電力系統穩態分析教學心得

2022-02-14 16:39:57 字數 2921 閱讀 9020

一、課程性質

本課程既是《電氣工程及其自動化》專業的一門重要的專業課,也是本專業其它後續專業課程的基礎。能否很好地掌握本門課程所介紹的知識對於《電氣工程及其自動化》專業的學生至關重要。

二、本課程與其他課程的聯絡與配合

本課程應在學生學完「電路」、「線性代數」、「電磁場」等基礎課程,「電機學」學完「變壓器」、「同步電機」的基礎上講授。本專業的後續專業課程為「電力系統暫態分析」、「電力系統繼電保護原理」、「發電廠電氣裝置」、「電力系統自動裝置原理」、「高電壓技術」等。

三、本課程的主要內容及教學要求

本課程在介紹電力系統的基本知識的基礎上,主要討論電力系統穩態情況下的分析計算。具體教學要求如下:

1、掌握電力系統的基本概念、電能生產的特點、對電力系統的基本要求、電力系統的電壓等級、電力系統的接線方式、電力系統中性點的執行方式;了解形成聯合電力系統的目的和意義;了解我國電力系統發展的趨勢和能源政策。

2、掌握電力系統各元件的數學模型及元件引數的計算方法;掌握電力系統等值電路的繪製;掌握有名值計算和標么值計算兩種情況下電力系統元件引數的計算方法。

3、掌握電力系統潮流分布的概念、輻射形電力系統潮流分布的特點及其計算方法、兩端供電網的潮流分布的特點及其計算方法;掌握電力系統潮流調控的目的及各種調控方法的原理。掌握複雜電力系統潮流的網路化簡計算法和電力系統潮流的計算機演算法(高斯—塞德爾潮流計算法、牛頓—拉夫遜計算法和p-q分解法)。

4、掌握電力系統有功功率與電力系統頻率的關係;掌握電力系統負荷波動的分類以及電力系統頻率波動的分類;了解電力系統有功優化的內容;掌握電力系統各類發電廠的特點及發電廠的合理組合;掌握電力系統有功負荷合理分配的目的和分配原則;掌握電力系統頻率調整的方法及調頻廠的選擇原則。

5、掌握電力系統無功功率與電力系統電壓水平的關係;掌握電力系統無功電源最優分布的目的和最優分布原則;掌握電力系統無功最優補償的目的和最優補償原則;掌握電力系統的調壓方式、常用的調壓措施及其計算。

四、學生情況分析及相應措施

電力04級學生基礎較好,高考成績絕大部分在第一批本科錄取控制分數線之上,但由於本門課程是本專業學生的第一門專業課,根據過去多年從事本門課程教學的經驗,學生還不適應專業課教學課時少、資訊量大的教學特點,學習起來有一定難度,如不能把握好教學過程的適當安排,則無法保證良好的教學效果,並將對後續課程的教學產生嚴重影響,對本專業的人才培養質量造成嚴重後果。基於上述情況,教學中主要應採取以下措施:

1、循序漸進,逐漸引導學生適應專業課教學的特點。在課程教學安排中,前面部分適當放慢速度,然後逐漸加快。

2、教學中注意向學生介紹專業課學習的方法,引導學生從理論分析的思維方式轉變到工程應用的思維方式。

五、本課程教學的重點和難點及相應的教學方法措施

1、教學重點

1)電力系統的概念、電能生產的特點、對電能生產的基本要求以及電力系統的接線方式、電壓等級、中性點的執行方式、聯合電力系統的優越性等(即教材第一章內容),除中性點的執行方式外,難度都不很大,但它是「電力工程及其自動化」專業學生了解本專業研究物件的開始,對學生今後專業課的學習具有至關重要的作用。

2)電力系統元件的數學模型、各電力元件的引數計算以及電力系統等值電路的畫法、有名制和標么制計算中系統引數的計算等(即教材第二章內容)是電力系統所有分析計算的基礎,學生能否正確掌握這些知識,不僅對於本門課程後續內容的學習而且對於其它後續專業課程的學習都至關重要。

3)輻射形網路和兩端供電網的潮流分布計算就實際工程而言,實用意義不大,講授它的目的在於通過幫助學生建立有關電力系統潮流分布的基本概念,所以它也是本課程的教學重點。尤其是兩端供電網和多電壓等級環網的潮流分布以及電力系統潮流調控的目的和各種調控方法的原理等尤為重要。電力系統的計算機潮流計算是電力系統廣泛採用的潮流計算方法,本部分內容的重點是講清電力系統的基本數學模型—節點電壓方程以及電力系統潮流計算中節點電壓方程的特點,介紹電力系統潮流計算中,節點電壓方程的各種迭代計算方法(高斯—塞德爾潮流計算法、牛頓—拉夫遜計算法和p-q分解法)的原理、計算公式和原理框圖。

(教材第

三、第四章內容)

4)良好的電能質量和提高電力系統執行的經濟性是都是對電力系統執行的基本要求,衡量電能質量的主要指標之一就是頻率,而能源消耗更是影響電力系統執行經濟性的重要指標,所以電力系統的有功功率平衡與系統頻率的關係、電力系統負荷波動及頻率波動分類以及針對各類頻率波動所採用的頻率調整措施是本課程的重要內容之一;特別是電力系統頻率的三次調整(有功優化)更關係到電力系統的經濟執行應給予特別重視。

5)電力系統的電壓水平是衡量電能質量的指標之一,而無功電源的合理分布和無功的最優補償又關係到電力系統的經濟執行,所以電力系統無功功率平衡與系統電壓水平的關係、電力系統無功電源的最優分布、無功電源的最優補償以及各種調壓措施的分析計算都是本門課程的教學重點。

2、教學難點:

本課程的教學難點主要有:

1) 中性點的執行方式(第一章)。

2) 變壓器的л形等值電路;(第二章)

3) 多電壓等級環網的迴圈功率的計算及其性質;(第三章)

4) 電力系統潮流分布的調整控制;(第三章)

5) 牛頓——拉夫遜潮流計算法;(第四章)

6) 水、火系統中有功負荷的最有分配以及水煤換算係數、允許耗水量與水煤換算係數的關係等(第五章)

7) 電力系統無功電源最優分布、電力系統無功最優補償的意義及原則;(第六章)

8) 最小補償容量計算(第六章)。

3、重點、難點的處理措施

1) 第一章的教學難點-中性點的執行方式,可以通過在課堂上詳細講授,並附以例題的講解和作業練習的方法解決。至於本章的教學重點可以通過適當布置作業的方法加強學生的理解和掌握。

2) 第二章的主要困難是「電機學」教學進度趕不上,教學中除不可缺少的內容進行補充外,有些內容如發電機的等值電路只介紹穩態分析中所用的等值電路,至於發電機執行極限和暫態分析中所用的等值電路,在以後用到時再講。此外關於變壓器л形等值電路的意義可以通過例題對比的方式進行講授,至於其等值模型的建立則通過複習變壓器的阻抗變換的特點等來加深學生的理解。並針對本章的教學重點布置輸電線路的引數計算和等值電路繪製、各類變壓器引數計算和等值電路繪製方面的習題來加深學生的理解和掌握。

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