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This immersive artifact is rendered using Gemini AST. 浙江大学《电力系统稳态分析》模拟试卷 （详细解答 - V2）

一、选择、填空题

(1)、单选题（1-10题为判断题）

  1. A. 对
      2. ◦ 解答： 根据课件（Slide 12），"动力系统"包含了"电力系统"（发电、输电、配电）以及用电设备（用户），范围最广。
  1. B. 错
      2. ◦ 解答： 汽轮发电机（火电、核电）转速高（如3000r/min），为得到50Hz工频，极对数 较少（如 ），转子细长，采用隐极式结构。水轮发电机（水电）转速低，极对数 较多，转子直径大，采用凸极式结构。（Slide 90）
  1. A. 对
      2. ◦ 解答： 110kV及以上线路电压较高，导体表面电场强度可能超过空气击穿强度（电晕临界电压），引发空气游离，即电晕放电。电晕放电会产生有功功率损耗（电晕损耗）。（Slide 109）
  1. A. 对
      2. ◦ 解答： 短路试验（阻抗试验）的目的是测量变压器的短路损耗 和短路电压 ，用以计算串联阻抗 , 。标准操作是在高压侧（H侧）加压，低压侧（L侧）短路，当电流达到额定值时读取数据。（Slide 138）
  1. A. 对
      2. ◦ 解答： 定子绕组电流限制即
      （额定容量）。在P-Q坐标系中，这是一个以原点 为圆心，半径为 的圆弧。（Slide 159）
  1. B. 错
      2. ◦ 解答： P-Q分解法中，矩阵 B'（对应 ）的阶数是 ；矩阵 B''（对应 ）的阶数是 ，其中 为总节点数， 为PV节点数。两者阶数不同。（Slide 286）
  1. A. 对
      2. ◦ 解答： 互联系统在稳态运行时，所有同步发电机必须保持同步，即系统频率严格一致。但联络线作为交换通道，其功率流向和大小（交换功率）取决于两个子系统各自的功率平衡状况。（Slide 333）
  1. A. 对
      2. ◦ 解答： 耗量微增率
      表示在当前出力 下，再增加 （单位）有功功率，需要相应增加多少燃料消耗（kg/h 或 m³/h）。（Slide 338）
  1. A. 对
      2. ◦ 解答： 无功功率 在线路传输时，会在电抗 上产生很大的无功损耗
      和电压降落
      因此，无功不适合长距离传输，应坚持"就地平衡"原则。（Slide 357, 382）
  1. A. 对
      2. ◦ 解答： 串联电容 （容性）与线路电抗 （感性）串联，总电抗 ，使得线路等效电抗减小。根据电压损耗近似公式
      减小可以有效降低电压损耗，尤其是在 时。（Slide 380）

