計算機輔助分析考試復(fù)習(xí)資料全集

1、1、 一電力系統(tǒng)中，除一個平衡節(jié)點外，還有m個節(jié)點，n個節(jié)點。用極坐標(biāo)下的牛頓拉夫遜法求解該系統(tǒng)的潮流分布過程中產(chǎn)生的雅可比矩陣的階數(shù)為_2m+n_，而采用直角坐標(biāo)時，雅可比矩陣的階數(shù)為_2(m+n)_。2、 電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定計算程序采用的是_小擾動 法，將描述系統(tǒng)的微分方程_線性 化，并確定方程的 特征根 ，以此來判定系統(tǒng)能否保持靜態(tài)穩(wěn)定。3、 潮流計算中通常選取實際電力系統(tǒng)中的 調(diào)頻電廠 作為平衡節(jié)點。PQ節(jié)點通常對應(yīng)于實際電力系統(tǒng)中的 負(fù)荷母線 ，PV節(jié)點對應(yīng)于實際電力系統(tǒng)中的 電廠母線 。4、 分解法在利用電力系統(tǒng)特征時，除忽略電壓幅值變化對有功功率分布和電壓相角變化對無功功率分布的影

2、響外，還根據(jù)電力系統(tǒng)的正常運行條件作了如下假設(shè)：_、_、_。5、 發(fā)生不對稱短路故障時，可利用 對稱分量 法將不對稱的三相電流分解為正、負(fù)、零序電流，故障點的正序電流可根據(jù) 正序等效 定則按對稱故障的方法求取。6、 采用因子表法求解線性方程組的主要優(yōu)點是_在求解相同系數(shù)陣不同已知向量的多個線性方程組時，可提高求解效率_。7、 時域法電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計算程序的核心是求解_微分代數(shù)_方程組，對于采用經(jīng)典發(fā)電機模型的單機無窮大系統(tǒng)而言，該方程組的階數(shù)為_二_階，可采用_歐拉（數(shù)值積分）_法求解。8、 采用型等值電路相比，變壓器形等值電路的主要優(yōu)點有_省去歸算，變壓器分階頭調(diào)整時不影響等值電路的其它元

3、件參數(shù)值_。9、 MATLAB軟件族的一在特性是在MATLAB編程語言和Simulink仿真環(huán)境的基礎(chǔ)上開發(fā)出了很多面向具體應(yīng)用的工具箱（Toolbox或Blockset），如_控制系統(tǒng)工具箱_ 、_信號處理工具箱_ 、_符號數(shù)學(xué)工具箱_、 _神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱_、優(yōu)化工具箱等等。10.采用因子表法求解線性代數(shù)方程組的優(yōu)點是_當(dāng)常數(shù)向量發(fā)生改變時，可以不用再次計算系數(shù)矩陣的消去過程，從而節(jié)約了計算量_。11.節(jié)點導(dǎo)納陣的第i行除對角元外還含有個非零元，這說明_第i個節(jié)點與另三個節(jié)點間有支路連接_。12.節(jié)點阻抗陣中的自阻抗的定義式為_；互阻抗的定義式為_。13.節(jié)點編號順序優(yōu)化的目的是_讓消去過程

4、中系數(shù)陣引入的非零元盡可能的少，保持原有的稀疏性_。14.一個n節(jié)點電力系統(tǒng)，除一個平衡節(jié)點外，還有m個節(jié)點，n-(m+1)個節(jié)點。用極坐標(biāo)下的牛頓拉夫遜法求解該系統(tǒng)的潮流分布過程中產(chǎn)生的雅可比矩陣的階數(shù)為_2（n-1）-m_而采用直角坐標(biāo)時，雅可比矩陣的階數(shù)為_2（n-1）_。15.變化前的電網(wǎng)絡(luò)如圖1所示，這時在節(jié)點阻抗陣中，節(jié)點的自阻抗元素為。若在節(jié)點接出變壓器支路，如圖2所示。圖中，K為理想變比，為支路阻抗。則在變化后的節(jié)點阻抗陣中，節(jié)點的自阻抗_節(jié)點與間的互阻抗。 i電網(wǎng) i電網(wǎng)K:1aijj圖1 圖214.一個 n個節(jié)點、b條支路的電網(wǎng)絡(luò)：其樹枝包含_n-1_條支路獨立的回路方程數(shù)

