水电站机组自动化运行与监控课程标准

目录1 课程定位........................................................................................................................-2 -2 工作任务和课程目标......................................................................................................- 2 -2.1 工作任务及职业能力............................................................................................................ - 2 -2.2 课程目标................................................................................................................................ - 3 -3 教学组织........................................................................................................................- 3 -4 教学内容与能力要求....................................................................................................- 4 -5 教学方法与手段............................................................................................................- 7 -6 考核与评价....................................................................................................................- 8 -7 建议与说明....................................................................................................................- 9 -7.1 教材编写................................................................................................................................ - 9 -7.2 教学资源................................................................................................................................ - 9 -7.3 重点及难点............................................................................................................................ - 9 -7.4 行业标准及规范.................................................................................................................. - 11 -7.5 参考教材.............................................................................................................................. - 11 -7.6 参考网站.............................................................................................................................. - 11 -《配电网自动化》课程标准1 课程定位《配电网自动化》是供用电技术专业的专业必修课，课程的工程应用性与实践操作性较强，教学内容反映供配电系统的新发展、新知识和新技术，具有一定的先进性，对提高学生的配电自动化系统工程实施和操作维护岗位职业能力和职业素养起重要作用，是变配电运行与检修岗位核心课程之一。

《水电站机组自动化运行与监控》课程学习指南一、课程基本情况、性质、研究对象和任务本课程总学时：128学时，其中理论教学：45学时，实践教学等：68学时，阶段考核：11学时，课程结业综合考核：4学时。

本课程是机电设备运行与维护专业（水电站方向）的一门综合实践性较强的专业技术课程，是“双证书课程”，与“水轮发电机组值班员”、“水电站自动装置检修工”职业标准所要求的核心知识、技能相对应，主要内容围绕水力发电的过程，将水轮发电机辅助设备油、水、气系统的自动化运行，机组现地控制单元的自动化运行，调速系统的自动化运行，励磁系统的自动化运行，公用设备的自动化运行，上位机监控系统的自动化运行等六大部分进行有机联合。

学生通过相关知识的学习、相关技能的训练、职业素质的培养，基本上可以达到与毕业后从事的水电站运行值班员、维护工等岗位无缝对接。

该课程是学生对前续课程的综合和专业落脚点之一，是走向本专业岗位学习的必经之路。

二、基本学习方法本课程理实一体，课程教学中一般多采用教学做一体，课堂多设在实训室，因此，学习时要注意理论联系实际，课堂上要学会速记要点，作业要独立完成，实践活动中要多动脑、勤动手，课后则要善于总结，发现问题及时与同学和老师交流，避免因出现盲点和死角，导致对课程失去信心。

三、教材处理及教学资源的使用说明1．教材处理本课程主要教材使用中国电力出版社洪霞主编的《水电站机组自动化运行与监控》；主要参考资料则有黄少敏主编的《水电站微机监控与保护》，郑德龙主编的《水轮发电机组辅助设备》等。

鉴于课程实践性强的特点，课程的学习过程中，“实训指导书”、“任务工作单”等学材的使用，显得尤为重要。

课前浏览网站上对应的资源，主动做好预习准备工作，能很好的帮助同学们尽快的融入课堂，最终实现把握重点，攻克难点。

2．教学资源的使用本课程网站提供了多种类型的教学资源，同学们要合理选择使用。

演示文稿、课件、录像、标准、文献等，都是经过了课程团队的提炼和加工的，基本每一个独立的任务都有完整的系列资料。

《电力系统运行与控制》课程教学大纲课程英文译名：Power System Operation and Control总学时：40 学分：2.5面向专业：电气工程，智能电网，控制工程一、课程的任务和教学目的本课程主要解决电力系统的运行与控制问题，即如何保证电力系统在安全、最优状态下运行。

主要讲述电力系统运行控制的内容、研究方法和实现技术。

本课程是电气工程、智能电网、控制工程等专业的专业核心课程，涉及电力系统基本理论、自动控制理论、计算机控制技术、网络通信技术等多方面的知识，主要内容包括电力系统基础、发电机的运行控制、电力系统经济运行、电力系统安稳控制等。

