2025年電力系統(tǒng)工程師考試及答案一、單項選擇題（共20題，每題1.5分，共30分）1.電力系統(tǒng)潮流計算中，PQ節(jié)點的特征是（）。A.有功功率、無功功率給定，電壓幅值、相位待求B.有功功率、電壓幅值給定，無功功率、相位待求C.電壓幅值、相位給定，有功、無功功率待求D.有功功率、頻率給定，無功功率、電壓待求答案：A2.采用標(biāo)幺值計算短路電流時，若基準(zhǔn)容量為100MVA，基準(zhǔn)電壓為110kV（平均額定電壓），則基準(zhǔn)電抗為（）Ω。A.121B.100C.110D.10答案：A（計算：Z_b=U_b2/S_b=1102/100=121Ω）3.同步發(fā)電機(jī)三相突然短路時，定子電流的最大瞬時值（沖擊電流）出現(xiàn)在短路后約（）。A.0.01sB.0.02sC.0.1sD.0.2s答案：A（沖擊電流發(fā)生在短路后半個周期，即0.01s，對應(yīng)50Hz系統(tǒng)）4.YNd11接線的變壓器，三角形側(cè)發(fā)生單相接地短路時，星形側(cè)三相電流中（）。A.僅故障相有零序電流B.三相均無零序電流C.三相均有零序電流D.非故障相有零序電流答案：B（YNd11變壓器三角形側(cè)零序電流無法傳至星形側(cè)）5.發(fā)電機(jī)功角特性曲線P=E?U/X∑·sinδ中，X∑表示（）。A.發(fā)電機(jī)同步電抗B.發(fā)電機(jī)次暫態(tài)電抗C.發(fā)電機(jī)至系統(tǒng)的總電抗D.系統(tǒng)等值電抗答案：C（功角特性中的電抗為發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)間的總電抗）6.距離保護(hù)Ⅰ段的整定范圍通常為被保護(hù)線路全長的（）。A.80%-85%B.90%-95%C.70%-75%D.100%答案：A（防止超越下一段線路出口短路）7.特高壓交流輸電相比特高壓直流輸電的主要優(yōu)勢是（）。A.適合異步聯(lián)網(wǎng)B.無穩(wěn)定問題C.可向多落點供電D.損耗更低答案：C（交流輸電可實現(xiàn)多端供電，直流為點對點）8.微電網(wǎng)孤島運行時，通常采用（）控制模式以維持電壓和頻率穩(wěn)定。A.PQ控制B.V/f控制C.下垂控制D.恒功率控制答案：B（V/f控制源作為主電源維持電壓頻率）9.電力市場中，節(jié)點邊際電價（LMP）的構(gòu)成不包括（）。A.能量價格B.阻塞價格C.網(wǎng)損價格D.容量價格答案：D（LMP=能量價+阻塞價+網(wǎng)損價）10.新能源電站低電壓穿越（LVRT）要求中，當(dāng)并網(wǎng)點電壓跌至20%額定電壓時，需保持并網(wǎng)運行至少（）。A.0.1sB.0.5sC.1.0sD.2.0s答案：C（根據(jù)國標(biāo)GB/T19963-2021，20%電壓時需維持1s）11.同步發(fā)電機(jī)次暫態(tài)電抗X''d的物理意義是（）。A.勵磁繞組和阻尼繞組均短路時的電抗B.僅勵磁繞組短路時的電抗C.僅阻尼繞組短路時的電抗D.所有繞組開路時的電抗答案：A（次暫態(tài)過程中勵磁和阻尼繞組均起作用）12.自動重合閘中，“檢無壓”和“檢同期”配合使用時，通常（）。A.兩側(cè)均檢無壓B.一側(cè)檢無壓，另一側(cè)檢同期C.兩側(cè)均檢同期D.僅主電源側(cè)檢無壓答案：B（避免兩側(cè)同時重合于故障）13.下列設(shè)備中，屬于動態(tài)無功補償裝置的是（）。A.并聯(lián)電容器B.靜止無功發(fā)生器（SVG）C.串聯(lián)電容器D.并聯(lián)電抗器答案：B（SVG可快速調(diào)節(jié)無功，屬于動態(tài)補償）14.電力系統(tǒng)一次調(diào)頻的響應(yīng)時間通常為（）。A.秒級B.分鐘級C.