《电力系统分析》 课程教学大纲（动力工程）

《电力系统分析》课程教学大纲

一、课程名称

电力系统分析

二、学时、学分

32学时，2学分

三、预修课程

电路理论、电机学

四、面向对象

动力工程专业

五、教学目的与要求

学生通过本课程的学习，应掌握电力系统稳态分析和暂态分析的基本知识和方法，包

括电力系统的基本概念，电力系统元件参数和等值电路，简单电力网络潮流的分析与计算，

电力系统有功功率的平衡和频率调整，电力系统各元件的序参数和等值电路，电力系统故

障的分析与实用计算方法。此外，还应了解电力系统潮流的计算机算法，电力系统的稳定

性分析方法。

1.掌握电力系统元件参数和等值电路；

2.掌握简单电力网络潮流的分析与计算方法；

3.了解电力系统潮流的计算机算法；

4.掌握电力系统有功功率的平衡和频率调整方法；

5.掌握电力系统无功功率的平衡和电压调整方法；

6.掌握电力系统各元件的序参数计算和序网络的绘制；

7.掌握电力系统短路故障的分析计算方法；

8.熟悉同步发电机组的机电特性；

9.了解电力系统的静态稳定性；

10.了解电力系统的暂态稳定性。

六、教学内容、学时分配及其基本要求

（一）电力系统概述和基本概念

1.电力系统概述

电力系统简介；电力系统运行的基本要求；电力系统的电压等级和负荷。

2.电力系统中性点的接地方式

电力系统中性点及其接地方式；消弧线圈的工作原理；消弧线圈的应用及自动跟踪控

制0

（二）电力系统元件参数和等值电路

1.电力线路参数和等值电路

电力线路结构简述；电力线路的参数；电力线路的等值电路。

2.变压器、电抗器的参数和等值电路

双绕组变压器的参数和等值电路；三绕组变压器的参数和等值电路；自耦变压器的参

数和等值电路：电抗器的参数和数学模型。

3.发电机和负荷的参数及等值电路

发电机的电抗和电动势；负荷的功率、阻抗和导纳。

4.电力网络的等值网络

以有名制表示的等值网络；以标么值表示的等值网络；等值网络的使用和简化。

（三）简单电力网络潮流的分析与计算

1.电力线路和变压器的功率损耗和电压降落

电力线路的功率损耗和电压降落；变压器的功率损耗和电压降落；电力网络的电能损

耗；运算负荷和运算功率。

2.开式网络的潮流分析

简单开式网络的潮流计算；复杂开式网络的潮流计算。

3.环形网络的潮流分布

环式网络中的潮流分布；两端供电网络中的潮流分布；环形网络的潮流计算；网络变

换法；环形网络中的经济功率分布。

（四）电力系统有功功率的平衡和频率调整

1.电力系统有功功率的平衡

频率变化对用户和发电厂及电力系统的影响；电力系统中有功功率的平衡和备用容量;

