【文章內(nèi)容簡介】 電力系統(tǒng)運(yùn)行的五種狀態(tài)是什么？簡述每種狀態(tài)的特點。正常狀態(tài)：在正常狀態(tài)下，電力系統(tǒng)應(yīng)該滿足電力系統(tǒng)的等式約束和不等式約束。 在正常狀態(tài)下，電力系統(tǒng)中的總的有功和無功功率出力能和負(fù)荷總的有功和無功功率的需求達(dá)到平衡；電力系統(tǒng)的各母線電壓和頻率均在正常運(yùn)行的允許偏移范圍內(nèi)；各電源設(shè)備和輸變電設(shè)備均在額定的限額內(nèi)運(yùn)行。在這種狀態(tài)下，系統(tǒng)有足夠的儲備，即發(fā)電及輸變電設(shè)備均有足夠的備用余量和必要的調(diào)節(jié)手段，使系統(tǒng)能承受正常的干擾而不產(chǎn)生影響正常運(yùn)行的后果。警戒狀態(tài)：電力系統(tǒng)在正常狀態(tài)下往往可能受到一系列大小不等的干擾，這些干擾的積累效應(yīng)，使電力系統(tǒng)總的安全水平逐漸降低而進(jìn)入警戒狀態(tài)。如發(fā)電機(jī)出力備用減少，輸送能力降低，干擾幾率增大。在警戒狀態(tài)下，各種約束條件還是滿足的，但系統(tǒng)的安全儲備大大減少了，對外界干擾的抵抗能力削弱了。在警戒狀態(tài)時，應(yīng)及時采取預(yù)防性的控制措施，使系統(tǒng)盡快恢復(fù)到正常狀態(tài)。緊急狀態(tài)：電力系統(tǒng)在遭受一個足夠嚴(yán)重的干擾后，運(yùn)行參數(shù)將偏離正常運(yùn)行狀態(tài)，某些不等式約束條件已不能滿足，電力系統(tǒng)將進(jìn)入緊急狀態(tài)。造成正常運(yùn)行方式破壞的原因可能有：電力系統(tǒng)元件短路，電力系統(tǒng)元件斷開，發(fā)電機(jī)失步等。在緊急狀態(tài)時電力系統(tǒng)中出線的主要危急現(xiàn)象有：頻率下降，電壓下降，線路或變壓器斷開和過負(fù)荷，穩(wěn)定問題。 故障狀態(tài)：電力系統(tǒng)的部分元件過負(fù)荷、或部分母線電壓或系統(tǒng)頻率超出允許范圍而未能有效控制的一種失穩(wěn)狀態(tài)?；謴?fù)狀態(tài)：重新建立電力系統(tǒng)正常狀態(tài)的一系列活動，這個過程可能包括發(fā)電機(jī)組的啟動、再同步、輸電線路重新投運(yùn)、負(fù)荷恢復(fù)供電，以及系統(tǒng)中解列部分的重新并網(wǎng)等工作。 電力系統(tǒng)的可靠性、安全性和穩(wěn)定性各有什么含義？簡述各自的主要研究內(nèi)容。 通過功率方程說明為什么潮流計算的數(shù)學(xué)模型是非線性的？應(yīng)該采用什么樣的數(shù)學(xué)方法求解。 電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時既要保持有功平衡，也要保持無功平衡，試從電源、負(fù)荷及管理、控制方面說明保證有功平衡和無功平衡的主要特點。所謂無功平衡就是指在電網(wǎng)運(yùn)行的每一個時刻，電網(wǎng)中各無功電源所發(fā)出的無功功率要等于電網(wǎng)中各個環(huán)節(jié)上的無功功率損耗和用戶所消耗的無功功率之和。無功功率平衡直接關(guān)系到電網(wǎng)的運(yùn)行電壓水平，電網(wǎng)的無功功率平衡時維持電網(wǎng)電壓水平的首要條件，電網(wǎng)無功電源的配置與電網(wǎng)調(diào)壓措施的實施是一密不可分的整體，二者相輔相成。當(dāng)電網(wǎng)無功電源充足時，電網(wǎng)運(yùn)行電壓就高，當(dāng)電網(wǎng)無功電源不足時，電網(wǎng)運(yùn)行電壓就低。無功電源包括同步發(fā)電機(jī)、同步調(diào)相機(jī)、電力電容器、并聯(lián)電抗器、靜止補(bǔ)償器、同步電動機(jī)進(jìn)相運(yùn)行、異步電動機(jī)同步化、高壓電纜和高壓輸電線的電容等。