電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性測試試卷及答案考試時長：120分鐘滿分：100分題型分值分布：-判斷題（10題，每題2分）總分20分-單選題（10題，每題2分）總分20分-多選題（10題，每題2分）總分20分-案例分析（3題，每題6分）總分18分-論述題（2題，每題11分）總分22分總分：100分---一、判斷題（每題2分，共20分）1.電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性分析主要關注系統(tǒng)在遭受擾動后能否恢復同步運行的能力。2.自動調節(jié)勵磁系統(tǒng)（AVR）的快速響應對提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性有顯著作用。3.小干擾穩(wěn)定性分析通常采用線性化模型，適用于系統(tǒng)在臨界點附近的穩(wěn)定性判斷。4.三相短路故障是電力系統(tǒng)中最嚴重的故障類型，對系統(tǒng)穩(wěn)定性影響最小。5.備用電源自動投入裝置（ATS）的配置可以顯著提升電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性。6.電力系統(tǒng)振蕩時，系統(tǒng)頻率會發(fā)生劇烈波動但不會超過額定值。7.提高系統(tǒng)電壓水平可以有效增強電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性。8.感應電動機的接入會降低電力系統(tǒng)的阻尼比，不利于暫態(tài)穩(wěn)定性。9.電力系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)定性分析通常采用特征值方法。10.電力系統(tǒng)穩(wěn)定性測試中，數字仿真比物理實驗更精確且成本更低。二、單選題（每題2分，共20分）1.電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析中，以下哪項不屬于穩(wěn)定性分類？（）A.靜態(tài)穩(wěn)定性B.暫態(tài)穩(wěn)定性C.動態(tài)穩(wěn)定性D.電磁暫態(tài)穩(wěn)定性2.電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩時，以下哪項參數最能反映系統(tǒng)阻尼特性？（）A.頻率B.振蕩周期C.阻尼比D.電壓幅值3.電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性分析中，以下哪項因素影響最??？（）A.系統(tǒng)等效阻抗B.發(fā)電機勵磁特性C.負荷變化速度D.輸電線路長度4.電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性分析中，以下哪項方法不適用？（）A.頻率響應分析B.狀態(tài)空間法C.仿真計算D.臨界切除時間計算5.電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性分析中，以下哪項指標表明系統(tǒng)不穩(wěn)定？（）A.特征值實部為負B.特征值虛部為零C.特征值實部為正D.特征值虛部為負6.電力系統(tǒng)發(fā)生三相短路時，以下哪項參數變化最劇烈？（）A.電流幅值B.電壓幅值C.功率角D.阻抗角7.電力系統(tǒng)穩(wěn)定性測試中，以下哪項設備對暫態(tài)穩(wěn)定性提升作用最顯著？（）A.靜態(tài)無功補償器B.快速勵磁系統(tǒng)C.備用電源自動投入裝置D.負荷調節(jié)器8.電力系統(tǒng)振蕩時，以下哪項措施最有效？（）A.增加系統(tǒng)阻抗B.提高系統(tǒng)電壓C.增強阻尼繞組D.減少系統(tǒng)負荷9.電力系統(tǒng)穩(wěn)定性測試中，以下哪項指標反映系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性裕度？（）A.電壓穩(wěn)定裕度B.有功功率缺額C.頻率偏差D.功率角裕度10.電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析中，以下哪項方法適用于動態(tài)穩(wěn)定性分析？（）A.靜態(tài)安全分析B.動態(tài)相量測量裝置（PMU）C.電壓崩潰分析D.電磁暫態(tài)程序（EMTP）三、多選題（每題2分，共20分）1.電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析中，以下哪些因素會影響暫態(tài)穩(wěn)定性？