電力系統(tǒng)分析教學大綱 (一)

電力系統(tǒng)分析教學大綱

課程中文名稱：電力系統(tǒng)分析（一）/（二）課程英文名稱：PowerSystemAnalysis

課程編號：C12I3/C1214應(yīng)開課學期：5/6

學時數(shù)：40/40學分數(shù)：2.525

適用專業(yè)：電氣工程及其自動化課程類型：專業(yè)核心課/必修

先修課程：電路原理、工程電磁場、電機學、電力電子技術(shù)、自動控制原理

一、課程性質(zhì)

《電力系統(tǒng)分析》課程是電氣工程及其自動化專業(yè)〔拔尖計劃）必修的專業(yè)核心課程和

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

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

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

點o

二、課程目標

通過對該課程的學習，使學生了解電力系統(tǒng)分析的研究領(lǐng)域、研究內(nèi)容和研究方法及與

電力系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計、運行與控制、保護等相關(guān)學科方向的關(guān)系；掌握電力系統(tǒng)分析領(lǐng)域的

基本概念和術(shù)語，掌握電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析、故障分析和穩(wěn)定性分析的基本原理和方法，具備

將電力系統(tǒng)分析的基本原理和方法應(yīng)用于電力系統(tǒng)復雜工程問題的初步能力，為進一步學習

電氣工程及其自動化專業(yè)后續(xù)專業(yè)課程的學習打下良好的基礎(chǔ)。

課程以電力系統(tǒng)潮流計算、短路計算和穩(wěn)定性計算為核心內(nèi)容，要求掌握電力系統(tǒng)各元

件的特性、數(shù)學模型和等值電路，掌握復雜電力系統(tǒng)的數(shù)學模型和建模方法；掌握電力系統(tǒng)

潮流計算的分析和計算方法，理解電力系統(tǒng)運行與控制的必要性并掌握潮流、頻率、電壓調(diào)

整與控制的原理和計算方法；熟悉同步發(fā)電機三相短路的物理過程并掌握電機參數(shù)，掌握電

力系統(tǒng)三相短路、不對稱均路的計算方法；理解電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)定性的基本概念

和物理過程，掌握電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)定性分析的基本原理和方法，能夠進行簡單電

力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)定性分析。

了解特高壓、智能電網(wǎng)和電力改革背景下電力系統(tǒng)分析領(lǐng)域所面臨的復雜問題及未來發(fā)

