电气工程学院

河北工业大学2025年硕士研究生招生考试复试笔试科目考试大纲

科目代码：F1402 科目名称：电力电子与电力系统

适用专业：电气工程、电气工程（专业学位）

一、考试要求

电力电子技术主要考查考生对电力电子器件结构、特性及主要参数掌握情况；考查考生对整流、逆变、直流直流变换、交流交流变换以及PWM控制技术的电路结构、工作特性基础知识的掌握，能够根据负载要求合理选择电力变换电路拓扑结构以及器件参数，考查考生解决复杂综合问题的能力。

电力系统分析主要考查考生对电力系统基本概念、基本控制和基本计算的理解与掌握情况；考查考生对简单开、闭式电网潮流计算的掌握情况；考查考生对复杂电力系统牛顿—拉夫逊法、P-Q分解法潮流计算原理的掌握程度；电力系统调频过程和相关计算；电力系统电压控制及相关计算；电力系统对称短路及不对称短路故障计算；电力系统静态稳定、暂态稳定基本概念以及提高电力系统静态稳定、暂态稳定的基本措施。

二、考试形式

考试时间为120分钟，总分为100分，其中《电力电子技术》50分，《电力系统分析》50分。

三、考试内容

第一部分：《电力电子技术》

（一）电力电子器件

掌握电力二极管、晶闸管、GTO、GTR、MOSFET以及IGBT等电力电子器件的结构、工作原理、开通关断条件、基本特性、主要参数以及应用场合。

（二）整流电路

1. 掌握单相桥式、全波以及半控整流电路的拓扑结构、工作原理、基本数量关系，以及负载性质对整流电路的影响，电路中的晶闸管（二极管）的电压电流应力计算、变压器容量计算。

2. 熟悉变压器漏感、电容滤波参数对整流电路输出电压的影响、有源逆变原理及工作条件。

3. 了解相控和不控整流电路的谐波和功率因数，大功率整流电路的应用。

4. 了解相控整流电路的触发包括环节及脉冲移相（分立元件、集成芯片）的实现方法。

（三）逆变电路和SPWM逆变技术

1. 电力变换电路中电力电子器件的各种换流方式，电压型和电流型逆变电路的特点及应用场合。

2. 掌握180度导电的电压型逆变电路的输出电压波形、基波有效值计算。

3. 掌握120度导电的电流型逆变电路的输出电压波形、基波有效值计算。

4. 根据面积等效原理，掌握单极性和双极性两种调制方式的原理和实现方法；了解电流跟踪PWM技术的原理及实现方法；掌握同步调制和异步调制特点，规则采用法原理。

5. 能够根据电源性能指标完成基本电路设计、器件选型、参数确定。

6. 电流跟踪控制原理及特点。

（四）直流直流变流电路

1. 掌握降压斩波、升压斩波、升降压、CUK、正激、反激、推挽、半桥和全桥变换电路拓扑结构、工作原理。

2. 利用伏秒平衡原理分析不同拓扑结构变换电路的工作特性。

3. 能够根据电源性能指标完成基本电路设计、器件选型、参数确定。

（五）交流交流变流电路

1. 掌握单相交流调压电路和三相交流调压电路的构成以及不同负载下的工作原理和电路分析方法。

2. 了解交流调功、交流电力电子开关以及交交变流电路的工作原理和电路特性以及控制方式的不同和具体使用场合。

第二部分 《电力系统分析》

（一）电力系统元件数学模型

1. 理解电力系统基本组成、负荷和负荷曲线，电力系统中的发电厂、电力网的结构与基本结线、电压等级和额定电压，电力系统运行特点和基本要求。

2. 掌握三相电力线路的数学模型、等值电路，电力线路电阻、电感、并联电导、并联电容以及电力线路的稳态方程和等值电路；掌握双绕组变压器、三绕组变压器、自耦变压器的模型和等值电路；掌握有名值计算和标幺值计算两种情况下电力系统元件参数的计算方法。

（二）电力系统潮流计算

1. 掌握简单开式、闭式电力网络正常运行的分析计算，包括电力线路的电压损耗与功率损耗，变压器的电压损耗与功率损耗，了解潮流调控的必要性及常用方法。

2. 了解复杂电力系统潮流计算的相关内容，熟悉节点电压方程与节点导纳矩阵和阻抗矩阵、功率方程和节点分类。掌握常用的计算方法，如：牛顿-拉夫逊法，PQ分解法等。

（三）电力系统有功功率和频率控制

1. 掌握电力系统有功功率与电力系统频率的关系，了解电力系统负荷波动的分类。

2. 了解电力系统有功优化的内容，掌握电力系统各类发电厂的特点及发电厂的合理组合；掌握电力系统有功负荷合理分配的目的和分配原则；掌握电力系统频率调整的方法及调频厂的选择原则。

（四）电力系统无功功率和电压控制

1. 掌握电力系统无功功率与电力系统电压水平的关系。

2. 熟悉电力系统的调压方式、常用的调压措施及其计算。

3. 了解电力系统无功电源最优分布的目的和最优分布原则，了解电力系统无功最优补偿的目的和最优补偿原则。

（五）电力系统故障分析

1. 了解电力系统故障的基本概念，电力系统短路种类和危害，短路分析的目的和作用。了解同步发电机三相短路电磁暂态过程；了解同步发电机机端三相短路电磁暂态过程；掌握同步发电机的次暂态参数、暂态参数和稳态参数及等值电路；熟悉同步发电机方程、派克变换及标幺值的意义，利用同步发电机基本方程分析同步发电机故障的方法。

2. 了解电力系统三相短路实用计算的内容及目的；掌握短路电流周期分量起始有效值实用计算；熟悉运算曲线法计算短路电流周期分量有效值方法；掌握三相短路周期分量有效值的计算方法。

3. 熟练掌握对称分量法、三序等值网络、序阻抗的概念；熟练掌握电力系统各元件的序阻抗和各序等值电路；电力系统三序网络的构成及绘制。掌握不对称短路的分析方法，掌握各种不对称短路时故障点处电流和电压的分析计算、不对称短路时网络中电流电压的计算；了解正序增广网络及其应用。

4. 了解非全相运行的分析计算。

四、参考书目

[1] 王兆安，刘进军 电力电子技术（第六版） 机械工业出版社 2022年

[2] 阮新波 电力电子技术 机械工程出版社 2021年

[3] 康勇，陈宇，陈坚 电力电子学 电力电子变换和控制技术（第四版） 高等教育出版社 2020年

[4] 韩祯祥等 电力系统分析（第五版） 浙江大学出版社 2019年

[5] 何仰赞等 电力系统分析（上、下册） 华中科技大学出版社 2016年

[6] 陈 珩 电力系统稳态分析（第四版） 中国电力出版社 2017年

[7] 李光琦 电力系统暂态分析（第四版） 中国电力出版社 2017年