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第一章电力系统的基本概念
本章讲述电力系统的基本概念、现代电力系统的特点和运行的基本要求。在讲述专业知识时,结合相关国标和行业规范、手册,培养学生严谨治学的态度和职业素养;通过介绍电力在当前能源体系中的重要性,培养学生的责任感;通过介绍现代电力系统的组成、特点和运行的基本要求,培养学生的责任感和安全意识。
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●1.1电力系统概述
这一讲讲述了电力系统的组成和电网的接线方式。
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●1.2电力系统的负荷
这一讲讲述了电力负荷的构成和负荷曲线。
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●1.3我国的电力系统
这一讲讲述了电力系统的电压等级和电气设备的额定电压。
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●1.4电力系统的特点和运行的基本要求
这一讲讲述了电力系统的特点、对电力系统运行的基本要求。
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第二章电网的正序参数和等值电路
本章讲述了线路、变压器元件的正序参数的物理意义和计算方法,以及建立电网的等值电路的方法,使学生能够采用电力系统基础理论和基本知识,推演、分析电气复杂工程问题。
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●2.1电力系统分析中常用的变量
这一讲讲述了序分量、序阻抗、功率、阻抗和导纳的定义。
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●2.2电力线路的电气参数
这一讲讲述了电阻、电抗、电纳和电导的物理意义和计算。
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●2.3线路方程及等值电路
这一讲讲述了线路方程、线路的自然功率和线路的等值电路。
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●2.4变压器的数学模型
这一讲讲述了不带变比的双绕组变压器等值电路、不带变比的三绕组变压器等值电路、带变比的变压器等值电路。
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●2.5标幺制
这一讲讲述了标幺值的定义、基准值的选取方法、基准值改变时标幺值的换算方法、用标幺值表示的常用公式。
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●2.6电网的标幺值等值电路
这一讲讲述了带变比变压器的标幺值等值电路、变压器的π形等值电路、电网的标幺值等值电路。
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第三章输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算
本章讲述了电力线路和变压器的电压降落的计算方法、电压质量的指标,讲述了电力线路和变压器的功率损耗计算方法、传输功率的经济指标,讲述了输电线路空载运行特性、传输功率的极限、传输功率与电压之间的关系,讲述了辐射形网络的潮流估算方法,讲述了简单环形网络、两端供电网络的潮流估算方法。使学生能够采用电力系统基础理论和基本知识,推演、分析电气复杂工程问题;理解电力系统基本问题的解决方案;能够针对电气复杂工程问题的需求,设计满足电气专业指标和要求的解决方案。
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●3.1电力线路和变压器的电压降落
这一讲讲述了电压降落的概念和计算方法、端电压的计算方法、电压损耗和电压偏移的概念和物理意义。
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●3.2电力线路和变压器的功率损耗
这一讲讲述了线路的功率分布和功率损耗的计算方法、变压器的功率分布计算方法、线路的传输效率和线损率的概念和物理意义。
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●3.3输电线路的运行特性
这一讲讲述了输电线路的空载运行特性、输电线路的传输功率极限的概念和物理意义、输电线路传输功率与电压之间的关系。
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●3.4辐射形网络的潮流估算方法
这一讲讲述了手工计算辐射形网络的潮流方法。
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●3.5简单闭式网络的潮流估算方法
这一讲讲述了简单环形网络的潮流估算方法、两端供电网络的潮流估算方法。
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●3.6例题讲解
例题讲解
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第四章电力系统潮流的计算机算法
本章讲述了建立电力网络方程、节点功率平衡方程的过程,以及利用牛顿-拉夫逊法、快速解耦法求解节点功率平衡方程的原理和编程实现这些算法的步骤;讨论了牛顿-拉夫逊潮流算法的收敛特性,以及编程求解修正方程式的方法、稀疏矩阵技术。使学生能够掌握电力系统的计算与分析方法,运用现代检索工具,借助文献研究对电气复杂工程问题进行分析和求解,并获得有效结论;理解电力系统基本问题的解决方案;能够针对电气复杂工程问题的需求,设计满足电气专业指标和要求的解决方案;能够基于电力系统基础理论和基本知识,针对的电气复杂工程问题特征,选择研究技术路线,并设计实验方案。
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●4.1电力网络方程
这一讲讲述了用节点导纳矩阵表示的网络方程、用节点阻抗矩阵表示的网络方程。
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●4.2潮流计算的节点功率方程和节点分类
这一讲讲述了电压用极坐标形式表示的节点功率方程、电压用直角坐标形式表示的节点功率方程、潮流计算中节点的分类。
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●4.3牛顿-拉夫逊法的原理和一般方法
这一讲讲述了用牛顿-拉夫逊法求解一维非线性方程和非线性方程组的原理和方法。
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●4.4潮流计算的牛顿-拉夫逊方法
这一讲讲述了用牛顿-拉夫逊法求解极坐标形式、直角坐标形式的潮流方程的原理和方法。
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●4.5牛顿-拉夫逊潮流计算中的收敛性和稀疏技术
这一讲讲述了变量的初值对牛顿-拉夫逊法解的影响、牛顿-拉夫逊法的收敛特性、求解牛顿-拉夫逊法修正方程式的方法、稀疏矩阵技术。
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●4.6潮流计算的快速解耦法
这一讲讲述了快速解耦法的基本原理、求解快速解耦法修正方程式的方法、快速解耦法计算的步骤。
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●4.7例题讲解
例题讲解
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第五章电力系统正常运行方式的调整与控制