5、為_b-n+1_；節(jié)點方程數(shù)為_n-1_。1、 簡要回答利用追加支路法形成節(jié)點阻抗陣的計算機程序?qū)崿F(xiàn)支路類型判別的基本原理。答：利用支路編號，和支路追加順序進(jìn)行判斷。具體方案可以是按編號從小到大依次進(jìn)行追加。新增節(jié)點則為樹支，否則為連枝。而接地點可以設(shè)定為一個固定編號就可加以識別。2、 簡要回答潮流計算過程中節(jié)點類型發(fā)生變化的原因及其產(chǎn)生的影響。答：迭代過程中PV節(jié)點可能會變化為PQ節(jié)點，原因是該點的電壓調(diào)節(jié)能力已經(jīng)達(dá)到其極限，不再能維持電壓恒定。這樣會使功率方程組的構(gòu)成產(chǎn)生變化，即增加無功迭代方程。3、 簡要回答利用計機算分析電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的基本步驟。答：根據(jù)系統(tǒng)條件形成電力系統(tǒng)線性化狀

6、態(tài)方程，利用數(shù)值方法求特征根，最后根據(jù)特征根實部情況進(jìn)行判穩(wěn)。即正實部不穩(wěn)定、負(fù)實部穩(wěn)定、0實部為臨界。1、高斯消去法與因子表法有何異同？答：因子表法是高斯消去法的另一種變化形式，其不同之處在于（以按行消去過程為例）：因子表是對系數(shù)矩陣和對常數(shù)項的消去及規(guī)格化分開寫，用下三角及對角元素可對常數(shù)項進(jìn)行消去運算，并利用上三角元素則可進(jìn)行回代運算。高斯消去是通過增廣矩陣回代過程即可求出方程組的全部解。2、節(jié)點導(dǎo)納陣與節(jié)點阻抗陣之間有何關(guān)系，二者之間如何轉(zhuǎn)換？答：導(dǎo)納矩陣的特點：導(dǎo)納矩陣是對稱矩陣；導(dǎo)納矩陣式稀疏矩陣；導(dǎo)納矩陣能從系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接線圖直觀地求出。阻抗矩陣是滿矩陣；迭代計算時收斂性能較好；用導(dǎo)

7、納矩陣求逆，可間接求出阻抗矩陣；阻抗矩陣不能從系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接線圖直觀地求出，因此必須尋找其他求阻抗矩陣的方法。3、網(wǎng)絡(luò)矩陣的修改函數(shù)對電力系統(tǒng)計算有何作用？答：有利于不重復(fù)迭代，計算方便4、 計算短路電流的目的是什么？答：（1）選擇有足夠電動力穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的電氣設(shè)備,如選擇斷路器、互感器等。（2）合理的配置繼電保護(hù)及自動裝置，并正確整定其參數(shù)，必須對電力系統(tǒng)各種短路故障進(jìn)行分析計算。（3）比較和評價電氣主接線方案時，可以依據(jù)短路計算的結(jié)果，確定是否采用限制短路電流措施，并對設(shè)備的造價進(jìn)行評估，選擇最佳的主接線方案。5、 在計算短路電流時，是否用到了節(jié)點阻抗陣中的所有元素？據(jù)此，可以如何簡化短路

8、計算程序？答：一般在計算短路電流時，通常用到的是導(dǎo)納矩陣中的對角線元素，還有正序分量元素，所以編寫程序的時候，可以省略一些元素，合并對稱故障和非對稱故障程序時，有些語句可以共用，不用重復(fù)編寫。6、 兩種算法的收斂過程圖中出現(xiàn)差異的原因是什么？答：牛頓拉夫遜法按電壓的不同表示方法，分為直角坐標(biāo)形式和極坐標(biāo)形式兩種。它有很好的收斂性，但要求有合適的初值。PQ分解法是對牛頓拉夫遜法極坐標(biāo)形式的一種簡化算法，由于這些簡化只涉及修正方程的系數(shù)矩陣，并未改變節(jié)點功率平衡方程和收斂判據(jù)，因而不會降低計算結(jié)果的精度。7、 潮流計算中的平衡節(jié)點起什么作用？答：給定的運行參數(shù)是U和，而待求量是該節(jié)點的P、Q，因此

