《電力系統(tǒng)自動化》課程教學(xué)大綱

《電力系統(tǒng)自動化》教學(xué)大綱

課程名稱：電力系統(tǒng)自動化（AutomationofPowersystems）

課程編碼：1502ZY177課程類別：專業(yè)課程-選修

學(xué)分：2.5分

總學(xué)時：40學(xué)時，其中，理論學(xué)時：40學(xué)時

適用專業(yè)：電氣工程及其自動化

先修課程：電路理論、電機學(xué)、電力系統(tǒng)分析、自動控制原理

一、課程性質(zhì)

《電力系統(tǒng)自動化》課程是電氣工程及其自動化專業(yè)的一門專業(yè)課，選修課。它是依照

復(fù)雜系統(tǒng)控制的規(guī)律研窕電力系統(tǒng)運行自動化問題的一門課程，通過本課程的學(xué)習(xí)，能夠讓

學(xué)生了解發(fā)電機自動同步并列、電力系統(tǒng)勵磁自動控制、電力系統(tǒng)頻率與電壓自動調(diào)整以及

調(diào)度所、變電所、饋線自動化的原理等專業(yè)基礎(chǔ)知識，該課程屬強電方面各專業(yè)學(xué)生知識結(jié)

構(gòu)中不可或缺的組成部分。了解電力系統(tǒng)自動化與其他學(xué)科的相互滲透和聯(lián)系，一方面不斷

汲取其他科技領(lǐng)域的新成果，促進(jìn)了自身的更新和發(fā)展；另一方面也使電力系統(tǒng)自動化方面

的新進(jìn)展、新方法更廣泛地應(yīng)用到諸多領(lǐng)域。為將來從事專業(yè)工作打下良好基礎(chǔ).

二、課程目標(biāo)

（一）育人目標(biāo)

從培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維方式，愛國教育、社會責(zé)任、人生領(lǐng)悟、民族自信等方面入手，

將育人要素和電力系統(tǒng)自動化專業(yè)知識嵌入到課堂中教學(xué)，凝聚學(xué)生對社會主義核心價值觀

的共識。通過電力系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展歷程學(xué)習(xí)科學(xué)精神，通過課程概念原理學(xué)習(xí)系統(tǒng)論、工程論

、科學(xué)思維，利用電力系統(tǒng)自動化系統(tǒng)實際應(yīng)用研究學(xué)習(xí)科技自信及愛國主義情懷，師生互

動進(jìn)行“三觀”教育和學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)和職業(yè)道德，全面提高學(xué)生緣事析

理、明辨是非的能力，培養(yǎng)學(xué)生成為德才兼?zhèn)?、全面發(fā)展的人才。

1.掌握發(fā)電機同步并列的自動化原理，了解將同步發(fā)電機一臺臺投入系統(tǒng)進(jìn)行并列運

行，組成電力系統(tǒng)的基本原理；掌握電力系統(tǒng)勵磁自動控制系統(tǒng)中發(fā)電機端電壓自動調(diào)整的

原理、影響因素及防護(hù)措施等基本知識。（支撐畢業(yè)要求3.1）

2.掌握電力系統(tǒng)的頻率與電壓特性，了解自動調(diào)頻與調(diào)節(jié)控制電壓水平的原理與方法,

以及電力系統(tǒng)重要的反事故措施，建立最優(yōu)電壓控制模型等。（支撐畢業(yè)要求4.1）

3.掌握調(diào)度所、變電所、饋線的自動化基本概念，正確理解基于計算機技術(shù)及通信技術(shù)

