電力系統(tǒng)分析教學大綱 (一)

電力系統(tǒng)分析II教學大綱

課程中文名稱：電力系統(tǒng)分析【I

課程英文名稱：PowerSystemAnalysisII

課程編號：Cl248

學分:3

學時：48（其中：講課學時：48實驗學時：0實踐學時：0）

先修課程：高等數(shù)學、線性代數(shù)、電路原理、工程電磁場、電機學

適用專業(yè)：電氣工程及其自動化（輸電線路工程方向）

課程類別：方業(yè)核心課/必修

使用教材：孟祥萍，電力系統(tǒng)分析（第二版），北京：高等教育出版社，2010.12

開課單位：電氣與新能源學院

一、課程性質(zhì)

《電力系統(tǒng)分析》課程是電氣工程及其自動化專業(yè)（輸電線路工程方向）必修的專業(yè)核

心課程。本課程主要介紹電力系統(tǒng)正常運行和故障運行狀態(tài)的分析和計算方法。它本身是一

門專業(yè)基礎課，又具備專業(yè)課的性質(zhì)，在專業(yè)基礎課與專業(yè)課之間架起了一座重要的橋梁,

起到承上啟下的作用。木課程具有較強的理論性、綜合性同時又具有密切聯(lián)系生產(chǎn)實際的特

點。

二、教學目標：

1、能運用數(shù)學、物理、電路理論、電磁場和電機學的理論知識建立電力系統(tǒng)元件模型，

并能進行元件參數(shù)計算，支撐畢業(yè)要求1.1和3.3；

2、能運用電力系統(tǒng)的原理知識表達電力系統(tǒng)規(guī)劃、運行與控制方面的工程問題，建立

電力系統(tǒng)潮流計算、短路計算和穩(wěn)定性計算的數(shù)學模型，并能正確求解，支撐畢業(yè)要求1.1、

1.2和3.3；

3、能結(jié)合工程問題，運用電力系統(tǒng)分析的原理知識，計算、分析及判斷電力系統(tǒng)不同

工況下的運行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)影響電力系統(tǒng)運行的關鍵因素，支撐畢業(yè)要求1.3、2.1和25

