《電力系統(tǒng)自動化》教學(xué)大綱

《電力系統(tǒng)自動化》教學(xué)大綱課程編號：13180435英文名稱：PowerSystemAutomatic學(xué)分：2學(xué)時：總學(xué)時36學(xué)時，其中理論28學(xué)時，實驗8學(xué)時先修課程：電力系統(tǒng)分析、電路原理等課程類別：專業(yè)方向課授課對象：電氣工程及其自動化專業(yè)學(xué)生教學(xué)單位：機(jī)械與電氣工程學(xué)院修讀學(xué)期：第6學(xué)期一、課程描述和目標(biāo)本課程是電氣工程及其自動化專業(yè)選修課，是一門重要的專業(yè)主干課程。本課程的任務(wù)主要是講述電力系統(tǒng)的自動裝置的基本原理、自動裝置的組成、電網(wǎng)監(jiān)控與調(diào)度自動化等相關(guān)知識。本課程能夠使學(xué)生初步掌握電力系統(tǒng)自動化的基本理論、基本技術(shù)和基本知識，建立系統(tǒng)整體概念，并具有系統(tǒng)計算分析的能力，為今后從事電力系統(tǒng)自動化工作奠定一定的基礎(chǔ)。本課程擬達(dá)到的課程目標(biāo):課程目標(biāo)1：掌握電氣工程中電力系統(tǒng)自動裝置、變電站綜合自動化系統(tǒng)、電力系統(tǒng)調(diào)度自動化系統(tǒng)等系統(tǒng)設(shè)計和產(chǎn)品開發(fā)全周期、全流程的設(shè)計開發(fā)方法和技術(shù)，了解影響設(shè)計目標(biāo)和技術(shù)方案的各種因素。課程目標(biāo)2：了解電氣工程中電力系統(tǒng)自動裝置、變電站綜合自動化系統(tǒng)、電力系統(tǒng)調(diào)度自動化系統(tǒng)等工程及產(chǎn)品全周期、全流程的成本構(gòu)成，理解其中涉及的工程管理與經(jīng)濟(jì)決策問題。課程目標(biāo)3：了解電力系統(tǒng)自動化的前沿技術(shù)，具有自主學(xué)習(xí)的能力，包括對技術(shù)問題的理解能力，歸納總結(jié)的能力和提出問題的能力等，能夠通過不斷學(xué)習(xí)提高自身能力，適應(yīng)社會和專業(yè)的發(fā)展。二、課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點課程目標(biāo)權(quán)重3.1掌握電氣工程相關(guān)領(lǐng)域工程設(shè)計和產(chǎn)品開發(fā)全周期、全流程的設(shè)計開發(fā)方法和技術(shù)，了解影響設(shè)計目標(biāo)和技術(shù)方案的各種因素。課程目標(biāo)1H11.2了解電氣工程相關(guān)領(lǐng)域的工程及產(chǎn)品全周期、全流程的成本構(gòu)成，理解其中涉及的工程管理與經(jīng)濟(jì)決策問題。課程目標(biāo)2L12.2具有自主學(xué)習(xí)的能力，包括對技術(shù)問題的理解能力，歸納總結(jié)的能力和提出問題的能力等，能夠通過不斷學(xué)習(xí)提高自身能力，適應(yīng)社會和專業(yè)的發(fā)展。課程目標(biāo)3L（注：要求課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點應(yīng)是一一對應(yīng)支撐）三、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配序號教學(xué)內(nèi)容基本要求及重、難點（含德育要求）學(xué)時教學(xué)方式對應(yīng)課程目標(biāo)1概述電力系統(tǒng)自動裝置和系統(tǒng)的設(shè)計方法及電磁兼容電力系統(tǒng)自動裝置的軟硬件原理基本要求：掌握電力系統(tǒng)自動裝置和系統(tǒng)的設(shè)計方法和軟硬件基本原理重點難點：電力系統(tǒng)自動裝置和系統(tǒng)的設(shè)計方法，方案設(shè)計與選擇德育要求：社會責(zé)任4集中講授1，22發(fā)電機(jī)的自動并列準(zhǔn)同期并列的基本原理微機(jī)型自動準(zhǔn)同期裝置電網(wǎng)之間的準(zhǔn)同期并列基本要求：準(zhǔn)同期并列的基本原理；掌握合閘條件的計算方法重點難點：準(zhǔn)同期并列的原理，合閘條件的計算方法德育要求：工匠精神5集中講授1，23同步發(fā)電機(jī)勵磁自動控制系統(tǒng)概述同步發(fā)電機(jī)勵磁控制系統(tǒng)勵磁調(diào)節(jié)器勵磁控制系統(tǒng)中強(qiáng)勵和滅磁勵磁控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)特性電力系統(