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

1、 課程教學(xué)大綱PowerSystemAutomation課程編號(hào)：130201021學(xué)時(shí)：32學(xué)分：2.0適用對(duì)象：電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)先修課程：電力系統(tǒng)分析，自動(dòng)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(hào)黑體加粗，描述文字用四號(hào)小宋體（下同）本課程是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)一門學(xué)科方向類必修課程。電力系統(tǒng)自動(dòng)化是保證電力系統(tǒng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的綜合性技術(shù)，涉及電力系統(tǒng)運(yùn)行理論、自動(dòng)控制理論、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等多方面的知識(shí)，包括發(fā)電機(jī)勵(lì)磁自動(dòng)控制、發(fā)電廠自動(dòng)化、電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化、配電網(wǎng)自動(dòng)化、變電站自動(dòng)化等，是自動(dòng)控制技術(shù)、信息技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，已經(jīng)成為電氣工程類專業(yè)

2、學(xué)生必備的專業(yè)知識(shí)之一。該課程可以支撐電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)要求2（問題分析）、3（設(shè)計(jì)開發(fā)解決方案）、4（研究）的達(dá)成。本課程的主要任務(wù)是：1、使學(xué)生對(duì)電力系統(tǒng)相關(guān)問題形成較為系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)和理解；2、使學(xué)生掌握發(fā)電機(jī)自動(dòng)勵(lì)磁控制的基本原理和方法，深入了解發(fā)電機(jī)同步并列的條件與過程，以及自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置的工作原理，分析在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中不滿足并列條件對(duì)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(dòng)發(fā)電控制、經(jīng)濟(jì)調(diào)度的原理和方法，掌握電力系統(tǒng)電壓控制措施，為進(jìn)一步分析和研究電力系統(tǒng)運(yùn)行問題打下良好的基礎(chǔ)；4、使學(xué)生掌

3、握電力系統(tǒng)自動(dòng)化的基本工作原理、裝置的調(diào)試方法以及裝置的設(shè)計(jì)方法，并且學(xué)習(xí)自動(dòng)裝置對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行影響的分析方法，為設(shè)計(jì)、研發(fā)電力系統(tǒng)自動(dòng)控制裝置和解決電力系統(tǒng)復(fù)雜運(yùn)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(dòng)化的基本知識(shí)，熟悉電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化、配電網(wǎng)自動(dòng)化、變電站自動(dòng)化的相關(guān)問題，訓(xùn)練和培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、解決電力系統(tǒng)實(shí)際復(fù)雜工程問題的能力。具體要求如下：1、掌握發(fā)電機(jī)同步并列的條件，以及自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置的工作原理。2、掌握發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)特性、自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁系統(tǒng)的工作原理，以及自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。3、掌握電力系統(tǒng)頻率及有功功率的自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)和電力系統(tǒng)電壓調(diào)整和

4、無功功率控制技術(shù)。4、掌握按頻率自動(dòng)減負(fù)荷的工作原理。5、初步掌握電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)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(dòng)化和數(shù)字變電所構(gòu)成與作用。.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(shí)用于解決電氣工程問題，能運(yùn)用所學(xué)的數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和電氣工程知識(shí)，識(shí)別、表達(dá)、并通過文獻(xiàn)研究分析復(fù)雜電氣工程問題，以獲得有效結(jié)論。指標(biāo)點(diǎn)2-1理解電路理論與電子技術(shù)等基本知識(shí)及相關(guān)實(shí)踐方法。指標(biāo)點(diǎn)2-2掌握與電氣工程相關(guān)的工程基礎(chǔ)知識(shí)及相關(guān)實(shí)踐能力。指標(biāo)點(diǎn)2-3具有電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)科的基本理論知識(shí)和實(shí)踐能力。指標(biāo)點(diǎn)2-4具有識(shí)別、表達(dá)和分析解

5、決電氣工程實(shí)際復(fù)雜工程問題的基本能力。指標(biāo)點(diǎn)2-5能分析電氣工程實(shí)際復(fù)雜工程問題的影響因素，證實(shí)解決方案的合理性。.設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案：能夠設(shè)計(jì)針對(duì)復(fù)雜電氣工程問題的解決方案，設(shè)計(jì)滿足特定需求的系統(tǒng)，并能夠在設(shè)計(jì)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)，考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。指標(biāo)點(diǎn)3-1掌握電氣新技術(shù)和新設(shè)備研究、開發(fā)和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)指標(biāo)點(diǎn)3-2掌握電氣工程基本的創(chuàng)新方法，具有創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新態(tài)度指標(biāo)點(diǎn)3-3針對(duì)電氣工程問題，能夠?qū)⒏髟O(shè)計(jì)單元進(jìn)行組合和協(xié)調(diào)，組成具有創(chuàng)新意識(shí)的滿足特定需求系統(tǒng)指標(biāo)點(diǎn)3-4根據(jù)自己的設(shè)計(jì)，能夠分析并闡明自己設(shè)計(jì)的合理性、局限性和后續(xù)的改進(jìn)措施指標(biāo)點(diǎn)3-5設(shè)計(jì)過程中能