小時級D.日級答案：A（一次調(diào)頻由調(diào)速器自動完成，響應(yīng)時間≤10s）15.高壓直流輸電（HVDC）單極接地故障時，通常采用（）方式恢復(fù)。A.雙極停運B.單極金屬回線運行C.單極大地回線運行D.雙極降壓運行答案：B（金屬回線可避免大地電流影響）16.電力系統(tǒng)負(fù)荷模型中，“恒阻抗”模型的有功功率與電壓的關(guān)系為（）。A.P∝U2B.P∝UC.P∝U?D.P∝U?1答案：A（恒阻抗負(fù)荷P=U2/R，與電壓平方成正比）17.電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）的主要作用是（）。A.提高電壓穩(wěn)定性B.抑制低頻振蕩C.改善頻率調(diào)節(jié)D.增強(qiáng)暫態(tài)穩(wěn)定答案：B（PSS通過附加信號抑制發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子間的低頻振蕩）18.智能變電站的“三層兩網(wǎng)”結(jié)構(gòu)中，“兩網(wǎng)”指（）。A.站控層網(wǎng)絡(luò)和間隔層網(wǎng)絡(luò)B.過程層網(wǎng)絡(luò)和站控層網(wǎng)絡(luò)C.間隔層網(wǎng)絡(luò)和過程層網(wǎng)絡(luò)D.站控層網(wǎng)絡(luò)和管理信息網(wǎng)答案：B（站控層、間隔層、過程層；站控層網(wǎng)絡(luò)和過程層網(wǎng)絡(luò)）19.下列配電網(wǎng)接線方式中，供電可靠性最高的是（）。A.放射式B.環(huán)網(wǎng)式（手拉手）C.樹干式D.鏈?zhǔn)酱鸢福築（環(huán)網(wǎng)式可實現(xiàn)故障區(qū)段隔離，非故障段不停電）20.儲能系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中不具備的功能是（）。A.調(diào)峰填谷B.頻率支撐C.諧波治理D.黑啟動答案：C（儲能主要用于能量存儲，諧波治理需濾波器）二、多項選擇題（共5題，每題2分，共10分，少選得1分，錯選不得分）1.高比例新能源接入對電力系統(tǒng)的影響包括（）。A.系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量降低B.短路電流水平升高C.電壓波動加劇D.一次調(diào)頻能力下降答案：ACD（新能源多為電力電子接口，短路電流貢獻(xiàn)小，故B錯誤）2.特高壓直流輸電的優(yōu)點有（）。A.輸送容量大B.無交流系統(tǒng)穩(wěn)定問題C.損耗低于特高壓交流D.可實現(xiàn)異步聯(lián)網(wǎng)答案：ABCD（均為特高壓直流的典型優(yōu)勢）3.微機(jī)保護(hù)裝置的基本構(gòu)成包括（）。A.數(shù)據(jù)采集單元B.邏輯判斷單元C.出口執(zhí)行單元D.人機(jī)交互單元答案：ABCD（微機(jī)保護(hù)需完成采樣、計算、判斷、出口及交互）4.電力系統(tǒng)有功功率平衡的主要措施有（）。A.調(diào)整發(fā)電機(jī)出力B.需求側(cè)響應(yīng)控制負(fù)荷C.利用儲能充放電D.調(diào)節(jié)聯(lián)絡(luò)線功率答案：ABCD（有功平衡需發(fā)電、負(fù)荷、儲能、聯(lián)絡(luò)線協(xié)同）5.電力系統(tǒng)可靠性指標(biāo)包括（）。A.系統(tǒng)平均停電頻率（SAIFI）B.用戶平均停電持續(xù)時間（CAIDI）C.最大負(fù)荷利用小時數(shù)D.缺供電量（EENS）答案：ABD（C為負(fù)荷特性指標(biāo)，非可靠性指標(biāo)）三、簡答題（共4題，每題8分，共32分）1.