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课程基本信息

课程编码:04B30503

课程类别:未设置

先修课程:电路理论,模拟电路,数字电路,复变函数

适用专业:电气工程及其自动化

开课院部:电气信息学院

课程负责人:
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课程展示


课程简介

       本课程是电气工程及其自动化专业和电气信息专业的学位课,是电力系统及其自动化专业方向的核心课程。本课程介绍了电力系统的组成和基本概念、电力系统各元件的数学模型、电力系统静态和暂态稳定分析、电力系统潮流计算。通过本课程的学习,学生将掌握电力系统静态分析和暂态分析的基本概念、基本模型和基本计算方法,为后续的电力系统系列课程的学习和今后从事电力系统的相关工作打下坚实的基础。

       This course is a degree course in electrical engineering and automation, electrical and information engineering. This course introduces the basic concept of power system, the mathematical model of each component of power system, the static and transient stability analysis of power system, and the power flow calculation. Through this course, students will master the basic concepts, basic model and basic calculation method of power system static and transient analysis to lay a solid foundation for the subsequent series of courses and the related work in the future.

课程教学要求

序号

专业毕业要求

课程教学要求

关联程度

1

工程知识

熟悉电力系统的有关基本概念;掌握同步发电机及电力系统三相短路的分析计算;掌握电力系统简单不对称故障的分析计算。

H

2

问题分析

能够对电力系统三相短路进行分析计算,能够判断电力系统故障。

H

3

设计/开发解决方案

设计电力系统运行结构和模式,选择合适的接线方式和发电机型号,优化电力系统结构。

M

4

研究

了解电力系统相关科学研究开展的基本流程。

 

5

使用现代工具

在Power world软件环境下进行仿真实验

H

6

工程与社会

在考虑电力系统工程问题时,同时考虑其社会发展的联系与影响。

M

7

环境和可持续发展

在工程实践中主动应用能够改善环境、促进社会可持续发展的先进策略、先进技术。

L

8

职业规范

了解和掌握电力系统相关术语、标准和规范。

L

9

个人和团队

支持层次化的、模块化的设计方法,要求项目成员能够根据设计要求合理分工,共同完成设计方案

M

10

沟通

同学间相互交流,学会通过合作来解决问题。

M

11

项目管理

 

 

12

终身学习

电力系统不断优化,客观上要求除了掌握本课程现有的技术外,还要求不断的学习

H

 

注:“课程教学要求”栏中内容为针对该课程适用专业的专业毕业要求与相关教学要求的具体描述。“关联程度”栏中字母表示二者关联程度。关联程度按高关联、中关联、低关联三档分别表示为“H”“M”或“L”。“课程教学要求”及“关联程度”中的空白栏表示该课程与所对应的专业毕业要求条目不相关。

课程教学内容

章节

名称

主要内容

重难点关键词

学时

类型

电力系统基本概念

  1. 介绍电力系统的组成、运行特点和基本要求。
  2. 介绍额定电压、额定电流、额定容量和额定频率等电气设备额定参数和变压器分接头的基本概念。
  3. 电力系统的接线方式及其特点

1.电力系统

2.额定电压、额定电流、额定容量、额定频率

3.接线方式

6

理论讲授

电力系统各元件的参数和等值电路

1.介绍电力系统中同步发电机、变压器、电力线路、电力负荷的等值电路模型及其等值参数的含义和计算公式。

2.引入标幺制的概念,介绍电力系统中各元件电抗标幺值的计算公式及多电压等级电力系统中基准值的选取方法。

1.发电机

2.变压器

3.电力线路的等值电路

4.标幺值

6

理论讲授

同步发电机的基本方程

1.同步发电机的原始方程

2.d、q、0坐标系的同步电机方程

3.同步电机的常用标幺制

4.基本方程的拉氏运算形式

5.同步电机的对称稳态运行

1.同步电机

2.d、q、0坐标系

3.对称稳态运行

6

理论讲授

电力网络的数学模型

1.节点导纳矩阵

2.网络方程的解法

3.节点阻抗矩阵

4.节点编号顺序的优化

1.节点导纳矩阵

2.节点阻抗矩阵

6

理论讲授

电力系统三相短路的暂态过程

1.同步电机突然三相短路的物理分析

2.无阻尼绕组同步电机三相短路电流计算

3.有阻尼绕组同步电机的突然三相短路

4.强行励磁对短路暂态过程的影响

1.同步电机三相短路

2.物理分析

 