的發(fā)展而興起的現(xiàn)代電力系統(tǒng)的綜合自動化系統(tǒng)及數(shù)字化變甩所，相應(yīng)調(diào)度所、變電所及饋

線設(shè)計的理論依據(jù)和處理原則。（支撐畢業(yè)要求7.2）

課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點對應(yīng)關(guān)系

課程目標(biāo)畢業(yè)要求指標(biāo)點

課程目標(biāo)13.1能夠?qū)?fù)雜電氣工程問題進(jìn)行抽象、分解和建模，設(shè)計合理的總體解決方

案和各個子問題的解決方案。

課程目標(biāo)24.1能夠基于電氣工程領(lǐng)域中科學(xué)原理和文獻(xiàn)研究，對電氣設(shè)備與電力系統(tǒng)中

復(fù)雜工程問題進(jìn)行工程建模，擬定解決方案，選擇研究路線。

課程目標(biāo)37.2針對實際中電氣設(shè)備與電力系統(tǒng)，能評價其資源利用效率、廢棄物處置方

案和安全防范措施，判斷產(chǎn)品周期中可能對人類和環(huán)境造成損害的隱患，并提

出合理化的改進(jìn)建議。

三、基本要求

通過本課程的學(xué)習(xí)，能夠讓學(xué)生了解發(fā)電機自動同步并列、電力系統(tǒng)勵磁自動控制、電

力系統(tǒng)頻率與電壓自動調(diào)整以及調(diào)度所、變電所、饋線自動化的原理等專業(yè)基礎(chǔ)知識，該課

程屬強電方面各專'業(yè)學(xué)生知識結(jié)構(gòu)中不可或缺的組成部分。能夠基于電氣工程領(lǐng)域中科學(xué)原

理和文獻(xiàn)研究，對電氣設(shè)荽與電力系統(tǒng)中復(fù)雜工程問題進(jìn)行工程建模，擬定解決方案，選擇

研究路線，是一門實用性很強的專業(yè)課程。

掌握發(fā)電機同步并列的自動化原理，了解將同步發(fā)電機一臺臺投入系統(tǒng)進(jìn)行并列運行，

組成電力系統(tǒng)的基本原理，

掌握電力系統(tǒng)勵磁自動控制系統(tǒng)中發(fā)電機端電壓自動調(diào)整的原理、影響因素及防護(hù)措施

等基本知識。

掌握電力系統(tǒng)的頻率與電壓特性，了解自動調(diào)頻與調(diào)節(jié)控制電壓水平的原理與方法，以

及電力系統(tǒng)重要的反事故措施、最優(yōu)電壓控制措施等。

掌握調(diào)度所、變電所、饋線的自動化基本概念，正確理解基于計算機技術(shù)及通信技術(shù)的

發(fā)展而興起的現(xiàn)代電力系統(tǒng)的綜合自動化系統(tǒng)及數(shù)字化變電所，相應(yīng)調(diào)度所、變電所及饋線

設(shè)計的理論依據(jù)和處理原則。

四、教學(xué)內(nèi)容

分章節(jié)說明教學(xué)內(nèi)容，課時安排，融入思政元素，并說明教學(xué)重點與難點、主要教學(xué)模

式（包括課堂授課、自學(xué)、課后練習(xí)、課堂討論等）以及對應(yīng)的知識、能力要求。

章節(jié)教學(xué)內(nèi)容學(xué)思政元教學(xué)模式對應(yīng)課程目標(biāo)

時素

通過對國內(nèi)電力發(fā)展的重要事件和課堂授課，課后練

典型人物進(jìn)行分析解讀，將國內(nèi)外習(xí)2題，課堂討

發(fā)電機的自發(fā)電機并列方式發(fā)展過程進(jìn)行對比論

16課程目標(biāo)1

動并列，激發(fā)學(xué)生的愛國情懷和專業(yè)認(rèn)同

感，定位自己的社會責(zé)任，從而明

確本課程學(xué)習(xí)的目標(biāo)。

通過對國內(nèi)同步發(fā)電機顯磁控制系課堂授課，課后練

2同步發(fā)電機6統(tǒng)的發(fā)展歷程和發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行對比習(xí)2題課程目標(biāo)1/2

勵磁自動控,培養(yǎng)學(xué)生家國情懷、職業(yè)認(rèn)同

制系統(tǒng)感和責(zé)任擔(dān)當(dāng)。

采用案例教學(xué)法，以長江大學(xué)校內(nèi)課堂授課，課后練

3電力系統(tǒng)頻有功負(fù)荷類型的組成為例進(jìn)行分析習(xí)2題

率及有功功8，解讀當(dāng)負(fù)荷發(fā)生變化時對應(yīng)的頻課程目標(biāo)1/2

率的自動調(diào)率變化關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生形成面對電

氣復(fù)雜工程問題建立模型的思維

采用案例教學(xué)法，以荊州市電力系課堂授課，課后練

電力系統(tǒng)電統(tǒng)內(nèi)無功電源類型的組成為例進(jìn)行習(xí)2題

分析，解讀當(dāng)無功負(fù)荷發(fā)生變化時

4壓及無功功4課程目標(biāo)1/2

率的控制技對應(yīng)的系統(tǒng)電壓變化關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)

生形成面對電氣復(fù)雜工程問題建立

術(shù)模型的思維

可引入5G移動通信先進(jìn)技術(shù)對T課堂授課，課后練

5電力系統(tǒng)調(diào)電力系統(tǒng)調(diào)度自動化的發(fā)展影響的習(xí)2題

課程目標(biāo)