（）A.輸電線路長度B.發(fā)電機勵磁響應時間C.負荷變化速度D.系統(tǒng)等效阻抗E.電壓水平2.電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性分析中，以下哪些指標表明系統(tǒng)穩(wěn)定？（）A.特征值實部為負B.特征值虛部不為零C.阻尼比大于0.5D.振蕩模式頻率低于50HzE.系統(tǒng)增益矩陣所有特征值位于單位圓內3.電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩時，以下哪些措施可以增強阻尼？（）A.增加系統(tǒng)阻抗B.提高發(fā)電機勵磁C.接入阻尼繞組D.減少系統(tǒng)負荷E.采用電力電子裝置4.電力系統(tǒng)穩(wěn)定性測試中，以下哪些方法適用于靜態(tài)穩(wěn)定性分析？（）A.電壓穩(wěn)定性分析B.有功功率缺額計算C.功率角裕度分析D.臨界切除時間計算E.靜態(tài)安全分析5.電力系統(tǒng)發(fā)生三相短路時，以下哪些參數會發(fā)生變化？（）A.電流幅值B.電壓幅值C.功率角D.阻抗角E.系統(tǒng)頻率6.電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析中，以下哪些設備對靜態(tài)穩(wěn)定性提升作用顯著？（）A.靜態(tài)無功補償器B.負荷調節(jié)器C.備用電源自動投入裝置D.快速勵磁系統(tǒng)E.動態(tài)無功補償器7.電力系統(tǒng)振蕩時，以下哪些指標可以反映振蕩特性？（）A.振蕩周期B.阻尼比C.振蕩模式頻率D.振蕩幅度E.振蕩方向8.電力系統(tǒng)穩(wěn)定性測試中，以下哪些因素會導致電壓崩潰？（）A.系統(tǒng)有功功率缺額B.電壓水平過低C.負荷變化速度過快D.輸電線路過載E.動態(tài)無功補償不足9.電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析中，以下哪些方法適用于動態(tài)穩(wěn)定性分析？（）A.狀態(tài)空間法B.仿真計算C.臨界切除時間計算D.動態(tài)相量測量裝置（PMU）E.電磁暫態(tài)程序（EMTP）10.電力系統(tǒng)穩(wěn)定性測試中，以下哪些指標反映系統(tǒng)穩(wěn)定性裕度？（）A.電壓穩(wěn)定裕度B.有功功率缺額C.頻率偏差D.功率角裕度E.阻尼比四、案例分析（每題6分，共18分）案例1：某電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障，系統(tǒng)參數如下：-發(fā)電機額定功率1000MW，同步電抗Xd=1.8Ω，暫態(tài)電抗X'd=0.3Ω；-輸電線路長度500km，線路阻抗Z=0.4+j0.8Ω/km；-負荷功率P=800MW，Q=400MVar，系統(tǒng)電壓額定為500kV。問題：1.計算故障前后的功率角變化范圍（假設故障前系統(tǒng)運行在功角特性頂點）。2.若故障切除時間為0.2s，判斷系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性是否滿足要求。案例2：某電力系統(tǒng)發(fā)生三相短路故障，系統(tǒng)參數如下：-發(fā)電機額定功率800MW，同步電抗Xd=1.5Ω，暫態(tài)電抗X'd=0.25Ω；-輸電線路長度400km，線路阻抗Z=0.35+j0.7Ω/km；-負荷功率P=600MW，Q=300MVar，系統(tǒng)電壓額定為400kV。問題：1.計算故障時的短路電流有效值。2.若故障切除時間為0.1s，判斷系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性是否滿足要求。案例3：某電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩，系統(tǒng)參數如下：-振蕩周期T=1.5s，振蕩頻率f=0.67Hz；-阻尼比ζ=0.3，系統(tǒng)總功率S=1000MVA。問題：1.計算系統(tǒng)振蕩時的功率損耗。2.若增加阻尼繞組使阻尼比提高至0.5，振蕩周期將如何變化？五、論述題（每題11分，共22分）1.論述電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性和暫態(tài)穩(wěn)定性的區(qū)別與聯(lián)系，并說明如何提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。2.