实验要求
• 课前准备：复习电力系统元件模型、标幺值、潮流、短路和稳定性基础；阅读相应模块的设备说明与单线图。
• 实验操作：按模块顺序完成16个子实验。每次操作前先预测结果，再调整参数并运行计算，禁止跳过关键判据直接提交。
• 数据分析：能够解释母线电压、支路潮流、负载率、网损、短路电流、保护动作时间和功角曲线的变化原因。
• 工程判断：针对越限、过载、故障和失稳状态提出合理处置措施，并说明措施的适用条件与可能代价。
• 实验报告：报告应包含实验目的、关键参数、操作记录、结果图表、工程判断、问题分析和个人结论；图表须与本次运行数据一致。
• 学习规范：独立完成预测与结论，遵守设备操作逻辑和安全边界；引用资料时标明来源，不提交无分析的截图堆叠。
教学成果
实验背景
电力系统分析课程涉及多电压等级网络、潮流分布、故障计算和机电暂态过程，传统课堂中的公式推导与静态单线图难以充分呈现设备之间的空间关系、运行状态变化和故障后的动态响应。受实验设备数量、场地、安全和故障复现条件限制，学生也难以在真实系统中反复开展线路退出、母线短路、保护动作和发电机失步等实验。
本项目以教学变电站为统一载体，复用同一套发—输—变—配网络开展多类实验。前端负责三维交互、单线图、参数控件与结果可视化，后端调用开源pandapower计算内核及自建单机无穷大模型，输出母线电压、支路潮流、短路电流、功角曲线和工程判定。学生能够在安全、可重复的环境中比较不同工况，并理解参数变化背后的物理规律。
设计原则
• 统一系统、分层聚焦：四个模块共享同一套网络，通过聚焦不同电压层和设备形成连续学习链条。
• 理论与工程并重：每项实验既呈现公式、矩阵或计算过程，也给出电压越限、设备过载、开断能力和暂态稳定等工程判据。
• 学生主动探究：通过滑条、分接头档位、线路投退、故障点选择和电容分组等控件，让学生先预测、再计算、后解释。
• 数据真实可复核：页面数值来自计算代码返回结果，关键结果可通过CSV、JSON和图表独立核对，不使用写死的静态数据。
• 场景与分析联动：设备点击、单线图高亮、三维状态、告警颜色、数据表格和曲线图保持同步。
• 安全与规范贯穿：强调断路器、隔离开关、CT/PT、接地方式、保护动作及同期并列的操作边界。
• 过程性评价：记录学生的参数设置、计算结果、工程判断和报告结论，兼顾自动评分与教师复核。
• 可扩展配置：参数、图表和评分规则按结构化接口组织，便于后续增加工况或扩展实验。
实验目标
• 知识目标：理解电力系统元件模型、标幺值、节点导纳矩阵、潮流计算、短路计算、无功调压、继电保护、同期并列和暂态稳定的基本原理。
• 建模目标：能够根据设备铭牌和网络拓扑建立统一电力系统模型，并区分运行电压、设备最高电压和基准量等概念。
• 分析目标：能够读取母线电压、潮流方向、支路负载率、网损、短路电流和功角曲线，识别低电压、过载、开断能力不足与失步风险。
• 调控目标：能够通过分接头、电容补偿、线路投退、励磁和调速等手段改善运行状态，并比较不同措施的效果。
• 工程目标：能够依据0.95～1.05 p.u.电压范围、支路负载率、断路器开断能力和功角稳定性作出工程判断。
• 综合目标：能够完成“提出问题—设置参数—运行计算—分析图表—形成判断—提交报告”的实验闭环
成绩评定
· 过程操作 25%：依据实验完成度、参数设置合理性、操作记录完整性和设备操作规范评分。
· 模块任务 40%：四个模块各10%，重点评价计算结果、图表判读和工程判断是否正确。
· 实验报告 25%：评价报告结构、数据一致性、原因分析、方案比较与结论质量。
· 在线测试 10%：从题库抽取单选、多选、判断和计算题，检验核心概念与判据掌握情况。