《水电站计算机监控技术与应用》教学大纲

1、水电站计算机监控技术与应用教学大纲 窗体顶端 课程名称：水电站计算机监控技术与应用； Computer Supervisory Control Technology and Application for Hydropower Stations 学 时 数： 60 学 分 ：3.5 课程类别：限定选修课 先修课程：计算机文化基础、发电厂电气部分、PLC原理及应用 一、课程的性质与任务水电站计算机监控技术与应用是发电厂及电力系统专业的一门主要专业课，是一门理论性和实践性都很强的专业课，学生通过本课程的学习掌握水电站计算机监控系统的基本概念、结构、工作原理、功能、考虑和解决问题的基本方法以及基本的

2、操作技能。为学生毕业后从事本专业范围内的各项工作奠定基础。 二 、课程的教学基本要求1. 掌握水电站计算机监控方式的演变过程及各种监控方式的特点；2. 掌握适用于水电站监控系统的各种计算机类型及其特点；3. 掌握水电站计算机监控系统的基本结构形式及其特点；4. 掌握分层分布式水电站计算机监控系统中的电站主控层和现地控制单元的结构及原理；5.掌握实时数据库和历史数据库的概念和作用及两者之间的区别；6. 掌握构成水电站计算机监控系统数据通信系统构成及原理；7. 掌握水电站计算机监控综合自动化系统的含义与组成；8. 掌握水电站计算机监控系统基本的操作、调试与调度运行技能。三、教学基本内容和教学要求第

3、1章 概论1. 基本内容1) 水电站计算机监控系统的发展过程和国内外现状；2) 水电站计算机监控的目的和意义；3) 小型水电站计算机监控系统的特点；4) 水电站综合自动化。2. 基本要求1) 了解水电站计算机监控系统的发展概况；2) 掌握水电站计算机监控方式的演变过程及各种监控方式的特点；3) 理解在水电站采用计算机监控技术的目的和意义；4) 理解小型水电站计算机监控系统的特点；5) 了解水电站综合自动化的内涵。3. 重点与难点重点：水电站计算机监控方式的演变过程及各种监控方式的特点。难点：水电站综合自动化内涵的理解。第2章 计算机监控的基础知识1. 基本内容1) 适用于水电站监控系统的典型微

4、型计算机；2) 计算机数据通信的概念、作用、软硬件构成及通信方式；3) 微机监控系统的基础装置。2. 基本要求1) 了解计算机系统的硬件和软件系统；2) 掌握适用于水电站监控系统的各种计算机类型及其特点；3) 了解各种微机监控系统基础装置的作用；4) 理解数据通信的基本概念、软硬件构成和通信方式。3. 重点与难点重点：适用于水电站监控系统的各种计算机特点；数据通信方式。难点：各种数据通信方式之间的区别。第3章 水电站计算机监控系统的模式和配置1. 基本内容1) 水电站计算机监控系统的两种模式；2) 水电站计算机监控系统的基本结构、分类、功能和内容；3) 水电站计算机监控系统的配置和主要性能指标

5、；2. 基本要求1) 了解水电站计算机监控系统两种模式的特点；2) 掌握水电站计算机监控系统的基本结构形式及其特点；3) 了解水电站计算机监控系统的分类；4) 掌握水电站计算机监控系统各层次的功能；5) 理解水电站计算机监控的内容；6) 了解水电站计算机监控系统的配置要求和主要性能指标。3. 重点与难点重点：集中式和分层分布式监控系统的特点；水电站计算机监控系统各层次的功能。难点：集中式和分层分布式监控系统之间的区别；对配置要求的理解。第4章 水电站计算机监控系统的结构和工作原理1. 基本内容1) 水电站计算机监控系统的结构；2) 水电站计算机监控系统的工作原理。2. 基本要求掌握分层分布式水

6、电站计算机监控系统中的电站主控层和现地控制单元的结构及原理。3. 重点与难点重点：分层分布式水电站计算机监控系统中的电站主控层和现地控制单元的工作原理。难点：现地控制单元的工作原理及其与电站主控层之间的联系。第5章 水电站计算机监控数据库系统1. 基本内容1) 数据库基本概念；2) 实时数据库的设计与开发；3) 历史数据库的设计与开发。2. 基本要求1) 理解数据库系统的基本概念和结构；2) 掌握实时数据库和历史数据库的概念和作用及两者之间的区别；3) 了解实时数据库和历史数据库的设计原则、开发方法及过程。3. 重点与难点重点：数据库系统的结构；实时数据库和历史数据库的概念和作用及两者之间的区

7、别。难点：实时数据库和历史数据库的设计与开发过程。第6章 水电站计算机监控软件系统1. 基本内容1) 软件系统的层次结构；2) 软件系统的设计与开发；3) 软件系统的人机界面。2. 基本要求1) 掌握软件系统的层次结构及各层次的作用；2) 理解软件系统设计过程中的需求分析、统一建模和设计原则等内容；3) 了解软件系统的开发与实现、安装、调试和维护；了解软件的人机界面。3. 重点与难点重点：软件系统的层次结构。难点：软件系统的开发方法与过程。第7章 水电站计算机监控数据通信系统1. 基本内容1) 内部数据通信系统；2) 外部数据通信系统。2. 基本要求1) 掌握构成水电站计算机监控系统内部数据通