本课程的主要教学任务和目的是：（1）使学生比较系统地理解和掌握电力系统的基础知识、运行机理、控制方法和控制技术。

（2）使学生理解和掌握交流同步发电机的工作原理、并列解列控制技术、励磁调节控制技术和自动发电控制技术。

（3）使学生理解和掌握电力系统有功功率与频率控制、无功功率与电压控制的基本原理、方法和技术。

（4）使学生理解和掌握电力系统经济运行、优化调度、安全稳定控制的基本原理、方法和技术。

（5）使学生熟悉电力系统发电、输电、变电、配电、售电、用电的基本知识，熟悉发电厂自动化、电力调度自动化、配电网自动化、变电站自动化等相关知识和技术，训练和培养学生独立思考、解决实际工程问题的能力。

二、课程内容与基本要求1、电力系统基础主要讲述电力系统的基础知识与前沿研究热点。

要求学生理解和掌握电力系统的运行特点、基本概念和数学模型，理解电力系统的基本工作原理，熟悉电力系统前沿研究热点。

2、电力系统运行主要讲述电力系统的潮流计算与最优潮流、机组优化组合与经济调度、电力系统状态估计、电力需求侧管理、电力市场等内容。

要求理解和掌握电力系统潮流计算的基本概念、基本方法，熟悉复杂电力系统潮流的计算机算法和电力系统潮流计算常用软件的应用，理解最优潮流和潮流优化与潮流控制。

掌握电力系统机组优化组合和机组投运问题的求解方法，熟悉电力系统负荷控制技术及需方用电管理（DSM），了解电力市场的基本概念。

《水电站自动运行课程设计》教学大纲英文名称：Course Project(Automation in Hydropower Station)课程编号：课程周数：2周学分：2学分适用对象：热能与动力工程专业本科生大纲主撰人：大纲审核人：一、本实践课程教学目的与教学基本要求（一）教学目的本课程设计是《水电厂自动化》课程的综合实践性教学环节之一，是培养学生综合运用本门课程及有关专业基础课程的基本理论和基本技能，解决水电生产过程自动化中的某一设计问题（任务）的系统训练。

在整个教学计划中，也起着培养学生实践能力和创新能力的重要作用。

（二）课程设计的基本基本要求1.设计方案描述。

对给定或选定的工程设计的控制方案、主要的设备型式进行简要的论述；2.硬件系统设计。

包括控制器、传感器件、执行机构、控制屏（柜）、声光报警部件等的设计；3.软件系统设计。

包括现地单元程序设计、上位机监控软件设计、人机界面设计（如触摸屏界面设计）；4.整体方案调试。

利用实验室现有条件进行模拟调试或现场调试，直至成功；5.设计说明书编制。

完成设计过程的文档编制、软件使用说明等。

（三）课程设计的步骤1.动员和布置任务；2.阅读指导书和查阅资料；3.设计、计算、编程、绘图；4.模拟调试或现场调试编写说明书；5.考核和答辩。

通过课程设计，学生获得以下几个方面能力的训练和培养：1.查阅资料，设计需求分析、整体方案选择的能力；2.技术经济比较及系统性设计掌控能力；3.迅速准确的进行硬件系统设计、软件编程与调试、设备选型的能力；4.简洁的文字，清晰的图表表达设计思想的能力。

二、课程设计指导书1.参考教材刘忠源、徐睦书合编，水电站自动化，北京，中国水利水电出版社，1998陈启卷、南海鹏主编，水电厂自动运行，中国水利水电出版社 2009年2.参考文献杨冠城主编，电力系统自动装置原理，北京，中国电力出版社，2005许建安主编，水电站自动化技术，中国，中国水利水电出版社，2006丁书文主编，电力系统自动装置原理，北京，中国电力出版社，2007王永华主编，现代电气与可编程控制技术，北京，北京航天航空大学出版社，2006三、考核方式及成绩评定1.根据课程设计报告的内容和实验室调试结果评分。

