《电力系统仿真与分析》课程教学大纲

《电力系统仿真与分析》教学大纲一、课程基本信息课程名称电力系统仿真与分析PowerSystemSimulationandAnalysis课程编码CNE321121020开课院部新能源学院课程团队电力系统课程组学分2.0课内学时40讲授16实验24上机0实践0课外学时8适用专业电气工程及其自动化授课语言中文先修课程电力工程基础、电力系统分析课程简介（限选）本课程是电气工程及其自动化专业的一门选修课程，是电力系统相关理论与应用相结合，重在应用的课程。通过本课程的学习，使学生熟悉电力系统仿真相关知识，了解仿真软件MATLAB\Simulink和ETAP主要模块及功能特点，初步掌握上述软件在电力系统仿真中的应用，能够使用MATLAB/Simulink和ETAP仿真软件搭建实际电力系统中变压器、发电机、线路等元件的模型并进行参数设置，学会利用软件仿真技术对电力系统的潮流、短路、小电流接地、暂态稳定性和静态稳定性等问题进行分析，培养学生利用计算机进行工程技术辅助计算、设计、分析的能力，培养学生利用所学专业知识分析、解决工程问题的能力，为以后在相关领域的进行工作打下良好的基础。Thiscourseisanelectivecourseforthemajorofelectricalengineeringandautomation.Itisacoursethatcombinesrelevanttheoriesofpowersystemwithapplicationandfocusesonapplication.Throughthestudyofthiscourse,studentswillbefamiliarwiththerelevantknowledgeofpowersystemsimulation,understandthemainmodulesandfunctionalcharacteristicsofsimulationsoftwareMATLAB\SimulinkandETAP,andinitiallymastertheapplicationoftheaboveSoftwareinpowersystemsimulation,canuseMATLAB/SimulinkandETAPsimulationsoftwaretobuildmodelsoftransformers,generators,linesandothercomponentsintheactualpowersystemandsetparameters,learntousesoftwaresimulationtechnologytoanalyzethepowerflowofthepowersystem,shortCircuit,smallcurrentgrounding,transientstabilityandstaticstabilityareanalyzedtocultivatestudents'abilitytousecomputerstoassistincalculation,designandanalysisofengineeringtechnology,andtocultivatestudents'abilitytoanalyzewiththeprofessionalknowledgetheyhavelearned,theabilitytosolveengineeringproblemswilllayagoodfoundationforfutureworkinrelatedfields.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1M1目标1：了解电力系统分析常用模拟软件的使用原理和方法，理解其局限性，并能够熟练掌握MATLAB/Simulink和ETAP软件的使用方法。是2M2目标2：能够使用MATLAB/Simulink和ETAP仿真软件搭建实际电力系统的仿真模型，对电力系统进行潮流、短路、稳定性等分析，并理解其局限性。是三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课程目标课内学时教学方式课外学时课外环节1第一章第一章绪论电力系统仿真发展介绍及常用软件介绍本章重点难点：电力学科研究方法、电力系统特点及仿真分析的重要性1.1电力学科研究方法1.2电力系统仿真特点及其重要性1.3电力系统仿真的分类和发展趋势M1,M21讲授/自学2第二章第二章MATLAB的仿真建模方法本章重点难点：SIMULINK的建模方法2.1MATLAB编程语言与SIMULINK仿真软件介绍MATLAB基础，特点，组成，编程语言及主要功能2.2MATLAB中电力系统元件模型同步发电机、变压器、线路及测量元件的模型与使用方法2.3电力系统仿真建模方法M1,M21讲授/自学3实验1实验(1)：SIMULINK潮流仿真应用MATLABSIMULINK进行潮流计算M1,M22实验/撰写实验报告4第三章第三章电力系统故障分析仿真实例本章重点难点：powergui初始化，短路暂态过程仿真3.1无穷大功率电源供电系统三相短路仿真无穷大系统搭建，故障设置，仿真结果分析3.2同步发电机突然短路的暂态过程仿真短路相关概念，同步发电机参数设置，基于Powergui的系统参数初始化，暂态过程分析3.3小电流接地系统单相故障小电流接地概念，中性点不同接地方式接地故障仿真及其分析M1,M22讲授1自学5实验2实验(2)：MATLAB/SIMULINK短路实验针对实际电力系统，应用SIMULINK进行短路分析M1,M24实验/撰写实验报告6第四章第四章MATLAB在电力系统稳定性分析中的应用实例本章重点难点：暂态稳定仿真，静态稳定仿真4.1简单电力系统的暂态稳定性仿真分析电力线暂态稳定概念，暂态