《直流輸電技術(shù)》教學(xué)大綱

《直流輸電技術(shù)》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：05152021課程性質(zhì)：專業(yè)選修課學(xué)分：2學(xué)分學(xué)時：32學(xué)時（理論32學(xué)時）先修課程：電力電子技術(shù)、電力系統(tǒng)分析等后續(xù)課程：電氣設(shè)備在線監(jiān)測與故障診斷適用專業(yè)：電氣工程及其自動化開課單位：電氣工程與自動化學(xué)院一、課程說明《直流輸電技術(shù)》是電氣工程及其自動化專業(yè)的一門專業(yè)選修課。本課程主要傳授直流輸電技術(shù)的基本理論與控制方法、諧波與濾波器、直流輸電系統(tǒng)故障與保護(hù)等知識，使學(xué)生理解直流輸電技術(shù)原理和特性，能夠?qū)χ绷鬏旊娤到y(tǒng)中有關(guān)問題進(jìn)行分析，為學(xué)生畢業(yè)后從事電氣工程及相關(guān)領(lǐng)域的設(shè)計制造、運(yùn)行維護(hù)和科學(xué)研究工作打下基礎(chǔ)。二、課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到如下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：掌握高壓直流輸電技術(shù)的基本原理、直流輸電系統(tǒng)諧波和濾波知識，培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識解決直流輸電系統(tǒng)工程問題的能力。課程目標(biāo)2：能夠?qū)?shù)學(xué)、電氣工程專業(yè)相關(guān)基礎(chǔ)知識及專業(yè)知識運(yùn)用到直流輸電系統(tǒng)問題的分析，能夠有針對性的查閱文獻(xiàn)，展開技術(shù)問題探索、歸納，形成結(jié)論及問題解決方案。課程目標(biāo)3：理解直流輸電技術(shù)領(lǐng)域有關(guān)的國家政策、知識產(chǎn)權(quán)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，認(rèn)識到技術(shù)研究所肩負(fù)的使命、責(zé)任與義務(wù)。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《直流輸電技術(shù)》課程教學(xué)目標(biāo)對電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)支撐強(qiáng)度1.工程知識1.4能夠?qū)㈦姎夤こ碳捌渥詣踊瘜I(yè)知識用于復(fù)雜電氣工程問題解決方案的比較與優(yōu)化。課程目標(biāo)1：掌握高壓直流輸電技術(shù)的基本原理、直流輸電系統(tǒng)諧波和濾波知識，培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識解決直流輸電系統(tǒng)工程問題的能力。H2.問題分析2.2能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，分析并表達(dá)復(fù)雜電氣工程問題的特性，獲得多種解決方案。課程目標(biāo)2：能夠?qū)?shù)學(xué)、電氣工程專業(yè)相關(guān)基礎(chǔ)知識及專業(yè)知識運(yùn)用到直流輸電系統(tǒng)問題的分析，能夠有針對性的查閱文獻(xiàn)，展開技術(shù)問題探索、歸納，形成結(jié)論及問題解決方案。M3.設(shè)計/開發(fā)解決方案3.1能夠掌握工程設(shè)計和產(chǎn)品開發(fā)全周期、全流程的基本方法和技術(shù)，了解影響設(shè)計目標(biāo)和技術(shù)方案的各種因。課程目標(biāo)3：理解直流輸電技術(shù)領(lǐng)域有關(guān)的國家政策、知識產(chǎn)權(quán)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，認(rèn)識到技術(shù)研究所肩負(fù)的使命、責(zé)任與義務(wù)。M注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關(guān)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配理論部分理論部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配見表2。表2教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求，教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)理論學(xué)時對應(yīng)的課程目標(biāo)1.