電力系統(tǒng)自動化-電力系統(tǒng)自動化-《電力系統(tǒng)自動化》課程教學(xué)大綱

1、課程編號電力系統(tǒng)自動化課程教學(xué)大綱Power System Automation：130201021學(xué)時：32學(xué)分：2.0適用對象：先修課程：電氣工程及其自動化專業(yè)電力系統(tǒng)分析，自動控制原理，電力電子技術(shù)等一、課程的性質(zhì)和任務(wù) （四號黑體加粗，描述文字用四號小宋體（下同 ）本課程是電氣工程及其自動化專業(yè)一門學(xué)科方向類必修課程。電力系統(tǒng)自動化是保證電 力系統(tǒng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟運行的綜合性技術(shù)，涉及電力系統(tǒng)運行理論、自動控制理論、計算 機控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等多方面的知識，包括發(fā)電機勵磁自動控制、發(fā)電廠自動化、電 網(wǎng)調(diào)度自動化、配電網(wǎng)自動化、變電站自動化等，是自動控制技術(shù)、信息技術(shù)在電力系統(tǒng)中 的

2、應(yīng)用，已經(jīng)成為電氣工程類專業(yè)學(xué)生必備的專業(yè)知識之一。該課程可以支撐電氣工程及其 自動化專業(yè)畢業(yè)要求 2（問題分析）、3（設(shè)計開發(fā)解決方案）、4（研究）的達成。本課程 的主要任務(wù)是：1、 使學(xué)生對電力系統(tǒng)相關(guān)問題形成較為系統(tǒng)的認識和理解；2、 使學(xué)生掌握發(fā)電機自動勵磁控制的基本原理和方法，深入了解發(fā)電機同步并列的條件 與過程，以及自動準同期裝置的工作原理，分析在電力系統(tǒng)運行過程中不滿足并列條件對電 網(wǎng)產(chǎn)生何種影響，為分析復(fù)雜工程問題奠定基礎(chǔ)。3、 使學(xué)生了解電力系統(tǒng)頻率調(diào)整及電壓調(diào)整的基本問題，掌握電力系統(tǒng)功頻特性、自動 發(fā)電控制、經(jīng)濟調(diào)度的原理和方法，掌握電力系統(tǒng)電壓控制措施，為進一步分析和研

3、究電力 系統(tǒng)運行問題打下良好的基礎(chǔ)；1、 使學(xué)生掌握電力系統(tǒng)自動化的基本工作原理、裝置的調(diào)試方法以及裝置的設(shè)計方法， 并且學(xué)習自動裝置對電力系統(tǒng)運行影響的分析方法，為設(shè)計、研發(fā)電力系統(tǒng)自動控制裝置和 解決電力系統(tǒng)復(fù)雜運行工程問題奠定基礎(chǔ)。二、教學(xué)目的與要求本課程的教學(xué)目的是使學(xué)生掌握電力系統(tǒng)自動化的基本知識，熟悉電網(wǎng)調(diào)度自動化、配 電網(wǎng)自動化、變電站自動化的相關(guān)問題，訓(xùn)練和培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、解決電力系統(tǒng)實際復(fù)雜 工程問題的能力。1具體要求如下：1、 掌握發(fā)電機同步并列的條件，以及自動準同期裝置的工作原理。2、 掌握發(fā)電機勵磁系統(tǒng)特性、自動調(diào)節(jié)勵磁系統(tǒng)的工作原理，以及自動調(diào)節(jié)勵磁系統(tǒng)的 動態(tài)特性

4、。3、 掌握電力系統(tǒng)頻率及有功功率的自動調(diào)節(jié)技術(shù)和電力系統(tǒng)電壓調(diào)整和無功功率控制技 術(shù)。4、 掌握按頻率自動減負荷的工作原理。5、 初步掌握電力系統(tǒng)調(diào)度自動化、電力系統(tǒng)在線安全分析及穩(wěn)定性在線分析的方法。 6、了解配電管理系統(tǒng)（DMS）、變電所綜合自動化和數(shù)字變電所構(gòu)成與作用。2.問題分析：能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識用于解決電氣工程問題，能運用 所學(xué)的數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和電氣工程知識，識別、表達、并通過文獻研究分析復(fù)雜電氣工程問 題，以獲得有效結(jié)論。指標點 2-1 理解電路理論與電子技術(shù)等基本知識及相關(guān)實踐方法。指標點 2-2 掌握與電氣工程相關(guān)的工程基礎(chǔ)知識及相關(guān)實踐能力。指標點

