電力系統(tǒng)自動化 電力系統(tǒng)自動化 電力系統(tǒng)自動化課程教學大綱

1、電力系統(tǒng)自動化 課程教學大綱Power System Automation1課程編號 ：130201021學時： 32適用對象：電氣工程及其自動化專業(yè)先修課程：電力系統(tǒng)分析，自動控制原理，電力電子技術等、課程的性質和任務 （ 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、經(jīng)濟運行的綜合性技術，涉及電力系統(tǒng)運行理論、自動控制理論、計算機控制技術、網(wǎng)絡通信技術等多方面的知識，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、信息技術在電力系統(tǒng)中的應用，已經(jīng)

2、成為電氣工程類專業(yè)學生必備的專業(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（設計開發(fā)解決方案） 、4（研究）的達成。本課程的主要任務是：1、使學生對電力系統(tǒng)相關問題形成較為系統(tǒng)的認識和理解；2、使學生掌握發(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，為分析復雜工程問題奠定基礎。3、使學生了解電力系統(tǒng)頻率調整及電壓調整的基本問題， 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，為進一步分析和研究電力 系統(tǒng)運行問

3、題打下良好的基礎；4、 使學生掌握電力系統(tǒng)自動化的基本工作原理、 裝置的調試方法以及裝置的設計方法，并且學習自動裝置對電力系統(tǒng)運行影響的分析方法，為設計、研發(fā)電力系統(tǒng)自動控制裝置和解決電力系統(tǒng)復雜運行工程問題奠定基礎。二、教學目的與要求本課程的教學目的是使學生掌握電力系統(tǒng)自動化的基本知識，熟悉電網(wǎng)調度自動化、配電網(wǎng)自動化、變電站自動化的相關問題，訓練和培養(yǎng)學生獨立思考、解決電力系統(tǒng)實際復雜 工程問題的能力。學分：2.0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、自動調節(jié)勵磁系統(tǒng)的工作原理， 以及自動調節(jié)勵磁系統(tǒng)的動態(tài)特性。3、掌握電力系

4、統(tǒng)頻率及有功功率的自動調節(jié)技術和電力系統(tǒng)電壓調整和無功功率控制技術。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)（DM$、變電所綜合自動化和數(shù)字變電所構成與作用。2. 問題分析：能夠將數(shù)學、自然科學、工程基礎和專業(yè)知識用于解決電氣工程問題，能運用所學的數(shù)學、自然科學和電氣工程知識，識別、表達、并通過文獻研究分析復雜電氣工程問題，以獲得有效結論。指標點2-1理解電路理論與電子技術等基本知識及相關實踐方法。指標點2-2掌握與電氣工程相關的工程基礎知識及相關實踐能力。指標點2-3具有電力系統(tǒng)及其自動化學科的基本理

5、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雜工程問題的影響因素，證實解決方案的合理性。3. 設計/開發(fā)解決方案： 能夠設計針對復雜電氣工程問題的解決方案，設計滿足特定需求的系統(tǒng)，并能夠在設計中體現(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掌握電氣新技術和新設備研究、開發(fā)和設計的基礎知識指標點 3-2指標點 3-3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 針對電氣工程問題， 能夠將各設計單元進行組合和協(xié)調， 組成具有創(chuàng)新意識的滿足特定需求系統(tǒng) 指標點 3-4 根據(jù)自己的設計，能

6、夠分析并闡明自己設計的合理性、局限性和后續(xù)的改進措施 指標點 3-5 設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：能夠基于科學原理并采用科學方法對復雜電氣工程問題進行研究，包括設計實驗、分析與解釋數(shù)據(jù)、并通過信息綜合得到合理有效的結論。指標點 4-1 具備電氣工程專業(yè)必須的分析、設計等基本技能，能夠基于科學原理，獨立完成 實驗方案的設計。指標點 4-2 能夠按照實驗方案，設計合理的實驗步驟，正確操作實驗儀器和裝置，安全完成 實驗過程。指標點 4-3 能夠理解實驗結果，解釋實驗數(shù)據(jù)、并通過信息綜合得到合理有效的結論。三、教學內(nèi)容第一章 概述 & 第二章 電力系統(tǒng)自

7、動裝置和系統(tǒng)的軟硬件原理（ 2 學時）1教學重點和難點：電力系統(tǒng)自動裝置和系統(tǒng)的設計方法及電磁兼容2教學基本要求：1. 教學重點和難點：#1）熟練掌握電力系統(tǒng)自動裝置和系統(tǒng)的設計方法及電磁兼容 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教學基本內(nèi)容：2.1 電力系統(tǒng)自動裝置和系統(tǒng)的設計方法及電磁兼容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教學建議：采用多媒體教學與研討；學生課堂重點講述電力系統(tǒng)自動裝置和系統(tǒng)的設計方法及電磁兼容第三章 同步發(fā)電機的自動準同期并列（ 6 學時）1. 教學重點和難點：自動準同期

