《電力系統(tǒng)基礎》課程教學大綱

《電力系統(tǒng)基礎》教學大綱課程英文名ElectricalPowerSystems課程代碼01M0056學分2.5總學時40理論學時40實驗/實踐學時0課程類別專業(yè)教育課課程性質必修先修課程高等數學、電路分析基礎適用專業(yè)電氣工程及其自動化開課學院機電工程學院一、課程地位與課程目標（一）課程地位本課程是“電氣工程及其自動化”的專業(yè)必修課。通過本課程的學習，使學生建立電力系統(tǒng)的基本概念；掌握電力系統(tǒng)的分析、計算的基本原理，具備電力系統(tǒng)運行和優(yōu)化的能力，為學生后續(xù)專業(yè)課程的學習，從事與本專業(yè)有關的技術工作和科學研究打下基礎。（二）課程目標1.學習電力系統(tǒng)的基本概念，掌握電力系統(tǒng)基本元件的數學模型及系統(tǒng)模型；學習潮流計算的方法并以此分析和判斷電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)；了解我國電力行業(yè)的世界領先地位，特別是特高壓工程的建設等，增強學生專業(yè)自豪感；（支撐畢業(yè)要求2-1/M）2.掌握電力系統(tǒng)優(yōu)化和調整的方法、短路計算、穩(wěn)定性分析判斷的方法、提高穩(wěn)定性的措施；以此為基礎鍛煉學生采用多種手段進行于電氣領域的專業(yè)工程問題的解決，并進行方案的比較與綜合。（支撐畢業(yè)要求1-4/H）；3.能夠選擇與使用恰當的信息資源、工程工具和專業(yè)模擬軟件，對電力系統(tǒng)的復雜工程問題如潮流計算、短路計算、電壓管理等進行分析、計算與設計。（支撐畢業(yè)要求5-2/M）二、課程目標達成的途徑與方法通過課堂教學、網絡教學、討論、自學等多種方式展開。1.課堂教學：（1）采用由易到難，由淺入深的方法講授課程。以電力系統(tǒng)背景方面的知識，引入電力系統(tǒng)的基本概念；介紹我國電力系統(tǒng)的世界一流技術，激發(fā)學生的國家、專業(yè)自豪感及學習興趣。通過對電力系統(tǒng)基本元件、等值網絡的分析將學生注意力逐漸轉入到基礎知識上；再依次進入到電力系統(tǒng)的潮流分布、電力系統(tǒng)運行狀況的優(yōu)化和調整、電力系統(tǒng)故障分析與計算、電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性分析的學習中。（2）實例分析和理論講解相結合，互相促進、加深。通過實例的講解，使同學們更好地熟悉或掌握電力系統(tǒng)分析、計算的方法和步驟，提高學生對電力系統(tǒng)的學習興趣；培養(yǎng)學生嚴密的數理邏輯推理能力和計算方法；（3）課堂教學加強互動環(huán)節(jié)、討論環(huán)節(jié)，充分調動學生的學習欲望和主動性，使同學們能更好地融入課堂教學，提高教學效果。2.網絡教學：基于本課程在“浙江省高等學校在線開放課程共享平臺”的網上開放課程。對于知識點難度大，或是由于課時所限課堂不能詳盡展開的教學，最新研究動向等方面展開網絡輔助教學、網絡討論，進一步提高學生課外學習的主動性，開闊專業(yè)知識水平。3.針對某些較為容易或先期講解較為充分的知識點，列出部分內容作為學生自主學習環(huán)節(jié)，訓練培養(yǎng)學生自主學習意識和能力。4.利用專業(yè)軟件自行開展仿真實驗，培養(yǎng)學生運用理論知識進行實際應用研究、處理問題的能力，掌握解決問題的手段和工具。三、課程目標與相關畢業(yè)要求的對應關系課程目標課程目標對畢業(yè)要求的支撐程度（H、M、L）1-42-15-2課程目標1-M-課程目標2H--課程目標3--M注：1.支撐強度分別填寫H、M或L（其中H表示支撐程度高、M為中等、L為低）；2.畢業(yè)要求須根據課程所在專業(yè)培養(yǎng)方案進行描述。