電力系統(tǒng)分析教學(xué)大綱 (一)

電力系統(tǒng)分析II教學(xué)大綱

課程中文名稱(chēng)：電力系統(tǒng)分析【I

課程英文名稱(chēng)：PowerSystemAnalysisII

課程編號(hào)：Cl248

學(xué)分:3

學(xué)時(shí)：48（其中：講課學(xué)時(shí)：48實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：0實(shí)踐學(xué)時(shí)：0）

先修課程：高等數(shù)學(xué)、線(xiàn)性代數(shù)、電路原理、工程電磁場(chǎng)、電機(jī)學(xué)

適用專(zhuān)業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化（輸電線(xiàn)路工程方向）

課程類(lèi)別：方業(yè)核心課/必修

使用教材：孟祥萍，電力系統(tǒng)分析（第二版），北京：高等教育出版社，2010.12

開(kāi)課單位：電氣與新能源學(xué)院

一、課程性質(zhì)

《電力系統(tǒng)分析》課程是電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)（輸電線(xiàn)路工程方向）必修的專(zhuān)業(yè)核

心課程。本課程主要介紹電力系統(tǒng)正常運(yùn)行和故障運(yùn)行狀態(tài)的分析和計(jì)算方法。它本身是一

門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，又具備專(zhuān)業(yè)課的性質(zhì)，在專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課與專(zhuān)業(yè)課之間架起了一座重要的橋梁,

起到承上啟下的作用。木課程具有較強(qiáng)的理論性、綜合性同時(shí)又具有密切聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際的特

點(diǎn)。

二、教學(xué)目標(biāo)：

1、能運(yùn)用數(shù)學(xué)、物理、電路理論、電磁場(chǎng)和電機(jī)學(xué)的理論知識(shí)建立電力系統(tǒng)元件模型，

并能進(jìn)行元件參數(shù)計(jì)算，支撐畢業(yè)要求1.1和3.3；

2、能運(yùn)用電力系統(tǒng)的原理知識(shí)表達(dá)電力系統(tǒng)規(guī)劃、運(yùn)行與控制方面的工程問(wèn)題，建立

電力系統(tǒng)潮流計(jì)算、短路計(jì)算和穩(wěn)定性計(jì)算的數(shù)學(xué)模型，并能正確求解，支撐畢業(yè)要求1.1、

1.2和3.3；

3、能結(jié)合工程問(wèn)題，運(yùn)用電力系統(tǒng)分析的原理知識(shí)，計(jì)算、分析及判斷電力系統(tǒng)不同

工況下的運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵因素，支撐畢業(yè)要求1.3、2.1和25

4、能運(yùn)用電力系統(tǒng)運(yùn)行和控制的基本原理，選擇合適的方案解決電力系統(tǒng)頻率調(diào)整、

電壓控制、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和穩(wěn)定性控制中的工程問(wèn)題，支撐畢業(yè)要求1.4、2.2和2.5；

5、能基于電力系統(tǒng)i一算的基本理論，根據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行的特征和基本要求，針對(duì)一個(gè)

電力系統(tǒng)運(yùn)行和控制的工程問(wèn)題，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)仿真計(jì)算，分析仿真計(jì)算結(jié)果，支撐

畢業(yè)要求4.2。

三、教學(xué)內(nèi)容及要求

第一章緒論

（1）掌握電力系統(tǒng)分析的基本概念及電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求

（2）了解電力系統(tǒng)的產(chǎn)生與發(fā)展

（3）電力線(xiàn)路的結(jié)構(gòu)

重點(diǎn)難點(diǎn)：電力系統(tǒng)的組成、電壓等級(jí)、中性點(diǎn)接地方式、電網(wǎng)接線(xiàn)方式、電力系統(tǒng)運(yùn)

行的基本要求

考核要點(diǎn)：電力系統(tǒng)的組成、電壓等級(jí)、中性點(diǎn)接地方式、電網(wǎng)接線(xiàn)方式、電力系統(tǒng)運(yùn)

行的基本要求，電力線(xiàn)路的結(jié)構(gòu)