無功負(fù)荷包括變壓器、感應(yīng)電動機(jī)、電抗器、感應(yīng)電熱設(shè)備、電焊機(jī)等所消耗的勵磁功率，再就是電網(wǎng)中各環(huán)節(jié)的輸電線路和變壓器串聯(lián)阻抗支路中電抗上的無功功率損耗。電網(wǎng)的頻率特性由電網(wǎng)的有功負(fù)荷平衡決定。電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整大體上可分為一次、二次、三次調(diào)整三種。一次調(diào)整：由發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)頻率靜態(tài)特性的固有能力而增減發(fā)電機(jī)的出力。二次調(diào)整：通過運(yùn)行人員手動調(diào)整或調(diào)度自動化系統(tǒng)自動調(diào)整，增減發(fā)電機(jī)組的發(fā)電出力。三次調(diào)整：為使有功功率負(fù)荷按最優(yōu)分配即經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配而進(jìn)行的調(diào)整。電力系統(tǒng)中的有功功率電源是各類發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)。系統(tǒng)電源容量應(yīng)不小于包括網(wǎng)絡(luò)損耗和廠用電在內(nèi)的系統(tǒng)總發(fā)電負(fù)荷。系統(tǒng)電源容量大于發(fā)電負(fù)荷的部分成為系統(tǒng)的備用容量。系統(tǒng)備用容量可分為熱備用和冷備用或負(fù)荷備用、事故備用、檢修備用和國民經(jīng)濟(jì)備用等。電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分配包括有功功率電源的最優(yōu)組合和有功功率負(fù)荷的最優(yōu)分配。負(fù)荷的最優(yōu)分配按照等耗量微增率準(zhǔn)則分配。 電能質(zhì)量包含那些內(nèi)容？電能質(zhì)量的指標(biāo)有什么特點？ 對同步發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行派克（Park）變換的數(shù)學(xué)和物理意義是什么？ 簡述高壓直流輸電（HVDC）系統(tǒng)的概念、特點和主要應(yīng)用。 等面積定則是判斷暫態(tài)穩(wěn)定的基本準(zhǔn)則，請簡述其內(nèi)容和物理意義。 電力市場條件下，電力生產(chǎn)和運(yùn)行部門的輔助服務(wù)（Auxiliary Service）包括那些主要內(nèi)容？ 請寫出你碩士學(xué)位論文題目，并簡述主要研究內(nèi)容和貢獻(xiàn)是什么。中國電力科學(xué)研究院2004年博士研究生入學(xué)考試試題2003年8月14日，美加部分地區(qū)發(fā)生了大停電事故，這次事故震動了全世界，請簡述事故的起因是什么？談?wù)劥笸ｋ娊o我們的教訓(xùn)是什么？答案1：起因：2003年8月14號下午，美國俄亥俄州克利夫蘭市郊外一條過熱的電線下垂到一棵樹上，引發(fā)了一系列激烈的連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致了北美有史以來最大規(guī)模的停電。據(jù)負(fù)責(zé)美加大面積停電事故調(diào)查的北美電力可靠性委員會披露了大停電的一些情況：這次事故的原因可能是電壓變化、輸電線故障和發(fā)電廠停電等問題共同造成的。教訓(xùn)：電網(wǎng)結(jié)構(gòu)要合理；具備合適的可靠的繼電保護(hù)和安全自動裝置；無功電源和電壓控制；防止負(fù)荷大量轉(zhuǎn)移引起的惡性連鎖反應(yīng)；建立好最后一道防線，防止長時間大面積停電和對最重要用戶的破壞性停電。