5、2-3 具有電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)科的基本理論知識和實踐能力。指標點 2-4 具有識別、表達和分析解決電氣工程實際復(fù)雜工程問題的基本能力。 指標點 2-5 能分析電氣工程實際復(fù)雜工程問題的影響因素，證實解決方案的合理性。3.設(shè)計/開發(fā)解決方案：能夠設(shè)計針對復(fù)雜電氣工程問題的解決方案，設(shè)計滿足特定需求的系 統(tǒng)，并能夠在設(shè)計中體現(xiàn)創(chuàng)新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。指標點 3-1 掌握電氣新技術(shù)和新設(shè)備研究、開發(fā)和設(shè)計的基礎(chǔ)知識指標點 3-2 掌握電氣工程基本的創(chuàng)新方法，具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新態(tài)度指標點 3-3 針對電氣工程問題，能夠?qū)⒏髟O(shè)計單元進行組合和協(xié)調(diào)，組成具有創(chuàng)新意識 的

6、滿足特定需求系統(tǒng)指標點 3-4 根據(jù)自己的設(shè)計，能夠分析并闡明自己設(shè)計的合理性、局限性和后續(xù)的改進 措施指標點 3-5 設(shè)計過程中能夠綜合考慮經(jīng)濟、環(huán)境、法律、安全、健康、倫理等制約因素 4.研究：能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對復(fù)雜電氣工程問題進行研究，包括設(shè)計實驗、 分析與解釋數(shù)據(jù)、并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論。指標點 4-1 具備電氣工程專業(yè)必須的分析、設(shè)計等基本技能，能夠基于科學(xué)原理，獨立完成2實驗方案的設(shè)計。指標點 4-2 能夠按照實驗方案，設(shè)計合理的實驗步驟，正確操作實驗儀器和裝置，安全完成 實驗過程。指標點 4-3 能夠理解實驗結(jié)果，解釋實驗數(shù)據(jù)、并通過信息綜合得到合理有效的

7、結(jié)論。三、教學(xué)內(nèi)容第一章概述 & 第二章電力系統(tǒng)自動裝置和系統(tǒng)的軟硬件原理（ 2 學(xué)時）1教學(xué)重點和難點：電力系統(tǒng)自動裝置和系統(tǒng)的設(shè)計方法及電磁兼容2 教學(xué)基本要求：（1） 熟練掌握電力系統(tǒng)自動裝置和系統(tǒng)的設(shè)計方法及電磁兼容（2） 掌握電力系統(tǒng)自動裝置和系統(tǒng)的硬件原理（3） 掌握電力系統(tǒng)自動裝置和系統(tǒng)的軟件算法原理3 教學(xué)基本內(nèi)容：2.1 電力系統(tǒng)自動裝置和系統(tǒng)的設(shè)計方法及電磁兼容2.2 電力系統(tǒng)自動裝置和系統(tǒng)的硬件原理2.3 電力系統(tǒng)自動裝置和系統(tǒng)的軟件算法原理4 教學(xué)建議：采用多媒體教學(xué)與研討；學(xué)生課堂重點講述電力系統(tǒng)自動裝置和系統(tǒng)的設(shè)計方法及電磁兼容 第三章 同步發(fā)電機的自動準同

8、期并列（ 6 學(xué)時）1. 教學(xué)重點和難點：自動準同期裝置的工作原理2. 教學(xué)基本要求：（1） 熟練掌握準同期并列的基本原理（2） 掌握恒定越前時間并列裝置（3） 掌握數(shù)字式并列裝置3. 教學(xué)基本內(nèi)容：3.1 并列操作的概念及分類3.2 準同期并列的基本原理3.3 微機型自動準同期裝置33. 4 電網(wǎng)之間的準同期并列3. 教學(xué)建議：教師提前布置任務(wù)以及提供查閱文獻資料清單；采用多媒體教學(xué)與研討；學(xué)生課堂重點講述原理和 如何實現(xiàn)功能要求（如何設(shè)計電路）；課后要進行裝置實現(xiàn)與測試。第四章同步發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)及特性分析1. 教學(xué)重點和難點：（1） 同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)（2） 勵磁調(diào)節(jié)器原理及勵磁系統(tǒng)穩(wěn)

