《电力系统分析基础》课程教学大纲 一、课程与任课教师基本信息 课程名称:电力系统分析基础 课程类别:必修课√选修课 总学时/周学时/学分:64/4/4 其中实验(实训、讨论等)学时:6 授课时间:1-16周周三1-2节, 1-16周周五1-2节 授课地点:松山湖7B409,7B413 实验:电子学院电机拖动实验室、电工实训实验室 开课单位:电子工程学院 适用专业班级:12级电气1-2班 任课(/助课)教师姓名:刘畅 职称: 联系电话:13631742215 Email: chaneaaa@163.com 答疑时间、地点与方式: 1.课程学习过程中,随时回答个别学生的疑问 2.课程结束后两周内集中组织考前答疑,地点7B-409 二、课程简介 电力系统分析基础是电气工程及其自动化学科的专业必修课,同时也是电力相关专业的主要课程.课程内容丰富、重要,其主要内容包括电力系统稳态分析和电力系统暂态分析.课程的教学目的是使学生建立电力系统的基本概念:"稳态分析"主要使学生掌握电力系统的建模方法、潮流计算方法、电力系统优化运行的分析计算方法.要求学生能够利用所学知识进行电力系统稳态情况下的分析计算;"暂态分析"主要了解同步发电机突然短路后的暂态行为、参数和分析方法,掌握三相短路和不对称短路的实用计算方法,要求学生能够利用所学知识进行电力系统故障和电力系统稳定性的分析计算. 三、课程目标 结合专业培养目标,提出本课程要达到的目标.这些目标包括: 1、知识与技能目标: 通过本课程的教学,使学生对电力系统的基本概念有深入理解;对各电力原件能系统认识并对电力系统能进行潮流分析与计算;掌握电力系统频率与电压的调整;能提出提高电力系统稳定性的措施;能进行故障分析与计算.对学生后续专业课程的学习以及从事与本专业有关的工程技术和科学研究打下必要的基础. 2、过程与方法目标: 采用由易到难,由浅入深的方法讲授此门课.先以介绍性以及故事性的描述方式,引入有关电力系统背景方面的知识和故事,比如我国电力网的发展故事、新能源电力的产生故事、爱迪生和特斯拉的交直流输电之争等,激发学生对课程电力系统技术领域的学习兴趣;然后通过电力系统基本元器件、基本等值网络的介绍使学生注意力逐渐转入基本电力知识和问题上来;最后在以前的基础上讲授电力系统稳态分析、"电力系统暂态分析以及潮流计算等难点,并依据学生的反馈,及时调整授课的难易程度. 3、情感、态度与价值观发展目标: 在电力系统分析基础的学习过程中,贯彻素质教育思想,注重对学生情感、态度、价值观的培养,使学生具有锲而不舍的精神;培养学生严密的数理逻辑推理以及深刻敏锐的感悟,为从事未来的事业奠定坚实的专业素养和心理基础. 四、与前后课程的联系 本课程对先修课程《高等数学》、《线性代数》、《电路》、《电机学》等;是后续课程《继电保护》、《工厂供电》、《配网自动化》等的重要基础. 五、教材选用与参考书 1、教材:韦钢. 电力系统分析基础. 北京:中国电力出版社,第二版.2012 2、 教材: 韦钢. 电力系统分析要点与习题.北京:中国电力出版社,第二版.2012 3、参考书:李庚银. 电力系统分析基础. 北京:机械工业出版社,第二版.2013 3、参考书:陈珩. 电力系统稳态分析. 北京:中国电力出版社,第三版.2007 4、参考书:李光琦. 电力系统暂态分析.北京:?中国电力出版社,第三版2007 5、参考书:何仰赞. 电力系统分析. 武汉:?华中科技出版社. 第三版 2002 六、课程进度表 表1 理论教学进程表 周次教学主题 要点与重点 要求 学时 1-2 电力系统的基本概念 电力系统的组成、特点、负荷等基本概念. 电力系统接线方式、电压等级、中性点接地等. 了解电力系统的组成及各元件的作用、电能生产的特点及对电力系统的基本要求、联合电力系统的概念及其特点、电力系统的电压等级、电力系统的接线方式及其应用、电力系统中性点的运行方式及其应用. 6 2-4 电力系统各元件的特性和数学模型 发电机、变压器、负荷、输电线路等值参数.电力系统等值电路及近似简化计算 了解发电机组的运行特性和数学模型、各种变压器的数学模型及参数计算、输电线路的参数和数学模型、负荷的运行特性和数学模型、掌握电力网络的数学模型及其标幺值参数和有名值参数的计算. 