電力系統(tǒng)分析試卷及答案1.（單選）某220kV線路采用LGJ400/35導(dǎo)線，環(huán)境溫度40℃時長期允許載流量為610A。若實際輸送功率為180MW、功率因數(shù)為0.95（滯后），則線路電流密度最接近下列哪一項？A.0.42A/mm2?B.0.55A/mm2?C.0.68A/mm2?D.0.81A/mm2答案：C解析：I=P/(√3Ucosφ)=180×10?/(√3×220×103×0.95)=497A；導(dǎo)線鋁截面400mm2，電流密度J=497/400=1.24A/mm2；鋼芯不載流，有效鋁部面積400mm2，故選C。2.（單選）一臺50Hz同步發(fā)電機，額定容量250MVA，直軸同步電抗x_d=1.8pu，交軸同步電抗x_q=1.2pu，忽略電阻。若機端電壓保持1.0pu，輸出功率200MW、功率因數(shù)0.9（超前），則內(nèi)電勢Eq約為A.1.35pu?B.1.48pu?C.1.62pu?D.1.75pu答案：B解析：采用凸極機公式Eq=√[(U+Ix_qsinφ)2+(Ix_dcosφ)2]，代入I=0.8pu，φ=25.84°，得Eq≈1.48pu。3.（單選）某500kV線路采用4×JL/G1A630/45，分裂間距450mm，導(dǎo)線直徑33.6mm，計算臨界電暈電壓（峰值）時，取相對空氣密度δ=0.95，粗糙系數(shù)m=0.82，則臨界電暈電壓最接近A.385kV?B.420kV?C.455kV?D.490kV答案：C解析：Peek公式U_c=84mδrln(D/r)，r=1.68cm，D=12.6m，代入得U_c≈455kV（峰值）。4.（單選）兩節(jié)點系統(tǒng)，節(jié)點1為平衡節(jié)點，節(jié)點2為PQ節(jié)點，已知Y_11=5.2∠85°S，Y_12=2.1∠95°S，節(jié)點2注入功率S_2=0.8+j0.4pu，若采用直角坐標(biāo)牛頓法，第一次迭代得到的電壓修正量Δe_2（pu）約為A.–0.012?B.–0.025?C.–0.038?D.–0.051答案：B解析：構(gòu)建Jacobian矩陣，取初值U_2=1.0+j0，計算功率失配ΔP_2=–0.8，ΔQ_2=–0.4，解線性方程得Δe_2≈–0.025pu。5.（單選）某區(qū)域電網(wǎng)等值阻抗0.035+j0.18pu，基準(zhǔn)100MVA。若母線三相短路容量要求不低于8pu，則系統(tǒng)最小短路比SCR應(yīng)滿足A.8?B.10?C.12?D.15答案：B解析：SCR=1/|Z_th|，|Z_th|=√(0.0352+0.182)=0.183pu，SCR=1/0.183≈5.46；但題目要求短路容量≥8pu，故需系統(tǒng)側(cè)提供短路容量8pu，即SCR≥10。6.（單選）風(fēng)電場經(jīng)MMCHVDC送出，受端為弱交流系統(tǒng)，短路比SCR=2.1。若采用定直流電壓+定交流電壓控制，其理論穩(wěn)定裕度（以短路比衡量）上限約為A.2.5?B.3.0?C.3.5?D.4.0答案：B解析：文獻表明MMCHVDC在SCR<3時可能出現(xiàn)負阻尼，工程上取3.0為臨界上限。7.（單選）某500kV線路長280km，采用π型等值，正序參數(shù)r=0.019Ω/km，x=0.28Ω/km，b=4.2μS/km，則線路自然功率最接近A.920MW?B.1050MW?C.1180MW?D.1320MW答案：B解析：Z_c=√(x/b)=258Ω，P_nat=U2/Z_c=5002/258≈968MW，考慮電阻修正后約1050MW。8.（單選）在電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定分析中，若某機電振蕩模式阻尼比ζ=–0.03，則該模式屬于A.負阻尼振蕩?B.臨界阻尼?C.過阻尼?D.強迫振蕩答案：A9.（單選）同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)采用PSS2B模型，其輸入信號為ΔP_e和Δω，若需抑制0.25Hz本地振蕩，則隔直環(huán)節(jié)時間常數(shù)T_w宜選A.0.5s?B.1.0s?C.2.0s?D.4.0s答案：C解析：隔直時間常數(shù)需大于振蕩周期4倍，T_w≈4/0.25=16s，工程取1/8~1/10，即2s。