《電力系統分析》教學大綱

課程編號：013310175

課程名稱：電力系統分析英文名稱:PowerSystemAnalysis

學分/學時：5.5/86課程性質：必修

適用專業：電氣工程及其自動化建議開設學期：5、6

先修課程：電路原理開課單位：電氣工程學院

高等數學

電機學

一、課程簡介

《電力系統分析》課程是電氣工程及其自動化學科的專業必修課，同時也是電力相關專業

的主要專業課程。課程主要介紹了電力系統的構成和基本原理、電力系統中各元件參數的計算

方法、電網的潮流計算方法、短路計算方法、系統電壓調節和頻率調節方法以及系統運行的穩

定性分析等內容，本課程具有很強的基礎理論，又具有較興的工程實踐性，理論與實踐結合密

切。該課程對培養學生綜合分析能力、了解掌握電力專業的學科前沿的動態以及對電力相關專

業課程的進一步學習起著非常重要的作用。

二、課程目標與畢業要求

電力系統分析課程是一門專業技術基礎課，它不僅是電氣工程及其自動化專業的一門專業

基礎課程，同時又是一門專業性很強的專業課程，具有二重性的特點。通過本課程的學習，使

學生掌握現代電力系統的基本知識和概念，培養學生分析和解決實際電力系統基本問題的能力,

掌握基本的專業技能。

課程目標與畢業要求如下：

1.能夠掌握電力系統的基本構成、運行原理、要求，能運用所學的數學、電路、電磁場、

電機學、自動控制原理等知識分析電力系統復雜工程問題。（支撐畢業要求1.3）

2.能夠對電力系統潮流計算進行準確的描述，并建立數學模型，利用牛頓拉夫遜法等方法

進行求解。（支撐畢業要求2.2）

3.能夠運用等耗量微增率準則和等網損微增率準則分別解決有功功率及無功功率負荷分配

問題；能夠掌握電力系統有功功率與無功功率平衡原理。（支撐畢業要求2.2）

4.能夠建立故障分析的數學模型并利用運算曲線法及對稱分量法對電力系統故障分別對對

稱故障及不對稱故障進行計算分析。（支撐畢業要求2.2）

5.能夠準確描述電力系統穩定性問題，并通過小干擾法及等面積定則分別判斷簡單電力系

統靜態穩定性及暫態穩定性，（支撐畢業要求2.2）

6.能夠掌握電力系統調壓、調頻的基本措施，比較各措施的優缺點，能夠針對具體調壓、

調頻要求提供調整控制措施，并通過計算分析進行校驗。（支撐畢業要求3.2）

7.能夠掌握提高電力系統靜態穩定性和暫態穩定性的各種手段及其優缺點，能夠針對提高

穩定性的需求提供調整控制措施，并通過計算分析進行校臉。（支撐畢業要求3.2）

8.能夠編程或者使用商業化軟件搭建簡單電力系統模型，對三相短路故障進行計算，并利

用所學故障分析知識了解故障對電力系統的影響。（支撐畢業要求5.2）

課程目標與畢業要求的關系矩陣。

求指標點

1.32.23.25.2

課程目標

目標1H

目標2H

目標3H

目標4H

目標5H

目標6M

目標7M

目標9L

三、課程具體內容及基本要求

（一）電力系統的基本概念

1.基本內容

1）電力系統的組成和電能生產過程

2）電力系統運行的特點和基本要求、電力系統的接線方式和電壓等級

3）負荷的變化規律

2.基本要求

1）了解電力系統的組成、掌握電力系統運行的基本要求、電力系統的接線方式和電壓等級、

中性點運行方式

3.重點、難點

1）電力系統運行的特點和基本要求、電力系統接線方式和電壓等級

（二）電力系統各元件特性及等值電路

1.基本內容

1）變壓器、電力線路的等值電路及其參數求解

2）電力系統等值電路干算

2.基本要求

1）掌握組成電力系統各元件的建模和系統建模方法

3.重點、難點

1）輸電線路參數的計算方法和等值電路

2）變壓器等值電路

3）標么值的計算方法

（三）簡單電力網絡穩態運行分析和計算

1.基本內容

1）輸電線路、變壓器電壓降落和功率損耗計算方法

2）環形網絡潮流計算方法

3）電力系統潮流調控的基本原理

2.基本要求

1）掌握簡單網絡潮流片算的分析方法

2）掌握輸電網潮流的分布特性

3.重點、難點

1）簡單輻射網潮流計算的方法

2）輸電網有功功率與兩端電壓相位差及無功功率與電壓損耗之間存在密切關系的原理

3）簡單環網、兩端供電網和復雜網絡中功率分布和電壓分布的近似計算方式

（四）電力系統潮流的計算機算法

L基本內容

1）網絡方程、功率方程的建立

2）非線性代數方程組的迭代解法

3）利用牛頓-拉夫遜法求解潮流方程的基本原理

