《电力系统自动化A》教学大纲

《电力系统自动化》教学大纲A适用范围202X版本科人才培养方案课程代码:05153101课程性质专业选修课学分3学分学时48学时（理论44学时，实验4学时）先修课程自动控制原理、电力系统分析、发电厂电气部分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《电力系统自动化》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讲授发电机自动并网、发电机自动励磁、发电厂自动调频、电网调度自动化、配电网自动化、变电站自动化等电力系统常用自动化设备的工作原理、运行特性，为以后从事相关技术工作打下必要的基础本课程注重基本理论知识的深入学习，掌握主要电力自动化设备的运行机理,为学生从事电力系统自动控制装置的安装、调试、运行、维护提供知识和技术支撑；培养运用理论知识解决生产实际中问题的能力，为设计、研发电力系统自动控制装置和解决电力系统复杂运行工程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:掌握电力系统常用自动化设备的构成、工作原理、性能及运行特性课程目标2使学生具备一定电力系统自动化设备的设计、运行、维护、安装、调试能力，以及综合运用专业技术知识解决实际工程技术问题的能力课程目标3培养学生具有学习能力、实践能力、创新能力及团队精神，具有使学生明确电力系统自动化设备对电网供电安全所肩负的重大责任，从而增强其责任感，培养其严谨细致的工作作风和吃苦耐劳的工作精神，使其具有工程技术人员的素质修养三课程目标与毕业要求《电力系统自动化》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表课程教学目标与毕业要求关系1支撑强毕业要求指标点课程目标度

1.工程知识

1.4能够将电气工程及课程目标1:掌握电力系统常用自动化设备的构成、工其自动化专业知识用作原理、性能及运行特性于复杂电气工程问题课程目标2使学生具备一定电力系统自动化设备的设M解决方案的比较与优计、运行、维护、安装、调试能力，以及综合运用专化业技术知识解决实际工程技术问题的能力

2.问题分析

2.2能够运用数学、自课程目标2使学生具备一定电力系统自动化设备的设然科学和工程科学的计、运行、维护、安装、调试能力，以及综合运用专基本原理，分析并表业技术知识解决实际工程技术问题的能力达复杂电气工程问题课程目标3培养学生具有学习能力、实践能力、创新H的特性，获得多种解能力及团队精神，具有使学生明确电力系统自动化设决方案备对电网供电安全所肩负的重大责任，从而增强其责任感，培养其严谨细致的工作作风和吃苦耐劳的工作精神，使其具有工程技术人员的素质修养

4.研究

4.1能够对电气工程相课程目标2使学生具备一定电力系统自动化设备的设关的物理现象、系统计、运行、维护、安装、调试能力，以及综合运用专特性进行研究和实验业技术知识解决实际工程技术问题的能力验证课程目标3培养学生具有学习能力、实践能力、创新M能力及团队精神，具有使学生明确电力系统自动化设备对电网供电安全所肩负的重大责任，从而增强其责任感，培养其严谨细致的工作作风和吃苦耐劳的工作精神，使其具有工程技术人员的素质修养注表中（高）、（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66H M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表教学内容、基本要求与学时分配2理论学实验对应的课程教学内容教学要求，教学重点难点时学时目标.电力系统自动装置和系统的软教学要求:使学生了解电力系统1硬件原理自动装置和系统的设计方法及电

1.1电力系统自动化发展磁兼容；使学生理解电力系统自

1.2电力系统自动装置和系统的设计动装置和系统的硬件原理；使学方法及电磁兼容生理解电力系统自动装置和系统

41、

2、

31.3电力系统自动装置和系统的硬件的软件算法原理重点自动装置和系统的硬件原原理理、软件算法原理

1.4电力系统自动装置和系统的软件算法原理难点自动装置和系统的硬件原理、软件算法原理

2.同步发电机的自动准同期并列教学要求:使学生熟练掌握准同

2.1并列操作的概念及分类期并列的基本原理；掌握恒定越

2.2准同期并列的基本原理前时间并列装置；熟系数字式并

621、

2、3列装置原理

2.3微机型自动准同期装置重点自动准同期装置的工作原

2.4电网之间的准同期并列理和参数整定难点自动准同期装置参数整定计算；恒定越前时间并列装置原理

1.

