《812电力系统分析基础》 海文专业课冲刺课程讲义 华北电力大学811电力系统分析基础一(冲刺课程内部讲义) 海文考研专业课教研中心52——中国绝对第一的专业课平台 专业课钻石卡高级——成功率趋近100%考研专业课频道 咨询专线:010-62682299目 录目 录 2第一部分 序言 4第二部分 知识框架及重难点详解 6第一本书《电力系统稳态分析》 6一、本书冲刺建议 6二、本书知识框架 6第一章 重难点 81.1本章重难点总结 81.2冲刺练习题及解析 9第二章 重难点 102.1本章重难点总结 102.2冲刺练习题及解析 14第三章 重难点 153.1本章重难点总结 153.2冲刺练习题及解析 17第四章 重难点 184.1本章重难点总结 184.2冲刺练习题及解析 21第五章 重难点 215.1本章重难点总结 215.2冲刺练习题及解析 25第六章 重难点 276.1本章重难点总结 276.2冲刺练习题及解析 31第二本书《电力系统暂态分析》 32一、本书冲刺建议 32二、本书知识框架 32第一章 重难点 321.1本章重难点总结 321.2冲刺练习题及解析 35第三章 重难点 353.1本章重难点总结 353.2冲刺练习题及解析 36第四章 重难点 374.1本章重难点总结 374.2冲刺练习题及解析 37第五章 重难点 375.1本章重难点总结 375.2冲刺练习题及解析 37第三部分 专业课应试技巧总结指导 38第四部分 结束语 40 《812电力系统分析基础》 海文专业课冲刺课程讲义第一部分 序言为了更好的发挥本冲刺课程及其配套讲义对专业课复习的指导作用,提高考研同学专业课的复习效率,请认真阅读以下三点说明:一、冲刺阶段复习方略如强化阶段所述非统考专业课命题的总体特征是:非统考专业课的考查范围既涉及学科的基础知识、基本理论和技能,更突出考查学生分析问题及解决问题的能力。
因而,对考生来说,冲刺阶段明确知道该考试科目的重难点、考点分布、命题趋势、考查风格;题型种类、题量比例;各题型解题技巧、各科目解题技巧、做题时间分配比例等等考试规律与应试技巧,无疑将成为冲刺复习的关键点,考研成败的转折点此外,更为重要的,从学科知识上来说,考生更需要掌握学科知识的基本点、重点、难点、高频考点,以及实际解决问题的综合能力,从而满足研究生选拔的质量要求首先,现阶段工作重心应是整体性、知识架构梳理、巩固提升一份答卷其实就是一份作品,如果说基础阶段是为作品打底色、描雏形,强化阶段是为作品累素材、填骨架,那么冲刺阶段就是在养精骨、行气势,从而循序渐进地具备了一气呵成、完整顺畅、妙笔生花般完成一件作品的能力因此,在整合、梳理知识架构的基础上打通脉络,形成学科整体性、贯通性,知识与能力的相辅相成,就显得尤为重要其次,在强调整体框架重要性的基础上,锁定有效命题范围,形成应试技巧能力当考生在宏观上把握了整个学科的来龙去脉,在中观上洞悉了考试科目的重难点、考点分布、命题趋势等有效命题范围和方式,在微观上具备了解题、时间分配等应试技巧,那么请问,还有什么能成为考场上的拦路虎、绊脚石呢?再者,模拟考试是必要的。
选取基于历年真题、经典题型习题以及本年度社会热点、理论动态,遵循历年真题的试卷结构、考点分布、难易程度、区分度等规律性因素,科学编制的目标硕士点模拟试题一方面熟悉考点内容,另一方面提前找到考试时应有的感觉,把握节奏感,而且在模拟考试中遇到问题,还有机会寻求解决方案,查漏补缺,提前预防二、冲刺课程授课内容与功能概述从总体上来说,承继专业课基础课程、强化课程的学习与讲授逻辑,高密度、高精度地专题讲解专业课命题重难点,权威剖析该专业课命题的趋势、特点、风格和命题素材,辅以冲刺典型习题为检验,着重分析专业课各题型、各科目的解题方法及技巧,全面突破专业课考试黑洞,快速提升考生做题的效率、速度和准确度,帮助考生获取高分所谓“考什么学什么,怎么考怎么学”,也就是这个道理为达到以上功能,该冲刺课程:第一,从专业课参考书入手,即对目标院校及目标专业的参考书,依据历年真题及学科本身的特点,通过强化阶段对初试科目各章节知识点深度剖析、重难点总结和典型题练习,冲刺阶段提升整合、梳理学科重难点、常考知识点等有效考核范围、学科结构,进行考点详解和预热,并通过配套冲刺练习,为实现从构建、理解、掌握专业课知识体系、逻辑结构到应试能力的全面转变,提供知识层面的强大支持。
第二,对考生在冲刺阶段专业课的复习提供了指导意见强化阶段通过真题的回顾、练习、比较、解析,以及将真题中考察的知识点回归至教材的分析,得出真题的题型结构、题量比例、考查知识点出处、频次、考查知识点难度分级等考生关键备考指导信息在此基础上,点拨冲刺阶段的学习方略,即宏观(学科整体性)——中观(范围有效性)——微观(应试技巧性),为实现冲刺阶段复习范围、复习方法、复习效率等的大幅提升,提供方法论层面的强大支持三、如何高效发挥冲刺课程的指导作用经过基础阶段专业课的学习,考生对考研基本信息有了比较清楚的认识,更重要的是,考生对专业课各科目的原理、公式、概念等学科核心基础知识有了一定程度的记忆、理解和掌握并且,也已基本厘清学科各章节知识点之间的逻辑脉络,初步建立起了系统、整体性的学科结构和知识框架脉络经过强化阶段专业课的学习,考生将强化课程、讲义和手头其他复习材料作为强化指导材料,核心研读研招单位指定或默认的参考书、真题,通过多遍研读教材,结合强化课程的讲授,构建起完整的专业课知识体系,透彻理解专业课的内在知识逻辑结构,并在精细研究历年真题之后,对重要知识点能够理解、记忆、掌握和应用,真正达到考研强化复习的目的,最终达到目标院校目标专业硕士研究生入学考试的水平和选拔标准。