有功负荷的最优分配。

2.电力系统的频率调整

负荷的有功功率一频率静态特性；发电机组的有功功率一频率静态特性；频率的一次

调整；频率的二次调整；互联系统的频率调整。

（五）电力系统无功功率的平衡和电压调整

1.电力系统中无功功率的平衡

无功功率负荷和无功功率损耗；无功功率电源；无功功率的平衡

2.电力系统的电压管理

中枢点电压管理；电岳调整的基本原理。

3.电力系统的几种主要调压措施

改变发电机端电压调王；改变变压器变比调压；改变无功功率分布调压；串联电容器

调压。

4.电力线路导线截面的选择

按经济电流密度选择；按机械强度选择；按发热条件选择；按电晕临界电玉选择；按

电压损耗条件选择。

（六）电力系统各元件的序参数和等值电路

1.对称分量法

2.同步发电机的负序电抗和零序电抗

3.异步电动机的参数和等值电路・

异步电动机的次暂态参数和等值电路；异步电动机的负序和零序参数。

4.变压器的零序参数和等值电路

双绕组变压器的零序参数和等值电路；三绕组变压器的零序参数和等值电路；自耦变压器

的零序参数和等值电路。

5.电力线路的零序参数和等值电路

“导线-大地”回路的阻抗；单回路无避雷线三相架空电力线路的零序阻抗；双回路无

避雷线三相架空电力线路的零序阻抗；单回路有避雷线三相架空电力线路的零序阻抗；双

回路有避雷线三相架空电力线路的零序阻抗；电缆线路的零序阻抗。

6.电力系统故障运行的等值网络

短路故障的等值网络；非全相运行的等值网络。

（七）电力系统故障的分析与实用计算

1.由无限大容量电源供电的三相短路的分析与计算

无限大容量电源；无限大容量电源供电的三相短路暂态过程的分析；短路的冲击电流、

短路电流的最大有效值和短路功率；无限大容量电源供电的三相短路电流周期分量有效值

的计算

2.电力系统三相短路的实用计算

次暂态电流的计算；冲击电流和短路电流最大有效值；电流分布系数和转移阻抗；应

用运算曲线计算任意时刻短路电流周期分量的有效值；三相短路电流的计算机算法*。

3.电力系统不对称短路的分析与计算

单相接地短路；两相短路；两相接地短路；正序等效定则；不对称短路时运算曲线的应

用；变压器两侧电压、电流对称分量的相位关系；不对称短路时网络中电流与电压的计算。

4.电力系统非全相运行的分析

单相断线；两相断线。

（八）机组的机电特，,生

1.同步发电机的运动方程式’

2.发电机的功-角特性方程式

隐极式发电机的功-角特性方程式；凸极式发电机的功-角特性方程式；多机系统中发

电机的功-角特性方程式；网络接线及参数对有功功率功-角特性的影响；同步发电机的等

值电路。

3.异步电动机的机电特性*

异步电动机组的运动方程式：异步电动机的电磁转矩。

4.自动调节励磁系统对功-角特性的影响.

（九）电力系统的静态稳定性

1.电力系统静态稳定性的基本概念

电力系统静态稳定的定性分析；电力系统静态稳定的实用判据。

2.小扰动法的基本原理及应用

小扰动法的基本原理；用小扰动法分析简单电力系统的静态稳定性；小扰动法理论的

实质。

3.调节励磁对电力系统静态稳定性的影响

不连续调节励磁对电力系统静态稳定性的影响；对电力系统静态稳定性的简单综述。

4.电力系统电压、频率及负荷的稳定性

电力系统电压的静态稳定性；电力系统频率的静态稳定性；电力系统负荷的静态稳定

性。

5.保证和提高电力系统静态稳定性的措施

采用自动调节励磁装置；减小线路电抗；提高电力线路的额定电压；采用串联电容器

补偿；改善电力系统的结构。

（十）电力系统的暂态稳定性

1.电力系统的暂态稳定性概述

引起电力系统大扰动的主要原因；暂态稳定计算中的基本假设；有关计算的简化规定。

2.简单电力系统暂态稳定性的定性分析

各种运行情况下的功-角特性；对简单电力系统暂态稳定性的定性分析。

3.简单电力系统暂态稳定性的定量分析

等面积定则；极限切除角。

4.发电机组转子运动方程式的数值解法

分段计算法；改进欧拉法。

5.提高电力系统暂态稳定性的措施

快速切除故障和自动重合闸；强行励磁和快速关闭汽门；电气制动和变压器中性点经

小电阻接地；采用单元接战方式；连锁切机和切除部分负荷；系统解列、异步运行和再同

步。

学时分配表

序号内容讲授学时

1电力系统概述和基本概念2

2电力系统元件参数和等值电路4

3简单电力网络潮流的分析与计算4

4电力系统有功功率的平衡和频率调整2

5电力系统无功功率的平衡和电压调整4

6电力系统各元件的序参数和等值电路4

7电力系统故障的分析与实用计算4

8机组的机电特性2

9电力系统的静态稳定性3

10电力系统的暂态稳定性3

11合计32

七、教材与主要参考书

①《电力系统分析（第二版》，于永源、杨绮雯编，中国电力出版社，2004年第二版。

②《电力系统分析》，孟祥萍等编著，高等教育出版社，2004年2月

③《电力系统分析》，张炜主编，中国水利水电出版社，1999年12月

④《电