111年 - 111 地方政府特種考試_三等_電力工程：電力系統#112607

一、五個匯流排系統網路架構如圖一所示，系統上各元件之資料列於表一， 表中各相序阻抗標么值之原基準值為該元件之額定電壓與額定容量值。 設在匯流排2 以 100 MVA，230 kV 為系統的基準值，各發電機的中性線接地電抗標么值係以各發電機的額定容量作為基準值，試將系統上各元件轉換到同一基準值下，並繪出系統正相序、負相序與零相序等效標么值網路圖（須標示各元件之標么值）。（25 分）

(一)請求出系統導納矩陣（Y Matrix） ，以及Bus2與Bus3的實功率方程式。 （13 分）
變壓器的模型如下（a 為變壓器匝數比） ：

（功率方程式請展開並將已知電壓與導納值代入，但匯流排角度以δ2、 δ3、δ4 等表示即可）

(二)若以牛頓拉夫森（Newton-Raphson）法求解電力潮流問題，系統匯流排預設資料如表二所示，請寫出執行疊代時所需之亞可比矩陣 （Jacobian matrix）（以偏微分項表示即可，無須計算實際數值）、電壓與角度誤差向量以及實功率與虛功率誤差向量。（12 分）
提示：

(一)試參考圖五並利用搖擺方程式（swing equation） 、功率角方程式（power angle equation）與等面積法則（equal-area criterion）推導出使系統穩定 之臨界清除角（critical clearing angle）與臨界清除時間（critical clearing time）。（12 分）（圖五中δ₀ 為系統初始穩定運轉點角度，δ_c為臨界清除角度，為系統最大運轉點角度，P_e為電磁功率，P_m為渦輪機的機械功率，且。）