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(xué)大綱

1、 課程教學(xué)大綱PowerSystemAutomation課程編號：130201021學(xué)時：32學(xué)分：2.0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(shù)等一、課程的性質(zhì)和任務(wù)（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(xué)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(zhì)、經(jīng)濟運行的綜合性技術(shù)，涉及電力系統(tǒng)運行理論、自動控制理論、計算機控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)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(diào)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(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(shè)計開發(fā)解決方案）、4（研究）的達成。本課程的主要任務(wù)是：1、使學(xué)生對電力系統(tǒng)相關(guān)問題形成較為系統(tǒng)的認識和理解；2、使學(xué)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(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、自動發(fā)電控制、經(jīng)濟調(diào)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)運行問題打下良好的基礎(chǔ)；4、使學(xué)生掌

3、握電力系統(tǒng)自動化的基本工作原理、裝置的調(diào)試方法以及裝置的設(shè)計方法，并且學(xué)習(xí)自動裝置對電力系統(tǒng)運行影響的分析方法，為設(shè)計、研發(fā)電力系統(tǒng)自動控制裝置和解決電力系統(tǒng)復(fù)雜運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)自動化的基本知識，熟悉電網(wǎng)調(diào)度自動化、配電網(wǎng)自動化、變電站自動化的相關(guān)問題，訓(xùn)練和培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、解決電力系統(tǒng)實際復(fù)雜工程問題的能力。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(diào)節(jié)勵磁系統(tǒng)的工作原理，以及自動調(diào)節(jié)勵磁系統(tǒng)的動態(tài)特性。3、掌握電力系統(tǒng)頻率及有功功率的自動調(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、掌握按頻率自動減負荷的工作原理。5、初步掌握電力系統(tǒng)調(diào)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)（DMS）、變電所綜合自動化和數(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)知識用于解決電氣工程問題，能運用所學(xué)的數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和電氣工程知識，識別、表達、并通過文獻研究分析復(fù)雜電氣工程問題，以獲得有效結(jié)論。指標點2-1理解電路理論與電子技術(shù)等基本知識及相關(guān)實踐方法。指標點2-2掌握與電氣工程相關(guān)的工程基礎(chǔ)知識及相關(guān)實踐能力。指標點2-3具有電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)科的基本理論知識和實踐能力。指標點2-4具有識別、表達和分析解

5、決電氣工程實際復(fù)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(fù)雜工程問題的影響因素，證實解決方案的合理性。.設(shè)計/開發(fā)解決方案：能夠設(shè)計針對復(fù)雜電氣工程問題的解決方案，設(shè)計滿足特定需求的系統(tǒng)，并能夠在設(shè)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(shù)和新設(shè)備研究、開發(fā)和設(shè)計的基礎(chǔ)知識指標點3-2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)度指標點3-3針對電氣工程問題，能夠?qū)⒏髟O(shè)計單元進行組合和協(xié)調(diào)，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(shè)計，能夠分析并闡明自己設(shè)計的合理性、局限性和后續(xù)的改進措施指標點3-5設(shè)計過程中能

6、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(xué)原理并采用科學(xué)方法對復(fù)雜電氣工程問題進行研究，包括設(shè)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(jié)論。指標點4-1具備電氣工程專業(yè)必須的分析、設(shè)計等基本技能，能夠基于科學(xué)原理，獨立完成 3.3微機型自動準同期裝置 實驗方案的設(shè)計。指標點4-2能夠按照實驗方案，設(shè)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(jié)果，解釋實驗數(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)自動裝置和系統(tǒng)的軟硬件原理（2學(xué)時）1教學(xué)重點和難點：電力系統(tǒng)自動裝置和系統(tǒng)的

7、設(shè)計方法及電磁兼容教學(xué)基本要求：（1）熟練掌握電力系統(tǒng)自動裝置和系統(tǒng)的設(shè)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)的軟件算法原理教學(xué)基本內(nèi)容：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)自動裝置和系統(tǒng)的硬件原理電力系統(tǒng)自動裝置和系統(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)生課堂重點講述電力系統(tǒng)自動裝置和系統(tǒng)的設(shè)計方法及電磁兼容第三章同步發(fā)電機的自動準同期并列（6學(xué)時）教學(xué)重點和難點：自動準同期裝置的工作原理教學(xué)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)字式并列裝置教學(xué)基本內(nèi)容：并列操作的概

