电力系统分析基础教案

1、精选优质文档-倾情为你奉上电力系统分析基础（双语） Fundamentals of Power System Analysis课程编号总学时64总学分4先修课程电路理论电机学工程电磁场适合专业电气工程及其自动化所属院系部电气与电子工程学院所属教研室电力系统教研室目录§第 1 讲 Chapter 1 Introduction1§第 2 讲 Chapter 1 Introduction2§第 3 讲 Chapter 1 Introduction3§第 4 讲 Chapter 2 Fundamentals4§第 5 讲 Chapter 2 Funda

2、mentals5§第 6 讲 Chapter 2 Fundamentals6§第 7 讲 Chapter 3 Power Transformers7§第 8 讲 Chapter 3 Power Transformers8§第 9 讲 Chapter 3 Power Transformers9§第 10 讲 Chapter 3 Power Transformers10§第 11 讲 Chapter 3 Power Transformers11§第 12 讲 Chapter 4 Transmission Line Paramet

3、ers12§第 13 讲 Chapter 5 Transmission Line: Steady-State Operation13§第 14 讲 Chapter 5 Transmission Line: Steady-State Operation14§第 15 讲 Chapter 5 Transmission Line: Steady-State Operation15§第 16 讲 Chapter 5 Transmission Line: Steady-State Operation16§第 17 讲 Chapter 5 Transmis

4、sion Line: Steady-State Operation17§第 18 讲 Chapter 5 Transmission Line: Steady-State Operation18§第 19 讲 Chapter 6 Power Flows19§第 20 讲 Chapter 6 Power Flows20教案执笔：艾欣 刘诗圣教案审核：制定日期：2006-8-5专心-专注-专业§第 1 讲 Chapter 1 Introduction一、 教学目标介绍电力系统形成和发展的历史；介绍电力系统的现状和未来；介绍电力系统的基本结构、主要设备、运行特点

5、和基本要求等；介绍本课程的内容、基本要求等。二、 教学重点掌握电力系统的基本概念和学习方法。三、 教学难点适应双语教学。四、 教学内容和要点1、 电力系统的形成和发展简史2、 国内外电力系统的现状和未来的发展趋势3、 传统电能生成方式、新能源发电方式4、 基于SCADA/EMS的能量管理系统5、 基于PMU/WAMS的广域相量测量系统6、 各种输电方式：交流输电、直流输电、FACTS、多相输电、变频输电、超导输电等7、 电能生产过程中的能量转换形式8、 电力系统、电力网的基本结构和主要设备9、 电气接线图和地理接线图10、 电力系统的基本特点11、 对电力系统生产的基本要求12、 电能质量13

6、、 选择交流50(60)Hz的原因？五、 采用的教学方法和手段教学方法（如：讲述法、讨论法、实验法等）：讲述教学手段（如：挂图、模型、仪器、投影、幻灯等）：板书参考资料：清华大学精品课网站；华北电力大学精品课网站附件：教材；习题集；教学大纲；教学日历；学生名单；PW软件；ppt课件§第 2 讲 Chapter 1 Introduction六、 教学目标第一章的阅读和理解。七、 教学重点掌握电力系统的基本概念和学习方法。八、 教学难点适应双语教学。九、 教学内容和要点1 什么是“有备用结线”？什么是“无备用结线”？各有几种形式？2 我国电力系统中性点的运行方式是什么？3 什么是“消弧线

7、圈”？作用原理是什么？4 什么是线路的经济输送功率和输送距离？567十、 采用的教学方法和手段教学方法（如：讲述法、讨论法、实验法等）：讲述教学手段（如：挂图、模型、仪器、投影、幻灯等）：板书参考资料：清华大学精品课网站；华北电力大学精品课网站附件：教材；习题集；教学大纲；教学日历；学生名单；PW软件；ppt课件§第 3 讲 Chapter 1 Introduction十一、 教学目标第一章的阅读和理解。十二、 教学重点掌握电力系统的基本概念和学习方法。十三、 教学难点适应双语教学。十四、 教学内容和要点1 这是第3次课，2006年8月29日2 继续讲第一章，这是第一章的最后一次课。

