loadingwww.100xuexi.com 圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
第三章 电力系统分析
3.1 对电力系统运行的基本要求是什么？
答：对电力系统运行的基本要求包括：①保证可靠地持续供电；②保证电能质量；③运行经济性；④防止环境污染。
3.2 什么是有功负荷最优分配？简述其计算方法与步骤。
答：有功负荷最优分配就是电力系统中有功负荷合理分配的目标是在满足一定约束条件的前提下，尽可能地节约消耗的（一次）能源，即满足等耗量微增率准则。
有功符合最优分配计算步骤为：
①根据给定的目标函数和等式约束条件，建立一个新的不受约束的目标函数—拉格朗日函数；
②求该拉格朗日函数最小值； ③校验不等式约束条件。
3.3 简述电压调整与频率调整的差异。 答：电压调整与频率调整的差异包括四点：
①有功电源只有发电机，而无功电源除发电机外，还有调相机、电容器组和静止补偿器等，它们分散在各变电所；
②供应有功功率必须消耗能源，而无功电源一旦设置后，就可随时使用几乎无其他经常
1 / 8
www.100xuexi.com 性耗费；
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 ③电力系统中的无功损耗远大于有功损耗；
④正常稳态运行时，全系统的频率相同，调频集中在发电厂，调频手段只有调整原动机功率一种，而电压水平在系统中各点不同，电压调整可分散进行，调压手段也多种多样。
3.4 简述三段式电流保护的配合关系。 答：三段式电流保护的配合关系如下：
①电流Ⅰ、Ⅱ段构成主保护，它们联合工作能够切除本线路范围内任意点的故障；电流Ⅲ段是后备保护，其动作电流整定值躲过最大负荷电流，一旦发生短路，流过短路电流的各电流Ⅲ段均能起动，为保证选择性，其动作延时从线路末端开始呈阶梯上升的特性；
②电流Ⅰ段的动作延时为零，动作电流整定值躲过本线路末端可能的最大短路电流，取适当可靠系数，它不能保护本线路的全部；电流Ⅱ段要切除本线路全部范围的故障，故其保护范围要延伸到下一条线路中去；为保证选择性，其动作带有一定的延时；
③在本线路首端发生短路时，电流工段瞬时动作切除故障；在本线路末端发生短路时，电流Ⅱ段延时切除故障；在下一条线路首端发生短路时，本线路保护电流Ⅱ段与下一条线路保护电流Ⅰ段均能动作，但电流Ⅰ段延时短，故由下一线路电流Ⅰ段切除故障。
3.5 简述电力系统监控系统的基本组成和功能。
答：电力系统监控系统的基本组成包括远动系统、监视控制与数据采集（SCADA）系统、远动终端（RTU）系统、通信系统。
主要功能为：电力系统的运行监视、远程控制、电能质量管理（谐波分析、波形捕捉、扰动和波动监测等）、报警和事件管理、历史数据管理、电能管理、报表管理、用户管理。
2 / 8
www.100xuexi.com
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 3.6 结点导纳矩阵的物理意义及特性是什么？ 答：结点导纳矩阵的物理意义为：
①导纳矩阵中第i列对角元素Yii（即结点i的自导纳）在数值上等于结点i向电力网络注入的电流；
②导纳矩阵中第i列非对角元素Yij（即结点i、j间的互导纳）在数值上等于结点j向电力网络注入的电流。
其特性为：
①导纳矩阵是对称矩阵，即Yij＝Yji；
②导纳矩阵是稀疏矩阵，若结点i与j无直接联系，则Yij＝Yji＝0。
3.7 导纳矩阵的稀疏特性及程序技巧有哪些？ 答：①以导纳矩阵为基础的线性方程； ②电力网络结点编号的优化； ③导纳矩阵的稀疏存储。
3.8 简述形成导纳矩阵的程序框图。 答：①导纳矩阵的阶数等于电力网络的阶数；
②导纳矩阵各行的非对角元素中非零元素的个数等于对应节点所连的不接地支路数； ③导纳矩阵各对角元素，即各节点的自导纳等于相应节点所连支路的导纳之和； ④导纳矩阵的非对角元素等于节点间支路导纳取负号。
3 / 8
www.100xuexi.com 答：
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 3.9 列写潮流计算的基本方程。
?Pi?Psi?Vi?Vj(Gijcos?ij?Bijsin?ij)?0??j?i??Qi?Qsi?Vi?Vj(Gijsin?ij?Bijcos?ij)?0?j?i?
(i?1,2,???,n)
3.10 简述牛顿-拉夫逊法的求解过程。 答：①形成节点导纳矩阵； ②将各节点电压设初值U；
③将节点初值代入相关求式，求出修正方程式的常数项向量； ④将节点电压初值代入求式，求出雅可比矩阵元素； ⑤求解修正方程，求修正向量； ⑥求取节点电压的新值；
⑦检查是否收敛，如不收敛，则以各节点电压的新值作为初值自第3步重新开始进行狭义次迭代，否则转入下一步；
⑧计算支路功率分布，PV节点无功功率和平衡节点柱入功率。
3.11 简述P-Q分解法的基本原理及特点。
答：P-Q分解法是从改进和简化牛顿法的基础上提出来的。
①考虑电力系统的特点（有功功率主要与结点电压的相角有关，无功功率主要受结点电压的幅值的影响），把有功功率与无功功率分开进行迭代，因此2n阶的修正方程组变成2
4 / 8
www.100xuexi.com 圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 个n阶的线性方程组，计算量和内存都有改善；
②考虑电力系统的实际，将雅可比矩阵的对角分块矩阵（它们在迭代过程中不断变化，且为不对称矩阵）变为在迭代过程中不变的对称矩阵。
特点；
①计算量小、所需内存少； ②迭代速度快；
③P-Q分解法和牛顿法一样可以达到很高的计算精度。
3.12 用导纳矩阵如何计算对称短路时的短路电流？
答：①可根据故障前潮流计算结果首先得到故障前的结点电压；
②在故障结点注入一单位电流（其他各结点电流均为零），按YV＝1关系求出各结点电压，其数值等于故障点d与其他结点k之间的互阻抗Zdk和自阻抗Zdd；
③结点的电压与电流关系用导纳矩阵表示YV＝I，其中Y是对称的稀疏导纳矩阵，将其三角分解为三个矩阵的乘积Y＝LDLT，这里L是稀疏的下三角矩阵，D是对角矩阵。根据给定的I，利用三角分解后的导纳矩阵，通过前代和回代计算就可求得V，进而求出各支路的短路电流。
3.13 什么是对称分量法？
答：在计算电力系统不平衡情况下引用了对称分量法，即任何三相不平衡的电流、电压或阻抗都可以分解成为三个平衡的相量成分即正相序（UA1、UB1、UC1）、负相序（UA2、UB2、UC2）和零相序（UA0、UB0、UC0），即有：UA＝UA1＋UA2＋UA0，UB＝UB1＋UB2＋UB0，UC＝UC1＋UC2＋UC0，其正相序的相序（顺时方向）依次为UA1、UB1、UC1，大小相等，互
5 / 8