本课程是电气工程及其自动化专业专业本科必修课程,专业主干课程。本课程的目标是要求学生掌握电力系统稳态分析、电磁暂态分析及稳定性分析的基本概念、基本模型和基本计算方法,为后续的电力系统系列课程的学习和今后从事电力系统的相关工作打下坚实的基础。本课程通过课堂讲授、课外自学、作业及专题研究等各个环节,旨在激发学生学习电力系统的兴趣,培养学生提出问题、分析问题、解决问题、归纳总结和论文发表等多种能力。
本课程的主要内容包括电力系统基本概念、潮流计算、有功平衡与频率调整、无功平衡与电压调整、短路计算、静态及暂态稳定性分析等。
学生学习本课程后,应达到如下基本要求:
1.掌握电力系统的基础知识及基本分析方法,能将其用于解决电气工程领域涉及的电力系统相关问题中。
2.能够运用工程科学的基本原理,对电力系统潮流、短路、稳定进行原理分析及计算。
3.较为熟练的运用一种编程语言,进行复杂工程计算的计算机求解。
4.了解电力系统相关领域的前沿研究成果、技术标准、产业政策及行业法律法规。
第1章 课程绪论
1.1 电力系统的基本概念
1.2 电力系统的额定参数
1.2 例题:电力系统额定电压的确定
1.3 电力系统的重要变量:功率
第2章 电力系统元件的等值电路和参数
2.1 电力系统元件建模的任务和思路
2.2 同步发电机的等值电路和参数
2.3 变压器的等值电路及参数
2.4 变压器的简化等值和π形等值
2.5 输电线路的等值电路及参数
2.6 负荷的等值电路与参数
2.7 电力系统的等值电路
2.8 例题
附加例题:三相变压器的计算
第3章 电力系统的标么值等值电路
3.1 标么制的提出
3.2 基准值的选取
3.3 多电压等级网络中的标么值计算
3.4 标么值的实例应用
附加例题:标么值的计算
第4章 电力传输的基本概念
4.1 网络元件的电压降落
4.2 电压降落公式的物理内涵
4.3 网络元件的功率损耗
4.4 例题
第5章 开式电力系统的潮流计算
5.1 潮流计算的概念
5.2 开式电力系统的潮流计算
5.3 多电压等级开式电网潮流计算
5.4 开式潮流计算例题
附加例题:开式电力系统潮流计算
第6章 闭式电力系统的潮流计算
6.1 闭式网络的基本概念
6.2 该如何求解闭式潮流
6.3 两端供电网的基本功率分布
6.4 闭式电力系统的潮流计算
6.5 环网的基本功率分布
6.6 闭式电力系统潮流计算例题
附加例题:闭式电力系统潮流计算
第7章 复杂电力系统潮流计算的数学模型
7.1 电力网络的节点导纳矩阵
7.2 例题:节点导纳矩阵的形成与修改
7.3 电力系统潮流方程的建立
7.4 潮流方程的定解及约束条件
第8章 复杂电力系统潮流的计算机
8.1 从电力网络方程到功率方程
8.2 功率方程中方程数和未知数再讨论
8.3 迭代的基本概念及其算法
8.4 牛顿-拉夫逊法潮流计算
8.5 P-Q分解法潮流计算
(*^▽^*) 实践:PQ分解法编程实例讲解
PQ分解法编程实例讲解(1)
PQ分解法编程实例讲解(2)
第9章 电力系统的有功功率平衡和频率调整
9.1 电力系统频率偏移的基本概念
9.2 频率水平取决于什么?
9.3 现代大电力系统的频率如何控制?
9.4 例题
附加例题:电力系统的一次调频
第10章 电力系统无功功率平衡和电压调节(一)
10.4 现代大电网的电压如何控制
10.1 电力系统电压偏移的基本概念
10.2 电压水平取决于什么?
10.3 电力系统中的无功电源
第11章 电力系统无功功率平衡和电压调节(二)
11.1 调压方式概述
11.2 变压器分接头选择例题
11.3 并联补偿例题
11.4 并联补偿例题的再讨论
第12章 电力系统短路分析绪论
12.1 电力系统稳态和暂态的区别
12.2 电力系统短路的原因、后果及类型
12.3 无穷大容量电源经阻抗短路的分析
12.4 常用的短路电流计算指标
第13章 电力系统三相短路的计算方法
13.1 转移阻抗的概念及计算
13.2 无限大容量电源三相短路的计算
13.3 同步发电机三相短路的暂态过程
13.4 有限大容量电源三相短路的计算
第14章 电力系统的对称分量法
14.1 不对称故障后电力系统的特点
14.2 对称分量的定义与性质
14.3 序分量对对称三相电力系统的性质
14.4 电力系统各元件的序阻抗和序等值
补充讲解:浅析电力系统的中性点接地方式
第15章 电力系统各序网络的制定
15.1 正序网络的制定
15.2 负序网络的制定
15.3 零序网络的制定
15.4 例题
第16章 电力系统不对称故障的计算
16.1 不对称故障计算的基本思路
16.2 不对称故障的边界条件
16.3 单相接地故障的计算
16.4 两相短路故障的计算
16.5 两相短路接地故障的计算
16.6 正序等效定则
16.7 例题—短路点的电流电压计算
16.8 不同类型短路时的电压分布
16.9 非故障处的电压和电流计算
16.10 例题—非故障点处的计算
第17章 电力系统稳定的基本概念
17.1 稳定性的基本涵义
17.2 电力系统稳定性的概念
17.3 简单电力系统稳定性的详解
17.4 电力系统稳定性的分析方法
第18章 电力系统稳定分析所采用的元件模型
18.1 稳定性分析元件建模需要有哪些考虑?
18.2 发电机的转子运动方程
18.3 简单电力系统的功率特性
18.4 其余的元件模型
第19章 电力系统的静态稳定性
19.1 静态稳定性的定义
19.2 电力系统的静态稳定性分析
19.3 单机无穷大系统的静态稳定判据
19.4 静态稳定储备系数
19.5 系统静态稳定的根轨迹分析法
19.6 静态稳定储备系数的计算例题
第20章 电力系统的暂态稳定性
20.1 电力系统暂态稳定的概念
20.2 单机无穷大系统暂态稳定性分析
20.3 等面积定则
20.4 提高电力系统暂态稳定性的措施
20.5 多机系统的暂态稳定性判断
20.6 求极限切除角的计算例题
本课程的先修课程为电路、电机学和自动控制原理,一般在电气工程及其自动化专业大三年级开课。
1)吴俊勇,夏明超,等. 电力系统分析,清华大学出版社.
2)孙宏斌,姜齐荣,等. 电力系统分析,上、下册,清华大学电机系内部讲义.
3)何仰赞,温增银. 电力系统分析,上、下册,华中科技大学出版社.
Q : 本课程的授课对象?
A : 本课程内容全面,覆盖了电力系统分析课程的基本知识点,适合有电路和电机学基础的大学生学习,也适合从事电气工程领域的工程技术人员学习。
Q : 课程难度如何?
A : 电力系统分析是公认的难学难懂的课程,本MOOC课程重视对基本物理概念的剖析,只要认真坚持听课,一定会有所收获。这一点请同学们对老师有信心,也对自己有信心!
Q : 对课程有问题是否可以充分答疑?
A : 老师争取每天定期回复大家的问题,有问题欢迎到讨论区提问。