2025年電力系統(tǒng)工程師考試及答案一、單項選擇題（每題2分，共20題，40分）1.電力系統(tǒng)潮流計算中，PQ節(jié)點的已知量是（）。A.節(jié)點電壓幅值和相角B.節(jié)點有功功率和無功功率C.節(jié)點有功功率和電壓幅值D.節(jié)點無功功率和電壓相角答案：B解析：PQ節(jié)點為負荷節(jié)點或調(diào)節(jié)能力不足的發(fā)電機節(jié)點，已知有功功率P和無功功率Q，待求電壓幅值U和相角δ。2.三相短路電流計算中，通常假設(shè)系統(tǒng)各元件的磁路（）。A.飽和B.不飽和C.部分飽和D.非線性答案：B解析：為簡化計算，短路電流計算假設(shè)元件磁路不飽和（即電抗為常數(shù)），忽略磁飽和引起的電抗變化。3.變壓器YN,d11接線組別中，一次側(cè)零序電流（）。A.可流通，二次側(cè)零序電流不可流通B.不可流通，二次側(cè)零序電流可流通C.兩側(cè)均可流通D.兩側(cè)均不可流通答案：A解析：YN側(cè)中性點接地，零序電流可流通；d側(cè)為三角形接線，零序電流在繞組內(nèi)形成環(huán)流，無法流出到線路，故二次側(cè)外部無零序電流。4.同步發(fā)電機功角特性曲線的最大值出現(xiàn)在功角δ=（）時。A.0°B.90°C.180°D.270°答案：B解析：功角特性公式為P=（EU/Xd）sinδ，當δ=90°時sinδ=1，功率達到最大值。5.靜止無功發(fā)生器（SVG）與傳統(tǒng)SVC相比，主要優(yōu)勢是（）。A.響應(yīng)速度慢B.輸出無功與電壓平方成正比C.可發(fā)出或吸收連續(xù)無功D.設(shè)備體積更大答案：C解析：SVG通過全控型電力電子器件實現(xiàn)無功的動態(tài)連續(xù)調(diào)節(jié)，而SVC（如TCR）輸出無功與電壓平方相關(guān)，且調(diào)節(jié)有級差。6.35kV配電網(wǎng)中性點通常采用（）接地方式。A.中性點直接接地B.中性點不接地C.中性點經(jīng)消弧線圈接地D.中性點經(jīng)小電阻接地答案：C解析：35kV系統(tǒng)屬于中壓配電網(wǎng)，為提高供電可靠性，通常采用中性點經(jīng)消弧線圈接地，補償單相接地電容電流。7.電力系統(tǒng)一次調(diào)頻的主要手段是（）。A.調(diào)整發(fā)電機有功出力B.調(diào)整發(fā)電機無功出力C.切負荷D.投入旋轉(zhuǎn)備用答案：A解析：一次調(diào)頻是通過發(fā)電機調(diào)速器自動調(diào)整有功出力，響應(yīng)頻率的快速變化，屬于有差調(diào)節(jié)。8.電力市場中，節(jié)點電價（LMP）的組成不包括（）。A.邊際發(fā)電成本B.網(wǎng)絡(luò)阻塞成本C.節(jié)點電壓偏移成本D.邊際損耗成本答案：C解析：節(jié)點電價由邊際發(fā)電成本、阻塞成本和損耗成本三部分構(gòu)成，反映節(jié)點位置的供電邊際成本。9.微電網(wǎng)孤島運行時，通常采用（）控制模式。A.PQ控制B.V/f控制C.下垂控制D.恒功率控制答案：C解析：孤島運行時需維持電壓和頻率穩(wěn)定，下垂控制通過模擬同步發(fā)電機外特性，實現(xiàn)多逆變器的功率合理分配。10.特高壓直流輸電（UHVDC）相比特高壓交流輸電（UHVAC）的主要優(yōu)點是（）。A.無需同步問題B.輸送容量小C.線路損耗大D.換流站造價低答案：A解析：直流輸電兩端系統(tǒng)可異步運行，不存在交流輸電的功角穩(wěn)定問題，適合遠距離大容量輸電。11.某110kV線路零序阻抗為0.3Ω/km，長度50km，系統(tǒng)零序等值電抗為10Ω，則線路零序總阻抗為（）。A.15ΩB.25ΩC.35ΩD.45Ω答案：B解析：線路零序阻抗=0.3×50=15Ω，總阻抗=15+10=25Ω（零序網(wǎng)絡(luò)為串聯(lián)）。12.發(fā)電機進相運行時，其（）。A.發(fā)出有功，吸收無功B.發(fā)出有功，發(fā)出無功C.吸收有功，發(fā)出無功D.吸收有功，吸收無功答案：A解析：進相運行時，發(fā)電機勵磁電流降低，定子電勢減小，從系統(tǒng)吸收無功以維持端電壓，仍輸出有功。13.距離保護I段的保護范圍通常為線路全長的（）。