水电厂自动运行课程设计背景随着社会的不断发展，水电站成为一个国家必须产业。

目前中国的发电能源中，水电发电占比巨大。

而水电厂的自动化运行，则是让水电站实现高效、节能、安全运行的重要手段。

目标本课程旨在培养学生对水电厂自动化运行的控制策略、环境监控、安全保护等知识，具备水电厂自动运行系统的设计、调试、维护和故障处理能力。

课程设置1. 水电厂自动运行概述本课程将首先介绍水电厂自动化运行的概念和意义，对水电厂系统组成和自动化运行模式进行简单介绍，为后续课程内容的学习奠定基础。

2. 控制策略设计本课程将详细介绍水电厂自动化运行的控制策略设计。

从控制策略的基本原理出发，详细介绍PID控制、模糊控制、神经网络控制等各种控制方法，同时结合实际案例进行讲解。

3. 环境监控系统设计本课程将介绍环境监控的基本原理，分析水电厂环境监控系统的必要性。

学习环境监控系统的设计，如气象监测、水质检测、噪音监测等，对环境异常信息进行采集和处理。

4. 安全保护系统设计本课程将介绍水电厂安全保护的基本原理，分析安全保护系统的必要性。

学习安全保护系统的设计，如火灾监测、紧急停电、压力监测、水位监测等重要参数的检测和控制。

5. 自动运行系统调试和维护本课程将带领学生进入水电厂现场，学习自动运行系统的调试和现场操作，了解水电厂自动运行系统的维护方法和故障处理。

教学方法本课程将以课堂讲授和实验操作相结合的方式进行授课，采用PBL教学模式，组织学生进行课程设计实践和案例分析。

同时，引入在线学习工具，供学生进行在线课程学习和交流。

教学资源支撑本课程具备完善的教学资源支撑，包括在线学习平台、实验设备、教材资料、案例分析等，确保学生掌握课程知识和技能。

考核方式本课程将采用多种考核方式，包括个人、小组设计报告、实验操作、课堂表现和期末考试等。

通过多元化考核方式，全面评价学生的知识储备、实验技能、团队协作和综合素养。

计算机监控系统运行规程13.1 系统结构组成本水电站采用“无人值班”（少人值守）的运行值班方式，计算机监控系统采用全计算机监控的模式，开放性的分层分布式系统结构。

13.1.1 系统结构配置系统分层结构自下而上，为现地单元监控层和电站中控层。

本水电站上位机系统设置在中控室，对全厂进行计算机监控。

上位机与机组LCU间采用光纤以太网通信，与开关站、全厂公用采用双绞线以太网通信，LCU与现地智能设备采用Modbus RTU现场总线通信。

13.1.2 集中制控层结构1、厂控制室主要设备有：2台操作员工作站，1台工程师工作站，1台套语音报警及短信寻呼装置，2台通信服务器，2台网络交换机，2台激光打印机，1套卫星同步时钟系统，1套电力专用UPS电源，1套中控室计算机控制台等。

13.1.3 现地级控制层结构1、现地级监控层主要包括机组4套LCU、2套开关站LCU和1套公用LCU。

2、LCU屏主要由PLC数据采集控制单元，微机准同期装置组成，多功能电表等组成，配置双以太网口。

3、每套机组现地控制单元配有一套微机自动准同期装置，同期对象为发电机断路器。

开关站有多个同期对象，配置一套微机多点自动准同期装置。

同期装置具备自动识别并网对象类别及并网性质的功能。

13.2 数据采集与报警功能13.2.1电气量采集各LCU将相关的PT、CT接入多功能电表，电量参数（例如功、无功、频率、功率因素、有功电度、无功电度等电量）直接从多功能电表中读取。