8 5-6 简单电力系统的潮流分布计算 电力线路运行状况的计算和分析、变压器运行状况的计算、辐射形网络和环形网络的潮流计算、电力网络的简化方法及其在潮流计算中的应用、电力网络潮流调整控制的意义和方法. 熟练掌握线路和变压器中的电压降落、功率损耗的计算方法,掌握电能损耗的计算方法.了解线路和变压器中有功功率与两端电压相位差及无功功率与电压之间存在密切关系的原理.掌握辐射形、环形、两端供电网中功率分布和电压分布的计算方法.了解环形电力网中功率强制分布的原理和方法. 8 7-8 复杂电力系统的潮流计算机算法 电力系统的网络方程及节点导纳矩阵形成与修改、电力系统的功率方程及其迭代解法、牛顿—拉夫逊潮流计算、P—Q分解法潮流计算 掌握节点导纳矩阵的形成方法及特点、功率方程和节点分类.掌握牛顿-拉夫逊法潮流计算的基本原理、求解方法和计算程序框图.了解P-Q分解法潮流计算的基本原理和方法. 8 8 (2) 9-10 电力系统的有功功率和频率调整 电力系统有功率的平衡、电力系统有功功率的最有分配计算、电力系统的频率调整 了解电力系统有功功率与频率之间的关系、有功功率平衡及备用容量要求的必要性,各类发电厂的运行特点和合理组合.了解经济功率分布的基本原理和计算方法.掌握负荷和发电机的功-频静态特性及其应用方法.掌握一次调频、二次调频和联络线调频的基本概念和计算方法.了解负荷-频率控制的基本原理 6 10-11 电力系统的无功功率及电压调整 电力系统无功功率平衡、无功电源的最优分布和无功负荷的最优补偿、电力系统的电压调整方法及其应用 了解电力系统无功功率和电压之间的关系、无功功率平衡和备用容量要求的必要性、各种无功电源及其特点.了解电压管理和电压调整的必要性.熟练掌握电力系统无功补偿和电压调整措施的原理、特点和计算方法.了解无功功率最优分布的基本原理和方法. 6 12-13 电力系统对称短路的分析与计算 电力系统故障基本概念,无穷大容量电源供电系统的三相短路,三相短路电流的实用计算. 了解电力系统短路的种类和危害以及进行短路分析的目的和作用.了解无穷大电源的特点,掌握无穷大电源供电的电力系统三相短路电流分析和计算方法.掌握电力系统三相短路电流的实用计算方法. 8 14-16 电力系统不对称短路的分析与计算 电力系统各原件的序参数及等值电路、电力系统的各序参数及等等值电路、不对称短路故障的分析计算、不对称网络中电压和电流分布、电力系统的非全相运行计算 掌握各元件负序和零序参数的计算原理和方法以及各序序网的形成方法,熟练掌握电力系统简单不对称短路时故障点和非故障点的电流、电压计算方法和分析过程以及各序电流和电压的向量图. 10 16 (2) 表2 实验教学进程表 周次 实验项目名称 要点与重点 掌握程度 实验类型 实验要求 学时 8 1电力系统元件模型及模型库介绍 基于matlab的同步发电机模型、变压器数学模型、负荷模型及电力图形用户分析界面 熟练掌握 综合性 必做; 2 16 2 MATLAB在电力系统故障分析中的仿真实例 无穷大功率电源供电系统三相短路仿真,小电流接地系统单相故障. 熟练掌握 综合性 必做; 2 注:实验类型:演示/验证性、综合性、设计性. 设计性实验:指给定实验目的要求和实验条件,由学生自行设计实验方案并加以实现的实验. 综合性实验:指实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关课程知识的实验. 实验要求:必做、选做. 七、教学方法 本课程讲述的过程中需要将电路、电机学和电磁场等学科相联系,通过深入浅出的讲授,落到电力系统,突出电力系统分析的特点和方法.重点采用启发式教学法、案例教学法、探究教学法、互助合作教学法等. 八、对学生的学习要求 1.学习本课程的方法、策略及教育资源的利用. 本课程特别注重数理运算逻辑推理,数学基础较弱的地方一定要先补上.可以利用学校图书馆图书资源,或者学校没有而在网络上可以获得的免费图书资源;网络资源等等. 2、学生必须阅读的论著,建议学生阅读的论著. 必须阅读的教学材料 1、教材:韦钢. 电力系统分析基础. 北京:中国电力出版社,第二版.2012 2、 教材: 韦钢. 电力系统分析要点与习题.