《电力系统自动装置原理》教学大纲

《电力系统自动化》 课程教学大纲

Power System Automation

课程编号：130202221

学时： 32 学分：2.0

合用对象： 电气工程及其自动化专业

先修课程： 电力系统分析，自动控制原理，电力电子技术等

一、课程的性质和任务 (四号黑体加粗，描述文字用四号小宋体(下同))

本课程是电气工程及其自动化专业一门学科方向类必修课程。电力系统自动化是保证电

力系统安全、优质、经济运行的综合性技术，涉及电力系统运行理论、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，包括发机电励磁自动控制、发电厂自动化、电

网调度自动化、配电网自动化、变电站自动化等，是自动控制技术、信息技术在电力系统中

的应用，已经成为电气工程类专业学生必备的专业知识之一。该课程可以支撑电气工程及其

自动化专业毕业要求 2 (问题分析)、3 (设计／开辟解决方案)、4 (研究)的达成。本课程

的主要任务是：

1、使学生对电力系统相关问题形成较为系统的认识和理解；

2、使学生掌握发机电自动励磁控制的基本原理和方法，深入了解发机电同步并列的条件

与过程，以及自动准同期装置的工作原理，分析在电力系统运行过程中不满足并列条件对电

网产生何种影响，为分析复杂工程问题奠定基础。

3、使学生了解电力系统频率调整及电压调整的基本问题， 掌握电力系统功频特性、 自动

发电控制、经济调度的原理和方法，掌握电力系统电压控制措施，为进一步分析和研究电力

系统运行问题打下良好的基础；

4、 使学生掌握电力系统自动化的基本工作原理、 装置的调试方法以及装置的设计方法，

并且学习自动装置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和

解决电力系统复杂运行工程问题奠定基础。

二、教学目的与要求

本课程的教学目的是使学生掌握电力系统自动化的基本知识， 熟悉电网调度自动化、配

自动控制原理》教学大纲

一、课程的性质、地位与任务

本课程是电力系统自动化技术专业的基础课程。通过本课程的学习，使学生掌握自动控制的基础理论，并具有对简单连续系统进行定性分析、定量估算和初步设计的能力，学生将掌握自动控制系统分析与设计等方面的基本方法，如控制系统的时域分析法、根轨迹分析法、频域分析法、状态空间分析法、采样控制系统的分析等基本方

本课程系统地阐述了自动控制科学和技术领域的基本概念和基本规律，介绍了自动控制技术从建模分析到应用设计的各种思想和方法，内容十分丰富。通过自动控制理论的教学，应使学生全面系统地掌握自动控制技术领域的基本概念、基本规律和基本分析与设计方法，以便将来胜任实际工作，具有从事相关工程和技术工作的基本素质，同时具有一定的分析和解决有关自动控制实际问题的能力。

二、教学基本要求了解自动控制的概念、基本控制方式及特点、对控制系统性能的基本要求。理解典型环节的传递函数、结构图化简或梅森公式以及控制系统传递函数的建立和表示方法，初步掌握小偏差线性化方法和通过机理分析建立数学模型的方法，以串联校正为主的根轨迹综合法，掌握常用校正装置及其作用。

熟悉暂态性能指标、劳思判据、稳态误差、终值定理和稳定性的概念以及利用这些概念对二阶系统性能的分析，初步了解高阶系统分析方法、主导极点的概念，能利用根轨迹对系统性能进行分析，熟悉偶极子的概念以及添加零极点对系统性能的影响。频率特性的概念、开环系统频率特性Nyquist图和Bode图的画法和奈氏判据，了解绝对稳定系统、条件稳定系统、最小相位系统、非最小相位系统、稳定裕量、频指标的概念，以及频率特性与系统性能的关系。基本校正方式和反馈校正的作用，掌握复合校正的概念和以串联校正为主的频率响应综合法。

