《电力系统自动化》教学大纲

《电力系统自动化》教学大纲课程编号：13180435英文名称：PowerSystemAutomatic学分：2学时：总学时36学时，其中理论28学时，实验8学时先修课程：电力系统分析、电路原理等课程类别：专业方向课授课对象：电气工程及其自动化专业学生教学单位：机械与电气工程学院修读学期：第6学期一、课程描述和目标本课程是电气工程及其自动化专业选修课，是一门重要的专业主干课程。本课程的任务主要是讲述电力系统的自动装置的基本原理、自动装置的组成、电网监控与调度自动化等相关知识。本课程能够使学生初步掌握电力系统自动化的基本理论、基本技术和基本知识，建立系统整体概念，并具有系统计算分析的能力，为今后从事电力系统自动化工作奠定一定的基础。本课程拟达到的课程目标:课程目标1：掌握电气工程中电力系统自动装置、变电站综合自动化系统、电力系统调度自动化系统等系统设计和产品开发全周期、全流程的设计开发方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素。课程目标2：了解电气工程中电力系统自动装置、变电站综合自动化系统、电力系统调度自动化系统等工程及产品全周期、全流程的成本构成，理解其中涉及的工程管理与经济决策问题。课程目标3：了解电力系统自动化的前沿技术，具有自主学习的能力，包括对技术问题的理解能力，归纳总结的能力和提出问题的能力等，能够通过不断学习提高自身能力，适应社会和专业的发展。二、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标权重3.1掌握电气工程相关领域工程设计和产品开发全周期、全流程的设计开发方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素。课程目标1H11.2了解电气工程相关领域的工程及产品全周期、全流程的成本构成，理解其中涉及的工程管理与经济决策问题。课程目标2L12.2具有自主学习的能力，包括对技术问题的理解能力，归纳总结的能力和提出问题的能力等，能够通过不断学习提高自身能力，适应社会和专业的发展。课程目标3L（注：要求课程目标与毕业要求指标点应是一一对应支撑）三、教学内容、基本要求与学时分配序号教学内容基本要求及重、难点（含德育要求）学时教学方式对应课程目标1概述电力系统自动装置和系统的设计方法及电磁兼容电力系统自动装置的软硬件原理基本要求：掌握电力系统自动装置和系统的设计方法和软硬件基本原理重点难点：电力系统自动装置和系统的设计方法，方案设计与选择德育要求：社会责任4集中讲授1，22发电机的自动并列准同期并列的基本原理微机型自动准同期装置电网之间的准同期并列基本要求：准同期并列的基本原理；掌握合闸条件的计算方法重点难点：准同期并列的原理，合闸条件的计算方法德育要求：工匠精神5集中讲授1，23同步发电机励磁自动控制系统概述同步发电机励磁控制系统励磁调节器励磁控制系统中强励和灭磁励磁控制系统调节特性电力系统稳定性基本要求：掌握同步发电机励磁控制系统的基本原理；掌握励磁调节器的调节特性重点难点：励磁控制系统的调节特性励磁控制系统的稳定性分析德育要求：实践创新6集中讲授1，24电力系统频率及有功功率的自动调节电力系统频率特性调速器及频率调节特性电力系统调频与自动发电控制电力系统低频减载基本要求：掌握电力系统负荷的功率-频率特性；掌握发电机组的功率-频率特性；调速系统的基本工作原理与组成；掌握低频减载装置的作用与原理重点难点：电力系统的频率特性以及低频减载德育要求：团队合作5集中讲授1，25变电站综合自动化的概念变电站综合自动化系统的功能变电站综合自动化的结构形式变电站电压、无功综合控制子系统变电站备用电源自动投入装置变电站故障录波装置基本要求：掌握变电站综合自动化的功能，结构形式；几种常见的子系统和自动装置重点难点：变电站电压、无功综合控制子系统、变电站故障录波装置德育要求：实践创新3集中讲授1,26概述电力系统调度自动化系统电力系统状态估计电力系统静态安全分析基本要求：掌握调度自动化系统的组成及功能；掌握最小二乘状态估计方法；理解电力系统的静态安全分析重点难点：电力系统状态估计方法德育要求：诚信友善3集中讲授1,27配电管理系统配电管理系统概述配电网自动化系统的组成配电网自动化系统的通信方式配电网故障定位及隔离技术远程自动抄表计费系统和负荷控制基本要求：了解配电网自动化系统的概念、组成，掌握配电网自动化系统的通信方式、故障定位与隔离技术等重点难点：故障定位与隔离技术德育要求：爱国主义2集中讲授演示1,2合计282．