1、電力系統分析課程教學大綱執筆人：吳俊勇編寫日期：2012年12月一、課程基本信息1 .課程編號：90L128Q2 .課程體系/類別：專業類/專業課，專業主干課3 .學時/學分：64/44 .先修課程：電路、電機學、現代控制理論5 .適用專業：電氣工程及其自動化二、課程教學目標及學生應達到的能力本課程是電氣工程及其自動化專業主干課程。本課程介紹電力系統的組成和基本概念，介紹電力系統靜態分析和暫態分析的主要內容，介紹電力系統潮流計算、短路計算和暫態穩定計算的模型和分析、計算方法，介紹電力系統靜態穩定、暫態穩定和電壓穩定的基本概念和判別方法。通過本課程的學習，學生將掌握電力系統靜態分析和暫態分析的基

2、本概念、基本模型和基本計算方法，為后續的電力系統系列課程的學習和今后從事電力系統的相關工作打下堅實的基礎。通過課堂講授、課外自學、作業、實驗、專題研究、課堂交流等各個環節，旨在激發學生學習電力系統的興趣，培養學生提出問題、分析問題、解決問題、歸納總結和論文發表的能力。三、課程教學內容和要求序號知識單兀（章節）知識點要求推薦學時1電力系統的基本概念:電力系統的組成、運行特點和基本要求了解2額7E電壓、額7E電流、額7E谷里和額7E頻率等電氣設備額定參數了解變壓器分接頭的基本概念，特別是發電機、輸電線路、升壓變壓器、降壓變壓器和用電設備額定電壓了解r電力系統常見的幾種接線方式及其特點2電力系統各元

3、件的參數和等值電路同步發電機的派克變換，同步發電機的全狀態方程模型自學6電力系統中同步發電機、變壓器、電力線路、負荷的等值電路模型及其等值參數的含義和計算公式掌握標么制的概念理解電力系統中各元件電抗標么值的計算公式，以及多電壓等級電力系統中基準值的選取方法掌握3電力系統的潮流計算潮流計算、電壓降落和功率損耗等基本概念理解8開式電力網的潮流計算掌握序號知識單兀（章節）知識點要求推薦學時兩端供電網絡和簡單環形供電網絡等簡單閉式電力網的潮流計算掌握節點導納矩陣、統一潮流方程等基本概念理解潮流的計算機算法；優化潮流計算；潮流計算的工程應用自學4實驗1:電力系統運行方式及潮流分析實驗輻射形網絡的潮流計算

4、；不向運行方式下潮流分布的比較分析掌握25電力系統啟功功率平衡和頻率調整頻率調整的必要性，有功功率平衡及其對系統頻率的影響，電力系統負荷的變化規律以及相應的頻率調整手段了解4電力系統中負荷、同步發電機的有功功率頻率靜態特性理解電力系統的一次調頻和二次調頻的原理理解電力系統的調頻計算自學6電力系統無功功率平衡及電壓調整電力系統無功功率負荷、無功功率損耗和無功功率電源的基本特性了解6電力系統無功功率平衡的基本概念理解電力系統中樞點電壓的三種調整方式，四種調壓措施及其調壓計算掌握各種調壓措施的合理應用；配電網的無功優化和電壓管理自學7電力系統短路的基本概念及三相短路的實用計算方法短路的基本概念理解6

5、r電力網絡化簡的基本方法掌握無限大容量電源供電系統三相短路的暫態過程分析理解電力系統三相短路的實用計算方法掌握通過短路計算選擇變電所的設備自學8對稱分量法及電力系統元件各序參數和等值電路對稱分量法的原理理解6應用對稱分量法進行不對稱短路計算的分析方法掌握r序阻抗的基本概念了解電力系統各兀件的各序參數和等值電路掌握電力系統正序、負序和零序網絡的制定掌握不同接法和結構的變壓器的正、負、零序等值電路的特點和參數測定自學9電力系統/、對稱故障的分析和計算利用各序故障端口的電壓平衡方程式和簡單不對稱短路的邊界條件，進行簡單不對稱短路分析計算的原理和方法掌握6各種簡單不對稱短路的復合序網法和正序掌握序號知

