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文本内容:
电力系统分析课程教学大纲课程中文名称电力系统分析
(一)/
(二)课程英文名称PowerSystemAnalysis课程编号C121K1214学分
2.5/
2.5学时40/40(其中讲课学时40/40实验学时0实践学时0)先修课程电路原理工程电磁场电机学适用专业电气工程及其自动化课程类别专业核心课程/必修使用教材陈玲,电力系统稳态分析(第四版),北京中国电力出版社,
2015.10方万良,电力系统暂态分析(第四版),北京中国电力出版社,
2017.07开课单位电气与新能源学院课程简介
一、课程性质《电力系统分析》课程是电气工程及其自动化专业必修的专业核心课程和学位课本课程主要介绍电力系统正常运行和故障运行状态的分析和计算方法它本身是一门专业基础课,又具备专业课的性质,在专业基础课与专业课之间架起了一座重要的桥梁,起到承上启下的作用本课程具有较强的理论性、综合性同时又具有密切联系生产实际的特点
二、课程目标课程目标L坚持立德树人,加强课程思政结合课程内容,融入行业标兵事迹、重大电力工程案例,教育学生责任担当,解决工程问题,为我国电力工业蓬勃发展而努力学习,提升专业能力和科学素养课程目标2针对具体的电力系统,能够运用数学、电路、电机、电磁场的基本理论建立电力系统潮流计算、短路计算和稳定性计算的等值电路及数学模型,并能正确求解课程目标3能结合具体工程案例,运用物理学、电磁场、电力系统分析的原理知识,分析及判断电力系统在正常运行、小扰动及大扰动等不同条件下的运行状态课程目标4运用电力系统稳态分析、故障分析和稳定性分析的基本原理,根据所要解决的具体电力系统工程问题,选择解决电力系统频率控制、电压控制、经济运行、故障分析、静态稳定性和暂态稳定性分析的合适的数学模型课程目标5能运用电力系统稳态分析、故障分析和稳定性分析的基本原理,借助文献研究,分析电力系统潮流计算、有功平衡、无功平衡、短路过程、静态稳定性与暂态稳定性过程的影响因素,对计算结果的有效性进行分析和总结,发现影响电力系统运行的关键因素
三、课程目标对毕业要求的支撑关系
四、教学内容及要求第一章绪论1教学内容
(1)掌握电力系统分析的基本概念及电力系统运行的基本要求了解电力系统的产生与发展了解电力系统学科的内容、研究方法2重点难点电力系统的组成、电压等级、中性点接地方式、电网接线方式、电力系统运行的基本要求3课程思政融入点在介绍电力系统的发展和组成部分时,结合我国乃至世界电力工业的发展、电气工程的工作流程、未来工作取向等,融入我国重大电力工程案例和行业标兵事迹,建设新型电力系统,助力实现“双碳”目标,构建以新能源为主体的新型电力系统,教育学生作为电力行业的未来工程师的责任担当4考核要点电力系统的组成、电压等级、中性点接地方式、电网接线方式、电力系统运行的基本要求5教学方法基于雨课堂线下教学6作业安排思考题见习题册p20第二章电力系统各元件的特性与数学模型1教学内容
(1)理解电力系统各元件的特性及参数的物理意义
(2)掌握电力系统各元件的数学模型和等值电路
(3)掌握电力网络的数学模型和等值电路2重点难点输电线路的结构及等值模型,变压器的等值模型与计算,电力负荷的等值模型,电力线路的等值模型与标幺制3课程思政融入点通过分析从物理现象到建立元件模型、系统模型的稳态分析建模方法,引入电力系统设计、建设、运行与维护过程中,对社会、环境的影响的考虑等,培养学生的专业能力和科学素养4考核要点发电机的运行极限及稳态模型,输电线路的组成及线路参数的物理意义、线路结构对线路参数的影响、线路的等值模型及自然功率,变压器的数学模型,负荷分类、负荷曲线及负荷模型,电力网络的数学模型和等值电路5教学方法基于雨课堂和学堂在线的线上线下混合式教学、案例教学6作业安排习题册p20-p24中选择第三章简单电力网络的计算和分析1教学内容
(1)掌握电力网电压降落和功率损耗的计算方法
(2)理解输电线路的运行特性
(3)掌握辐射状网络和闭式网络的潮流估算方法
(4)理解电力系统潮流调整与控制的基本原理和方法2重点难点复功率,电力网电压降落和功率损耗的计算方法,辐射状网络和闭式网络的潮流估算方法3考核要点电力线路和变压器的电压降落、电压损耗和功率损耗计算,电力线路的运行特性,辐射状网络和闭式网络的潮流估算方法,电力系统潮流调整与控制的基本原理和方法4教学方法基于雨课堂和学堂在线的线上线下混合式教学5作业安排习题册p54-p62中选择第四章复杂电力系统的潮流计算1教学内容