tǒng)穩(wěn)定性基本要求：掌握同步發(fā)電機(jī)勵磁控制系統(tǒng)的基本原理；掌握勵磁調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)特性重點難點：勵磁控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)特性勵磁控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析德育要求：實踐創(chuàng)新6集中講授1，24電力系統(tǒng)頻率及有功功率的自動調(diào)節(jié)電力系統(tǒng)頻率特性調(diào)速器及頻率調(diào)節(jié)特性電力系統(tǒng)調(diào)頻與自動發(fā)電控制電力系統(tǒng)低頻減載基本要求：掌握電力系統(tǒng)負(fù)荷的功率-頻率特性；掌握發(fā)電機(jī)組的功率-頻率特性；調(diào)速系統(tǒng)的基本工作原理與組成；掌握低頻減載裝置的作用與原理重點難點：電力系統(tǒng)的頻率特性以及低頻減載德育要求：團(tuán)隊合作5集中講授1，25變電站綜合自動化的概念變電站綜合自動化系統(tǒng)的功能變電站綜合自動化的結(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投入裝置變電站故障錄波裝置基本要求：掌握變電站綜合自動化的功能，結(jié)構(gòu)形式；幾種常見的子系統(tǒng)和自動裝置重點難點：變電站電壓、無功綜合控制子系統(tǒng)、變電站故障錄波裝置德育要求：實踐創(chuàng)新3集中講授1,26概述電力系統(tǒng)調(diào)度自動化系統(tǒng)電力系統(tǒng)狀態(tài)估計電力系統(tǒng)靜態(tài)安全分析基本要求：掌握調(diào)度自動化系統(tǒng)的組成及功能；掌握最小二乘狀態(tài)估計方法；理解電力系統(tǒng)的靜態(tài)安全分析重點難點：電力系統(tǒng)狀態(tài)估計方法德育要求：誠信友善3集中講授1,27配電管理系統(tǒng)配電管理系統(tǒng)概述配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的組成配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的通信方式配電網(wǎng)故障定位及隔離技術(shù)遠(yuǎn)程自動抄表計費系統(tǒng)和負(fù)荷控制基本要求：了解配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的概念、組成，掌握配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的通信方式、故障定位與隔離技術(shù)等重點難點：故障定位與隔離技術(shù)德育要求：愛國主義2集中講授演示1,2合計282．實驗教學(xué)內(nèi)容序號實驗項目實驗內(nèi)容與要求學(xué)時類型對應(yīng)課程目標(biāo)1同步發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同期并列運行掌握同步發(fā)電機(jī)的自動準(zhǔn)同期并列的基本原理2驗證1,22電力系統(tǒng)頻率及有功功率的自動調(diào)節(jié)掌握電力系統(tǒng)頻率及有功功率的自動調(diào)節(jié)基本原理3驗證1,23電力系統(tǒng)調(diào)度自動化掌握電力系統(tǒng)調(diào)度自動化基本原理3設(shè)計1,2合計8注：實驗要求包括必修、選修；實驗類型包括演示、驗證、綜合、設(shè)計等。四、課程教學(xué)方法1.總體設(shè)計以課程目標(biāo)為導(dǎo)向，以興趣激發(fā)為重點，以實踐、作業(yè)為載體，課內(nèi)與課外融通、講授與自學(xué)結(jié)合，實施基于問題和案例的半翻轉(zhuǎn)探究式教學(xué)。課堂教學(xué)方法：集中授課為主，討論為輔。實驗教學(xué)方法：集中指導(dǎo)、個別答疑。課外學(xué)習(xí)方法：預(yù)習(xí)教材相關(guān)章節(jié)，追蹤電力系統(tǒng)自動化研究前沿，鞏固教學(xué)內(nèi)容。2.課堂教學(xué)課堂講授：課前預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上，按知識模塊，通過問題引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和討論。在講授、討論中，引導(dǎo)學(xué)生掌握電力系統(tǒng)自動化相關(guān)技術(shù)。