如何高效发挥冲刺课程的指导作用呢?首先,全面熟悉专业课命题趋势、特点和考测逻辑,掌握学科重点、难点和高频考点、考试动向,并通过典型题目全面掌握重难点、答题技巧,从而构建学科知识框架、应试系统框架和提升应试能力因为体现在答卷中,一份完美的答卷作品,纲举目张、思路清晰、语言流畅、观点有理有据、论述深入浅出,某种程度上要比知识的死记硬背更加重要,毕竟导师的选择标准是科研潜力、专业素养,而不是背书能力其次,如何实现专业课答题的深度和广度,彰显学术素养?要适度接触与本专业、目标硕士点导师或导师群有关的期刊杂志与论文、专著等例如,经济、管理类专业热点多、信息量大、时事性强,通过精选阅读适量论文专著等,可以把握当前的理论前沿和学术焦点,也是专业课命题素材的关键来源,而其论证思路、方式、倾向等更为考生专业课答卷提供方向指引,循迹而行,快速贴近导师学术殿堂但是论文、专著浩如烟海,对论文、专著务必增强学术判断、辨别和把握能力,否则误入歧途、浪费时间、适得其反,因为一篇洋洋洒洒的文章,通过专业人士的筛选,消化吸收后真正对答题有直接价值的,往往只是其中的关键性语句和整体思路、方式,但也恰恰是这些,造就了130分以上的高分。
第二部分 知识框架及重难点详解华北电力大学电力系统及其自动化专业,总计包括2本书,《电力系统稳态分析》、《电力系统暂态分析》在本部分中,以参考书为单位,按照章节、重难点、高频考点、命题趋势,进行考点详解与预热,并辅以配套冲刺经典习题作为学习检验和应试提升此部分内容,是本讲义的核心部分第一本书《电力系统稳态分析》一、本书冲刺建议本书总计包括六个章节,占考试总分的65%~70%,除第四章带星号章节不考外,其余每个章节都在考试的范围内,只要严格按照考试大纲提到的知识要点进行复习,就不会有疏漏了电力系统稳态分析,讨沦的内容分为两类:一类是电力系统正常运行状况下的分析与潮流分布计算(-~四章);另一类是电力系统正常运行状况的优化和调整(五~六章)基于前面的全面复习,在冲刺阶段,务必重点关注典型的计算题型,这些题型以便每年都会出题抓住重点的同时又要查缺补漏,巩固的同时也要将平时不太注意的地方好好看看二、本书知识框架章节重难点题型分值第一章第一节电力系统,电力网络,动力系统的基本概念及其区别;填空/选择2/2第二节电力系统运行的特点、基本要求;填空/简答2/10第三节接线方式及其优缺点;中性点接地方式及适用范围;各种设备额定电压等级的标注;填空/选择222第二章第一节发电机(隐极式)的运行限额和数学模型;简答10第二节变压器的参数计算公式和数学模型;计算题10第三节电力线路的参数计算公式和数学模型;计算题架空线组成、分裂导线作用、换位目的、波阻抗和自然功率的概念填空/选择2第四节负荷的特性(静态动态);负荷曲线的作用;负荷分类等;选择填空题2第五节标幺制和有名制的优缺点,不同基准之下的标幺值计算;理想变压器模型,派型等效电路;一般不单独考第三章第一、二节两到三个节点的简单网络(辐射型或环网)的潮流计算;计算题10第四节调整控制潮流的手段;选择/填空2第四章第一节节点导纳矩阵的形成与修改;计算题5~10第二节节点的分类及各自的特点,平衡节点作用;简答题10第三节电力网络方程与功率方程的建立;计算题简答题20第四节牛顿-拉夫逊迭代法/P-Q分解法潮流计算的基本原理、数学模型和计算步骤;PQ分解法的简化条件;10第五章第一节电力系统的有功功率和频率调整;有功功率电源及各种有功备用容量;选择填空22第二节有功功率的平衡与最优分配方法;各类电厂的特点和枯水/洪水季节承担负荷的顺序;耗量特性、比耗量、发电效率和耗量微增率的定义以及它们之间的联系和区别选择填空222熟练计算不计网损条件下有功功率负荷的最优分配方案;计算题10~20第三节电力系统频率调整的概念及其手段;调频厂的选择原则;选择填空2发电机和负荷的功频特性及其调速特性,频率的一次调整、二次调整;计算题10~20定性分析频率的“一次调整”和“二次调整”;简答题10联合系统的调频;计算题10~20第六章第一节无功功率电源、无功功率负荷及无功损耗;选择填空2第二节无功功率电源的最优分配准则(等网损微增率准则)、目标函数、约束条件;填空/简答2/10第三节电压中枢点的调压方式及其特点;选择填空简答2/10中枢点电压管理和借发电机、变压器调压;变压器分接头的选择;计算题20第四节借补偿设备调压调压,电容器/调相机容量的选择;电力系统的电压调整的措施及比较;简答10第一章 重难点 1.1本章重难点总结知识点1 电力系统,电力网络,动力系统的基本概念及其区别。