教學(xué)方法：課堂講授

作業(yè)安排：1.4、1.5

第二章電力網(wǎng)各元住的特性與數(shù)學(xué)模型

（1）理解電力網(wǎng)各元件的特性及參數(shù)的物理意義

（2）掌握電力網(wǎng)各元件的數(shù)學(xué)模型和等值電路

（3）掌握電力網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)模型和等值電路

重點(diǎn)難點(diǎn)：輸電線(xiàn)路的結(jié)構(gòu)及等值模型，變壓器的等值模型與計(jì)算，電力負(fù)荷的等值模

型，電力線(xiàn)路的等值模型勺標(biāo)幺制。

考核要點(diǎn)：發(fā)電機(jī)的運(yùn)行極限及穩(wěn)態(tài)模型，輸電線(xiàn)路的組成及線(xiàn)路參數(shù)的物理意義、線(xiàn)

路結(jié)構(gòu)對(duì)線(xiàn)路參數(shù)的影響、線(xiàn)路的等值模型及自然功率，變壓器的數(shù)學(xué)模型，負(fù)荷分類(lèi)、負(fù)

荷曲線(xiàn)及負(fù)荷模型，電力網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)模型和等值電路。

作業(yè)安排：2.2、2.7、2.12、2.13、2.16

第三章簡(jiǎn)單電力網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算和分析

（1）掌握電力網(wǎng)電壓降落和功率損耗的訂算方法

（2）理解輸電線(xiàn)路的運(yùn)行特性

（3）掌握輻射狀網(wǎng)絡(luò)和閉式網(wǎng)絡(luò)的潮流估算方法

（4）理解電力系統(tǒng)潮流調(diào)整與控制的基本原理和方法

重點(diǎn)難點(diǎn)：復(fù)功率，電力網(wǎng)電壓降落和功率損耗的計(jì)算方法，輻射狀網(wǎng)絡(luò)和閉式網(wǎng)絡(luò)的

潮流估算方法。

考核要點(diǎn)：電力線(xiàn)路和變壓器的電壓降落、電壓損耗和功率損耗計(jì)算，電力線(xiàn)路的運(yùn)行

特性，輜射狀網(wǎng)絡(luò)和閉式網(wǎng)絡(luò)的潮流估算方法，電力系統(tǒng)潮流調(diào)整與控制的基本原理和方法。

教學(xué)方法：課堂講授

作業(yè)安排:3.3、3.5、3.8、3.10、3.13

第四章更雜電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算

（1）掌握更雜電力網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)模型

（2）掌握潮流計(jì)算的功率方程

（3）掌握潮流計(jì)算的牛頓-拉弗遜法

（4）理解快速解耦法潮流計(jì)算

（5）了解稀疏技術(shù)在潮流計(jì)算中的應(yīng)川及其它潮流計(jì)算方法

重點(diǎn)難點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的形成和修改，潮流計(jì)算的基本方程，牛頓?拉弗遜法潮流計(jì)

算，快速解耦法潮流計(jì)算

考核要點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納中陣及其形成,，功率方程,牛頓-抖弗遜法和快速分解法潮流計(jì)算

教學(xué)方法：課堂講授

作業(yè)安排:p313:15.k15.2、15.3

第五章電力系統(tǒng)正常運(yùn)行方式的調(diào)整與控制

（1）理解電力系統(tǒng)運(yùn)行方式調(diào)整與控制的必要性；

（2）理解系統(tǒng)負(fù)荷的有功功率-頻率靜態(tài)特性、發(fā)電機(jī)組的調(diào)速系統(tǒng)與有功功率?頻率

靜態(tài)特性，掌握有功功率平衡和頻率調(diào)整的基本概念

（3）掌握電力系統(tǒng)頻率調(diào)整的基本原理和計(jì)算方法

（4）了解負(fù)荷的合理分配及自動(dòng)發(fā)電控制

（5）理解無(wú)功功率平衡對(duì)系統(tǒng)甩壓的的影響

（6）掌握電力系統(tǒng)電壓調(diào)整的方式及方法

（7）掌握有功功率最優(yōu)分配的基本概念、數(shù)學(xué)模型

（8）了解最優(yōu)潮流的有關(guān)概念級(jí)數(shù)學(xué)模型

重點(diǎn)難點(diǎn)：有功功率平衡相關(guān)概念、頻率控制原理及應(yīng)用，無(wú)功功率平衡相關(guān)概念、電

壓控制方法及應(yīng)用，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的相關(guān)概念及經(jīng)濟(jì)調(diào)度計(jì)算

