電力系統潮流分析與穩定度

📝 歷屆考古題

• 114年 高考申論題 第一題
  一、一條 69 kV 之三相短程輸電線其長度為16 公里，每相串聯阻抗為0.125 + j0.4375 Ω/km，當輸電線傳送70 MVA且功率因數為 0.8 落後之電力至線路末端且當時線路末端電壓為…
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• 114年 高考申論題 第二題
  二、有一個電力系統單線圖如圖一所示，其標示是以 100 MVA 為基準之阻抗標么值，試建立出該系統母線導納矩陣。（20 分）
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• 114年 高考申論題 第三題
  三、一個簡單電力系統單線圖如圖二所示，該系統沒有初始負載且發電機均運轉在額定電壓同時電動勢均同相位。於單線圖上顯示出各發電機與變壓器之額定值與電抗百分比。若輸電線阻抗為 j160 Ω且末端發生三相平衡…
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• 114年 高考申論題 第四題
  四、由兩部額定分別為 250 MW 及 400 MW 構成之發電機組，其調速機之速率調整率從無載到滿載分別為 6.0\%及 6.4\%且聯合供應 500 MW 至負載，假設調速機自由運作，同時調速機之…
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• 113年 高考申論題 第一題
  圖一為一個三相平衡電路，電源為正相序經輸電線（line）饋電於三個並聯負載，假設負載端 a 相的線對中性點電壓相量為2600∠0° V，試計算 a 相電流相量（ $\tilde{I}_a$）以及 a…
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• 113年 高考申論題 第一題
  計算負載總複數功率與總功率因數。
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• 113年 高考申論題 第一題
  繪出圖二系統的正、負、零序電路。
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• 113年 高考申論題 第一題
  求移除一個變壓器後的每個線電流相量（ $\tilde{I}_a$、 $\tilde{I}_b$、 $\tilde{I}_c$）。（12 分）
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• 113年 高考申論題 第一題
  假設x_1和x_2的初始值皆為 1，使用 Gauss-Seidel 方法執行兩次疊代來解下列方程式組。（10 分） x_1 + x_1 x_2 = 10 x_1 + x_2 = 6
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• 113年 高考申論題 第二題
  若在負載匯流排裝置一組單相功因補償電容器，以將負載總合功率因數改善到 0.95 落後，計算功因補償電容器所需的虛功率與電容值。
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• 113年 高考申論題 第二題
  以圖二相序電路組合，計算此接地故障電流的標么值與實際值。
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• 113年 高考申論題 第二題
  求其餘兩個變壓器各自所提供的複數功率。（8 分）
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• 113年 高考申論題 第二題
  假設x_1和x_2的初始值皆為 1，使用 Newton-Raphson 方法執行兩次疊代來解下列方程式組。（15 分） 2x_1^2 + x_2^2 = 8 x_1^2 - x_2^2 + x_1…
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• 113年 高考申論題 第三題
  某三相、Y 接線同步發電機經輸電線路連接至 25 kV 無限母線。輸電線的電抗每相為 4 Ω，發電機的同步電抗每相為 1 Ω，發電機可以提供無限母線的最大有效功率為 150 MW。假設發電機正在提供其…
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• 113年 高考申論題 第三題
  對此開 Δ 操作的變壓器，必須對負載施加什麼限制？（5 分）
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• 112年 高考申論題 第一題
  功率因數為80\%落後。(10分)
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• 112年 高考申論題 第一題
  電力系統做單線圖時常使用標么值(p.u.)來表示,最大之原因為何?(5分)
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• 112年 高考申論題 第一題
  等面積法則如何應用於計算臨界清除角?
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• 112年 高考申論題 第二題
  功率因數為100\%。(10分)
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• 112年 高考申論題 第二題
  在三相電路中設定基底時,最佳之指定基底為那兩項變數?(請說明 是單相或三相,線或相)(10分)
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• 112年 高考申論題 第二題
  說明若可恢復穩定時,如何計算搖擺之最大及最小角度?
