电力系统分析课程教学大纲

（适用电气工程及其自动化专业 电气工程方向）

（共 80 学时）

一、课程的性质、地位、任务和教学目标

（一）课程的性质和地位

本课程是电气工程及其自动化专业的专业核心基础课程之一，是一门理论性和实践性都很强的课程。本课程为高低压电气设备、电力系统继电保护、电力系统自动化以及其他相关专业选修课程奠定理论基础。

（二）课程的主要任务

通过本课程的学习，使学生对电力系统的组成、运行特点、分析方法有全面的了解；熟悉电力系统各元件的特点、数学模型和相互间的关系，理解并掌握电力系统稳态和暂态分析分析的物理概念、原理和方法；并在工程分析计算和解决实际问题的能力上得到训练和培养，为今后进一步的学习和在实践中的应用打下一定的基础。

（三）课程的教学目标

通过本课程的学习，掌握电力系统稳态、暂态分析的基本原理和方法，培养学生分析问题和解决问题的能力。在学习本门课程前，应掌握“电路”、“电机学”等课程中的相关理论。通过学习，使学生对电力系统的组成和运行有全面、深刻的了解。掌握电力系统稳态运行、电力系统电磁和机电暂态过程、电力系统控制的各种分析和计算方法。对应用计算机进行电力系统分析和计算有一定程度的了解并能简单应用。

二、课程教学环节组成

本课程的教学环节包括课堂讲授，师生讨论学生自学，习题讨论课，习题，答疑，质疑和期末考试。

三、课程教学内容纲要

第一章 电力系统基本概述和基本概念

【目的和要求】：了解电力系统及其发展情况；掌握电力系统中性点的接地方式；掌握电能生产的特点及对电力系统运行的基本要求、电力系统额定电压的概念、电力系统的负荷和负荷曲线。

【重点和难点】：电力系统的概念和电能生产的特点及对电力系统运行的基本要求；电力系统各元件的额定电压；电力系统中性点接地方式。

【教学内容】

第一节电力系统概述

第二节第二节 电力系统的电压等级和负荷

第三节 电力系统中性点的接地方式

第二章 电力系统元件参数和等值电路

【目的和要求】：了解电力线路结构；掌握线路等值电路、变压器的等值电路、发电机及负荷的等值电路；掌握有名制和标幺制的计算。

【重点和难点】：以有名制和标幺制表示的等值网络

【教学内容】

第一节 电力线路参数和等值电路

第二节 变压器、电抗器的参数和等值电路

第三节 发电机和负荷的参数及等值电路

第四节 电力网络的等值电路

第三章 简单电力网络潮流的分析与计算

【目的和要求】：掌握电力线路和变压器的功率损耗和电压降落；了解运算负荷和运算功率；掌握开式网络的电压和功率分布计算；了解环形网络的电压和功率分布计算。

【重点和难点】：环形网络的电压和功率分布计算；运算负荷和运算功率。

【教学内容】

第一节电力线路和变压器的功率损耗和电压降落

第二节开式网络的潮流分布

第三节 环形网络的潮流分布

第四章 电力系统潮流的计算机算法

【目的和要求】：了解电力网络的数学模型；掌握等值变压器模型及应用；掌握节点导纳矩阵的修改；熟悉高斯塞得尔法、牛顿拉夫逊法和P-Q分解法潮流计算。

【重点和难点】：节点导纳矩阵；高斯塞得尔法、牛顿拉夫逊法和P-Q分解法潮流计算。

【教学内容】

第一节 电力网络的数学模型

第二节 等值变压器模型及其应用

第三节 节点导纳矩阵的形成和修改

第四节 功率方程和变量及节 点分类

第五节 高斯一塞德尔法潮流计算

第六节 牛顿一拉夫逊法潮流计算

第七节 P-Q分解法潮流计算（本内容可根据实际情况选择讲授）

第五章 电力系统有功功率的平衡和频率调整

【目的和要求】：了解系统备用容量的概念和分类；了解有功功率负荷的平衡；掌握有功功率负荷的最优分配；掌握电力系统和发电机的频率特性和频率调整。

【重点和难点】：电力系统有功功率平衡；电力系统和发电机的频率特性和频率调整。

【教学内容】

第一节 电力系统中有功功率的平衡

第二节 电力系统的频率调整

第六章 电力系统无功功率的平衡和电压调整

【目的和要求】：了解电力系统的无功功率平衡的概念和无功电源分类；了解电力线路导线界面的选择方法；掌握电压调整的方法和调压措施。

【重点和难点】：电力系统中电压调整的方法及措施。

【教学内容】

第一节电力系统中无功功率的平衡

第二节 电力系统的电压管理

第三节 电力系统的几种主要调压措施

第四节 电力线路导线截面的选择

第七章 电力系统各元件的序参数和等值电路

【目的和要求】：掌握对称分量法、电力系统各元件的正序、负序和零序阻抗（发电机、变压器、输电线路、综合负荷）和等值电路、电力系统正负零序网络的制定；掌握对称分量法在不对称短路计算中的应用。