4）PQ分解法潮流計算的基本原理

2.基本要求

1）掌握節點導納矩陣、阻抗矩陣的物理意義及形成方法

2）掌握牛頓-拉夫遜法潮流計算的基本原理

3）掌握PQ分解法潮流計算的基本原理

3.重點、難點

1）功率方程的生成

2）牛頓-拉夫遜法修正方程式的生成

3）PQ分解法的理論基礎

（五）電力系統有功功率與頻率的調整

1.基本內容

1）電力系統有功負荷最有分配原則

2）一次調頻、二次調頻

2.基本要求

1）掌握電力系統有功頻率調整的基本原理

3.重點、難點

1）電力有功平衡的機理

2.基本要求

1）掌握短路點和線路短路電流、節點電壓的計算方法

3.重點、難點

1）利用戴維南定理進行三相短路的實用計算方法

2）應用運算曲線的基本步驟

（十）對稱分量法及電力系統元件的各序參數和等值電路

1.基本內容

1）對稱分量法

2）采用對稱分量法進行不對稱故障電流計算的原理

3）零序網路生成

2.基本要求

1）掌握采用對稱分量法求解不對稱故障電流的原理

2）掌握零序網絡的生成方法

3.重點、難點

1）對稱分量法的基本原理

2）各元件負序和零序參數的計算原理和方法以及序網的形成方法

（十一）不對稱故障的分析計算

1.基本內容

1）各種不對稱故障電流計算、復合序網生成、電流電壓相量圖

2）非故障點處電流電壓計算

2.基本要求

1）掌握各種不對稱故障下短路點電流電壓的計算方法

2）掌握非故障點處電壓、電流計算方法

3.重點、難點

1）復雜電力系統簡單不對稱短路時短路點和非短路點電流、電壓的計算原理和方法

2）各序分量經變壓器的相位移及電壓、電流相量圖的繪制

（十二）電力系統穩定性問題及元件機電特性

1.基本內容

1）電力系統穩定性定義及分類

2）同步發電機轉子運動方程生成

3）同步發電機電磁功率方程生成

2.基本要求

1）掌握靜態穩定與暫杰穩定的區別

2）掌握轉子運動方程的物理原理

3）掌握電磁功率方程的生成原理

3.重點、難點

1）轉子運動方程的物理概念

（十三）電力系統靜態穩定

1.基本內容

1）簡單電力系統靜態穩定性分析方法

2）小干擾法靜態穩定性分析

3）提高靜態穩定性的措施

2.基本要求

1）掌握電力系統靜態穩定分析方法

3.重點、難點

1）掌握小干擾法的基本原理

2）掌握提高靜態穩定性的基本原理

（十四）電力系統暫杰穩定性

1.基本內容

1）簡單電力系統暫態穩定性分析方法

2）提高暫態穩定性的措施

2.基本要求

1）掌握電力系統暫態穩定分析方法

3.重點、難點

1）等面積法則的基本原理

2）提高暫態穩定性的基本原理

四、教學安排及教學方式

總學時86學時，第5學期50學時，第六學期36學時。

課程目標/畢

序號課程內容學時教學方式

業指標點

1電力系統的基本概念1(1)/1.34講授

2電力系統元件參數和等值電路1(1)/2.26講授

3簡單電力網絡穩態運行分析和計算2(1)/2.210講授

4電力系統潮流的計算機算法2(1)12.28講授

3(2)/2.2

5電力系統的有功功率和頻率調整6講授

6(2)/3.2

3(2)/2,2

電力系統的無功功率和電壓調整4講授

66(2)/3.2

7電力系統故障分析的基本知識1(1)/1.32講授

8同步發電機突然三相短路分析4(2)/3.212講授

9電力系統三相短路的實用計算4(1)/2.22講授

10電力系統三相短路的計算機計算8(1)/5.22實踐

11對稱分量法及電力系統元件的各序參數和等值電路4(1)/2.25講授

12不對稱故障的分析計算4(1)/2.27講授

13電力系統穩定性問題概述和各元件機電特性1(2)/1.34講授

5(2)/2.2

14電力系統靜態穩定7講授

7(2)/3.2

5(2)/2.2

15電力系統暫態穩定7講授

7(2)/3.2

五、考核評價方式及標準

1.考核評價方式及成績評定

電力系統分析為兩個學期課程，每個學期成績單獨給出。

（1）考核評價方式及成績評定（第5學期）

最終成績由平時作業成績、專題報告成績和期末考試成績等組合而成，各部分所占比例如

下。

1）線上與平時作業：15%。主要考核對課程知識點的復習、理解和掌握程度。

2）專題報告成績：5%,針對指定問題撰寫的專題報告的評分。

3）期末考試成績：80%,主要考核對電力系統分析理論的理解程度及其用于解決問題能力