实验教学内容序号实验项目实验内容与要求学时类型对应课程目标1同步发电机准同期并列运行掌握同步发电机的自动准同期并列的基本原理2验证1,22电力系统频率及有功功率的自动调节掌握电力系统频率及有功功率的自动调节基本原理3验证1,23电力系统调度自动化掌握电力系统调度自动化基本原理3设计1,2合计8注：实验要求包括必修、选修；实验类型包括演示、验证、综合、设计等。四、课程教学方法1.总体设计以课程目标为导向，以兴趣激发为重点，以实践、作业为载体，课内与课外融通、讲授与自学结合，实施基于问题和案例的半翻转探究式教学。课堂教学方法：集中授课为主，讨论为辅。实验教学方法：集中指导、个别答疑。课外学习方法：预习教材相关章节，追踪电力系统自动化研究前沿，巩固教学内容。2.课堂教学课堂讲授：课前预习的基础上，按知识模块，通过问题引导学生学习和讨论。在讲授、讨论中，引导学生掌握电力系统自动化相关技术。课内讨论：围绕预习内容、作业问题、小组汇报，引导学生进行优化、完善和补充。3.实验教学在课外学习和作业实施的基础上，通过集中实验，理解有关知识点，掌握常用分析和设计方法。4.课外学习课前预习：要求学生在课前按预习计划完成自主学习内容，即自学教材相关章节，观看课程网站上教学视频。课后作业：要求学生按时完成课后作业。项目设计：要求学生以小组为单位追踪电力系统自动化技术的研究前沿，并进行课堂汇报。五、学业评价和课程考核（一）考核方式及具体要求1.课程成绩构成与要求课程考核注重形成性和终结性评价相结合，考核内容主要由平时作业、小组汇报、上机实验、期末考核组成，均按百分制计分，其中期末考核成绩占50%、平时作业成绩占15%、小组汇报成绩占15%、实验成绩占20%。2.课程目标达成考核与评价序号教学环节课程目标1（分值）课程目标2（分值）课程目标3（分值）合计1平时作业1050152小组汇报0510153实验1550204期末考试500050课程目标对应分值751510100（二）考核与评价标准1.平时成绩考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分平时作业按时完成，学习态度很认真，计算正确，解答答案正确或合理，字迹工整，完成质量高。按时完成，学习态度认真，计算基本正确，解答答案基本正确或合理，字迹工整，完成质量较高。延时完成，学习态度一般，计算、解答答案错误较多，字迹基本工整，完成质量尚可。不交和补交，学习态度很不认真，计算、解答答案错误较多或者不答，字迹潦草，完成质量差，或有抄袭行为。2.小组汇报与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分小组汇报汇报具有前沿性，思路清晰、表达清楚、讲解准确、逻辑性高、PPT制作美观，汇报质量高。汇报具有较好前沿性，思路基本清晰、表达基本合理、讲解基本准确、PPT制作较好，汇报质量较高。前沿性一般，思路一般、讲解不够深刻，PPT制作一般，汇报质量尚可。汇报态度很不认真，汇报过程中存在明显错误，PPT完成质量差。3.实验考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分实验考核能够快速、准确完成实验要求的任务功能，程序设计规范，编程思路清晰，符合实验内容要求。设计报告版面整洁、内容完整，程序流程图规范，问题剖析深刻。能够按时完成实验要求的任务功能，程序设计规范性一般，编程思路基本清晰，符合实验内容要求。设计报告版面整洁度、内容完整性一般，程序流程图规范性一般，问题剖析不够深刻。能够基本完成实验要求的任务功能，程序设计基本规范，编程思路不够清晰，基本符合实验内容要求。设计报告版面基本整洁、内容基本完整，程序流程图基本规范，问题剖析简单。未能按时完成实验要求的任务功能，程序设计规范性较差，编程思路混乱，不符合实验内容要求。设计报告版面混乱、内容不完整，程序流程图不规范，无问题剖析。4.期末试卷考核与评价标准根据课程目标及教学内容，设计期末考核试题，综合检验学生对课程相关知识的掌握、综合应用及解决复杂问题的能力，根据考试题目设计相应