考核要點(diǎn)：負(fù)荷分類(lèi)及其頻率調(diào)整方式，有功功率平衡及其備用，一次調(diào)頻和二次調(diào)頻，

有功功率的最優(yōu)分配，無(wú)功負(fù)荷及無(wú)功電源，無(wú)功功率平衡與電壓，電壓調(diào)整方式及方法。

教學(xué)方法：課堂講授

作業(yè)安排:p77-p78:4.4、4.7、4.9、4.11：p97?p99:5.6、5.7、5.8、5.11；p118：6.2、6.3

第六章電力系統(tǒng)三相短路計(jì)算

（1）掌握故障分析的基本概念

（2）掌握無(wú)限大功率電源三相短路的特點(diǎn)、沖擊電流、最大有效值電流

（3）掌握交流電流初始值的計(jì)算方法

（4）掌握運(yùn)用運(yùn)算曲線(xiàn)求任意時(shí)刻短路電流的方法

（5）掌握轉(zhuǎn)移電抗的概念及求取方法

（6）掌握不對(duì)稱(chēng)故障分析方法及對(duì)稱(chēng)分量法

（7）掌握電力系統(tǒng)各元件序參數(shù)和等值模型

（8）掌握電力系統(tǒng)各序網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成

（9）掌握不對(duì)稱(chēng)故隨的分析與計(jì)算

重點(diǎn)難點(diǎn)：短路類(lèi)型、短路危害及短路計(jì)算的目的，無(wú)限大功率電源三相短路的特點(diǎn),

沖擊電流：計(jì)算的條件和近似，復(fù)雜系統(tǒng)交流短路電流初始俏計(jì)算，計(jì)算電抗。對(duì)稱(chēng)分量法.

變壓器序等值電路，零序網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成，正序等效定則，復(fù)雜系統(tǒng)的不對(duì)稱(chēng)故障計(jì)算。

考核要點(diǎn)：簡(jiǎn)單故障類(lèi)型，短路故障的危害，短路計(jì)算的目的，無(wú)限大電源三相短路的

特點(diǎn)，沖擊電流計(jì)算、短路電流最大有效值計(jì)算和短路容量計(jì)算；各元件的模型及參數(shù)計(jì)算，

疊加原理在短路電流計(jì)算中的應(yīng)用，運(yùn)算曲線(xiàn)，轉(zhuǎn)移電抗及其計(jì)算：對(duì)稱(chēng)分量法，變壓器序

等值電路，零序網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成，正序等效定則，復(fù)雜系統(tǒng)的不對(duì)稱(chēng)故障計(jì)算。

教學(xué)方法：課堂講授

作業(yè)安排：pl73:9.k9.3、9.4,pl98:IO.4、10.5；p219作.1、11.2、11.4。

第七章電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析

（1）理解電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的相關(guān)基本概念

（2）掌握同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程

（3）理解不同形式的同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性及功率方程

（4）掌握靜態(tài)穩(wěn)定的基木概念及分析方法

（5）掌握暫態(tài)穩(wěn)定的基本概念、物理過(guò)程及分析方法

（6）掌握提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施

（7）了解復(fù)雜電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的分析與計(jì)算方法

重點(diǎn)難點(diǎn)：電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的概念，同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程，小干擾穩(wěn)定性分析,

等面積定則。

考核要點(diǎn)：簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性判據(jù)、儲(chǔ)備系數(shù)計(jì)算，小丁擾穩(wěn)定性分析及其計(jì)算，