6、夠綜合考慮經(jīng)濟(jì)、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(duì)復(fù)雜電氣工程問題進(jìn)行研究，包括設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、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(biāo)點(diǎn)4-1具備電氣工程專業(yè)必須的分析、設(shè)計(jì)等基本技能，能夠基于科學(xué)原理，獨(dú)立完成 3.3微機(jī)型自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置 實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)。指標(biāo)點(diǎn)4-2能夠按照實(shí)驗(yàn)方案，設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)步驟，正確操作實(shí)驗(yàn)儀器和裝置，安全完成實(shí)驗(yàn)過程。指標(biāo)點(diǎn)4-3能夠理解實(shí)驗(yàn)結(jié)果，解釋實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論。三、教學(xué)內(nèi)容第一章概述&第二章電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置和系統(tǒng)的軟硬件原理（2學(xué)時(shí)）1教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置和系統(tǒng)的

7、設(shè)計(jì)方法及電磁兼容教學(xué)基本要求：（1）熟練掌握電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法及電磁兼容（2）掌握電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置和系統(tǒng)的硬件原理（3）掌握電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置和系統(tǒng)的軟件算法原理教學(xué)基本內(nèi)容：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法及電磁兼容電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置和系統(tǒng)的硬件原理電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置和系統(tǒng)的軟件算法原理教學(xué)建議：采用多媒體教學(xué)與研討；學(xué)生課堂重點(diǎn)講述電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法及電磁兼容第三章同步發(fā)電機(jī)的自動(dòng)準(zhǔn)同期并列（6學(xué)時(shí)）教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置的工作原理教學(xué)基本要求：（1）熟練掌握準(zhǔn)同期并列的基本原理（2）掌握恒定越前時(shí)間并列裝置（3）掌握數(shù)字式并列裝置教學(xué)基本內(nèi)容：并列操作的概

8、念及分類準(zhǔn)同期并列的基本原理3.4電網(wǎng)之間的準(zhǔn)同期并列教學(xué)建議：教師提前布置任務(wù)以及提供查閱文獻(xiàn)資料清單；采用多媒體教學(xué)與研討；學(xué)生課堂重點(diǎn)講述原理和如何實(shí)現(xiàn)功能要求（如何設(shè)計(jì)電路）；課后要進(jìn)行裝置實(shí)現(xiàn)與測(cè)試。第四章同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)及特性分析教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：（1）同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)（2）勵(lì)磁調(diào)節(jié)器原理及勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)定器教學(xué)基本要求：（1）熟練掌握同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)（2）熟練掌握勵(lì)磁系統(tǒng)中轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的建立和滅磁（3）熟練掌握勵(lì)磁調(diào)節(jié)器原理（4）掌握勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)定器（5）掌握電力系統(tǒng)穩(wěn)定器教學(xué)基本內(nèi)容：概述同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁控制系統(tǒng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器同步發(fā)電轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的強(qiáng)勵(lì)與滅磁勵(lì)磁控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)特性勵(lì)磁控制

9、系統(tǒng)穩(wěn)定性低頻振蕩與電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）教學(xué)建議：教師提前布置任務(wù)以及提供查閱文獻(xiàn)資料清單；采用多媒體教學(xué)與研討；學(xué)生課堂重點(diǎn)講述勵(lì)磁調(diào)節(jié)器原理和如何進(jìn)行勵(lì)磁調(diào)節(jié)器電路設(shè)計(jì)，重點(diǎn)講述勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)定器原理和如何進(jìn)行勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)定器電路設(shè)計(jì)；課后要進(jìn)行裝置實(shí)現(xiàn)與測(cè)試。第五章電力系統(tǒng)頻率及有功功率的自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：（1）電力系統(tǒng)頻率特性（2）電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配教學(xué)基本要求：（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(jì)負(fù)荷分配和自動(dòng)調(diào)頻（4）掌握電力系統(tǒng)低頻減載教學(xué)基本內(nèi)容：電力系統(tǒng)的頻率特性調(diào)速器及頻率調(diào)節(jié)特性電力系統(tǒng)調(diào)頻與自動(dòng)發(fā)電控制電力系