課內(nèi)討論：圍繞預(yù)習(xí)內(nèi)容、作業(yè)問題、小組匯報，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行優(yōu)化、完善和補(bǔ)充。3.實驗教學(xué)在課外學(xué)習(xí)和作業(yè)實施的基礎(chǔ)上，通過集中實驗，理解有關(guān)知識點，掌握常用分析和設(shè)計方法。4.課外學(xué)習(xí)課前預(yù)習(xí)：要求學(xué)生在課前按預(yù)習(xí)計劃完成自主學(xué)習(xí)內(nèi)容，即自學(xué)教材相關(guān)章節(jié)，觀看課程網(wǎng)站上教學(xué)視頻。課后作業(yè)：要求學(xué)生按時完成課后作業(yè)。項目設(shè)計：要求學(xué)生以小組為單位追蹤電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的研究前沿，并進(jìn)行課堂匯報。五、學(xué)業(yè)評價和課程考核（一）考核方式及具體要求1.課程成績構(gòu)成與要求課程考核注重形成性和終結(jié)性評價相結(jié)合，考核內(nèi)容主要由平時作業(yè)、小組匯報、上機(jī)實驗、期末考核組成，均按百分制計分，其中期末考核成績占50%、平時作業(yè)成績占15%、小組匯報成績占15%、實驗成績占20%。2.課程目標(biāo)達(dá)成考核與評價序號教學(xué)環(huán)節(jié)課程目標(biāo)1（分值）課程目標(biāo)2（分值）課程目標(biāo)3（分值）合計1平時作業(yè)1050152小組匯報0510153實驗1550204期末考試500050課程目標(biāo)對應(yīng)分值751510100（二）考核與評價標(biāo)準(zhǔn)1.平時成績考核與評價標(biāo)準(zhǔn)分值觀測點90-100分70-89分60-69分0-59分平時作業(yè)按時完成，學(xué)習(xí)態(tài)度很認(rèn)真，計算正確，解答答案正確或合理，字跡工整，完成質(zhì)量高。按時完成，學(xué)習(xí)態(tài)度認(rèn)真，計算基本正確，解答答案基本正確或合理，字跡工整，完成質(zhì)量較高。延時完成，學(xué)習(xí)態(tài)度一般，計算、解答答案錯誤較多，字跡基本工整，完成質(zhì)量尚可。不交和補(bǔ)交，學(xué)習(xí)態(tài)度很不認(rèn)真，計算、解答答案錯誤較多或者不答，字跡潦草，完成質(zhì)量差，或有抄襲行為。2.小組匯報與評價標(biāo)準(zhǔn)分值觀測點90-100分70-89分60-69分0-59分小組匯報匯報具有前沿性，思路清晰、表達(dá)清楚、講解準(zhǔn)確、邏輯性高、PPT制作美觀，匯報質(zhì)量高。匯報具有較好前沿性，思路基本清晰、表達(dá)基本合理、講解基本準(zhǔn)確、PPT制作較好，匯報質(zhì)量較高。前沿性一般，思路一般、講解不夠深刻，PPT制作一般，匯報質(zhì)量尚可。匯報態(tài)度很不認(rèn)真，匯報過程中存在明顯錯誤，PPT完成質(zhì)量差。3.實驗考核與評價標(biāo)準(zhǔn)分值觀測點90-100分70-89分60-69分0-59分實驗考核能夠快速、準(zhǔn)確完成實驗要求的任務(wù)功能，程序設(shè)計規(guī)范，編程思路清晰，符合實驗內(nèi)容要求。設(shè)計報告版面整潔、內(nèi)容完整，程序流程圖規(guī)范，問題剖析深刻。能夠按時完成實驗要求的任務(wù)功能，程序設(shè)計規(guī)范性一般，編程思路基本清晰，符合實驗內(nèi)容要求。設(shè)計報告版面整潔度、內(nèi)容完整性一般，程序流程圖規(guī)范性一般，問題剖析不夠深刻。能夠基本完成實驗要求的任務(wù)功能，程序設(shè)計基本規(guī)范，編程思路不夠清晰，基本符合實驗內(nèi)容要求。設(shè)計報告版面基本整潔、內(nèi)容基本完整，程序流程圖基本規(guī)范，問題剖析簡單。未能按時完成實驗要求的任務(wù)功能，程序設(shè)計規(guī)范性較差，編程思路混亂，不符合實驗內(nèi)容要求。設(shè)計報告版面混亂、內(nèi)容不完整，程序流程圖不規(guī)范，無問題剖析。4.期末試卷考核與評價標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)課程目標(biāo)及教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計期末考核試題，綜合檢驗學(xué)生對課程相關(guān)知識的掌握、綜合應(yīng)用及解決復(fù)雜問題的能力，根據(jù)考試題目設(shè)計相應(yīng)