A.80%-85%B.100%C.120%D.150%答案：A解析：為避免相鄰線路出口短路時誤動，距離I段整定為線路全長的80%-85%，無延時跳閘。14.新能源電站參與AGC調(diào)節(jié)時，其調(diào)節(jié)速率應(yīng)滿足（）。A.不低于0.5%額定功率/分鐘B.不低于2%額定功率/分鐘C.不低于5%額定功率/分鐘D.無具體要求答案：B解析：根據(jù)《新能源并網(wǎng)調(diào)度管理規(guī)定》，新能源電站AGC調(diào)節(jié)速率應(yīng)≥2%額定功率/分鐘，以滿足系統(tǒng)調(diào)頻需求。15.電力系統(tǒng)頻率偏差允許范圍為（）。A.±0.1HzB.±0.2HzC.±0.5HzD.±1.0Hz答案：B解析：我國規(guī)定，正常運行時系統(tǒng)頻率偏差不超過±0.2Hz，極端情況下不超過±0.5Hz。16.變壓器縱差動保護中，不平衡電流的主要來源不包括（）。A.變壓器勵磁涌流B.電流互感器變比誤差C.變壓器分接頭調(diào)整D.系統(tǒng)頻率變化答案：D解析：不平衡電流主要由勵磁涌流、CT誤差、分接頭調(diào)整、變壓器帶負荷等引起，系統(tǒng)頻率變化對差動保護影響可忽略。17.電動汽車充電樁接入配電網(wǎng)時，主要諧波為（）。A.3次、5次、7次B.2次、4次、6次C.9次、11次、13次D.無明顯諧波答案：A解析：充電樁多采用二極管整流或PWM整流，主要產(chǎn)生奇次諧波，以3、5、7次為主。18.電力系統(tǒng)黑啟動的關(guān)鍵設(shè)備是（）。A.火電機組B.水電機組C.核電機組D.風電機組答案：B解析：水電機組啟動快、無需外部電源（自啟動能力強），是黑啟動的核心電源。19.分布式光伏“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”模式下，用戶側(cè)計量點應(yīng)安裝（）。A.正向有功電能表B.反向有功電能表C.雙向有功電能表D.無功電能表答案：C解析：需同時計量用戶自用光伏電量（正向）和上網(wǎng)電量（反向），故用雙向表。20.智能變電站中，SV（采樣值）報文的傳輸協(xié)議是（）。A.MMSB.GOOSEC.IEC61850-9-2D.IEC60870-5-103答案：C解析：SV用于傳輸采樣值（如電流、電壓），采用IEC61850-9-2協(xié)議；GOOSE用于開關(guān)量傳輸，MMS用于監(jiān)控。二、多項選擇題（每題3分，共10題，30分）1.電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定包括（）。A.功角穩(wěn)定B.電壓穩(wěn)定C.頻率穩(wěn)定D.暫態(tài)穩(wěn)定答案：ABC解析：靜態(tài)穩(wěn)定指小干擾下的穩(wěn)定，包括功角、電壓、頻率的靜態(tài)穩(wěn)定；暫態(tài)穩(wěn)定屬于大干擾下的穩(wěn)定。2.計算三相短路電流時，需考慮的元件包括（）。A.發(fā)電機B.變壓器C.輸電線路D.電動機答案：ABCD解析：短路電流計算需計及發(fā)電機（電源）、變壓器（電抗）、線路（電抗）、電動機（反饋電流）。3.繼電保護的基本要求包括（）。A.選擇性B.速動性C.靈敏性D.可靠性答案：ABCD解析：繼電保護需滿足“四性”：選擇性（僅跳故障設(shè)備）、速動性（快速切除故障）、靈敏性（反映輕微故障）、可靠性（不拒動、不誤動）。4.高比例新能源接入對電力系統(tǒng)的影響包括（）。A.系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量降低B.有功平衡難度增加C.無功支撐能力增強D.頻率調(diào)節(jié)能力下降答案：ABD解析：新能源（如風電、光伏）通過電力電子接口并網(wǎng)，無旋轉(zhuǎn)慣量，導(dǎo)致系統(tǒng)慣量降低；出力隨機波動，有功平衡困難；部分新能源無功調(diào)節(jié)能力有限，可能削弱系統(tǒng)無功支撐。5.常用的無功補償裝置有（）。A.并聯(lián)電容器B.靜止無功發(fā)生器（SVG）C.串聯(lián)電抗器D.同步調(diào)相機答案：ABD解析：并聯(lián)電容器、SVG、同步調(diào)相機用于無功補償；串聯(lián)電抗器主要限制短路電流或抑制諧波。6.電力市場中的交易類型包括（）。A.日前交易B.實時交易C.輔助服務(wù)交易D.