電力系統分析(北京交通大學建設的慕課)

電力系統分析(北京交通大學建設的慕課)

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電力系統分析課程是北京交通大學建設的慕課、國家精品線上開放課程、國家級一流本科課程。該課程於2018年10月30日首次在中國大學MOOC開課,授課教師為郝亮亮、吳俊勇、謝樺、夏明超、王小君、張沛等。據2021年8月中國大學MOOC官網顯示,該課程已運行6學期。

電力系統分析課程共二十章,包括開式電力系統、電力系統無功功率平衡、複雜電力系統潮流計算、電力系統有功功率平衡、開式電力系統、電力系統元件等值電路、電力系統三相短路、電力系統對稱分量法等內容。

基本介紹

  • 中文名:電力系統分析
  • 類別:慕課、國家精品線上開放課程、國家級一流本科課程
  • 授課平台:中國大學MOOC
  • 開課時間:2018年10月30日(首次)
  • 授課教師:郝亮亮、吳俊勇、謝樺、夏明超、王小君、張沛等
  • 建設院校:北京交通大學
課程性質,課程定位,適應專業,課程簡介,課程大綱,開課信息,教學目標,學習預備,預備知識,學習資料,考核標準,所獲榮譽,教師簡介,

課程性質

課程定位

電力系統分析課程是電氣工程及其自動化專業專業必修課程,通過對潮流計算、有功平衡、無功平衡與電壓調整、短路計算、靜態及暫態穩定性分析等內容的學習,使學習者了解電力系統相關領域的研究成果、技術標準、產業政策及行業法律法規,掌握電力系統的基礎知識及基本分析方法。

適應專業

電力系統分析課程適合電氣工程、自動化等專業學習。

課程簡介

電力系統分析課程共二十章,第一章至第五章介紹電力系統運行特點、變壓器簡化等值、多電壓等級網路中標么值計算、電壓降落公式物理內涵、多電壓等級開式電網潮流計算等知識點;第六章至第十章講述兩端供電網基本功率分布、潮流方程定解及約束條件、功率方程中方程數和未知數、電力系統的有功功率平衡和頻率調整、電力系統電壓偏移等內容;第十一章至第十五章介紹變壓器分接頭選擇、常用短路電流計算指標、同步發電機三相短路暫態過程、電力系統元件序阻抗和序等值、電力系統各序網路等知識點;第十六章至第二十章講述兩相短路接地故障、電力系統穩定性、簡單電力系統功率特性、根軌跡分析法、單機無窮大系統暫態穩定性等內容。