10.（單選）某變電站35kV母線安裝一組±30MvarSTATCOM，其最大容性輸出時，若母線電壓升高5%，則系統(tǒng)短路電抗約為A.0.18Ω?B.0.25Ω?C.0.33Ω?D.0.41Ω答案：B解析：ΔQ=30Mvar，ΔV=0.05×35kV=1.75kV，X=ΔV2/ΔQ=1.752/30≈0.102kV2/Mvar=0.25Ω。11.（單選）采用快速解耦潮流算法時，若系統(tǒng)R/X>1，則算法可能出現(xiàn)A.收斂變慢?B.不收斂?C.精度降低?D.內(nèi)存溢出答案：B12.（單選）某區(qū)域光伏滲透率40%，正午時段凈負荷曲線出現(xiàn)“鴨脖子”現(xiàn)象，若需將鴨脖子最低點抬升至原最大負荷的70%，則儲能配置容量約占最大負荷A.8%?B.12%?C.16%?D.20%答案：C解析：凈負荷最低降至30%，需儲能填充40%缺口，考慮充放電效率0.85，儲能≈0.4/0.85×0.35≈16%。13.（單選）對于雙饋風(fēng)機，在電網(wǎng)電壓跌落至20%時，其Crowbar阻值一般選取為轉(zhuǎn)子側(cè)等效電阻的A.0.1pu?B.0.3pu?C.0.5pu?D.1.0pu答案：B14.（單選）某500kV線路采用串聯(lián)電容補償度40%，可能引發(fā)次同步振蕩（SSR）的風(fēng)險頻率約為A.8Hz?B.18Hz?C.28Hz?D.38Hz答案：B解析：系統(tǒng)同步頻率50Hz，串聯(lián)補償降低電氣頻率，f_e=f_s√(1–k_c)=50√0.6≈38.7Hz，扭振互補頻率≈50–38.7≈11.3Hz，最接近18Hz。15.（單選）在電力系統(tǒng)狀態(tài)估計中，若量測冗余度為1.8，則不良數(shù)據(jù)檢測一般可識別A.1個?B.2個?C.3個?D.4個答案：B16.（單選）某城市110kV電纜線路，采用單芯XLPE1×1200mm2，銅芯，其連續(xù)載流量約A.1.1kA?B.1.4kA?C.1.7kA?D.2.0kA答案：C解析：標(biāo)準(zhǔn)敷設(shè)條件下，1200mm2銅芯XLPE電纜載流量約1.7kA。17.（單選）對于特高壓交流線路，采用8分裂導(dǎo)線主要目的為A.降低波阻抗?B.減小地線損耗?C.降低無線電干擾?D.提高熱容量答案：C18.（單選）在直流潮流模型中，若支路ij電抗x_ij=0.08pu，兩端相角差θ_ij=4.5°，則該支路有功潮流（pu）約為A.0.56?B.0.78?C.0.99?D.1.21答案：C解析：P_ij=θ_ij/x_ij=4.5°×π/180/0.08≈0.99pu。19.（單選）某系統(tǒng)安裝同步調(diào)相機容量100Mvar，其直軸瞬態(tài)電抗x'_d=0.25pu，則其短路瞬間可提供的最大無功支撐約為A.120Mvar?B.200Mvar?C.300Mvar?D.400Mvar答案：D解析：ΔQ_max≈U2/x'_d=12/0.25=4pu，基準(zhǔn)100Mvar，即400Mvar。20.（單選）在電力系統(tǒng)黑啟動過程中，首先恢復(fù)負荷的一般原則是A.先大后小?B.先工業(yè)后民用?C.先非線性后線性?D.先無功后有功答案：A21.（多選）下列措施可有效提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的是A.線路中點安裝串聯(lián)電容?B.發(fā)電機采用強勵?C.負荷采用感應(yīng)電動機模型?D.線路裝設(shè)制動電阻答案：A、B、D22.（多選）關(guān)于次同步諧振（SSR）的抑制措施，正確的有A.采用次同步阻尼控制器（SSDC）?B.在串聯(lián)電容旁并聯(lián)可控電抗器?C.采用濾波器組吸收次同步電流?D.提高串聯(lián)補償度答案：A、B、C23.（多選）影響架空線路零序電抗大小的因素包括A.地線材料與接地方式?B.土壤電阻率?C.導(dǎo)線分裂數(shù)?D.線路換位情況答案：A、B、D24.（多選）在潮流計算中，若節(jié)點類型轉(zhuǎn)換出現(xiàn)“PV→PQ”現(xiàn)象，可能原因有A.無功越限?B.電壓越限?C.有功越限?D.變壓器抽頭越限答案：A、B25.（多選）下列屬于柔性直流輸電（VSCHVDC）相對于傳統(tǒng)LCCHVDC的技術(shù)優(yōu)勢A.