《电力系统综合实验》教学大纲

《电力系统综合实验》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：05143012课程性质：专业必修课学分：1学分学时：16学时（实验16学时）先修课程：高等数学、电路原理、电机学等后续课程：电气设备在线监测与故障诊断适用专业：电气工程及其自动化开课单位：电气工程与自动化学院一、课程说明本课程是电气工程及其自动化专业的专业必修课。本课程主要围绕电力一次系统的基本构成、主要电气设备的工作特性、系统接线型式及配电装置、电力系统并网运行、电力系统潮流分布、非正常运行方式分析等内容进行相关电力实验，使学生具备电力运行、设备维护、电气设计等岗位群所需的基本技能，提高学生综合运用知识分析问题和解决工程问题的能力，为后续课程和解决电力工程实际问题奠定基础。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：加强学生对相关理论课内容的理解、掌握，熟悉各种电气主要设备的结构及功能作用，掌握电力系统的运维操作及各种运行方式下的电流分析，熟悉电力系统专业软件使用等。课程目标2：根据有关要求自行设计实验方案，并对实验数据进行正确的判断。培养学生理论联系实际、实事求是的科学态度和严谨的工作作风，为今后专业课程学习和就业打下坚实的基础。课程目标3：了解电气工程、智能电网工程专业相关领域的技术标准体系、知识产权、产业政策和法律法规，理解不同社会文化对电气工程活动的影响。培养学生正确的人生观、强烈的爱国情怀、高度的社会责任感和良好的人文素养。三、课程目标与毕业要求《电力系统综合实验》课程教学目标对电气工程及其自动化专业毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度3.设计/开发解决方案3.1能够掌握工程设计和产品开发全周期、全流程的基本方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素。课程目标1：加强学生对相关理论课内容的理解、掌握，熟悉各种电气主要设备的结构及功能作用，掌握电力系统的运维操作及各种运行方式下的电流分析，熟悉电力系统专业软件使用等。课程目标2：根据有关要求自行设计实验方案，并对实验数据进行正确的判断。培养学生理论联系实际、实事求是的科学态度和严谨的工作作风，为今后专业课程学习和就业打下坚实的基础。M4.研究4.2能够根据复杂电气工程问题的特征，选择研究路线，设计实验方案。课程目标2：根据有关要求自行设计实验方案，并对实验数据进行正确的判断。培养学生理论联系实际、实事求是的科学态度和严谨的工作作风，为今后专业课程学习和就业打下坚实的基础。H5.使用现代工具5.1能够掌握现代仪器、工程工具、信息技术工具的使用原理和方法。课程目标1：加强学生对相关理论课内容的理解、掌握，熟悉各种电气主要设备的结构及功能作用，掌握电力系统的运维操作及各种运行方式下的电流分析，熟悉电力系统专业软件使用等。课程目标3：了解电气工程、智能电网工程专业相关领域的技术标准体系、知识产权、产业政策和法律法规，理解不同社会文化对电气工程活动的影响。培养学生正确的人生观、强烈的爱国情怀、高度的社会责任感和良好的人文素养。M注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配实验部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2实验项目、实验内容与学时实验项目实验内容和要求实验学时对应的课程目标1.电力系统主要电气设备认识实验内容：利用VR虚拟仿真平台进行主要电气设备的认知理解。实验要求：熟悉变电站主接线方案，认识各种高、低压电气设备及导线连接安装方式。21、2、32.电气主接线倒闸操作实验内容：通过利用变电站仿真系统软件，根据任务进行相关倒闸操作。实验要求：理解操作原则及注意事项，熟悉操作票的填写要求。21、2、33.系统主备用电源的快速切换实验内容：利用WDSJ-8000电力系统微机保护及综合自动化装置进行电源快切操作。实验要求：熟悉系统主备用电源设置，理解主备用电源之间的配合相互切换功能使用。21、2、34.断路器电磁操动机构控制回路和信号回路综合性实验实验内容：利用THKDZB-2型电力自动化及继电保护实验平台进行断路器电磁操动机构控制操作。实验要求：熟悉断路器的内部结构，设计断路器的控制回路和信号回路功能实现。21、2、35.潮流计算分析实验内容：运用牛顿法、高斯法进行9节点、39节点等系统的潮流计算分析。实验要求：熟悉潮流计算的计算机算法，熟悉Matpower4.1潮流计算程序。21、2、36.