1)知识点定义电力系统是由发电机、变压器、电力线路及用电设备等在电气上相互联系所组成的有机整体电力网:由各种电压等级的输、配电线路,以及由它们所联系起来的各类变电所所组成的网络动力系统:由“电力系统”加上它的“动力部分”而电力系统又包括电力网2)分析属于该课程的基础知识和概念,必须掌握考试频率较高主意各自的包含关系知识点2 电力系统运行的特点、基本要求1)知识点定义电力系统运行的特点① 电能不能大量储存② 电力系统的暂态过程非常迅速③ 与国民经挤各部门紧密相关电力系统运行的基本要求④ 保证供电的可靠性;⑤ 保证良好的电能质量;(包括电压、频率、波形质量)他们各自允许的范围?⑥ 保证系统运行的经济性2)分析这个知识点最近几年都以简答题的形式考了,很基础,题目很容易知识点3 中性点接地方式及适用范围1)知识点定义电力系统中性点接地方式有不接地、经消弧线圈接地、直接接地在我国,电压等级在110kV以下者,中性点不接地或经消弧线圈接地,称为小接地方式;电压等级在110kV及以上者,中性点直接接地,称为大接地方式2)分析这个每年也是必考的,只是考的形式可能不同,选择题、填空题较常出现,有时也出简答题。
3)相关知识点链接①二者的优缺点比较:不接地系统供电可靠性高,但对绝缘水平的要求也高;而直接接地系统供电可靠性低,但绝缘要求不高②中性点电压在故障时的变化情况知识点4 各种设备额定电压等级的标注1)知识点定义目前,我国电力系统的电压等级有3kV、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV、330kV、500kV、750kV、1000kV在同一电压等级中,电力系统的各个环节(发电机、变压器、电力线路、用电设备)的额定电压数值是不同的,某一级的额定电压是以用电设备的额定电压为中心而定的① 用电设备的额定电压—UN ② 输电线路的额定电压—UN③ 发电机的额定电压—UGN=UN(1+5%)④ 变压器的额定电压U1N= UN (降压变压器或中间联络变压器)U1N= UGN (直接与发电机相连的变压器)一次侧额定电压U2N= UN(1+5%) (直接与设备相连)U2N= UN(1+10%) 二次测额定电压2)分析 最常考的是与发电机相连的变压器变比标注和发电机的额定电压考查频率很高知识点5 消弧线圈的作用1)知识点定义中心点经消弧线圈接地,形成了一回路,线圈提供了一个感性的电流,与之前接地点的容性电流分量相抵消,减小了接地点的电流,使电弧易于熄灭,亦可以防止过电压,提高供电可靠性。
2)分析 仍然是中性点接地方式的问题3)相关知识点链接电力系统中性点经消弧线圈接地的补偿方式有哪两种,一般采用哪种方式? 消弧线圈的作用是什么?P111.2 冲刺练习题及解析习题1 中性点经消弧线圈接地属于中性点( ).(A) 接地 (B)不接地 (C) 二者都不是习题2 10kV的网络中性点对地的容性电流超过( )时,中性点应装设消弧线圈 (A)10A (B)15A (C)20A (D)30A 习题3 在我国, kv及以上的系统中性点直接接地, kV及以下的系统中性点不接地习题4 我国电力网的额定电压等级有哪些?与之对应的平均额定电压是多少?习题5 标出图中发电机和电动机的额定电压及变压器的额定变比答案:1、 B不接地2、 C3、 110、604、 目前,我国电力系统的电压等级有3kV、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV、330kV、500kV、750kV、1000kVUN (kV)0.38361035110220330Uav (kV)0.43.156.310.5371152303455、 G: 10.5kV M1: 3kV M2: 6kV T1: 10.5/242kV T2: 220/121/6.3kV T3:220/38.5kV T4:10.5/3.15kV第二章 重难点 2.1本章重难点总结知识点1 电力系统各主要元件的参数计算和等值电路,以及电力系统的等值网络。
1)知识点定义 (1) 发电机的电抗: (2) 电力线路的参数电力线路每一相导线单位长度参数的计算公式下:① 电阻 ② 电抗 分裂导线时电抗为: 式中 : ③ 电纳 采用分裂导线时,将上式中的换成即可④ 电导 注意:求出的只是单位长度的参数,计算时还要乘以线路长度3)电力变压器的参数和等值电路双绕组变压器的等值电路如图2-5所示,参数为:各参数为工程单位制:三绕组变压器的等值电路如图2-7:① 求电阻对容量比为100/100/100%的变压器,各绕组的短路损耗为: 各绕组的电阻为:② 求电抗各绕组的短路电压为各绕组的电抗为③ 励磁之路的导纳为:得到各元件的参数和等值电路后,还必须将参数折算到同一电压等级下才可以将电路相连形成等值网络2)分析第二章一般有一道计算题,计算线路和变压器的参数并画出等值网络,有时也与第三章结合考,这时一般要计算的是线路的参数,题不难,难的是要把公式记住,并准确无误,特别要注意的是题目所给的单位不一定与公式定义 的单位一致,所以这种题需要的是细心。