(1)掌握复杂电力网络的数学模型
(2)掌握潮流计算的功率方程
(3)掌握潮流计算的牛顿・拉弗逊法
(4)理解快速解耦法潮流计算
(5)了解稀疏技术在潮流计算中的应用及其它潮流计算方法2重点难点节点导纳矩阵的形成和修改,潮流计算的基本方程,牛顿-拉弗逊法潮流计算,快速解耦法潮流计算3考核要点节点导纳矩阵及其形成,功率方程,牛顿-拉弗逊法和快速分解法潮流计算4教学方法基于雨课堂和学堂在线的线上线下混合式教学、研究性教学5作业安排习题册p
62.p69中选择第五章电力系统正常运行方式的调整与控制1教学内容
(1)理解电力系统运行方式调整与控制的必要性;
(2)理解系统负荷的有功功率-频率静态特性、发电机组的调速系统与有功功率-频率静态特性,掌握有功功率平衡和频率调整的基本概念
(3)掌握电力系统频率调整的基本原理和计算方法
(4)了解负荷的合理分配及自动发电控制
(5)理解无功功率平衡对系统电压的影响
(6)掌握电力系统电压调整的方式及方法
(7)掌握有功功率最优分配的基本概念、数学模型
(8)了解最优潮流的有关概念及数学模型2重点难点有功功率平衡相关概念、频率控制原理及应用,无功功率平衡相关概念、电压控制方法及应用,经济运行的相关概念及经济调度计算3考核要点负荷分类及其频率调整方式,有功功率平衡及其备用,一次调频和二次调频,有功功率的最优分配,无功负荷及无功电源,无功功率平衡与电压,电压调整方式及方法4教学方法基于雨课堂和学堂在线的线上线下混合式教学、案例教学5作业安排习题册p87-p89和pll2-pll6中选择第六章电力系统故障分析的基本知识1教学内容
(1)掌握故障分析的基本概念
(2)掌握无限大功率电源三相短路的特点、冲击电流、最大有效值电流2重点难点短路类型、短路危害及短路计算的目的,无限大功率电源三相短路的特点冲击电流3课程思政融入点通过各类大停电案例,分析电力系统短路故障对社会、经济和人身安全的影响,培养学生建立工程意识3考核要点简单故障类型,短路故障的危害,短路计算的目的,无限大电源三相短路的特点,冲击电流计算、短路电流最大有效值计算和短路容量计算4教学方法基于雨课堂和学堂在线的线上线下混合式教学5作业安排习题册p200中选择第七章同步发电机的数学模型及机端三相短路分析1教学内容
(1)掌握同步发电机的数学模型
(2)掌握同步发电机的派克方程
(3)掌握同步发电机三相短路定性分析及发电机暂态参数
(4)掌握同步发电机机端三相短路交流分量计算了解利用运算法分析同步发电机机端三相短路了解自动励磁调节装置对短路电流的影响2重点难点同步发电机的数学模型,同步发电机的派克方程,同步发电机三相短路定性分析及发电机暂态参数,同步发电机机端三相短路交流分量初始值的计算3考核要点电机参数,同步发电机三相空载短路定子绕组和转子绕组电流的组成、衰减,同步发电机正常运行空载电势、暂态电势、次暂态电势的计算,同步发电机电感系数矩阵各元素的变化规律,派克变换,同步发电机机端三相短路交流分量初始值的计算4教学方法基于雨课堂和学堂在线的线上线下混合式教学、研究性教学5作业安排习题册pl74-pl79中选择第八章电力系统三相短路的实用计算1教学内容
(1)掌握交流电流初始值的计算方法
(2)掌握运用运算曲线求任意时刻短路电流的方法
(3)掌握转移电抗的概念及求取方法
(4)理解计算机计算复杂系统短路电流交流分量初始值的原理2重点难点计算的条件和近似,复杂系统交流短路电流初始值计算,计算电抗3考核要点各元件的模型及参数计算,叠加原理在短路电流计算中的应用,运算曲线转移电抗及其计算4教学方法基于雨课堂和学堂在线的线上线下混合式教学5作业安排习题册p200-p206中选择第九章电力系统简单不对称故障分析1教学内容
(1)掌握不对称故障分析方法及对称分量法
(2)掌握电力系统各元件序参数和等值模型
(3)掌握电力系统各序网络的构成
(4)掌握不对称故障的分析与计算
(5)理解不对称短路故障各序网络的电压分布及相位变化2重点难点对称分量法,变压器序等值电路,零序网络的构成,正序等效定则,复杂系统的不对称故障计算3考核要点对称分量法,变压器序等值电路,零序网络的构成,正序等效定则,复杂系统的不对称故障计算4教学方法基于雨课堂和学堂在线的线上线下混合式教学、研究性教学5作业安排习题册p240-p245中选择第十章电力系统稳定性分析1教学内容
