《電力系統(tǒng)分析》課程教學大綱

《電力系統(tǒng)分析》課程編號：100063121課程名稱：電力系統(tǒng)分析英文名稱：PowerSystemAnalysis課程性質：必修課程總學分：4.0總學時：64（講授學時）+16（課下研討學時）開課學年及學期：第六學期先修課程：電路分析，電機學一、課程內容簡介本課程是電氣工程及其自動化專業(yè)本科生的專業(yè)基礎必修課程。本課程的目的是通過對電力系統(tǒng)的基本概念、運行特性和分析方法的學習，培養(yǎng)學生分析電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)特性和暫態(tài)過程的能力。本課程的任務是使學生知悉電力系統(tǒng)在國民生產生活中的重要地位和我國電力工業(yè)所取得的成就，培養(yǎng)學生的敬業(yè)精神和愛國主義情懷，通過對電力設備數(shù)學模型、電力系統(tǒng)分析方法和電力系統(tǒng)動態(tài)行為的學習，使學生能夠理論聯(lián)系實際，建立系統(tǒng)分析的工程思維，掌握電力系統(tǒng)的基本理論、概念和分析方法，提高理論分析能力，為后續(xù)學習電力系統(tǒng)調控和優(yōu)化及從事相關領域的工作與研究奠定理論基礎。二、課程目標1.知悉電力系統(tǒng)的組成、結構及其運行的特點和要求。2.具備工程思維和方法，擁有建立電力設備及系統(tǒng)行為數(shù)學模型并計算其關鍵參數(shù)的能力。3.針對正常和故障工況，有能力計算電力系統(tǒng)的關鍵電參量。4.根據工程需求，能夠合理設計電力系統(tǒng)功率調控和運行優(yōu)化的策略。5.掌握分析電力系統(tǒng)暫態(tài)過程及其穩(wěn)定性的工程能力。6.擁有愛國主義情懷和敬業(yè)精神。三、課程目標與畢業(yè)要求指標點對應關系畢業(yè)要求支撐畢業(yè)要求指標點課程目標畢業(yè)要求1：工程知識與問題分析能夠運用數(shù)學、自然科學、工程基礎和專業(yè)知識識別、表達、并通過文獻研究分析解決電氣傳動及控制、電力系統(tǒng)、電力電子、工業(yè)自動化、電子信息技術等領域中的復雜工程問題，以獲得有效結論。1.2能夠運用數(shù)學、自然科學和工程基礎知識，對電氣工程相關的電氣傳動及控制、電力系統(tǒng)、電力電子、工業(yè)自動化、電子信息技術等領域復雜工程問題進行識別和表達，建立合適的數(shù)學模型和求解。課程目標1課程目標21.3能認識到解決電氣工程相關的電氣傳動及控制、電力系統(tǒng)、電力電子、工業(yè)自動化、電子信息技術等領域復雜工程問題有多種方案可選擇，并能通過查閱文獻對問題進行綜合分析。課程目標3課程目標4畢業(yè)要求2：設計/開發(fā)解決方案能夠設計針對電氣工程領域中的復雜工程問題的解決方案，設計滿足特定需求的系統(tǒng)、單元（部件）或工藝流程，并能夠在設計環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。2.1能夠根據電氣工程相關的電氣傳動及控制、電力系統(tǒng)、電力電子、工業(yè)自動化、電子信息技術等領域復雜工程問題的特點，提出具有針對性的解決方案，并符合設計目標和約束的規(guī)范。課程目標4課程目標5四、課程教學內容教學內容學時課程目標教學方法與策略第1章電力系統(tǒng)的基本概念1.電力系統(tǒng)概述2.我國電力工業(yè)取得的成就3.電力系統(tǒng)的運行要求4.電力系統(tǒng)的結線方式和電壓等級5.電力系統(tǒng)工程學科和電力系統(tǒng)分析課程2課程目標1講授，研討，圖片展示，觀看視頻，作業(yè)。第2章電力系統(tǒng)元件的特性和數(shù)學模型1.發(fā)電機組的運行特性和數(shù)學模型2.變壓器的參數(shù)和數(shù)學模型3.電力線路的參數(shù)和數(shù)學模型4.負荷的運行特性和數(shù)學模型5.電力網絡的數(shù)學模型6課程目標2講授，研討，作業(yè)。第3章簡單電力網絡的計算和分析1.電力線路和變壓器運行狀況的計算和分析2.輻射形和環(huán)形網絡中的潮流分布3.