北京:中国电力出版社,第二版.2012 课外选读的教学材料 1、参考书:李庚银. 电力系统分析基础. 北京:机械工业出版社,第二版.2013 2、参考书:陈珩. 电力系统稳态分析. 北京:中国电力出版社,第三版.2007 3、参考书:李光琦. 电力系统暂态分析.北京:?中国电力出版社,第三版2007 3.学生完成本课程每周须耗费的时间. 为掌握本课程的主要内容,按约1:1的比例配比课外学时(预习、复习和完成老师布置的作业),学生课外每周必须耗费的最少时间为4小时,学生完成本课程每周须耗费的最少时间为8小时. 4.学生上课、实验、讨论、答疑、提交作业(论文)单元测试、期末考试等方面的要求. 上课必须听教师授课,按大纲要求完成实验,课堂安排适量的讨论和集体答疑,课后及时答疑,期末考试前安排时间考前答疑;必须参加实验课,亲自动手独立完成规定的实验内容,有什么疑惑可以直接联系主讲教师,并提交合格的实验报告;期末考试采取闭卷. 5.学生参与教学评价要求. 依照按学校规定,课程结束前1-2周内,按照学校统一安排,通过网上评教系统,回答调查问卷,实事求是地对本课程及任课教师的教学效果作出客观公正的评价,是学生的应尽的责任和义务,对促进教师改进教学工作具有重要的意义,每个学生都必须参加. 九、成绩评定方法及标准 考核内容 评价标准 权重 到堂情况 缺课按教务处要求执行 0% 课堂讨论 对当今电力系统的热点进行讨论 0 完成作业 每上完一章后布置作业,6次作业分6次交 10% 实验(实训) 3个实验 10% 单元测试考核 学生自己完成3次10% 期末考核 考核对本课程知识系统的掌握情况 70% 期末考试方式 开卷 闭卷√ 课程论文 实操 十、院(系)教学委员会审查意见(宋体,小四,粗体) 我院(系)教学委员会已对本课程教学大纲进行了审查,同意执行. 院(系)教学委员会主任签名:日期: 年月日特别说明: 页面排版要求 A4版面,标准页边距,段前、段后0行,行距:固定值18. 课程教学大纲篇幅控制在4—6页,文件名:《课程名称》(教师姓名).
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《电力系统分析基础》课程教学大纲 一、课程与任课教师基本信息 课程名称:电力系统分析基础 课程类别:必修课√选修课 总学时/周学时/学分:64/4/4 其中实验(实训、讨论等)学时:6 授课时间:1-16周周三1-2节, 1-16周周五1-2节 授课地点:松山湖7B409,7B413 实验:电子学院电机拖动实验室、电工实训实验室 开课单位:电子工程学院 适用专业班级:12级电气1-2班 任课(/助课)教师姓名:刘畅 职称: 联系电话:13631742215 Email: chaneaaa@163.com 答疑时间、地点与方式: 1.课程学习过程中,随时回答个别学生的疑问 2.课程结束后两周内集中组织考前答疑,地点7B-409 二、课程简介 电力系统分析基础是电气工程及其自动化学科的专业必修课,同时也是电力相关专业的主要课程.课程内容丰富、重要,其主要内容包括电力系统稳态分析和电力系统暂态分析.课程的教学目的是使学生建立电力系统的基本概念:"稳态分析"主要使学生掌握电力系统的建模方法、潮流计算方法、电力系统优化运行的分析计算方法.要求学生能够利用所学知识进行电力系统稳态情况下的分析计算;"暂态分析"主要了解同步发电机突然短路后的暂态行为、参数和分析方法,掌握三相短路和不对称短路的实用计算方法,要求学生能够利用所学知识进行电力系统故障和电力系统稳定性的分析计算. 三、课程目标 结合专业培养目标,提出本课程要达到的目标.这些目标包括: 1、知识与技能目标: 通过本课程的教学,使学生对电力系统的基本概念有深入理解;对各电力原件能系统认识并对电力系统能进行潮流分析与计算;掌握电力系统频率与电压的调整;能提出提高电力系统稳定性的措施;能进行故障分析与计算.对学生后续专业课程的学习以及从事与本专业有关的工程技术和科学研究打下必要的基础. 2、过程与方法目标: 采用由易到难,由浅入深的方法讲授此门课.