《電力系統(tǒng)基礎(chǔ)》課程教學(xué)大綱

《電力系統(tǒng)基礎(chǔ)》教學(xué)大綱課程英文名ElectricalPowerSystems課程代碼01M0056學(xué)分2.5總學(xué)時(shí)40理論學(xué)時(shí)40實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時(shí)0課程類別專業(yè)教育課課程性質(zhì)必修先修課程高等數(shù)學(xué)、電路分析基礎(chǔ)適用專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化開課學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院一、課程地位與課程目標(biāo)（一）課程地位本課程是“電氣工程及其自動(dòng)化”的專業(yè)必修課。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生建立電力系統(tǒng)的基本概念；掌握電力系統(tǒng)的分析、計(jì)算的基本原理，具備電力系統(tǒng)運(yùn)行和優(yōu)化的能力，為學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，從事與本專業(yè)有關(guān)的技術(shù)工作和科學(xué)研究打下基礎(chǔ)。（二）課程目標(biāo)1.學(xué)習(xí)電力系統(tǒng)的基本概念，掌握電力系統(tǒng)基本元件的數(shù)學(xué)模型及系統(tǒng)模型；學(xué)習(xí)潮流計(jì)算的方法并以此分析和判斷電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)；了解我國(guó)電力行業(yè)的世界領(lǐng)先地位，特別是特高壓工程的建設(shè)等，增強(qiáng)學(xué)生專業(yè)自豪感；（支撐畢業(yè)要求2-1/M）2.掌握電力系統(tǒng)優(yōu)化和調(diào)整的方法、短路計(jì)算、穩(wěn)定性分析判斷的方法、提高穩(wěn)定性的措施；以此為基礎(chǔ)鍛煉學(xué)生采用多種手段進(jìn)行于電氣領(lǐng)域的專業(yè)工程問題的解決，并進(jìn)行方案的比較與綜合。（支撐畢業(yè)要求1-4/H）；3.能夠選擇與使用恰當(dāng)?shù)男畔①Y源、工程工具和專業(yè)模擬軟件，對(duì)電力系統(tǒng)的復(fù)雜工程問題如潮流計(jì)算、短路計(jì)算、電壓管理等進(jìn)行分析、計(jì)算與設(shè)計(jì)。（支撐畢業(yè)要求5-2/M）二、課程目標(biāo)達(dá)成的途徑與方法通過課堂教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、討論、自學(xué)等多種方式展開。1.課堂教學(xué)：（1）采用由易到難，由淺入深的方法講授課程。以電力系統(tǒng)背景方面的知識(shí)，引入電力系統(tǒng)的基本概念；介紹我國(guó)電力系統(tǒng)的世界一流技術(shù)，激發(fā)學(xué)生的國(guó)家、專業(yè)自豪感及學(xué)習(xí)興趣。通過對(duì)電力系統(tǒng)基本元件、等值網(wǎng)絡(luò)的分析將學(xué)生注意力逐漸轉(zhuǎn)入到基礎(chǔ)知識(shí)上；再依次進(jìn)入到電力系統(tǒng)的潮流分布、電力系統(tǒng)運(yùn)行狀況的優(yōu)化和調(diào)整、電力系統(tǒng)故障分析與計(jì)算、電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性分析的學(xué)習(xí)中。（2）實(shí)例分析和理論講解相結(jié)合，互相促進(jìn)、加深。通過實(shí)例的講解，使同學(xué)們更好地熟悉或掌握電力系統(tǒng)分析、計(jì)算的方法和步驟，提高學(xué)生對(duì)電力系統(tǒng)的學(xué)習(xí)興趣；培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)密的數(shù)理邏輯推理能力和計(jì)算方法；（3）課堂教學(xué)加強(qiáng)互動(dòng)環(huán)節(jié)、討論環(huán)節(jié)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望和主動(dòng)性，使同學(xué)們能更好地融入課堂教學(xué)，提高教學(xué)效果。2.網(wǎng)絡(luò)教學(xué)：基于本課程在“浙江省高等學(xué)校在線開放課程共享平臺(tái)”的網(wǎng)上開放課程。對(duì)于知識(shí)點(diǎn)難度大，或是由于課時(shí)所限課堂不能詳盡展開的教學(xué)，最新研究動(dòng)向等方面展開網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)討論，進(jìn)一步提高學(xué)生課外學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，開闊專業(yè)知識(shí)水平。3.針對(duì)某些較為容易或先期講解較為充分的知識(shí)點(diǎn)，列出部分內(nèi)容作為學(xué)生自主學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識(shí)和能力。4.利用專業(yè)軟件自行開展仿真實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用研究、處理問題的能力，掌握解決問題的手段和工具。三、課程目標(biāo)與相關(guān)畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐程度（H、M、L）1-42-15-2課程目標(biāo)1-M-課程目標(biāo)2H--課程目標(biāo)3--M注：1.支撐強(qiáng)度分別填寫H、M或L（其中H表示支撐程度高、M為中等、L為低）；2.