单机-无穷大系统实验实验内容：单台发电机并网实验要求：掌握发电机并网的条件，发电机并网的方法与步骤。21、2、37.电力系统不对称故障分析实验内容：不对称故障电流、电压分析。实验要求：熟悉不同类型短路故障的特点，对电力系统不对称故障进行仿真，对故障电流电压进行分析。21、2、38.电力系统静态稳定性仿真实验内容：简单电力系统静态稳定性仿真实验要求：熟悉不同扰动情况下发电机功角、转速随时间变化的曲线。21、2、3合计16五、教学方法及手段本课程通过理论讲解、实验操作演示、实验结果分析等，以启发式、讨论式教学为主，引导学生积极思考、动手实践，促进学生对理论知识的理解，提高学生分析问题和解决问题的能力。实验课前，学生按要求预习和掌握与本实验有关的教学内容，认真阅读实验指导书；实验过程采用教师讲授和学生动手操作的方法，教师介绍常用设备和仪器的原理、构造和使用维护方法、软件的使用方法以及综合实验内容的思路和方案设计等；实验过程要求学生严格遵守实验纪律，按操作规程使用仪器，掌握基本实验技能和方法；培养学生排除实验故障的能力，以及良好的实验习惯和科学合理的电路布线方法和技巧，提高解决复杂问题的能力。实验做完后，组织学生对实验结果、方法等进行讨论，教师适当总结引导，培养学生对实验结果的分析能力。实验结束后，按规定对仪器进行维护保养。每完成一项实验，要求学生认真完成实验报告。六、课程资源1.推荐教材：（1）张凤鸽.现代电力系统综合实验[M].武汉:华中科技大学出版社,2020.2.参考书：（1）张文豪等.电力系统数字仿真与实验[M].上海:同济大学出版社,2019.（2）杨德先,陆继明.电力系统综合实验[M].北京:机械工业出版社,2010.（3）王慧.电力系统综合实验教程[M].济南:山东大学出版社,2010.（4）袁荣湘.电力系统仿真技术与实验[M].北京:中国电力出版社,2018.（5）林亚君.电力系统实验指导[M].厦门:厦门大学出版社,2018.（6）刘世明等.电力系统实验指导[M].北京:机械工业出版社,2020.3.期刊：（1）电网技术,国家电网公司主办（2）电力系统自动化,国网电力科学研究院有限公司主办（3）中国电机工程学报,中国电机工程学会主办（4）IEEETransactionsonSmartGrid,US,IEEE(InstituteofElectricalandElectronicsEngineers,电气与电子工程师学会)主办（5）河南工学院学报,河南工学院4.网络资源：（1）爱课程网http：///home/（2）精品课程网http：///七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由8个实验成绩的平均分评定。具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表3。表3课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标123课程成绩实验预习30（1）预习认真、熟练掌握方法与步骤(30～28)（2）有预习、基本掌握方法与步骤(27～22)（3）有预习、但未能掌握方法与步骤(21～18)（4）没有预习，不能完成实验(17～0)√√√8148操作过程40（1）遵规守纪、操作熟练、团结协作(40～37)（2）遵规守纪、操作正确、有协作(36～29)（3）遵规守纪、操作基本正确、无协作(28～24)（4）不能遵规守纪、操作不正确、无协作(23～0)√√√121612结果分析30（1）结果详实、结论清晰、讨论合理(30～28)（2）结果正确、讨论适当(27～22)（3）结果正确、没有分析讨论(21～18)（4）结果不正确、没有分析讨论(17～0)√√√8148合计：100分284428八、考核与成绩评定1.考核方式：电力系统综合实验最终总成绩由8个实验成绩的平均分评定。单次实验成绩主要由实验预习成绩、实验操作过程成绩和实验结果分析成绩来评定，其比例为实验预习成绩占实验成绩的30%，实验操作过程成绩占实验成绩的40%，实验结果分析成绩占实验成绩的30%。2.考核基本要求：每位学生必须按规定完成实验课，因故不能参加实验者，应课前向指导教师请假（必须经有关领导批准），对所缺实验要在期末课程考试时间之前补齐。每次实验课前，要求学生必须进行预习。实验课堂上，学生要认真操作实验内容。每位学生必须按实验指导书的要求，独立编写实验报告，不得抄袭或借用他人的实验数据。实验报告要数据准确、条理清晰，抄袭别人的实验报告或不交实验报告的以本次实验0分计入总成绩。3.考核评定的标准：详见表4。表4过程性考核方式评价标准考核方式所占比重(%)考核标准及分值实验预习30预习认真、熟练掌握方法与步骤(30～28)有预习、基本掌握方法与步骤(27～22)有预习、但未能