《電力系統(tǒng)分析》課程教學(xué)大綱 (三)

《電力系統(tǒng)分析》教學(xué)大綱

一、課程基本信息

電力系統(tǒng)分析

課程名稱

PowerSystemAnalysis

課程編碼CNE321211030開課院部新能源學(xué)院課程團(tuán)隊(duì)電力系統(tǒng)課程組

學(xué)分3.0課內(nèi)學(xué)時(shí)衰講授48實(shí)聆0上機(jī)0|實(shí)踐0課外學(xué)時(shí)48

適用專業(yè)電氣工程及上專自動(dòng)化授課語(yǔ)言中文

先修課程高等數(shù)學(xué)（2T）、電路分析、高等數(shù)學(xué)（2-2）、電機(jī)學(xué)（27）、電機(jī)學(xué)（2-2）、電力工程基礎(chǔ)

《電力系統(tǒng)分析》是為電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)課程.該課程主要介紹電力系統(tǒng)的基本概念和電丈系統(tǒng)的潮流分析、

短路故障分析以及有功、無(wú)功優(yōu)化的基本理論和基本方法在電力相關(guān)行業(yè)的應(yīng)用，

通過該門課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以掌握電力系統(tǒng)電壓分布和功率分布的計(jì)算方法，能利用現(xiàn)代分析工具對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行模

擬，分析系統(tǒng)正常操作對(duì)系統(tǒng)安全運(yùn)行帶來(lái)的影響；掌握電力系統(tǒng)短路故障的分析與計(jì)算，掌握不對(duì)稱短路故障的計(jì)算方法和主要故障特

征，為電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的學(xué)習(xí)上下基毗，掌握電力系統(tǒng)無(wú)動(dòng)平衡和電壓的科節(jié)方法以及電力系統(tǒng)有功平衡和痰率的請(qǐng)節(jié)方法，學(xué)握電力

系統(tǒng)有功優(yōu)化和無(wú)功優(yōu)化的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行原理，培養(yǎng)學(xué)生掌握系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的原理，通過電力系統(tǒng)暫態(tài)和靜態(tài)穩(wěn)定性分析的學(xué)習(xí)，掌握對(duì)電力

系統(tǒng)安全運(yùn)行的分析計(jì)算能力；通過查閱總結(jié)中英文文獻(xiàn).互相交流與溝通.具備良好的團(tuán)隊(duì)合作調(diào)研的能力；為學(xué)生進(jìn)行后續(xù)電力系統(tǒng)

方向的相關(guān)專業(yè)課程學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的理論及實(shí)踐基礎(chǔ).

PowerSystemAnalysisisaprofessionalcourseforelectricalengineeringandautomationspecialty.Thiscourse

課程簡(jiǎn)介

mainlyintroducesthebasicconceptsofpowersystemandtheapplicationofpowerflowanalysis,shortcircuitfault

（必修）

analysisandbasictheoriesandmethodsofactiveandreactivepoweroptimizationinpowerrelatedindustries.

Throughthestudyofthiscourse,studentscanmasterthecalculationmethodsofvollagedistributionandpower

distributioninpowersystem,andcanusemodernanalysistoolstosimulatetheoperationstaleofpowersystem,analyze

theinfluenceofthenormaloperationofthesystemonthesafeoperationofthesystem：Mastertheanalysisand

calculationoftheshortcircuitfaultofthepowersystem,masterthecalculationmethodandmainfaultcharacteristics

oftheasymmetricshortcircu.tfault,layafoundationfortheStudyofrelayprotectioninpowersystem;Masterthe

adjustmentmethodsofreactivepowerbalanceandvollageinpowersystemandtheadjustmentmethodsofactivepower

balanceandfrequencyinpowersystem,mastertheecorKxnicoperationprincipleofactivepoweroptimizationandreactive

poweroptimizationofpowersystem,andtrainstudentstomastertheprincipleofSystemEconomicoperation：Throughthe

studyoftransientandstaticstabi1ityanalysisofpowersystem,mastertheabi1itytoanalyzeandcalculatethesafe

operationofthepowersystemThroughconsultingandeummarizingChineseandEngliehdocuments,communicateand

communicatewitheachother,andhavegoodteamcooperationandresearchability;tolayasolidtheoreticaland

practicalfoundationforstudentstofollowuptherelevantprofessionalcoursesinthedirectionofpowersystem.