知识点2 电晕的计算1)知识点定义线路的电晕临界电压校核线路是否会发生电晕其电晕临界电压(相电压)经验公式为采用分裂导线时,由于导线的分裂,减少了电场强度,点晕临界电压为:其中 2)分析电晕的计算考试频率不是很高,一般在单独考线路的参数计算和等值电路的时候同时计算一下电晕的临界电压,需要的注意的是三相线路每相的临界电晕电压是不同的3)相关知识点链接电晕的危害;减小电晕的措施等知识点3 架空线组成、分裂导线作用、杆塔换位目的、波阻抗和自然功率的概念1)知识点定义① 电力线路按结构可分为架空线路和电缆线路架空线路包括导线、避雷线、杆塔、绝缘子、金具② 为减小电晕损耗或线路电抗,较理想的方案是采用扩径导线或分裂导线③ 杆塔换位的概念及目的定义:由于三相导线在杆塔上的排列常常是不对称的,将使三相导线的感性和容性电抗不对称,为此路上每隔一定距离将三相导线进行轮流变换位置,称为换位目的:减少三相参数的不平衡,消除由于位置原因引起的不对称电抗 因此消除产生的电流畸变 ④ 波阻抗和自然功率:超高压线路的电阻往往小于电抗,电导则可忽略不计,则r1=0,g1=0,这时线路上没有有功损耗,这时的特性阻抗是一个纯电阻,产称为波阻抗。
自然功率是与波阻抗密切相关的,是指负荷阻抗为波阻抗时,该负荷所消耗的功率2)分析这些概念比较零散,但都是在选择填空题中常遇到的3)相关知识点链接什么叫整换位循环?知识点4 双绕组变压器的等值电路与电力线路的等值电路有何异同?1)知识点定义相同点:(1)水平支路是阻抗支路;垂直支路是导纳支路; (2)都有四个参数:电阻,电抗,电导和电纳不同点:(1)形状不同,如下图所示; (2)变压器的垂直支路的电纳是负值(容性),所以它向电路提供无功;而输电线路的垂直支路的电纳是正值(感性),所以它是消耗无功2)相关知识点链接计算线路和变压器的导纳支路的功率损耗时有什么不同?知识点5标幺制和有名制的优缺点,不同基准之下的标幺值计算;1) 知识点定义标幺值—没有单位的相对值参数采用标幺制的优点: ① 三相计算公式与单相计算公式一致l 省去了倍的常数,不必考虑相、线的差别② 多级电压网中可避免按变比来回归算l 在精确法中,只需对基准电压归算一次而在近似计算中则不必归算,使计算大大简化③ 使各型号的设备参数便于比较,易于识别设备的性能l 不同型号的发电机、变压器参数有名值差别很大,而用标么值表示后就比较接近。
④ 容易对计算结果做分析、比较和判断例如,电压幅值应该都在1附近,过大或过小都说明计算有误⑤ 计算结果简单清晰、便于迅速判断计算结果的正确性;⑥ 无量纲,可大量简化计算;采用标幺制的缺点:无量纲;物理概念不直观2)分析采用有名制和标幺值计算的结果是一致的2.2冲刺练习题及解析习题1 一台额定电压为220/121/38.5kV的三绕组变压器是 (升/降)变压器习题2 分裂导线的作用是( )(A)减小电晕; (B)减小电抗 (C)改变周围的电磁场习题3输电线路的等值电路为派型,其阻抗支路消耗有功,而对地电容支路发出功率 ( )习题4 有功功率日负荷曲线和年负荷曲线的作用分别是?习题5 答案:1、降 2、ABC3、错4、有功功率日负荷曲线制定发电厂发电负荷计划的依据;年负荷曲线用于制定发电设备的检修计划第三章 重难点 3.1本章重难点总结知识点1 两到三个节点的简单网络(辐射型或环网)的潮流计算;1)知识点定义① 已知末端电压和功率(与),推算始端电压与功率(与)② 已知始端电压与功率(与),推算末端电压和功率(与)③ 已知末端电压和始端功率(与),推算始端电压与末端功率(与)④ 已知始端电压与末端功率(与),推算末端电压和始端功率(与)以①为例计算功率损耗与电压降功率损耗:线路和变压器的阻抗支路 线路对地支路 变压器的励磁支路 电压降落: 只有阻抗支路上有电压降落始端电压:注意:以上公式计算时,、、一定要用同一点(同一侧)的值。
2)分析一般每年都会有一道手算潮流的计算题,2~3个节点,难度也不是很大,计算时要仔细认真,要注意的是线路与变压器导纳支路中电纳前的符号不同,所以产生的损耗的方向也不一样知识点2 电压降落、电压损耗、电压偏移及电压调整的概念1)知识点定义① 电压降落——是指线路始末两端电压的相量差()② 电压损耗——是指线路始末两端电压的数值差()电压损耗(%)=③ 电压偏移——是指线路始端或末端电压与线路额定电压的数值差或)④ 电压调整——线路末端空载电压与负载电压的数值差()电压调整(%)=2) 分析常出选择、填空题,尤其要区分前两个概念,一个是相量差,一个是数值差只有电压降是相量差,其余的都是数值差知识点3 调整控制潮流的手段1)知识点定义3.2冲刺练习题及解析习题1什么是潮流?潮流的概念、潮流计算的目的?习题2 就输电线路而言,下列说法正确的是 (A)末端电压总滞后于首端电压; (B) 首、末端电压的大小,U1可能等于U2 (C)首端的功率因数总是滞后的 习题3 输电线路的电压降是指 习题4 均一网的自然功率分布( )经济功率分布A)不等于; (B)等于 (C)大于 (D)小于习题5所谓电压偏移是指网络中某一点的电压与该网络的额定电压的相量差。