直流电量及非电量性模拟量如：转子电流及电压、导叶前压力、机组的工作水头等信号。

这些信号由变送器转换为4~20mA信号供PLC采集。

13.2.2状态量采集各LCU按周期采集全部开入量，进行状态检查，更新数据库，在开关量发生变位时，产生事件记录。

各LCU具有对本身的硬件及各控制单元进行全面的保护性自我检验功能，对各辅助设备的运行状况进行检测，并根据检验结果采取相应的保护性措施。

LCU同时向主机报告诊断的结果，根据自诊断记录，值班维护人员可以了解LCU装置工作是否良好，指导处理异常情况。

《水电站电脑监控技术》学习领域课程标准本课程标准由《水电站电脑监控技术》课程组与清江隔河岩电厂、漳河水电站及松滋洈水电站等单位相关技术人员联合开发制定。

《水电站电脑监控技术》学习领域课程标准以遵循职业性、开放性、实践性为原则，以“校企合作、工学结合”思想为指导，以通过完成整体化工作任务培养训练学生的“综合职业能力”为核心，以“工作内容”来组织课程内容为着眼点，以学习性工作任务为教学活动载体，使学生在尽量真实的职业情境中“学中做、做中学”。

一、学习领域定位1.本学习领域课程对应的职业典型工作任务本学习领域对应于本专业第九个典型工作任务，即水电机组及电力网自动化运行与调试。

2.本学习领域在课程体系中的地位与作用《水电站电脑监控技术》是小型水电站及电力网等专业的一门主干核心课程，本课程开设符合社会对小型水电站电脑监控岗位的人才需求，是发变电设备及系统综合应用知识的主要课程之一，是推行“多证制”之“水电站电气值班员”、“高级维修电工”等能力考核的必修课程。

在学生职业能力的成长中具有重要的地位。

《水电站电脑监控技术》课程与其他课程关系表二、学习〔能力〕目标1．专业专项能力：使学生获得必要的水电站电脑监控知识，学会电脑监控原理和流程，理解水电站电脑监控系统的结构组成、通信过程及原理，掌握水电站电脑监控系统的参数设置方法。

2．专业综合能力：学会常见水电站电脑监控的故障分析和排除，能够对监控系统的各个自动化装置进行操作，能够对整个系统进行运行、维护、检修，到达专业所要求的技能培养目标。

3．社会能力：具有良好的职业道德；具有刻苦钻研，好学上进的精神；具有良好的团队精神和协作能力；具有一定的创新能力。

三、学习〔工作〕内容四、学习领域设计〔一〕学习领域设计1．坚持工学结合开设课程。

本课程和行业岗位结合紧密，采用工学结合开发课程，内容选择先遵循行业标准，依据行业标准和岗位要求，以项目为导向，设计内容。

2．采用“四段渐进”的设计方法。

高等职业学校水电站机电设备与自动化专业教学标准一、专业名称（专业代码）水电站机电设备与自动化（430102）。

二、入学要求普通高级中学毕业、中等职业学校毕业或具备同等学力。

三、基本修业年限三年。

四、职业面向本专业职业面向如表1所示。

五、培养目标本专业培养理想信念坚定，德、智、体、美、劳全面发展，具有一定的科学文化水平，良好的人文素养、职业道德和创新意识，精益求精的工匠精神，较强的就业能力和可持续发展的能力，掌握本专业知识和技术技能，面向电力、热力生产和供应业的电气工程技术人员、电力热力生产和供应人员、建筑安装施工人员、机械设备修理人员等职业群，能够从事电工、变配电运行、水轮发电机组安装与检修、工程机械维修等工作的高素质技术技能人才。

六、培养规格本专业毕业生应在素质、知识和能力等方面达到以下要求：（一）素质1.坚定拥护中国共产党领导和我国社会主义制度，在习近平新时代中国特色社会主义思想指引下，践行社会主义核心价值观，具有深厚的爱国情感和中华民族自豪感。

2.崇尚宪法、遵法守纪、崇德向善、诚实守信、尊重生命、热爱劳动，履行道德准则和行为规范，具有社会责任感和社会参与意识。

3.具有质量意识、环保意识、安全意识、信息素养、工匠精神、创新思维黄4.勇于奋斗、乐观向上，具有自我管理能力、职业生涯规划的意识，有较强的集体意识和团队合作精神。