答案2：教訓(xùn)：(1)控制適當(dāng)?shù)碾娋W(wǎng)規(guī)模；(2)對陳舊的電網(wǎng)的改善：加強(qiáng)日常維護(hù)；保證足夠的備用容量；發(fā)展分散配置電網(wǎng)；開發(fā)分散式電源；(3)研發(fā)新的自動控制技術(shù)；(4)提高運(yùn)行人員素質(zhì)；(5)加強(qiáng)管制，采用統(tǒng)一分層管理，促進(jìn)信息協(xié)調(diào)；(6)加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)、政策的引導(dǎo)作用；(7)建立緊急事故防御體系。結(jié)論：改革和發(fā)展與安全應(yīng)當(dāng)是并行不悖、相輔相成的，電力系統(tǒng)體制改革的推進(jìn)不是以犧牲電力系統(tǒng)安全、可靠性為代價，相反，改革和發(fā)展的目的之一就是要實現(xiàn)更高的安全、可靠性這一目標(biāo)。同時電力系統(tǒng)的安全也是電力改革能否順利進(jìn)行的重要條件和成功與否的重要標(biāo)志。在電力市場化的今天，在電力改革的過渡時期會給電力可靠性帶來一定的風(fēng)險。面對眾多的重大事故，在今后的發(fā)展過程中必須認(rèn)識到電力系統(tǒng)的改革和發(fā)展必須高度重視安全問題。 高斯賽德爾迭代法和牛頓拉夫遜迭代法是常規(guī)的潮流計算方法，請介紹一下最優(yōu)潮流（OPF）算法的原理及其應(yīng)用。簡述電力系統(tǒng)中主要有那些控制？并簡單介紹其控制原理，你認(rèn)為那種控制是最完美的？答案1：勵磁控制、調(diào)速控制、AGC控制、有載調(diào)壓變壓器分接頭控制、無功補(bǔ)償裝置自動投切、直流輸電控制、FACTS控制、自動重合閘、開關(guān)投切、汽門和蝶閥控制、低周減載等。寫出dp0坐標(biāo)下的同步發(fā)電機(jī)的磁鏈方程和電壓方程，簡述派克（Park）變換在同步發(fā)電機(jī)建模及分析中的作用是什么？暫態(tài)穩(wěn)定分析的基本數(shù)學(xué)模型是什么？簡述等面積定則的原理及其在暫態(tài)穩(wěn)定分析中的應(yīng)用。相分量法和序分量法的特點，以及相互間的區(qū)別與聯(lián)系相分量法是客觀存在的。因此相分量法能夠準(zhǔn)確反映出電力網(wǎng)絡(luò)的所有實際問題，故障處理方法直觀實用。由于相坐標(biāo)空間里元件參數(shù)存在耦合問題，相分量計算方法的計算量比較大，同時復(fù)雜的耦合關(guān)系也使得相分量法在網(wǎng)絡(luò)處理上不同于單相的情況，比采用單相網(wǎng)絡(luò)的分析計算技術(shù)要困難的多。方便的系統(tǒng)運(yùn)行描述和準(zhǔn)確的系統(tǒng)參數(shù)仿真是相分量法最大的優(yōu)勢。序分量是相分量經(jīng)過數(shù)學(xué)變換得到的，序分量法通過坐標(biāo)變換使在相坐標(biāo)空間存在三相耦合關(guān)系的對稱元件在序分量坐標(biāo)空間得到解耦，在完全由對稱元件組成的系統(tǒng)中，耦合的三相網(wǎng)絡(luò)可以等效成三個獨(dú)立的序分量對稱網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)分析方面與三個單相網(wǎng)絡(luò)相同，可以使用單相網(wǎng)絡(luò)分析的方法進(jìn)行處理，并且能夠大幅度簡化計算。序分量法因為模型簡單、算法組織性強(qiáng)和計算速度快而得到了更廣泛的認(rèn)同，在更多的實用化的電力系統(tǒng)分析計算軟件包中得到了應(yīng)用。對稱分量法為代表的序分量法可以十分方便地通過序網(wǎng)連接方式的改變來仿真單一不對稱簡單故障，但是對于任意復(fù)雜故障，序網(wǎng)的邊界條件不易實現(xiàn)，同序網(wǎng)的連接方式隨故障的不同而變化，不利于程序的實現(xiàn)。