負(fù)責(zé)人大綱執(zhí)筆人審核人

二、課程目標(biāo)

畢業(yè)要月R指標(biāo)點(diǎn)

序號(hào)代號(hào)課程目標(biāo)0BE

任務(wù)自選

目標(biāo)1:能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)、工程基礎(chǔ)和電氣專業(yè)知識(shí)對(duì)電力系統(tǒng)的正常、故漳、過負(fù)荷等運(yùn)行狀態(tài)電氣

1M!參數(shù)進(jìn)行計(jì)算；針對(duì)不同故障時(shí)電壓、電流以及序分量等電氣量特征，分析可能出現(xiàn)的故障和處理是1.4

方法。

目標(biāo)2：針對(duì)電氣工程領(lǐng)域稔定性控制相關(guān)問題,能夠利用專業(yè)知識(shí)和科技瓷新等手段尋求電力系統(tǒng)是

2M22.2

電壓調(diào)整和頻率調(diào)整等問題的多樣化解決方案；分析相關(guān)重要指標(biāo).并進(jìn)行有效的分析和總結(jié)。

目標(biāo)3.能運(yùn)用安全、環(huán)保和資源利用效率知識(shí)，分析系統(tǒng)正常操作對(duì)系統(tǒng)安全稔定運(yùn)行的影響，掌

3M3握電力系統(tǒng)投資運(yùn)行成本和能源多元化的多目標(biāo)電力系統(tǒng)出力優(yōu)化問題,能夠分析油田電網(wǎng)節(jié)能降是7.2

耗的實(shí)際工程問題,理解能源可扭續(xù)發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電力系統(tǒng)規(guī)劃的影響。

三、課程內(nèi)容

支撐課課內(nèi)課外

序號(hào)章節(jié)號(hào)標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點(diǎn)教學(xué)方式課外環(huán)節(jié)

程目標(biāo)學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)

本章重點(diǎn)蘢點(diǎn)：對(duì)電力系統(tǒng)的組成和生產(chǎn)過程、電力系統(tǒng)運(yùn)行

的特點(diǎn)和基本要求、負(fù)荷及其變化規(guī)律等有基本的了解。掌握

電力系統(tǒng)接線方式和電壓等級(jí)、中性點(diǎn)接地方式。了解我國(guó)電

第一至電力系統(tǒng)力工業(yè)及電力系統(tǒng)基本情況。會(huì)用標(biāo)幺值計(jì)算和分析實(shí)際問

1第1章//

的基本概念題.

融入思政：電力事業(yè)取得的成就,強(qiáng)調(diào)堅(jiān)持社會(huì)治理一切為人

民，幫助學(xué)生倒立為人民的利益和幸福勞力奮斗的理念;加深

學(xué)生對(duì)當(dāng)前系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)和專業(yè)發(fā)展方向的認(rèn)識(shí)并深刻體會(huì)中

國(guó)“一帶一路”的政策對(duì)中國(guó)電力工業(yè)的影響和變革，

1-1電力系統(tǒng)的組發(fā)電環(huán)節(jié)，輸電環(huán)節(jié)，配電環(huán)節(jié)，用電環(huán)節(jié)；電力系統(tǒng)接線

21.1Ml0.2翻轉(zhuǎn)課堂0.2小測(cè)驗(yàn)

成和接線方式圖.電氣接線圖.地理接線圖

1.2電力系統(tǒng)的運(yùn)

31.2行特點(diǎn)和對(duì)電力系電能傳輸特點(diǎn)；電能存儲(chǔ)特點(diǎn)；電能運(yùn)行要求Ml0.2翻轉(zhuǎn)課堂0.2自學(xué)資料

統(tǒng)運(yùn)行的基本要求

1.3電力系統(tǒng)的影額定頻率，頻率偏差；線路額定電壓，變壓器額定電壓.平均

41.3Ml0.6翻轉(zhuǎn)課堂0.6作業(yè)

定須率和額定電壓額定電壓

穩(wěn)態(tài)，暫態(tài)，電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)變量；中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，

大電流接地系統(tǒng)；中性點(diǎn)不接地系統(tǒng),小電流接地系統(tǒng)；中性

1.1電力系統(tǒng)的運(yùn)點(diǎn)經(jīng)消丸線圈接地系統(tǒng)

51.4行狀態(tài)和中性點(diǎn)接三相交流電路的基本關(guān)系；三相交流電路的基本關(guān)系；有名制M31翻轉(zhuǎn)課堂1自學(xué)資料

地方式或絕對(duì)單住制；相對(duì)單位制；基準(zhǔn)值的選擇；不同基準(zhǔn)的標(biāo)么

值的換算

本章重點(diǎn)是點(diǎn)：變壓器"型等值電路.行波、傳播常數(shù)和自然

功率，Park變換、Park變換后的發(fā)電機(jī)電壓方程和磁鏈方

第二章電力系統(tǒng)