)答案1、潮流分布:是指电力系统在某以确定的运行方式和接线方式下,系统中从电源经网络到负荷处的电压、电流、功率的大小和方向的分布情况目的:①通过潮流计算确定合理的供电方案、合理的调整负荷;②发现系统中的薄弱环节,检查设备、元件是否过负荷,各节点电压是否符合要求;③以便提出必要的改进措施,实施相应的调压措施,保证电力系统的电能质量2、 B3、 线路始末两端电压的相量差4、 B5、 错,数值差第四章 重难点 4.1本章重难点总结知识点1 节点导纳矩阵的形成与修改1)知识点定义 运用节点导纳矩阵表示的节点电压方程:自导纳Yii等于与该节点直接相连的所有支路导纳的总和,如互导纳Yij等于连接节点i,j支路导纳的负值,节点导纳矩阵的修改jiyij① 增加一节点节点导纳矩阵增加一阶 ijyij② 增加一条支路导纳矩阵的阶数不变ij-yij③ 切除一条支路相当于增加一导纳为(-yij)的支路导纳矩阵的阶数不变ij-yijyij '④ 修改一条支路的导纳值( yij 改变为yij ')导纳矩阵的阶数不变⑤ 修改一条支路的变压器变比值( k*改变为k* ')ijyT / k*yT(k*-1) / k*yT(1- k*) / k*22)分析 必考知识点,必须掌握,是潮流计算的基础。
自导纳的形成是要注意是与节点相连的所有支路,包括对地支路;互导纳要注意符号知识点2 节点的分类及各自的特点,平衡节点作用;1)知识点定义依给定量分类可分为 ① PQ节点:给定节点注入有功功率Pi(PGi、PLi)及无功功率Qi(QGi、QLi),求Ui,δi② PV节点:给定节点注入有功Pi(PGi, PLi)、等值负荷的QLi和Ui,求δi及Qi中的QG ③ 平衡节点(节点):给定Ui、δi (PLi、QLi已知),求Pi(PGi)、Qi(QGi) 一般无发电设备的变电所、功率固定的发电厂母线为PQ节点;有可调无功设备的变电所、有励磁储备的发电厂母线为PV节点;可以负担调整系统频率任务的电厂母线或出线多的发电厂母线为平衡节点平衡节点全网一个,PQ节点大量存在,PV节点可有可无PQ节点和PV节点有可能互相转化平衡节点作用有二:一是令该点电压相角为零,相当于在计算中以该点电压相量作为参考轴;二是由于该点待求量为有功功率P和无功功率Q,相当于该点承担了整个系统的功率平衡知识点3 牛顿-拉夫逊迭代法的基本原理、数学模型和计算步骤1)知识点定义基本原理:非线性曲线局部线性化修正方程:直角坐标的缩写形式:展开形式:极坐标法的缩写形式:展开形式:计算步骤:P1342)分析这是每年必考的知识点,出计算题时至少20分,由于这种算法适合于计算机算法,考试的时候为简化计算一般只考两个节点,只有在掌握计算步骤的基础上才会做题,所以出计算题的同时也考了对计算步骤的掌握程度;对计算步骤的单独考查一般以简答题的形式出现。
知识点4 PQ分解法的简化条件、修正方程式1)知识点定义P-Q分解法是由极标形式的牛顿—拉夫逊法简化而来的经过了两个简化过程第一个简化:考虑了电力系统的一些特性(如网络参数Xij>>Rij,Bij>>Gij,δij≈0P∝δ,Q∝U),得出的一种简化形式简化为第二个简化:计及cosδij≈1, Gij sinδij<< Bij可将雅克比矩阵中H、L化简为修正方程为:简化形式: 2)分析PQ法的简化条件也是常考的知识点,简答题形式居多PQ法的计算题也要掌握,若是两个节点的计算,除去平衡节点外只剩一个节点,PQ法的矩阵系数、比牛拉法的雅克比矩阵更容易求取,只要清楚他们的组成元素,如果只是对一个节点列方程的话,、应该是相等,都为该节点导纳的虚部3) 相关知识点链接与牛拉法相比P-Q分解法的修正方程式的特点:① 以一个(n-1)阶和一个(m-1)阶系数矩阵B’、B’’替代原有的(n+m-2)阶系数矩阵J,提高了计算速度,降低了对存储容量的要求① 以迭代过程中不变的系数矩阵B’、B’’替代变化的系数矩阵J,显著地提高了计算速度② 以对称的系数矩阵B’、B’’替代不对称的系数矩阵J,使求逆等运算量和所需的存储容量大为减少。
牛拉法与PQ分解法的特点比较:① 牛拉法的迭代次数少于PQ法,但是PQ法每次迭代的时间少,以致总的计算速度仍是PQ分解法快;② 都具有良好的收敛可靠性,但取决于一个良好的初始值③ 两种方法的精度是一样的,④ PQ分解法的修正方程的系数矩阵是不变的、对称的,因而提高了计算速度,减少了对存储容量的要求4.2冲刺练习题及解析习题1 节点导纳矩阵有那些特点?习题2 在潮流计算中,节点是怎么分类的?分为几类?已知数和未知数是什么?习题3 改变电压的大小,主要改变网络中的 ;改变电压的相位,主要改变的是 习题4 解释在潮流计算中PV节点想PQ节点的转化P134)答案:1、方阵、稀疏矩阵、对称阵、对角元等于各节点所连导纳的总和、非对角元等于连接支路导纳的负值2、略3、无功功率、有功功率4、略第五章 重难点5.1本章重难点总结知识点1电力系统的有功功率变动和频率调整的对应关系P1741)知识点定义有功功率负荷的变动可分为三种,相对应的频率的调整也分为一次、二次、三次调整:n 第一种负荷变动幅度很小、周期很短(10秒以下),随机性很强,无法预测一次调频,由调速器承担)n 第二种负荷变动幅度较大、周期也较长(10秒至3分)。