相分量法能夠輕松的處理任意的復(fù)雜故障，程序?qū)崿F(xiàn)也極其方便。對于一些不對稱的情況和不對稱的元件，序分量坐標(biāo)空間的解耦失效，從而不能實現(xiàn)序網(wǎng)的分離。序分量法的應(yīng)用因此遭到嚴(yán)重影響，即使簡單故障的分析也不能采用序分量法計算。在這種情況下，相分量法就表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢，它可以直接計算不對稱元件組成的系統(tǒng)，無需做任何處理。2009年博士研究生入學(xué)考試試題1 談?wù)勲娏ο到y(tǒng)的潮流控制和調(diào)整有哪些手段？輻射形網(wǎng)絡(luò)中的潮流是不加控制也無法控制的，它們完全取決于各負(fù)荷節(jié)點的負(fù)荷；環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中，環(huán)式網(wǎng)絡(luò)的潮流，如不采取附加措施，就按阻抗分布，因而也是無法控制的；兩端供電網(wǎng)絡(luò)的潮流雖可借調(diào)整兩端電源的功率或電壓適當(dāng)控制，但由于兩端電源容量有一定限制，而電壓調(diào)整的范圍又要服從對電壓質(zhì)量的要求，調(diào)整幅度都不可能大。但從保證安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)供電的要求出發(fā)，網(wǎng)絡(luò)中的潮流往往需要控制。調(diào)整控制潮流的手段主要有三，即串聯(lián)電容、串聯(lián)電抗、附加串聯(lián)加壓器。串聯(lián)電容的作用顯然是以其容抗抵償線路的感抗。將其串聯(lián)在環(huán)式網(wǎng)絡(luò)中阻抗相對過大的線段上，可起轉(zhuǎn)移其它重載上流通功率的作用。串聯(lián)電抗的作用與串聯(lián)電容相反，主要在限流。將其串聯(lián)在重載線段上可避免該線段過載。但由于其對電壓質(zhì)量和系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性有不良影響，這一手段未曾推廣。附加串聯(lián)加壓器的作用在于產(chǎn)生一環(huán)流或強(qiáng)制循環(huán)功率，使強(qiáng)制循環(huán)功率與自然分布功率的疊加可達(dá)到理想值。在電力電子技術(shù)獲得長足發(fā)展之前，控制潮流的手段相當(dāng)貧乏。除串聯(lián)電抗由于其原理上的缺陷，未能考慮之外，串聯(lián)電容也未能作為控制潮流的手段在電力系統(tǒng)中使用。原因在于為控制潮流而改變串聯(lián)電容的容抗需投切電容器組，而頻繁的投切相應(yīng)的開關(guān)電器必然伴隨著機(jī)械磨損，即使不引發(fā)事故，也將要求開關(guān)電器經(jīng)常維修。電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展，為潮流控制提供了若干種可供選擇的新方案。這些主要用于潮流控制的設(shè)施都是所謂“靈活交流輸電系統(tǒng)”的組成部分。所謂靈活交流輸電系統(tǒng)，是指以晶閘管置換傳統(tǒng)交流輸電系統(tǒng)中各種機(jī)械式調(diào)節(jié)器和開關(guān)后所呈現(xiàn)的新系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)的潮流更易于控制，線路的輸送能力可大幅度提高。屬于靈活交流輸電系統(tǒng)范疇的用于控制潮流的設(shè)施有：可控串聯(lián)電容(TCSC)、可控移相器、統(tǒng)一潮流控制器(UPFC)、靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償器(SSSC)等。 