度自動化6介紹，拓寬學(xué)生的行業(yè)視野，增加學(xué)1/3

生的專業(yè)認(rèn)同感，培育學(xué)生“愛國、

敬業(yè)”的社會主義核心價值觀。

可通過介紹配電管理系統(tǒng)中DTU、課堂授課，課后練

FTU、TTU在不同場景下的應(yīng)用，習(xí)2題

配電管理系6保證電能資源的有效安全利用，引課程目標(biāo)3

6

統(tǒng)導(dǎo)學(xué)生在解決復(fù)雜工程問題過程中

充分考慮各種影響因素和各項邊界

條件，建立全面思考、系統(tǒng)均衡的

全局性的工程思維。

可采用互動教學(xué)法，要求學(xué)生分組課堂授課，課后練

變電所綜合討論和研究，形成交叉領(lǐng)域熱點技習(xí)2題

7自動化和數(shù)4術(shù)綜述報告，并分組匯報。迎過自課程目標(biāo)1/2

字化變電所主學(xué)習(xí)、合作研究、課堂互動，培

養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)研究能力、合作協(xié)同

意識。

第一章發(fā)電機的自動并列

1、準(zhǔn)同期并列的基本原理；

2、恒定越前時間并列裝置；

3、數(shù)字式并列裝置；

本章重點：.

1、掌握''同步發(fā)電機組并列應(yīng)遵循的原則；

2、掌握同步發(fā)電機的準(zhǔn)同期并列的條件；

3、理解電壓幅值差、合閘相角差、頻率差對準(zhǔn)同期并列的影響；

4、了解自動準(zhǔn)同期裝置的原理及合閘信號的控制方法；

5、了解線性整步電壓、恒定越前時間、滑差、電壓差檢測、頻差壓差控制的原理；

6、了解數(shù)字式并列裝置的軟硬件設(shè)計結(jié)構(gòu)。

能力：能夠?qū)⑼桨l(fā)電機并列的基本條件、模型用于分析發(fā)電系統(tǒng)準(zhǔn)同期并列的復(fù)雜工

程問題，并具備初步設(shè)計并列裝置軟硬件電路的能力。

第二章同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)

1、同步發(fā)電機勵磁挖制系統(tǒng)的任務(wù)：

2、同步發(fā)電機勵磁挖制系統(tǒng)的基本耍求；

3、同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的勵磁功率單元的結(jié)構(gòu)；

4、勵磁系統(tǒng)中轉(zhuǎn)子磁場的建立與滅磁；

本章重點：

1、掌握同步發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)的任務(wù)；

2、了解同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的類型；

3、掌握不同類型勵磁機的時間常數(shù)；

4、掌握發(fā)電機組的安全滅磁方法。

能力：能夠?qū)⑼桨l(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)的基本要求和結(jié)構(gòu)參數(shù)，用于分析不同類型發(fā)電

機的滅磁能力。

笫三章電力系統(tǒng)頻率及有功功率的自動調(diào)節(jié)

1、電力系統(tǒng)的頻率特性；

2、電力系統(tǒng)調(diào)頻與調(diào)頻方程式；

3、電力系統(tǒng)的經(jīng)濟負(fù)荷分配；

4、電力系統(tǒng)低頻減載；

本章重點：

1、掌握電力系統(tǒng)負(fù)荷隨頻率的分類；

2、掌握發(fā)電機組和電力系統(tǒng)的功率-頻率特性；

3、掌握電力系統(tǒng)調(diào)頻和有功功率自動調(diào)節(jié)的方法：

4、掌握等微增率原理的內(nèi)容及不考慮網(wǎng)損時負(fù)荷的經(jīng)濟分配；

5、掌握自動低頻減載的工作原理

1.課堂教學(xué)與互動討論

課堂教學(xué)以“互動式”方法為主導(dǎo)，在這一教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生以聽課為主，并參與討論，采

用多媒體和板書相結(jié)合的教學(xué)手段，并輔以程序?qū)嵗菔竞徒虒W(xué)，以此提高課堂效率。

2.課后作業(yè)和自學(xué)

課堂匕教師會有針對性的提出作業(yè)要求。通過作業(yè)達(dá)到了加深理解?、增強學(xué)生對電力

系統(tǒng)自動化理解能力的目*J，同時開展作業(yè)分析，精選精講作業(yè)的重點難點。

給學(xué)生推薦網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源:國家級精品課程、國內(nèi)/國際名校視頻公開課、電力系統(tǒng)自動

化學(xué)習(xí)論壇，讓學(xué)生開闊眼界，共享優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識和能力。

六、考核與評價方式及標(biāo)準(zhǔn)