【重点和难点】：零序、正序和负序阻抗、对称分量法在不对称短路计算中的应用。

【教学内容】

第一节 对称分量法

第二节 同步发电机的负序电抗和零序电抗

第三节 异步电动机的参数和等值电路

第四节 变压器的零序参数和等值电路

第五节 电力线路的零序阻抗和等值电路

第六节 电力系统故障运行的等值网络

第八章 电力系统故障的分析与实用计算

【目的和要求】：熟悉无限大容量电源的概念；掌握无限大容量供电系统短路计算；掌握简单不对称短路、不对称短路时网络中的电流和电压的计算、非全相断线的分析和计算。

【重点和难点】：电力系统不对称短路的分析与计算

【教学内容】

第一节由无限大容量电源供电的三相短路的分析与计算

第二节 电力系统三相短路的实用计算

第三节 电力系统不对称短路的分析与计算

第四节 电力系统非全相运行的分析

第九章 机组的机电特性

【目的和要求】：了解发电机的功-角特性方程式；掌握网络接线及参数对功-角特性的影响；了解异步电动机组的机电特性；了解自动调节励磁系统对功-角特性的影响。

【重点和难点】：网络接线及参数对功-角特性的影响；自动调节励磁系统对功-角特性的影响

【教学内容】

第一节 同步发电机组的运动方程式

第二节 发电机的功-角特性方程式

第三节 异步电动机组的机电特性

第四节 自动调节励磁系统对功-角特性的影响

第十章 电力系统的静态稳定性

【目的和要求】：了解电力系统静态稳定的概念；掌握静态稳定的判据和静态稳定的储备系数；了解扰动发基本原理和调节励磁对静态稳定影响。掌握电力系统电压、频率及负荷的稳定性；熟悉提高电力系统静态稳定性的措施。

【重点和难点】：静态稳定的判据；电力系统电压、频率及负荷的稳定性；小扰动法。

【教学内容】

第一节 电力系统静态稳定性的基本概念

第二节 小扰动法的基本原理和在分析电力系统静态稳定性中的应用

第三节 调节励磁对电力系统静态稳定性的影响

第四节 电力系统电压、频率及负荷的稳定性

第五节 保证和提高电力系统静态稳定性的措施

第十一章 电力系统的暂态稳定性

【目的和要求】：

【重点和难点】：等面积定则；发电机转子运动方程的数值解法。

【教学内容】

第一节 电力系统暂态稳定性概述

第二节 简单电力系统暂态稳定性的定性分析

第三节 简单电力系统暂态稳定性的定量分析

第四节 发电机组转子运动方程式的数值解法

第五节 提高电力系统暂态稳定性的措施

四、课程教学内容和学时分配

序号	教学内容	讲课学时	实验	合计	备注
1	第一章 电力系统概述和基本概念	4
2	第二章 电力系统元件参数和等值电路	6
3	第三章 简单电力网络潮流的分析与计算	10
4	第四章 电力系统潮流的计算机算法	10
5	第五章 电力系统有功功率的平衡和频率调整	6
6	第六章 电力系统无功功率的平衡和电压调整	4
7	第七章 电力系统各元件的序参数和等值电路	8
8	第八章 电力系统故障的分析与实用计算	10
9	第九章 机组的机电特性	4
10	第十章 电力系统的静态稳定性	4
11	第十一章 电力系统的暂态稳定性	4
12	复习	6
13	考试	4
合 计		80

五、本课程教学方法建议及考核方式

联系实际，采用多媒体与黑板板书相结合的教学方式进行教学，运用举例、启发、提问等并结合工程实例多种教学方法进行教学，使理论与实践融为一体。考核方式为闭卷方式。总成绩＝平时成绩30%＋期末考试成绩70%。

六、选用教材及教学辅助材料说明

教  材：《电力系统分析》，于永源等编，中国电力出版社，2007.

参考书：

[1] 何仰赞主编《电力系统分析》华中科技大学出版社，2003.3 .

[2] 陈桁主编《电力系统稳态分析》中国电力出版社，2004.2.

[3] 陈桁主编《电力系统暂态分析》中国电力出版社

[4] 刘天琪、邱晓燕编《电力系统分析理论》,科学出版社出版,2005年。

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