三、教学学时分配表

章 教学内容 教学时数 教学方法或手段 备注

-一一 自动控制系统的基本知识 4 讲授法和讨论

-二二 控制系统的数学模型 8 讲授法、演示、讨论

电力电子技术课程教学大纲

（POWERE1ECTRONIC）

总学时数：40

其中:实验学时数：0

课外学时数：0学分数：2.5适用专业：电气工程与自动化专业

一、课程的性质、目的和任务

本课程是自动化专业的基础课程，它的任务是使学生掌握各类电力电子器件的工作原理，特性和主要参数及其各类变流装置发生的电磁过程，基本原理，控制方法，设计计算，实验技能以及它们的技术经济指标。以便学生毕业后具有进一步掌握各种变流装置的能力，并为后续课“电力拖动与运动控制系统”打好基础。

二、课程教学的基本要求

（一）掌握电力电子器件（主要为晶闸管，电力晶体管，可关断晶闸管、电力场效应晶体管和绝缘栅双极晶体管）的工作原理，特性和主要参数（含驱动、缓冲和保护电路）。

（二）熟练掌握单相，三相整流电路和有源逆变电路的基本原理，波形分析和各种负载对电路运行的影响，并能对上述电路进行初步的设计计算（包括触发电路与保护环节）。

（三）3.了解无源逆变、直流斩波、交流调压和交-交变频电路的工作原理，了解并掌握PWM控制技术及PW型逆变电路的基本原理和控制方法。

（四）初步了解软开关技术的基本概念和常用的组合变流电路的主要形式。

（五）初步了解电力电子学科的发展趋势。

（六）掌握基本变流装置的调试实验方法。

三、课程的教学内容、重点和难点

绪论

基本内容：

电力电子技术的基本概念和内涵，电力电子技术发展历程，电力电子技术应用领域，本课程在国民经济中的作用意义，本课程的特点和学习方法。

基本要求：

使学生了解电力电子技术的基本概念和内涵，了解本课程的重要性，认识到他所学的内容仅是电力电子学科中的最基本的内容,而本学科还有很多重要的课题有待去学习，去解决。

第一章 电力电子器件

一、电力电子器件概述

基本内容：

电力电子器件的概念和特征；电力电子系统的构成；电力电子器件的分类。

基本要求：

1、了解电力电子器件的基本概念、主要特征以及主要类型； 2、了解应用电力电子器件构成的系统的主要组成部分及各部分功能。

电力系统自动化教学大纲

一、引言

1.1 课程背景

1.2 课程目标

1.3 教学方法

二、基本概念和原理

2.1 电力系统自动化概述

2.1.1 电力系统自动化的定义

2.1.2 电力系统自动化的发展历程

2.1.3 电力系统自动化的应用领域

2.2 电力系统基本原理回顾

2.2.1 电力系统拓扑结构

2.2.2 电力系统组成元件

2.2.3 电力系统运行模式

2.2.4 电力系统的稳定性和可靠性

三、电力系统自动化硬件设备

3.1 电力系统自动化硬件设备概述

3.2 电力系统自动化硬件设备分类

3.2.1 电力系统监控与控制设备 3.2.2 电力系统保护与自动装置

3.2.3 电力系统通信设备

3.2.4 电力系统测量与检测设备

3.3 电力系统自动化硬件设备选型与应用

四、电力系统自动化软件系统

4.1 电力系统自动化软件系统概述

4.2 电力系统监控与控制软件

4.2.1 SCADA系统

4.2.2 EMS系统

4.2.3 DMS系统

4.3 电力系统保护与自动装置软件

4.3.1 保护装置软件

4.3.2 自动装置软件

4.4 电力系统通信软件

4.4.1 通信协议

4.4.2 通信网络

4.5 电力系统自动化软件系统选型与应用

五、电力系统自动化应用案例

5.1 电力系统自动化在电网调度中的应用 5.2 电力系统自动化在电力设备保护中的应用

5.3 电力系统自动化在电力负荷控制中的应用

5.4 电力系统自动化在电力市场交易中的应用

5.5 电力系统自动化在电力故障诊断与恢复中的应用

六、实验教学

6.1 实验教学目的

6.2 实验教学内容

6.3 实验教学方法

6.4 实验教学评估

七、教学资源

7.1 参考教材

7.2 参考文献

7.3 实验设备和软件

八、教学评估与考核

8.1 教学评估方式

8.2 作业和实验报告评分标准

8.3 期末考核方式

8.4 成绩评定方法

九、教学团队 9.1 授课教师