8

理论讲授

电力系统三相短路电流的实用计算

1.短路电流计算的基本原理和方法

2.起始次暂态电流和冲击电流的实用计算

3.短路电流计算曲线及其应用

4.短路电流周期分量的近视计算

1.短路电流计算

2.起始次暂态电流和冲击电流

8

理论讲授

 

电力系统的负荷

1.电力系统负荷的组成

2.负荷曲线

3.负荷特性与负荷模型

1.负荷特性

2.负荷模型

2

理论讲授

 

电力传输的基本概念

1.网络元件的电压降落和功率损耗

2.输电线路的功率特性

3.延长线的功率传送

4.单端供电系统的功率特性

1.网络元件

2.电压降落

3.功率传送

4.功率特性

2

理论讲授

 

十一

电力系统的潮流计算

1.开式网络的电压和功率分布计算

2.简单闭式网络的功率分布计算

3.复杂电力系统潮流计算的数学模型

4.牛顿-拉夫逊法潮流计算

5.P-Q分解法潮流计算

1.开式网络

2.闭式网络

3.功率分布

4.电力系统潮流

5.P-Q分解

3

理论讲授

 

十二

电力系统的无功功率平衡和电压调整

1.电力系统的无功功率平衡

2.电压调整的基本概念

3.电压调整的措施

4.调压措施的应用

1.无功功率平衡

2.电压调整

3

理论讲授

 

十三

电力系统的有功功率平衡和频率调整

1.频率调整的必要性

2.电力系统的频率特性

3.电力系统的频率调整

4.有功功率平衡和系统负荷在各类发电厂间的合理分配

1.频率特性

2.频率调整

3.有功功率平衡

3

理论讲授

 

十四

电力系统的经济运行

1.电力网中的能量损耗

2.火电厂间有功功率负荷经济分配

3.水、火电厂间有功功率负荷经济分配

4.无功功率负荷的经济分配

1.能量损耗

2.负荷经济分配

2

理论讲授

 

十五

电力系统运行稳定性的基本概念

1.概述

2.功角的概念

3.静态稳定的初步概念

4.暂态稳定的初步概念

5.负荷稳定的概念

6.电压稳定性的概念

7.发电机转子运动方程

1.功角

2.静态稳定

3.暂态稳定

4.负荷稳定

5.电压稳定

3

理论讲授

 

十六

电力系统的电磁功率特性

1.简单电力系统的功率特性

2.网络接线及参数对功率特性的影响

3.自动励磁调节器对功率特性的影响、

4.复杂电力系统的功率特性

1.简单电力系统

2.复杂电力系统

3.自动励磁

2

理论讲授

 

十七

电力系统暂态稳定性

1.暂态稳定分析计算的基本假设

2.简单电力系统暂态稳定的分析计算

3.发电机转子运动方程的数值解法

4.复杂电力系统暂态稳定的分析计算

5.暂态稳定实际计算中系统各元件的数学模型

6.电力系统异步运行的概念

1.数学模型

2.电力系统异步运行

3

理论讲授

 

十八

电力系统静态稳定性

1.运动稳定性基本概念和小扰动法原理

2.简单电力系统的静态稳定

3.自动励磁调节器对静态稳定的影响

1.运动稳定性

2.小扰动法

3

理论讲授

 

十九

提高电力系统稳定性的措施

1.提高稳定性的一般原则

2.改善电力系统基本元件的特性和参数

3.采用附加装置提高电力系统的稳定性

4.改善运行条件及其他措施

 

2

理论讲授

考核要求及成绩评定

序号

成绩类别

考核方式

考核要求

权重(%)

备注

1

期末成绩

期末考试

闭卷

70%

百分制,60分为及格

2

平时成绩

仿真实验

1次

10%

能独立完成实验并得出实验结果

3

课堂作业

6次

10%

课堂作业当场独立完成

4

平时表现

出勤情况

10%

3次未参加课程则无法获得学分

注:此表中内容为该课程的全部考核方式及其相关信息。

学生学习建议

              学习方法建议

              1、多查阅课外参考资料,加深对电力系统的认识。

              2、认真完成仿真实验,熟悉三相短路的电压电流计算。

              学生课外阅读参考资料

  1. 吴俊勇等编著,《电力系统分析》,清华大学出版社。
  2. 何仰赞,熊信银编著,《电力系统分析》,华中科技大学出版社

课程改革与建设

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