程、應(yīng)用Park方程分析發(fā)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行方式，多電壓等級(jí)

6第二章各元件的特性和等/////

電力網(wǎng)絡(luò)答值電路的形成和計(jì)算。

值電路

融入思政：大局觀以及中國(guó)特色社會(huì)主義道路自信；由中性點(diǎn)

運(yùn)行方式案例剖析，提升學(xué)生的安全意識(shí)

電力系統(tǒng)各類負(fù)荷的比重及調(diào)節(jié)特點(diǎn)、負(fù)荷關(guān)系圖；描態(tài)數(shù)學(xué)講授、討

72.12.1負(fù)荷Ml0.50.5自學(xué)資料

模型；論

線路的分類及結(jié)構(gòu)；幾種基本模型及適用條件；影響線路參數(shù)

82.22.2電力線路Ml0.5講授0.5調(diào)研資料

的基本因素

雙繞組變氐器的“r-型等值電路及參數(shù)，變壓■的字

92.32.3變壓器型等值電路.變壓器的“n”型等效電路；三繞組變壓器模Ml2講授2作業(yè)

型，幾種基本模型及適用條件

編制高斯消去法和牛頓迭代法的程序。

發(fā)電機(jī)的原始方程；park變換；park交換后的基本方程（電壓

講授、討

102.42.4同步發(fā)電機(jī)方程，破鏈方程，park方程）；發(fā)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行方式、發(fā)電Ml44自學(xué)資料

論

機(jī)的功率方程和PQ極限圖

單相交流電路的基本關(guān)系；三相交流電路的基本關(guān)系；有名制

2.5電力系統(tǒng)的等或絕對(duì)單位制；相對(duì)單位制；標(biāo)幺值等值電路，基準(zhǔn)伯的選

112.5Ml2講授2作業(yè)

值電路擇；不同基準(zhǔn)的標(biāo)么值的換算，電力系統(tǒng)標(biāo)幺制電路制定

本章重點(diǎn)蘢點(diǎn)：掌握節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的形成方法及特點(diǎn).功率方

程和節(jié)點(diǎn)分類。掌握牛頓-拉夫遜法潮流計(jì)算的基本原理、求解

方法和計(jì)算程序框圖.了解P-Q分解法潮流計(jì)算的基本原理和

第三章電力系統(tǒng)

方法。能夠運(yùn)用潮流程序分析系統(tǒng)正常操作對(duì)安全穩(wěn)定運(yùn)行可

12第三章的潮流計(jì)算（共6/////

能帶來(lái)的爹響。

學(xué)時(shí)）

酷入忠政：工程倫理如何通過科學(xué)和技術(shù)的角度看工程；

通過環(huán)境變化對(duì)電力與運(yùn)行的影響.提醒學(xué)生具有防患意識(shí)；

加強(qiáng)對(duì)判定電力系統(tǒng)安全性準(zhǔn)則的認(rèn)識(shí)

3.1潮流計(jì)算的數(shù)電力網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)電壓方程，節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的生成；系琉參數(shù)改

133.1學(xué)模型一一潮流方變時(shí)節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的修改方法；節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣的特點(diǎn)及應(yīng)用Ml2講授2作業(yè)

程

3.2潮流方程的迭

143.2潮流方程的WR迭代、潮流方程的P-Q解耦迭代M23講授2自學(xué)資料

代求解

3.3潮流計(jì)算中的

153.3潮流計(jì)算的初值設(shè)定、潮流方程的求解,稀疏技術(shù)簡(jiǎn)介M31講授1大作業(yè)

有關(guān)技術(shù)

本章重點(diǎn)垂點(diǎn)：同步發(fā)電機(jī)突然三相短路時(shí)定子繞組劃轉(zhuǎn)子繞

組中短路電流有哪些分量組成以及各分量的特征，掌握電力系

笫四直電力系統(tǒng)

16第四章統(tǒng)三相短珞電流的實(shí)用計(jì)算方法。學(xué)握各元件負(fù)序和寫序參數(shù)////

故障分析及計(jì)算

的計(jì)算原理和方法以及各序序網(wǎng)的形成方法，熟練掌握電力系

統(tǒng)簡(jiǎn)單不對(duì)稱短路時(shí)故障點(diǎn)和非故障點(diǎn)的電流、電壓計(jì)算方法

和分析過程以及各序電流和電壓的向量圖。

融人思政：由短路發(fā)生后物理過程的分析和數(shù)學(xué)推導(dǎo),論證數(shù)

