《电力系统基础》课程教学大纲 (二)

《电力系统基础》课程教学大纲

课程名称：电力系统基础课程代码：ELEA3041

英文名称:ElectricPowerSystemBasics

课程性质：专业必修课程学分/学时：3学分/54学时(45+9)

开课学期：第5学期

适用专业：电气工程及其自动化

先修课程：普通物理、工程电磁场、电机原理与电机拖动

后续课程：供配电技术、电力系统与继电保护

一、课程性质和教学目标(在人才培养中的地位与性质及主要内容，指明学生需掌握知识与

能力及其应达到的水平)

课程性质：本课程是电气工程及其自动化专业的必修专业课程。除了课程本身的目的用任务

以外，它还是学习其它专业课的重要基础。

教学目标：本课程的目的和任务是使学生了解电力系统的组成和运行情况，掌握电力系统各

主要元件的特性、数学模型和相互关系，学会电力系统分析和计算的基本原理和方法，为进

一步研究电力系统分析和运行问题提供良好的基础，并使学生在电力系统方面的工程计算能

力及分析和解决问题的能力得到训练和培养。

本课程的具体教学目标如下：

熟悉电力系统的有关基本概念，了解发电机和负荷的数学模型，培养学生将实际问题建成数

学模型的能力。

掌握电力系统稳态运行的潮流计算及计算方法；掌握电力系统电压调整、频率调整的方法和

计算；了解电力系统静态、暂态稳定的基本概念及分析方法。培养学生利用所学知识进行电

力系统建设方案的设计。

掌握同步发电机及电力系统三相短路的分析和计算；掌握电力系统简单不对称故障的分析计

算。

4.掌握潮流计算的计算机算法编写、调试和验证。能够对一实际系统编写程序进行潮流计

算，分析计算结果并选择最优方案。掌握线路和变压器中的电压降落、功率损耗的计算方法

及应用；掌握电力系统无功补偿和电压调整措施的原理、特点和计算方法及应用。

教学目标与毕业要求的对应关系:

毕业要求指标点课程目标对应关系说明

要求学生掌握电力系统的基本

1-3掌握电路原理、电子技术

毕业要求1：概念，了解基本参数的含义及

的基础知识，具有强弱电系统教学目标1

工程知识数学模型，掌握根据实际问题

电气分析和设计的能力

建立数学模型的方法。

要求学生掌握电力系统稳态运

行时潮流计算及计算方法，电

教学目标2

压、频率调整方法，会对电力

系统运行状况进行分析。

要求学生掌握同步发电机及电

力系统三相短路的分析和计

教学目标3算；掌握电力系统简单不对称

故障的分析计算。会对电力系

统短路故障进行分析计算.

2-3能运用基本原理，分析一要求学生利用所学知识完成电

毕业要求2：个复杂工程问题的影响因素、力系统课程设计，重点是利用

教学目标4

问题分析关键环节，并证实解决方案的潮流计算比较设计方案，进行

合理性短路计算，分组完成设计报告。

二、课程教学内容及学时分配（含课程教学、自学、作业、讨论等内容和要求，指明重点内

容和难点内容。重点内容：★;难点内容：△）

电力系统的基本概念（3学时）（支撑教学目标1）

1.1电力系统概述

1.2电力系统运行的特点和要求

1.3电力系统的接线方式和电压等级

1.4电力系统中性点的运行方式

目标及要求：

对电力系统的组成和生产过程、电力系统运行的特点和基本要求、负荷及其变化规律等有基

本的了解。

掌握电力系统接线方式和电压等级、中性点接地方式。★

了解我国电力工业及电力系统基本情况。

电力网元件参数和等值电路（4学时）（支撑教学目标1）

2.1电力系统各元件的参数和数学模型

2.2简单电力系统的等值网络

目标及要求：

1）了解发电机和负荷的数学模型。

2）掌握输电线路参数的L算方法和等值电路、变压器参数的计算方法和等值电路、多电压

等级电力网络等值电路的形成和计算。

3）掌握标幺值计算方法。★

简单电力系统的潮流分布计算（6学时）（支撑教学目标2）

电力线路运行状况的分析与计算

变压器运行状况的分析与计算

辐射形网的潮流分布计算

环形网中的潮流分布计算

电力网络的简化方法

电力网络潮流的调整控制

目标及要求：

1）熟练掌握线路和变压器中的电压降落、功率损耗的计算方法。★

2）掌握电能损耗的计算方法。

3）了解线路和变压器中有功功率与两端电压相位差及无功功率与电压之间存在密切关系的

原理。

4）掌握辐射形、环形、两端供电网中功率分布和电压分布的计算方法。A

5）熟练掌握线路和变压器中的电压降落、功率损耗的计算方法，掌握电能损耗的计算方法。

★

6）了解环形电力网中功率强制分布的原理和方法。

复杂电力系统潮流分布的计算机算法（8学时）（支撑教学目标2）

4.1潮流计算的数学模型

4.2高斯-塞德尔法潮流计算

4.3牛顿-拉夫逊法潮流计算

4.4P-Q分解法潮流计算步骤

目标及要求：

1）掌握节点导纳矩阵的形成方法及特点、功率方程和节点分类。A

2）掌握牛顿-拉夫逊法潮流计算的基本原理、求解方法和计算程序框图。

3）了解P-Q分解法潮流计算的基本原理和方法。

电力系统的有功功率和频率调整（6学时）（支撑教学目标2）

5.1电力系统频率调整

5.2电力系统中有功功率负荷的优化和分配

目标及要求：

1）了解电力系统有功功率与频率之间的关系、有功功率平衡及备用容量要求的必要性.各类

发电厂的运行特点和合理组合。

2）解经济功率分布的基本原理和计算方法。掌握负荷和发电机的功-频静态特性及其应用方

法。★

3）掌握一次调频、二次调频和联络线调频的基本概念和计算方法。

4）了解负荷•频率控制的基本原理。

电力系统的无功功率和电压调整（6学时）（支撑教学目标2）

6.1电力系统无功功率的平衡

6.2电力系统中无功功率的最优分布

6.3电力系统的电压调整

目标及要求：

1）了解电力系统无功功率和电压之间的关系、无功功率平衡和备用容最要求的必要性、各

种无功电源及其特点。

2）了解电压管理和电压调整的必要性。

3）熟练掌握电力系统无功补偿和电压调整措施的原理、特点和计算方法。

4）了解无功功率最优分布的基本原理和方法。★

电力系统三相短路的分析与计算（6学时）（支撑教学目标3）

7.1电力系统故障概述

7.2无限大功率电源供电的系统三相短路电流分析

7.3电力系统三相短路的实用计算

目标及要求：

1）了解电力系统短路的种类和危害以及进行短路分析的目的和作用。

2）了解无穷大电源的特点，掌握无穷大电源供电的电力系统三相短路电流分析和计算方法。

★A

3）掌握电力系统三相短路电流的实用计算方法。★

考核方式：闭卷笔试，期中考试及作业，实验报告

成绩评定方式：笔试成绩70%,平时成绩15%,实验报告15%

五、教材及参考书目

教材：李庚银，电力系统分析基础，机械工业出版社，2011.

参考书目：

口］《电力系统稳态分析》（第三版），陈玲，中国电力出版社，2007年。

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