4、能運用電力系統(tǒng)運行和控制的基本原理，選擇合適的方案解決電力系統(tǒng)頻率調(diào)整、

電壓控制、經(jīng)濟運行和穩(wěn)定性控制中的工程問題，支撐畢業(yè)要求1.4、2.2和2.5；

5、能基于電力系統(tǒng)i一算的基本理論，根據(jù)電力系統(tǒng)運行的特征和基本要求，針對一個

電力系統(tǒng)運行和控制的工程問題，設計并實現(xiàn)電力系統(tǒng)仿真計算，分析仿真計算結(jié)果，支撐

畢業(yè)要求4.2。

三、教學內(nèi)容及要求

第一章緒論

（1）掌握電力系統(tǒng)分析的基本概念及電力系統(tǒng)運行的基本要求

（2）了解電力系統(tǒng)的產(chǎn)生與發(fā)展

（3）電力線路的結(jié)構

重點難點：電力系統(tǒng)的組成、電壓等級、中性點接地方式、電網(wǎng)接線方式、電力系統(tǒng)運

行的基本要求

考核要點：電力系統(tǒng)的組成、電壓等級、中性點接地方式、電網(wǎng)接線方式、電力系統(tǒng)運

行的基本要求，電力線路的結(jié)構

教學方法：課堂講授

作業(yè)安排：1.4、1.5

第二章電力網(wǎng)各元住的特性與數(shù)學模型

（1）理解電力網(wǎng)各元件的特性及參數(shù)的物理意義

（2）掌握電力網(wǎng)各元件的數(shù)學模型和等值電路

（3）掌握電力網(wǎng)絡的數(shù)學模型和等值電路

重點難點：輸電線路的結(jié)構及等值模型，變壓器的等值模型與計算，電力負荷的等值模

型，電力線路的等值模型勺標幺制。

考核要點：發(fā)電機的運行極限及穩(wěn)態(tài)模型，輸電線路的組成及線路參數(shù)的物理意義、線

路結(jié)構對線路參數(shù)的影響、線路的等值模型及自然功率，變壓器的數(shù)學模型，負荷分類、負

荷曲線及負荷模型，電力網(wǎng)絡的數(shù)學模型和等值電路。

作業(yè)安排：2.2、2.7、2.12、2.13、2.16

第三章簡單電力網(wǎng)絡的計算和分析

（1）掌握電力網(wǎng)電壓降落和功率損耗的訂算方法

（2）理解輸電線路的運行特性

（3）掌握輻射狀網(wǎng)絡和閉式網(wǎng)絡的潮流估算方法

（4）理解電力系統(tǒng)潮流調(diào)整與控制的基本原理和方法

重點難點：復功率，電力網(wǎng)電壓降落和功率損耗的計算方法，輻射狀網(wǎng)絡和閉式網(wǎng)絡的

潮流估算方法。

考核要點：電力線路和變壓器的電壓降落、電壓損耗和功率損耗計算，電力線路的運行

特性，輜射狀網(wǎng)絡和閉式網(wǎng)絡的潮流估算方法，電力系統(tǒng)潮流調(diào)整與控制的基本原理和方法。

教學方法：課堂講授

作業(yè)安排:3.3、3.5、3.8、3.10、3.13

第四章更雜電力系統(tǒng)的潮流計算

（1）掌握更雜電力網(wǎng)絡的數(shù)學模型

（2）掌握潮流計算的功率方程

（3）掌握潮流計算的牛頓-拉弗遜法

（4）理解快速解耦法潮流計算

（5）了解稀疏技術在潮流計算中的應川及其它潮流計算方法

重點難點：節(jié)點導納矩陣的形成和修改，潮流計算的基本方程，牛頓?拉弗遜法潮流計

算，快速解耦法潮流計算

考核要點：節(jié)點導納中陣及其形成,，功率方程,牛頓-抖弗遜法和快速分解法潮流計算

教學方法：課堂講授

作業(yè)安排:p313:15.k15.2、15.3

第五章電力系統(tǒng)正常運行方式的調(diào)整與控制

（1）理解電力系統(tǒng)運行方式調(diào)整與控制的必要性；

（2）理解系統(tǒng)負荷的有功功率-頻率靜態(tài)特性、發(fā)電機組的調(diào)速系統(tǒng)與有功功率?頻率

靜態(tài)特性，掌握有功功率平衡和頻率調(diào)整的基本概念

（3）掌握電力系統(tǒng)頻率調(diào)整的基本原理和計算方法

（4）了解負荷的合理分配及自動發(fā)電控制

（5）理解無功功率平衡對系統(tǒng)甩壓的的影響

（6）掌握電力系統(tǒng)電壓調(diào)整的方式及方法

（7）掌握有功功率最優(yōu)分配的基本概念、數(shù)學模型

（8）了解最優(yōu)潮流的有關概念級數(shù)學模型

重點難點：有功功率平衡相關概念、頻率控制原理及應用，無功功率平衡相關概念、電

壓控制方法及應用，經(jīng)濟運行的相關概念及經(jīng)濟調(diào)度計算

考核要點：負荷分類及其頻率調(diào)整方式，有功功率平衡及其備用，一次調(diào)頻和二次調(diào)頻，

有功功率的最優(yōu)分配，無功負荷及無功電源，無功功率平衡與電壓，電壓調(diào)整方式及方法。

教學方法：課堂講授

作業(yè)安排:p77-p78:4.4、4.7、4.9、4.11：p97?p99:5.6、5.7、5.8、5.11；p118：6.2、6.3

第六章電力系統(tǒng)三相短路計算

（1）掌握故障分析的基本概念

（2）掌握無限大功率電源三相短路的特點、沖擊電流、最大有效值電流

（3）掌握交流電流初始值的計算方法

（4）掌握運用運算曲線求任意時刻短路電流的方法

（5）掌握轉(zhuǎn)移電抗的概念及求取方法

（6）掌握不對稱故障分析方法及對稱分量法

（7）掌握電力系統(tǒng)各元件序參數(shù)和等值模型

（8）掌握電力系統(tǒng)各序網(wǎng)絡的構成

（9）掌握不對稱故隨的分析與計算

重點難點：短路類型、短路危害及短路計算的目的，無限大功率電源三相短路的特點,

沖擊電流：計算的條件和近似，復雜系統(tǒng)交流短路電流初始俏計算，計算電抗。對稱分量法.

