【正文】 (4) 發(fā)電廠提高自啟動能力；(五) 從運行管理的角度出發(fā), 把在當(dāng)日的實時運行中, 由于一些不可預(yù)測和不可控制的原因, 如交易的臨時變動、負(fù)荷的隨機波動以及機組的強迫停運等, 為保證供電質(zhì)量和可行性而要求有一個有功、無功的實時平衡服務(wù)以及其它的運行服務(wù), 稱為輔助服務(wù)；(六) 提出了輔助服務(wù)的定義: 輔助服務(wù)是由控制設(shè)備和操作員執(zhí)行的有關(guān)功能,這些功能是發(fā)、控、輸、配電用以支持基本的發(fā)電容量、電能供應(yīng)和電力傳輸服務(wù)。 (2) 負(fù)荷跟蹤。 (4) 運行備用。 (6) 替代備用。 (2) 無功備用和電壓控制。華北電力大學(xué)（北京）2005年博士研究生入學(xué)考試試題（A）解答下列各題（每題10分，共100分）1. 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1：2. 電力系統(tǒng)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。安全是指運行中的所有電力設(shè)備必須在不超過它們的允許電流、電壓和頻率的幅值和時間限額內(nèi)運行，不安全的后果可能導(dǎo)致電力設(shè)備的損壞；而穩(wěn)定則是指電力系統(tǒng)可以連續(xù)向負(fù)荷正常供電的狀態(tài)。在電網(wǎng)運行中，必須同時滿足同步運行穩(wěn)定性、頻率穩(wěn)定性和電壓穩(wěn)定性的三種穩(wěn)定性要求。其單一故障包括：單相瞬時接地故障重合成功；同級電壓的兩回及以上線路，任一回路單相故障重合不成功；同級電壓的兩回及以上線路，任一回路三相故障斷開不重合等。其單一故障包括：單相永久接地故障重合不成功；母線故障；同桿并架雙回線的異名兩相同時發(fā)生單相接地故障重合不成功，雙回線三相同時跳開；直流輸電線路雙極故障等。包括故障時開關(guān)拒動；故障時繼電保護(hù)、自動裝置誤動或拒動；自動裝置調(diào)節(jié)失靈；失去大容量發(fā)電廠以及其他偶然因素等。穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量：電壓偏差、頻率偏差、三相不平衡度、諧波、電壓波動與閃變；暫態(tài)電能質(zhì)量：暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓、電壓暫升、暫降、電壓短時中斷。電壓偏差問題屬于基波無功的范疇，主要與電能傳輸?shù)膶?dǎo)線線徑、供電距離、潮流分布、調(diào)壓手段、無功補償方式及容量、負(fù)荷用電特性等因素有關(guān)，是電力系統(tǒng)認(rèn)識較早、研究較成熟、控制方式手段較完善的電能質(zhì)量指標(biāo)。(2)頻率偏差：系統(tǒng)頻率的實際值和標(biāo)稱值之差。在電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行方式下，雖然全系統(tǒng)電壓可以各點均不相同，但頻率卻基本上相同。該問題主要由負(fù)荷的用電特性決定，也與負(fù)荷的平衡策略有關(guān)，雖然網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋮?shù)的不對稱也是其中因素之一，但電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)運行情況下影響不大。(4)諧波：對周期性交流分量進(jìn)行傅立葉級數(shù)分解，得到頻率為基波頻率大于1整數(shù)倍的分量。(5)電壓波動：電壓方均根值一系列的變動或連續(xù)的改變。電壓變化不同于電壓偏差，它不與電壓的額定值直接比較，而是電壓有效值變化曲線上兩個相鄰極值的差對于額定值的變化。閃變：燈光照度不穩(wěn)定造成的視感。閃變是電壓波動的產(chǎn)物，其實質(zhì)是次諧波作用的結(jié)果。瞬態(tài)過電壓：持續(xù)時間數(shù)毫秒或更短，通常帶有強阻尼的振蕩或非振蕩的一種過電壓。從直接誘因分析，過電壓分為工頻過電壓、諧振過電壓、操作過電壓、雷電過電壓等。電壓暫降類似于一種功率(主要是無功)沖擊現(xiàn)象，是伴隨著系統(tǒng)內(nèi)某些暫態(tài)故障、或電器設(shè)備的暫態(tài)運行工況兒發(fā)生的，其過程描述一般采用狀態(tài)參數(shù)以微分方程表示。短時中斷可認(rèn)為是90%~100%幅值的電壓暫降。物理意義：park變換就是將ia,ib,ic電流投影，等效到d,q軸上，將定子上的電流都等效到直軸和交軸上去。實現(xiàn)交直流互換，定子與轉(zhuǎn)子繞組的互換，時變與定常的互換，發(fā)電機與變壓器的互換。8. 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。暫態(tài)穩(wěn)定的“等面積定則”必須滿足面積abcd=defg的條件，轉(zhuǎn)子才能再一次回到同步轉(zhuǎn)速，功角才不再繼續(xù)增大。因此，加速面積與減速面積相等是保持暫態(tài)穩(wěn)定的條件。另外正常運行點越高，也會造成加速面積大于減速面積，使系統(tǒng)不能保持暫態(tài)穩(wěn)定。即P0在一定位置時，abcd=defk’就是暫態(tài)穩(wěn)定極限。假定機械功率PT始終保持P0。發(fā)生短路后功率特性立即降為P2，但由于轉(zhuǎn)子的慣性，轉(zhuǎn)子角度不會立即發(fā)生變化，其相對于無限大系統(tǒng)母線的角度δ0仍然保持不變。故障情況愈嚴(yán)重，P2功率曲線幅值愈低（三相短路時為零），則過剩功率愈大。如果故障永久存在下去，則始終存在過剩轉(zhuǎn)矩，發(fā)電機將不短加速，最終與無限大系統(tǒng)失去同步。假設(shè)在c點時將故障切除，則發(fā)電機的功率特性為P3，發(fā)電機的運行點從c點突然變至e點（同樣由于δ不能突變）。但由于此時的速度已經(jīng)大于同步轉(zhuǎn)速，所以相對角度還要繼續(xù)增大。但是，在f點是不能持續(xù)運行的，因為這時機械功率和電磁功率仍不平衡，前者小于后者。在達(dá)到k點以前轉(zhuǎn)子一直減速，轉(zhuǎn)子速度低于同步速。但越過k點以后機械功率開始大于電磁功率，轉(zhuǎn)子又加速，因而δ一直減小到轉(zhuǎn)速恢復(fù)同步轉(zhuǎn)速后又開始增大。如果振蕩過程中沒有任何能量損耗，則第二次δ又將增大至f點的對應(yīng)角度δmax，以后就一直沿著P3往復(fù)不已地振蕩。k點即故障切除后功率特性P3與PT的交點。甚至在到達(dá)k’時轉(zhuǎn)速還未降至同步轉(zhuǎn)速，因此δ就將越過k’點對應(yīng)的角度δk’。9. 電力市場條件下，電力生產(chǎn)和運行部門的輔助服務(wù)包含哪些主要內(nèi)容？（答案見上）10. 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)。答案：2007年12月20號，隨著貴州省正式啟動節(jié)能發(fā)電調(diào)度試點，標(biāo)志著將對我國電力市場產(chǎn)生重大影響的節(jié)能調(diào)度政策的開始付諸實施。同類型火力發(fā)電機組按照能耗水平由低到高排序，節(jié)能優(yōu)先；能耗水平相同時，按照污染物排放水平由低到高排序。