學(xué)和物理現(xiàn)象的相統(tǒng)一，論述基礎(chǔ)學(xué)科學(xué)習(xí)的更要性

4.1電力系統(tǒng)故障故障概述；故障計(jì)算中的標(biāo)幺制；無(wú)限大功率電源供電系統(tǒng)三

174.1Ml0.5講授0.5自學(xué)資料

計(jì)算的基本知識(shí)相短路分析

4.2電力系統(tǒng)對(duì)稱同步發(fā)電機(jī)突然三相短路計(jì)算,短路電流的衰減；電力系統(tǒng)三

184.2Ml4.5講授4.5作業(yè)

故障的分析計(jì)算相短路電流實(shí)用計(jì)算

(3電力系統(tǒng)不對(duì)對(duì)稱分量法在不對(duì)稱故障中的應(yīng)用.序阻抗和序網(wǎng)絡(luò).不對(duì)稱

194.3M37講授7作業(yè)

稱故障的分析計(jì)算故障的分析與計(jì)算

本章重點(diǎn)重點(diǎn)：同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程、發(fā)電機(jī)的功角方

第五至電力系統(tǒng)程、等面積法則分析暫態(tài)穩(wěn)定性、小擾動(dòng)法分析系統(tǒng)都態(tài)穩(wěn)定

20第五章////

的穩(wěn)定計(jì)算性。

融入思政：由數(shù)學(xué)方法化繁為簡(jiǎn).論述基礎(chǔ)學(xué)科學(xué)習(xí)的重要性

5.1電力系統(tǒng)元件同步發(fā)電機(jī)機(jī)械運(yùn)動(dòng)特性一一轉(zhuǎn)自運(yùn)動(dòng)方程；發(fā)電機(jī)輸出電魏

215.1Ml0.5講授0.5自學(xué)資料

的機(jī)電特性功率特性——功角方程

5.2電力系統(tǒng)的哲經(jīng)典模型下電力系統(tǒng)的哲態(tài)穩(wěn)定性：逐步積分法和直接分析

225.2Ml3.5講授3.5作業(yè)

態(tài)穩(wěn)定性法；電力系統(tǒng)智態(tài)過程物理分析；等面積法則；用等面積法則

分析提高新態(tài)穩(wěn)定性的措施

5.3電力系統(tǒng)的靜簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性，小擾動(dòng)法分析電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)

235.3M22講授2作業(yè)

態(tài)穩(wěn)定性定性

本章重點(diǎn)重點(diǎn)：了解電力系統(tǒng)無(wú)功功率和電壓之間的關(guān)系、無(wú)

功功率平衡和備用容量要求的必要性、各種無(wú)功電源及其特

點(diǎn)。了解電壓管理和電壓調(diào)整的必要性。熟練掌握電力系統(tǒng)無(wú)

第六堂電力系統(tǒng)

24第六章功補(bǔ)償和電壓調(diào)整措施的原理、特點(diǎn)和計(jì)算方法。了解電力系////

的質(zhì)量控制

統(tǒng)有功功率與頻率之間的關(guān)系、侑功功率平衡及備用竄量要求

的必要性，各類發(fā)電廠的運(yùn)行特點(diǎn)和合理組合。了解經(jīng)濟(jì)功率分

布的基本原理和計(jì)算方法。掌握負(fù)荷和發(fā)電機(jī)的功一膿靜態(tài)特性

及其應(yīng)用方法。掌握一次調(diào)頻、二次調(diào)頻的基本概念和計(jì)算方

法V

融入思政：根據(jù)電力系統(tǒng)電壓控制的目標(biāo)，分析計(jì)算誤差對(duì)電

力系統(tǒng)電壓控制的影響；通過對(duì)短路和運(yùn)行兩種不同狀態(tài)計(jì)算

誤差的取舍.引導(dǎo)學(xué)生加深對(duì)電氣領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題的認(rèn)識(shí)

電壓調(diào)整的目標(biāo)；電力系統(tǒng)無(wú)功電壓特性和無(wú)功平衡.無(wú)功平

6.1電力系統(tǒng)的電衡和無(wú)功摸耗，無(wú)功電源；電力系統(tǒng)的無(wú)功平衡；電壓控制的

自學(xué)資

256.1壓質(zhì)量控制一一電策略，中樞點(diǎn)的選擇；中樞點(diǎn)電壓允許偏移范圍；電壓調(diào)整的M26講授6

料，作業(yè)