6、識單兀（章節）知識點要求推薦學時等效定則非故障處電壓電流的計算了解非全相斷線的分析計算方法了解對稱分量經變壓器后的相位變換自學10實驗2:電力系統橫向故障分析實驗；各種短路電流實驗，觀察比較各種短路時的三相電流、三相電壓；歸納總結各種短路的特點；仿真運算與手動運算的比較分析掌握211電力系統運行穩定性的基本概念電力系統運行穩定性的分類，理解功角穩定、靜態穩定、暫態穩定、電壓穩定、頻率穩定的基本概念了解4同步發電機轉子運動方程了解電力系統的電磁功率特性的計算掌握檢索和分析美加“8.14大停電的過程和原因自學12電力系統的靜態穩定性小擾動分析法分析簡單電力系統靜態穩定理解2簡單電力系統的靜態穩定判

7、據和靜態穩定儲備系數的計算掌握r自動勵磁調節器對靜態穩定的影響了解復雜電力系統靜態穩定的判別方法了解特高壓輸電的原理與關鍵技術自學提高系統靜態穩定性的措施自學13電力系統的暫態穩定性簡單電力系統暫態穩定的定性分析方法理解4用等面積定則判斷電力系統暫態穩定性的方法掌握極限切除角的定義和計算掌握提高電力系統暫態穩定性的措施了解電力系統運行三道防線”的內涵、手段、優缺點自學自愈式智能電網的發展現狀自學14實驗3:電力系統暫態穩定分析實驗電力系統暫態失穩實驗；故障類型和故障切除時間對電力系統暫態穩定的影響實驗；提高電力系統暫態穩定性實驗掌握215電力系統的電壓穩定性電力系統電壓穩定的概念理解2r電壓穩

8、定的定性分析方法了解電壓穩定的判據掌握電壓穩定極限和儲備系數的計算掌握16專題研究選擇教師推薦的專題之一開展研究，完成研究型教學的小論文和發表的PPT,論文要求4000-5000字課堂討論2四、課程教學安排本課程的教學環節包括：課堂講授、課外作業、課外自學、實驗、專題研究、期中考試和期末考試等。通過這些教學環節，培養和激發學生學習電力系統的興趣，增強學生提出問題、分析問題和解決問題的能力。（1） 課堂講授教學方法：全面推進雙語教學，采用英文多媒體課件，中文講授；采用啟發式教學，對教材內容和本學科的發展方向要講清，鼓勵自學，充分調動學生學習的主動性，擴大學生的知識面。課堂講授包括統一講授內容和個

9、性化講授內容。統一講授內容：著重講授基本概念、基本原理和分析方法，配以適量的思考題，啟迪學生的思維，加深學生對講授內容的理解，同時引導學生正確思維。采用多媒體與黑板相結合的手段進行教學，既重“量”又重“質”，即：既要注重內容的廣泛性，又要突出重點。講課方式上注重幾個環節：1 問題的引入環節，盡可能以實際問題為切入點，以激發學生的學習興趣；2問題的講解環節，要注意講解的節奏，使學生保持興奮；3適當提問，了解學生對知識的掌握情況；4結論的歸納總結環節：要注意簡明扼要，使學生很容易抓住重點。5個性化講授內容：給各位教師留下一點自由發揮空間，展示自己的個性和特長，同時也有利于動態優化教學內容。這方面內

10、容不列入考試范圍，留出的時間可以集中使用也可以分散使用。教學手段：雙語多媒體課件。（2） 課外作業根據每一章的重點和難點內容安排作業，鞏固在課堂中所學習的內容，題目類型可以是：思考題、簡答題、分析題等各種類型。各章的課外作業見（三）課堂教學內容和安排。（3） 課外自學根據每一章講述的基礎知識和重點內容，引導和要求學生針對一個與本章基礎知識相關的工程實際問題或研究熱點問題，查找資料，進行自學，學習筆記和心得可以隨課外作業一同上交，也可以結合本課程的研究性專題環節，撰寫小論文。各章的自學內容安排，詳見“教學內容和要求”，如第3章的“潮流的計算機算法”、第9章的“美加814大停電的過程和原因”、第1