(1)理解电力系统稳定性的相关基本概念
(2)掌握同步发电机的转子运动方程
(3)理解不同形式的同步发电机的转矩特性及功率方程
(4)掌握静态稳定的基本概念及分析方法
(5)掌握暂态稳定的基本概念、物理过程及分析方法
(6)掌握提高电力系统稳定性的措施了解复杂电力系统稳定性的分析与计算方法2重点难点电力系统稳定性的概念,同步发电机的转子运动方程,小干扰稳定性分析等面积定则3考核要点简单电力系统静态稳定性判据、静态稳定储备系数计算,小干扰稳定性分析及其计算,极限切除角及其计算,提高电力系统稳定性的途径及措施4教学方法基于雨课堂和学堂在线的线上线下混合式教学、案例教学5作业安排习题册p258-p262和p274-p281中选择
五、教学内容对课程目标的支撑关系
六、考核方式及成绩评定标准.课程考核方式闭卷考试占40%平时成绩占60%平时成绩包括课堂表现15%、课程单元测试10%、课程作业10%、课程专题5%说明期末考试试卷卷面成绩如果低于40分,本课程总成绩判定为不及格备注闭卷考试对应的课程目标的分配分数根据具体的试题可以进行适当调整.课程考核评分标准
七、参考书目:
4.电力系统分析要点与习题,韦钢,北京中国电力出版社,2008第二版毕业要求毕业要求指标点课程目标对毕业要求的支撑关系
1.工程知识指标点
1.2能够运用数学、自然科学、工程科学的知识对电力系统工程的具体对象问题建立数学模型并求解课程目标1课程目标2指标点
1.3能将数学、自然科学、工程科学的知识和数学模型方法用于推演、分析电力系统专业工程问题课程目标1课程目标
32.问题分析指标点
2.2能基于科学原理和数学模型正确表达电力系统复杂工程问题课程目标1课程目标4指标点
2.4能运用基本原理,借助文献研究,分析过程的影响因素,获得有效结论课程目标1课程目标5早F教学内容学时分配支撑的课程目标讲课实验实践第一早电力系统的基本概念
4001、
2、
3、
4、5第一早电力网各兀件的特性与数学模型
8001、
2、
3、
4、5第三章简单电力网络的计算和分析
8002、
3、
4、5第四章复杂电力系统的潮流计算
8002、
3、
4、5第五章电力系统正常运行方式的调整与控制
12002、
3、
4、5第六章电力系统故障分析的基本知识
4001、
2、
3、
4、5第七章同步发电机的数学模型及机端三相短路分析
10002、
3、
4、5第八章电力系统三相短路的实用计算
4002、
3、
4、5第九章电力系统简单不对称故障分析
12002、
3、
4、5第十章电力系统稳定性分析
10002、
3、
4、5支撑毕业要求课程目标考核与评价方式合计平时成绩40%期末成绩60%课堂课程作业单元测试课程专表现15%10%10%题5%闭卷考试课程目标155指标点
1.2课程目标2123042指标点
1.3课程目标3101828指标点
2.2课程目标481220指标点
2.4课程目标555总分占比%4060100课程目标考核要求评分标准高于预期达到预期低于预期优秀良好合格不合格
1、采用内生育德的思政建设理念,坚持以课程为载体向树人的教育本质回归在教学过程中采用案例、研究性的教学手法,实现“润物细无声”的教学效果,力求学课堂表现5433生在接受课程教学过程后,能够实现提升专业能力和科学素养
2、针对具体的电力系统,能够运用数学、电路、电机、电磁场的基本理论建立电力系统潮流计算、短路计算和稳定性计算的等值电路及数学模型,并能正确求解课堂表现课程作业单元测试期末考试38-4234-
3725.2-
3325.
23、能结合具体工程案例,运用物理学、电磁场、电力系统分析的原理知识,分析及判断电力系统在正常运行、小扰动及大扰动等不同条件下的运行状态课堂表现课程作业单元测试期末考试26-2823-
2516.8-
2216.
84、运用电力系统稳态分析、故障分析和稳定性分析的基本原理,根据所要解决的具体电力系统工程问题,选择解决电力系统频率控制、电压控制、经济运行、故障分析、静态稳定性和暂态稳定性分析的合适的数学模型课堂表现课程作业单元测试期末考试18-2016-1812-16-
125、能运用电力系统稳态分析、故障分析和稳定性分析的基本原理,借助文献研究,分析电力系统潮流计算、有功平衡、无功平衡、短路过程、静态稳定性与暂态稳定性过程的影响因素,对计算结果的有效性进行分析和总结,发现影响电力系统运行的关键因素课程专题5433。