課程大綱

第一章 課程緒論
1.1電力系統的基本概念
1.2電力系統的運行特點
1.3電力系統的基本要求
1.4電力系統的額定參數
1.5力系統額定電壓的確定
1.6電力系統的接線
1.7功率
第一章單元作業
第一章單元測驗
第二章 電力系統元件的等值電路和參數
2.1電力系統元件建模的任務和思路
2.2同步發電機的等值電路和參數
2.3變壓器的等值電路及參數
2.4變壓器的簡化等值和π形等值
2.5輸電線路的等值電路及參數
2.6負荷的等值電路與參數
2.7電力系統的等值電路
2.8例題
第二章單元作業
第二章單元測驗
第三章 電力系統的標么值等值電路
3.1標么制的提出
3.2基準值的選取
3.3多電壓等級網路中的標么值計算
3.4標么值的實例套用
第三章單元作業
第三章單元測驗
第四章 電力傳輸的基本概念
4.1網路元件的電壓降落
4.2電壓降落公式的物理內涵
4.3網路元件的功率損耗
4.4例題
第四章單元作業
第四章單元測驗
第五章 開式電力系統的潮流計算
5.1潮流計算的概念
5.2開式電力系統的潮流計算
5.3多電壓等級開式電網潮流計算
5.4開式潮流計算例題
第五章單元作業
第五章單元測驗
第六章 閉式電力系統的潮流計算
6.1閉式網路的基本概念
6.2該如何求解閉式潮流
6.3兩端供電網的基本功率分布
6.4閉式電力系統的潮流計算
6.5環網的基本功率分布
6.6閉式電力系統潮流計算例題
第六章單元作業
第六章單元測驗
第七章 複雜電力系統潮流計算的數學模型
7.1電力網路的節點導納矩陣
7.2節點導納矩陣的形成與修改
7.3電力系統潮流方程的建立
7.4潮流方程的定解及約束條件
第七章單元作業
第七章單元測驗
第八章 複雜電力系統潮流的計算機算法
8.1從電力網路方程到功率方程
8.2功率方程中方程數和未知數再討論
8.3疊代的基本概念及其算法
8.4牛頓-拉夫遜法潮流計算
8.5P-Q分解法潮流計算
第八章單元作業
第八章單元測驗
第九章 電力系統的有功功率平衡和頻率調整
9.1電力系統頻率偏移的基本概念
9.2頻率水平取決於什麼
9.3現代大電力系統的頻率如何控制
9.4例題
第九章單元作業
第九章單元測驗
第十章 電力系統無功功率平衡和電壓調節(一)
10.1電力系統電壓偏移的基本概念
10.2電壓水平取決於什麼
10.3電力系統中的無功電源
10.4現代大電網的電壓如何控制
第十章單元作業
第十章單元測驗
第十一章 電力系統無功功率平衡和電壓調節(二)
11.1調壓方式概述
11.2變壓器分接頭選擇例題
11.3並聯補償例題
11.4並聯補償例題的再討論
第十一章單元作業
第十一章單元測驗
第十二章 電力系統短路分析緒論
12.1電力系統穩態和暫態的區別
12.2電力系統短路的原因、後果及類型
12.3無窮大容量電源經阻抗短路的分析
12.4常用的短路電流計算指標
第十二章單元作業
第十二章單元測驗
第十三章 電力系統三相短路的計算方法
13.1轉移阻抗的概念及計算
13.2無限大容量電源三相短路的計算
13.3同步發電機三相短路的暫態過程
13.4有限大容量電源三相短路的計算
第十三章單元作業
第十三章單元測驗
第十四章 電力系統的對稱分量法
14.1不對稱故障後電力系統的特點
14.2對稱分量的定義與性質
14.3序分量對對稱三相電力系統的性質
14.4電力系統各元件的序阻抗和序等值
第十四章單元作業
第十四章單元測驗
第十五章 電力系統各序網路的制定
15.1正序網路的制定
15.2負序網路的制定
15.3零序網路的制定
15.4例題
第十五章單元作業
第十五章單元測驗
第十六章 電力系統不對稱故障的計算
16.1不對稱故障計算的基本思路
16.2不對稱故障的邊界條件
16.3單相接地故障的計算
16.4兩相短路故障的計算
16.5兩相短路接地故障的計算
16.6正序等效定則
16.7短路點的電流電壓計算
16.8不同類型短路時的電壓分布
16.9非故障處的電壓和電流計算
16.10例題—非故障點處的計算
第十六章單元作業
第十六章單元測驗
第十七章 電力系統穩定的基本概念
17.1穩定性的基本涵義
17.2電力系統穩定性的概念
17.3簡單電力系統穩定性的詳解
17.4電力系統穩定性的分析方法
第十七章單元作業
第十七章單元測驗
第十八章 電力系統穩定分析所採用的元件模型
18.1穩定性分析元件建模需要有哪些考慮
18.2發電機的轉子運動方程
18.3簡單電力系統的功率特性
18.4其餘的元件模型
第十八章單元作業
第十八章單元測驗
第十九章 電力系統的靜態穩定性
19.1靜態穩定性的定義
19.2電力系統的靜態穩定性分析
19.3單機無窮大系統的靜態穩定判據
19.4靜態穩定儲備係數
19.5系統靜態穩定的根軌跡分析法
19.6靜態穩定儲備係數的計算例題
第十九章單元作業
第十九章單元測驗
第二十章 電力系統的暫態穩定性
20.1電力系統暫態穩定的概念
20.2單機無窮大系統暫態穩定性分析
20.3等面積定則
20.4提高電力系統暫態穩定性的措施
20.5多機系統的暫態穩定性判斷
20.6求極限切除角的計算例題
第二十章單元作業
第二十章單元測驗
(註:課程大綱排版從左到右排列

