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电力系统的MATLABSIMULINK仿真及应用课程教学大纲课程中文名称电力系统的MATLAB/SIMULINK仿真及应用课程英文名称PowerSystemBlockSetofMATLAB/SIMULINK课程编号C1233应开课学期7学时数24学分数
1.5适用专业电气工程及其自动化课程类型专业拓展课先修课程电力系统分析电力系统继电保护、信号与系统高等数学线性代数、计算机语言C或其它高级程序语言
一、课程性质本课程是电气工程及其自动化专业的专业拓展课,主要以MATLAB软件为平台,以MATLAB计算和Simulink仿真为基础,涵盖本专业的主干课程,包括电力系统稳态分析、电力系统暂态分析、电力系统继电保护等内容,课程实验仿真例程均是相关课程的主要知识点本课程具有较强的实验性和综合性
二、课程目标通过本课程的学习,使学生巩固本专业相关主干课程的知识点,可以掌握MATLAB/SIMULINK软件在电力系统及其自动化建模与仿真计算中的应用熟悉MATLAB/SIMULINK软件工作环境,掌握电力系统模型库和各元件模型的选取和设置,能够应用MATLAB/SIMULINK软件平台进行电力系统潮流计算、电力系统故障分析、继电保护设计和分析、电力系统稳定性分析等,基本具备利用该软件平台对电力系统复杂工程问题进行分析与仿真研究的能力同时,了解该软件平台在高压直流输电及柔性输电、风力发电等分布式能源发电技术中的仿真应用该课程为电气工程及其自动化专业学生进行毕业设计和后续继续学习打下基础
三、支撑的毕业要求教学目标基于所理解和掌握的电气工程及其自动化专业主干课程相关知识点,能够运用MATLAB/SIMULINK软件平台,进行简单电力系统潮流计算、电力系统故障分析、电力系统继电保护设计与实现、电力系统暂态和静态稳定性分析的建模和仿真;通过课堂讲解、上机实验和课外作业方式,培养学生将该软件平台应用于分析和解决电气工程复杂工程问题的初步能力达成途径课堂讲解;上机实验;课外作业评价依据上机实验运行仿真结果;课外作业完成情况评价方式评估上机实验所建模型完整性、仿真运行结果正确性,给出成绩;评价课外作业期末考核的得分率教学目标运用MATLAB/SIMULINK软件平台,进行简单电力
四、教学内容、学时安排和基本要求第一章MATLAB基础知识3学时,含实验1学时重点难点MATLAB工作环境、赋值和运算、绘图功能MATLAB简介MATLAB工作环境MATLAB
7.0的通用命令MATLAB的计算基础基本赋值和运算MATLAB程序设计基础MATLAB的绘图功能第二章Simulink仿真入门3学时,含实验2学时重点难点Simulink模块基本操作、建模步骤、创建和封装子系统
(1)Simulink基本操作
(2)运行仿真及参数设置简介
(3)创建模型的基本步骤及仿真算法简介
(4)子系统及其封装第三章电力系统元件模型及模型库介绍2学时,含实验1学时重点难点各主要模块参数含义和设置、Powergui模块应用
(1)同步发电机的数学模型变压器数学模型及基于电气原理图的变压器数学模型输电线路模型负荷模型电力图形用户分析界面(Powergui)模块第四章Powergui在简单电力系统潮流计算中的应用实例4学时,含实验2学时重点难点实际系统模型的搭建和参数设置实例系统电力系统元件的模型选择模型参数的计算及设置仿真计算结果分析第五章MATLAB在电力系统故障分析中的仿真实例4学时,含实验2学时重点难点三个故障仿真模型的搭建和参数设置无穷大功率电源供电系统三相短路仿真同步发电机机端突然三相短路仿真小电流接地系统单相故障仿真第六章MATLAB在微机继电保护中的应用实例4学时,含实验2学时重点难点差动保护、距离保护逻辑设计和实现
(1)Simulink在变压器微机继电保护中的应用举例