直流輸電發(fā)展歷程1.1高壓直流輸電的構(gòu)成與特點(diǎn)1.2高壓直流輸電發(fā)展現(xiàn)狀1.3直流輸電技術(shù)新發(fā)展教學(xué)要求：使學(xué)生了解高壓直流輸電的構(gòu)成；掌握高壓直流輸電的特點(diǎn)及適用場合；了解直流輸電技術(shù)發(fā)展趨勢。重點(diǎn)：高壓直流輸電的構(gòu)成難點(diǎn)：高壓直流輸電的構(gòu)成及特點(diǎn)。21、2、32.高壓直流輸電系統(tǒng)的主要設(shè)備2.1換流裝置2.2換流變壓器2.3平波電抗器2.4無功補(bǔ)償裝置2.5濾波器2.6直流輸電線路2.7接地極教學(xué)要求：使學(xué)生掌握高壓直流輸電系統(tǒng)中換流裝置及作用；掌握換流變壓器、平波電抗器、無功補(bǔ)償裝置、濾波器功能和特點(diǎn)；了解直流輸電架空線路和電纜線路。重點(diǎn)：高壓直流輸電系統(tǒng)的主要設(shè)備型式與作用。難點(diǎn)：高壓直流輸電系統(tǒng)的主要設(shè)備特點(diǎn)。61、2、33.換流器工作原理3.16脈波整流器工作原理3.212脈波整流器工作原理3.36脈波逆變器工作原理3.412脈波逆變器工作原理教學(xué)要求：使學(xué)生掌握6脈波整流器和逆變器的工作原理；理解12脈波整流器和逆變器的工作原理。重點(diǎn)：6脈波、12脈波整流器工作原理。難點(diǎn)：正常、非正常和故障運(yùn)行方式。81、24.高壓直流輸電的諧波抑制與無功補(bǔ)償4.1高壓直流輸電諧波的基本問題4.2特征諧波和非特征諧波4.3諧波抑制及抑制設(shè)備4.4交流濾波器設(shè)計4.5直流濾波器設(shè)計4.6無功補(bǔ)償與無功功率控制教學(xué)要求：使學(xué)生掌握諧波抑制方法；掌握雙調(diào)諧濾波器設(shè)計方法；了解無功功率控制方法。重點(diǎn)：諧波危害及抑制，濾波器設(shè)計，無功補(bǔ)償和功率因數(shù)。難點(diǎn)：濾波器設(shè)計方法。41、25.電網(wǎng)換相直流輸電的控制與保護(hù)5.1基本控制方式5.2保護(hù)方式教學(xué)要求：使學(xué)生掌握電網(wǎng)換相直流輸電控制原理、基本控制方式；了解電網(wǎng)換相直流輸電常見故障分類和保護(hù)。重點(diǎn)：電網(wǎng)換相直流輸電的控制原理、基本控制方式和保護(hù)方式。難點(diǎn)：電網(wǎng)換相直流輸電控制方式。41、26.器件換相直流輸電技術(shù)6.1全控型功率器件發(fā)展概況6.2器件換相直流輸電換流裝置工作原理6.3器件換相直流輸電的控制與保護(hù)方式6.4器件換相直流輸電的應(yīng)用與發(fā)展教學(xué)要求：使學(xué)生了解VSC的應(yīng)用前景，比較VSC與LCC在HVDC中的性能特點(diǎn)；了解基于HVDC工程中電力電子器件的發(fā)展趨勢，掌握VSC的關(guān)鍵技術(shù)，理解柔性直流輸電的控制與保護(hù)方式；了解柔性直流輸電的發(fā)展。重點(diǎn)：柔性直流輸電VSC的關(guān)鍵技術(shù)和控制。難點(diǎn)：柔性直流輸電VSC的控制。41、2、37.高壓直流輸電的新技術(shù)及新發(fā)展7.1基于電容換相技術(shù)的換流器；7.2特高壓直流輸電；7.3光觸發(fā)晶閘管教學(xué)要求：使學(xué)生掌握基于電容換相技術(shù)的換流器特點(diǎn)；了解特高壓直流輸電接線方式、運(yùn)行方式。重點(diǎn)：基于電容換相技術(shù)的換流器特點(diǎn)，特高壓直流輸電特點(diǎn)。難點(diǎn)：基于電容換相技術(shù)的換流器特點(diǎn)。41、2、3合計32五、教學(xué)方法及手段本課程以課堂講授為主，采用啟發(fā)式、討論式、項(xiàng)目驅(qū)動式等教學(xué)方法，促進(jìn)學(xué)生積極思考，開發(fā)學(xué)生的潛能，培養(yǎng)學(xué)生思考問題、分析問題和解決問題的能力；以“少而精”為原則，精選教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生更好的理解直流輸電技術(shù)原理，具備分析直流輸電系統(tǒng)問題的初步能力。六、課程資源1.推薦教材：（1）韓民曉,文俊,徐永海.高壓直流輸電原理與運(yùn)行(第三版)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2019.2.參考書：（1）陶瑜.直流輸電控制保護(hù)系統(tǒng)分析及應(yīng)用[M].北京:中國電力出版社,2015.（2）趙畹君.高壓直流輸電工程技術(shù)(第二版)[M].北京:中國電力出版社,2011.（3）李興源.高壓直流輸電系統(tǒng)[M].北京:科學(xué)出版社,2010.（4）VijayK.Sood(徐政).高壓直流輸電與柔性交流輸電控制裝置[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006.3.