四、課程主要內容與基本要求知識點主要內容基本要求第一章電力系統(tǒng)的基本概念電力系統(tǒng)的概述L1掌握電力系統(tǒng)運行的特點和要求L2電力系統(tǒng)的負荷L1電力系統(tǒng)的接線方式和額定電壓L3電力線路的結構L1第二章電力系統(tǒng)各元件的參數及等值網絡電力系統(tǒng)各元件的參數和等值網絡L3簡單電力系統(tǒng)的等值網絡L3第三章電力系統(tǒng)的潮流分布電力線路運行狀況的分析與計算L2變壓器運行狀況的分析與計算L2輻射形網絡中的潮流分布L3閉環(huán)網中的潮流分布L1電力網絡的簡化L3電力系統(tǒng)潮流分布的計算機算法L3第四章電力系統(tǒng)運行狀況的優(yōu)化和調整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調整L3電力系統(tǒng)有功功率的優(yōu)化分配及頻率調整L3第五章電力系統(tǒng)故障分析與計算故障概述L1無限大功率電源供電的三相短路分析L3電力系統(tǒng)三相短路的實用計算L3簡單不對稱故障的分析與計算。L2第七章電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性分析電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的基本概念L1旋轉電機的機電特性L2電力系統(tǒng)運行的靜態(tài)穩(wěn)定性L3電力系統(tǒng)運行的暫態(tài)穩(wěn)定性。L3基本要求：L1-理解，L2-掌握，L3-熟練掌握五、課程學時安排章節(jié)號教學內容學時分配學生任務對應課程目標作業(yè)要求自學要求討論第一章1.1電力系統(tǒng)概述、1.2運行的特點和要求1.3電力系統(tǒng)的負荷1.4接線方式和額定電壓1.5電力線路的結構21-31-91-15網絡視頻學習：火力發(fā)電的生產過程我國電力工業(yè)的發(fā)展自學：電能質量、電纜我國特高壓網絡及智能電網的建設對電力系統(tǒng)的影響1第2章2.1各元件的參數和等值電路——電力線路、變壓器的參數和等值電路22-22-42-52-6網絡學習；例2-1三繞組及自耦變壓器的參數計算12.2簡單電力系統(tǒng)的等值網絡有名值計算時的電壓級歸算標幺值計算時的電壓級歸算22-1412.2簡單電力系統(tǒng)的等值網絡基準值改變后的標幺值計算22-122-271第3章3.1電力線路運行狀況的分析與計算3.2變壓器運行狀況的分析與計算23-13-43-513.3輻射形網絡中的潮流分布輻射形網絡中的潮流分布計算的一般步驟23-63-24網絡視頻學習：對多端網絡的處理輻射形線路的潮流計算習題如例3-113.4閉環(huán)網中的潮流分布23-10網絡視頻學習：閉環(huán)網的潮流計算習題如例3-213.5電力網絡的簡化負荷移植法3.7電力系統(tǒng)潮流分布的計算機算法潮流計算的數學模型高斯-塞德爾法23-133-143-173-203.6電力系統(tǒng)潮流的調整控制13.7電力系統(tǒng)潮流分布的計算機算法牛頓-拉夫遜法P-Q分解法23-183-33利用電力系統(tǒng)仿真軟件進行簡單電力系統(tǒng)的潮流計算1、3第4章4.1電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調整無功功率電源和無功功率損耗電力系統(tǒng)的電壓偏移24-24-3網絡學習：電壓波動對用電設備的影響自學：靜止補償器原理24.1電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調整電壓調整措施：改變發(fā)電機端電壓改變變壓器變比無功補償24-44-54-64-214-254-27網絡學習：三繞組及自耦變壓器抽頭的選擇利用電力系統(tǒng)仿真軟件進行簡單電力系統(tǒng)的電壓調整2、34.2有功功率的優(yōu)化分配