9、又稱為U節(jié)點。而待求量是節(jié)點的P、Q,整個系統(tǒng)的功率平衡由這一節(jié)點承擔(dān)。在潮流計算中，這類節(jié)點一般只設(shè)一個。關(guān)于平衡節(jié)點的選擇，一般選擇系統(tǒng)中擔(dān)任調(diào)頻調(diào)壓的某一發(fā)電廠（或發(fā)電機），有時也可能按其它原則選擇。8、 PQ分解法是如何利用電力系統(tǒng)特征的？答：快速分解法（又稱PQ分解法）是從簡化牛頓法極坐標(biāo)形式計算潮流程序的基礎(chǔ)上提出來的。它的基本思想是根據(jù)電力系統(tǒng)實際運行的特點：通常網(wǎng)絡(luò)上的電抗遠(yuǎn)大于電阻值，則系統(tǒng)母線電壓幅值的微小變化對母線有功功率的改變影響很小。同樣，母線電壓相角的少許改變，也不會收起母線無功功率的明顯改變，因此，節(jié)點功率方程在用極坐標(biāo)形式表示時，它的修正方程式可簡化為：這就是把

10、2（N1）階的線性方程組變成了n-1階線性方程組，將P和Q分開來進(jìn)行迭代計算，因而大大減小了計算工作量。9、 為什么PQ分解法在經(jīng)過很大的簡化后卻不會降低計算結(jié)果的精度？答：PQ分解法是對牛頓拉夫遜法極坐標(biāo)形式的一種簡化算法，由于這些簡化只涉及修正方程的系數(shù)矩陣，并未改變節(jié)點功率平衡方程和收斂判據(jù)，因而不會降低計算結(jié)果的精度。10、 什么是雅可比矩陣？答：在向量微積分中，雅可比矩陣是一階偏導(dǎo)數(shù)以一定方式排列成的矩陣，其行列式稱為雅可比行列式。 還有，在代數(shù)幾何中，代數(shù)曲線的雅可比量表示雅可比簇：伴隨該曲線的一個群簇，曲線可以嵌入其中。雅可比矩陣的重要性在于它體現(xiàn)了一個可微方程與給出點的最優(yōu)線性

11、逼近。因此，雅可比矩陣類似于多元函數(shù)的導(dǎo)數(shù)。雅可比矩陣定義為向量對向量的微分矩陣。11、 為什么在用計算機對某網(wǎng)絡(luò)初次進(jìn)行潮流計算時往往是要調(diào)潮流，而并非任何情況下只一次送入初始值算出結(jié)果就行呢？要考慮什么條件？各變量是如何劃分的？哪些可調(diào)？哪些不可調(diào)？答：因為潮流計算時的功率方程是非線性的，多元的具有多解。初始條件給定后得到的結(jié)果不一定能滿足約束條件要求。要進(jìn)行調(diào)整初值后才能滿足。其約束條件有：-UiminUiUimax-PiminPiPimax-QiminQiQimax-|ij|；負(fù)荷的PQ為擾動量，發(fā)電機的PVQ為控制變量，各節(jié)點的V為狀態(tài)變量；擾動變量是不可控變量，因而也是不可調(diào)節(jié)的狀

12、態(tài)變量是控制變量的函數(shù)，故控制變量和狀態(tài)變量都是可調(diào)節(jié)的。12、 如果要以某一潮流分布情況作為短路計算的初值，如何考將潮流計算程序與短路計算程序聯(lián)系起來？答：如果要以某一潮流分布情況作為短路計算的初值，我們可以將潮流計算程序的運行結(jié)果中的電壓值通過MATLAB編程語句提取出來作為短路計算程序的電壓初值。這樣便可以將潮流計算程序與短路計算程序聯(lián)系起來。13.簡單電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性計算方法可能應(yīng)用于什么樣的實際系統(tǒng)中？答：水輪機，汽輪機。14.MATLAB提供的算法有何特點？答：matlab內(nèi)置函數(shù)的好處是并行運算，速度快。它主要是各種矩陣的運算。與用戶的接口做得好, 使用方便, 運行快。問答題：1