畢業(yè)要求須根據(jù)課程所在專業(yè)培養(yǎng)方案進(jìn)行描述。四、課程主要內(nèi)容與基本要求知識(shí)點(diǎn)主要內(nèi)容基本要求第一章電力系統(tǒng)的基本概念電力系統(tǒng)的概述L1掌握電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)和要求L2電力系統(tǒng)的負(fù)荷L1電力系統(tǒng)的接線方式和額定電壓L3電力線路的結(jié)構(gòu)L1第二章電力系統(tǒng)各元件的參數(shù)及等值網(wǎng)絡(luò)電力系統(tǒng)各元件的參數(shù)和等值網(wǎng)絡(luò)L3簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)L3第三章電力系統(tǒng)的潮流分布電力線路運(yùn)行狀況的分析與計(jì)算L2變壓器運(yùn)行狀況的分析與計(jì)算L2輻射形網(wǎng)絡(luò)中的潮流分布L3閉環(huán)網(wǎng)中的潮流分布L1電力網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)化L3電力系統(tǒng)潮流分布的計(jì)算機(jī)算法L3第四章電力系統(tǒng)運(yùn)行狀況的優(yōu)化和調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整L3電力系統(tǒng)有功功率的優(yōu)化分配及頻率調(diào)整L3第五章電力系統(tǒng)故障分析與計(jì)算故障概述L1無限大功率電源供電的三相短路分析L3電力系統(tǒng)三相短路的實(shí)用計(jì)算L3簡(jiǎn)單不對(duì)稱故障的分析與計(jì)算。L2第七章電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性分析電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的基本概念L1旋轉(zhuǎn)電機(jī)的機(jī)電特性L2電力系統(tǒng)運(yùn)行的靜態(tài)穩(wěn)定性L3電力系統(tǒng)運(yùn)行的暫態(tài)穩(wěn)定性。L3基本要求：L1-理解，L2-掌握，L3-熟練掌握五、課程學(xué)時(shí)安排章節(jié)號(hào)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)分配學(xué)生任務(wù)對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)作業(yè)要求自學(xué)要求討論第一章1.1電力系統(tǒng)概述、1.2運(yùn)行的特點(diǎn)和要求1.3電力系統(tǒng)的負(fù)荷1.4接線方式和額定電壓1.5電力線路的結(jié)構(gòu)21-31-91-15網(wǎng)絡(luò)視頻學(xué)習(xí)：火力發(fā)電的生產(chǎn)過程我國(guó)電力工業(yè)的發(fā)展自學(xué)：電能質(zhì)量、電纜我國(guó)特高壓網(wǎng)絡(luò)及智能電網(wǎng)的建設(shè)對(duì)電力系統(tǒng)的影響1第2章2.1各元件的參數(shù)和等值電路——電力線路、變壓器的參數(shù)和等值電路22-22-42-52-6網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)；例2-1三繞組及自耦變壓器的參數(shù)計(jì)算12.2簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)有名值計(jì)算時(shí)的電壓級(jí)歸算標(biāo)幺值計(jì)算時(shí)的電壓級(jí)歸算22-1412.2簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)基準(zhǔn)值改變后的標(biāo)幺值計(jì)算22-122-271第3章3.1電力線路運(yùn)行狀況的分析與計(jì)算3.2變壓器運(yùn)行狀況的分析與計(jì)算23-13-43-513.3輻射形網(wǎng)絡(luò)中的潮流分布輻射形網(wǎng)絡(luò)中的潮流分布計(jì)算的一般步驟23-63-24網(wǎng)絡(luò)視頻學(xué)習(xí)：對(duì)多端網(wǎng)絡(luò)的處理輻射形線路的潮流計(jì)算習(xí)題如例3-113.4閉環(huán)網(wǎng)中的潮流分布23-10網(wǎng)絡(luò)視頻學(xué)習(xí)：閉環(huán)網(wǎng)的潮流計(jì)算習(xí)題如例3-213.5電力網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)化負(fù)荷移植法3.7電力系統(tǒng)潮流分布的計(jì)算機(jī)算法潮流計(jì)算的數(shù)學(xué)模型高斯-塞德爾法23-133-143-173-203.6電力系統(tǒng)潮流的調(diào)整控制13.7電力系統(tǒng)潮流分布的計(jì)算機(jī)算法牛頓-拉夫遜法P-Q分解法23-183-33利用電力系統(tǒng)仿真軟件進(jìn)行簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算1、3第4章4.1電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整無功功率電源和無功功率損耗電力系統(tǒng)的電壓偏移24-24-3網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)：電壓波動(dòng)對(duì)用電設(shè)備的影響自學(xué)：靜止補(bǔ)償器原理24.1電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電壓調(diào)整措施：改變發(fā)電機(jī)端電壓改變變壓器變比無功補(bǔ)償24-44-54-64-214-254-27網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)：三繞組及自耦變壓器抽頭的選擇利用電力系統(tǒng)仿真軟件進(jìn)行簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)的電壓調(diào)整2、34.2有功功率的優(yōu)化分配及頻率調(diào)整頻率調(diào)整的必要性有功功率負(fù)荷的變動(dòng)及調(diào)整發(fā)電機(jī)及負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性24-94-144-18網(wǎng)絡(luò)視頻學(xué)習(xí)；頻率變化對(duì)電力系統(tǒng)及負(fù)荷的影響2頻率的一次調(diào)整頻率的二次調(diào)整24-314-35電力市場(chǎng)2第5章5.1故障概述5.2由無限大功率電源供電的三相短路分析無限大功率電源的概念短路沖擊電流25-325.2由無限大功率電源供電的三相短路分析短路電流周期分量的有效值的計(jì)算25-45-55-65-75-2225.3電力系統(tǒng)三相短路的實(shí)用計(jì)算疊加原理法運(yùn)用運(yùn)算曲線求任意時(shí)刻的短路電流周期分量25-925.4簡(jiǎn)單不對(duì)稱故障的分析與計(jì)算對(duì)稱分量法對(duì)稱分量法的應(yīng)用各種不對(duì)稱短路的短路電流計(jì)算25-125-165-185-29短路計(jì)算仿真結(jié)果網(wǎng)絡(luò)視頻學(xué)習(xí)：經(jīng)過渡電阻的單相短路；兩相短路、兩相接地短路（不含及含接地電阻）的分析過程。利用電力系統(tǒng)仿真軟件進(jìn)行電力系統(tǒng)的短路計(jì)算2、3第7章7.1電力系統(tǒng)穩(wěn)定性概念7.2旋轉(zhuǎn)電機(jī)的機(jī)電特性同步發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程同步發(fā)電機(jī)的功-角特性27-27-37-47-527.3電力系統(tǒng)運(yùn)行的靜態(tài)穩(wěn)定性簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性負(fù)荷的靜態(tài)穩(wěn)定性提高靜態(tài)穩(wěn)定性的措施27-77-97-19風(fēng)電及光伏發(fā)電的波動(dòng)性對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響27.4電力系統(tǒng)運(yùn)行的暫態(tài)穩(wěn)定性簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性等面積法則提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的措施27-117-147-24國(guó)際大停電的分析用分段計(jì)算法作δ-t曲線2六、實(shí)踐環(huán)節(jié)及基本要求無七、考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定考核內(nèi)容考核方式評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（依據(jù)）占總成績(jī)比例過程考核含到課率、課堂討論發(fā)言、平時(shí)作業(yè)、仿真報(bào)告等點(diǎn)名記錄、課堂發(fā)言記錄、作業(yè)完成質(zhì)量20%網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)學(xué)習(xí)成績(jī)視頻觀看、網(wǎng)上習(xí)題及測(cè)試等視頻點(diǎn)擊率、習(xí)題及測(cè)試成績(jī)、發(fā)帖等10%期末考核閉卷考試卷面成績(jī)70%考核類別考試成績(jī)登記方式百分制八、課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)和達(dá)成標(biāo)準(zhǔn)課程目標(biāo)教學(xué)環(huán)節(jié)成績(jī)?cè)u(píng)定課程目標(biāo)1講授作業(yè)A10期末考試B10目標(biāo)達(dá)成度1=（A1/A10+B1/B10）/2課程目標(biāo)2講授作業(yè)A20期末考試B20目標(biāo)達(dá)成度2=（A2/A20+B2/B20）/2課程目標(biāo)3講授作業(yè)A30期末考試B30目標(biāo)達(dá)成度3=（A3/A30+B3/B30）/2注：上述Ax0、Bx0分別是作業(yè)、期末考試成績(jī)中對(duì)應(yīng)于課程目標(biāo)x的題目總分；Ax、Bx分別是作業(yè)、期末考試中對(duì)應(yīng)于課程目標(biāo)x的題目中學(xué)生的平均得分。九、推薦教材與主要參考書（一）推薦教材：1．電力系統(tǒng)概論，楊淑英編，中國(guó)電力出版社2013年8月，第二版（二）主要參考書：1．《電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析》，陳珩編，中國(guó)電力出版社，2014年12月第四版2．《電力系統(tǒng)暫態(tài)分析》，方萬良編：中國(guó)電力出版社，2015年4月第四版3．《電力系統(tǒng)分析》，何仰贊編：華中科技大學(xué)出版社，2016年6月第四版附件作業(yè)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)表考核內(nèi)容A（90-100）B（80-89）C（70-79）D（60-69）E（<60）知識(shí)及概念掌握程度(權(quán)重30%)知識(shí)及概念掌握全面，運(yùn)用得當(dāng)知識(shí)及概念掌握較全面，能正確運(yùn)用知識(shí)及概念掌握較全面，能夠運(yùn)用