【文章內(nèi)容簡介】 電力系統(tǒng)運行的五種狀態(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荷總的有功和無功功率的需求達到平衡；電力系統(tǒng)的各母線電壓和頻率均在正常運行的允許偏移范圍內(nèi)；各電源設備和輸變電設備均在額定的限額內(nèi)運行。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，使電力系統(tǒng)總的安全水平逐漸降低而進入警戒狀態(tài)。如發(fā)電機出力備用減少，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，應及時采取預防性的控制措施，使系統(tǒng)盡快恢復到正常狀態(tài)。緊急狀態(tài)：電力系統(tǒng)在遭受一個足夠嚴重的干擾后，運行參數(shù)將偏離正常運行狀態(tài)，某些不等式約束條件已不能滿足，電力系統(tǒng)將進入緊急狀態(tài)。造成正常運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荷，穩(wěn)定問題。 故障狀態(tài)：電力系統(tǒng)的部分元件過負荷、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)?；謴蜖顟B(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)電機組的啟動、再同步、輸電線路重新投運、負荷恢復供電，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)學模型是非線性的？應該采用什么樣的數(shù)學方法求解。 電力系統(tǒng)正常運行時既要保持有功平衡，也要保持無功平衡，試從電源、負荷及管理、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系到電網(wǎng)的運行電壓水平，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。當電網(wǎng)無功電源充足時，電網(wǎng)運行電壓就高，當電網(wǎng)無功電源不足時，電網(wǎng)運行電壓就低。無功電源包括同步發(fā)電機、同步調(diào)相機、電力電容器、并聯(lián)電抗器、靜止補償器、同步電動機進相運行、異步電動機同步化、高壓電纜和高壓輸電線的電容等。無功負荷包括變壓器、感應電動機、電抗器、感應電熱設備、電焊機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)電機的出力。二次調(diào)整：通過運行人員手動調(diào)整或調(diào)度自動化系統(tǒng)自動調(diào)整，增減發(fā)電機組的發(fā)電出力。三次調(diào)整：為使有功功率負荷按最優(yōu)分配即經(jīng)濟負荷分配而進行的調(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。系統(tǒng)電源容量應不小于包括網(wǎng)絡損耗和廠用電在內(nèi)的系統(tǒng)總發(fā)電負荷。系統(tǒng)電源容量大于發(fā)電負荷的部分成為系統(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荷備用、事故備用、檢修備用和國民經(jīng)濟備用等。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)組合和有功功率負荷的最優(yōu)分配。負荷的最優(yōu)分配按照等耗量微增率準則分配。 電能質(zhì)量包含那些內(nèi)容？電能質(zhì)量的指標有什么特點？ 對同步發(fā)電機的數(shù)學模型進行派克（Park）變換的數(shù)學和物理意義是什么？ 簡述高壓直流輸電（HVDC）系統(tǒng)的概念、特點和主要應用。 等面積定則是判斷暫態(tài)穩(wěn)定的基本準則，請簡述其內(nèi)容和物理意義。 電力市場條件下，電力生產(chǎn)和運行部門的輔助服務（Auxiliary Service）包括那些主要內(nèi)容？ 請寫出你碩士學位論文題目，并簡述主要研究內(nèi)容和貢獻是什么。中國電力科學研究院2004年博士研究生入學考試試題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？談談大停電給我們的教訓是什么？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，導致了北美有史以來最大規(guī)模的停電。據(jù)負責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：電網(wǎng)結(jié)構(gòu)要合理；具備合適的可靠的繼電保護和安全自動裝置；無功電源和電壓控制；防止負荷大量轉(zhuǎn)移引起的惡性連鎖反應；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：(1)控制適當?shù)碾娋W(wǎng)規(guī)模；(2)對陳舊的電網(wǎng)的改善：加強日常維護；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)提高運行人員素質(zhì)；(5)加強管制，采用統(tǒng)一分層管理，促進信息協(xié)調(diào)；(6)加強經(jīng)濟、政策的引導作用；(7)建立緊急事故防御體系。結(jié)論：改革和發(fā)展與安全應當是并行不悖、相輔相成的，電力系統(tǒng)體制改革的推進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。同時電力系統(tǒng)的安全也是電力改革能否順利進行的重要條件和成功與否的重要標志。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險。面對眾多的重大事故，在今后的發(fā)展過程中必須認識到電力系統(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、無功補償裝置自動投切、直流輸電控制、FACTS控制、自動重合閘、開關投切、汽門和蝶閥控制、低周減載等。寫出dp0坐標下的同步發(fā)電機的磁鏈方程和電壓方程，簡述派克（Park）變換在同步發(fā)電機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確反映出電力網(wǎng)絡的所有實際問題，故障處理方法直觀實用。由于相坐標空間里元件參數(shù)存在耦合問題，相分量計算方法的計算量比較大，同時復雜的耦合關系也使得相分量法在網(wǎng)絡處理上不同于單相的情況，比采用單相網(wǎng)絡的分析計算技術(shù)要困難的多。方便的系統(tǒng)運行描述和準確的系統(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)學變換得到的，序分量法通過坐標變換使在相坐標空間存在三相耦合關系的對稱元件在序分量坐標空間得到解耦，在完全由對稱元件組成的系統(tǒng)中，耦合的三相網(wǎng)絡可以等效成三個獨立的序分量對稱網(wǎng)絡，在網(wǎng)絡分析方面與三個單相網(wǎng)絡相同，可以使用單相網(wǎng)絡分析的方法進行處理，并且能夠大幅度簡化計算。序分量法因為模型簡單、算法組織性強和計算速度快而得到了更廣泛的認同，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。序分量法的應用因此遭到嚴重影響，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年博士研究生入學考試試題1 談談電力系統(tǒng)的潮流控制和調(diào)整有哪些手段？輻射形網(wǎng)絡中的潮流是不加控制也無法控制的，它們完全取決于各負荷節(jié)點的負荷；環(huán)形網(wǎng)絡中，環(huán)式網(wǎng)絡的潮流，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)絡的潮流雖可借調(diào)整兩端電源的功率或電壓適當控制，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)濟供電的要求出發(fā)，網(wǎng)絡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)流或強制循環(huán)功率，使強制循環(huán)功率與自然分布功率的疊加可達到理想值。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，而頻繁的投切相應的開關電器必然伴隨著機械磨損，即使不引發(fā)事故，也將要求開關電器經(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)中各種機械式調(diào)節(jié)器和開關后所呈現(xiàn)的新系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中，網(wǎng)絡的潮流更易于控制，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)補償器(SSSC)等。 2 談談電力系統(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)濟各個部門之間的關系都很密切。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)、輸送和消費實際上是同時進行的，即發(fā)電設備任何時刻生產(chǎn)的電能必須等于該時刻用電設備消費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、消費工況的改變十分迅速。發(fā)電機、變壓器、電力線路、用電設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、消費工況的改變十分迅速。(5)對電能質(zhì)量的要求頗為嚴格。電壓的大小、頻率偏離要求值過多或波形因諧波污染嚴重而不能保持正弦時，都可能導致產(chǎn)生廢品、損壞設備，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，甚至危及人身和設備安全，形成十分嚴重的后果。停電給國民經(jīng)濟造成的損失遠遠超過電力系統(tǒng)本身的損失。因此電力系統(tǒng)運行手電要滿足可靠、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)運行的經(jīng)濟性電能生產(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)運行和控制方面可能有哪些應用？4談談你對節(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害，電力系統(tǒng)因之受損嚴重。談談你對這場災害的認識，你認為此次雪災暴露了電力方面哪些問題？以后應加強哪方面的工作以預防此類災害？(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