開課信息

開課次數
開課時間
授課老師
學時安排
參與人數
第1次開課
2018年10月30日-2019年01月28日
郝亮亮、吳俊勇、謝樺、夏明超、王小君、吳振升
3-5小時每周
8811
第2次開課
2019年03月04日-2019年07月15日
12591
第3次開課
2019年08月26日-2020年01月20日
14116
第4次開課
2020年02月17日-2020年09月08日
郝亮亮、吳俊勇、謝樺、夏明超、王小君、張沛、郎兵、張大海、吳振升
13785
第5次開課
2020年09月22日-2021年02月07日
11829
第6次開課
2021年03月15日-2021年07月30日
11022
(註:表格內容參考資料

教學目標

通過對電力系統分析課程的學習,使學習者達到以下目標:
1、掌握電力系統的基礎知識及基本分析方法,把所學知識用於解決電氣工程領域涉及的電力系統相關問題中;
2、具備運用工程科學的基本原理,對電力系統潮流、短路、穩定進行原理分析及計算的能力;
3、掌握一種程式語言,進行複雜工程計算的計算機求解;
4、了解電力系統相關領域的研究成果、技術標準、產業政策及行業法律法規。

學習預備

預備知識

學習電力系統分析課程需要先學習電路、電機學和自動控制原理等課程。

學習資料

書名
作者
出版時間
出版社
吳俊勇、夏明超
2014年8月
《電力系統分析(上冊)》
孫宏斌、姜齊榮
2012年1月
《電力系統分析(下冊)》
2012年3月
《電力系統分析(上冊)》
何仰贊、溫增銀
2002年1月
《電力系統分析(下冊)》
2002年3月
(註:表格內容參考資料

考核標準

電力系統分析課程的學習環節包括:觀看視頻、完成課程作業、參與課程討論、參加期末考試。課程成績的構成:
1、課程作業及平時測驗占總成績的50%。
2、期末課程考試占總成績的50%。
總成績在60-79分者頒發合格證書;總成績在80-100分者頒發優秀證書。

所獲榮譽

2019年,電力系統分析課程被中華人民共和國教育部認定為“國家精品線上開放課程”。
2020年11月24日,電力系統分析課程被中華人民共和國教育部認定為“首批國家級一流本科課程”。

教師簡介

郝亮亮,北京交通大學電氣工程學院副教授,從事電氣工程、電機與電器、電力系統及其自動化等領域研究工作。
吳俊勇,北京交通大學電氣工程學院教授,從事電力系統及其自動化、電力電子與電力傳動等領域研究工作。
謝樺,北京交通大學電氣工程學院副教授,從事電力系統及其自動化、電工理論與新技術等領域研究工作。
夏明超,北京交通大學電氣工程學院教授,從事電力系統及其自動化、電氣工程等領域研究工作。
王小君,北京交通大學電氣工程學院教授,從事電力系統及其自動化、電氣工程等領域研究工作。
張沛,北京交通大學電氣工程學院教授,從事電力系統及其自動化、軌道交通運輸等領域研究工作。
郎兵,北京交通大學電氣工程學院副教授,從事電氣工程等領域研究工作。
張大海,北京交通大學電氣工程學院副教授,從事電力系統及其自動化、電氣工程等領域研究工作。
吳振升,北京交通大學電氣工程學院副教授,從事電力系統及其自動化、高電壓與絕緣技術等領域研究工作。

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