智能变电站技术课程教学大纲

智能变电站技术课程教学大纲课程中文名称：智能变电站技术课程英文名称：IntelligentSubstationTechnology课程编号：204T0640学分：1学时：16（其中：讲课学时：16实验学时：0上机学时：0）先修课程：电力系统信号分析与处理、智能电网通信原理适用专业：智能电网信息工程课程类别：专业拓展课/选修使用教材：《智能变电站技术与实践》，覃剑，北京：中国电力出版社，2012。开课单位：电气与新能源学院课程简介：智能化变电站是在数字化变电站的基础上，根据标准的通信协议体系，考虑到智能电网中分布式电源的大量接入和与用户的互动性要求，应用数字化测量等智能技术构建的智能电网枢纽。智能变电站建设是智能电网发展的基础，课程内容主要涵盖智能变电站与智能电网的关系、采用的通信协议与技术、主要的结构体系的构建和设计原则，需结合应用实例对智能变电站的通信、设计原则、结构体系和相关技术进行理论分析，旨在提升学生针对智能变电站技术的工程应用能力。一、课程性质《智能变电站技术》课程是智能电网信息工程专业教学计划中的专业拓展课。智能变电站以高速网络通信平台为信息传输基础，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动、状态检修等高级应用功能的变电站。所以本课程建立在信号与系统、电力系统通信技术、传感器与检测技术、电力系统分析等课程知识的基础上，具有较强的综合性，同时与生产实际联系紧密。二、课程目标：课程目标1：通过本课程学习，帮助学生塑造正确的世界观、人生观、价值观，让学生通过学习，掌握事物发展规律，丰富学识，增长见识，塑造品格，努力成为德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人。课程目标2：能够熟悉智能变电站的主要研究内容、智能电网与智能变电站关系，了解智能变电站系统结构设计原则、技术特征，并清楚IEC61850标准、IEC61850与智能电网的关系。课程目标3：能够了解智能变电站通信基础、站内网络通信系统，获悉电子式互感器的基本结构、工作原理以及智能电器的构成、关键技术。课程目标4：能够掌握变压器局部放电和油色谱监测方法，分析智能变电站过程层、间隔层、站控层的设备及实现功能以及关键技术、相互关系。三、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求毕业要求指标点课程目标对毕业要求的支撑关系1.工程知识1.2能针对一个智能电网复杂工程问题，运用电气工程、控制工程和计算机等基础知识建立合适的数学模型，进行参数设置，设计验证方案，并做出评价。课程目标1课程目标22.问题分析2.1能通过现有工具获得与智能电网相关的信息和方法；2.2能够运用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达与智能电网相关的问题；2.3能识别和判断智能电网复杂工程问题的关键环节和参数，并建立模型。课程目标1课程目标33.设计/开发解决方案3.2能够对智能变电站设计方案进行可行性进行研究，并给出评价；3.3能够熟悉智能变电站的整个设计流程。课程目标1课程目标44.研究4.2能正确分析和解释或设计案例方案，分析数据，得出合理有效的结论。课程目标1课程目标4四、教学内容及要求第一章智能变电站概述1.教学内容（1）智能变电站的概念（2）智能变电站的主要研究内容、智能电网与智能变电站关系2.重点难点：智能变电站主要研究内容、在智能电网中的地位3.课程思政融入点：智能变电站采用可靠、经济、集成、低碳、环保的设备与设计，能够支持电网实时在线分析和控制决策，进而提高整个电网运行可靠性及经济性，积极响应了“双碳”战略目标。4.考核要点：智能变电站系统结构设计原则5.教学方法：课堂讲授。6.作业安排：阐述工程项目生命期与建设程序。第二章智能变电站的体系结构1.教学内容：（1）智能变电站系统结构设计原则；（2）智能变电站的体系结构与技术特征；2.重点难点：智能变电站系统结构设计原则、技术特征。3.课程思政融入点：分析和介绍智能变电站技术发展现状，对比国内外创新管理策略，培养学生的爱国情怀和求真务实精神。4.考核要点：智能变电站系统结构设计原则5.教学方法：课堂讲授。6.作业安排：本章习题1-3题第三章IEC61850标准及其关键技术1.教学内容：（1）IEC61850标准概述；（2）对象建模技术与对象模型；（3）特定通信服务映射SCSM、变电站配置语言SCL；（4）IEC61850的一致性测试及对工程管理、系统测试的规范和定义；（5）IEC61850与智能变电站的关系及对智能电网的作用与意义。2.重点难点：（1）IEC61850标准、IEC61850与智能电网的关系；（2）变电站配置语言3.课程思政融入点：介绍IEC61850标准，分析我国变电站配置关键技术的发展瓶颈，培养学生科研自信和爱国情怀，了解国家战略导向、工匠精神。4.考核要点：IEC61850标准、IEC61850与智能变电站的关系。5.教学方法：课堂讲授。6.作业安排：本章习题1-3题第四章智能变电站网络通信技术 1.