《电力系统运行与控制》课程教学大纲.docx

电力系统运行与控制课程教学大纲课程英文译名：Power System Operation and Control总学时：40 学分：2.5面向专业：电气工程，智能电网，控制工程 一、课程的任务和教学目的 本课程主要解决电力系统的运行与控制问题，即如何保证电力系统在安全、最优状态下运行。主要讲述电力系统运行控制的内容、研究方法和实现技术。 本课程是电气工程、智能电网、控制工程等专业的专业核心课程，涉及电力系统基本理论、自动控制理论、计算机控制技术、网络通信技术等多方面的知识，主要内容包括电力系统基础、发电机的运行控制、电力系统经济运行、电力系统安稳控制等。 本课程的主要教学任务和目的是： （1）使学生比较系统地理解和掌握电力系统的基础知识、运行机理、控制方法和控制技术。 （2）使学生理解和掌握交流同步发电机的工作原理、并列解列控制技术、励磁调节控制技术和自动发电控制技术。 （3）使学生理解和掌握电力系统有功功率与频率控制、无功功率与电压控制的基本原理、方法和技术。 （4）使学生理解和掌握电力系统经济运行、优化调度、安全稳定控制的基本原理、方法和技术。（5）使学生熟悉电力系统发电、输电、变电、配电、售电、用电的基本知识，熟悉发电厂自动化、电力调度自动化、配电网自动化、变电站自动化等相关知识和技术，训练和培养学生独立思考、解决实际工程问题的能力。二、课程内容与基本要求1、电力系统基础 主要讲述电力系统的基础知识与前沿研究热点。要求学生理解和掌握电力系统的运行特点、基本概念和数学模型，理解电力系统的基本工作原理，熟悉电力系统前沿研究热点。2、电力系统运行 主要讲述电力系统的潮流计算与最优潮流、机组优化组合与经济调度、电力系统状态估计、电力需求侧管理、电力市场等内容。要求理解和掌握电力系统潮流计算的基本概念、基本方法，熟悉复杂电力系统潮流的计算机算法和电力系统潮流计算常用软件的应用，理解最优潮流和潮流优化与潮流控制。掌握电力系统机组优化组合和机组投运问题的求解方法，熟悉电力系统负荷控制技术及需方用电管理（DSM），了解电力市场的基本概念。理解电力系统状态估计的任务和数学模型，了解状态估计的不良数据辨识。3、发电机的运行控制 主要讲述交流同步发电机的励磁控制和并列控制技术。要求学生掌握同步发电机励磁控制系统的任务、功能和性能指标，理解励磁调节器和自动励磁调节装置的原理及工作特性，熟悉转子励磁磁场的建立过程，掌握灭磁控制、强励磁和强减磁的应用场合，理解励磁自动控制系统的稳定性及对电力系统稳定性的影响。掌握同步发电机准同期并列的原理和控制步骤，了解同步发电机自同期并列的原理及特点，熟悉恒定越前时间并列装置、自动准同期并列装置的组成及功能。4、电力系统有功功率平衡与频率控制 主要讲述电力系统有功功率和频率调节、自动发电控制、低频减载、调峰调频等问题。要求理解电力系统的有功功率平衡与系统频率稳定间的相互关系，理解和掌握电力系统的电力系统负荷调节效应一次调频、二次调频、三次调频的原理和方法，理解和掌握电力系统自动发电控制技术和电力系统负荷调节效应，熟悉低频减载的原理、装置及应用。5、电力系统无功功率平衡与电压控制 主要讲述电力系统无功功率平衡与电压的关系、电压和无功功率调节的原理及方法。要求掌握电力系统调压措施、电压的综合控制、无功功率电源的最优控制等方法。理解无功电源的种类、特点及无功补偿的方法和技术。6、电力系统的安稳控制 主要讲述电力系统稳定性、电力系统稳定控制、电力系统安全控制等内容，要求理解和掌握电力系统稳定性的分类、稳定判据和提高稳定性的控制措施，理解电力系统稳定器PSS的功能，熟悉电力系统安全预防控制、校正控制、紧急控制、恢复控制，理解掌握电力系统继电保护的原理和方法。7、电力系统综合自动化 主要讲述电力系统调度控制、电力系统广域测量与控制等内容。要求理解和掌握电力系统调度自动化的基本任务，熟悉电力系统调度自动化系统的软件平台和硬件组成。掌握电力系统广域测量的基本概念，熟悉相量测量单元PMU的组成及功能，熟悉基于WAMS的控制技术，了解电力系统广域测量与控制的现状和发展趋势。三、与其他课程的联系先修课程：电路原理，电机学，自动控制原理后续课程：电力系统继电保护原理，智能电网四、学时分配序号模块专题名称学时1电力系统基础电力系统概论2学时2电力系统模型3学时3数字化变电站2学时4智能电网2学时5发电机的运行控制交流同步发电机的励磁控制3学时6发电机的并列控制2学时7电力系统运行电力系统潮流计算与最优潮流2学时8电力系统机组优化组合与经济调度2学时9电力系统状态估计2学时10电力系统控制有功功率与电力系统频率控制3学时11无功功率与电力系统电压控制3学时12电力系统调度控制3学时13电力系统负荷控制2学时14电力系统稳定控制3学时15电力系统安全控制2学时16电力系统潮流控制2学时17电力系统广域测量与控制2学时总计40学时五、教材与参考书教材：Allen J. Wood, Bruce F. Wollenberg. Power Generation, Operation, and Control, Wiley-Interscience, New York, 1996.参考书：1 P. M. Anderson, A. A. Fouad. Power System Control and Stability M. 2nd ed. U. S. A: IEEE Press, 2003.2 Prabha Kundur. 电力系统稳定与控制M. 中国电力出版社，2002.3 周孝信、卢强. 中国电气工程大典（第8卷）:电力系统工程M. 中国电力出版社，2010 .4 王士政：电力系统控制与调度自动化，中国电力出版社，2008.5 李文源：电力系统安全经济运行模型与方法，重庆大学出版社，1989.6 王锡凡. 现代电力系统分析M. 科学出版社，2003.7 倪以信等. 动态电力系统的理论和分析M. 清华大学出版社，2002.8 徐政. 交直流电力系统动态行为分析M. 机械工业出版社, 2004.9 刘天琪，现代电力系统分析理论与方法，中国电力出版社，2007.10 韩肖清：电力系统运行控制与调度，水利水电出版社，北京，1999.11 王葵, 孙莹. 电力系统自动化（第3版）. 中国电力出版社, 2012.12 李先彬. 电力系统自动化（第6版）. 中国电力出版社, 2014.13 吴文传, 张伯明, 孙宏斌. 电力系统调度自动化.清华大学出版社,2011.14 高翔. 现代电网频率控制应用技术. 中国电力出版社, 2010.15 刘明波, 谢敏. 大电网最优潮流计算. 科学出版社, 2010.16 肖世杰. 电网安全稳定控制应用技术. 中国电力出版社, 2012.17 丁书文, 黄训诚