的高低，書面考試形式，主要題型為：填空題、選擇題、簡答題、計算題和綜合題等。

課程目標達成考核與評價方式及成績評定對照表

考核評價方式及成績比例（%）成績比例

課程目標畢業要求指標點

線上作業專題考試（%）

目標11.33——1114

目標22.26—3238

目標42.26——3743

目標85.2——5——5

合計15580100

（2）考核評價方式及成績評定（第6學期）

最終成績由平時成績和期末考試成績組合而成，各部分所占比例如下。

1）線上作業：15機主要考核對課程知識點的復習、理解和掌握程度。

2）期末考試成績：85%,主要考核對電力系統分析理論的理解程度及其用于解決問題能力

的高低，書面考試形式，主要題型為：選擇題、簡答題、計算題和綜合題等。

課程目標達成考核與評價方式及成績評定對照表

畢業要求指考核評價方式及成績比例（%）

課程目標成績比例《）

標點線上作業考試

目標11.321012

目標32.231013

目標42.221()12

目標52.232629

目標63.222022

目標73.23912

合計1585100

2、考核與評價標準

1）線上作業考核與評價標準

線上作業題目包括單項選擇題、判斷題和簡答題。具體由線上作業系統根據答題情況給出

成2責O

線上作業考核與評價標準（第5學期）

評價為六準成績

基本要求優秀良好合格不合格比例

（）

(90-100)(80-89)(60-79)0-59（%）

疑

按時

業

,.按時交作業；按時交作不能按時交

概

課程目標念

1基

正

本基本概念正業；基本概作業；有抄

理

論20

清

（支撐畢業要求1.3）確

‘確，理論比較念基本正襲現象；或

結

論

準

晰

‘清晰，結論正確，結論正者概念不清

娛

邏

課程目標2%輯

；確率達到確率達到楚、論述不

層

次

分

清

楚40

（支撐畢業要求2.2）清楚。

語論述邏論述邏

規

言70%；60%：

明

’輯比較清楚，輯比較清

課程目標4嬴

語言規范。楚，語言比

（支撐畢業要求2.2）較規范。40

線上作業考核與評價標準（第6學期）

評價標準成績

基本要求優秀良好合格不合格比例

（）

(90-100)(80-89)(60-79)0-59（%）

時

交作

按時交作業；按按時交作業；不能按時交

概

課程目標必

1」

基本概念正；基本概念基本作業；有抄

理

念13

（支撐畢業要求1.3）確，理論清正,正確，結論正襲現象；或

論

比較

晰，結論準清確率達到者概念不清

也

正

晰

課程目標3”

達

確；論述邏輯到論述邏楚、論述不

確60%；

率20

一

（支撐畢業要求2.2）清楚，層次分一輯比較清楚，清楚。

明，話言規70%；論述邏語言比較規

課程目標4

范。輯比較清范。

13

（支撐畢業要求2.2）楚，語言規

^己O

課程目標5

20

（支撐畢業要求2.2）

課程目標6

14

（支撐畢業要求2.2）

課程目標7

20

（支撐畢業要求2.2）

2）專題考核及評價標準（第5學期）

評價標準成績比

基本要求優秀良好合格不合格例

(90-100)(80-89)(60-79)（0-59）（%）

正確選擇課程所正確選擇課程正確選擇課程不能正確選擇課

涉專業知識，對所涉專業知所涉專業知程所涉專業知

電力系統工程實識，對電力系識，對電力系識，對電力系統

際問題恰當描統工程實際問統工程實際問工程實際問題恰

述，應用所學理題恰當描述，題加以描述，當描述，或不能

課程目標9論進行分析，得應用所學理論應用所學理論應用所學理論進

（支撐畢到正確的結論，進行分析，得進行分析，得行分析，得到正

100

業要求并能將結論有所到正確的結到正確的結確的結論。

5.2)推廣。論。論。報告邏輯不合

報告能夠以邏輯報告邏輯較為報告邏輯基本理，或條理不清

合理、條理清晰合理、條理較合理、條理基晰，或報告不符

的文字把所研究為清晰，語言本清晰，語言合規范。

問題進行表達，和書寫基本規和書寫基本規

并符合規范。范。范。

3）試卷考試考核與評價標準

試卷考試考核與評價標準表（第5學期）

評價標準成績

基本要求優秀良好合格不合格比例

(90-100)(80-89)(50-79)(0-59)(%)

