《电力系统分析》(教案大纲)

PAGEPAGE5《电力系统分析》教学大纲1课程基本描述课程名称：电力系统分析AnalysisofPowerSystems课程编号：*****授课方式线上线下混合课程性质：专业核心课适用专业：电气工程及其自动化学时信息总学时：72学时理论学时：60学时实验学时：7学时上机学时：5学时课外学时：70学时学分：4.5学分开课学期：第五学期前导课程：电路、电机学、电磁场、自动控制原理2教学定位2.1课程教学目标通过本课程的学习，培养学生：1、掌握电力系统的基本结构、基本概念，了解发电厂和变电所的电气主接线以及现代电力技术新成果和发展动向，并能够利用等值电路的概念建立电力系统分析的数学模型。2、熟练完成简单电力系统的潮流计算确定线路功率分布及节点电压，并能利用计算机完成复杂电力系统的稳定运行状态分析计算。3、应用电力系统电压调整、频率调整以及系统经济运行的原理调控电力系统运行状态，保证系统向用电户提供高质量、高可靠性、高经济性的电能。4、应用短路电流实用计算方法，准确分析计算实际系统发生短路故障时，在不同时刻故障处的短路电流及非故障处对应的电压。5、理解电力系统静态稳定性和暂态稳定性的基本概念，遵循稳定判据和等面积定则分析判断系统是否具有静态稳定性和暂态稳定性，掌握提高稳定性的基本措施。6、针对电力系统运行问题设计搭建简单模拟电力系统，完成实验；或根据已有实验方案验证电力系统某方面的运行问题，并能提出解决问题的方案。2.2教学方法在学习本课程之前，学生已经对发电机、变压器以及电动机等电力设备结构与工作原理有了充分的了解，并且对电工理论知识已熟练掌握。为了培养学生积极主动的学习能力，课程以学生为中心进行线上线下混合教学，采用项目驱动式教学、案例教学、启发式教学及讲授式等教学方法。教学过程中，积极融入思想政治教育元素，加强课程思政。项目驱动式教学将贯穿整个教学过程，将整个课程分成电力系统电气接线设计及数学模型建立、电力系统稳态运行分析和电力系统暂态运行分析三个项目，遵循发现问题→分析问题→解决问题的规律，引领学生新知识的学习。在教学过程中，对于低阶知识点，尽量引导学生自主学习；而对于高阶知识点，则以讲授为主。在讲授的过程中开展课堂讨论、线上论坛、翻转课堂等多边式互动活动。教学过程中注重形成性评价，及时跟踪学生学习成效并对学生进行反馈。3知识点与学时分配各知识点的掌握程度采用Bloom分类法，即了解、理解、应用、分析、评价、创造，具体含义如下：了解：能记住学习过的内容。理解：能领会课程内容的含义，掌握知识的内涵。应用：能在新的具体情况下应用所学知识解决问题。分析：基于科学原理能够分析局部之间及对整体之间的关系。评价：能够根据标准、规范作出判断。创造：能够将各种元素组装在一起，形成一个完整且具功能的整体。3.1电力系统概述我国电力工业发展及新技术（了解，核心）电力系统的基本概念、组成和特点（理解，核心）电能的质量指标（评价，核心）电力网的电压等级及其选择（应用，核心）电力系统的负荷及负荷曲线（应用，核心）共3学时3.2电力系统接线及一次设备电力系统接线方式及中性点接地方式（分析，推荐）发电厂和变电所的电气主接线（创造，核心）发电厂和变电所的一次设备（应用，推荐）共4学时3.3电力系统各元件的参数计算和等效电路同步发电机的参数和等效电路（了解，推荐）输电线路的参数计算及等效电路（应用，核心）变压器的参数计算及等效电路（应用，核心）电力系统的负荷模型（分析，推荐）电力系统的等效电路（创造，核心）共3学时3.4电力系统的潮流计算电压降落、电压损耗、电压偏移的概念（理解，核心）开式网的潮流计算（应用，核心）简单闭式网的潮流计算（理解，核心）复杂电力系统的潮