电力系统暂态分析课程教案.docx
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电力系统暂态分析课程教案
《电力系统暂态分析》课程教案
课程名称
电力系统暂态分析
本门课程学分
2.5
本课程总学时：
40
其中：
讲课：
36学时
实验：
学时
课程号
课序号
课程属性
必修课（∨）选修课（）实践环节（）
授课方式
课堂讲授（∨）实践课（）
授课对象
年级
3
专业
电气工程及其自动化（电力）
基本教材和主要参考书
教材名称
作者
出版时间
电力系统暂态过程
机械工业
常鲜戎
赵书强
2005
参考书
作者
出版时间
电力系统暂态分析
水利电力
李光琦
1995
电力系统分析（第二版）
华中科技大学
何仰赞
2002
本课程教学重点及难点
教学重点：
1.掌握同步发电机突然三相短路的物理过程及分析方法；
2.学会用计算机计算电力系统故障；
3.掌握同步发电机及系统主要元件的机电特性；
4.掌握分析电力系统静态稳定性的小干扰分析法；
5.掌握分析、计算电力系统暂态稳定性的等面积准则和数值计算方法；
6.了解电力系统电压稳定性的基本概念和分析方法。
难点：
1．同步发电机基本方程的建立；
2．多机系统静态稳定性的分析；
3．复杂系统暂态稳定性的计算。
授课教师
郭明良
职称
副教授
院系、
教研室
电气与信息工程学院
电力系统及其自动化教研室
《电力系统暂态分析》课程教案
（1）
一、讲授题目同步发电机突然三相短路分析
二、教学目的
了解同步发电机突然三相短路的物理过程，掌握使用同步发电机的基本方程分析电力系统突然三相短路的方法。
三、重点与难点
教学重点：
1．掌握同步发电机突然三相短路的物理过程；
2．掌握同步发电机的基本方程、参数和等值电路；
3．应用同步发电机的基本方程分析电力系统突然三相短路；
4．掌握同步发电机基本方程的拉氏运算形式。
难点：
1．同步发电机基本方程的建立；
2．有（无）阻尼绕组的同步发电机等值电路阻抗参数的推导；
3．同步发电机定、转子侧各暂态量的对应关系分析；
4．同步发电机各暂态量衰减时间常数的推导；
5．同步发电机基本方程的拉氏运算形式及应用。
四、教学手段
课堂讲授时辅以多媒体教学，尽量形象、具体地描述同步发电机突然三相短路的物理过程以及同步发电机定、转子侧各暂态量的对应关系。
五、教学过程、时间分配
教学过程
时间分配
教学内容
学时数
短路的一般概念
1
同步发电机突然三相短路的物理过程及短路电流分析
1
派克变换及同步发电机的基本方程式
1.5
同步发电机的暂态参数和等值电路
1
同步发电机的次暂态参数和等值电路
1
同步发电机的三相短路电流
1
基本方程的拉氏运算形式
1
自动调节励磁装置对短路电流的影响
0.5
合计
8
六、试验（无）
七、习题
习题集8-6、8-10、8-12。
八、备注
《电力系统暂态分析》课程教案
（2）
一、讲授题目电力系统故障的计算机计算
二、教学目的
掌握使用计算机计算电力系统故障的方法。
三、重点与难点
教学重点：
1．掌握电力系统故障计算使用的等值网络；
2．掌握电力系统故障计算的各序网络电压方程式；
3．掌握简单不对称故障的计算通式和通用复合序网；
4．了解分析复杂故障的一般方法和N重故障的通用方程式。
难点：
1．导纳型节点方程和阻抗型节点方程的形成；
2．简单不对称故障的通用复合序网的形成；
3．N重故障通用方程式的推导；
四、教学手段
课堂讲授时辅以多媒体教学，描述复合序网的构成。
并结合后续的上机训练，掌握用计算机计算电力系统故障的方法。
五、教学过程、时间分配
教学过程
时间分配
教学内容
学时数
电力系统故障时的等值网络
1
对称短路的计算机计算
1
简单不对称故障的计算机计算
2
复杂故障的计算机计算
2
合计
6
六、试验（无）
七、习题
习题集中有关故障的计算机计算方法的习题。
八、备注
《电力系统暂态分析》课程教案（3）
一、讲授题目同步发电机及系统主要元件的机电特性
二、教学目的
了解电力系统功角稳定性的基本概念，掌握电力系统稳定性分析中使用的同步发电机组模型及系统其它主要元件的模型。
三、重点与难点
教学重点：
1.明了电力系统发生机电稳定问题的根本原因；
2．掌握同步发电机组的转子运动方程式；
3.掌握同步发电机的功-角特性方程式；
4.了解异步电动机组及负荷的机电特性;
5.了解自动调节励磁系统对发电机功-角特性的影响;
难点：
1.说明电力系统发生机电稳定问题的根本原因；
2.同步发电机组的转子运动方程式的推导；
3.发电机各种功-角特性方程式的推导
四、教学手段
课堂讲授时从能量平衡角度解释同步发电机组在受扰动时的能量转换型式。