8、念及分類準同期并列的基本原理3.4電網(wǎng)之間的準同期并列教學(xué)建議：教師提前布置任務(wù)以及提供查閱文獻資料清單；采用多媒體教學(xué)與研討；學(xué)生課堂重點講述原理和如何實現(xiàn)功能要求（如何設(shè)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)及特性分析教學(xué)重點和難點：（1）同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)（2）勵磁調(diào)節(jié)器原理及勵磁系統(tǒng)穩(wěn)定器教學(xué)基本要求：（1）熟練掌握同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)（2）熟練掌握勵磁系統(tǒng)中轉(zhuǎn)子磁場的建立和滅磁（3）熟練掌握勵磁調(diào)節(jié)器原理（4）掌握勵磁系統(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)電機的勵磁控制系統(tǒng)勵磁調(diào)節(jié)器同步發(fā)電轉(zhuǎn)子磁場的強勵與滅磁勵磁控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)特性勵磁控制

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)以及提供查閱文獻資料清單；采用多媒體教學(xué)與研討；學(xué)生課堂重點講述勵磁調(diào)節(jié)器原理和如何進行勵磁調(diào)節(jié)器電路設(shè)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(shè)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(diào)節(jié)與控制教學(xué)重點和難點：（1）電力系統(tǒng)頻率特性（2）電力系統(tǒng)的經(jīng)濟負荷分配教學(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)濟負荷分配和自動調(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)頻與自動發(fā)電控制電力系

10、統(tǒng)自動低頻減載教學(xué)建議：教師提前布置任務(wù)以及提供查閱文獻資料清單；采用多媒體教學(xué)與研討；學(xué)生課堂重點講述電力系統(tǒng)調(diào)頻與自動發(fā)電控制。第六章變電站綜合自動化教學(xué)重點和難點：（1）自動調(diào)諧消弧線圈控制裝置（2）變電站綜合自動化設(shè)計教學(xué)基本要求：（1）掌握變電所綜合自動化結(jié)構(gòu)、形式、功能（2）掌握自動調(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化設(shè)計教學(xué)基本內(nèi)容：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自動調(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化設(shè)計實

11、例教學(xué)建議：教師提前布置任務(wù)以及提供查閱文獻資料清單；采用多媒體教學(xué)與研討；學(xué)生課堂重點講述變電站綜合自動化設(shè)計和如何進行自動調(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；課后要進行裝置實現(xiàn)與測試。第七章電力系統(tǒng)調(diào)度自動化教學(xué)重點和難點：(1)電力系統(tǒng)調(diào)度自動化系統(tǒng)(2)電力系統(tǒng)狀態(tài)估計教學(xué)基本要求：(1)熟練掌握遠方終端RTU(2)了解數(shù)據(jù)通信的通信規(guī)約(3)了解調(diào)度中心的計算機系統(tǒng)熟練掌握自動發(fā)電控制熟練掌握電力系統(tǒng)狀態(tài)估計教學(xué)基本內(nèi)容：概述電力系統(tǒng)調(diào)度自動化系統(tǒng)電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲分析電力系統(tǒng)狀態(tài)估計電力系統(tǒng)靜態(tài)安全分析教學(xué)建議：教師提前布置任務(wù)以及提供查閱文獻資料清單；采用多媒體教學(xué)與

12、研討；學(xué)生課堂重點講述電力系統(tǒng)調(diào)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)教學(xué)重點和難點：(1)配電網(wǎng)故障定位及隔離技術(shù)(2)遠程抄表與計費系統(tǒng)教學(xué)基本要求：(1)熟練掌握配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)(2)熟練掌握配電網(wǎng)故障定位及隔離技術(shù)(3)掌握遠程自動抄表計費系統(tǒng)和負荷控制（4）了解配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)設(shè)計教學(xué)基本內(nèi)容：配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)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)配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)實例遠程自動抄表計費系統(tǒng)和負荷控制教學(xué)建議：教師提前布置任務(wù)以及提供查閱文獻資料清單；采用多媒體教學(xué)與研討；學(xué)生課堂重點講述配電網(wǎng)故障定位及隔離技術(shù)、遠程自

13、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(xué)重點和難點：（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標準智能一次設(shè)備教學(xué)建議：教師提前布置任務(wù)以及提供查閱文獻資料清單；采用多媒體教學(xué)與研討；學(xué)生課堂重點講述智能電網(wǎng)和智能變電站。四、教學(xué)環(huán)節(jié)與學(xué)時分配序號教學(xué)內(nèi)容總學(xué)時其中課外輔導(dǎo)/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(diào)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(diào)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(xué)中應(yīng)注意的問題：（沒有請?zhí)顚憻o）無六、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)自動化李巖松主編，中國電力