10、統(tǒng)自動(dòng)低頻減載教學(xué)建議：教師提前布置任務(wù)以及提供查閱文獻(xiàn)資料清單；采用多媒體教學(xué)與研討；學(xué)生課堂重點(diǎn)講述電力系統(tǒng)調(diào)頻與自動(dòng)發(fā)電控制。第六章變電站綜合自動(dòng)化教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：（1）自動(dòng)調(diào)諧消弧線圈控制裝置（2）變電站綜合自動(dòng)化設(shè)計(jì)教學(xué)基本要求：（1）掌握變電所綜合自動(dòng)化結(jié)構(gòu)、形式、功能（2）掌握自動(dòng)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(dòng)化設(shè)計(jì)教學(xué)基本內(nèi)容：變電站綜合自動(dòng)化的概念變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的功能變電站綜合自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)形式變電站電壓、無功綜合控制子系統(tǒng)變電站備用電源自動(dòng)投入裝置變電站故障錄波裝置自動(dòng)調(diào)諧消弧線圈控制裝置小電流接地故障選線裝置變電站綜合自動(dòng)化設(shè)計(jì)實(shí)

11、例教學(xué)建議：教師提前布置任務(wù)以及提供查閱文獻(xiàn)資料清單；采用多媒體教學(xué)與研討；學(xué)生課堂重點(diǎn)講述變電站綜合自動(dòng)化設(shè)計(jì)和如何進(jìn)行自動(dòng)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(jì)；課后要進(jìn)行裝置實(shí)現(xiàn)與測(cè)試。第七章電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：(1)電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)(2)電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)教學(xué)基本要求：(1)熟練掌握遠(yuǎn)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)熟練掌握自動(dòng)發(fā)電控制熟練掌握電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)教學(xué)基本內(nèi)容：概述電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治鲭娏ο到y(tǒng)狀態(tài)估計(jì)電力系統(tǒng)靜態(tài)安全分析教學(xué)建議：教師提前布置任務(wù)以及提供查閱文獻(xiàn)資料清單；采用多媒體教學(xué)與

12、研討；學(xué)生課堂重點(diǎn)講述電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)和電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)。第八章配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)與遠(yuǎn)程抄表計(jì)費(fèi)系統(tǒng)教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：(1)配電網(wǎng)故障定位及隔離技術(shù)(2)遠(yuǎn)程抄表與計(jì)費(fèi)系統(tǒng)教學(xué)基本要求：(1)熟練掌握配電網(wǎng)自動(dòng)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(yuǎn)程自動(dòng)抄表計(jì)費(fèi)系統(tǒng)和負(fù)荷控制（4）了解配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)教學(xué)基本內(nèi)容：配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的組成配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的通信方式配電網(wǎng)故障定位及隔離技術(shù)配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)例遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表計(jì)費(fèi)系統(tǒng)和負(fù)荷控制教學(xué)建議：教師提前布置任務(wù)以及提供查閱文獻(xiàn)資料清單；采用多媒體教學(xué)與研討；學(xué)生課堂重點(diǎn)講述配電網(wǎng)故障定位及隔離技術(shù)、遠(yuǎn)程自

13、動(dòng)抄表計(jì)費(fèi)系統(tǒng)和負(fù)荷控制。第九章智能電網(wǎng)與智能變電站1.教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：（1）智能電網(wǎng)（2）智能變電站教學(xué)基本要求：（1）了解變智能電網(wǎng)（2）了解智能變電站教學(xué)基本內(nèi)容：智能電網(wǎng)智能變電站IEC61850標(biāo)準(zhǔn)智能一次設(shè)備教學(xué)建議：教師提前布置任務(wù)以及提供查閱文獻(xiàn)資料清單；采用多媒體教學(xué)與研討；學(xué)生課堂重點(diǎn)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(shí)分配序號(hào)教學(xué)內(nèi)容總學(xué)時(shí)其中課外輔導(dǎo)/課外實(shí)踐備注講課實(shí)驗(yàn)上機(jī)其他1第一章概述0.50.52第二章電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置和系統(tǒng)的軟硬件原理1.51.53第三章同步發(fā)電機(jī)的自動(dòng)準(zhǔn)同期并列664第四章同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)及特性分析11835第五章電力系統(tǒng)頻率及有功功率的自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制11836第六章變電站綜合自動(dòng)化667第七章電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化668第八章配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)與遠(yuǎn)程抄表計(jì)費(fèi)系統(tǒng)449第九章智能電網(wǎng)與智能變電站22（表格內(nèi)容為五號(hào)楷體）五、教學(xué)中應(yīng)注意的問題：（沒有請(qǐng)?zhí)顚憻o）無六、實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐內(nèi)容：見電力系統(tǒng)自動(dòng)化課程實(shí)驗(yàn)大綱七、考核方式：見電力系統(tǒng)自動(dòng)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(dòng)化李巖松主編，中國(guó)電力