1.同步发电机励磁控制系统及教学要求:使学生掌握同步发电特性分析机励磁系统;使学生掌握励磁系统中转子磁场的建立和灭磁过3」概述程；使学生熟练掌握励磁调节器

1.2同步发电机的励磁控制系统原理;使学生了解励磁系统稳定

1.3励磁调节器

1.4同步发电转子磁场的强励与灭器、电力系统稳定器的作用和工

81、

2、3作原理；使学生了解电力系统稳磁定器

1.5励磁控制系统的调节特性重点同步发电机励磁系统；励磁

1.6励磁控制系统稳定性调节器原理

1.7低频振荡与电力系统稳定器难点励磁系统稳定器PSS.电力系统频率及有功功率的自动教学要求:使学生掌握电力系统4调节与控制频率特性；掌握调频与调频方程式；熟系电力系统的经济负荷分

4.1电力系统的频率特性配和自动调频；掌握电力系统低

4.2调速器及频率调节特性

621、

2、3频减载

4.3电力系统调频与自动发电控制重点电力系统频率特性和自动

4.4电力系统自动低频减载调频；电力系统低频减载难点电力系统自动调频.变电站综合自动化教学要求:使学生理解变电所综5合自动化结构、形式、功能；使学

5.1变电站综合自动化的概念生理解变电站无功电压控制的原

5.2变电站综合自动化系统的功能理；了解自动调谐消弧线圈控制

5.3变电站综合自动化的结构形式装置与小电流接地故障选线装

5.4变电站电压、无功综合控制子系置；了解变电站综合自动化设计

61、

2、3统重点变电所综合自动化结构；无

5.5变电站备用电源自动投入装置功电压控制原理

5.6变电站故障录波装置难点小电流接地选线

5.7自动调谐消弧线圈控制装置

5.8小电流接地故障选线装置

5.9变电站综合自动化设计实例

6.电力系统调度自动化教学要求:使学生理解远方终端

6.1概述RTU概念；了解数据通信的通信规约；了解调度中心的计算机系统；

6.2电力系统调度自动化系统理解自动发电控制原理；了解电

6.3电力系统网络拓扑分析

41、

2、3力系统状态估计

6.4电力系统状态估计重点电力系统调度自动化系统

6.5电力系统静态安全分析难点电力系统状态估计

7.配电网自动化系统与远程抄表计教学要求:使学生熟系配电网自费系统动化系统功能和结构；掌握配电网故障定位及隔离技术；了解远

7.1配电网自动化系统程自动抄表计费系统和负荷控

7.2配电网自动化系统的组成

61、

2、3制；了解配电网自动化系统设计

7.3配电网自动化系统的通信方式重点配电网故障定位及隔离技

7.4配电网故障定位及隔离技术术

7.5配电网自动化系统实例

7.6远程自动抄表计费系统和负荷控制难点配电网故障定位及隔离技术

9.智能电网与智能变电站教学要求:使学生了解变智能电

9.1智能电网网和解智能变电站的概念

9.2智能变电站重点智能变电站结构

41、

2、

39.3IEC61850标准

9.4智能一次设备合计

4442.实验部分实验部分的教学内容、基本要求与学时分配见表3表实验项目、实验内容与学时3实验对应的课程实验项目实验内容和要求学时目标实验内容发电机频率、电压调节；发电机的并网操作实

1.发电机并网实验验要求理解发电机的电压与励磁调节、转速与频率调节22的关系，并通过手动并网装置熟系发电机并网过程实验内容电力系统频率调节实验

2.电力系统频率调实验要求理解一次调频和二次调频的工原理，加深学生22节仿真实验对系统频率和有功功率平衡之间的密切关系的理解合计44

五、教学方法及手段本课程以课堂讲授为主，结合讨论、案例、视频资源、实验、在线课程等教学手段完成课程教学任务和相关能力的培养使学生比较全面地掌握电力系统自动化设备的基本工作原理、调试方法以及装置的设计方法，并且学习自动化设备对电力系统运行影响的分析方法,为设计、研发电力系统自动控制装置，解决电力系统复杂运行工程问题奠定基础在实验教学环节中，通过启发式教学、讨论式教学培养学生电力系统自动化设备的基本理论、基本知识和基本技能培养学生自主学习能力、实际动手能力，激发学生的创新思维

六、课程资源

1.推荐教材

（1）李岩松.电力系统自动化（第一版）[M].北京:中国电力出版社,

2014.