2 談?wù)勲娏ο到y(tǒng)生產(chǎn)的特點及對電力系統(tǒng)的基本要求是什么？電力生產(chǎn)的特點：(1)電能與國民經(jīng)濟(jì)各個部門之間的關(guān)系都很密切。由于電能與其他能量之間轉(zhuǎn)換方便，宜于大量生產(chǎn)、集中管理、遠(yuǎn)距輸送、自動控制，使用電能較其他能量有顯著優(yōu)點，各部門都廣泛使用電能。(2)電能不能大量儲存。電能的生產(chǎn)、輸送和消費(fèi)實際上是同時進(jìn)行的，即發(fā)電設(shè)備任何時刻生產(chǎn)的電能必須等于該時刻用電設(shè)備消費(fèi)與輸送中損耗電能之和，而且這一數(shù)值還隨時間不斷變化。(3)生產(chǎn)、輸送、消費(fèi)電能各個環(huán)節(jié)所組成的統(tǒng)一整體不可分割。由于電能不能大量儲存，必須保持生產(chǎn)、輸送、消費(fèi)流程的連續(xù)性，由這些環(huán)節(jié)組成的統(tǒng)一整體——電力系統(tǒng)，是不可分割的。(4)電能生產(chǎn)、輸送、消費(fèi)工況的改變十分迅速。發(fā)電機(jī)、變壓器、電力線路、用電設(shè)備的投入或退出都在一瞬間完成，且電能從一處輸送至另一處所需的時間以103~106s計，所以電能生產(chǎn)、輸送、消費(fèi)工況的改變十分迅速。(5)對電能質(zhì)量的要求頗為嚴(yán)格。電壓的大小、頻率偏離要求值過多或波形因諧波污染嚴(yán)重而不能保持正弦時，都可能導(dǎo)致產(chǎn)生廢品、損壞設(shè)備，甚至大面積停電。因此，對電壓大小、頻率的偏移以及諧波分量都有一定限額。對電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求：(1)保證可靠地持續(xù)供電供電的中斷將使生產(chǎn)停頓、生活混亂，甚至危及人身和設(shè)備安全，形成十分嚴(yán)重的后果。停電給國民經(jīng)濟(jì)造成的損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過電力系統(tǒng)本身的損失。因此電力系統(tǒng)運(yùn)行手電要滿足可靠、持續(xù)供電的要求。(2)保證良好的電能質(zhì)量電能質(zhì)量包括電壓質(zhì)量、頻率質(zhì)量和波形質(zhì)量三個方面。給定的允許電壓偏移為額定值的177。5%，給定的允許頻率偏移為177。~。波形質(zhì)量則以畸變率是否超過給定值來衡量。對電壓和頻率的保證，必須做到大量增加系統(tǒng)中有功、無功電源，充分發(fā)揮現(xiàn)有電源的作用，合理調(diào)配用電、節(jié)約用電，不斷提高系統(tǒng)的自動化程度等。(3)保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性電能生產(chǎn)的規(guī)模很大，消耗的一次能源在國民經(jīng)濟(jì)一次能源總消耗中占的比重約為1/3，而且電能在變換、輸送、分配時的損耗絕對值也相當(dāng)可觀。因此，降低每生產(chǎn)一度電所消耗的能源和降低變換、輸送、分配時的損耗，有極重要的意義。3 廣域同步相量測量(WAMS)是近來電力系統(tǒng)發(fā)展起來的新技術(shù)，請說明這項技術(shù)今后在電力系統(tǒng)運(yùn)行和控制方面可能有哪些應(yīng)用？4談?wù)勀銓?jié)能發(fā)電調(diào)度的理解5今年年初我國南方遭遇了一場罕見的低溫雨雪冰凍災(zāi)害，電力系統(tǒng)因之受損嚴(yán)重。談?wù)勀銓@場災(zāi)害的認(rèn)識，你認(rèn)為此次雪災(zāi)暴露了電力方面哪些問題？以后應(yīng)加強(qiáng)哪方面的工作以預(yù)防此類災(zāi)害？(1)電力規(guī)劃的優(yōu)化問題中國作為發(fā)展中國家，面對長期存在的電力瓶