簡述電力系統(tǒng)潮流計算的主要目的及常用方法。答：潮流計算的主要目的包括：①分析系統(tǒng)正?；驒z修狀態(tài)下的運行情況，確定各節(jié)點電壓幅值和相位、各支路功率分布；②檢查是否滿足電壓、電流、功率等約束條件，判斷系統(tǒng)運行的安全性；③為繼電保護(hù)整定、穩(wěn)定分析、無功優(yōu)化等提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。常用方法有：①牛頓-拉夫遜法：收斂性好，適用于復(fù)雜系統(tǒng)，但計算量較大；②PQ分解法：基于有功-無功解耦，簡化計算，適用于高壓電網(wǎng)；③高斯-賽德爾法：原理簡單，但收斂速度慢，適用于小規(guī)模系統(tǒng)。2.說明變壓器縱差動保護(hù)的原理及需要考慮的不平衡電流來源。答：縱差動保護(hù)原理：比較變壓器各側(cè)電流的大小和相位，正常運行或區(qū)外故障時，各側(cè)電流矢量和為零（或很?。?；區(qū)內(nèi)故障時，矢量和顯著增大，保護(hù)動作跳閘。不平衡電流來源：①勵磁涌流：變壓器空投或電壓恢復(fù)時，勵磁電流可達(dá)額定電流的6-8倍；②變比誤差：電流互感器變比與變壓器變比不完全匹配；③相位補償誤差：Yd接線變壓器需通過電流互感器接線補償相位差，可能引入誤差；④電流互感器飽和：區(qū)外故障時大電流導(dǎo)致CT飽和，傳變誤差增大；⑤變壓器分接頭調(diào)整：改變變比后，差動回路出現(xiàn)穩(wěn)態(tài)不平衡電流。3.分析高比例新能源接入對電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定的影響及應(yīng)對措施。答：影響：①轉(zhuǎn)動慣量降低：新能源（風(fēng)電、光伏）通過電力電子接口并網(wǎng)，無旋轉(zhuǎn)質(zhì)量，系統(tǒng)慣量響應(yīng)能力下降；②一次調(diào)頻缺失：傳統(tǒng)機(jī)組通過調(diào)速器提供一次調(diào)頻，新能源通常不參與（或需額外控制）；③功率波動大：新能源出力受天氣影響（如光伏云遮、風(fēng)電風(fēng)速突變），導(dǎo)致有功功率不平衡加劇，頻率偏差增大。應(yīng)對措施：①虛擬慣量控制：通過電力電子變換器模擬同步發(fā)電機(jī)的慣性響應(yīng)，新能源機(jī)組根據(jù)頻率變化調(diào)整出力；②儲能輔助調(diào)頻：利用電池儲能的快速充放電特性，補償有功缺額；③需求側(cè)響應(yīng)：通過可控負(fù)荷（如工業(yè)電機(jī)、電動汽車）參與頻率調(diào)節(jié)；④同步調(diào)相機(jī)：安裝同步調(diào)相機(jī)提供旋轉(zhuǎn)慣量和無功支撐；⑤優(yōu)化新能源功率預(yù)測：提高預(yù)測精度，提前調(diào)整常規(guī)機(jī)組出力。4.簡述電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析的主要步驟。答：步驟：①建立數(shù)學(xué)模型：包括發(fā)電機(jī)（采用同步發(fā)電機(jī)微分方程，如六階模型）、勵磁系統(tǒng)、調(diào)速系統(tǒng)、負(fù)荷（靜態(tài)或動態(tài)模型）等；②確定故障場景：如三相短路、線路跳閘、發(fā)電機(jī)退出等，明確故障發(fā)生時刻、持續(xù)時間及清除方式；③數(shù)值求解：通過龍格-庫塔法等數(shù)值積分方法，求解系統(tǒng)狀態(tài)變量（功角、轉(zhuǎn)速、電壓等）隨時間的變化；④穩(wěn)定判斷：觀察發(fā)電機(jī)功角是否發(fā)散（或是否在一定時間內(nèi)趨于同步），若功角曲線呈現(xiàn)周期性擺動且幅值逐漸減小，則系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定；若功角持續(xù)增大或出現(xiàn)非周期性失步，則不穩(wěn)定。