二次调频,一般由AGC机组承担)n 第三种负荷变动幅度最大、周期也最长(3分以上),它反映了负荷的变动趋势这种负荷能够预测三次调整:发电厂按发电负荷曲线发电)2)分析属于基础知识,选择填空题常出现知识点2 有功功率电源及各种有功备用容量1)知识点定义发电系统的有功功率电源是各类发电厂的发动机,这是唯一的有功功率电源总备用容量占最大发电负荷的15%—20%)(1)按投入时间分:热备用、冷备用(2)按用途分:负荷备用、事故备用、检修备用、国民经济备用2)分析对备用容量的考查每年必不可少,要掌握各种备用容量的特点及两种不同分类容量间的包含关系知识点3 有功功率的最优分配1)知识点定义目标函数和约束条件及最优分配准则目标函数:其中:表示发电机i的耗量曲线 等式约束(不计网损) :不等式约束(发电有功、无功,节点电压幅值):、、拉格朗日函数建立—个新的不受约束的目标函数——拉格朗日函数为 各变量对函数求偏导,然后令偏导等于零,求其最小值此时有 即 也即 所以 λ1=λ2=λ这就是等耗量微增率准则,它表示为使总损耗最小,应该按相等的耗量微增率在发电设备或发电厂之间分配负荷。
满足这个条件的解()为最优分配方案当有水电厂时,水、火电厂之间的最优分配准则为: 即 式中, 为火力发电厂的燃料耗量微增率;为水力发电厂的水耗量微增率,为拉格朗日乘数,实际上可看作是一个水煤换算系数,单位以上是未考虑网损的推算,考虑网损后等约束条件力:等耗量微增率准则为:2)分析等耗量微增率准则的应用每年都有计算题,至少15分,有时也出简答题,简述目标函数、约束条件、拉格朗日函数以及最优分配准则的公式计算题很简单,考生需要的是仔细认真,答题规范知识点4 各类电厂的特点和枯水/洪水季节承担负荷的顺序1)知识点定义参考书P177中有具体的介绍,大家要熟悉,最起码各发电厂几个典型的特点要知道各类电厂承担负荷的顺序P178-1792)分析 要注意的是枯水时节与洪水时节的不同,如枯水时节有调节水电厂的可调功率在洪水时节顺序提前了,把它归入了了强迫功率3)相关知识点链接 苦水季节与洪水季节的调频厂分别由什么厂承担?知识点5 耗量特性、比耗量、发电效率和耗量微增率的定义以及它们之间的联系和区别1)知识点定义发电机的耗量特性反映发电机学位时间内消耗的能源与发出有功功率的关系图中纵坐标表示单位时间内消耗的燃料F (标准煤),单位为“t/h”,或表示单位时间内消耗的水量W,单位为“m3/s”;横坐标表示发电功率Pc,单位为“kw”,或“MW”。
而发电效率是比耗量的倒数所以效率最高点在比耗量的最低点,这时耗量微增率也即切线的斜率也就是通过原点的曲线的斜率知识点6 电力系统频率调整的概念及其手段;调频厂的选择原则;1)知识点定义频率调整的必要性P201;手段主要是采用发电机组原动机的自动调节转速系统,特别是其中的调速器和调频器,分别针对的是频率的一次调节和二次调解调频厂的选择原则:P2132)分析 复习的时候千万不要忽略了每个章节前后那些介绍说明的文字,填空选择题一般都来自那些地方,所以看书的时候仔细些3)相关知识点链接自动调速系统的工作原理,P202有介绍知识点7 发电机和负荷的有功频特性及其调速特性,定性分析频率的一次调整、二次调整1)知识点定义发电机的单位调节功率为:负荷的单位调节功率为:系统的单位调节功率等于发电机的单位调功率与负荷的单位调节功率之和即发电机的单位调节功率与调差系数有互为倒数的关系分别通过下列两个图来分析一次调频与二次调频知识点8 联合系统的调频; 1)知识点定义对A、B系统分别有: 联合前KAD PGAD PLAKBD PGBD PLBD PabAB联合后解得:2)分析由上可知,互联系统频率的变化取决于这个系统总的功率缺额和总的系统单位调节功率。
每年都有计算题出现,两个系统的联合较常见,有时会出三个系统的联合,只要我们掌握了两个系统联合的介绍方法,学会触类旁通,三个系统的联合也不是难题5.2冲刺练习题及解析习题1、电力系统频率的一次调整是由发电机组的 进行的,二次调整是由发电机组的 进行的习题2、下列属于一定是热备用的是( )(A)负荷备用 (B)事故备用 (C)检修备用 (D)国民经济备用习题3、有功功率在发电机组间的最优分配应遵循 A) 等网损微增率准则 (B)最优网损微增率准则; (C)等耗量微增率准则习题4、电力系统中有功功率负荷的最优分配是按( )原则A)耗量特性 (B)耗量微增率 (C)等耗量微增率习题5、一个水电、火电、核电共同组成的系统中,在枯水时节最适合作为调频发电厂的是 (A)大容量高温高压火电厂; (B)中等容量中温中压火电厂;(C)大容量水电厂; (D)核电厂习题6、电力系统中有功功率负荷的最优分配的目的在于降低网络中有功功率损耗 ( )习题7、一台额定容量200MW、额定频率50HZ的发电机的调差系数为2.5,其单位调节功率是:(1)1.6MW/HZ (2)160MW/HZ(3)2.0MW/HZ (4)200MW/HZ习题8、 习题9、习题10、答案:1、调速器、调频器 2、A 3、A 4、C 5、C 6、正确7、动机的单位调节功率,容易出错的是调差系数为2.5是个百分数,计算时别忘了乘以100。