8、信系统的现场总线和以太网；2) 熟悉外部数据通信的术语；3) 理解外部数据通信的模式、远动通信规约和评价远动通信规约的标准。3. 重点与难点重点：现场总线和以太网的特点及作用；外部数据通信的术语。难点：远动通信规约。第8章 水电站计算机监控综合自动化系统1. 基本内容1) 水电站视频监控系统；2) 水电站厂内经济运行系统；3) 水电站微机调速系统和微机励磁系统。2. 基本要求1) 了解视频监控系统的发展过程；2) 掌握视频监控系统的组成、特点及作用；3) 了解视频监控系统的设计与实现方法；4) 熟悉水电厂内经济运行系统的作用及组成；5) 了解水电站微机调速系统的作用、类型、技术性能及试验；6)

9、 了解水电站励磁系统的作用、结构、原理及试验。3. 重点与难点重点：视频监控系统的组成、特点及作用；水电厂内经济运行系统、微机调速系统和励磁系统的作用。难点：视频监控系统的设计与实现方法。第9章 水电站计算机监控系统项目概论1. 基本内容1) 水电站计算机监控系统项目概述；2) 水电站计算机监控系统的项目试验、验收和远方诊断。2. 基本要求了解水电站计算机监控系统项目的项目定义、项目可行性分析、招标与投标、合同的签订、项目的生命周期、项目的包装、运输和保险、人员培训、售后服务、质量保证、技术服务、图纸与资料、试验以及协调与联络等内容以及试验和验收。3. 重点与难点难点：一个项目的研究与建设过程

10、。第10章 水电站计算机监控系统工程实例1. 基本内容1) 老石坎水电站计算机监控系统的功能；2) 老石坎水电站计算机监控系统的操作；3) 老石坎水电站计算机监控系统的维护及故障处理。2. 基本要求熟悉老石坎水电站计算机监控系统的功能、操作、维护及故障处理。3. 重点与难点重点：老石坎水电站计算机监控系统的功能与操作方法。第11章 水电站计算机监控最新技术与发展趋势1. 基本内容1) 现地控制单元的最新技术与发展趋势；2) 通信系统的最新技术与发展趋势；3) 数据库与软件的最新技术与发展趋势；4) 水电站计算机监控技术的总体现状与发展趋势。2. 基本要求了解水电站计算机监控技术的最新技术和发展

11、趋势。四、实验（一）课内实训环节（10学时）(1) 水电站计算机实时监控实验课题(2) 遥控、遥测、遥信和遥调四遥实验课题(3) 电力系统调度运行实训课题 (4) 水电站水轮发电机组的开停机实训课题(5) 水电站及电力系统有功功率频率特性实验课题(6) 水电站及电力系统无功功率电压特性实验课题(7) 水电站发电机无穷大系统稳态运行实训(8) 水电站计算机监控PLC现地控制编制实训由任课教师在上述八个实验中任意选择五个实验。（二）独立实训环节（1周）(1) 水电站水轮发电机励磁控制复合课题 课题一 不同角（控制角）对应的励磁电压波形实验 课题二 典型方式下的同步发电机起励实训 课题三 励磁调节器

12、控制方式及其相互切换实训 课题四 跳灭磁开关灭磁和逆变灭磁实训 课题五 伏赫限制实验 课题六 欠励限制实验 课题七 同步发电机强励实验 课题八 调差实验 课题九 过励磁限制实验(2) 水电站发电机准同期并列运行复合课题 课题一 自动准同期条件测试实验 课题二 线性整步电压形成（相敏环节）测试实验 课题三 压差、频差和相差闭锁与整定实验 课题四 导前时间整定及测量方法实验 课题五 手动准同期并网实训 课题六 半自动准同期并网实训 课题七 自动准同期并网实训(3) 水电站水轮发电机组与电力系统复合课题 课题一 同步发电机空载实验和短路实验 课题二 同步发电机V形曲线及零功率因数测定实验 课题三 同

13、步发电机外特性实验 课题四 电力系统功率特性和功率极限实验 课题五 电力系统暂态稳定实验 课题六 单机带负荷实训五、学时分配表总课时为60学时，其中理论教学50学时，实验10学时。具体学时分配见下表。 章节 学时分配 合计 理论 实验 第1章 概论 4 第2章 计算机监控的基础知识 6 第3章 水电站计算机监控系统的模式和配置 8 2 第4章 水电站计算机监控系统的结构和工作原理 2 2 第5章 水电站计算机监控数据库系统 4 2 第6章 水电站计算机监控软件系统 8 第7章 水电站计算机监控数据通信系统 4 第8章 水电站计算机监控综合自动化系统 6 第9章 水电站计算机监控系统项目概论 2

14、 第10章 水电站计算机监控系统工程实例 4 4 第11章 水电站计算机监控最新技术与发展趋势 2 总计 60 50 10 六、考核方式改革考核手段和方法对激励学生学习积极性、提高实践能力有重要作用。本课程考核可分为理论考核与实践考核两部分。应注意通过课堂提问、学生作业、平时掌握情况、实验及考试情况综合评价学生成绩，对在学习和应用上有创新的学生应特别给予鼓励。考核试题以教学目标为依据，突出重点，难度适当，建立试题库，实现教考分离。七、建议的教材及教学参考书（一） 教材徐金寿，张仁贡. 水电站计算机监控技术与应用.杭州：浙江科技出版社，2007.（二） 参考书1 徐锦才.小型水电站计算机监控技术.北京： 河海大学出版社，2005.2 孙力，徐国君.小型水电站计算机监控技术.北京： 中国计划出版社，1999.3 方辉钦.现代水电厂计算机监控技术与试验. 北京： 中国电力出版社，2003.八、说明1、大纲的应用范围和使用方法本大纲适用于高等职业学院发电厂及电力系统专业的学生。2、教学建议1）教学组织本课程教学组织形式以班级形式授课，班级人员以40人左右为宜。实验与实训以23人一组为宜。2）教学方法