跨省跨區(qū)交易答案：ABCD解析：電力市場交易涵蓋日前（中長期）、實時（平衡）、輔助服務(wù)（調(diào)頻、調(diào)峰）及跨省跨區(qū)交易。7.配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的組成包括（）。A.主站系統(tǒng)B.子站系統(tǒng)C.配電終端D.通信網(wǎng)絡(luò)答案：ABCD解析：配電網(wǎng)自動化由主站（監(jiān)控中心）、子站（區(qū)域控制）、配電終端（FTU、DTU等）及通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。8.發(fā)電機進相運行的限制因素包括（）。A.定子端部溫升B.廠用電電壓C.系統(tǒng)電壓水平D.有功出力答案：ABC解析：進相運行時，定子端部漏磁增加導(dǎo)致溫升；廠用電電壓可能降低；系統(tǒng)電壓需維持在允許范圍；有功出力一般不受進相直接限制。9.特高壓交流輸電的技術(shù)挑戰(zhàn)包括（）。A.過電壓抑制B.絕緣配合C.同步穩(wěn)定性D.換流閥制造答案：ABC解析：特高壓交流需解決操作過電壓抑制、高絕緣水平設(shè)計、長線路同步穩(wěn)定問題；換流閥是直流輸電的關(guān)鍵設(shè)備。10.微電網(wǎng)的運行模式包括（）。A.并網(wǎng)運行B.孤島運行C.雙極運行D.多微網(wǎng)互聯(lián)運行答案：ABD解析：微電網(wǎng)可并網(wǎng)（與主網(wǎng)連接）、孤島（獨立運行）或多微網(wǎng)互聯(lián)（多個微網(wǎng)協(xié)同）；雙極運行為直流輸電術(shù)語。三、計算題（每題10分，共3題，30分）1.某110kV單回輸電線路，長度80km，導(dǎo)線型號LGJ-300，單位長度電抗0.4Ω/km，電阻0.09Ω/km。末端接一負荷，有功功率P=50MW，功率因數(shù)cosφ=0.9（滯后），末端電壓U2=105kV。求首端電壓U1（保留兩位小數(shù)）。解：（1）計算負荷無功功率：Q=P×tanφ=50×tan(arccos0.9)=50×0.4843≈24.215Mvar（2）計算線路阻抗：R=0.09×80=7.2Ω，X=0.4×80=32Ω（3）計算線路功率損耗：ΔP=(P2+Q2)×R/U22=(502+24.2152)×7.2/(1052)≈(2500+586.37)×7.2/11025≈3086.37×7.2/11025≈22221.86/11025≈2.016MWΔQ=(P2+Q2)×X/U22=3086.37×32/11025≈98763.84/11025≈8.96MW（4）首端功率：P1=P+ΔP=50+2.016=52.016MW，Q1=Q+ΔQ=24.215+8.96=33.175Mvar（5）首端電壓計算：U1≈U2+(P1×R+Q1×X)/U2=105+(52.016×7.2+33.175×32)/105=105+(374.515+1061.6)/105=105+1436.115/105≈105+13.677≈118.68kV答案：首端電壓約為118.68kV。2.某110kV系統(tǒng)，最大運行方式下，110kV母線三相短路電流I″=15kA；最小運行方式下，該母線兩相短路電流I(2)=8kA。某110kV線路配置三段式電流保護，求：（1）電流速斷保護（Ⅰ段）的整定值；（2）限時電流速斷保護（Ⅱ段）的最小靈敏系數(shù)（可靠系數(shù)取1.2，自起動系數(shù)取1.5，返回系數(shù)取0.85）。解：（1）電流速斷保護整定值按躲過線路末端最大三相短路電流計算：線路末端最大三相短路電流I″_k.max=I″×(Uav/√3)/Zsys（注：母線短路電流已知，假設(shè)線路阻抗忽略，末端短路電流等于母線短路電流）但通常Ⅰ段整定值為：Iop.Ⅰ=Krel×I″_k.max（Krel=1.2）故Iop.Ⅰ=1.2×15=18kA（二次值需考慮CT變比，此處假設(shè)一次值）（2）限時電流速斷保護Ⅱ段需與相鄰線路Ⅰ段配合，若相鄰線路Ⅰ段整定值為Iop.Ⅰ_adj，則Ⅱ段整定值Iop.Ⅱ=Krel×Iop.Ⅰ_adj（Krel=1.1）。