《电力系统稳态分析》教学大纲

电力条统稳忐分析课程教学大纲

一、课程的基本信息

适应对象：电气工程及其自动化

课程代码：54E00715

学时分配：60=52理论+8实验

赋予学分：3.5学分

先修课程：高等数学、电路分析、电磁场、自动控制原理、电机学

后续课程：电力系统自动化技术、继电保护原理、高电压技术、发电厂电气主系统、电力

市场等

二、课程性质与任务

本课程的授课对象是电气工程及其自动化专业本科生，属于该专业的必修核心课程。本课

程有独立完整的知识体系，开设该课程的基本目的除了让学生了解掌握关于电力系统的基本知

识外，还在于为后续各专业课程提供有关电力系统物理规律的背景知识和基本分析方法，它是

学习本专业其它专业课程的基础。

三、教学目的与要求

课程主要讲授电力系统的基本概念、电力系统各元件的特性和数学模型，电力系统的潮流

计算和控制，以及电力系统的运行调节和优化。使学生在掌握电力系统的基本概念、基本原理

和基本方法的同时，了解国内外本学科先进科学技术和发展方向，为后续专业课程学习奠定良

好的专业基础。通过本课程的学习，学生应掌握以下内容：1、了解电力系统的组成、运行特点

等基本知识；2、掌握电力系统各元件的等值电路和参数计算；3、掌握电力系统潮流的计算方

法，明确各物理量之间的关系；4、掌握电力系统调频和调压的方法及其适用范围；5、使学生

在工程分析计算和解决实际问题的能力上得到训练和培养。

四、教学内容与安排

（一）课时分配

课时安排如卜表。

3简单电力网络的计算

10212

和分析

4纪杂电力系统潮流的

102315

计算机算法

,电力系统的仃功功率

8311

和频率调整

6电力系统的无功功率

628

和电压调整

合计4822860

注：以上学时分配为建议学时，任课教师课根据实际教学情况调整各章节学时。

(-)教学内容

1、理论教学内容(共52学时)

第1单元电力系统的基本概念

【教学内容】

电力系统概述，电力系统的额定电压和额定频率，电力系统运行的特点及基本要求，电力

系统的接线方式。

【教学重点与难点】

教学重点：电力系统的基本概念；电力系统的结线方式和电压等级；电力系统中性点的运

行方式。

教学难点：电力系统中性点的运行方式。

【基本要求】

・了解国内外电力系统发展概况；

•掌握动力系统、电力系统、电力网等基本概念；

•掌握电力系统的7个基本参量；

・了解电力系统地理结线图和电气结线图；

•了解我国主要的电力系统。

【培养的能力】

掌握电力系统的基本参量和结线图，对电力系统当中的概念有清晰的认识。

第2单元电力系统各元件的特性和数学模型

【教学内容】

发电机组、变压器、电力线路、负荷的特性和数学模型：电力网络数学模型。

【教学重点与难点】

教学重点：发电机组的运行特性和数学模型；变压器的参数和数学模型；电力线路的参数

和简化数学模型；标幺俏。

教学难点：三绕组变压器的参数和数学模型；电力线路的参数和简化数学模型。

【基本要求】

•掌握发电机组的运行特性和数学模型；

•掌握变压器的参数和数学模型：

•掌握电力线路的参数和数学模型；

•掌握负荷的运行特性和数学模型；

•了解电力网络的数学模型。

【培养的能力】

通过本单元的学习，使学生深入了解电力系统各元件的特性、数学模型及相互的关系，为

进一步掌握和研究电力系统分析和运行提供良好的基础。

第3单元简单电力网络的计算和分析

【教学内容】

电力线路和变压器的电压降落、能耗的计算方法；电力网的潮流分布；电力网潮流计算和

初步调整。

【教学重点与难点】

教学重点：电力线路和变压器中的电压降落、功率损耗和电能损耗的计算方法；简单电力

网络的逐段推算法计算电压和传输功率；环网和两端供电网的初步功率分布计算和功率分点的

确定以及潮流分布的计算。

教学难点：逐段推算法确定电压和传输功率；环网及两端供电网的分解：电磁环网的潮流

计算。

【基本要求】

•掌握电力线路和变压器运行状况的计算和分析;