本章讲述了有功功率平衡问题、备用容量的分类、负荷有功功率与频率之间的关系;讲述了发电机组自动调速系统结构和工作原理、发电机组的静态频率特性;讨论了发电机组之间的有功功率经济分配问题,推导出等煤耗微增率准则;讲述了电力系统频率的一次调整、二次调整、频率和联络线功率控制的原理和实现方法;讲述了负荷的静态电压特性和无功功率电源的功率特性;讲述了电力系统运行对中枢点的电压要求、电压调整的基本方法。使学生能够掌握电力系统的计算与分析方法,运用现代检索工具,借助文献研究对电气复杂工程问题进行分析和求解,并获得有效结论;理解电力系统基本问题的解决方案;能够针对电气复杂工程问题的需求,设计满足电气专业指标和要求的解决方案;能够基于电力系统基础理论和基本知识,针对的电气复杂工程问题特征,选择研究技术路线,并设计实验方案。
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●5.1电力系统有功功率平衡和负荷的频率特性
这一讲讲述了有功功率平衡问题、备用容量的分类、负荷有功功率与频率之间的关系。
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●5.2发电机组的自动调速系统与频率特性
这一讲讲述了发电机组的自动调速系统的结构和工作原理、带有自动调速系统的发电机组有功功率静态频率特性。
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●5.3发电机组之间的有功功率经济分配
这一讲讲述了发电机组之间有功功率经济分配的含义、数学模型、等微增率准则,以及水、火电机组间有功功率经济分配的必要条件。
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●5.4电力系统的频率调整
这一讲讲述了电力系统频率的一次调整、二次调整、频率和联络线功率控制的原理和实现方法。
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●5.5负荷的静态电压特性和无功功率电源的功率特性
这一讲讲述了负荷的静态电压特性、同步发电机和无功补偿设备的功率特性。
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●5.6电力系统电压调整和控制方法
这一讲讲述了电力系统运行对中枢点的电压要求、电压调整的基本方法。
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●5.7例题讲解
例题讲解
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第六章高压直流与柔性输电
本章讲述高压直流输电与柔性直流、柔性交流输电的基本概念、以及特点。在讲述专业知识时,结合我国电力行业发展现状,培养学生民族自豪感。讲述各类输电方式的行业应用背景与规范,培养学生的行业工程素养。
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●6.1高压直流输电
这一讲讲述了直流输电的发展、特点以及构成。
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●6.2柔性输电
这一讲讲述了柔性直流输电定义与概念以及柔性交流输电定义与实现方式。
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第七章同步发电机的数学模型
本章讲述了同步发电机的组成结构,并推导了相应的的数学模型,培养学生的逻辑能力以及实践应用能力,从而能够利用相关模型解决复杂工程问题。。
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●7.1同步发电机的基本原理
这一讲讲述了同步发电机的结构、绕组以及工作原理。
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●7.2同步发电机的数学模型
这一讲讲述了理想电机的假设条件,以及同步电机的abc模型及参数。
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●7.3同步发电机的dq0数学模型
这一讲讲述了派克变换、dq0坐标下的同步电机方程以及电机稳态等值。
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第八章输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算
本章讲述了电力系统中出现的危害较大的一类故障,对称故障。并对对称故障发生后电力系统中的电流量进行了分析。基本前面章节建立的相关模型,对复杂问题进行应用与分析,培养学生的工程实践能力,能够推演、分析电气复杂工程问题。
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●8.1电力系统对称故障概述
这一讲讲述了电力系统对称故障的定义以及内容,并就无穷大系统三相短路电流开展分析。
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●8.2对称故障中短路电流计算指标
这一讲讲述了短路电流的特性,介绍了冲击电流和最大有效值电流。
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第九章电力系统不对称故障分析
本章讲述了电力系统中出现概率较大的不对称故障,并给出了不对称故障的分析方法:序分量法。推导出电力系统的序模型表达式,并就各类不对称故障应用场景进行计算与结论推导。在引导学生建模与应用过程中培养学生的解决问题能力,以及新方法的场景应用能力,从而能够使学生针对电气复杂工程问题提出自己的解决方法,培养学生的工程素养。
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●9.1对称分量法
这一讲讲述了不对称故障的特点,并引出对称分量的定义和序分量。
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●9.2元件的序阻抗
这一讲讲述了各元件的序阻抗模型,包括发电机、变压器、架空线路与负荷。
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●9.3不对称短路故障时电流电压分析
这一讲讲述了叠加定理在单相接地短路、两相短路和两相短路接地中的应用。
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●9.4例题分析
例题分析
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第十章电力系统稳定
本章讲述了电力系统稳定的定义、分类以及各自的分析方法,在稳定分析过程中,建立了相应工程背景模型,引入相关数学方法,并根据电力系统实际情况提出改善措施与方案。培养学生能够针对电气复杂工程问题的需,设计相应指标与解决方案;能够针对的电气复杂工程问题特征,选择研究技术路线,并设计实验方案。
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●10.1电力系统稳定的基本概念
这一讲讲述了电力系统稳定的定义、分类以及分析方法。
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●10.2电力系统稳定的元件模型
这一讲讲述了同步发电机以及其它元件的稳定分析模型。
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●10.3电力系统的静态稳定
这一讲讲述了静态稳定的含义、分法方法以及改善措施。
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●10.4电力系统的暂态稳定
这一讲讲述了电力系统暂态稳定的定义、分析方法以及改善措施。