流计算（分析，核心）共8学时3.5电力系统无功功率平衡和电压调整无功电源（了解、推荐）无功功率平衡与系统电压的关系（应用，核心）电力系统中枢点电压管理（理解、推荐）电力系统的电压调整（分析，核心）共6学时3.6电力系统有功功率平衡和频率调整频率调整的定义、电力系统有功功率-频率静态特性（理解、推荐）电力系统的频率调整（应用，核心）联合系统的频率调整（分析，核心）频率调整与电压调整的关系（评价，推荐）共4学时3.7电力系统的经济运行电力网的电能损耗（应用，核心）有功负荷的经济分配（应用，核心）共4学时3.8电力系统三相短路电流计算电力系统短路概述（理解，推荐）无限大功率电源供电系统的三相短路电流计算（分析，核心）有限容量电源供电系统的三相短路电流实用计算（分析，核心）电力网络的变换与化简（应用，推荐）短路电流计算曲线（应用，核心）短路电流的计算机算法（分析，核心）共10学时3.9电力系统不对称短路电流计算对称分量法（应用，核心）电力系统各元件的序阻抗和等效电路（应用，核心）利用对称分量法分析不对称短路（分析，核心）电力系统简单不对称短路的计算（分析，核心）不对称短路时计算曲线的应用（应用，核心）简单不对称短路时非故障处电流和电压的计算（分析，核心）电力系统非全相运行分析和计算（应用，核心）基于MATLAB电力系统故障的咱爱过程仿真（创新，推荐）共10学时3.10电力系统运行稳定性概述、同步发电机的机电特性（理解，核心）简单电力系统的静态稳定性（应用，核心）小扰动法分析简单电力系统静态稳定性（分析，推荐）电力系统的暂态稳定性（应用，核心）简单电力系统稳定性的仿真分析（创新，推荐）共8学时3.11其它学时实验(学时：12学时)4实验项目序号实验项目名称实验目的及内容提要学时数实验类型实验要求每组人数1电网运行操作实验目的：熟悉并掌握电网运行操作过程内容：1、认识变电所的现场设备布局；2、完成倒闸操作过程与操作票拟定过程；3、熟练掌握电力设备的远程操作过程。2验证必做42电力系统的稳态运行综合性实验目的：完成电力系统稳态运行的综合调控内容：1、电力系统的电压调整；2、系统频率的调整；3、电力系统图经济运行。3设计必做43牛顿拉夫逊潮流计算目的：利用计算机完成复杂系统的潮流计算内容：1、编写并调试牛顿法计算软件；2、通过实例验证软件的正确；3、加强软件的通用性。3设计必做14计算机法计算短路电流目的：利用节点阻抗矩阵计算短路电流。内容：1、在MATLAB下搭建电力系统仿真模型；2、利用节点阻抗矩阵计算短路电流。2设计必做15电力系统稳定性试验目的：提高电力系统稳定性。内容：1、在干扰下电力系统失去稳定性的特点；2、各种措施对电力系统稳定性的影响。2验证必做45形成性评价与终结性评价5.1形成性评价在教学过程中，为了随时了解学生学习情况，及时向学生反馈或作出教学调整，促进学生更好地学习，与教学同步进行形成性评价。形成性评价方式：课堂表现（包括学生记笔记情况、线上测试、回答问题等方面）、课堂讨论（包括课堂讨论、分组讨论等方面）、作业（含自主学习）、在线论坛、翻转课堂等。5.2期末考核评价期末考试的考题既要重视考察学生对本课程的基本概念、基本方法和原理的掌握程度及灵活应用能力，又要考察学生的综合运用知识及对实际问题进行分析、解决的能力。考题主要分为如下三类：（1）知识型考察学生对基本概念、基本方法、基本技能的掌握和综合运用能力。其基本形式为：填空题、判断题、简答题。约占50%（2）分析计算型重点考察学生综合运用基本原理、基本方法分析问题解决问题的能力。约占30%。（3）应用型应用题型重点考察学生对较复杂工程实际问题的分析能力和解决能力。约占20%。5.3终结性评价终结性评价作为学