先以介绍性以及故事性的描述方式,引入有关电力系统背景方面的知识和故事,比如我国电力网的发展故事、新能源电力的产生故事、爱迪生和特斯拉的交直流输电之争等,激发学生对课程电力系统技术领域的学习兴趣;然后通过电力系统基本元器件、基本等值网络的介绍使学生注意力逐渐转入基本电力知识和问题上来;最后在以前的基础上讲授电力系统稳态分析、"电力系统暂态分析以及潮流计算等难点,并依据学生的反馈,及时调整授课的难易程度. 3、情感、态度与价值观发展目标: 在电力系统分析基础的学习过程中,贯彻素质教育思想,注重对学生情感、态度、价值观的培养,使学生具有锲而不舍的精神;培养学生严密的数理逻辑推理以及深刻敏锐的感悟,为从事未来的事业奠定坚实的专业素养和心理基础. 四、与前后课程的联系 本课程对先修课程《高等数学》、《线性代数》、《电路》、《电机学》等;是后续课程《继电保护》、《工厂供电》、《配网自动化》等的重要基础. 五、教材选用与参考书 1、教材:韦钢. 电力系统分析基础. 北京:中国电力出版社,第二版.2012 2、 教材: 韦钢. 电力系统分析要点与习题.北京:中国电力出版社,第二版.2012 3、参考书:李庚银. 电力系统分析基础. 北京:机械工业出版社,第二版.2013 3、参考书:陈珩. 电力系统稳态分析. 北京:中国电力出版社,第三版.2007 4、参考书:李光琦. 电力系统暂态分析.北京:?中国电力出版社,第三版2007 5、参考书:何仰赞. 电力系统分析. 武汉:?华中科技出版社. 第三版 2002 六、课程进度表 表1 理论教学进程表 周次教学主题 要点与重点 要求 学时 1-2 电力系统的基本概念 电力系统的组成、特点、负荷等基本概念. 电力系统接线方式、电压等级、中性点接地等. 了解电力系统的组成及各元件的作用、电能生产的特点及对电力系统的基本要求、联合电力系统的概念及其特点、电力系统的电压等级、电力系统的接线方式及其应用、电力系统中性点的运行方式及其应用. 6 2-4 电力系统各元件的特性和数学模型 发电机、变压器、负荷、输电线路等值参数.电力系统等值电路及近似简化计算 了解发电机组的运行特性和数学模型、各种变压器的数学模型及参数计算、输电线路的参数和数学模型、负荷的运行特性和数学模型、掌握电力网络的数学模型及其标幺值参数和有名值参数的计算. 8 5-6 简单电力系统的潮流分布计算 电力线路运行状况的计算和分析、变压器运行状况的计算、辐射形网络和环形网络的潮流计算、电力网络的简化方法及其在潮流计算中的应用、电力网络潮流调整控制的意义和方法. 熟练掌握线路和变压器中的电压降落、功率损耗的计算方法,掌握电能损耗的计算方法.了解线路和变压器中有功功率与两端电压相位差及无功功率与电压之间存在密切关系的原理.掌握辐射形、环形、两端供电网中功率分布和电压分布的计算方法.了解环形电力网中功率强制分布的原理和方法. 8 7-8 复杂电力系统的潮流计算机算法 电力系统的网络方程及节点导纳矩阵形成与修改、电力系统的功率方程及其迭代解法、牛顿—拉夫逊潮流计算、P—Q分解法潮流计算 掌握节点导纳矩阵的形成方法及特点、功率方程和节点分类.掌握牛顿-拉夫逊法潮流计算的基本原理、求解方法和计算程序框图.了解P-Q分解法潮流计算的基本原理和方法. 8 8 (2) 9-10 电力系统的有功功率和频率调整 电力系统有功率的平衡、电力系统有功功率的最有分配计算、电力系统的频率调整 了解电力系统有功功率与频率之间的关系、有功功率平衡及备用容量要求的必要性,各类发电厂的运行特点和合理组合.了解经济功率分布的基本原理和计算方法.掌握负荷和发电机的功-频静态特性及其应用方法.掌握一次调频、二次调频和联络线调频的基本概念和计算方法.了解负荷-频率控制的基本原理 6 10-11 电力系统的无功功率及电压调整 电力系统无功功率平衡、无功电源的最优分布和无功负荷的最优补偿、电力系统的电压调整方法及其应用 了解电力系统无功功率和电压之间的关系、无功功率平衡和备用容量要求的必要性、各种无功电源及其特点.了解电压管理和电压调整的必要性.熟练掌握电力系统无功补偿和电压调整措施的原理、特点和计算方法.了解无功功率最优分布的基本原理和方法. 6 12-13 电力系统对称短路的分析与计算 电力系统故障基本概念,无穷大容量电源供电系统的三相短路,三相短路电流的实用计算. 了解电力系统短路的种类和危害以及进行短路分析的目的和作用.