本題未給相鄰線路參數(shù)，改用最小運行方式下線路末端兩相短路電流校驗靈敏系數(shù)：線路末端兩相短路電流I(2)_k.min=√3/2×I(3)_k.min（I(3)_k.min為最小方式下三相短路電流）已知最小方式下母線兩相短路電流I(2)_bus=8kA，對應(yīng)三相短路電流I(3)_bus=I(2)_bus/(√3/2)=8/(0.866)≈9.237kA假設(shè)線路阻抗為Zline，母線到線路末端阻抗為Zsys+Zline，則線路末端三相短路電流I(3)_k.min=I(3)_bus×Zsys/(Zsys+Zline)（假設(shè)Zsys為系統(tǒng)阻抗，Zline為線路阻抗）。但題目未給線路阻抗，簡化為靈敏系數(shù)Ksen=I(2)_k.min/(Iop.Ⅱ×√3/2)（兩相短路時保護測量電流為√3/2×I(3)）。通常Ⅱ段整定值按躲過最大負荷電流計算：Iop.Ⅱ=Krel×Kss×I_L.max/Kre（Krel=1.2，Kss=1.5，Kre=0.85），但本題未給負荷電流，故用另一種方法：靈敏系數(shù)Ksen≥1.3（近后備）或1.5（遠后備）。因題目要求最小靈敏系數(shù)，假設(shè)Ⅱ段整定值按與相鄰線路Ⅰ段配合，整定值為Iop.Ⅱ=1.1×18=19.8kA（假設(shè)相鄰線路Ⅰ段為18kA），則線路末端最小兩相短路電流I(2)_k.min=8kA（假設(shè)線路末端即母線），則Ksen=I(2)_k.min/(Iop.Ⅱ×√3/2)=8/(19.8×0.866)≈8/17.15≈0.46（顯然不合理，說明假設(shè)錯誤）。正確方法：Ⅱ段應(yīng)保護本線路全長，故需校驗本線路末端最小短路電流。假設(shè)線路長度L，單位阻抗z，則線路末端短路電流I(3)_k.min=Uav/(√3×(Zsys+zL))。由于題目未給線路參數(shù)，可能簡化為：最小運行方式下母線三相短路電流I(3)_bus.min=I(2)_bus/(√3/2)=8/(0.866)=9.237kA，假設(shè)線路阻抗為0（末端即母線），則Ⅱ段需保護本線路全長，靈敏系數(shù)Ksen=I(3)_k.min/(Iop.Ⅱ)≥1.3（近后備）。若Ⅱ段整定值Iop.Ⅱ=1.1×相鄰線路Ⅰ段=1.1×18=19.8kA，而I(3)_k.min=9.237kA，則Ksen=9.237/19.8≈0.47（不滿足），說明需重新整定。正確做法是Ⅱ段整定值應(yīng)小于線路末端最小三相短路電流，即Iop.Ⅱ≤I(3)_k.min/Krel=9.237/1.1≈8.397kA，此時靈敏系數(shù)Ksen=9.237/8.397≈1.1（仍不滿足），可能題目數(shù)據(jù)設(shè)計問題，實際考試中會給出具體線路參數(shù)。（注：因題目數(shù)據(jù)不全，此處僅展示解題思路，正確答案需補充線路阻抗信息。）3.某地區(qū)規(guī)劃建設(shè)100MW光伏電站，當?shù)啬昶骄照招r數(shù)1500h，光伏組件效率18%，逆變器效率96%，綜合折減系數(shù)（包括灰塵、陰影、線路損耗等）0.85。求該電站年發(fā)電量（單位：萬kWh）。解：年發(fā)電量=裝機容量×年等效利用小時數(shù)×逆變器效率×綜合折減系數(shù)年等效利用小時數(shù)=年日照小時數(shù)×組件效率=1500×0.18=270h實際利用小時數(shù)=270×0.96×0.85≈270×0.816=220.32h年發(fā)電量=100MW×220.32h=100×1000kW×220.32h=22,032,000kWh=2203.2萬kWh答案：年發(fā)電量約為2203.2萬kWh。四、案例分析題（每題20分，共2題，40分）1.某省級電網(wǎng)新能源裝機占比達45%（風電30%、光伏15%），近日因連續(xù)陰雨天氣，光伏出力驟降50%，同時風電受低風速影響出力下降30%，導(dǎo)致系統(tǒng)頻率最低降至49.5Hz。（1）分析頻率下降的主要原因；（2）提出3項緊急調(diào)整措施；（3）從規(guī)劃層面提出提升系統(tǒng)頻率穩(wěn)定性的建議。答案：（1）頻率下降原因：①新能源出力大幅下降（光伏降50%、風電降30%），導(dǎo)致系統(tǒng)有功功率缺額；②新能源通過電力電子接口并網(wǎng)，無旋轉(zhuǎn)慣量，無法提供一次調(diào)頻支撐；③常規(guī)電源（如煤電）備用容量不足，未能及時響應(yīng)有功缺額。（2）緊急調(diào)整措施：①啟動煤電機組快速增出力（利用AGC功能，提升發(fā)電功率）；②投入旋轉(zhuǎn)備用（如抽水蓄能電站，快速釋放有功）；③按頻率減負荷