13、、 簡要回答利用追加支路法形成節(jié)點阻抗陣的計算機程序?qū)崿F(xiàn)支路類型判別的基本原理。答：利用支路編號，和支路追加順序進(jìn)行判斷。具體方案可以是按編號從小到大依次進(jìn)行追加。新增節(jié)點則為樹支，否則為連枝。而接地點可以設(shè)定為一個固定編號就可加以識別。2、 簡要回答潮流計算過程中節(jié)點類型發(fā)生變化的原因及其產(chǎn)生的影響。答：迭代過程中PV節(jié)點可能會變化為PQ節(jié)點，原因是該點的電壓調(diào)節(jié)能力已經(jīng)達(dá)到其極限，不再能維持電壓恒定。這樣會使功率方程組的構(gòu)成產(chǎn)生變化，即增加無功迭代方程。3、 簡要回答利用計機算分析電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的基本步驟。答：根據(jù)系統(tǒng)條件形成電力系統(tǒng)線性化狀態(tài)方程，利用數(shù)值方法求特征根，最后根據(jù)特征根

14、實部情況進(jìn)行判穩(wěn)。即正實部不穩(wěn)定、負(fù)實部穩(wěn)定、0實部為臨界。程序題：1、 閱讀下面的函數(shù)，將其補充完整并回答問題。（10分）（1）該函數(shù)的功能是什么？函數(shù)的功能為消去矩陣的指定行。（2）在已知矩陣A=1 2 3 4;5 6 7 8;2 4 6 8;1 3 5 7, i=4 的條件下調(diào)用該函數(shù)，則函數(shù)的返回值是多少。%function Yr=myfun(A,i)m,n=size(A);if m=n disp('不是方陣不能采用該函數(shù)'); return;endYr=zeros(_m-1_);for j=1:m-1 for k=1:m-1 Yr(j,k)=A(j,k)-A(i,k)

15、*_ A(j,i)/A(i,i)_; endend%調(diào)用結(jié)果為：0.4286 0.2857 0.1429 3.8571 2.5714 1.2857 0.8571 0.5714 0.28572、在下面的MATLAB腳本中，已知S0為單機無窮大系統(tǒng)中發(fā)電機的視在功率，U0為無窮大母線電壓幅值，X為發(fā)電機與系統(tǒng)間的等值電抗。讀懂腳本內(nèi)容，寫出計算公式，并說明腳該腳本的作用。%Clear,clc,closeE0=sqtr(U0+imag(S0)*X./U0)2+(real(S0)*X./U0)2)Djt0=atan(real(S0)*X./(U0*(U0+imag(S0)*X./U0)%解：圖略：計算

16、發(fā)電機的初始電勢和功角3.（分）已知為某電力網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點導(dǎo)納矩陣，和下面所給的函數(shù)代碼。（）說明該函數(shù)的作用。（）如果要修改某支路參數(shù)，給出該函數(shù)的調(diào)用形式。%function Y=ModiY(Y,i,j,z)Yij=1./z;Y(i,i)=Y(i,i)+Yij;Y(j,j)=Y(j,j)+Yij;Y(i,j)=Y(i,j)-Yij;Y(j,i)=Y(i,j)%解：功能為：在I,j節(jié)點間并聯(lián)一條支路ModiY(Y,i,j,-1./Y(i,j)用于修改時，相當(dāng)于先切除，再并聯(lián)一個新支路。計算1、某電力網(wǎng)絡(luò)等值電路如圖1所示，圖中給出了各支路電抗標(biāo)么值，試列出該網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點導(dǎo)納矩陣。若在1、2節(jié)點間再增加一條相同的支路，說明節(jié)點導(dǎo)納陣的修改方法。解：節(jié)點導(dǎo)納陣為，1、2節(jié)點間增加一條電抗為j0.8的支路時，需要變化的元素有四個，即，其結(jié)果為1、一個三節(jié)點電力系統(tǒng)，零序、正序和負(fù)序節(jié)點阻抗矩陣分別為（P.U.）(P.U.)求節(jié)點2發(fā)生金屬性兩相接地短路故障時的故障電流和節(jié)點1的電壓（標(biāo)么值）。解：所以各相故障電流為：（2分）故障點電流為：（2分）節(jié)點1的電壓對稱分量為：（5分）節(jié)點1各相電壓為：（5分）牛頓拉夫遜法流程框圖改進(jìn)歐拉法程序框圖開 始輸入原始數(shù)據(jù)計算出功角及初始電勢E0判斷此時系統(tǒng)有無擾動，根據(jù)擾動性質(zhì)選擇特性曲線K=2打印K是否是要求的時段K=K+1no