壓調(diào)整方法和分析計(jì)算.調(diào)壓措施；發(fā)電機(jī)調(diào)壓；升壓變壓器調(diào)壓方

法;降壓變后器調(diào)壓方法

6.2電力系統(tǒng)的頻

頻率調(diào)整的必要性和目標(biāo)，電力系統(tǒng)有功頻率特性和有功平自學(xué)資

266.2率質(zhì)量控制一一頻M24講授4

衡.叛率調(diào)整的策略以及分析計(jì)算料，作業(yè)

率調(diào)整

本章重點(diǎn)流點(diǎn):等微增率準(zhǔn)則、有功負(fù)荷經(jīng)濟(jì)調(diào)度的計(jì)算、無(wú)

功負(fù)荷經(jīng)濟(jì)調(diào)度的計(jì)算。；能夠從電力系統(tǒng)運(yùn)行的角度分析系統(tǒng)

能源消耗和網(wǎng)損最小的經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法；能夠從電力系統(tǒng)運(yùn)行的

第七章電力系統(tǒng)

27第七章角度分析系統(tǒng)能源消耗和網(wǎng)損最小的經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法。////

的經(jīng)濟(jì)調(diào)度

融入思政：由黃島地區(qū)節(jié)能降耗案例剖析千分之一的損耗在電

力系統(tǒng)中的重要意義。提倡節(jié)能減排.聚沙成塔,勿以善小而

不為

7.1電力系統(tǒng)的有發(fā)電設(shè)備耗量特性，有功負(fù)荷的在火電廠中的最優(yōu)分配；水、

287.1M32講授2作業(yè)

功優(yōu)化調(diào)度火電廠之間的有功最優(yōu)分配。

7.2電力系統(tǒng)的無(wú)

297.2無(wú)功負(fù)荷的最優(yōu)配置和優(yōu)化M31講授1自學(xué)資料

功優(yōu)化

四'考核方式

序號(hào)考核環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)總評(píng)占比

1.平均每周布近1次作業(yè)。

1平時(shí)作業(yè)15%

2.成績(jī)采用百分制.根據(jù)作業(yè)完成準(zhǔn)確性、是否按時(shí)上交、是否獨(dú)立完成評(píng)分。

3.考核學(xué)生對(duì)電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)基本知識(shí)的掌握能力.學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題、解決問題的能力題理主要

有件圖、分析和計(jì)算就V

本課程要求利用Mallab等現(xiàn)代仿真工具.在給定電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、參數(shù)和發(fā)包機(jī)、負(fù)荷等元件的運(yùn)行條件前提下，建立研究

對(duì)象的模型，確定電力系統(tǒng)各部分穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)的計(jì)算.基于以上電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)，研究系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn)行中提

出的各種問題。

綜合大作

1、基于給定的某電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行潮流計(jì)算，得出電網(wǎng)各母線口壓和線路潮流。20%

業(yè)

2、能夠模擬系統(tǒng)正常操作對(duì)潮流程序進(jìn)行修改，研究系統(tǒng)運(yùn)行的變化。

3、能夠分析功率因數(shù)的高低對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的影響

4、能夠論述系統(tǒng)處理優(yōu)化問題和能源可持續(xù)發(fā)展對(duì)電力系統(tǒng)規(guī)劃的影痛

3小測(cè)駿布置基礎(chǔ)知識(shí)測(cè)試.在石大云課堂課下完成或者雨課堂隨堂進(jìn)行,按照答邈正確率得分15%

1.閉卷考試，成績(jī)采用百分制，卷面成績(jī)總分】0。分。

4期末考試2.主要考核學(xué)生對(duì)電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)基本知識(shí)的掌握能力,學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題、解決問題的能力，題50%

型主要有選擇題、筒答題、作圖題、分析邈、計(jì)算題等，

五、評(píng)分細(xì)則

序號(hào)課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評(píng)分等級(jí)

A-按時(shí)提交作業(yè)，基本知識(shí)點(diǎn)理解無(wú)誤，計(jì)算正確。

1Ml平時(shí)作業(yè)10%B,C,D-按時(shí)提交作業(yè)，作業(yè)遲交一天扣十分；基本知識(shí)點(diǎn)理解和計(jì)算題失誤按照考試判分原則判分，

D考試總分最終比作業(yè)分?jǐn)?shù)低.且相差超過5。分的，

[A]正確率90%以上為100分，

舊正確率80%以上為90分.

2Ml小測(cè)驗(yàn)30%

9正確率70%以上為80分.

國(guó)正確率低于70%為0分

3Ml期末考試60%（見試卷評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)）

A-按時(shí)提交作業(yè)，基本知識(shí)點(diǎn)理解無(wú)誤，計(jì)算正確。