變壓器序等值電路，零序網(wǎng)絡的構成，正序等效定則，復雜系統(tǒng)的不對稱故障計算。

考核要點：簡單故障類型，短路故障的危害，短路計算的目的，無限大電源三相短路的

特點，沖擊電流計算、短路電流最大有效值計算和短路容量計算；各元件的模型及參數(shù)計算，

疊加原理在短路電流計算中的應用，運算曲線，轉(zhuǎn)移電抗及其計算：對稱分量法，變壓器序

等值電路，零序網(wǎng)絡的構成，正序等效定則，復雜系統(tǒng)的不對稱故障計算。

教學方法：課堂講授

作業(yè)安排：pl73:9.k9.3、9.4,pl98:IO.4、10.5；p219作.1、11.2、11.4。

第七章電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析

（1）理解電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的相關基本概念

（2）掌握同步發(fā)電機的轉(zhuǎn)子運動方程

（3）理解不同形式的同步發(fā)電機的轉(zhuǎn)矩特性及功率方程

（4）掌握靜態(tài)穩(wěn)定的基木概念及分析方法

（5）掌握暫態(tài)穩(wěn)定的基本概念、物理過程及分析方法

（6）掌握提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施

（7）了解復雜電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的分析與計算方法

重點難點：電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的概念，同步發(fā)電機的轉(zhuǎn)子運動方程，小干擾穩(wěn)定性分析,

等面積定則。

考核要點：簡單電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性判據(jù)、儲備系數(shù)計算，小丁擾穩(wěn)定性分析及其計算，

極限切除角及其計算，提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的途徑及措施

教學方法：課堂講授

作業(yè)安排:pl4.3:13.3、13.4p289：14.3。

四、學時分配及對畢業(yè)要求指標點的支撐

學時分配

章節(jié)教學內(nèi)容支撐的畢業(yè)要求指標點

講課實驗實踐

1.1:能夠?qū)?shù)學、自然科學、工程基礎和

C業(yè)知識運用到電力系統(tǒng)復雜工程問題的

恰當表述中

電力系統(tǒng)的基本1.2：能針對一個電力系統(tǒng)復雜工程問題建

第一章400

概念立合適的數(shù)學模型，并利用恰當?shù)倪吔鐥l

件求解

3.3：能夠通過模型構建對工藝設計、系統(tǒng)

參數(shù)和設備指標進行計算

1.1：能夠?qū)?shù)學、自然科學、工程基礎和

專業(yè)知識運用到電力系統(tǒng)復雜工程問題的

電力網(wǎng)各元件的

第二章恰當表述中600

特性與數(shù)學模型

3.3：能夠通過模型構建對工藝設計、系統(tǒng)

參數(shù)和設備指標進行計算

1.1：能夠?qū)?shù)學、自然科學、工程基礎和

專業(yè)知識運用到電力系統(tǒng)復雜工程問題的

恰當表述中

1.2：能針對一個電力系統(tǒng)復雜工程問題建

簡單電力網(wǎng)絡的立合適的數(shù)學模型，并利用恰當?shù)倪吔鐥l

第三章600

計算和分析件求解

1.3：能將工程基礎和專業(yè)知識用于電力系

統(tǒng)工程問題的分析和優(yōu)化

2.1：能識別和判斷電力系統(tǒng)復雜工程問題

的關鍵環(huán)節(jié)和參數(shù)