極限切除角及其計(jì)算，提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的途徑及措施

教學(xué)方法：課堂講授

作業(yè)安排:pl4.3:13.3、13.4p289：14.3。

四、學(xué)時(shí)分配及對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐

學(xué)時(shí)分配

章節(jié)教學(xué)內(nèi)容支撐的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)

講課實(shí)驗(yàn)實(shí)踐

1.1:能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和

C業(yè)知識(shí)運(yùn)用到電力系統(tǒng)復(fù)雜工程問(wèn)題的

恰當(dāng)表述中

電力系統(tǒng)的基本1.2：能針對(duì)一個(gè)電力系統(tǒng)復(fù)雜工程問(wèn)題建

第一章400

概念立合適的數(shù)學(xué)模型，并利用恰當(dāng)?shù)倪吔鐥l

件求解

3.3：能夠通過(guò)模型構(gòu)建對(duì)工藝設(shè)計(jì)、系統(tǒng)

參數(shù)和設(shè)備指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算

1.1：能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和

專(zhuān)業(yè)知識(shí)運(yùn)用到電力系統(tǒng)復(fù)雜工程問(wèn)題的

電力網(wǎng)各元件的

第二章恰當(dāng)表述中600

特性與數(shù)學(xué)模型

3.3：能夠通過(guò)模型構(gòu)建對(duì)工藝設(shè)計(jì)、系統(tǒng)

參數(shù)和設(shè)備指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算

1.1：能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和

專(zhuān)業(yè)知識(shí)運(yùn)用到電力系統(tǒng)復(fù)雜工程問(wèn)題的

恰當(dāng)表述中

1.2：能針對(duì)一個(gè)電力系統(tǒng)復(fù)雜工程問(wèn)題建

簡(jiǎn)單電力網(wǎng)絡(luò)的立合適的數(shù)學(xué)模型，并利用恰當(dāng)?shù)倪吔鐥l

第三章600

計(jì)算和分析件求解

1.3：能將工程基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)用于電力系

統(tǒng)工程問(wèn)題的分析和優(yōu)化

2.1：能識(shí)別和判斷電力系統(tǒng)復(fù)雜工程問(wèn)題

的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和參數(shù)

1.1：能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和

專(zhuān)業(yè)知識(shí)運(yùn)用到電力系統(tǒng)復(fù)雜工程問(wèn)題的

恰當(dāng)表述中

1.2：能針對(duì)一個(gè)電力系統(tǒng)復(fù)雜工程問(wèn)題建

復(fù)雜電力系統(tǒng)的立合適的數(shù)學(xué)模型，并利用恰當(dāng)?shù)倪吔鐥l

第四章600

潮流計(jì)算件求解

1.3：能將工程基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)用于電力系

統(tǒng)工程問(wèn)題的分析和優(yōu)化

4.2：能夠基于專(zhuān)業(yè)理論，根據(jù)對(duì)象特征，

選擇研究路線(xiàn)，設(shè)計(jì)可行的實(shí)驗(yàn)方案

電力系統(tǒng)正常運(yùn)1.3：能將工程基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)知以用于電力系

第五章1000

行方式的調(diào)整與統(tǒng)工程問(wèn)題的分析和優(yōu)化

控制1.4：能將工程和專(zhuān)業(yè)知識(shí)用于電力系統(tǒng)復(fù)

雜工程問(wèn)題的設(shè)計(jì)和改進(jìn)

2.1：能識(shí)別和判斷電力系統(tǒng)復(fù)雜工程問(wèn)題

的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和參數(shù)

2.2：能認(rèn)識(shí)到解決工程問(wèn)題有多種方案可

選擇

2.5：能運(yùn)用電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)知

識(shí)，分析電力生產(chǎn)過(guò)程的影響因素，證實(shí)

解決方案的合理性

1.1：能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和

專(zhuān)業(yè)知識(shí)運(yùn)用到電力系統(tǒng)復(fù)雜工程問(wèn)題的

恰當(dāng)表述中

1.2：能針對(duì)一個(gè)電力系統(tǒng)復(fù)雜工程問(wèn)題建

電力系統(tǒng)短路計(jì)立合適的數(shù)學(xué)模型，并利用恰當(dāng)?shù)倪吔鐥l

第六章1000

算件求解

3.3：能夠通過(guò)模型構(gòu)建對(duì)工藝設(shè)計(jì)、系統(tǒng)

參數(shù)和設(shè)備指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算

4.2：能夠基丁專(zhuān)業(yè)理論，根據(jù)對(duì)象特征，

選擇研究路線(xiàn)，設(shè)計(jì)可行的實(shí)驗(yàn)方案

1.1:能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和

專(zhuān)業(yè)知識(shí)運(yùn)用到電力系統(tǒng)復(fù)雜工程問(wèn)題的

恰當(dāng)表述中

1.2：能針對(duì)一個(gè)電力系統(tǒng)復(fù)雜工程問(wèn)題建

立合適的數(shù)學(xué)模型，并利用恰當(dāng)?shù)倪吔鐥l

件求解

1.3：能將工程基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)用于電力系

統(tǒng)工程問(wèn)題的分析和優(yōu)化

1.4：能將工程和專(zhuān)業(yè)知識(shí)用于電力系統(tǒng)復(fù)

雜工程問(wèn)題的設(shè)計(jì)和改進(jìn)

電力系統(tǒng)穩(wěn)定性

第七章2.1：能識(shí)別和判斷電力系統(tǒng)復(fù):雜工程問(wèn)題600

分析

的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和參數(shù)

2.2：能認(rèn)識(shí)到解決工程問(wèn)題有多種方案可

選擇

2.5：能運(yùn)用電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)知

識(shí)，分析電力生產(chǎn)過(guò)程的影響因素，證實(shí)

解決方案的合理性

3.3：能夠通過(guò)模型構(gòu)建對(duì)工藝設(shè)計(jì)、系統(tǒng)

參數(shù)和設(shè)備指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算

4.2：能夠基于專(zhuān)業(yè)理論，根據(jù)對(duì)象特征，

選擇研究路線(xiàn)，設(shè)計(jì)可行的實(shí)驗(yàn)方案

合計(jì)4800

五、考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

1、課程考核方式：

考核方式包括期末考試、課堂考勤及課堂表現(xiàn)、作業(yè)情況考查、專(zhuān)題討論或大作業(yè)。期

末考試采用閉卷筆試。

2、課程成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

課程成績(jī)=課堂考勤及課堂表現(xiàn)x20%+作業(yè)情況考查xl5%+專(zhuān)題討論或大作業(yè)*15%+期

末考試*50%。

成績(jī)的具體構(gòu)成如下:

考核形式分值考核細(xì)則

以隨機(jī)的形式，課堂點(diǎn)名或主動(dòng)回答問(wèn)題情況以及在每章

1.課堂考勤及課堂內(nèi)容進(jìn)行中或結(jié)束后，隨堂測(cè)試1-3題，主要考核學(xué)生課

20

表現(xiàn)堂的聽(tīng)課效果和課后及時(shí)復(fù)習(xí)消化本章知識(shí)的能力，結(jié)合

平時(shí)點(diǎn)名，最后按20%計(jì)入課程總成績(jī)。

課后完成20-30人習(xí)題，主要考核學(xué)生對(duì)每節(jié)誤知識(shí)點(diǎn)的

2.作業(yè)情況考查15復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，計(jì)算全部作業(yè)的平均成績(jī)?cè)侔?5%

計(jì)入總成績(jī)。

布置兩個(gè)專(zhuān)題討論或大作業(yè)，主要考察學(xué)生應(yīng)用電力系統(tǒng)

3.專(zhuān)題討論或大作

15的基本原理解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，根據(jù)完成情況，最

業(yè)

后按照15%計(jì)入課程總成績(jī)。

試卷題型包括判斷題、選擇題、填空題、簡(jiǎn)答題和綜合分

4.期末考試50析應(yīng)用題等，以卷面成績(jī)的50%計(jì)入課程總成績(jī)?？己藢W(xué)

生在電力系統(tǒng)分析領(lǐng)域的基本知識(shí)與技能。

六、