5.具有健康的体魄、心理和健全的人格，掌握基本运动知识和1~2项运动技能，养成良好的健身与卫生习惯，以及良好的行为习惯。

6.具有一定的审美和人文素养，能够形成1~2项艺术特长或爱好。

（二）知识1.掌握必备的思想政治理论、科学文化基础知识和中华优秀传统文化知识。

2.熟悉与本专业相关的法律法规以及环境保护、安全消防等知识。

3.掌握与本专业相关的机械图和电气图的识图、绘图知识。

4.掌握电工技术基础、电子技术基础、力学机械基础、机械制造基础和机械设计基础的知识。

5.掌握水力机组、调速器及其辅助设备的运行维护的基本方法。

要求说明
参考资料参考教材：
《水电站微机监控与保护》黄少敏主编黄河水利出版社
《水电站计算机监控技术与应用》徐金寿主编浙江大学出版社
《水轮发电机组辅助设备》郑德龙主编中国电力出版社
《水电站》洪霞主编自编特色教材
《可编程序控制器应用技术》汤晓华主编湖北科技出版社
参考网站：
《水电站机组自动化运行与监控》精品课程网站
对任课教师要求能够把握教学内容能够主导教学课堂能够紧跟行业发展能够启发学生自学
对授课场地要求
60%的时间要求有多媒体+ 白板或黑板
40%的时间能实时进入水电站综合实训中心
考核方式平时阶段考核（占70%）+ 综合选题考核（占30%）平时：
每一情境占10%
兼顾作业完成情况、平时考勤、讨论、交流表现综合：
自由分组
收集资料、成果汇报PPT
答辩
其它：
本课程后接水电厂综合实训，其中校内3周，校外3周。

水电厂自动运行课程设计1. 前言随着现代科技的不断发展和应用，许多传统行业也在不断更新和改进。

水电厂作为当代重要的电力供应来源，运行的自动化程度也越来越高。

本文将介绍水电厂自动运行课程设计，主要包括课程背景、课程目标、课程内容和课程评估等方面的内容。

2. 课程背景水电厂自动化控制技术是水电工业自动化控制技术的一个重要领域，是当前自动化技术发展的重点。

为了提高水电站的运行效率和安全性，水电厂运行智能化逐渐成为水电厂的发展趋势。

3. 课程目标本课程将教授以下几个方面的知识：1.水电站自动化控制系统的基本组成和结构；2.水电站各个环节的控制原理和运行规律；3.水电站自动化设备的维护和保养；4.水电站故障诊断和排除。

通过本课程的学习，学生将建立起完整的水电站自动化控制技术知识结构，掌握水电站自动化控制技术的基本框架和实际应用，能够灵活运用各种技术手段配合自动化设备实施水电站运行自动化控制。

4. 课程内容本课程的教学内容主要分为以下几个部分：4.1 水电站自动化控制系统的基本组成和结构介绍水电站自动化控制系统的基本概念、组成、结构和运行原理。

包括对水电站机组组成、水轮机及发电机的结构原理、水库的切换、调度等运行模式的自动化控制原理进行分析。

4.2 水电站各个环节的控制原理和运行规律介绍水电站各个系统和环节的控制原理和运行规律。

主要包括自动化控制系统、水轮机调速系统、励磁系统、水导系统、发电机保护及监控系统、水库出力调节与水文模型控制系统等。

4.3 水电站自动化设备的维护和保养介绍水电站自动化设备的维护和保养。

主要包括自动化控制系统的维护、清洁、保养及检修，设备故障诊断与排除，设备使用注意事项等。

4.4 水电站故障诊断和排除介绍水电站故障诊断和排除的方法和步骤。

主要包括故障识别、故障定位、故障分析、故障排除等方面，全面提高学生对水电站自动化设备的故障处理能力。

5. 课程评估针对课程设计的教学目标和教学内容，我们将开展评估工作。

《水电站计算机监控技术》学习领域课程标准本课程标准由《水电站计算机监控技术》课程组与清江隔河岩电厂、漳河水电站及松滋洈水电站等单位相关技术人员联合开发制定。

《水电站计算机监控技术》学习领域课程标准以遵循职业性、开放性、实践性为原则，以“校企合作、工学结合”思想为指导，以通过完成整体化工作任务培养训练学生的“综合职业能力”为核心，以“工作内容”来组织课程内容为着眼点，以学习性工作任务为教学活动载体，使学生在尽量真实的职业情境中“学中做、做中学”。