期刊：（1）《中國電機(jī)工程學(xué)報》,中國電機(jī)工程學(xué)會（2）《電工技術(shù)學(xué)報》,中國電工技術(shù)學(xué)會（3）《電力系統(tǒng)自動化》,國網(wǎng)電力科學(xué)研究院（4）《高電壓技術(shù)》,國網(wǎng)電力科學(xué)研究院,中國電機(jī)工程學(xué)會（5）《IEEETRANSACTIONSONPOWERELECTRONICS》,IEEE（6）《IEEETransactionsonPowerSystems》,IEEE（7）《IEEETransactionsonElectronDevices》,IEEE4.網(wǎng)絡(luò)資源：（1）中國電機(jī)工程學(xué)會，/index.html.（2）IEEETransactionsonIndustryApplications./xpl/RecentIssue.jsp?punumber=28#opennewwindow.七、課程考核對課程目標(biāo)的支撐課程成績由過程性考核成績和期末考核成績兩部分構(gòu)成，具體考核/評價細(xì)則及對課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見表3。表3課程考核對課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評價細(xì)則課程目標(biāo)123過程性考核課堂表現(xiàn)10（1）根據(jù)課堂出勤情況和課堂回答問題情況進(jìn)行考核，滿分100分。（2）以平時考核成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?33階段測驗(yàn)20（1）根據(jù)每次的測驗(yàn)的完成情況與正確率單獨(dú)評分，滿分100分。（2）每次測驗(yàn)單獨(dú)評分，取各次測驗(yàn)成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以測驗(yàn)成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。√√155作業(yè)10（1）主要考核學(xué)生對各章節(jié)知識點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，滿分100分。（2）每次作業(yè)單獨(dú)評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以作業(yè)成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?42期末考核60（1）期末考核成績100分，以期末考核成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。（2）主要考核高壓直流輸電的構(gòu)成、高壓直流輸電系統(tǒng)主要設(shè)備的作用、換流器工作原理、諧波抑制與無功補(bǔ)償、直流輸電基本控制方式，器件換相直流輸電換流裝置工作原理，定高壓直流輸電的新技術(shù)及新發(fā)展等內(nèi)容。（3）考核方式為：大作業(yè)或論文?！獭獭?52510合計：100分483715八、考核與成績評定1.考核方式及成績評定考核方式：本課程主要以課堂表現(xiàn)、階段測驗(yàn)、作業(yè)、期末考核（大作業(yè)或論文）等方式對學(xué)生進(jìn)行考核評價?？己嘶疽螅嚎己丝偝煽冇善谀┛己耍ù笞鳂I(yè)或論文）成績和過程性考核成績組成。其中：期末考核（大作業(yè)或論文）成績?yōu)?00分（權(quán)重60%）；課堂表現(xiàn)、階段測驗(yàn)、作業(yè)等過程性考核成績?yōu)?00分（權(quán)重40%）；過程性考核和期末考核（大作業(yè)）分值分配應(yīng)與教學(xué)大綱各章節(jié)的學(xué)時基本成比例。2.過程性考核成績的標(biāo)準(zhǔn)過程性考核方式重點(diǎn)考核內(nèi)容、評價標(biāo)準(zhǔn)、所占比重見表4。表4過程性考核方式評價標(biāo)準(zhǔn)考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60課堂表現(xiàn)25按時出勤，積極參與教學(xué)活動，踴躍回答問題，準(zhǔn)確率大于90%。按時出勤，認(rèn)真參與教學(xué)活動，回答問題準(zhǔn)確率大于80%。按時出勤，偶爾參與教學(xué)活動，回答問題準(zhǔn)確率大于70%。缺勤1次，上課不認(rèn)真，偶爾參與教學(xué)活動。缺勤2次，上課不認(rèn)真，不參與教學(xué)活動。階段測驗(yàn)50按時完成階段測驗(yàn)，且測驗(yàn)正確率大于90%，解題思路清晰、步驟詳實(shí)。按時完成階段測驗(yàn)，且測驗(yàn)正確率大于80%，解題思路清晰