四、計算題（共2題，每題10分，共20分）1.某110kV系統(tǒng)基準(zhǔn)容量S_b=100MVA，基準(zhǔn)電壓U_b=115kV（平均額定電壓）。已知：-發(fā)電機(jī)G：額定容量S_N=30MVA，次暫態(tài)電抗X''d=0.15（以自身容量為基準(zhǔn)）；-變壓器T：額定容量S_N=31.5MVA，短路阻抗Uk%=10.5；-線路L：長度50km，每公里電抗0.4Ω。計算各元件的標(biāo)幺值電抗（保留3位小數(shù)）。解：（1）發(fā)電機(jī)標(biāo)幺值電抗：X''d=X''d_N(S_b/S_N)=0.15(100/30)≈0.500（2）變壓器標(biāo)幺值電抗：X_T=(Uk%/100)(S_b/S_N)=(10.5/100)(100/31.5)≈0.333（3）線路標(biāo)幺值電抗：線路實際電抗X_L=50km×0.4Ω/km=20Ω基準(zhǔn)電抗Z_b=U_b2/S_b=(115kV)2/100MVA=132.25ΩX_L=X_L/Z_b=20/132.25≈0.151答案：發(fā)電機(jī)0.500，變壓器0.333，線路0.151。2.某220kV母線發(fā)生三相短路，系統(tǒng)等值電抗X_s=0.15（標(biāo)幺值，基準(zhǔn)S_b=100MVA，U_b=230kV）。計算：（1）短路電流周期分量有效值（kA）；（2）沖擊電流（kA）；（3）短路容量（MVA）。解：（1）短路電流周期分量有效值：基準(zhǔn)電流I_b=S_b/(√3×U_b)=100/(√3×230)≈0.251kA短路電流標(biāo)幺值I''=1/X_s=1/0.15≈6.667周期分量有效值I''=I''×I_b=6.667×0.251≈1.674kA（2）沖擊電流：沖擊系數(shù)K_sh=1.8（中壓系統(tǒng)），沖擊電流i_sh=K_sh×√2×I''=1.8×1.414×1.674≈4.24kA（3）短路容量：S_k=√3×U_b×I''=√3×230×1.674≈666.7MVA（或S_k=1/X_s=6.667，S_k=S_k×S_b=666.7MVA）答案：（1）1.674kA；（2）4.24kA；（3）666.7MVA。五、案例分析題（共1題，8分）某地區(qū)電網(wǎng)新能源裝機(jī)占比達(dá)50%（風(fēng)電30%、光伏20%），近期多次出現(xiàn)午后光伏出力驟降（1小時內(nèi)從80%額定出力降至20%），導(dǎo)致系統(tǒng)頻率快速下跌至49.8Hz，調(diào)度部門采取切負(fù)荷措施后恢復(fù)。問題：（1）分析頻率下跌的主要原因；（2）提出可采取的技術(shù)改進(jìn)措施；（3）從運行控制角度給出優(yōu)化建議。答：（1）頻率下跌原因：①光伏出力驟降導(dǎo)致有功功率缺額（新能源占比高，出力波動直接影響系統(tǒng)平衡）；②系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量不足（新能源多為電力電子接口，無旋轉(zhuǎn)質(zhì)量，慣量響應(yīng)弱）；③一次調(diào)頻能力不足（常規(guī)機(jī)組可能處于低出力狀態(tài)，調(diào)速器響應(yīng)滯后）；④功率預(yù)測誤差（未準(zhǔn)確預(yù)測光伏出力下降，備用容量未提前調(diào)度）。（2）技術(shù)改進(jìn)措施：①配置儲能系統(tǒng)（如磷酸鐵鋰電池），在光伏出力下降時釋放能量，補償有功缺額；②風(fēng)電機(jī)組參與虛擬慣量控制，通過控制策略模擬同步發(fā)電機(jī)的慣性響應(yīng)