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• 112年 高考申論題 第三題
  功率因數為85\%超前。(10分)
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• 112年 高考申論題 第四題
  不平衡三相系統,已知 a 相之正序電壓 Val=20∠30°、負序電壓 Va2=30∠135°、零序電壓 Va0=10∠45°,試求此三相系統之三相電壓。(20分)
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• 111年 高考申論題 第一題
  計算電源提供的複數功率、功率因數與電流大小。
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• 111年 高考申論題 第一題
  繪出圖 2 系統的正、負、零序電路。
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• 111年 高考申論題 第一題
  請以方塊圖、特性曲線與公式等，說明同步發電機以速度下垂控制功率的原理。
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• 111年 高考申論題 第一題
  若要維持負載匯流排電壓 V2 在 1.0 pu，計算負載匯流排電壓相角 ∠θ2，與電容器組所需的虛功率補償量 Q_G2。
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• 111年 高考申論題 第二題
  計算三組負載合成的等效串聯電抗 Z_eq 值。
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• 111年 高考申論題 第二題
  以圖 2 相序電路組合，計算此事故流入地面故障電流的標么值與實際值。
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• 111年 高考申論題 第二題
  若此電力系統在區域 B 有一部滿載 400 MW 發電機因故跳機解聯，試計算此電力系統僅使用速度下垂控制進入穩態時的頻率實際值（Hz），與各區域的發電量變動實際值（MW）。
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• 111年 高考申論題 第二題
  計算負載匯流排的短路容量（short-circuit capacity）標么值。
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• 110年 高考申論題 第一題
  一、功率因數為落後 0.707 的三相負載自線電壓 440 V 汲取 250 kW 功率，與此負載併聯的是三相電容器組，其汲取 60 kVA 功率。試求總電流及合併的功率因數。（20 分）
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• 110年 高考申論題 第一題
  ABCD 常數。（10 分）
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• 110年 高考申論題 第一題
  故障點之次暫態故障電流。（5 分）
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• 110年 高考申論題 第一題
  試利用拉格朗日乘數法（The Method of Lagrange Multipliers）求得在F有極小值（最低總燃料成本）時的系統遞增燃料成本函數λ（$/MWh）。（10 分）
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• 110年 高考申論題 第一題
  沒有執行負載頻率控制（LFC）時。（10 分）
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• 110年 高考申論題 第二題
  突波阻抗負載 SIL。（10 分）
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• 110年 高考申論題 第二題
  匯流排 1、2 及 3 的電壓值。（15 分）
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• 110年 高考申論題 第二題
  二、針對圖 1 的二個匯流排系統， P_T2 + jQ_T2 = 1.2 + j0.5，所有的數值皆為標么（pu）值。試執行兩次的高斯賽得電力潮流疊代（Gauss-Seidel Power Flow…
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• 110年 高考申論題 第二題
  若圖 4 之電力系統由兩座（N=2）火力發電廠供電，全部以經濟調度運轉。發電廠 1 的遞增燃料成本為\$11 /MWh，發電廠 2 的遞增燃料成本為\$13 /MWh。那一座電廠有較高的懲罰因數（Pe…
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• 110年 高考申論題 第二題
  有執行負載頻率控制（LFC）時。（10 分）
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• 110年 高考申論題 第三題
  三、一部 300 MVA、20 kV 的三相發電機，其次暫態電抗為 20\%。此發電機經由 64 公里且二端皆有變壓器的輸電線路供電給數台同步電動機，如圖 2 所示的單線圖。所有電動機的額定皆為 13…
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• 110年 高考申論題 第四題
  四、當一台發電機經由兩條併聯的輸電線路提供電力至無限匯流排時，開啟其中一條線路可能會造成發電機失去同步。在穩態情況下，負載可以經由剩餘的線路供電。如果在兩條併聯線路連接的情形，故障是發生在一條線路的一…
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• 109年 高考申論題 第一題
  電源線電流 I_S 大小、負載線電壓 V_ab^L 大小。（10分）
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• 109年 高考申論題 第一題
  繪出此單線接地事故電流計算所需的相序組合電路。（10分）
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• 109年 高考申論題 第一題