8、9、解10、解第六章 重难点 6.1本章重难点总结知识点1 电力系统中无功功率的平衡1)知识点定义系统无功平衡公式: ——电源供应的无功功率,包括发电机和补偿设备供应的无功功率; ——负荷消耗的无功功率; ——无功功率损耗(线路和变压器的无功损耗);无功功率负荷和无功损耗:①各种用电设备中,除相对很小的白炽灯照明负荷只消耗有功功率、为数不多的同步电动机可发出一部分无功功率外,大多数都要消耗无功功率②变压器中的无功功率损耗分两部分,即励磁支路损耗和绕组漏抗中损耗;电力线路上的无功功率损耗也分两部分, 即并联电纳和串联电抗中的无功功率损耗无功功率电源① 发电机 (既是有功功率电源,又是最基本的无功功率电源)② 调相机 (调相机只发出或吸收无功功率,不发有功功率)③ 电容器 (并联,供应感性无功功率)④ 静止补偿器(SVC)和静止调相机⑤ 并联电抗器 (吸取轻载或空载线路过剩的感性无功功率)2)分析无功功率电源几乎每年考,要了解每种无功电源的特点3)相关知识点链接区分有功损耗、无功损耗、不变损耗、可变损耗无功损耗的特点:n 电网中无功损耗大于有功损耗n 无功功率不能远距离输送。
n 在运行、规划时尽量做到就地平衡,避免无功功率远距离输送知识点2 无功功率的最优分布1)知识点定义分为无功电源的最优分布(准则—等网损微增率准则)和无功负荷的最优补偿优化无功功率电源分布的目的在于降低网络中的有功功率损耗,因此,这里的目标函数就是网络总损耗目标函数: 约束条件: 拉格朗日函数:各变量对拉格朗日函数求偏导,令其偏导等于零求其最小值,得等网损微增率准则为:若不计无功功率网损,等网损微增率准则为:所谓无功功率负荷的最优补偿是指最优补偿容量的确定、最优补偿设备的分布和最优补偿顺序的选择等因网损微增率最小的节点总是系统中某一个无功功率分点而且,这无功功率分点多半也是系统中最低电压点知识点2 电压中枢点的调压方式及其特点;1)知识点定义所谓电压中枢点,是指那些能反映和控制整个系统电压水平的点在系统中选择一些有代表性的点(母线)作为电压中枢点;运行人员监视中枢点电压,将中枢点电压控制调整在允许的电压偏移范围内一般选择下列母线作为中枢点:① 大型发电厂的高压母线(高压母线上有多回出线时);② 枢纽变电所的二次母线;③ 有大量地方性负荷的发电厂母线根据中枢点所管辖的电力网中负荷分布的远近及负荷变动的程度,对中枢点的电压调整方式提出原则性要求,以确定一个大致的电压变动范围。
这种电压调整方式一般分为三种:逆调压、顺调压和常调压2)分析中枢点的调压方式考试频率很高,属于理解记忆题3)相关考点链接中枢点概念、那些点可以作为中枢点、中枢点调压方式及其调压范围、常用调压方式知识点3 电力系统的电压调整的措施及比较;1)知识点定义常见的调压方式有:① 改变发电机端电压 ② 改变变压器变比③ 并联电容器或调相机④ 串联无功补偿器在以上几种调压措施中,首先选用改变发电机电压调压,这是一种不需要附加投资的直接调节手段,只是调节一下发电机励磁;其次调节变比器分接头;再考虑加无功补偿设备的调节手段,如调相机、静止补偿器、并联电容器、串联电容器等,这几种补偿设备各有优缺点,只能根据系统的具体要求,在不同的节点采用不同的调压措施2)分析以简答题形式考,频率高,题简单知识点4 变压器分接头的选择和电容器/调相机容量的选择1)知识点定义分接头选择步骤 ① 根据最大、最小负荷,计算变压器的电压损耗;② 求取最大、最小负荷时变压器分接头电压值,取平均值;③ 选择最接近平均值的变压器分接头;④ 用选定的分接头校验最大、最小负荷时低压侧电压是否满足要求三绕组变压器一般在高、中压绕组选择分接头。
先按低压测调压要求,由高、低压侧确定好高压绕组的分接头;然后再用选定的高压绕组的分接头,考虑中压侧的调压要求,由高、中压侧选择中压绕组的分接头无功补偿容量的选择要与变压器调压配合,充分利用变压器的作用选用电容器时① 确定变压器变比k变压器分接头电压按最小负荷时电容器全部退出的条件考虑,即由最小负荷时的调压要求电压和,按,求出分接头电压于是确定② 确定电容器容量按最大负荷时的调压要求确定并联电容器的容量,即由大负荷时的调压要求电压和k代入得(2)并联调相机时调相机即可过励运行又可欠励运行,在最大负荷时,按额定容量过励运行,在最小负荷时,按二分之一额定容量欠励运行于是有:,由二式解得:所以2)分析 这个知识点是考试的重点,每年有一道大计算题,20分,一般出的多数为变压器分接头的选,大也不排除电容器容量与调相机容量的选择所以这两种调压方式都要掌握6.2冲刺练习题及解析习题1、中枢点调压方式有哪些,调压范围是多少?习题2、在各种调压手段中,一般应首选 调压A)同步发电机 (B)同步调相机 (C)静止补偿器 (D)并联电容器习题3、有功功率电源在发电厂,无功功率电源不仅仅在发电厂。