1.考核標(biāo)準(zhǔn)與成績評定

課程考核包括平時成績、期末考試兩個部分。

平時成績（百分制），包括作業(yè)等。

平時成績評價標(biāo)準(zhǔn)

評ff『標(biāo)

基本要隹

求優(yōu)秀(0.9-1)良好(0.7-0.89)合格<0.6-0.69)不合格（0-0.59）

掌握發(fā)電機同步并列電力系統(tǒng)自電力系統(tǒng)自電力系統(tǒng)自電力系統(tǒng)自

的自動化原理，了解將同動化中的相關(guān)理動化中的相關(guān)理動化中的相關(guān)理動化中的相關(guān)理

步發(fā)電機一臺臺投入系統(tǒng)論知識清晰，具論知識較為論知識基本論知識不清晰，

進(jìn)行并列運行，組成電力備非常好的清晰，具備非常清晰，初步具備不具備的分析、

系統(tǒng)的基本原理；掌握電分析、計算和實較好的分析、計分析、計算和實計算和實踐的能

力系統(tǒng)勵磁自動控制系統(tǒng)踐的能力，且能算和實踐的能力踐的能力，且能力，且不能正確

中發(fā)電機端電壓自動調(diào)整正確分析電力系，且能較好地分分析電力系統(tǒng)自分析電力系統(tǒng)白

的原理、影響因索及防護(hù)統(tǒng)自動化功析電力系統(tǒng)自動動化功能特點。動化功能特點。

能特點?；δ芴攸c。初步能基于不能基于電

措施等基本知識。掌握電

能基于電氣基本能基于電氣工程領(lǐng)域中氣工程領(lǐng)域中科

力系統(tǒng)的頻

工程領(lǐng)域中科學(xué)電氣工程領(lǐng)域中科學(xué)原理和文獻(xiàn)學(xué)原理和文獻(xiàn)研

率與電壓特性，了解自動

原理和文獻(xiàn)研科學(xué)原理和文獻(xiàn)研究，對電氣設(shè)究，對電氣設(shè)備

調(diào)頻與調(diào)節(jié)控制電壓水平

究，對電氣設(shè)備研究，對電氣設(shè)備與電力系統(tǒng)中與電力系統(tǒng)中復(fù)

的原理與方法，以及電力

與電力系統(tǒng)中復(fù)備與電力系統(tǒng)中復(fù)雜工程問題進(jìn)雜工程問題進(jìn)行

系統(tǒng)重要的反事故措施、雜工程問題進(jìn)行復(fù)雜工程問題進(jìn)行工程建模，擬工程建模，擬定

最優(yōu)電壓控制措施等。工程建模，擬定行工程建模，擬定解決方案，選解決方案，選擇

了解調(diào)度所、變電所解決方案，選擇定解決方案，選擇研究路線。研究路線。

、饋線的自動化基本概念研究路線。擇研究路線。

,正確理解基于計算機技

術(shù)及通信技術(shù)的發(fā)展而興

起的現(xiàn)代電力系統(tǒng)的綜合

自動化系統(tǒng)及數(shù)字化變電

所，相應(yīng)調(diào)度所、變電所

及饋線設(shè)計的理論依據(jù)和

處理原則。

期末考試（百分制）開卷，題型包括：簡答題、分析題。

課程期末考試考核內(nèi)容與評價標(biāo)準(zhǔn)

評價標(biāo)比例

基本要求準(zhǔn)(%)

優(yōu)秀(0.9-1)良好<0.7-0.89合格(0.6-0.69)不合格(O-D.59

)

