《Matlab语言与电力系统仿真》教学大纲.docx

《Matlab语言与电力系统仿真》教学大纲

适用范围：202X版本科人才培养方案

课程代码课程性质：专业选修课

学分：2学分

学时：32学时（理论16学时，上机16学时）

先修课程：电机学、电力系统分析等

后续课程：无

适用专业：电气工程及其自动化

开课单位：电气工程与自动化学院

一、课程说明

《Matlab语言与电力系统仿真》是电气工程及其自动化专业的一门专业选修课。本课程主要传授Matlab/Simulink的基本使用方法、电力系统建模与分析方法，为学习其他有关课程及以后从事电气工程领域技术工作打下必要的基础。本课程注重理论知识的实践应用，强调培养运用理论知识与建模分析方法来解决实际生产与研究中问题的能力，兼顾新技术及其发展方向的介绍。

二、课程目标

通过本课程的学习，使学生达到如下目标：

课程目标1：能够基于数学模型对同步发电机、变压器、输电线路等元件及系统进行仿真建模；能够将工程基础和专业知识用于电力系统问题的分析和优化。

课程目标2：掌握电力系统分析、电力电子器件、电机控制等关键过程与问题的建模方法，能够采用Matlab软件对电力系统中潮流计算、故障分析、继电保护、新能源发电等复杂问题进行建模仿真与模拟分析；能够根据复杂电气工程问题的特征，选择研究路线，设计实验方案，培养学生树立正确的科学理念。

课程目标3：能够根据电力系统项目，使用Matlab/simulink对电力系统进行针对性建模，建模过程中，需要有针对性的查阅文献，展开技术问题探索、归纳总结，所搭模型对复杂电气工程具体问题进行预测与模拟，并能够理解其局限性。同时提高学生思考能力、表达能力、创新能力和团队精神，适当引入与课程内容相关的案例分析，培养学生爱国主义、忧患意识和民族自豪感。

三、课程目标与毕业要求

《Matlab语言与电力系统仿真》课程教学目标对电气工程及其自动化专业毕业要求的支撑见表1。

表1课程教学目标与毕业要求关系

毕业要求

指标点

课程目标

支撑强度

2.问题分析

2.2能够运用数学、自然科学和工程科学的基本原理，分析并表达复杂电气工程问题的特性，获得多种解决方案。

课程目标1：能够基于数学模型对同步发电机、变压器、输电线路等元件及系统进行仿真建模；能够将工程基础和专业知识用于电力系统问题的分析和优化。

M

4.研究

4.2能够根据复杂电气工程问题的特征，选择研究路线，设计实验方案。

课程目标2：掌握电力系统分析、电力电子器件、电机控制等关键过程与问题的建模方法，能够采用Matlab软件对电力系统中潮流计算、故障分析、继电保护、新能源发电等复杂问题进行建模仿真与模拟分析；能够根据复杂电气工程问题的特征，选择研究路线，设计实验方案，培养学生树立正确的科学理念。

M

5.使用现代工具

5.3能够开发或选用满足特定需求的现代工具对复杂电气工程具体问题进行预测与模拟，并能够理解其局限性。

课程目标3：能够根据电力系统项目，使用Matlab/simulink对电力系统进行针对性建模，建模过程中，需要有针对性的查阅文献，展开技术问题探索、归纳总结，所搭模型对复杂电气工程具体问题进行预测与模拟，并能够理解其局限性。同时提高学生思考能力、表达能力、创新能力和团队精神，适当引入与课程内容相关的案例分析，培养学生爱国主义、忧患意识和民族自豪感。

H

注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。

四、教学内容、基本要求与学时分配

1.理论部分

理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。

表2教学内容、基本要求与学时分配

教学内容

教学要求，教学重点难点

理论学时

上机学时

对应的课程目标

1.MATLAB基础知识

1.1MATLAB工作环境

1.2MATLAB计算基础

1.3MATLAB程序设计基础

1.4MATLAB绘图功能

教学要求：使学生了解MATLAB工作环境；掌握MATLAB常用运算和基本数学函数；掌握MATLAB程序设计基础和绘图功能。

重点：MATLAB工作环境、计算基础、绘图功能。

难点：MATLAB程序设计基础、绘图功能。

2

2

1、2

2.Simulink仿真入门

2.1Simulink基本操作

2.2运行仿真及参数设置

2.3创建模型的基本步骤及仿真算法

2.4子系统及其封装

教学要求：使学生掌握Simulink模块库及操作；了解仿真参数设置；掌握创建模型的基本步骤及仿真算法。

重点：创建模型的基本步骤及仿真算法；子系统封装。

难点：子系统封装。

2

2

1、2

3.电力系统元件模型及模型库

3.1同步发电机数学模型

3.2变压器数学模型及基于电气原理图的变压器数学模型

3.3输电线路模型

3.4负荷模型

3.5电力图形用户分析界面（Powergui）模块

教学要求：使学生掌握发