  選取第二部變壓器（Tr.2）額定作為全系統標么計算基準值，繪出標么系統圖。（10分）
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• 109年 高考申論題 第一題
  計算此發電機內電壓 E_a 與功率角δ，並繪出相量圖。（15分）
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• 109年 高考申論題 第二題
  負載吸收總實（有效）功率、總虛（無效）功率、總視在功率、負載功率因數（pf）。（15分）
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• 109年 高考申論題 第二題
  計算此單線接地事故電流的標么值。（10分）
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• 109年 高考申論題 第二題
  以小題(一)的標么系統圖計算電源端線電壓實際值，與電源端輸出視在功率。（10分）
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• 109年 高考申論題 第二題
  若此系統發生小擾動導致同步發電機轉子產生低頻振盪，試由搖擺方程式（swing equation）計算此低頻振盪頻率（Hz）。（10分）
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• 109年 高考申論題 第三題
  請說明不考慮發電機出力上下限，但考慮輸電線路損失 L 時，要如何求解最佳調度？（5分）
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• 108年 高考申論題 第一題
  一、一條三相、三線、161 kV、60 Hz、80 km 之輸電線路用於傳送額定 200 MVA 之電力至三相負載，該輸電線路之總損失不得超過該線路傳輸額定容量的 3\%。已知該輸電線路所採用的導體是…
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• 108年 高考申論題 第一題
  總視在功率（apparent power）。
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• 108年 高考申論題 第一題
  試求以∆δ所表示之線性化（linearized）搖擺方程式。
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• 108年 高考申論題 第一題
  無載標么電壓之大小與相角。
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• 108年 高考申論題 第一題
  每一條輸電線對大地之總等效充電電容值（μF）。
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• 108年 高考申論題 第一題
  新的穩態系統頻率值（Hz）。
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• 108年 高考申論題 第二題
  總實功。
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• 108年 高考申論題 第二題
  試求該電機之同步功率係數（synchronizing power coefficient）表示式。
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• 108年 高考申論題 第二題
  定子繞組標么電流之大小與相角。
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• 108年 高考申論題 第二題
  流經故障點的零序電流大小（A）。
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• 108年 高考申論題 第二題
  每一個區域之機械輸入功率變動量（MW）。
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• 108年 高考申論題 第三題
  總虛功。
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• 108年 高考申論題 第三題
  輸出虛功標么值。
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• 108年 高考申論題 第三題
  流經故障點的故障電流大小（A）。
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• 108年 高考申論題 第三題
  每一個區域之負載功率變動量（MW）。
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• 108年 高考申論題 第四題
  總線電流大小。
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• 108年 高考申論題 第四題
  輸出虛功變動百分比。
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• 108年 高考申論題 第四題
  流經中性點電阻器之電流大小（A）。
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• 108年 高考申論題 第四題
  四、一個大型發電廠內的四部同步發電機（SG1、SG2、SG3、SG4），其額定均為三相、24 kV、100 MVA、3600 rpm、60 Hz、Y 連接，四部同步發電機之定子繞組端分別經由 5 Ω的…
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• 108年 高考申論題 第四題
  聯絡輸電線之功率變動量（MW）。
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• 107年 高考申論題 第一題
  一、一條 60 Hz 三相輸電線路，長度為 400 公里。送電端電壓為 220 kV，線路參數為 R = 0.1243 Ω/公里，X = 0.4971 Ω/公里，而 Y = 3.2934 μ℧/公里。…
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• 107年 高考申論題 第二題