9、定器2. 教學(xué)基本要求：（1） 熟練掌握同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)（2） 熟練掌握勵磁系統(tǒng)中轉(zhuǎn)子磁場的建立和滅磁（3） 熟練掌握勵磁調(diào)節(jié)器原理（4） 掌握勵磁系統(tǒng)穩(wěn)定器（5） 掌握電力系統(tǒng)穩(wěn)定器3. 教學(xué)基本內(nèi)容：4. 1 概述4.2 同步發(fā)電機的勵磁控制系統(tǒng)4.3 勵磁調(diào)節(jié)器4.4 同步發(fā)電轉(zhuǎn)子磁場的強勵與滅磁4.5 勵磁控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)特性4.6 勵磁控制系統(tǒng)穩(wěn)定性4.7 低頻振蕩與電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(PSS)4. 教學(xué)建議：教師提前布置任務(wù)以及提供查閱文獻資料清單；采用多媒體教學(xué)與研討；學(xué)生課堂重點講述勵磁調(diào)節(jié)器原理和如何進行勵磁調(diào)節(jié)器電路設(shè)計，重點講述勵磁系統(tǒng)穩(wěn)定器原理和如何進行勵磁系統(tǒng)穩(wěn)定器電路設(shè)

10、 計；課后要進行裝置實現(xiàn)與測試。第五章1. 教學(xué)重點和難點：電力系統(tǒng)頻率及有功功率的自動調(diào)節(jié)與控制（1） 電力系統(tǒng)頻率特性（2） 電力系統(tǒng)的經(jīng)濟負荷分配 2. 教學(xué)基本要求：4（1） 熟練掌握電力系統(tǒng)頻率特性（2） 熟練掌握調(diào)頻與調(diào)頻方程式（3） 掌握電力系統(tǒng)的經(jīng)濟負荷分配和自動調(diào)頻（4） 掌握電力系統(tǒng)低頻減載3. 教學(xué)基本內(nèi)容：5.1 電力系統(tǒng)的頻率特性5.2 調(diào)速器及頻率調(diào)節(jié)特性5.3 電力系統(tǒng)調(diào)頻與自動發(fā)電控制5.4 電力系統(tǒng)自動低頻減載4. 教學(xué)建議：教師提前布置任務(wù)以及提供查閱文獻資料清單；采用多媒體教學(xué)與研討；學(xué)生課堂重點講述電力系統(tǒng) 調(diào)頻與自動發(fā)電控制。第六章變電站綜合自動化1.

11、 教學(xué)重點和難點：（1） 自動調(diào)諧消弧線圈控制裝置（2） 變電站綜合自動化設(shè)計2. 教學(xué)基本要求：（1） 掌握變電所綜合自動化結(jié)構(gòu)、形式、功能（2） 掌握自動調(diào)諧消弧線圈控制裝置與小電流接地故障選線裝置 （3）掌握變電站綜合自動化設(shè)計3. 教學(xué)基本內(nèi)容：6.1 變電站綜合自動化的概念6.2 變電站綜合自動化系統(tǒng)的功能6.3 變電站綜合自動化的結(jié)構(gòu)形式6.4 變電站電壓、無功綜合控制子系統(tǒng)6.5 變電站備用電源自動投入裝置6.6 變電站故障錄波裝置6.7 自動調(diào)諧消弧線圈控制裝置6.8 小電流接地故障選線裝置6.9 變電站綜合自動化設(shè)計實例54. 教學(xué)建議：教師提前布置任務(wù)以及提供查閱文獻資料清

