高压直流输电课程教学大纲

高压直流输电课程教学大纲课程中文名称：高压直流输电课程英文名称：HighVoltageDCTransmission课程编号：C1041应开课学期：7学时数：24学分数：1.5适用专业：电气工程及其自动化课程类型：专业拓展课先修课程：电路原理，电力电子技术，电力系统分析，继电保护。一、课程性质本课程是电气工程及其自动化专业的专业拓展课程选修。高压直流输电HVDC是电力电子技术应用最为重要、最为传统、发展最为活跃的领域之一，以其可实现交流电网的异步连接、控制灵活性强等特点正得到快速发展和广泛应用。特别是随着大范围能源优化配置、大规模可再生能源发电并网等需求的扩大，直流输电工程项目得到快速实施。高压直流输电技术涉及器件、电路、设备、控制方法等各个层次，既有直流输电本身的特性分析与设计，又有与交流系统的相互作用及其分析，是一门理论性和实践性很强的课程。二、课程目标通过本课程的学习，掌握高压直流输电的基本概念、构成与分类，高压直流输电的特点及适用场合。了解高压直流输电的历史发展阶段与国外的现状、直流输电在我国的发展过程及未来的发展规划、高压直流输电的新进展。了解高压直流输电的主要电气设备的功能与特点。能运用高等数学、电路原理、电力电子电路基本方法分析换流器的工作原理。能结合工程问题，运用自动控制理论、继电保护原理分析高压直流输电的控制与保护方案，具有将高压直流输电技术用于解决复杂电气工程问题的能力。能够理解高压直流输电技术所面临的复杂工程问题及对社会、环境的影响。三、支撑的毕业要求课程对毕业要求的支撑课程教学目标、达成途径和评价依据等毕业要求2.掌握工程基础知识和本专业的基本理论知识，具有系统的工程实践学习经历；了解本专业的前沿发展现状和趋势。教学目标：能够掌握高压直流输电的分类、构成及适用场合，能够分析高压直流输电优缺点，能够对直流输电与交流输电进行对比；了解高压直流输电系统的谐波抑制和无功补偿方法，并比较各种方法的优缺点；了解高压直流输电的历史与国外的现状，了解直流输电发展史上具有重要意义的工程实例，了解直流输电在我国的发展及规划，了解高压直流输电工程的重要作用；了解高压直流输电技术的最新进展。达成途径：课堂讲解。评价依据：平时作业；课程论文。评价方式：评估平时作业的正确性与完整性，给出成绩；评价课程论文正确性与完整性，给出成绩。毕业要求5.掌握基本的创新方法，具有追求创新的态度和意识；具有综合运用理论和技术手段设计电气工程领域的系统和过程的能力，设计过程中能够综合考虑经济、环境、法律、安全、健康、伦理等制约因素。教学目标：能够运用电路理论知识分析高压直流输电换流器的基本特性、基本关系式及典型波形、曲线；能够运用高等数学中的级数知识分析高压直流输电换流器典型波形的谐波规律；能够运用电力电子技术知识及自动控制理论原理分析高压直流输电基本控制方法，分析直流输电系统协调控制、潮流反转、启动、停止等的控制方法及系统出现各种故障时的保护措施。达成途径：课堂讲解。评价依据：平时作业；课程论文。评价方式：评估平时作业的正确性与完整性，给出成绩；评价课程论文正确性与完整性，给出成绩。毕业要求6.掌握文献检索、资料查询及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法；教学目标：了解高压直流输电系统中换相失败分析、典型故障分析、先进控制方法应用等相关专题的理论研究成果和工程案例。达成途径：课堂讲解；文献阅读。评价依据：课程论文。评价方式：评估课程论文的正确性与完整性，给出成绩。毕业要求9.对终身学习有正确认识，具有不断学习和适应发展的能力。教学目标：了解高压直流输电的新技术及新发展，包括器件、电路拓扑及控制方法的最新进展。达成途径：课堂讲解；文献阅读。评价依据：课程论文。评价方式：评估课程论文的正确性与完整性，给出成绩。四、教学内容、学时安排和基本要求第一章绪论4学时1掌握高压直流输电的构成与分类。2掌握高压直流输电的特点及适用场合。3了解高压直流输电国内外发展历史、现状及最新进展。重点难点：高压直流输电的构成与分类，高压直流输电的特点及适用场合。第二章高压直流输电系统的主要设备4学时1掌握换流阀构成及其运行特点。2了解换流变压器、平波电抗器、无功补偿装置、滤波器的功能与特点。重点难点：换流阀构成及运行特点。第三章换流器工作原理8学时1掌握6脉波整流器各种运行方式的工作原理分析，能够分析换相过程，推导不同工况下整流输出电压表达式、电流波形图。2掌握12脉波整流器正常运行方式的工作原理分析，桥间相互影响，相关计算公式。3掌握6脉波逆变器正常运行方式和故障运行方式的工作原理分析，能够分析6脉波逆变器外特性曲线。4掌握12脉波逆变器实现逆变的条件，换相失败分析，整流电压平均值计算公式。重点难点：整流器及逆变器正常运行方式、非正常运行方式、故障运行方式分析，谐波分析，换相失败问题。第四章电网换相直流输电的控制与保护6学时1掌握高压直流输电的基本控制方式。2了解整流器与逆变器的协调控制。3掌握高压直流输电的故障的分类与保护动作；4了解换流站内的故障与保护示例，了解直流线路的故障与保护示例，了解交流侧的故障与保护示例。重点难点：基本控制方式和保护方式，整流器与逆变器的协调控制。第五章高压直流输电的新技术及新发展2学时1了解器件换相直流输电技术。2了解特高压直流输电发展概况。重点难点：器件换相直流输电技术，特高压直流输电。五、课程的其它教学环节序号教学环节教学内容学时数1课程论文由学生课外独立确定02平时作业1、高压直流输电分类与构成方式、高压直流输电特点。2、高压直流输电系统主要设备。3、换流器典型工况分析与计算。4、高压直流输电系统控制策略与保护类型。0六、教学方法与手段本课程教学主要采用课堂讲授、多媒体教学、平时作业、课程论文等教学方法与手段。七、推荐教材和教学参考资源教材：1.韩民晓，文俊，徐永海。高压直流输电原理与运行第2版。北京：机械工业出版社，2012。参考书：1、赵畹君主编，高压直流输电工程技术，北京：中国电力出版社，2004。2、李兴源编著，高压直流输