教学内容：1．教学内容（1）变电站通信技术的发展过程；（2）智能变电站通信技术基础、ASN.1编解码规范、制造报文规范MMS；（3）站内网络通信系统、总线技术、远方控制中心的通信模式。2.重点难点：智能变电站通信基础、站内网络通信系统。3.课程思政融入点：介绍智能变电站站内网络通信系统、总线技术、远方控制中心的通信模式，培养学生科研自信和爱国情怀，了解国家战略导向、工匠精神。4.考核要点：（1）智能变电站通信技术基础；（2）智能变电站通信基础、站内网络通信系统。5.教学方法：课堂讲授。6.作业安排：本章习题1-3题第五章电子式互感器1.教学内容（1）传统互感器、电子式互感器分类；（2）电子式互感器的基本结构及工作原理、特点、数据接口；（3）电子式互感器的试验技术及其应用。2.重点难点：电子式互感器的基本结构及工作原理。3.课程思政融入点：分析电子式互感器的基本结构及工作原理、特点、数据接口和发展现状，培养学生的科学探索精神、专业素养和创新精神。4.考核要点：（1）电子式互感器的工作原理、特点、数据接口；（2）电子式互感器的应用。5.教学方法：课堂讲授。6.作业安排：本章习题1-3题第六章智能电器1.教学内容（1）电器及其智能化、智能电器的发展；（2）智能电器的构成及其关键技术；（3）电器本体的智能化、新型成套电器设备。2.重点难点：智能电器的构成、关键技术。3.课程思政融入点：分析我国智能电器的发展历史和关键技术瓶颈，从提升电器本体的智能化出发，培养学生的科学精神、专业素养、求真务实精神。4.考核要点：智能电器的关键技术5.教学方法：课堂讲授。6.作业安排：本章习题1-3题第七章变压器智能监测1.教学内容：（1）变压器在线监测技术、智能变压器；（2）变压器的局部放电监测方法、变压器油的色谱监测方法；（4）变压器故障分析与诊断技术；（5）变压器状态智能预警技术。2.重点难点：（1）变压器局部放电和油色谱监测方法；（2）变压器的故障分析、诊断方法。3.课程思政融入点：变压器在线监测是进一步建设智能电网，提高运行效率与经济可靠性的基础，从提高故障分析与诊断效率出发，培养学生的爱国情怀、科学精神、求真务实精神、工程伦理意识。4.考核要点：变压器的故障分析、诊断方法5.教学方法：课堂讲授。6.作业安排：本章习题2-3题第八章智能变电站3层结构的关键技术1.教学内容：（1）过程层的相关设备、实现的功能，关键技术；（2）间隔层的相关设备、实现的功能、测试、整合与优化；（3）站控层的形成和发展趋势、构成、功能要求、关键技术、实现方法、数据通信。2.重点难点：（1）过程层的设备及实现功能、关键技术；（2）间隔层的设备及实现功能、测试、整合与优化；（3）站控层的构成及实现功能、方法、关键技术、数据通信。3.课程思政融入点：引入智能变电站过程层、间隔层、站控层的建设案例，培养学生的科学精神、求真务实精神、工程伦理意识。4.考核要点：过程层、间隔层、站控层之间的关系的设备及实现功能。5.教学方法：课堂讲授。6.作业安排：本章习题1-3题章节教学内容学时分配支撑的课程目标讲课实验实践第一章智能变电站概述11、2第二章智能变电站的体系结构11、2第三章IEC61850标准及其关键技术21、2第四章智能变电站网络通信技术11、2、3第五章电子式互感器21、2、3第六章智能电器21、2、3第七章变压器智能监测31、2、3、4第八章智能变电站3层结构的关键技术41、2、3、4五、教学内容对课程目标的支撑关系六、考核方式及成绩评定标准1.课程考核方式：闭卷考试占60%，平时成绩占40%。平时成绩包括课堂表现和雨课堂15%、课堂讨论5%、课程作业10%、单元测试10%。支撑毕业要求课程目标考核与评价方式合计平时成绩（40%）期末考试（60%）课堂表现15%课堂讨论5%课程作业10%单元测试10%闭卷考试指标点1.2课程目标155指标点2.1、2.2、2.3课程目标2153045指标点3.2、3.3课程目标3102030指标点4.2课程目标4101020总分占比%40601002.课程考核评分标准课程目标考核要求评分标准高于预期达到预期低于预期优秀良好合格不合格1.通过本课程学习，帮助学生塑造正确的世界观、人生观、价值观，让学生通过学习，掌握事物发展规律，丰富学识，增长见识，塑造品格，努力成为德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人。（5分）平时表现课堂讨论543<32.能够熟悉智能变电站的主要研究内容、智能电网与智能变电站关系，了解智能变电站系统结构设计原则、技术特征，并清楚IEC61850标准、IEC61850与智能电网的关系。（45分）平时表现课程作业单元测试课堂讨论课程考试41-4536-4027-35<273.能够了解智能变电站通信基础、站内网络通信系统，获悉电子式互感器的基本结构、工作原理以及智能电器的构成、关键技术。（30分）平时表现课程作业单元测试课堂讨论课程考试27-3024-2618-23<184.能够掌握变压器局部放电和油色谱监测方法，分析智能变电站过程层、间隔层、站控层的设备及实现功能以及关键技术、相互关系。（20分）平