節(jié)能調(diào)度的提出，旨在建立一種以能耗及排放水平為基準(zhǔn)的發(fā)電調(diào)度方式，在發(fā)電能源消耗方面，最大限度地發(fā)揮可再生能源及其他清潔能源的作用，最大限度減少化石燃料的使用；其核心是“改變傳統(tǒng)的以平均利用小時數(shù)計劃為指導(dǎo)的發(fā)電量調(diào)度方式，取而代之是在保證電網(wǎng)安全的前提下，按照機組能耗水平排序，能耗低的機組多發(fā)電，能耗高的機組少發(fā)電或不發(fā)電，實現(xiàn)電能生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能耗最小化，從而達(dá)到節(jié)能的目的。電力行業(yè)作為主要能源消耗型行業(yè)，節(jié)能減排效益十分顯著，理應(yīng)成為優(yōu)化調(diào)整的對象；電力供應(yīng)相對富余。電網(wǎng)建設(shè)的投入增多，使得實施節(jié)能調(diào)度后電網(wǎng)輸電環(huán)節(jié)的配套投入能夠保證，避免出現(xiàn)在發(fā)電側(cè)節(jié)能調(diào)度，卻因電網(wǎng)受阻無法實施的情況。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)生影響正常運行的后果。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)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)。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。 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)。 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。 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(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。無功功率平衡直接關(guān)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。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(jìn)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。電網(wǎng)的頻率特性由電網(wǎng)的有功負(fù)荷平衡決定。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。三次調(diào)整：為使有功功率負(fù)荷按最優(yōu)分配即經(jīng)濟負(fù)荷分配而進(jìn)行的調(diào)整。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)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)濟備用等。負(fù)荷的最優(yōu)分配按照等耗量微增率準(zhǔn)則分配。 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。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。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。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)。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。 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。寫出dp0坐標(biāo)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(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。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。方便的系統(tǒng)運行描述和準(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(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。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。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。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。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。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。將其串聯(lián)在重載線段上可避免該線段過載。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(dá)到理想值。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。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。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(guān)后所呈現(xiàn)的新系統(tǒng)。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)補償器(SSSC)等。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。電能的生產(chǎn)、輸送和消費實際上是同時進(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。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。發(fā)電機、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、消費工況的改變十分迅速。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。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(shè)備安全，形成十分嚴(yán)重的后果。因此電力系統(tǒng)運行手電要滿足可靠、持續(xù)供電的要求。給定的允許電壓偏移為額定值的177。~。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。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。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頸制約，在電力發(fā)展上一直存在著注重外延發(fā)展和發(fā)電能力建設(shè)的指導(dǎo)思想，由此