了解无穷大电源的特点,掌握无穷大电源供电的电力系统三相短路电流分析和计算方法.掌握电力系统三相短路电流的实用计算方法. 8 14-16 电力系统不对称短路的分析与计算 电力系统各原件的序参数及等值电路、电力系统的各序参数及等等值电路、不对称短路故障的分析计算、不对称网络中电压和电流分布、电力系统的非全相运行计算 掌握各元件负序和零序参数的计算原理和方法以及各序序网的形成方法,熟练掌握电力系统简单不对称短路时故障点和非故障点的电流、电压计算方法和分析过程以及各序电流和电压的向量图. 10 16 (2) 表2 实验教学进程表 周次 实验项目名称 要点与重点 掌握程度 实验类型 实验要求 学时 8 1电力系统元件模型及模型库介绍 基于matlab的同步发电机模型、变压器数学模型、负荷模型及电力图形用户分析界面 熟练掌握 综合性 必做; 2 16 2 MATLAB在电力系统故障分析中的仿真实例 无穷大功率电源供电系统三相短路仿真,小电流接地系统单相故障. 熟练掌握 综合性 必做; 2 注:实验类型:演示/验证性、综合性、设计性. 设计性实验:指给定实验目的要求和实验条件,由学生自行设计实验方案并加以实现的实验. 综合性实验:指实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关课程知识的实验. 实验要求:必做、选做. 七、教学方法 本课程讲述的过程中需要将电路、电机学和电磁场等学科相联系,通过深入浅出的讲授,落到电力系统,突出电力系统分析的特点和方法.重点采用启发式教学法、案例教学法、探究教学法、互助合作教学法等. 八、对学生的学习要求 1.学习本课程的方法、策略及教育资源的利用. 本课程特别注重数理运算逻辑推理,数学基础较弱的地方一定要先补上.可以利用学校图书馆图书资源,或者学校没有而在网络上可以获得的免费图书资源;网络资源等等. 2、学生必须阅读的论著,建议学生阅读的论著. 必须阅读的教学材料 1、教材:韦钢. 电力系统分析基础. 北京:中国电力出版社,第二版.2012 2、 教材: 韦钢. 电力系统分析要点与习题.北京:中国电力出版社,第二版.2012 课外选读的教学材料 1、参考书:李庚银. 电力系统分析基础. 北京:机械工业出版社,第二版.2013 2、参考书:陈珩. 电力系统稳态分析. 北京:中国电力出版社,第三版.2007 3、参考书:李光琦. 电力系统暂态分析.北京:?中国电力出版社,第三版2007 3.学生完成本课程每周须耗费的时间. 为掌握本课程的主要内容,按约1:1的比例配比课外学时(预习、复习和完成老师布置的作业),学生课外每周必须耗费的最少时间为4小时,学生完成本课程每周须耗费的最少时间为8小时. 4.学生上课、实验、讨论、答疑、提交作业(论文)单元测试、期末考试等方面的要求. 上课必须听教师授课,按大纲要求完成实验,课堂安排适量的讨论和集体答疑,课后及时答疑,期末考试前安排时间考前答疑;必须参加实验课,亲自动手独立完成规定的实验内容,有什么疑惑可以直接联系主讲教师,并提交合格的实验报告;期末考试采取闭卷. 5.学生参与教学评价要求. 依照按学校规定,课程结束前1-2周内,按照学校统一安排,通过网上评教系统,回答调查问卷,实事求是地对本课程及任课教师的教学效果作出客观公正的评价,是学生的应尽的责任和义务,对促进教师改进教学工作具有重要的意义,每个学生都必须参加. 九、成绩评定方法及标准 考核内容 评价标准 权重 到堂情况 缺课按教务处要求执行 0% 课堂讨论 对当今电力系统的热点进行讨论 0 完成作业 每上完一章后布置作业,6次作业分6次交 10% 实验(实训) 3个实验 10% 单元测试考核 学生自己完成3次10% 期末考核 考核对本课程知识系统的掌握情况 70% 期末考试方式 开卷 闭卷√ 课程论文 实操 十、院(系)教学委员会审查意见(宋体,小四,粗体) 我院(系)教学委员会已对本课程教学大纲进行了审查,同意执行. 院(系)教学委员会主任签名:日期: 年月日特别说明: 页面排版要求 A4版面,标准页边距,段前、段后0行,行距:固定值18. 课程教学大纲篇幅控制在4—6页,文件名:《课程名称》(教师姓名).