8、3 发给学生一个意见本，及时了解学生对课程的意见。4 第4次课由刘诗圣教授主讲5十五、 采用的教学方法和手段教学方法（如：讲述法、讨论法、实验法等）：讲述教学手段（如：挂图、模型、仪器、投影、幻灯等）：板书参考资料：清华大学精品课网站；华北电力大学精品课网站附件：教材；习题集；教学大纲；教学日历；学生名单；PW软件；ppt课件§第 4 讲 Chapter 2 Fundamentals一、 教学目标Introduce the concept of phasor, instantaneous power in single-phase AC circuit, and complex po

9、wer二、 教学重点Understand the basic concepts and fundamentals of mathematics that are used to represent single-phase and three-phase AC circuits. 三、 教学难点适应双语教学。四、 教学内容和要点1. How to represent a steady state sinusoidal waveform?2. Phasor and its applications3. Instantaneous power and average power4. Power f

10、or different loads: resistive, capacitive, inductive, and general (RLC)5. Active and Reactive Power and their meanings6. Complex Power7. Definition of Power absorption(consumption) and production(generation)8. Power Factor and Power Factor Angle五、 采用的教学方法和手段教学方法（如：讲述法、讨论法、实验法等）：讲述教学手段（如：挂图、模型、仪器、投影、

11、幻灯等）：板书参考资料：清华大学精品课网站；华北电力大学精品课网站附件：教材；习题集；教学大纲；教学日历；学生名单；PW软件；ppt课件§第 5 讲 Chapter 2 Fundamentals一、 教学目标Introduce the concept of network equations and Balanced Three-Phase Circuits.二、 教学重点Understand how to build the admittance matrix. Familiarize with different voltage, current, and load defini

12、tion for balanced three-phase AC circuits.三、 教学难点适应双语教学。四、 教学内容和要点1. How to build an admittance matrix for a given system?2. Balanced Three-Phase System and its definition3. Line to line and line to neutral voltage4. Line current and line to line current5. Y-connected and Delta-connected load6. Equi

13、valent Line to neutral diagram五、 采用的教学方法和手段教学方法（如：讲述法、讨论法、实验法等）：讲述教学手段（如：挂图、模型、仪器、投影、幻灯等）：板书参考资料：清华大学精品课网站；华北电力大学精品课网站附件：教材；习题集；教学大纲；教学日历；学生名单；PW软件；ppt课件§第 6 讲 Chapter 2 Fundamentals一、 教学目标Introduce the concept of instantaneous and complex power for balanced three-phase Circuits.二、 教学重点Understa

14、nd and acquire the ability to analyze instantaneous and complex power for balanced three-phase generators, motors, and loads.三、 教学难点适应双语教学。四、 教学内容和要点1. Instantaneous power for balanced three-phase generators2. Instantaneous power for balanced three-phase motors and impedance loads3. Complex power fo

15、r balanced three-phase generators4. Complex power for balanced three-phase motors5. Complex power for balanced three-phase motors6. Complex power for balanced three-phase Y- and Delta-connected impedance load7. Advantage of balanced three-phase versus single-phase systems五、 采用的教学方法和手段教学方法（如：讲述法、讨论法、

16、实验法等）：讲述教学手段（如：挂图、模型、仪器、投影、幻灯等）：板书参考资料：清华大学精品课网站；华北电力大学精品课网站附件：教材；习题集；教学大纲；教学日历；学生名单；PW软件；ppt课件§第 7 讲 Chapter 3 Power Transformers一、 教学目标Introduce the concept of ideal transformer and Equivalent Circuit for Practical Transformer.二、 教学重点Understand the characteristics of ideal transformer and acq

17、uire the ability to understand, differentiate, and use the equivalent circuits of different form for practical transformer.三、 教学难点适应双语教学。四、 教学内容和要点1. The important attributes of ideal transformers2. Voltage, current, and power relationship between primary and secondary windings of ideal transformer3

18、. How to model non ideal aspects of practical transformers4. Different equivalent circuits for practical transformer, from the typical model to the simplest one5. How to derive equivalent circuit of practical transformer from short circuit and open circuit tests五、 采用的教学方法和手段教学方法（如：讲述法、讨论法、实验法等）：讲述教学

19、手段（如：挂图、模型、仪器、投影、幻灯等）：板书参考资料：清华大学精品课网站；华北电力大学精品课网站附件：教材；习题集；教学大纲；教学日历；学生名单；PW软件；ppt课件§第 8 讲 Chapter 3 Power Transformers一、 教学目标Introduce the concept of Per Unit System, its applications and examples.二、 教学重点Understand the Per Unit System and how to use the Per Unit System through various example