稳定条件，暂态稳定结果分析4.2简单电力系统的静态稳定性仿真分析电力线静态稳定概念，静态稳定条件，静态稳定结果分析M1,M22讲授1自学7实验3实验(3)：电力系统暂态稳定仿真针对实际电力系统，搭建暂态稳定仿真程序，进行暂态稳定仿真M1,M22实验/撰写实验报告8第五章第五章ETAP的仿真建模方法本章重点难点：电力系统建模依据，电力系统各元件模型的搭建////95.15.1ETAP仿真基础ETAP基础，特点，组成，编程语言及主要功能M1,M21讲授1自学105.25.2ETAP中电力系统元件模型发电机、变压器、线路及测量元件的模型与使用方法M1,M21讲授1自学115.35.3使用ETAP进行电力系统潮流分析基于ETAP的电力系统潮流计算方法M1,M22讲授1自学12实验4实验(4)：基于ETAP的潮流计算应用ETAP软件搭建实际电力系统的仿真模型，并进行潮流计算M1,M22实验/撰写实验报告135.45.4使用ETAP进行电力系统短路分析利用ETAP搭建系统模型，分析不同类型的短路现象M1,M22讲授1自学14实验5实验(5)：ETAP短路仿真应用ETAP软件对电力系统进行短路故障分析M1,M24实验/撰写实验报告155.55.5使用ETAP电机启动分析建立电动机驱动模型，分析电机启动过程中的电压电流情况M1,M22讲授1自学165.65.6使用ETAP进行电力系统暂态稳定性分析建立系统模型，分析不同情况下的电力系统暂态稳定性M1,M22讲授1自学17实验6实验(6)：ETAP暂态稳定性仿真搭建电力系统模型，进行暂态稳定性分析M1,M24实验/撰写实验报告四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1实验1.本课程18个学时实验，共6次实验。2.成绩采用百分制，根据实验完成情况评分。3.考核学生对电力拖动自动控制系统知识的应用能力，针对交直流电机调速系统中的控制问题，能够根据用户需求确定设计目标，从技术角度优选解决方案获得有效结论。50%2报告通过本课程所学知识与文献查阅，了解电力系统分析常用模拟软件的使用原理和方法，撰写课程报告，对各种软件的使用原理、方法、局限性等进行论述。40%3考勤随机点名、刷卡点名等10%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1M1实验50%A-实验过程中认真完成实验要求，得到正确的实验结果，实验报告格式正确，步骤叙述清楚，正确分析实验数据，从技术角度优选解决方案获得有效结论。B-实验过程中认真完成实验要求，得到正确的实验结果，实验报告格式正确，步骤叙述比较清楚，正确分析实验数据，从技术角度优选解决方案获得比较有效的结论。C-实验过程中认真完成实验要求，不能得到正确的实验结果，实验报告格式正确，步骤叙述清楚，没有正确分析实验数据，但是结合理论分析可以从技术角度优选解决方案获得有效的结论。D-实验过程中不能完成实验要求，不能得到正确的实验结果，不能从技术角度优选解决方案获得有效的结论2M1报告50%A-阅读文献9篇以上，找出3种以上的仿真软件，并能清晰地描述各软件。清晰对比了3种以上软件的适用场合、优势与局限性。报告撰写符合规范，表述内容层次分明，主题明确。B-阅读文献7篇以上，找出3种仿真软件，并能较清晰地描述各软件。清晰对比了3种软件的适用场合、优势与局限性。报告撰写符合规范，表述内容层次较分明，主题较明确。C-阅读文献5篇以上，找出2种仿真软件，并能清晰地描述各软件。较清晰地对比了2种仿真软件的适用场合、优势与局限性。报告撰写基本符合规范，表述内容层次较分明，主题基本明确。D-阅读文献3篇以下，没有找出2种仿真软件。未对比2种仿真软件。报告撰写不合规范，表述内容欠清晰，主题不明确。3M2实验50%A-实验过程中认真完成实验要求，得到正确的实验结果，实验报告格式正确，步骤叙述清楚，正确分析实验数据，从技术角度优选解决方案获得有效结论。B-实验过程中认真完成实验要求，得到正确的实验结果，实验报告格式正确，步骤叙述比较清楚，正确分析实验数据，从技术角度优选解决方案获得比较有效的结论。C-实验过程中认真完成实验要求，不能得到正确的实验结果，实验报告格式正确，步骤叙述清楚，没有正确分析实验数据，但是结合理论分析可以从技术角度优选解决方案获得有效的结论。D-实验过程中不能完成实验要求，不能得到正确的实验结果，不能从技术角度优选解决方案获得有效的结论。4M2报告50%A-阅读文献9篇以上，找出3种以上的仿真软件，并能清晰地描述各软件。清晰对比了3种以上软件的适用场合、优势与局限性。报告撰写符合规范，表述内容层次分明，主题明确。B-阅读文献7篇以上，找出3种仿真软件，并能较清晰地描述各软件。清晰对比了3种软件的适用场合、优势与局限性。报告撰写符合规范，表述内容层次较分明，主题较明确。C-阅读文献5篇以上，找出2种仿真软件，并能清晰地描述各软件。较清晰地对比了2种仿真软件的适用场合、优势与局限性。报告撰写基本符合规范，表述内容层次较分明，主题基本明确。D-阅读文献3篇以下，没有找出2种仿真软件。未对比2种仿真软件。报告撰写不合规范，表述内容欠清晰，主题不明确。评分等级说明：[A,B,C,D]=[90-100,75-89,60-74,0-59]六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书|MATLAB/Simulink电力系统建模与仿真,于群,机械工业出版社,2017,ISBN:9787111575931.2图书|电力系统仿ETAP软件仿真技术与实验,朱慧,西安电子科技大学出版社,2011,ISBN:9787560638102.3图书|电力系统的MATLAB/SIMULINK仿真与应用,王晶,西安电子科技大学出版社,2008,ISBN:97875606