再辅以多媒体教学，形象、具体地描述同步发电机受扰后的功率变化和转速变化过程。
五、教学过程、时间分配
教学过程
时间分配
教学内容
学时数
电力系统功角稳定性的基本概念
1
同步发电机组的转子运动方程式
1
同步发电机的功-角特性方程式
2
异步电动机组及负荷的机电特性
1
自动调节励磁系统对发电机功-角特性的影响
1
合计
6
六、试验（无）
七、习题
习题集中有关机电特性的习题。
八、备注
《电力系统暂态分析》课程教案（4）
一、讲授题目电力系统静态稳定性分析
二、教学目的
了解电力系统静态稳定性的基本概念，学会使用小干扰分析法分析电力系统的静态稳定性，明了电力系统提高静态稳定性的措施。
三、重点与难点
教学重点：
1.掌握电力系统静态稳定性的基本概念；
2．掌握小干扰分析法；
3.应用小干扰分析法分析电力系统静态稳定性；
4.掌握提高电力系统静态稳定性的措施。
难点：
1.理解电力系统静态稳定性的基本概念；
2．应用小干扰分析法分析电力系统静态稳定性。
四、教学手段
课堂讲授时从同步发电机转子运动方程式中出现的不平衡功率解释同步发电机组在小扰动时的转速变化引起的功角变化过程。
再辅以多媒体教学，形象地描述同步发电机在小扰动时的角度变化过程。
讲授小干扰分析法时，先用小干扰分析法分析低阶电力系统（二阶，带阻尼），算出特征根，给出并分析解的解析表达式，总结出特征根与系统静态稳定性的关系，然后再介绍用小干扰分析法分析高阶电力系统的方法。
辅以电力系统仿真计算，增加学生对多机电力系统静态稳定性现象的了解。
五、教学过程、时间分配
教学过程
时间分配
教学内容
学时数
电力系统静态稳定性的基本概念
1
简单电力系统静态稳定性分析
1
小干扰分析法分析电力系统静态稳定性
1.5
多机电力系统静态稳定性分析
1.5
提高电力系统静态稳定性的措施
1
静态稳定仿真实验
2
合计
8
六、试验电力系统静态稳定仿真实验
七、习题
习题集中有关静态稳定性的习题。
八、备注
《电力系统暂态分析》课程教案（5）
一、讲授题目电力系统暂态稳定性分析
二、教学目的
了解电力系统暂态稳定性的基本概念，学会电力系统的暂态稳定性分析，学会用数值计算的方法计算电力系统的暂态稳定性，明了电力系统提高暂态稳定性的措施。
三、重点与难点
教学重点：
1.掌握电力系统暂态稳定性的基本概念；
2.掌握电力系统暂态稳定性的等面积定则；
3.掌握计算电力系统暂态稳定性的方法；
4.掌握提高电力系统暂态稳定性的措施。
难点：
1.掌握电力系统暂态稳定性的分析方法；
2．掌握计算电力系统暂态稳定性的方法。
四、教学手段
课堂讲授时从电力系统受扰时同步发电机转子运动方程式的不平衡功率造成的发电机转子暂态能量与加速面积和减速面积的关系，解释同步发电机组等面积定则。
从受扰同步发电机转子运动方程式的求解，解释用数值计算方法计算电力系统的暂态稳定性，得到发电机摇摆曲线的求解过程。
再辅以电力系统仿真计算，增加学生对多机电力系统暂态稳定性现象的了解。
五、教学过程、时间分配
教学过程
时间分配
教学内容
学时数
电力系统暂态稳定性的基本概念
0.5
简单电力系统暂态稳定性分析的等面积定则
1
极限切除角
0.5
极限切除时间
0.5
电力系统暂态稳定性的数值计算
2
发电机自动调节系统对暂态稳定性的影响
0.5
提高电力系统暂态稳定性的措施
1
暂态稳定仿真实验
2
合计
8
六、试验电力系统暂态稳定仿真实验
七、习题
习题集中有关暂态稳定性的习题。
八、备注
《电力系统暂态分析》课程教案（6）
一、讲授题目电力系统电压稳定性分析
二、教学目的
了解电力系统电压稳定性的基本概念，学会电力系统电压稳定性的基本分析和计算方法，明了提高电力系统电压稳定性的措施。
三、重点与难点
教学重点：
1.掌握电力系统电压稳定性的基本概念；
2.掌握电力系统电压稳定性的基本分析方法；
3.了解计算电力系统电压稳定性的基本方法；
4.掌握提高电力系统电压稳定性的措施。
难点：
掌握电力系统电压稳定性的分析方法。
四、教学手段
课堂讲授时讲清除电压稳定性问题从过去的局部问题演化为电力系统的大X围问题。
辅以多媒体教学，形象、具体地描述电力系统电压失稳及电压崩溃的物理过程。
五、教学过程、时间分配
教学过程
时间分配
教学内容
学时数
电力系统电压稳定性的基本概念
0.5
系统有关器件的特性
1
静态电压稳定性分析
1
动态电压稳定性分析
1
提高电压稳定性的措施
0.5
合计
4
六、试验（无）
七、习题
习题集中有关电压稳定性的习题。
八、备注
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