一、学习领域定位1.本学习领域课程对应的职业典型工作任务本学习领域对应于本专业第九个典型工作任务，即水电机组及电力网自动化运行与调试。

2.本学习领域在课程体系中的地位与作用《水电站计算机监控技术》是小型水电站及电力网等专业的一门主干核心课程，本课程开设符合社会对小型水电站计算机监控岗位的人才需求，是发变电设备及系统综合应用知识的主要课程之一，是推行“多证制”之“水电站电气值班员”、“高级维修电工”等能力考核的必修课程。

在学生职业能力的成长中具有重要的地位。

《水电站计算机监控技术》课程与其他课程关系表二、学习（能力）目标1．专业专项能力：使学生获得必要的水电站计算机监控知识，学会计算机监控原理和流程，理解水电站计算机监控系统的结构组成、通信过程及原理，掌握水电站计算机监控系统的参数设置方法。

2．专业综合能力：学会常见水电站计算机监控的故障分析和排除，能够对监控系统的各个自动化装置进行操作，能够对整个系统进行运行、维护、检修，达到专业所要求的技能培养目标。

3．社会能力：具有良好的职业道德；具有刻苦钻研，好学上进的精神；具有良好的团队精神和协作能力；具有一定的创新能力。

三、学习（工作）内容四、学习领域设计（一）学习领域设计1．坚持工学结合开设课程。

本课程和行业岗位结合紧密，采用工学结合开发课程，内容选择先遵循行业标准，依据行业标准和岗位要求，以项目为导向，设计内容。

玉湖电站监控系统运行技术标准目次前言........................................................ I I1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 一般规定 (1)4 运行维护 (2)5 运行操作 (9)6 故障和事故处理 (15)附录 A 机组状态判断 (17)附录 B 测速装置 (18)附录 C LCU水机保护 (18)前言本标准按照Q/YH20103—2014《标准编写的基本规定》的格式要求编制。

本标准由厂标准化委员会提出。

本标准由发电部归口并负责解释。

本标准起草单位：发电部本标准主要起草人：本标准最新修订人：玉湖电站监控系统运行技术标准1 范围本标准规定了玉湖电站监控系统的运行维护、操作及事故处理等内容。

本标准适用于玉湖电站监控系统的运行维护工作。

2 规范性引用文件DL/T578-95 水电厂计算机监控系统基本技术条件DL/T5065-1996 水力发电厂计算机监控系统设计规定YHNC2000计算机所监控系统说明书（V1.0第一册至V1.0第九册）YHMB80系列可编程逻辑控制器（PLC）使用手册3 一般规定3.1 正常运行时操作员工作站一台主用，作为实时控制，另一台热备用作为监视，两工作站可以相互切换。

3.2 当主用操作员工作站出现故障时，自动切换到备用操作员工作站。

3.3 操作员在进行操作之前，应熟悉每一幅画面的操作内容，操作应具备的条件及操作后果。

3.4 启动控制流程时，在顺序控制流程未做完之前，不要按顺控信息窗口上的退出键。

3.5 在LCU液晶显示屏上操作时，如执行了设值（如设机组有功或无功）操作，一定要等该操作执行完，否则无法执行其它操作。

3.6 在按了顺控执行键后，必须等顺控信息窗口弹出，看清顺控操作提示信息后，再进行确认或撤消。

3.7 在执行顺控流程时，为使其流程的执行过程可靠，在流程中加了限时，故同一种操作如要再次发令，必须等当前顺控流程退出才能进行。