(1)、单选题（11-30题为单项选择题）

  1. B. 注入有功功率 和节点电压幅值
      2. ◦ 解答： 潮流计算节点类型定义（Slide 248）：
      ▪ PQ节点（负荷节点）：给定 。
      ▪ PV节点（发电机节点）：给定 。
      ▪ 平衡节点（Slack）：给定 。
  1. B. 这种电压等级的系统对地电容电流很大，接地故障时电弧无法自行熄灭，需可靠接地以保证继电保护快速动作
      2. ◦ 解答： 110kV及以上系统电压高、线路长，对地电容大。发生单相接地时，电容电流非常大，无法像中低压电网那样依靠消弧线圈补偿（线圈体积和成本过高）或自熄弧。因此必须采用中性点直接接地，将故障电流变为数值很大的短路电流，迫使继电保护快速动作切除故障，但代价是牺牲了故障相的绝缘（非故障相电压不升高）。（Slide 76-81）
  1. A. 潮流计算
      2. ◦ 解答： 潮流计算（Power Flow Calculation）的目的就是求解电力系统在给定运行工况（负荷、发电机出力等）下的稳态运行状态，即所有节点的电压幅值和相角，以及所有支路的功率流动和损耗。（Slide 201）
  1. A. 采用了异步迭代，计算第 个节点时利用了本轮已算出的 到 个节点的最新电压值
      2. ◦ 解答： 高斯法是同步迭代（所有 都依赖于 ）。高斯-塞德尔法是异步迭代，计算 时，公式右侧凡是 的项，都使用本轮已经算出的 ，从而加速了收敛过程。（Slide 258）
  1. A. 1
      2. ◦ 解答： 基准阻抗
      注意单位统一：, 。
  1. B. 换流站造价低
      2. ◦ 解答： 直流输电的优点包括 A, C, D。其主要缺点是两端的换流站（AC/DC 和 DC/AC）需要使用大量昂贵的大功率电力电子设备（如晶闸管、滤波器、无功补偿等），造价远高于同容量的交流变电站。（Slide 84-85）
  1. C. 线路的电压和并联电纳
      2. ◦ 解答： 线路的充电功率是线路对地电容（及线间电容）产生的容性无功，其大小
      其中 是线路电压， 是线路的总并联电纳。（Slide 360）
  1. B. 5%
      2. ◦ 解答： 单位调节功率 和调差系数 互为倒数（均在标幺值下定义）。
      换算为百分比即 5%。（Slide 321）
  1. B. 负荷的有功消耗自动减少，有助于减缓频率下降
      2. ◦ 解答： 负荷的单位调节功率
      当频率下降 时，负荷的有功消耗变化
      即负荷消耗减少。这减少了系统的功率缺额，起到了阻尼作用，有助于减缓频率的下降。（Slide 322, 326）
  1. D. 线路的对地电纳 不可忽略，是无功的主要来源
      2. ◦ 解答： DC法（直流法）是N-R法P- 方程的极端简化，它只关心有功和相角。它不仅忽略R（A选项），假设 （B选项），（C选项），而且完全忽略了所有无功功率和对地支路（包括电纳 ）。（Slide 291-292）
  1. B. 将该节点转为PQ节点处理，其无功 取为对应的限值
      2. ◦ 解答： 这是N-R法（及P-Q法）处理PV节点越限的标准方法。当计算出的 突破限制时，说明该发电机已无法维持给定的电压 。此时应放弃维持 的目标，将其转为PQ节点，并将其无功出力 固定在它所能达到的限值（ 或 ）上，然后继续迭代。（Slide 256）
  1. A. ZIP模型
      2. ◦ 解答： ZIP模型是描述负荷静态特性的一种常用模型，它将负荷分解为三部分：恒阻抗（）、恒电流（）和恒功率（）。（Slide 168）
  1. C. 121 MW
      2. ◦ 解答： 自然功率
      （Slide 134）
  1. C. 年持续负荷曲线
      2. ◦ 解答： 年持续负荷曲线（Load Duration Curve）是将一年8760小时的负荷值从大到小重新排列画出的曲线，横轴为小时数，纵轴为负荷 。它不反映负荷发生的具体时间，只反映负荷的分布情况。（Slide 41）
  1. D. AVR（自动电压调节器）
      2. ◦ 解答： A, B, C 都是基于大功率电力电子技术的FACTS装置，用于灵活控制交流系统的潮流和参数。AVR是发电机励磁系统的组成部分，属于传统的控制设备，不属于FACTS。（Slide 86, 367）
  1. A. 负荷高峰时发电，负荷低谷时抽水
      2. ◦ 解答： 抽水蓄能电站是一种储能装置。它在电网负荷低谷时（电价便宜，如半夜），利用电网多余的电能抽水至上水库；在电网负荷高峰时（电价昂贵），放水发电，起到"削峰填谷"的作用。（Slide 53）
  1. C. 使系统年费用支出（补偿设备年费用 + 网络损耗年费用）最少
      2. ◦ 解答： 无功补偿（规划）是一个经济性问题。目标是找到最优的补偿容量和地点，使得（安装补偿设备节约的网损电费）减去（补偿设备的年投资和维护费用）的净收益最大，即总的年费用支出最少。（Slide 386）
  1. D. 课件中未定义此方式，仅定义了逆调压和常调压
      2. ◦ 解答： 课件（Slide 366）中明确定义了"逆调压"（高峰调高，低谷调低）和"常（恒）调压"（基本不变）。"顺调压"（高峰调低，低谷调高）不符合电网运行要求，课件中未定义。
  1. C.
      2. ◦ 解答： 变压器的短路损耗（铜耗） 与流过电流 的平方成正比，即
      试验时电流 ，测得损耗 。归算到额定电流 时的损耗 应满足：
      因此 。（Slide 143）
  1. A. 负荷备用
      2. ◦ 解答： 课件（Slide 312）定义：
      ▪ 负荷备用：满足短期负荷波动和计划外增加。
      ▪ 事故备用：应对发电设备故障。
      ▪ 检修备用：应对设备定期检修。

(2)、多选题

  1. A, B, C, D
      2. ◦ 解答： 电力系统被定义为由发电、输电、配电、用电等设备和相应的辅助系统组成的统一系统。（Slide 12）
  1. A, B, C, D
      2. ◦ 解答： 同步发电机的P-Q运行范围（能力曲线）是一个被多条边界限制的区域（Slide 159）：
      ▪ A. 原动机出力（如汽轮机）限制了 的最大值（）和最小值（）。
      ▪ B. 定子绕组（电枢）电流发热限制了视在功率
      （O点为圆心的圆弧）。
      ▪ C. 励磁绕组（转子）电流发热限制了最大励磁电流，对应最大 （O'点为圆心的圆弧）。
      ▪ D. 进相（）运行时，受静态稳定性或定子端部漏磁发热的限制。
  1. A, C, D
      2. ◦ 解答： A. 是对称矩阵（）。C. 是高度稀疏矩阵，非零元素仅限于对角元和有支路直接连接的非对角元。D. 的元素 是复数（除非是纯电抗网络）。B. 通常是满秩的（非奇异），否则网络有孤岛，无法求解。（Slide 237）
  1. A, B, C, D
      2. ◦ 解答： 课件的无功电源性能比较表（Slide 358）中列出了所有这些设备。同步发电机和调相机可以平滑调节发出或吸收无功；并联电容器只能发出无功；SVC（静止补偿器）可以平滑调节发出或吸收无功。
  1. A, B, C
 

(3)、填空题

  1. 中等长度线路（或 型）解答： 课件（Slide 131, 133, 135）中将线路模型分为：短线路（只计 ）、中等长度线路（计 和 ，即型）和长线路（分布参数）。
  1. 自然功率解答： 当线路输送功率等于其自然功率 时，线路电抗上消耗的无功 和线路电容上发出的无功 相等，线路无功功率自平衡，沿线电压幅值不变。（Slide 134）
  1. 一次调频（或 频率的一次调整）解答： 频率的一次调整（一次调频）是依靠调速器（governor）的调差特性（下垂特性）自动完成的，它是一种有差调节。（Slide 326）
  1. 线性； 平方解答： 高斯-塞德尔法是线性收敛（或称一次收敛），收敛速度较慢。牛顿-拉夫逊法在初值接近真解时具有平方收敛（或称二次收敛）特性，收敛速度快。（Slide 277, 282）
  1. 改变变压器变比（或 调节分接头）解答： 电压控制的三种主要措施是：1. 调节发电机励磁（改变无功出力）； 2. 改变变压器变比（调节分接头）； 3. 增减无功补偿设备（投切电容、电抗等）。（Slide 383）
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