1.1：能夠?qū)?shù)學、自然科學、工程基礎和

專業(yè)知識運用到電力系統(tǒng)復雜工程問題的

恰當表述中

1.2：能針對一個電力系統(tǒng)復雜工程問題建

復雜電力系統(tǒng)的立合適的數(shù)學模型，并利用恰當?shù)倪吔鐥l

第四章600

潮流計算件求解

1.3：能將工程基礎和專業(yè)知識用于電力系

統(tǒng)工程問題的分析和優(yōu)化

4.2：能夠基于專業(yè)理論，根據(jù)對象特征，

選擇研究路線，設計可行的實驗方案

電力系統(tǒng)正常運1.3：能將工程基礎和專業(yè)知以用于電力系

第五章1000

行方式的調(diào)整與統(tǒng)工程問題的分析和優(yōu)化

控制1.4：能將工程和專業(yè)知識用于電力系統(tǒng)復

雜工程問題的設計和改進

2.1：能識別和判斷電力系統(tǒng)復雜工程問題

的關鍵環(huán)節(jié)和參數(shù)

2.2：能認識到解決工程問題有多種方案可

選擇

2.5：能運用電氣工程及其自動化專業(yè)知

識，分析電力生產(chǎn)過程的影響因素，證實

解決方案的合理性

1.1：能夠?qū)?shù)學、自然科學、工程基礎和

專業(yè)知識運用到電力系統(tǒng)復雜工程問題的

恰當表述中

1.2：能針對一個電力系統(tǒng)復雜工程問題建

電力系統(tǒng)短路計立合適的數(shù)學模型，并利用恰當?shù)倪吔鐥l

第六章1000

算件求解

3.3：能夠通過模型構建對工藝設計、系統(tǒng)

參數(shù)和設備指標進行計算

4.2：能夠基丁專業(yè)理論，根據(jù)對象特征，

選擇研究路線，設計可行的實驗方案

1.1:能夠?qū)?shù)學、自然科學、工程基礎和

專業(yè)知識運用到電力系統(tǒng)復雜工程問題的

恰當表述中

1.2：能針對一個電力系統(tǒng)復雜工程問題建

立合適的數(shù)學模型，并利用恰當?shù)倪吔鐥l

件求解

1.3：能將工程基礎和專業(yè)知識用于電力系

統(tǒng)工程問題的分析和優(yōu)化

1.4：能將工程和專業(yè)知識用于電力系統(tǒng)復

雜工程問題的設計和改進

電力系統(tǒng)穩(wěn)定性

第七章2.1：能識別和判斷電力系統(tǒng)復:雜工程問題600

分析

的關鍵環(huán)節(jié)和參數(shù)

2.2：能認識到解決工程問題有多種方案可

選擇

2.5：能運用電氣工程及其自動化專業(yè)知

識，分析電力生產(chǎn)過程的影響因素，證實

解決方案的合理性

3.3：能夠通過模型構建對工藝設計、系統(tǒng)

參數(shù)和設備指標進行計算

4.2：能夠基于專業(yè)理論，根據(jù)對象特征，

選擇研究路線，設計可行的實驗方案

合計4800

五、考核方式及成績評定標準

1、課程考核方式：

考核方式包括期末考試、課堂考勤及課堂表現(xiàn)、作業(yè)情況考查、專題討論或大作業(yè)。期

末考試采用閉卷筆試。

2、課程成績評定標準

課程成績=課堂考勤及課堂表現(xiàn)x20%+作業(yè)情況考查xl5%+專題討論或大作業(yè)*15%+期

末考試*50%。

成績的具體構成如下:

考核形式分值考核細則

以隨機的形式，課堂點名或主動回答問題情況以及在每章

1.課堂考勤及課堂內(nèi)容進行中或結(jié)束后，隨堂測試1-3題，主要考核學生課

20

表現(xiàn)堂的聽課效果和課后及時復習消化本章知識的能力，結(jié)合

平時點名，最后按20%計入課程總成績。

課后完成20-30人習題，主要考核學生對每節(jié)誤知識點的

2.作業(yè)情況考查15復習、理解和掌握程度，計算全部作業(yè)的平均成績再按15%

計入總成績。

布置兩個專題討論或大作業(yè)，主要考察學生應用電力系統(tǒng)

3.專題討論或大作

15的基本原理解決實際工程問題的能力，根據(jù)完成情況，最

業(yè)

后按照15%計入課程總成績。

試卷題型包括判斷題、選擇題、填空題、簡答題和綜合分

4.期末考試50析應用題等，以卷面成績的50%計入課程總成績?？己藢W

生在電力系統(tǒng)分析領域的基本知識與技能。

六、