可獨立控制有功無功?B.可向無源網(wǎng)絡(luò)供電?C.無需交流側(cè)電壓支撐?D.換流站損耗更低答案：A、B、C26.（多選）關(guān)于電力系統(tǒng)低頻振蕩，下列說法正確的是A.頻率范圍0.1~2.5Hz?B.與勵磁系統(tǒng)密切相關(guān)?C.可用PSS提高阻尼?D.與負荷特性無關(guān)答案：A、B、C27.（多選）在短路電流計算中，下列元件需考慮次暫態(tài)電抗的是A.同步發(fā)電機?B.同步調(diào)相機?C.雙饋風(fēng)機?D.光伏發(fā)電單元答案：A、B、C28.（多選）對于城市配電網(wǎng)采用“閉環(huán)接線、開環(huán)運行”模式，其優(yōu)點包括A.提高供電可靠性?B.降低短路容量?C.減小電壓損耗?D.簡化繼電保護答案：A、B、C29.（多選）下列屬于電力系統(tǒng)在線安全分析功能的是A.靜態(tài)安全分析（N1）?B.暫態(tài)穩(wěn)定分析?C.小干擾穩(wěn)定分析?D.狀態(tài)估計答案：A、B、C30.（多選）在新能源高占比系統(tǒng)中，慣量響應(yīng)來源包括A.同步發(fā)電機?B.虛擬同步機控制的風(fēng)機?C.光伏加儲能虛擬慣量?D.靜止無功補償器答案：A、B、C31.（判斷）采用快速切除故障可提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性，但會增大過電壓倍數(shù)。答案：錯誤32.（判斷）在潮流計算中，平衡節(jié)點電壓幅值固定，因此其無功注入不可能越限。答案：錯誤33.（判斷）對于同桿雙回線路，零序互感會使單回接地故障的零序電抗增大。答案：正確34.（判斷）當(dāng)系統(tǒng)短路比SCR<2時，常規(guī)PSS對抑制振蕩依然有效。答案：錯誤35.（判斷）在直流潮流中，支路有功潮流與節(jié)點電壓幅值無關(guān)。答案：正確36.（判斷）雙饋風(fēng)機在亞同步運行狀態(tài)下，轉(zhuǎn)子側(cè)變流器向電網(wǎng)輸送有功。答案：錯誤37.（判斷）電力系統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度與潮流計算相比，需額外考慮網(wǎng)損微增率。答案：正確38.（判斷）采用線路“動態(tài)增容”技術(shù)可突破導(dǎo)線熱穩(wěn)定極限，但需實時監(jiān)測弧垂。答案：正確39.（判斷）在EMT仿真中，使用理想開關(guān)模型會引起數(shù)值振蕩，需加裝緩沖電路。答案：正確40.（判斷）STATCOM采用鏈?zhǔn)紿橋結(jié)構(gòu)時，其等效開關(guān)頻率高于兩電平VSC。答案：正確41.（填空）某220kV線路采用雙地線，地線逐塔接地，其零序電抗約為正序電抗的______倍。答案：3.242.（填空）在電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定分析中，若某振蕩模式實部為–0.45s?1，則其衰減時間常數(shù)約為______s。答案：2.2243.（填空）采用蒙特卡洛法評估風(fēng)電出力不確定性時，若要求置信水平95%，則抽樣次數(shù)至少需______次。答案：100044.（填空）對于1000kV特高壓線路，經(jīng)濟輸送功率密度一般取______MW/km。答案：6~845.（填空）在短路電流限制器中，超導(dǎo)故障電流限制器（SFCL）利用超導(dǎo)態(tài)的______特性實現(xiàn)限流。答案：失超轉(zhuǎn)變46.（填空）若某節(jié)點安裝容量為50Mvar的SVC，其斜率電抗為5%，則電壓每升高1%，SVC輸出無功變化______Mvar。答案：1047.（填空）在電力系統(tǒng)動態(tài)等值中，采用同調(diào)等值法時，同調(diào)判據(jù)一般取轉(zhuǎn)子角偏差小于______度。答案：548.（填空）對于鋁絞線，長期運行溫度每升高10℃，機械強度下降約______%。答案：349.（填空）在直流斷路器中，采用______技術(shù)可快速轉(zhuǎn)移故障電流至吸能支路。答案：諧振50.（填空）電力系統(tǒng)云邊協(xié)同架構(gòu)中，邊緣側(cè)一般負責(zé)______級時間尺度的控制。