11、0章的“特高壓輸電”、第11章的“電力系統三道防線與自愈式智能電網的發展”、和第12章的“柔性交流輸電”等內容。課外自學的內容是本課程教學的有機組成部分，它不但可以使同學們加深對課堂講述的基礎知識和重點內容的理解和應用，而且可以擴大專業知識面，彌補課堂教學的不足，激發學生自發和主動學習本課程的興趣和積極性。（4） 實驗通過相關的實驗，加深對電力系統穩態潮流、短路計算和電力系統暫態穩定理解，培養學生的實際動手能力，分析問題和解決問題的能力。實驗內容：詳見“教學內容和要求”中的實驗部分。實驗手段：電氣實驗中心的DDRTS電力系統數字仿真系統（5） 專題研究在老師的引導下，35名學生組成一個研究小組

12、，運用所學知識和分析方法，通過查閱科技文獻和計算分析，對感興趣的電力系統專題進行研究，加深和拓寬對電力系統基礎知識的理解，提交小論文和供論文發表的PPT，論文字數要求在4000字以上。部分優秀論文在課堂上利用PPT發表，并引導學生進行深入的討論。專題研究的目的在于激發學生學習電力系統的興趣，培養學生分析問題、總結歸納和論文發表的能力。專題研究的選題可以從以下題目中選取：1配電網的無功優化與電壓管理：內容：利用DDRTS系統搭建一個簡單的配電網，通過各種調壓手段優化配網的運行，使系統的網損最小，電壓滿足電能質量的要求；與課堂教學的聯系：鞏固第5章“無功調壓”的內容，加深對無功、電壓的理解。2輸電

13、線路繼電保護的自適應整定：內容：利用DDRTS系統，對一個包含微電網的簡單電力系統在不同地點、發生不同類型的短路進行計算，考慮微電網的加入對電力系統的影響，自適應的整定線路保護的整定值，以滿足系統在不同運行方式下的需要；與課堂教學的聯系：鞏固第8章“短路計算”的內容，加深對短路和繼電保護的理解。3.單機無窮大系統發電機組PSS參數計算：內容：利用所學的電力系統靜態穩定的基本概念和極點配置的原理，針對一個簡單的單機無窮大系統，設計發電機組的PSS（電力系統穩定器）的參數，并通過仿真驗證PSS在抑制電力系統低頻振蕩方面的作用。與課堂教學的聯系：鞏固第10章“靜態穩定”的內容，加深PSS抑制低頻振蕩

14、，通過系統靜態穩定性的理解。根據電力系統的發展和當前的研究熱點問題，可以不斷擴大專題研究的選題。五、課程的考核采用平時作業、實驗報告、專題研究報告、期中隨堂考試、和期末閉卷考試相結合的方式。總成績評定：作業占20，實驗報告占10，專題研究占5，期中考試5，期末閉卷考試的試卷成績占60%。并規定：期末考試卷面成績60分以上者，考慮平時成績的折算；60分以下者，不考慮平時成績的折算，以期末考試成績作為該課程的最終成績。六、本課程與其它課程的聯系與分工本課程的先修課為“電路”、“電機學”、“現代控制理論”等。本課程是電力系統及其自動化專業方向的核心課程，是進一步學習電力系統及其自動化專業方向其他后續課程的基礎。該專業方向的后續課程有：電力系統繼電保護，發電廠電氣部分，電力經濟與管理，高電壓技術，電力系統課程設計，電力負荷管理與預測等。七、建議教材及教學參考書教材：1 吳俊勇.夏明超等.電力系統分析.第1版.北京.清華大學出版社.2012.