  二、有一個三個匯流排輸電系統（3-bus transmission system），匯流排 1 為搖擺匯流排（swing bus 或 slack bus），電壓為1.0∠0 標么（per unit）；…
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• 107年 高考申論題 第三題
  三、三部發電機組並聯運轉在 60 Hz 下，其額定分別為 300 MW、450 MW 以及 600 MW，其速度下降特性分別為 5\%、4\%和 3\%。由於負載的改變，在發電機組的負載頻率控制動作發…
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• 107年 高考申論題 第四題
  四、為了滿足穩定度等面積法則的需求，針對故障的清除，有一個臨界角的限制，此角度稱為臨界清除角度δcr（critical clearing angle），如圖 1 所示。若發電機初始運轉在同步轉速且轉子…
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• 107年 高考申論題 第五題
  五、圖 2 所示為雙繞組變壓器的五種可能連接方式，試繪出對應各變壓器連接方式的零相序電路。（20 分） [圖 2 雙繞組變壓器的五種可能連接方式 1. Y-接地 / Y-接地 2. Y-無接地 / Y…
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• 106年 高考申論題 第一題
  一個三相四線、208 V、60 Hz、負相序的三相平衡電源供電至如圖一所示之三相四線 Y 連接不平衡負載，已知負載各相阻抗分別為：ZAn = 48 Ω、ZBn = 40 Ω、ZCn = 60 Ω。試以…
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• 106年 高考申論題 第一題
  輸電線阻抗 Z = j5 (Ω)時。
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• 106年 高考申論題 第一題
  匯流排④發生直接單線對地故障。
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• 106年 高考申論題 第一題
  不考慮發電機限制。
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• 106年 高考申論題 第一題
  求出故障前、中、後每段時間之功率角方程式。
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• 106年 高考申論題 第二題
  輸電線阻抗 Z = 5 (Ω)時。
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• 106年 高考申論題 第二題
  匯流排③發生直接雙線對地故障。
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• 106年 高考申論題 第二題
  一個三相平衡電壓源經由兩個並聯的三相變壓器 Tx、Ty（內電抗均為 j0.1 pu）供電至一個三相平衡 Y 連接負載（每相阻抗為 0.8 + j0.6 pu），該負載電壓保持 V2 = 1.0∠0°…
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• 106年 高考申論題 第二題
  考慮發電機限制。
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• 106年 高考申論題 第二題
  計算等面積法則中之加速面積與減速面積。
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• 106年 高考申論題 第三題
  一部大型蒸汽渦輪同步發電機之額定為三相、Y 連接、13.8 kV、100 MVA、4 極、1500 rpm、50 Hz，其中性點直接接地，已知其正相序、負相序、零相序之電抗分別為 30\%、40\%、…
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• 106年 高考申論題 第四題
  兩部 50 Hz 之大型蒸汽渦輪同步發電機組以「暫態電抗後之定電壓」（a constant voltage behind transient reactance）模型所表示，經一個 j0.2 pu 之…
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• 105年 高考申論題 第一題
  試求饋線上的電壓降，VS－VR。（10 分）
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• 105年 高考申論題 第一題
  匯流排④流至匯流排①之故障電流標么值。（10 分）
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• 105年 高考申論題 第二題
  依據題(一)的結果，若饋線的電抗 X 可忽略，受電端的電壓大小|VR|是否可能大於送電端電壓大小|VS|？請證明。（10 分）
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• 105年 高考申論題 第二題
  匯流排②流出的故障電流標么值。（10 分）
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• 105年 高考申論題 第二題
  利用牛頓-勞福森負載潮流法（Newton-Raphson Power Flow Method）對圖 2 之系統進行一次疊代，以求得匯流排②及③的電壓大小與相角。假設匯流排①為揺擺匯流排（Swing b…
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• 105年 高考申論題 第四題
  如圖 3 之系統，左側之同步發電機經由二條並聯之輸電線連接至右側之無限匯流排。發電機輸出之電功率為 1 標么，且其端電壓及無限匯流排之電壓皆為 1 標么。圖上標示之變壓器及二條並聯輸電線的阻抗皆為標么…
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• 105年 高考申論題 第五題
  某電廠有二部火力發電機機組，二部機組的燃料成本函數如下： C1 = 0.4 * P1^2 + 160 * P1 + 200 元/小時 C2 = 0.45 * P2^2 + 120 * P2 + 140…
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