)习题4、电力系统中无功功率负荷的最优分配的目的在于降低网络中有功功率损耗 )习题5、串联电容器与并联电容器的区别?习题6、无功功率电源的最优分布依据的准则?无功功率负荷最优分配依据的准则?答案:1、 略2、 A3、 正确4、 正确5、 并联电容器补偿是对系统进行无功补偿,电压降越大补偿容量越大;串联电容器补偿是改变了线路的参数6、 等网损微增率、最优网损微增率第二本书《电力系统暂态分析》一、本书冲刺建议本书总计包括两篇八个章节,初试考查的章节为第一、三、四、五章,占考试总分的30%~35%暂态作为电力系统一种动态的过程,确实比稳态要复杂得多,但在我们考试和考研的题目中,出的并不比稳态的题目难,所以大家也不用担心会不会做的问题,只要大家把该掌握的知识点掌握好,一样可以把它拿下暂态的题目很有限,一般选择填空各1~2题,一道10分的简答题和一道20分的计算题,所以大家一定要抓住重来复习二、本书知识框架章节重难点题型分值第一章第一节电力系统故障的类型、与危害;短路故障的成因、措施等;选择填空2第二节标幺制计算特点;不同基准之下标幺值的计算;简答/计算10第三节无限大功率电源的特点;短路冲击电流和短路电流有效值的计算;选择填空2第三章第一节三相短路故障点瞬时电流的计算(等值电路法和叠加原理)计算题10第三节应用运算曲线求短路电流的计算步骤;转移阻抗和计算阻抗的概念;填空/简答10第四章第一节对称分量法;正序量、负序量、零序量概念;填空/选择2第二节用对称分量法分析不对称故障;三相序网形成复合序网;一般不单独出题,是第五章计算题的基础第三~六节电力系统元件的各序参数和等值电路;各种元件的零序、负序阻抗的概念;第七节零序网络的构成方法;第五章第一节各种不对称短路时故障处的短路电流和电压计算;正序等效定则;计算题20第二节非故障处电流、电压的计算;第一章 重难点 1.1本章重难点总结知识点1 电力系统故障的类型、与危害;短路故障的成因、措施等;1)知识点定义①故障类型1.横向故障:短路故障2.纵向故障:断线故障3.复杂故障:不同地点,同时发生不对称故障。
其中短路的类型有:三相短路、两相短路、单相短路、两相短路接地单相短路接地最多三相短路时三相回路依旧是对称的,故称为对称短路;其他几种短路均使三相回路不对称,故称为不对称短路② 产生短路的原因:电力系统短路故障发生的原因很多,既有客观的,也有主观的,但都是绝缘遭到破坏引起的1.自然界的破坏:雷击闪络引起过电压、空气污染使绝缘子表面载正常工作电压下放电、鸟兽跨接在裸露的载流部分以及大风或覆冰引起架空线杆塔倒塌2.人为的破坏:运行人员带负荷拉刀闸,路检修后未拆除地线就加电压等误操作,施工挖沟伤电缆,放风筝落到高压线上3.设备自身问题:绝缘材料的自然老化,设计、安装及维护不良所带来的设备缺陷发展成短路等③ 短路对电力系统的危害1.对设备的危害:短路点的电弧烧坏电气设备,甚至引起爆炸短路电流通过电气设备中的导体时,其热效应会引起导体或其绝缘的损坏另一方面,导体也会受到很大的电动力的冲击,致使导体变形,甚至损坏2.对系统电压的影响:短路还会引起电网中电压降低,对用户影响很大3.对系统稳定性的影响:当短路发生地点离电源不远而持续时间又较长时,并列运行的发电厂可能失去同步,破坏系统稳定,造成大片地区停电。
这是短路故障的最严重后果4.对通信系统的影响:发生不对称短路时所引起的不平衡电流产生的不平衡磁通,会在邻近的平行的通信线路内感应出相当大的感应电动势,造成对通信系统和铁路信号系统的干扰,甚至危及设备和人身的安全④ 措施加装继电保护装置:采取减少短路危害的措施,其中,最主要的是迅速将发生短路的元件从系统中切除,使无故障部分的电网继续正常运行广泛采用重合闸措施所谓重合闸就是当短路发生后断路器迅速断开,使故障部分与系统隔离,经过一定时间再将断路器合上2)分析暂态分析的一些基本概念,以选择填空或简答题形式出现,很基础知识点2 无限大功率电源的特点;短路冲击电流和短路电流有效值的计算;1)知识点定义无穷大电源是一种理想电源,它的特点是:(1)电源功率为无穷大当外电路发生任何变化时,系统频率不变化,保持恒定2)电源的内阻抗为零电源内部无电压降,电源的端电压恒定1.短路冲击电流短路的最恶劣情况的条件:(1) 空载,则,(2) 一般在短路回路中,感抗值要比电阻值大得多,即ωL>>R,因此可以认为(3) 若初始相角满足,在这种情况下,当α=0或α=180°时,相量与时间轴平行,即a相处于最严重的情况短路电流在前叙最恶劣短路情况下的最大瞬时值,称为短路冲击电流。
冲击电流主要用于检验电气设备和载流导体的动稳定度2.最大有效值电流在短路暂态过程中,任一时刻t的短路电流有效值,是以时刻为中心的一个周期内瞬时电流的均方根值,即:式中假设在t前后一周期内不变,交流分量一个周期内积分平均值为零,则短路电流的有效值为由图1-8可知,最大有效值电流也是发生在短路后半个周期时,其值为:短路电流的最大有效值电流用于检验电气设备的热稳定度3.短路功率有时在选择某些电气设备时,要用到短路功率(也称短路容量)的概念其定义式中,为短路处于正常运行时的额定电压;为短路电流的有效值如采用标幺制时,则有上式表明当基准电压取额定电压时,则短路功率的标幺值与短路电流的标幺值相等所以,在已知系统某个母线的短路容量标么值时,可利用这一关系,可求得将母线看做等值电源时,等值电源的标么值电抗:1.2冲刺练习题及解析习题1、对中性点不接地系统来说,当发生单相接地故障时,短路电流(不大;很大;一般),非故障相电压(升高;降低;不变)。