及頻率調整頻率調整的必要性有功功率負荷的變動及調整發(fā)電機及負荷的靜態(tài)頻率特性24-94-144-18網絡視頻學習；頻率變化對電力系統(tǒng)及負荷的影響2頻率的一次調整頻率的二次調整24-314-35電力市場2第5章5.1故障概述5.2由無限大功率電源供電的三相短路分析無限大功率電源的概念短路沖擊電流25-325.2由無限大功率電源供電的三相短路分析短路電流周期分量的有效值的計算25-45-55-65-75-2225.3電力系統(tǒng)三相短路的實用計算疊加原理法運用運算曲線求任意時刻的短路電流周期分量25-925.4簡單不對稱故障的分析與計算對稱分量法對稱分量法的應用各種不對稱短路的短路電流計算25-125-165-185-29短路計算仿真結果網絡視頻學習：經過渡電阻的單相短路；兩相短路、兩相接地短路（不含及含接地電阻）的分析過程。利用電力系統(tǒng)仿真軟件進行電力系統(tǒng)的短路計算2、3第7章7.1電力系統(tǒng)穩(wěn)定性概念7.2旋轉電機的機電特性同步發(fā)電機組的轉子運動方程同步發(fā)電機的功-角特性27-27-37-47-527.3電力系統(tǒng)運行的靜態(tài)穩(wěn)定性簡單電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性負荷的靜態(tài)穩(wěn)定性提高靜態(tài)穩(wěn)定性的措施27-77-97-19風電及光伏發(fā)電的波動性對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響27.4電力系統(tǒng)運行的暫態(tài)穩(wěn)定性簡單電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性等面積法則提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的措施27-117-147-24國際大停電的分析用分段計算法作δ-t曲線2六、實踐環(huán)節(jié)及基本要求無七、考核方式及成績評定考核內容考核方式評定標準（依據）占總成績比例過程考核含到課率、課堂討論發(fā)言、平時作業(yè)、仿真報告等點名記錄、課堂發(fā)言記錄、作業(yè)完成質量20%網絡平臺學習成績視頻觀看、網上習題及測試等視頻點擊率、習題及測試成績、發(fā)帖等10%期末考核閉卷考試卷面成績70%考核類別考試成績登記方式百分制八、課程目標考核環(huán)節(jié)和達成標準課程目標教學環(huán)節(jié)成績評定課程目標1講授作業(yè)A10期末考試B10目標達成度1=（A1/A10+B1/B10）/2課程目標2講授作業(yè)A20期末考試B20目標達成度2=（A2/A20+B2/B20）/2課程目標3講授作業(yè)A30期末考試B30目標達成度3=（A3/A30+B3/B30）/2注：上述Ax0、Bx0分別是作業(yè)、期末考試成績中對應于課程目標x的題目總分；Ax、Bx分別是作業(yè)、期末考試中對應于課程目標x的題目中學生的平均得分。九、推薦教材與主要參考書（一）推薦教材：1．電力系統(tǒng)概論，楊淑英編，中國電力出版社2013年8月，第二版（二）主要參考書：1．《電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析》，陳珩編，中國電力出版社，2014年12月第四版2．《電力系統(tǒng)暫態(tài)分析》，方萬良編：中國電力出版社，2015年4月第四版3．《電力系統(tǒng)分析》，何仰贊編：華中科技大學出版社，2016年6月第四版附件作業(yè)評分標準表考核內容A（90-100）B（80-89）C（70-79）D（60-69）E（<60）知識及概念掌握程度(權重30%)知識及概念掌握全面，運用得當知識及概念掌握較全面，能正確運用知識及概念掌握較全面，能夠運用