8、裝置的工作原理2. 教學基本要求：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3.1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3.4 電網(wǎng)之間的準同期并列4. 教學建議：教師提前布置任務以及提供查閱文獻資料清單；采用多媒體教學與研討；學生課堂重點講述原理和 如何實現(xiàn)功能要求（如何設計電路） ；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. 教學重點和難點：1）同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)2）勵磁調節(jié)器原理及勵磁系統(tǒng)穩(wěn)定器2.教學基本要求：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)中轉子磁場的建立和滅磁熟

9、練掌握勵磁調節(jié)器原理4）掌握勵磁系統(tǒng)穩(wěn)定器掌握電力系統(tǒng)穩(wěn)定器3.教學基本內(nèi)容：4.1概述4.2同步發(fā)電機的勵磁控制系統(tǒng)4.3勵磁調節(jié)器4.4同步發(fā)電轉子磁場的強勵與滅磁4.5勵磁控制系統(tǒng)的調節(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.教學建議：教師提前布置任務以及提供查閱文獻資料清單；采用多媒體教學與研討；學生課堂重點講述勵磁調節(jié) 器原理和如何進行勵磁調節(jié)器電路設計，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 計；課后要進行裝置實現(xiàn)與測試。第五章 電力系統(tǒng)頻率及有功功率的自動調節(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. 教學基本要

10、求：1）熟練掌握電力系統(tǒng)頻率特性2）熟練掌握調頻與調頻方程式掌握電力系統(tǒng)的經(jīng)濟負荷分配和自動調頻 掌握電力系統(tǒng)低頻減載3. 教學基本內(nèi)容：5.1電力系統(tǒng)的頻率特性5.2調速器及頻率調節(jié)特性5.3電力系統(tǒng)調頻與自動發(fā)電控制5.4電力系統(tǒng)自動低頻減載2. 教學基本要求：#4. 教學建議：教師提前布置任務以及提供查閱文獻資料清單；采用多媒體教學與研討；學生課堂重點講述電力系統(tǒng)調頻與自動發(fā)電控制。第六章 變電站綜合自動化1. 教學重點和難點：1）自動調諧消弧線圈控制裝置 2）變電站綜合自動化設計2. 教學基本要求：1）掌握變電所綜合自動化結構、形式、功能 2）掌握自動調諧消弧線圈控制裝置與小電流接地故

11、障選線裝置 3）掌握變電站綜合自動化設計3. 教學基本內(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構形式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計實例4. 教學建議：教師提前布置任務以及提供查閱文獻資料清單；采用多媒體教學與研討；學生課堂重點講述變電站綜合自動化設計和如何進行自動調諧消弧線圈控制裝置與小電流接地故障選線裝置設計；課后要進行裝置實 現(xiàn)與測試。第七章 電力系統(tǒng)調度自動化1. 教學重點和難點：1)電力系

12、統(tǒng)調度自動化系統(tǒng) 2)電力系統(tǒng)狀態(tài)估計2. 教學基本要求：1)熟練掌握遠方終端 RTU2)了解數(shù)據(jù)通信的通信規(guī)約了解調度中心的計算機系統(tǒng)4)熟練掌握自動發(fā)電控制熟練掌握電力系統(tǒng)狀態(tài)估計3. 教學基本內(nèi)容：7.1概述7.2電力系統(tǒng)調度自動化系統(tǒng)7.3電力系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲分析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. 教學建議：教師提前布置任務以及提供查閱文獻資料清單；采用多媒體教學與研討；學生課堂重點講述電力系統(tǒng) 調度自動化系統(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. 教學重點和難點：1)配電網(wǎng)故障定位及隔離技術2)遠程抄表與計費系統(tǒng)1)熟練掌握配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)2

13、)熟練掌握配電網(wǎng)故障定位及隔離技術掌握遠程自動抄表計費系統(tǒng)和負荷控制9(4) 了解配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)設計3. 教學基本內(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)和負荷控制4. 教學建議:教師提前布置任務以及提供查閱文獻資料清單；采用多媒體教學與研討；學生課堂重點講述配電網(wǎng)故 障定位及隔離技術、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.教學重點和難點:(1 )智能電網(wǎng)(2)智能變電站3.教學基本要求:(1 )了解變智能電網(wǎng)(2 )了解智能變電站3.教

14、學基本內(nèi)容:9.1智能電網(wǎng)9.2智能變電站9.3 IEC 61850 標準9.4智能一次設備4.教學建議:教師提前布置任務以及提供查閱文獻資料清單；采用多媒體教學與研討；學生課堂重點講述智能電網(wǎng) 和智能變電站。四、教學環(huán)節(jié)與學時分配序號教學內(nèi)容總學時其中課外輔導/課外實踐備注講課實驗上機其他1第一章概述0.50.52第二章電力系統(tǒng)自動 裝置和系統(tǒng)的軟硬件原 理1.51.53第三章同步發(fā)電機的自動準同期并列664第四章同步發(fā)電機勵 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調節(jié) 與控制11836第六章變電站綜合自 動化667第七章 電力系統(tǒng)調度自動化668第八章配電網(wǎng)自動化 系統(tǒng)與遠程抄表計費系 統(tǒng)449第九章智能電網(wǎng)與智 能變電站22（表格內(nèi)容為五號楷體）五、教學中應注意的問題：（沒有請?zhí)顚憻o）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