20、s.三、 教学难点适应双语教学。四、 教学内容和要点1. What is the Per Unit System?2. Why use the Per Unit System?3. How to select base values of the Per Unit System?4. How Per Unit System is used in the Analysis of Power System?5. Examples of the Per Unit System五、 采用的教学方法和手段教学方法（如：讲述法、讨论法、实验法等）：讲述教学手段（如：挂图、模型、仪器、投影、幻灯等）：板书参

21、考资料：清华大学精品课网站；华北电力大学精品课网站附件：教材；习题集；教学大纲；教学日历；学生名单；PW软件；ppt课件§第 9 讲 Chapter 3 Power Transformers一、 教学目标Introduce the concept of Three Phase Transformer connections, its possible phase shift, and Per Unit Equivalent Circuit for two winding transformer.二、 教学重点Understand how three phase transformer

22、s are connected, possible phase shift caused by Y/Delta transformer, and Per Unit Equivalent Circuit for three phase transformer.三、 教学难点适应双语教学。四、 教学内容和要点1. Different connection possibilities for three phase transformer2. Phase shift caused by Y/Delta three phase transformer3. The standard of labelin

23、g and connecting three phase transformer4. How to derive and use the Per Unit Equivalent Circuit for three phase transformer五、 采用的教学方法和手段教学方法（如：讲述法、讨论法、实验法等）：讲述教学手段（如：挂图、模型、仪器、投影、幻灯等）：板书参考资料：清华大学精品课网站；华北电力大学精品课网站附件：教材；习题集；教学大纲；教学日历；学生名单；PW软件；ppt课件§第 10 讲 Chapter 3 Power Transformers一、 教学目标Intro

24、duce the concept of Three Winding Transformers and Autotransformers.二、 教学重点Understand the basics of three winding transformer and autotransformer. Acquire the ability to develop the equivalent circuit for three winding transformer and know the applications of autotransformers三、 教学难点适应双语教学。四、 教学内容和要点

25、1. Why use three winding transformers?2. Tests that can yield equivalent circuit for three phase transformer.3. What is an autotransformer and its unique characteristics4. Applications of autotransformers五、 采用的教学方法和手段教学方法（如：讲述法、讨论法、实验法等）：讲述教学手段（如：挂图、模型、仪器、投影、幻灯等）：板书参考资料：清华大学精品课网站；华北电力大学精品课网站附件：教材；习题

26、集；教学大纲；教学日历；学生名单；PW软件；ppt课件§第 11 讲 Chapter 3 Power Transformers一、 教学目标Introduce the concept of Off Nominal Turn Ratio transformers and examples for transformers.二、 教学重点Understand the fundamentals of off nominal turn ratio transformers, their usage, and applications. Explain various examples for

27、 transformer applications.三、 教学难点适应双语教学。四、 教学内容和要点1. What is off nominal turn ratio transformer?2. Why use an off nominal turn ratio transformer?3. Equivalent circuit for off nominal turn ratio transformer4. Transformer examples五、 采用的教学方法和手段教学方法（如：讲述法、讨论法、实验法等）：讲述教学手段（如：挂图、模型、仪器、投影、幻灯等）：板书参考资料：清华大学精

28、品课网站；华北电力大学精品课网站附件：教材；习题集；教学大纲；教学日历；学生名单；PW软件；ppt课件§第 12 讲 Chapter 4 Transmission Line Parameters一、 教学目标Introduce the fundamentals of transmission line parameters: resistance, inductance, capacitance, their calculations and design considerations.二、 教学重点Understand transmission line circuit param

29、eters: resistance, inductance, and capacitance. How design affects these circuit parameters?三、 教学难点适应双语教学。四、 教学内容和要点1. Design consideration of transmission line2. Resistance of conductor used in transmission line3. Inductance calculation of transmission line with different designs4. capacitance calc

30、ulation of transmission line with different designs五、 采用的教学方法和手段教学方法（如：讲述法、讨论法、实验法等）：讲述教学手段（如：挂图、模型、仪器、投影、幻灯等）：板书参考资料：清华大学精品课网站；华北电力大学精品课网站附件：教材；习题集；教学大纲；教学日历；学生名单；PW软件；ppt课件§第 13 讲 Chapter 5 Transmission Line: Steady-State Operation一、 教学目标Introduce the ABCD network analytical method and differ

