电力系统暂态分析

课程代码

16043060

课程名称

电力系统暂态分析

Power   System Transient Analysis

课程性质

本课程是电气工程及其自动化专业的一门主要专业课程，是电气工程类专业主干课程。

学分/学时

3学分/48学时

开课学期

三（3）

开课单位

电气工程学院

适用专业

电气工程及其自动化

教学语言

演示文稿、讲解、作业、试卷均采用中文，术语采用中英文对照

先修课程

《电工原理》、《自控原理》、《电机学》、《电力系统暂态分析》

后续课程

无

教材及参考书

²李光琦主编.电力系统暂态分析（第三版）.中国电力出版社.2006

²陈怡、蒋 平、万秋兰、高 山主编.电力系统分析.中国电力出版社.2005

²何仰赞，温增银.电力系统分析.华中科技大学出版社.2005

课程简介

掌握电力系统中发生故障后的电磁暂态过程（故障分析）以及电力系统受到各种扰动后的机电暂态过程（稳定分析）的原理和方法。是电力系统中普遍遇到的问题，是本专业学生必须掌握的专业知识。

考核方式

²每周作业     10%

²期末考试   90%

实验教学

专业培养能力

1.工程知识：具有从事电气工程专业所需数学、自然科学以及经济和管理知识；掌握电气工程基础理论和专业知识，具有较系统的工程实践学习经历；了解电气类专业的前沿发展现状和趋势；能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂工程问题。

2.问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效结论。

3.设计/开发解决方案：能够设计针对复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的系统、单元（部件）或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。

4.研究：能够基于科学原理并采用科学方法对复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。

5.使用现代工具：能够针对复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。

6.工程与社会：了解与电气类专业相关行业的生产、设计、研究与开发等方面的方针、政策和法津、法规；能够基于工程相关背景知识进行合理分析，评价专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任。

7.环境和可持续发展：了解与电气类专业相关行业的环境保护和可持续发展等方面的方针、政策和法津、法规；能够理解和评价针对复杂工程问题的专业工程实践对环境、社会可持续发展的影响。

8.职业规范：具有人文社会科学素养、社会责任感，能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任。

9.个人和团队：能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。

10.沟通：能够就复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流。

11.项目管理：理解并掌握工程管理原理与经济决策方法，并能在多学科环境中应用。

12.终身学习：具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。

课程培养学生的能力

1)要求学生切实掌握电力系统故障分析和稳定分析方法，把握电力系统电磁暂态分析和机电暂态分析发展过程和前沿技术，培养学生发现问题、解决问题的基本能力。[1、2、5]

2)要求学生具备对简单电力系统进行故障计算和稳定计算的能力，以及对复杂系统进行分析计算的思路。[1、2、3、5、6]

3)要求学生围绕课堂教学内容，阅读参考书籍和资料，阅读中英文文献，自我扩充知识领域的能力。[1、2、5、10、12]

4)要求学生通过课堂讨论，能够掌握清晰系统表达暂态知识结构、表达解决暂态问题的思路和步骤的能力。[1、3、5、9、11]

5)要求学生在掌握电力系统暂态分析和系统设计的基础上，能通过编程进一步巩固知识和发现问题，，对问题提出多种解决方案、举一反三，培养学生的创新能力。[1、2、3、4、5、12]

教学内容与

学时分配

根据工科类专业人才对电气工程及其自动化专业能力的要求以及现代电力系统发展趋势，依据电力系统暂态过程授课，教学内容包含电力系统电磁暂态过程分析和电力系统机电暂态过程分析两大部分，并按照：基本概念、分析方法、组织教学。理论教学课时48学时，其中：

1、绪论（1学时/课内）

本课程概论，介绍电力系统暂态分析的基本定义内容和任务、发展动向，以及课程的学习要求。

2. 电力系统电磁暂态过程分析（21学时/课内）

（1）无限大功率电源三相短路分析：掌握无限大功率电源三相短路电流分析方法，了解短路电流中的基本分量，掌握短路冲击电流、最大有效值电流、和短路容量的工程计算方法。（3学时/课内）

（2）发电机三相短路分析：掌握以Park变换为基础的三相短路电流分析方法，理解短路电流中的基本分量，熟练掌握各种电势、电抗和时间常数的概念和计算方法。（6学时/课内）

（3）三相短路电流实用计算：了解电力系统短路电流实用计算的近似条件，熟练掌握简单系统短路电流实用计算方法，了解复杂网络短路电流求解过程。（5学时/课内）

（4）不对称故障的分析：掌握基于对称分量法的电力系统不对称故障分析方法，熟练掌握正序、负序和零序网络的建立方法并用于分析各种不对称故障，理解正序等效定则并正确应用。（6学时/课内）

（5）讨论（1学时/课内）

3. 电力系统机电暂态过程分析（22学时/课内）

（1）电力系统各元件机电特性：掌握发电机的机电特性和转子运动方程，熟练推导发电机功角特性，了解电动机的机电特性和负载转矩表达式。（4学时/课内）

（2）电力系统静态稳定分析：理解电力系统静态稳定的概念，掌握静态稳定问题的小干扰分析方法并用于分析简单系统的静态稳定问题，了解大系统的静态稳定分析过程，了解励磁系统对静态稳定的影响和各种提高电力系统静态稳定性的措施。（9学时/课内）

（3）电力系统静态稳定分析：理解电力系统静态稳定的概念，掌握分析暂态稳定问题的等面积法则和数值计算法，并用于分析简单系统的暂态稳定问题，了解大系统的暂态稳定分析过程，了解励磁系统对暂态稳定的影响和各种提高电力系统暂态稳定性的措施。（8学时/课内）

（4）讨论（1学时/课内）

4、习题课（2学时/课内）

5、复习课（2学时/课内）

教学方法

课程教学以课堂教学、课外作业、网络交流、综合讨论、课堂习题以及授课教师的科研项目于积累等共同实施。

本课程以电力系统暂态时间过程为主线，重点突出电磁暂态过程和机电暂态过程，通过授课与讨论等重点培养学生的分析能力、计算能力和创新能力。

本课程利用现代化PPT技术、视频材料、辅导材料、课后编程，以充分调动学生的学习积极性，提高学生学习注意力，提高教学效率。

制定人

及发布时间

蒋平、汤奕、陈中，2015年5月4日