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moea_joint_essay 105年 [電機] 電力系統與電機機械、電磁學

第 二 題

📖 題組:
一、【圖 1】為一簡單的三匯流排電力系統,發電機連接於匯流排 1 及 2,匯流排 1 之電壓為 V1=1.0∠0° pu,匯流排 2 之電壓為 V2=1.05∠θ2 pu 且發電機提供之有效功率為 P2=4 pu,匯流排 3 之電壓為 V3=|V3|∠θ3 pu 且負載所消耗的有效功率為 P3=5 pu,無效功率為 Q3=4 pu,匯流排 1 及 2 間之線路電抗為 0.025 pu,匯流排 1 及 3 間之線路電抗為 0.05 pu,匯流排 2 及 3 間之線路電抗為 0.05 pu。請使用牛頓-拉弗森法(Newton-Raphson),以初始估計值 V2^(0)=1.05∠0° pu,V3^(0)=1∠0° pu 執行一次疊代,試求: (計算至小數點後第 6 位,以下四捨五入)(各小題 5 分,共 15 分)
📝 此題為申論題,共 3 小題

小題 (二)

第一次疊代後θ3^(1)為多少弳(radian)?
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利用上一題得出的雅可比矩陣聯立方程式求解 Δδ3,即得到新的 θ3^(1)。

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由 (一) 中的聯立方程式: 63 Δδ2 - 21 Δδ3 = 4 -21 Δδ2 + 41 Δδ3 = -5

小題 (一)

第一次疊代後θ2^(1)為多少弳(radian)?
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構建 Ybus 導納矩陣。計算節點 2 之有效功率誤差 ΔP2 以及雅可比矩陣對應元素,以求解角度修正量。

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首先求取各線路的導納: y12 = 1 / j0.025 = -j40 pu y13 = 1 / j0.05 = -j20 pu

小題 (三)

第一次疊代後|V3^(1)|為多少 pu?
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利用雅可比矩陣的 Q-V 關係式,求解電壓修正量 Δ|V3|,更新電壓大小。

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根據 Q-V 解耦近似: ΔQ3 = J33 × Δ|V3| -5 = 39 × Δ|V3|

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