《电力系统通信技术》教学大纲

《电力系统通信技术》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：05152201课程性质：专业选修课学分：2学分学时：32学时（理论32学时）先修课程：信号分析与处理、电力系统分析等后续课程：无适用专业：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《电力系统通信技术》是电气工程及其自动化专业的一门专业选修课。本课程主要传授电力通信的基本理论与方法，它是电网实现调度自动化和管理现代化的基础。通过本课程的学习，使学生掌握电力系统通信技术的基础知识，理解电力系统通信技术的基本框架和应用概况，了解我国在国际电力通信领域的优势和差距，增强学生的民族自豪感和时代紧迫感，为今后从事电力系统通信相关工作打下坚实的基础。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：掌握电力系统通信的原理，掌握通信系统的主要功能、基本结构和工作模式，理解典型电力系统通信技术的实践应用，理解电气工程中信息的传输、交换和通信网基本技术和设计方法。课程目标2：能正确运用调制和编码技术、复用和多址技术、电力线载波通信技术、光纤和数字微波通信技术、卫星通信技术、移动通信技术和软交换技术等知识，结合Multisim、MATLAB等仿真软件构建电力系统通信网总体构架，理解电气工程信息物理融合系统基本结构。课程目标3：了解不同通信技术在电气工程中的应用概况，了解国内外通信技术高速发展的现状，增强学生学习和应用新技术的技能，培养学生研究和解决工程问题的能力，加强责任意识教育和创新精神的培养。在课程教学过程中实现学生专业实践能力提升与价值引领的有机统一，培养爱国精神、民族自豪感和时代紧迫感。三、课程目标与毕业要求《电力系统通信技术》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1.工程知识1.4能够将电气工程及其自动化专业知识用于复杂电气工程问题解决方案的比较与优化。课程目标1：掌握电力系统通信的原理，掌握通信系统的主要功能、基本结构和工作模式，理解典型电力系统通信技术的实践应用，理解电气工程中信息的传输、交换和通信网基本技术和设计方法。H2.问题分析2.2能够运用数学、自然科学和工程科学的基本原理，分析并表达复杂电气工程问题的特性，获得多种解决方案。课程目标3：了解不同通信技术在电气工程中的应用概况，了解国内外通信技术高速发展的现状，增强学生学习和应用新技术的技能，培养学生研究和解决工程问题的能力，加强责任意识教育和创新精神的培养。在课程教学过程中实现学生专业实践能力提升与价值引领的有机统一，培养爱国精神、民族自豪感和时代紧迫感。M3.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2：能正确运用调制和编码技术、复用和多址技术、电力线载波通信技术、光纤和数字微波通信技术、卫星通信技术、移动通信技术和软交换技术等知识，结合Multisim、MATLAB等仿真软件构建电力系统通信网总体构架，理解电气工程信息物理融合系统基本结构。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1.理论部分理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点理论学时对应的课程目标1.概述1.1通信、通信系统以及通信网的基本概念；1.2电力系统通信网；1.3电力系统通信技术分类。教学要求：使学生了解通信、通信系统以及通信网的基本概念，了解电力系统通信网总体构架，掌握构造此框架所需的各种通信技术，掌握电力系统通信技术的几种分类。重点：电力系统通信网总体构架，电力系统通信技术的几种分类。难点：电力系统通信网总体构架。212.通信基础知识2.1通信的基本概念与基本问题；2.2信号分析基础；2.3通信中的调制技术；2.4通信中的编码技术；2.5数字基带传输系统；2.6通信中的复用和多址技术；2.7通信中的同步。教学要求：使学生掌握通信的基本概念与基本问题，掌握数字基带传输系统，掌握通信中的调制技术、编码技术、复用和多址技术，以及通信中的同步。重点：通信中的调制技术、编码技术、复用和多址技术，以及通信中的同步。难点：通信中的调制技术和编码技术。21、2、33.电力线载波通信3.1电力线载波通信原理；3.2电力线载波通信系统；3.3数字电力线载波机；3.4电力线载波通信新技术。教学要求：使学生熟悉电力线载波通信系统，了解数字电力线载波机，掌握电力线载波通信新技术。重点：电力线载波通信系统的工作原理。难点：电力线载波通信系统的工作原理。21、2、34.光纤通信技术4.1光纤通信原理；4.2光纤和光缆；4.3光源和光检测器；4.4光端机；4.5数字光纤通信系统；4.6SHD及MSTP技术；4.7光放大器及光波分复用技术；4.8OTN、PTN及ASON技术。教学要求：使学生了解光纤，光缆，光源，光检测器，光端机，光放大器，掌握数字光纤通信系统，掌握SHD及MSTP技术，光波分复用技术，OTN、PTN及ASON技术。重点：数字光纤通信系统和光波分复用技术。难点：数字光纤通信系统的工作原理。41、2、35.微波与卫星通信技术5.1数字微波通信的原理；5.2数字微波通信系统；5.3SDH微波通信系统；5.4一点多址微波通信系统；5.5卫星通信技术；5.6卫星通信系统的构成；5.7卫星应急通信系统。教学要求：使学生掌握数字微波通信，掌握数字微波通信系统，SDH微波通信系统，一点多址微波通信系统，了解卫星应急通信系统和卫星通信技术。重点：数字微波通信系统和卫星通信系统的结构。难点：数字微波通信系统和卫星通信系统的工作原理。41、2、36.移动通信技术6.1移动通信原理；6.2移动通信技术；6.3GSM系统及GPRS技术；6.4CDMA移动通信系统；6.5卫星移动通信系统；教学要求：使学生掌握移动通信及其技术，掌握GSM系统及GPRS技术，掌握CDMA移动通信系统，卫星移动通信系统，第三代移动通信系统，LTE及4G技术。重点：GSM系统及GPRS技术和LTE及4G技术的原理。难点：GSM系统及GPRS技术和LTE及4G技术的原理。41、2、37.现代交换技术7.1现代交换技术原理；7.2电话交换技术；7.3分组交换技术；7.4帧中继技术；7.5ATM技术；7.6多协议标记交换（MPLS）技术；7.7软交换技术。教学要求：使学生了解现代交换技术，了解每种交换技术的特点。重点：电话交换技术，分组交换技术，帧中继技术，ATM技术。难点：各种交换技术的概念和特点。41、2、38.