結合實際案例，分析電力系統(tǒng)穩(wěn)定性測試的重要性，并說明常見的穩(wěn)定性測試方法及其優(yōu)缺點。---標準答案及解析一、判斷題1.√電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性分析主要關注系統(tǒng)在遭受擾動后能否恢復同步運行的能力。2.√自動調節(jié)勵磁系統(tǒng)（AVR）的快速響應可以快速調整發(fā)電機勵磁，提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性。3.√小干擾穩(wěn)定性分析通常采用線性化模型，適用于系統(tǒng)在臨界點附近的穩(wěn)定性判斷。4.×三相短路故障是電力系統(tǒng)中最嚴重的故障類型，對系統(tǒng)穩(wěn)定性影響最大。5.×備用電源自動投入裝置（ATS）主要提升系統(tǒng)可靠性，對靜態(tài)穩(wěn)定性影響較小。6.√電力系統(tǒng)振蕩時，系統(tǒng)頻率會發(fā)生劇烈波動但不會超過額定值。7.√提高系統(tǒng)電壓水平可以降低系統(tǒng)等效阻抗，增強靜態(tài)穩(wěn)定性。8.√感應電動機的接入會降低系統(tǒng)阻尼比，不利于暫態(tài)穩(wěn)定性。9.√電力系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)定性分析通常采用特征值方法。10.√數字仿真可以精確模擬系統(tǒng)動態(tài)行為，成本低于物理實驗。二、單選題1.D電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分類包括靜態(tài)穩(wěn)定性、暫態(tài)穩(wěn)定性和動態(tài)穩(wěn)定性，電磁暫態(tài)穩(wěn)定性屬于暫態(tài)穩(wěn)定性范疇。2.C阻尼比最能反映系統(tǒng)阻尼特性，直接影響振蕩衰減速度。3.C負荷變化速度對靜態(tài)穩(wěn)定性影響較小，主要影響動態(tài)穩(wěn)定性。4.A頻率響應分析不適用于暫態(tài)穩(wěn)定性分析，主要用于動態(tài)穩(wěn)定性分析。5.C特征值實部為正表明系統(tǒng)不穩(wěn)定，系統(tǒng)會發(fā)散。6.A三相短路時，短路電流會急劇增大，變化最劇烈。7.B快速勵磁系統(tǒng)可以快速調整發(fā)電機勵磁，顯著提升暫態(tài)穩(wěn)定性。8.C增強阻尼繞組可以有效抑制振蕩，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。9.D功率角裕度反映系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性裕度，裕度越大系統(tǒng)越穩(wěn)定。10.B動態(tài)相量測量裝置（PMU）可以精確測量系統(tǒng)動態(tài)行為，適用于動態(tài)穩(wěn)定性分析。三、多選題1.A,B,C,D輸電線路長度、發(fā)電機勵磁響應時間、負荷變化速度和系統(tǒng)等效阻抗都會影響暫態(tài)穩(wěn)定性。2.A,B,E特征值實部為負、虛部不為零且增益矩陣特征值位于單位圓內表明系統(tǒng)穩(wěn)定。3.B,C,E提高發(fā)電機勵磁、接入阻尼繞組和采用電力電子裝置可以增強阻尼。4.A,B,C,E靜態(tài)穩(wěn)定性分析包括電壓穩(wěn)定性分析、有功功率缺額計算、功率角裕度分析和靜態(tài)安全分析。5.A,B,C,D三相短路時，電流幅值、電壓幅值、功率角和阻抗角都會發(fā)生變化。6.A,B,C,E靜態(tài)無功補償器、負荷調節(jié)器、備用電源自動投入裝置和動態(tài)無功補償器對靜態(tài)穩(wěn)定性提升作用顯著。7.A,B,C,D,E振蕩周期、阻尼比、振蕩模式頻率、振蕩幅度和振蕩方向都可以反映振蕩特性。8.A,B,C,D,E系統(tǒng)有功功率缺額、電壓水平過低、負荷變化速度過快、輸電線路過載和動態(tài)無功補償不足都會導致電壓崩潰。9.A,B,D,E狀態(tài)空間法、仿真計算、動態(tài)相量測量裝置（PMU）和電磁暫態(tài)程序（EMTP）適用于動態(tài)穩(wěn)定性分析。10.A,D,E電壓穩(wěn)定裕度、功率角裕度和阻尼比反映系統(tǒng)穩(wěn)定性裕度。四、案例分析案例1：1.故障前功率角θ≈30°，故障后功率角θ≈45°，變化范圍15°。2.臨界切除時間計算：Tc≈0.25s，實際切除時間0.2s<0.25s，系統(tǒng)穩(wěn)定。案例2：1.短路電流有效值：Isc≈2000A。2.臨界切除時間計算：Tc≈0.15s，實際切除時間0.1s<0.15s，系統(tǒng)穩(wěn)定。