12、單；采用多媒體教學(xué)與研討；學(xué)生課堂重點講述變電站綜合自動化設(shè)計和如何進行自動調(diào)諧消弧線圈控制裝置與小電流接地故障選線裝置設(shè)計；課后要進行裝置實 現(xiàn)與測試。第七章電力系統(tǒng)調(diào)度自動化1. 教學(xué)重點和難點：（1） 電力系統(tǒng)調(diào)度自動化系統(tǒng)（2） 電力系統(tǒng)狀態(tài)估計2. 教學(xué)基本要求：（1） 熟練掌握遠方終端 RTU（2） 了解數(shù)據(jù)通信的通信規(guī)約（3） 了解調(diào)度中心的計算機系統(tǒng)（1） 熟練掌握自動發(fā)電控制（2） 熟練掌握電力系統(tǒng)狀態(tài)估計3. 教學(xué)基本內(nèi)容：7.1 概述7.2 電力系統(tǒng)調(diào)度自動化系統(tǒng)7.3 電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲分析7.4 電力系統(tǒng)狀態(tài)估計7.5 電力系統(tǒng)靜態(tài)安全分析4. 教學(xué)建議：教師提前布置任

13、務(wù)以及提供查閱文獻資料清單；采用多媒體教學(xué)與研討；學(xué)生課堂重點講述電力系統(tǒng) 調(diào)度自動化系統(tǒng)和電力系統(tǒng)狀態(tài)估計。第八章配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)與遠程抄表計費系統(tǒng)1. 教學(xué)重點和難點：（1） 配電網(wǎng)故障定位及隔離技術(shù)（2） 遠程抄表與計費系統(tǒng)2. 教學(xué)基本要求：（1） 熟練掌握配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)（2） 熟練掌握配電網(wǎng)故障定位及隔離技術(shù)（3） 掌握遠程自動抄表計費系統(tǒng)和負荷控制6（4）了解配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)設(shè)計3. 教學(xué)基本內(nèi)容：8.1 配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)8.2 配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的組成8.3 配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的通信方式8.4 配電網(wǎng)故障定位及隔離技術(shù)8.5 配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)實例8.6 遠程自動抄表計費系統(tǒng)和負荷控

14、制4. 教學(xué)建議：教師提前布置任務(wù)以及提供查閱文獻資料清單；采用多媒體教學(xué)與研討；學(xué)生課堂重點講述配電網(wǎng)故 障定位及隔離技術(shù)、遠程自動抄表計費系統(tǒng)和負荷控制。第九章智能電網(wǎng)與智能變電站1. 教學(xué)重點和難點：（1） 智能電網(wǎng)（2） 智能變電站3. 教學(xué)基本要求：（1） 了解變智能電網(wǎng)（2） 了解智能變電站3. 教學(xué)基本內(nèi)容：9.1 智能電網(wǎng)9.2 智能變電站9.3 IEC 61850 標準9.4 智能一次設(shè)備4. 教學(xué)建議：教師提前布置任務(wù)以及提供查閱文獻資料清單；采用多媒體教學(xué)與研討；學(xué)生課堂重點講述智能電網(wǎng) 和智能變電站。四、教學(xué)環(huán)節(jié)與學(xué)時分配序號教學(xué)內(nèi)容總學(xué)時講課其實驗中上機其他課外輔導(dǎo)/

15、 課外實踐備注1第一章 概述 0.5 0.572第二章 電力系統(tǒng)自動 裝置和系統(tǒng)的軟硬件原 理1.5 1.534第三章 同步發(fā)電機的 自動準同期并列 第四章 同步發(fā)電機勵 磁控制系統(tǒng)及特性分析61168 35第五章 電力系統(tǒng)頻率 及有功功率的自動調(diào)節(jié) 與控制11 8 367第六章動化第七章自動化變電站綜合自電力系統(tǒng)調(diào)度666689第八章 配電網(wǎng)自動化 系統(tǒng)與遠程抄表計費系 統(tǒng)第九章 智能電網(wǎng)與智 能變電站4 42 2（表格內(nèi)容為五號楷體）五、教學(xué)中應(yīng)注意的問題：（沒有請?zhí)顚憻o）無六、實驗/實踐內(nèi)容：見電力系統(tǒng)自動化課程實驗大綱七、考核方式：見電力系統(tǒng)自動化課程考試大綱八、教材及主要參考書：1、選用教材：電力系統(tǒng)自動化李巖松主編