配電網潮流計算的特點4.電力網絡潮流的調整控制6課程目標3講授，研討，作業(yè)。第4章復雜電力系統(tǒng)潮流的計算機算法1.電力網絡方程2.功率方程及其迭代算法3.牛頓—拉夫遜法潮流計算4.P-Q分解法潮流計算4課程目標3講授，作業(yè)。第5章電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調整1.電力系統(tǒng)中有功功率的平衡2.電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分配3.電力系統(tǒng)的頻率調整6課程目標4講授，作業(yè)。第6章電力系統(tǒng)的無功功率和電壓調整1.電力系統(tǒng)中無功功率的平衡2.電力系統(tǒng)中無功功率的最優(yōu)分布3.電力系統(tǒng)的電壓調整——電壓管理和借發(fā)電機、變壓器調壓4.電力系統(tǒng)的電壓調整——借補償設備調壓和組合調壓6課程目標4講授，作業(yè)。第7章電力系統(tǒng)故障分析的基礎知識1.故障概述2.標幺制3.無限大功率電源供電的三相短路電流分析2課程目標1講授，研討，作業(yè)。第8章同步發(fā)電機突然三相短路分析1.同步發(fā)電機在空載情況下定子突然三相短路后的電流波形及其分析2.同步發(fā)電機空載下三相短路后內部物理過程及其短路電流分析3.同步發(fā)電機負載下三相短路交流電流初始值4.同步電機的基本方程5.應用同步發(fā)電機基本方程（拉氏運算形式）分析突然三相短路電流6.自動調節(jié)勵磁裝置對短路電流的影響6課程目標3課程目標5講授，作業(yè)。第9章電力系統(tǒng)三相短路電流的實用計算1.短路電流交流分量初始值計算2.其他時刻短路電流交流分量有效值的計算2課程目標5講授，作業(yè)。第10章電力系統(tǒng)穩(wěn)定性問題概述和各元件機電特性1.概述2.同步發(fā)電機組的機電特性3.自動調節(jié)勵磁系統(tǒng)的作用原理和數(shù)學模型4.負荷特性2課程目標1課程目標2講授，研討。第11章電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定1.簡單電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定2.小干擾法分析簡單系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定3.自動調節(jié)勵磁系統(tǒng)對靜態(tài)穩(wěn)定的影響4.提高系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的措施6課程目標5講授，研討。第12章電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定1.電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定概述2.簡單系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性3.發(fā)電機組自動調節(jié)系統(tǒng)對暫態(tài)穩(wěn)定的影響4.復雜電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定計算5.提高暫態(tài)穩(wěn)定性的措施6課程目標5講授，研討，作業(yè)。第13章對稱分量法及電力系統(tǒng)元件的各序參數(shù)和等值電路1.對稱分量法2.對稱分量法在不對稱故障分析中的應用3.同步發(fā)電機的負序、零序電抗4.異步發(fā)電機的負序、零序電抗5.變壓器的零序電抗6.輸電線路的零序電抗和電納7.零序網絡的構成6課程目標2課程目標3講授，研討，作業(yè)。第14章不對稱故障的分析計算1.各種不對稱短路時故障處的短路電流和電壓2.非故障處電流、電壓的計算3.非全相運行的分析計算4課程目標3講授，作業(yè)。五、課程考核與成績評定考核方式權重/%課程目標12345作業(yè)30√√√√√研討與測驗10√√√√√考試60√√√√√總評100六、教材與參考