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课程编号：08165067

课程名称：电力系统分析

英文名称：Power System Analysis

开课学期：5

学时/学分：48/3

课程性质：学科方向课

开课专业：电气工程及其自动化专业本科生

选用教材：J.Duncan Glover, Mulukutla.S.Sarma《Power System Analysis and Design》China Machine Press，2004（J.邓肯.格洛费， 穆卢库特拉S.萨尔马 著《电力系统分析与设计》机械工业出版社，2004）

主要参考书：

1、Bergen,A.R.《Power System Analysis》,英文版，机械工业出版社，2005；

2、陈怡 等编著 《电力系统分析》中国电力出版社，2002；

3、纪建伟主编《电力系统分析》。中国水利水电出版社，2001；

4、于永源《电力系统分析》（第二版）中国电力出版社，2005.07；

5、徐政 《电力系统分析学习指导》机械工业出版社，2004。

先修课程：电路分析，电磁场，高等数学、工程图学、电机学

执笔人：孙淑琴

一、教学性质、目的和任务

电力系统分析是全国高等学校电气工程及自动化专业开设的主干课之一，是电气工程及自动化专业本科生必修的专业课程。本课既可为后续课程的学习提供理论基础，同时也使学生对我国的电力系统工作方式其运行特征有更深刻的理解。本课程是高等教育不可缺少的组成部分。

通过本课程的学习使学生了解电力系统的组成和稳态运行方式，掌握系统稳态行为分析及计算，系统暂态过程及故障运行方式，为电力系统故障分析和稳定性问题在实际中的运用奠定理论基础，为电力系统继电保护和电力工程设计等后续课程的学习打下坚实的基础；为今后从事电力企业的生产与管理工作奠定坚实的基础。

二、教学基本要求：

1、 使学生全面了解电力系统的组成和稳态运行方式，深入理解电网各元件的特性数学模型和相互间的关系；

2、 掌握简单电力系统潮流分析与计算方法，了解潮流计算的计算机解法；

3、 了解系统有功平衡的概念及有功功率与频率的关系，了解频率调整的必要性及有功电源的合理组合，掌握有功功率最优分配准则；

4、 了解系统无功平衡的概念及无功功率与电压的关系，熟悉电力系统中枢点三种调压方法及具体实现措施，重点掌握电力变压器分接头的计算方法及并联电容器最小容量的计算方法；

5、 掌握短路，无限大功率电源，冲击电流，最大有效值电流，短路功率，暂态电抗，暂态电势的概念，了解同步发电机突然短路后的物理过程；

6、 了解电力系统暂态过程，学会电力系统对称故障分析方法，三相对称故障时短路电流的计算方法；

7、 掌握对称分量法的概念，掌握对称分量法分析不对称故障，熟练计算各种情况下的短路电流值。

8、 了解电力系统的稳定性的基本概念，掌握计算静态及暂态稳定的方法和提高系统稳定性的措施。

三、教学内容及学时分配

第一章 电力系统的基本概念（2学时）

第一节 电力系统的组成

第二节 电力系统运行应满足的基本要求

第三节 电力系统的接线方式和电压等级

第四节 电力系统的负荷及负荷曲线

第二章 电力网各元件的参数和等值电路（8学时）

第一节 电力线路的参数和等值电路

第二节变压器的参数和等值电路

一、双绕组变压器

二、三绕组变压器

三、自藕变压器

第三节电力网络的等值电路

一、多电压级网络中参数和变量的归算

二、电力系统标幺制及电力网络的等值电路

第四节同步发电机的等值电路

一、了解同步发电机的基本结构和工作原理，

二、掌握同步发电机主要参数

三、了解同步发电机基本方程和相量图

第三章 电力网络的分析和计算（12学时）

第一节 电力网络的电压降落和功率损耗

一、电力线路的电压降落和功率损耗

二、电力线路的电能损耗

三、变压器中的电压降落、功率损耗和电能损耗

第二节 辐射形和环形网络的潮流分布

一、辐射形网络的潮流分布

二、环形网络的潮流分布

第三节 电力网络的简化

一、等值电源法

二、负荷移置法

三、星一网变换法

第四节 电力网络的数学模型

一、节点电压方程和回路电流方程

二、节点导纳矩阵的形成和修改

第五节 潮流计算的计算机解法

一、功率方程及迭代法

二、牛顿一拉夫逊法潮流计算

第四章 电力系统的有功功率平衡和频率调整 （4学时）

第一节 频率调整的必要性

第二节 电力系统的频率特性

第三节 电力系统的频率调整

第四节 有功功率平衡和系统负荷在各类发电厂间的合理分配

第五章 电力系统的无功功率平衡和电压调整 （4学时）

第一节 电力系统的无功功率平衡

第二节 电力系统电压调整

一、电压偏移

二、中枢点的电压管理

第三节 几种调压措施的比较

第六章 电力系统对称故障分析 （讲课6学时）

第一节短路的一般概念，原因、类型、后果，短路的计算的目的

第二节无限大功率电源短路的暂态过程

一、冲击电流

二、最大有效值电流

三、短路功率

第三节同步电机突然三相短路的物理分析

一、同步电机三相短路电流

二、无阻尼绕组同步机三相短路电流计算

三、有阻尼绕组同步机三相短路电流计算

第四节、三相短路电流的实用计算的一般方法

一、短路计算的基本假设

二、电力系统三相短路的原理和方法

三、暂态电流和冲击电流

四、短路电流运算曲线及其应用

第七章 电力系统简单不对称故障的分析和计算（讲课6学时）

第一节对称分量法使用的前提条件及在不对称故障分析中的应用

第二节电力系统元件的各序参数和等值电路

一、同步发电机的负序电抗、零序电抗

二、变压器的零序等值电路及其参数

三、架空输电线路的零序等值电路及其参数

第三节电力系统各序网络的构成

第四节简单不对称短路的分析

一、不对称短路的种类

二、不对称短路时故障处的短路电流和电压的计算

二、不对称短路时网络中电流、电压的计算。

第八章 电力系统静态稳定性 （讲课2学时）

第一节 简单电力系统的静态稳定

第二节 负荷的静态稳定

第三节 提高系统静态稳定的措施

第九章 电力系统暂态稳定性 （讲课4学时）

第一节电力系统暂态稳定性的概述

第二节简单系统暂态稳定性分析

一、等面积定则

二、发电机转子运动方程式的求解

第三节、提高电力系统暂态稳定的措施

四、考核方式：笔试