•掌握辐射形和环形网络的潮流计算方法；

【培养的能力】

通过本单元的学习，学生应能掌握简单电力网络中功率分布和电压分布的手算方法，

第4单元复杂电力系统潮流的计算机方法

【教学内容】

电力网络方程的构成；牛拉法计算电力系统潮流分布；P-Q分解法计算电力系统潮流。

【教学重点与难点】

教学重点：节点导纳矩阵的形成与修改；节点的分类和功率方程；修正方程的形成及雅可

比矩阵的计算；牛顿-拉夫逊法计算潮流分布的步骤。

教学难点：考虑变压器非标准变比时节点导纳矩阵的形成和修改方法；牛顿-拉夫逊法计算

复杂电力系统潮流分布的数学模型。

【基本要求】

•掌握节点导纳矩阵的形成与修改方法

•掌握电力网络方程的约束条件；

•掌握牛拉法求解电力系统潮流的直角坐标解法和极坐标解法；

•了解P-Q分解法求解电力系统潮流；

【培养的能力】

通过本单元的学习，学生应能应用计算机求解电力系统潮流分布，熟悉•门系统计算软件。

第5单元电力系统的有功功率和频率调整

【教学内容】

电力系统的有功功率平衡和最优分配；频率调整的基本方法。

【教学重点与难点】

教学重点：有功功率变化和调整控制；能好特性、目标函数及约束条件；有功负荷最优分

配；联合电力系统频差及联络线上功率计算。

教学难点：水火电厂有功负荷最优分配；调频计算。

【基本要求】

•掌握电力系统有功功率平衡的概念

•掌握负荷预计的概念

•掌握电力系统有功负荷的最优分布概念；

•等耗量微增率准则及其应用；

•一次、二次调频计算。

【培养的能力】

通过本单元的学习，掌握有功平衡与调频的关系及调频方法；有功负荷的最优分配方法。

第6单元电力系统的无功功率和电压调整

【教学内容】

电力系统的无功功率负荷及无功功率损耗，无功功率电源。电力系统的无功平衡，电力系

统的电压管理。发电机调压、改变变压器变比调压、利用无功功率补偿调压、按调压要求改善

电路参数。电力系统综合调压。

【教学重点与难点】

教学重点：电力系统无功功率平衡；电力系统无功功率最优分仙；电力系统的电压调整。

教学难点：无功功率电源的最优分布与无功负荷最优；电压调整计算。

【基本要求】

•掌握无功负荷、无功损耗、无功电源、无功平衡等概念；

•掌握无功功率最优分布的计算方法；

•掌握调压的常见方法；

【培养的能力】

通过本单元的学习，掌握电力系统无功功率电源和无功功率平衡的概念及无功功率的最优

分布方法；电力系统调压的手段和计算方法。

（二）实践教学内容（共8学时）

⑴、简单电力系统潮流计算（2学时）

知识：电力网络各模型的建立，简单电力网的潮流计算方法。

素质：熟悉电力系统分析软件PSASP的基本使用。

能力：能够使用基本的电力系统分析软件，熟悉电力系统各元件的数学模型，基本潮流分

析计算方法。

（2）、复杂电力系统潮流计算（3学时）

知识：复杂电力系统潮流计算的计算机方法。

素质：应用电力系统分析软件完成复杂电力系统潮流分析

能力：能够正确的建立复杂电力系统模型，运用适当的计算方法，具备一定的程序编写能

力完成对复杂电力系统的潮流计算与分析。

（3）、电力系统优化调度计算（3学时）

知识：电力系统的有功平衡和无功平衡

素质：应用电力系统分析软件完成复杂电力系统优化调度

能力：能够正确的建立亚杂电力系统模型，运用适当的计算方法，实现有功平衡与及调频;

有功负荷的最优分配方法，无功平衡及电压调整。

五、教学设备和设施

多媒体教学设备

六、课外学习要求

（1）课外学习主要以习题为主，另外配合一部分实践加强对理论知识的理解和掌握。作业

部分的具体要求是：

①每次课后留习题若干，书面完成，每周或每两周交一次作业。

②每周安排一次答疑，也可根据学生学习情况随机质疑。

③关联几章学习完毕后可进行阶段性小结，让学生上交小结报告。

④学生课后复习和做作业学时与课堂教学学时比不得低于151。

（2）实验部分主要是让学生熟悉复杂电力系统建模的方法和解决计算复杂电力系统问题时

所用到的数学方法，熟练掌握科学计算语言包括常用的电力系统仿真软件的使用。

七、教学方法

在讲授课程的时候注意做到知识传授、能力提高、素质培养为一体。

本课程的突出特点是理论性较强但由F实际联系紧密，授课时一定要注意概念清晰，思路

清晰，让学生对电力系统的稳态运行参数，特点，计算有全面的了解，辅助一定的电力系统仿

真软件教学加深学生对问题的理解。

八、课程考核与评估

考核方式：闭卷笔试

成绩评定：

期评成绩=期末考试成绩X70%+实验成绩X15%+