(2)输电线路距离保护的建模与仿真第七章MATLAB在电力系统稳定性分析中的应用实例4学时,含实验2学时重点难点模型搭建、参数设置、故障和扰动的引入
(1)简单电力系统的暂态稳定性仿真分析
(2)简单电力系统的静态稳定性仿真分析
五、课程的其它教学环节
六、教学方法与手段本课程教学主要采用讲授、多媒体教学、计算机仿真实验、课外调研和作业以及学生自学等教学方法与手段七推荐教材和教学参考资源教材L于群,曹娜.《MATLAB/Simulink电力系统建模与仿真》.北京机械工业出版社,
2011.参考书.张志涌,《MATLAB教程》,北京航空航天大学出版社,
2001..陈桂明,《应用MATLAB建模与仿真》,科学出版社,
2001..程卫国,《MATLAB.X应用指南》,人民邮电出版社,
1999..王晶等,《电力系统的MATLAB/SIMULINK仿真与应用》,西安电子科技大学出版社
2008..吴天明等,《MATLAB电力系统设计与分析》,国防工业出版社,
2007..周渊深,《电力电子技术与MATLAB仿真》,中国电力出版社,
2005.八课程考核内容及方式平时成绩占40%到课率10%+上机实验成绩20%+调研报告10%期末考核成绩课外作业占60%o
4.具备设计和实施工程实验的能力,并能够对实验结果进行分析;系统潮流计算、电力系统故障分析、电力系统继电保护设计与实现、电力系统暂态和静态稳定性分析的建模和仿真;能够应用数学、信号处理以及电气工程相关知识,对仿真计算结果进行分析,并判断其正确性达成途径课堂讲解;上机实验;课外作业评价依据上机实验运行仿真结果;课外作业完成情况评价方式评估上机实验所建模型完整性、仿真运行结果正确性,给出成绩;评价课外作业期末考核的得分率毕业要求
5.掌握基本的创新方法,具有追求创新的态度和意识;具有综合运用理论和技术手段设计系统和过程的能力,设计过程中能够综合考虑经济、环境、法律、安全、健康、伦理等制约因素;教学目标掌握MATLAB/SIMULINK软件平台工作环境、模块库和元件模块的调用和相关操作、电力系统相关仿真模型的搭建、算法选择和参数设置,通过课堂讲解、上机实验和课外作业方式,学会利用该软件对电力系统复杂工程问题进行建模、仿真和分析计算达成途径课堂讲解;上机实验;课外作业评价依据上机实验运行仿真结果;课外作业完成情况评价方式评估上机实验所建模型完整性、仿真运行结果正确性,给出成绩;评价课外作业期末考核的得分率毕业要求
7.了解与本专业相关的职业和行业的生产、设计、研究与开发、环境保护和可持续发展等方面的方针、政策和法津、法规,能正确认识工程对于客观世界和社会的影响;教学目标了解MATLAB/SIMULINK软件在高压直流输电及柔性输电、风力发电等分布式能源发电技术中的仿真应用达成途径课外调研评价依据课外调研报告评价方式评估调研报告的正确性与完整性,给出成绩毕业要求
9.对终身学习有正确认识,具有不断学习和适应发展的能力;教学目标能够利用MATLAB/SIMULINK软件进行电力系统建模与仿真基础上,了解电力系统发展及该软件应用更新动态,通过自学方式,提升对该软件的深入理解和掌握,应用到毕业设计和研究生阶段的学习当中达成途径学生自学评价依据无评价方式无序号教学环节教学内容学时数1实验实验一MATLAB工作环境熟悉、基本运算和绘图操作12实验实验二Simulink基本操作、基本建模步骤熟2悉、子系统生成和封装3实验实验三电力系统模块库熟悉、各元件模块调用和参数设置14实验实验四基于Powergui的简单电力系统潮流计算实例建模和仿真25实验实验五无穷大功率电源供电系统三相短路、同步发电机机端突然三相短路、小电流接地系统单相故障建模和仿真26实验实验六变压器差动保护和线路距离保护建模和仿真27实验实验四简单电力系统的暂态、静态稳定性建模与仿真28课外调研MATLAB在高压直流输电及风力发电等分布式能源发电技术中的仿真应用09课外作业根据具体情况确定期末考察所需完成的模型,规定时间内上交,依据模型完整情况以及仿真结果正确性,给出期末考核成绩0。