答案：毫秒~秒51.（簡答）說明為什么高比例新能源系統(tǒng)需要“慣量評估”并給出評估流程。答案：高比例新能源替代同步機，系統(tǒng)慣量降低，頻率變化率RoCoF增大，可能觸發(fā)低頻減載或高頻切機。評估流程：①建立全網(wǎng)動態(tài)模型；②計算總旋轉(zhuǎn)慣量M=ΣS_i×H_i；③計算等效慣量常數(shù)H_sys=M/S_total；④評估最嚴酷擾動下RoCoF=ΔP/(2H_sys)；⑤若RoCoF>0.5Hz/s，提出虛擬慣量或切負荷方案。52.（簡答）闡述線路“動態(tài)增容”與“靜態(tài)增容”的區(qū)別及關(guān)鍵技術(shù)。答案：靜態(tài)增容通過更換導(dǎo)線、提高允許溫度實現(xiàn)，一次性；動態(tài)增容基于實時氣象與弧垂監(jiān)測，在線提高載流量10~30%。關(guān)鍵技術(shù)：①導(dǎo)線溫度/弧垂在線監(jiān)測；②氣象數(shù)據(jù)融合；③熱平衡方程實時求解；④安全校驗與調(diào)度協(xié)同。53.（簡答）解釋次同步交互（SSI）與次同步諧振（SSR）概念差異。答案：SSR專指汽輪機組軸系與串聯(lián)補償電網(wǎng)間的諧振；SSI為廣義概念，包括風(fēng)電、光伏與電網(wǎng)控制間的次同步相互作用，不限于串聯(lián)電容。54.（簡答）給出提高城市配電網(wǎng)供電可靠性的三種“閉環(huán)運行”技術(shù)并比較。答案：①柔性開關(guān)（SOP）：基于背靠背VSC，可實現(xiàn)功率連續(xù)調(diào)節(jié)，投資高；②智能分布式饋線自動化：通過FTU快速隔離故障，秒級恢復(fù)；③微網(wǎng)集群并網(wǎng)：孤島/并網(wǎng)雙模式，需高效通信。比較：SOP供電質(zhì)量最高，投資最大；FTU性價比高；微網(wǎng)適合高滲透率DG區(qū)域。55.（簡答）說明為什么虛擬同步機（VSG）需設(shè)置“虛擬阻抗”及其選取原則。答案：VSG模擬同步機內(nèi)阻，實現(xiàn)功率解耦與阻尼注入，抑制過電流。選取原則：R_v≈0.05~0.1pu，X_v/R_v=2~5，兼顧穩(wěn)態(tài)壓降與暫態(tài)限流。56.（計算）某兩機系統(tǒng)，發(fā)電機G1：S_n=900MVA，x_d=1.6pu，H=4s；G2：S_n=600MVA，x_d=1.4pu，H=3s；負荷S_L=1000+j200MVA，基準(zhǔn)1000MVA。設(shè)母線電壓1.0pu，線路電抗0.12pu，忽略電阻。若線路首端發(fā)生三相短路，0.15s切除，求系統(tǒng)極限切除角δ_c。答案：1.初始功角：P_m=1.0pu，E'1=1+(1.6+0.12)×1.0=1.72pu，E'2=1+(1.4+0.12)×1.0=1.52pu，等效電勢E'=1.72∥1.52=1.62pu，X=0.12+1.6∥1.4=0.12+0.747=0.867pu，δ_0=arcsin(1.0×0.867/1.62)=32.3°。2.故障期間電抗X_f=∞，P_e=0。3.故障后電抗X_post=0.12+1.6∥1.4=0.867pu。4.等效H=(900×4+600×3)/1000=5.4s。5.加速面積A_acc=P_m(δ_c–δ_0)×π/180；減速面積A_dec=∫_{δ_c}^{δ_max}(P_m–P_e)dδ。6.令A(yù)_acc=A_dec，解得δ_c≈74.8°。57.（計算）某500kV線路長300km，單位參數(shù)r=0.018Ω/km，x=0.28Ω/km，b=4.1μS/km，受端空載。若送端電壓保持525kV，求線路末端電壓升高百分數(shù)。答案：采用長線方程：Z_c=√(x/b)=√(0.28/4.1e6)=261Ω；γl=√(zx)l=√(0.018+j0.28)(j4.1e6)×300=0.051+j0.83；cosh(γl)=0.66+j0.04；sinh(γl)=0.04+j0.74；U_2=U_1/cosh(γl)=525/(0.66+j0.04)≈525×1.51=793kV（峰值），換算有效值561kV，升高ΔU=(561–500)/500=12.2%。58.（計算）某區(qū)域光伏出力預(yù)測誤差服從正態(tài)