第五组：一、 问答题（每题25分，共100分）1. 试说明潮流计算中PV、PQ与平衡节点的概念。答：PV 节点的概念：潮流计算中，节点注入有功 P 和节点电压 U 为给定量的节点称作 PV 节点。PV 节点的电压相角 ，（或电压的实部或虚部）为潮流计算中的待求变量。 PQ 节点的概念：潮流计算中，节点注入的有功 P 和无功 Q 皆为给定量的节点称作 PQ 节点。PQ 节点的节点电压（其幅值 U 和相角 ，或其实部 e 和虚部 f） 为待求变量。 平衡节点的概念：潮流计算中，平衡节点的节点电压是给定值，对极坐标形式的节点功率方程，平衡节点的电压幅值一般情况下取做 U=1.0，相角取做=0.0，对直角坐标形式的节点功率方程，平衡节点的实部和虚部一般分别取做 e=1.0 和 f=0.0。通常以选择容量较大，离负荷中心电气距离较近的发电机节点作平衡节点。平衡节点提供的有功和无功注入除了需要平衡整个电网发电和负荷的不平衡功率，还要平衡整个电网的有功和无功损耗，其值只有在潮流计算后才能确定。 2. 对于单机无穷大系统，请利用等面积定则来解释故障持续时间长短对系统暂态稳定性的影响。答： 等面积定则是判断单机无穷大系统暂态稳定性的一种定量方法。如上图所示, 单机无穷大系统发生大扰动后有三个阶段即大扰动发生前此时系统的功角特性 为 P,大扰动（故障）发生过程中，此时系统的功角特性为 P,扰动清除后, 此时系统的功角特性为 P。等面积定则将发电机功角特性曲线与原动机输出功率曲线之间所包含的面积与发电机转子所获得或释放的能量联系起来,从而得到发电机转子角摇摆的最大值并可据此判断发电机的暂态稳定性。 具体解释如下对于单机无穷大系统在大扰动发生后,发电机发出的电磁功率小于发电机的原动机功率,因此转子加速,转子在此过程中获得的动能为abcd 所包含的面积称为加速面积即： 扰动消除后，发电机发出的电磁功率大于原动机功率，因此转子减速，转子在此过程中失去的动能为 defg 所包含的面积称为减速面积即 3. 试说明节点阻抗矩阵的特点及其元素的物理意义。答： 4. 试说明无阻尼绕组凸极同步电机机端发生三相短路时，定子和转子励磁绕组电流中都包括哪些电流成分、并说明哪些是自由电流，哪些电流成分既包括自由电流成分也包括强制电流成分。答：无阻尼绕组 G 突然短路时，定子将出现 i、iap 和 i2。倍频电流i2和非周期电流 iap 都是为了维持定子磁链守恒而出现的，都属于自由分量。定子短路电流的稳态值 i是短路电流的强制分量，i= i-i，也是一种自由电流。转子的自由电流包含ifa 和if，励磁电压 u f（假定其值不变）产生的励磁电流 if0属于强制分量。 定转子各种电流之间的关系 强制分量 自由分量 定子 稳态短路电流 基频电流 直流和倍频电流 ii= i- i iap i2 转子 励磁电流 直流 基频电流 if 0=uf/Rf if a if