展趨勢，培養(yǎng)工程創(chuàng)新意識。

三、教學內(nèi)容、學時安排和基本要求

第一章緒論（6學時）

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

（2）了解電力系統(tǒng)的產(chǎn)生與發(fā)展

（3）了解電力系統(tǒng)學科的內(nèi)容、研究方法

重點難點：電力系統(tǒng)的組成、電壓等級、中性點接地方式、電網(wǎng)接線方式、電力系統(tǒng)運

行的基本要求

第二章電力網(wǎng)各元件的特性與數(shù)學模型（8學時）

（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)學模型和等值電路

（3）掌握電力網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學模型和等值電路

重點難點：輸電線路的結(jié)構(gòu)及等值模型，變壓器的等值模型與計算，電力負荷的等值模

型，電力線路的等值模型與標幺制，

第三章簡單電力網(wǎng)絡(luò)的計算和分析（8學時）

（1）掌握電力網(wǎng)電壓降落和功率損耗的計算方法

（2）理解輸電線路的運行特性

（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

重點難點：電力網(wǎng)電壓降落和功率損耗的計算方法，輻射狀網(wǎng)絡(luò)和閉式網(wǎng)絡(luò)的潮流估算

方法

第四章復雜電力系統(tǒng)的潮流計算（10學時）

（1）掌握復雜電力網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學模型

（2）掌握潮流計算的功率方程

（3）掌握潮流計算的牛頓-拉弗遜法

（4）理解快速解耦法潮流計算

（5）了解稀硫技術(shù)在潮流”算中的應(yīng)用及其它潮流沖算方法

重點難點：節(jié)點導納矩陣的形成和修改，潮流計算的基本方程，牛頓-拉弗遜法潮流計

算，快速解耦法潮流計算

第五章電力系統(tǒng)正常運行方式的調(diào)整與控制（12學時，專題討論2學時）

（1）理解電力系統(tǒng)運行方式調(diào)整與控制的必要性；

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

靜態(tài)特性，掌握的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)整的基本原理和計算方法

（4）了解負荷的合理分配及自動發(fā)電控制

（5）理解無功功率平衡對系統(tǒng)電壓的的影響

（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)學模型

（8）了解最優(yōu)潮流的有關(guān)概念級數(shù)學模型

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

壓控制方法及應(yīng)用，經(jīng)濟運行的相關(guān)概念及經(jīng)濟調(diào)度計算

第六章電力系統(tǒng)故障分析的基本知識（4學時）

（1）掌握故障分析的基本概念

（2）掌握無限大功率電源三相短路的特點、沖擊電流、最大有效值電流

重點難點：短路類型、短路危害及短路計算的目的，無限大功率電源三相短路的特點，

沖擊電流

第七章同步發(fā)電機的數(shù)學模型及機端三相短路分析（8學時）

（1）掌握同步發(fā)電機的數(shù)學模型

（2）掌握同步發(fā)電機的派克方程

（3）掌握同步發(fā)電機三相短路定性分析及發(fā)電機茗態(tài)參數(shù)

（4）掌握同步發(fā)電機機端三相短路交流分量計算

（5）了解利用運算法分析同步發(fā)電機機端三相短路

（6）了解自動勵磁調(diào)節(jié)裝置對短路電流的影響

重點難點：同步發(fā)甩機的數(shù)學模型，同步發(fā)電機的派克方程，同步發(fā)電機三相短路定性

分析及發(fā)電機暫態(tài)參數(shù)，同步發(fā)電機機端三相短路交流分量計算

第八章電力系統(tǒng)三相短路的實用計算（4學時）

（1）掌握交流電流初始值的II算方法

（2）掌握運用運算曲線求任意時刻短路電流的方法

（3）掌握轉(zhuǎn)移電抗的概念及求取方法

（4）理解計算機計算復雜系統(tǒng)短路電流交流分量初始值的原理

重點難點：計算的條件和近似，復雜系統(tǒng)交流短路電流初始值計算，計算電抗。

第九章電力系統(tǒng)簡單不對稱故障分析（10學時）

（1）掌握不對稱故障分析方法及對稱分量法

（2）掌握電力系統(tǒng)各元件序參數(shù)和等值模型

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

（4）掌握不對稱故障的分析與計算

（5）理解不對稱短路故障各序網(wǎng)絡(luò)的電壓分布及相位變化

重點難點：對稱分量法，變壓器序等值電路，零序網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成，正序等效定則，發(fā)雜系

統(tǒng)的不對稱故障計算

第十章電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析（10學時，含專題討論2學時）

（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)電機的轉(zhuǎn)子運動方程

（3）理解不同形式的同步發(fā)電機的轉(zhuǎn)矩特性及功率方程

（4）掌握靜態(tài)穩(wěn)定的基本概念及分析方法

（5）掌握暫態(tài)穩(wěn)定的基本概念、物理過程及分析方法

（6）掌握提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施

（7）了解復雜電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的分析與計算方法

重點難點：同步發(fā)電機的轉(zhuǎn)子運動方程，小干擾穩(wěn)定性分析，等面積定則

四、課程的其它教學環(huán)節(jié)

序號教學環(huán)節(jié)教學內(nèi)容學時數(shù)

I課外作業(yè)由授課教師確定0

2專題討論由授課教師確定0

1、電力設(shè)備額定電壓確定

2、電力網(wǎng)絡(luò)元件參數(shù)計算

3、簡單電力系統(tǒng)潮流計算

4、電力網(wǎng)絡(luò)節(jié)點導納矩陣的形成與修改，雅可比矩陣的形成，

功率方程式的形成

5、頻率調(diào)整計算

3平時作業(yè)6、調(diào)壓計算0

7、機端三相短路暫態(tài)電流、次暫態(tài)電流初始值計算

8、簡單系統(tǒng)三相短路短路電流實用計算

9、零序網(wǎng)絡(luò)的形成

10、應(yīng)用正序等效定則進行復雜系統(tǒng)不對稱短路計算

11、單機無窮大系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性判據(jù)計算與分析

12、單機無窮大系統(tǒng)極限切除角計算

五、教學方法與手段

本課程教學采用雙語教學，采用講授、多媒體教學、專題討論、課程作業(yè)、案例教學、

研究式教學等教學方法與手段。

六、推薦教材和教學參考資源

教材；

1.陳玲.電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析（3版）.北京：中國電力出版社，2007

2.李光琦上自力系統(tǒng)暫態(tài)分析（3版）.北京：中國電力出版社，2007

參考書：

1.夏道止.電力系統(tǒng)分析（2版）.北京：中國電力出版社，2011

2.孟祥萍.電力系統(tǒng)分析（2版）.北京：高等教育出版社，2010

3.何仰贊.電力系統(tǒng)分析（3版）.武漢：華中科技大學出版社，2002

4.J.DuncanGlover.PowerSystemAnalysisandDesign.北京：機械工業(yè)出版社，2004

教學參考資源：