通信网8.1通信网原理；8.2电话网；8.3数据通信网；8.4ISDN和ATM网络；8.5IP网络技术；8.6网络管理技术；8.7电力系统宽带IP网络简介；8.8下一代网络（NGN）。教学要求：使学生了解电话网，数据通信网，ISDN和ATM网络，了解IP网络技术，网络管理技术，了解电力系统宽带IP网络。重点：数据通信网和网络管理技术。难点：网络管理技术的应用。41、2、39.接入网技术9.1接入网原理；9.2V5接口；9.3铜线接入技术；9.4光纤接入技术；9.5混合光纤／同轴接入技术；9.6无线接入技术；教学要求：使学生了解接入网和V5接口，了解铜线接入技术，光纤接入技术，混合光纤／同轴接入技术，无线接入技术，电力线接入技术PLC。重点：无线接入技术和电力线接入技术PLC。难点：电力线接入技术PLC的应用。21、2、310.智能电网通信技术10.1智能电网的概念；10.2智能电网中的通信技术；10.3几种典型通信技术及其应用；10.4物联网与智能电网；10.5智能电网信息物理融合系统。教学要求：使学生掌握智能电网的概念，了解智能电网中的几种典型通信技术及其应用，了解智能电网信息物理融合系统。重点：智能电网中典型通信技术及其应用难点：典型通信技术的原理及其应用。41、2、3合计32五、教学方法及手段本课程以课堂讲授为主，结合讨论、案例和视频资源共享，采用启发式、讨论式和引导式教学等教学手段完成课程教学任务和相关能力的培养。学生比较全面地理解电力通信系统总体构架，促进学生积极思考，开发学生的潜能，在掌握电力系统通信原理和方法基础上，具有设计电力系统通信网的初步能力。六、课程资源1.推荐教材：（1）钟西炎等.电力系统通信与网络技术(第二版)[M].北京:中国电力出版社,2011.（2）许建安.电力系统通信技术[M].北京:中国水利水电出版社,2007.（3）孔淑娥等.电力系统通信技术(第三版)[M].北京:中国电力出版社,2015.2.参考书：（1）毕丽红等.通信网络技术[M].北京:中国电力出版社,2007.（2）王葵等.电力系统自动化(第三版)[M].北京:中国电力出版社,2012.（3）李燕等.电力系统通信技术[M].北京:中国电力出版社,2016.（4）唐飞等.电力系统通信工程(第二版)[M].武汉:武汉大学出版社,2017.3.期刊：（1）宋文.基于5G移动通信技术的电力系统通信分析[J].数字通信世界,2021(04):120-121.（2）郑惠文.光传送网在电力系统通信中的应用研究[J].山西电力,2021(04):70-72.（3）丛鹏,程晓岩,刘晓明.物联网技术及其在电力系统通信中的应用分析[J].通信电源技术,2020,37(04):118-119.（4）付蓉,李秋雨,罗一婷.浅谈电力SDH光纤通信网络组网优化[J].中国新通信,2020,22(16):17.（5）TaleiAP,PribylWA,HoferG.Considerationsforapowerlinecommunicationsystemfortractionbatteries[J].e&iElektrotechnikundInformationstechnik,2021,138(1):1-12.（6）RouissiF,VinckA,GhazelA.OnthesimulationoftheMiddletonClass-Anoisemodelforsingle-andmulti-carriermodulationinpowerlinecommunication[J].TelecommunicationSystems,2021,77(1):1-114.网络资源：（1）“中国大学MOOC”网站.南京邮电大学.杨庚.网络技术与应用./course/NJUPT-1001639008.（2）“中国大学MOOC”网站.西安电子科技大学.盛敏.通信网络基础./course/XIDIAN-1002199008.（3）“中国大学MOOC”网站.国防科技大学.马东堂.通信原理./course/NUDT-316006.七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩和期末考核成绩两部分构成，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过程性考核课堂表现16（1）根据课堂出勤情况和参与课堂活动情况进行考核，满分100分；（2）以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√844阶段测试12（1）根据每个测试的完成情况和正确率评分，满分100分；（2）每次测试单独评分，取各次测试成绩的平均值作为此环节的最终成绩；（3）以测试平均成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√633作业12（1）主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分；（2）每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩；（3）以作业平均成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√633期末考核60（1）期末考核成绩100分，以期末考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩；（2）主要考核通信的基本技术与基本问题、数字基带传输系统、电力线载波通信系统、光纤通信技术、微波与卫星通信技术、移动通信技术、现代交换技术、通信网、接入网技术和智能电网通信技术等内容。√√√302010合计：100分503020八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以课堂表现、阶段测试、作业、期末考核（大作业）等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由期末考核（大作业）成绩和过程性考核成绩组成。其中：期末考核（大作业）成绩为100分（权重60%）；课堂表现、阶段测试、作业等过程性考核成绩为100分（权重40%）；过程性考核和期末考核（大作业）考核分值分配应与教学大纲各章节的学时基本成比例。2.过程性考核成绩的标准过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见表4。表4过程性考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60课堂表现40按时出勤，积极参与教学活动，踊跃回答问题，准确率大于90%。按时出勤，认真参与教学活动，回答问题准确率大于80%。不按时出勤