2.参考书

（1）王葵.电力系统自动化（第三版）[M],北京:中国电力出版社,

2012.

（2）张恒旭.电力系统自动化[M],北京:中国电力出版社,

2012.

（3）杨冠城.电力系统自动装置（第六版）[M].北京:中国电力出版社,

2021.

3.期刊

（1）电力系统自动化，国电自动化研究院主办

（2）电力自动化设备，南京电力自动化研究所有限公司主办

（3）电网技术，国家电网公司主办44）IEEE Transactionson IndustrialElectronics,US55）IEEE Transactionson PowerElectronics,US

4.网络资源

（1）华北电力大学中国大学慕课在线开放课程《电力系统自动化》..

（2）上海交通大学中国大学慕课在线开放课程《电力系统自动化》.206044801from=searchPage.

（3）太原理工大学大型发电机励磁虚拟仿真实验..

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4表课程考核对课程目标的支撑4占课程目标考核环节考核/评价细则比132

（1）根据阶段测试情况进彳亍考核，满分100分；q q阶段测10

（2）以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入试55课程总评成绩

（1）根据线上课程完成情况进行考核，满分100分；q q q线上课10

（2）以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入程课程总评成绩433

（1）根据每个实验的实验操作完成情况和实验报告质量单q过独评分，满分100分；程

（2）每次实验单独评分，取各次实验成绩的平均值作为此性实验10考环节的最终成绩；10核

（3）以实验成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩

（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；V qq

（2）每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节作业10的最终成绩；

（3）以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程442总评成绩

（1）卷面成绩100分，以卷面成绩乘以其在总评成绩中所qqq占的比例计入课程总评成绩

（2）主要考核同步发电机的自动准同期并列、同步发电机励磁控制系统及特性分析、电力系统频率及有功功率的自动期末考核60调节与控制、变电站综合自动化、配电网自动化系统等内容102525

（3）考试题型为选择题、填空题、判断题、简答题和综合计算题等合计100分384715

八、考核与成绩评定.考核方式及成绩评定1考核方式本课程主要以线上课程、阶段测试、实验、作业、期末考试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试成绩和过程性考核成绩组成其中期末考试成绩为100分（权重60%）,试题类型为选择题、填空题、判断题、简答题和综合计算题等类型，试卷中基本知识、基本理论、基本技能的试题分值不超过50%,计算题、综合分析题不低于50%；课堂活动、阶段测试、实验、作业等过程性考核成绩为100分（权重40%）；期末考试和过程性考核分值分配应与教学大纲各章节的学时基本成比例.过程性考核成绩的标准2过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见表5表过程性考核方式评价标准5考核所占比100x9090x8080x7070x60x60方重（%）式全部完成课堂较好完成课堂基本完成课勉强完成课不能完成课任务，积极参与任务，参与课堂任务，能够堂任务，参与堂任务，很25课堂活动堂活动较积参与课堂活课堂活动不少参与课堂极动够积极活动取阶段测试的取阶段测试的取阶段测试取阶段测试取阶段测试平均值平均值的平均值的平均值的平均值25作业完整，思路作业完整，准不交作业2次不交作业4次不交作业5作清晰，准确率大确率大于80%,以内，准确率以内，准确率次以上，准25业于90%,字迹工字迹工整大于70%o大于60%o确率小于整60%o实验预习认真，实验前有预实验前有预实验前有预没有预习，能够熟练掌握习，能够掌握习，基本能够习，不能掌握不能完成实方法与步骤，实方法与步骤，掌握方法与方法与步骤，验；实验操验操作过程熟实验操作过程步骤，实验操实验操作过作步骤有实练、规范，遵规正确、规范，作过程基本程基本正确，误；实验结25验守纪、团结协遵规守纪、团正确、无协无协作，实验果不正确，作，实验结果详结协作，实验作，实验结果结果基本正没有分析讨实、结论清晰、结果正确、讨基本正确，讨确，无讨论论讨论合理论适当论一般。