《电力系统分析》课程教学大纲

《电力系统分析》课程教学大纲课程名称：电力系统分析总学时：48学时适用专业：电气工程及其自动化专业先修课程：高等数学、电路原理第1章电力系统概述（4学时）1.1、电能与系统；1.2、发电厂：电能生产；1.3、电力网：电能输送与分配；1.4、交流电路的功率和复功率；1.5、电力系统负荷：电能使用和消耗；1.6*、电力工业发展史。基本要求：掌握电力系统的概念掌握电力系统的组成和功能掌握交流电路的功率和复功率的计算了解电力系统工业发展史第2章电力系统稳态模型（6学时）2.1、稳态建模总体思路2.2、电力线路模型：1）电力线路结构和电磁现象；2）架空线路等值参数；3）电力线路等值电路；2.3、电力变压器模型：1）变压器及其等值电路；2）变压器等值参数；3）变压器∏型等值电路；2.4、电力负荷模型；2.5、电力系统等值电路与标么制。基本要求：掌握电力线路结构及等值模型掌握变压器的等值模型和参数计算掌握电力负荷等值模型掌握电力系统等值电路及标幺制计算第3章电力系统潮流分析（8学时）3.1、简单电力系统潮流的分析：1）潮流基本概念；2）网络元件电压降落计算；3）网络元件功率损耗的计算；4）开式网潮流的人工计算；5）闭式网潮流的人工计算；3.2、网络矩阵和功率方程：1）网络方程；2）节点导纳矩阵；3）节点阻抗矩阵；4）功率方程；3.3、复杂电力系统潮流的计算机算法：1）潮流方程；2）潮流计算机解法的发展史；4）潮流计算的Newton－Raphson法；5）潮流计算的PQ分解法；基本要求：掌握潮流的概念和简单电力系统潮流的人工计算掌握网络矩阵和功率方程掌握复杂电力系统潮流的计算机算法第4章电力系统稳态运行和控制（6学时）4.1、无功功率与电压控制：1）电力系统的电压偏移；2）无功平衡与电压关系；3）电力系统的无功电源；4）现代大电网电压控制的基本原理；4.2、有功功率与频率控制：1）电力系统的频率偏移2）有功平衡与频率关系；3）现代大电网频率控制的基本原理；4.3、经济运行与控制：1）电力系统经济运行的基本概念；2）各类电厂间负荷的合理分配；3）经济调度的数学模型；4）等微增率准则；5）电力市场环境下的经济调度；

基本要求：掌握无功功率的概念与电压控制的原理掌握有功功率的概念与频率控制的原理掌握经济运行的概念和经济调度的计算第5章电力系统暂态分析概论(2学时)5.1、电力系统暂态分析与稳态分析；5.2、电力系统暂态分析计算的目的；5.3、电力系统暂态分析计算的方法。基本要求：掌握暂态分析计算的目的与方法第6章同步发电机数学模型及机端三相短路分析（6学时）6.1、无穷大系统突然短路过程分析；6.2、同步发电机的数学模型：1）理想电机；2）理想电机的电压方程与磁链方程；3）定子、转子绕组自感与互感分析；4）同步发电机的数学模型；6.3、同步发电机的派克方程：1）同步发电机abc绕组方程的特点及难点；2）派克变换及其几何意义；3）同步发电机的派克方程；4）同步发电机标幺值派克方程；5）同步发电机转子运动方程；6.4、同步发电机机端三相短路的计算机计算：1）状态微分方程的数值解法；2）同步发电机机端三相短路的接口条件；3）基于abc绕组同步电机方程的三相短路计算；4）基于有名值派克方程的三相短路计算；5）基于标幺值派克方程的三相短路计算；6.5、同步发电机三相短路分析及发电机的暂态参数：1）同步发电机机端三相短路电流变化的过程与特点；2）超暂态过程及超暂态参数；3）暂态过程及暂态参数；4）三相短路电流的解析表达式及发电机的等值电路。基本要求：了解无穷大系统突然短路过程掌握同步发电机的数学模型掌握同步发电机的派克方程掌握同步发电机机端三相短路的计算掌握同步发电机三相短路分析及发电机的暂态参数第7章电力系统故障分析与计算（6学时）7.1、电力系统对称故障的计算：1）电力系统故障分析的假设；2）短路容量与冲击电流；3）电力系统对称故障计算的一般方法；7.2、电力系统不对称故障的分析方法及对称分量法：1）电力系统不对称故障后的特点分析；2）对称分量法；3）电力系统各元件的序等值电路；4）电力系统不对称故障求解的一般方法；7.3、简单电力系统的不对称故障的计算；7.4、复杂电力系统的不对称故障的计算；7.5*、电力系统故障计算的计算机方法。基本要求：掌握电力系统对称故障计算掌握电力系统不对称故障的分析方法及对称分量法掌握电力系统不对称故障的计算第8章电力系统稳定分析与继电保护基础（8学时）8.1、稳定性问题的基本概念：1）稳定的基本概念；2）电力系统稳定性的数学描述；3）电力系统稳定分析的分类；8.2、电力系统静态稳定性及基本分析方法：1）静态稳定的基本概念；2）单机无穷大系统静态稳定物理分析；3）单机无穷大系统静态稳定数学分析；4）静态稳定判据及提高静态稳定的措施；8.3、电力系统暂态稳定性及基本分析方法：1）暂态稳定的基本概念；2）单机无穷大系统故障后的过程；3）等面积定则；4）提高暂态稳定的措施；8.4、电力系统继电保护基础：1）继电保护的基本概念；2）单侧电源电网相间短路三段式过流保护。基本要求：掌握电力系统稳定的稳定掌握电力系统静态稳定性及基本分析方法掌握电力系统暂态稳定性及基本分析方法掌握电力系统继电保护的基本概念和简单计算《电力系统分析》课程实验大纲：与《电力系统分析》理论课相配套，共32学时：每5位学生组成一组，集中2~3天时间，协作完成以下系列实验，然后撰写实验报告：实验一电力系统的数字化建模和组态实验二实际物理模拟系统的连接实验三发电机正常操作实验四电力系统潮流实验五电力系统静态稳定实验六电力系统不对称运行实验七电力系统暂态稳定实验八负荷投切实验九发电机失磁实验十发电机V形曲线实验十一同步发电机的安全运行极限实验十二大电网数字仿真教学参考书：1.孙宏斌、姜齐荣等，《电力系统分析》,清华大学讲义,2006年3.何仰赞等，《电力系统分析》(第2版),华中理工大学出版社,2002年4.韩祯祥，《电力系统分析》(第2版),浙江大学出版社,1997年5.王锡凡等，《现代电力系统分析》,科学出版社,2003年6.周荣光，《电力系统故障分析》，清华大学出版社，1999年7.王维俭，《电力系统继电保护基本原理》，清华大学出版社，1996年8.闵勇等，《电力系统稳定》，清华大学讲义，1998年9.W.D.Stevenson.ElementsofPowerSystemAnalysis,