目掌握發(fā)電機同電力系統(tǒng)自動電力系統(tǒng)自動化電力系統(tǒng)自動電力系統(tǒng)自動化

標(biāo)步并列的自動化原化中的發(fā)電廠中的發(fā)電廠自動化中的發(fā)電廠中的發(fā)電廠自動

1理，了解將同步發(fā)自動化相關(guān)理化相關(guān)理論知識自動化相關(guān)理化相關(guān)理論知識

論知識清晰，較為清晰,具備論知識基本清不清晰，不具備

電機一臺臺投入系50

統(tǒng)進(jìn)行并列運行，具備非常好的非常較好的分析晰,初步具備的分析?、計算和

組成電力系統(tǒng)的基分析、計算和、計算和實踐的分析、計算和實踐的能力。

本原理；掌握電力實踐的能力。能力。實踐的能力。

系統(tǒng)勵磁自動控制

系統(tǒng)中發(fā)電機端電

壓自動調(diào)整的原

理、影響因素及防

護(hù)措施等基本知

識。

目掌握電力系統(tǒng)能夠基于電氣基本能夠基于初步能夠基于不能夠基于電

標(biāo)的頻率與電壓特工程領(lǐng)域中科電氣工程領(lǐng)域電氣工程領(lǐng)域氣工程領(lǐng)域中

2性，了解自動調(diào)頻學(xué)原理和文獻(xiàn)中科學(xué)原理和中科學(xué)原理和科學(xué)原理和文

與調(diào)節(jié)控制電壓水研究，對電氣文獻(xiàn)研究，對電文獻(xiàn)研究，對獻(xiàn)研究，對電氣30

平的原理與方法，設(shè)備與電力系氣設(shè)備與電力電氣設(shè)備與電設(shè)備與電力系

以及電力系統(tǒng)重要統(tǒng)中復(fù)雜工程系統(tǒng)中復(fù)雜工力系統(tǒng)中復(fù)雜統(tǒng)中復(fù)雜工程

的反事故措施、最問題進(jìn)行工程程問題進(jìn)行工工程問題進(jìn)行問期進(jìn)行工程

優(yōu)電壓控制措施建模，擬定解程建模，擬定解工程建模，擬建模，擬定解決

等。決方案，選擇決方案，選擇研定解決方案，方案，選擇研究

研究路線。究路線。選擇研究路線。

路線。

目了解調(diào)度所、能正確分能較好地能分析電不能正確

標(biāo)變電所、饋線的自析電力系統(tǒng)自分析電力系統(tǒng)力系統(tǒng)自動化分析電力系統(tǒng)

3動化基本概念，正動化功能自動化功能特功能特點。自雨花功能將

確理解基于計算機特點。點。點。

20

技術(shù)及通信技術(shù)的

發(fā)展而興起的現(xiàn)代

電力系統(tǒng)的綜合自

動化系統(tǒng)及數(shù)字化

變電所，相應(yīng)倜度

所、變電所及饋線

設(shè)計的理論依據(jù)和

處理原則。

注：該表格中的比例為期末考試試卷成績比例。成

績評定為：考試成績*70%+平均平時成績*30%。

2.課程目標(biāo)達(dá)成評價

《電力系統(tǒng)自動化》課程目標(biāo)達(dá)成評價分析報告

一、課程基本信息

課程名稱電力系統(tǒng)自動化課程性質(zhì)專業(yè)課程，選修學(xué)時學(xué)分40/2.5

開課學(xué)期專業(yè)班級考核方式考試，閉卷

任課教師：

評價人員：課程組長，命題教師，閱卷教師

二、課程目標(biāo)達(dá)成評估

評價數(shù)據(jù)源

課程目標(biāo)支撐指標(biāo)點課程目標(biāo)

評價依據(jù)分值平均分達(dá)成度值KM、評價方

式

目標(biāo)1：掌握發(fā)電機同期末考試：發(fā)

T10=20

步并列的自動化原理，電廠自動化的Tl=

試題構(gòu)成1*0.7+'*0.3

畢業(yè)要求3.1能夠?qū)?fù)雜基本概念、基

建立將同步發(fā)電機一說明U10010

本語法（20分

臺投入系統(tǒng)進(jìn)行并列

電氣工程問題進(jìn)行抽象、運行模型，組成電力系期末考試：T20=302*0.7+'*0.3

分解和建模，設(shè)計合理聯(lián)統(tǒng)的基本原理；掌握電發(fā)電廠自動化試題構(gòu)成T2=(20rio

說明

總體解決方案和各個子力系統(tǒng)勵磁自動控制的基本應(yīng)用（30

分）

問題的解決方案。系統(tǒng)中發(fā)電機端電壓

Dn1

自成調(diào)整的原理、影響~*0.7+*0.3

□I0+L20CIO

因素及防護(hù)措施等基平時作業(yè)A10=100Al=

本知識。

期末考試：電力

系統(tǒng)的頻率與T30=20T3=

32

試題構(gòu)成*0.7+*0.3

畢業(yè)要求4.1基于電氣目標(biāo)2：掌握電力系統(tǒng)電壓特性（20

分）說明(30C20

I的頻率與電壓特性，了

程領(lǐng)域中科學(xué)原理和文獻(xiàn)解自動調(diào)頻與調(diào)節(jié)控

研究，對電氣設(shè)備與電力制電壓水平的原理與4*0.7+2*0.3

系統(tǒng)中復(fù)雜工程問題進(jìn)行方法，以及電力系統(tǒng)重期末考試：電力(40(20

工程建模，擬定解決方案要的反事故措施、最優(yōu)系統(tǒng)重要的反T40=10

9

選擇研究路線。電壓控制措施等。事故措施、最優(yōu)試題