見1題解答；系統(tǒng)中的應(yīng)用見2題分類3.CustomPower技術(shù)的內(nèi)容是什么？答：CustomPower的概念1988年提出。它和FACTS一樣都是以電力電子技術(shù)、微處理機技術(shù)、控制技術(shù)等高新技術(shù)為基礎(chǔ)，用來提高電力系統(tǒng)運行的可靠性、可控性、運行性能和電能質(zhì)量，以獲得大量節(jié)電效應(yīng)的新型綜合技術(shù)。FACTS側(cè)重于高壓輸電系統(tǒng)，CustomPower側(cè)重應(yīng)用于低壓配電系統(tǒng)，有不同的使用目的和經(jīng)濟(jì)評價標(biāo)準(zhǔn)，但在使電網(wǎng)高度靈活化的效果上是一致的。CustomPower是一種配電系統(tǒng)的FACTS。CustomPower包括電能質(zhì)量控制、有功功率控制、電壓控制、高次諧波的消除、蓄能等方面，已開發(fā)的裝置有靜止無功補償器（SVC）、配電靜止補償器（D-STATCOM）、電池蓄能站（BESS）、超導(dǎo)蓄能（SMES）、有源電力濾波器（APF）、動態(tài)過電壓限制器（DVL）、固態(tài)斷路器（SSCB）等。其中許多裝置都是一機多能的，又可