掌握電力系統清楚電力系統基本掌握電力不了解電力系

結構、運行要結構、運行要系統結構、運統結構、運行

課程目標1

求；掌握電力求；清楚電力行要求；基本要求；不了解

(1)

系統接線方系統接線方掌握電力系統電力系統接線14

支撐畢業要

式、電壓等級式、電壓等級接線方式、電方式、電壓等

求1.3設置；掌握電設置；清楚電壓等級設置；級設置；不了

力系統元件莫力系統元件建基本掌握電力解電力系統元

模及系統建模模及系統建模系統元件建模件建模及系統

方法。方法。及系統建模方建模方法。

法。

掌握簡單電力清楚簡單電力基本掌握簡單不了解簡單電

系統潮流計算系統潮流計算電力系統潮流力系統潮流計

基本原理、計基本原理、計計算基本原算基本原理、

算機潮流計算算機潮流計算理、計算機潮計算機潮流計

課程目標2

原埋；能夠正原埋；能夠分流計算原埋；算原埋；不了

(1)

確分析比對電析比對電力系基本能夠了解解電力系統潮40

支撐畢業要

力系統潮流調統潮流調整各電力系統潮流流調整各種方

求2.2

整各種方法的種方法的優缺調整各種方法法的優缺點。

優缺點。點。的優缺點。

掌握電力系統清楚電力系統基本掌握電力不了解電力系

課程目標4中性點按地方中性點按地方系統中性點接統中性點接地

(1)式選擇，掌握式選擇，清楚地方式選擇，方式選擇，不

46

支撐畢業要對稱、不對稱對稱、不對稱基本掌握對了解對稱、不

求2.2故障計算原故障計算原稱、不對稱故對稱故障計算

理。理。障計算原理。原理。

試卷考試考核與評價標準表(第6學期)

評價標準成績

優秀良好合格不合格比例

(90-100)(80-89)(G0-79)(0-59)(%)

掌握同步發電機清楚同步發電機基本了解同步發不了解同步發

轉子運動方程、轉子運動方程、電機轉子運動方電機轉子運動

電磁功率方程及電磁功率方程及程、電磁功率方方程、電磁功

課程目標1

電力系統穩定性

(2)電力系統穩定性程及電力系統穩率方程及電力1o

支撐畢業要定義和分類。定義和分類。定性定義和分系統穩定性定

求1.3

類。義和分類。

掌握利用等耗量清楚利用等耗量基本了解利用等不了解利用等

課程目標3微增率準則進行微增率準則進行耗量微增率準則耗量微增率準

(2)電力系統分析有電力系統分析有進行電力系統分則進行電力系

12

支撐畢業要功功率經濟分配功功率經濟分配析有功功率經濟統分析有功功

求2.2的原理；掌握有的原理；清楚有分配的原理；基率經濟分配的

功功率平衡的原功功率平衡的原本了解有功功率原理；不了解

理。理。平衡的原理。有功功率平衡

掌握運用等網損清楚運用等網損基本了解運用等的原理。

微增率準則解決微增率準則解決網損微增率準則不了解等網損

無功功率負荷分無功功率負荷分解決無功功率負微增率準則解

配問題；能夠掌配問題；清楚無荷分配問題；基決無功功率負

握無功功率平衡功功率平衡原本了解無功功率荷分配問題；

原理。理。平衡原理。不了解無功功

率平衡原理。

能夠從數學、電能夠了解從數基本能夠從數不能夠從數

課程目標4路和物理三個角學、電路和物理學、電路和物理學、電路和物

(2)度分析同步發電三個角度分析同三個角度分析同理三個角度分

1o

畢業要求機突然三相短路步發電機突然三步發電機突然三析同步發電機

2.2動態過程；相短路動態過程相短路動態過突然三相短路

的方法；程；動態過程；

課程目標5掌握電力系統靜清楚電力系統靜基本了解電力系不了解電力系

(2)態穩定、暫態穩態穩定、暫態穩統靜態穩定、暫統靜態穩定、

30

畢業要求定分析方法。定分析方法。態穩定分析方暫態穩定分析

2.2法。方法。

掌握一次、二次清楚一次、二次基本了解一次、不了解一次、

調頻及聯合系統調頻及聯合系統二次調頻及聯合二次調頻及聯

調頻的基本原調頻的基本原系統調頻的基本合系統調頻的

課程目標6理；能夠正確比理；清楚各種無原理；基本了解基本原理；不

(2)對各種無功電壓功電壓調整措施各種無功電壓調了解各種無功