31、ential equations for transmission lines.二、 教学重点Acquire the ability to use ABCD network analytical method for analyzing transmission line and understand the governing differential equations for transmission lines.三、 教学难点适应双语教学。四、 教学内容和要点1. Steady State operation of transmission line2. ABCD network me

32、thod and its applications on transmission lines3. Medium and short line approximation4. Differential equations that governs the operation of transmission lines五、 采用的教学方法和手段教学方法（如：讲述法、讨论法、实验法等）：讲述教学手段（如：挂图、模型、仪器、投影、幻灯等）：板书参考资料：清华大学精品课网站；华北电力大学精品课网站附件：教材；习题集；教学大纲；教学日历；学生名单；PW软件；ppt课件§第 14 讲 Chapt

33、er 5 Transmission Line: Steady-State Operation一、 教学目标Introduce the equivalent circuit for transmission lines and lossless line representations and critical concepts associated with lossless lines.二、 教学重点Acquire the ability to use ABCD network analytical method for analyzing transmission line and und

34、erstand the governing differential equations for transmission lines.三、 教学难点适应双语教学。四、 教学内容和要点1. Difference between equivalent and nominal circuit for transmission lines2. When equivalent circuit can be used?3. Equivalent circuit for long transmission line4. Surge impedance, ABCD parameters, Equivalen

35、t circuit, wavelength, surge impedance loading, and voltage profile of lossless lines.五、 采用的教学方法和手段教学方法（如：讲述法、讨论法、实验法等）：讲述教学手段（如：挂图、模型、仪器、投影、幻灯等）：板书参考资料：清华大学精品课网站；华北电力大学精品课网站附件：教材；习题集；教学大纲；教学日历；学生名单；PW软件；ppt课件§第 15 讲 Chapter 5 Transmission Line: Steady-State Operation一、 教学目标Introduce the concep

36、t of the maximum power flow and Line Loadability of transmission lines.二、 教学重点Acquire the understanding of the maximum power flow through a transmission lines and their Line loadability characteristics.三、 教学难点适应双语教学。四、 教学内容和要点1. What is the maximum power flow through a transmission line?2. What is t

37、he line loadability?3. How design of transmission line is affected by the maximum power flow and line loadability?五、 采用的教学方法和手段教学方法（如：讲述法、讨论法、实验法等）：讲述教学手段（如：挂图、模型、仪器、投影、幻灯等）：板书参考资料：清华大学精品课网站；华北电力大学精品课网站附件：教材；习题集；教学大纲；教学日历；学生名单；PW软件；ppt课件§第 16 讲 Chapter 5 Transmission Line: Steady-State Operatio

38、n一、 教学目标Introduce the techniques of reactive compensation for transmission lines.二、 教学重点Acquire the understanding of the need for reactive compensation, different ways to implement it for transmission lines, and examples.三、 教学难点适应双语教学。四、 教学内容和要点1. Why we need to reactively compensate the transmissio

39、n line?2. How to use shunt reactive compensation to improve transmission line voltage regulation?3. How to use series capacitive compensation to increase transmission line loadability?五、 采用的教学方法和手段教学方法（如：讲述法、讨论法、实验法等）：讲述教学手段（如：挂图、模型、仪器、投影、幻灯等）：板书参考资料：清华大学精品课网站；华北电力大学精品课网站附件：教材；习题集；教学大纲；教学日历；学生名单；PW软

40、件；ppt课件§第 17 讲 Chapter 5 Transmission Line: Steady-State Operation六、 教学目标Introduce the techniques of reactive compensation for transmission lines.七、 教学重点Acquire the understanding of the need for reactive compensation, different ways to implement it for transmission lines, and examples.八、 教学难点适应

41、双语教学。九、 教学内容和要点5.5 Maximum Power Flow5.6 Line Loadability十、 采用的教学方法和手段教学方法（如：讲述法、讨论法、实验法等）：讲述教学手段（如：挂图、模型、仪器、投影、幻灯等）：板书参考资料：清华大学精品课网站；华北电力大学精品课网站附件：教材；习题集；教学大纲；教学日历；学生名单；PW软件；ppt课件§第 18 讲 Chapter 5 Transmission Line: Steady-State Operation十一、 教学目标Introduce the techniques of reactive compensation for transmission lines.十二、 教学重点Acquire the understanding of the need for reactive compensation, different ways to implement it for transmission lines, and examples.十三、 教学难点适应双语教学。十四