電能質(zhì)量概論課程教學(xué)大綱

電能質(zhì)量概論課程教學(xué)大綱課程中文名稱：電能質(zhì)量概論課程英文名稱：IntroductiontoPowerQuality課程編號：C1229應(yīng)開課學(xué)期：7學(xué)時數(shù)：24學(xué)分?jǐn)?shù)：1.5適用專業(yè)：電氣工程及其自動化課程類型：專業(yè)拓展課先修課程：電力系統(tǒng)分析、繼電保護(hù)、發(fā)電廠電氣部分一、課程性質(zhì)《電能質(zhì)量概論》課程是電氣工程及其自動化專業(yè)選修課程。電能質(zhì)量概論是隨著科學(xué)技術(shù)及工業(yè)的發(fā)展，其對電能質(zhì)量及供電可靠性提出了更高的要求。如何提供方便優(yōu)質(zhì)的電能，使之更好地為知識化、休息化社會服務(wù)，是當(dāng)前電力工作者面臨的新機(jī)遇和新挑戰(zhàn)。因電能質(zhì)量直接關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)的總體效益，所以對電能質(zhì)量進(jìn)行深入分析有著非常重要的意義。主要介紹電能質(zhì)量的主要核心概念、國家或行業(yè)主要相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、認(rèn)識引起電能質(zhì)量問題的類型和原因、掌握保障電能質(zhì)量的一般原理和實現(xiàn)方法。本課程的特點是具有較強(qiáng)的實驗性、理論性和學(xué)科交叉性。二、課程目標(biāo)通過對該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解電能質(zhì)量的研究領(lǐng)域、研究內(nèi)容和研究方法及與其相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)；掌握電能質(zhì)量的基本概念和術(shù)語，理解頻率/電壓偏差所產(chǎn)生的電能質(zhì)量問題原因、檢測與評價、調(diào)整的技術(shù)措施；掌握電力系統(tǒng)諧波測量技術(shù)、影響和危害，學(xué)會電力系統(tǒng)諧波的抑制；認(rèn)知交流濾波裝置和電力系統(tǒng)諧波的標(biāo)準(zhǔn)及管理；掌握三相不平衡相關(guān)概念及計算，三相不平衡的危害性及改善措施、三相不平衡相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)；理解供電可靠性評價指標(biāo)和計算公式、配電系統(tǒng)可靠性預(yù)測方法。具備將電能質(zhì)量的基本原理和方法應(yīng)用于認(rèn)識和解決電氣復(fù)雜工程問題的初步能力。課程以電能質(zhì)量問題為核心內(nèi)容，要求理解和掌握國家關(guān)于電能質(zhì)量的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，掌握間諧波、三相不平衡、過電壓、電壓波動和閃變的測量、危害和改善措施；熟悉三相不平衡的分析和計算方法；了解雷電壓的保護(hù)措施；理解供電可靠性評價指標(biāo)和計算公式、配電系統(tǒng)可靠性預(yù)測方法；認(rèn)識配電系統(tǒng)可靠性準(zhǔn)則、配電系統(tǒng)缺電和停電損失的計算；初步掌握提高配電系統(tǒng)可靠性的措施及效果分析。了解當(dāng)前系統(tǒng)中各類非線性、沖擊性、波動性負(fù)載對電網(wǎng)電能質(zhì)量污染日益嚴(yán)重背景下電能質(zhì)量工程領(lǐng)域所面臨的復(fù)雜問題及未來發(fā)展趨勢，培養(yǎng)工程創(chuàng)新意識。三、支撐的畢業(yè)要求畢業(yè)要求課程教學(xué)目標(biāo)、達(dá)成途徑和評價依據(jù)等9對終身學(xué)習(xí)有正確認(rèn)識，具有不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展的能力。教學(xué)目標(biāo)：了解頻率偏差、暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓的概念及其產(chǎn)生的原因；理解工頻過電壓的機(jī)理與限制，諧振過電壓的機(jī)理與限制和雷電壓的保護(hù)。理解影響和評估方法，各種短路故障引起的電壓暫降幅值、臨界距離和電動機(jī)啟動的電壓暫降分析方法；掌握電壓暫降值的測量、抑制措施和暫降幅值及相位跳變的算法。設(shè)計保證優(yōu)質(zhì)電能質(zhì)能量供應(yīng)的解決方案，能夠通過計算機(jī)仿真工具對諧振過電壓、典型類型進(jìn)行建模及仿真分析，以專題討論形式培養(yǎng)學(xué)生將電能質(zhì)量的基本原理和方法應(yīng)用于電氣工程復(fù)雜工程問題的初步能力。達(dá)成途徑：課堂講解；隨堂/課外作業(yè)。評價依據(jù)：隨堂/課外作業(yè)分析報告或期末考試試題。評價方式：評估課外作業(yè)分析報告的正確性與完整性，給出成績；評價期末考試的得分率。3掌握工程基礎(chǔ)知識和本專業(yè)的基本理論知識，具有系統(tǒng)的工程實踐學(xué)習(xí)經(jīng)歷；了解本專業(yè)的前沿發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢。教學(xué)目標(biāo)：掌握電網(wǎng)各元件等值電路的諧波參數(shù)，并完成系統(tǒng)等值電路的繪制，掌握諧波潮流計算的基本理論及簡化計算方法；掌握系統(tǒng)諧波測量技術(shù)、影響和危害；了解系統(tǒng)諧波基本概念與術(shù)語，對系統(tǒng)諧波適用性國家標(biāo)準(zhǔn)要求。學(xué)會電力系統(tǒng)諧波的抑制；認(rèn)知交流濾波裝置和電力系統(tǒng)諧波的標(biāo)準(zhǔn)及管理。掌握電力系統(tǒng)諧波諧振、諧波放大基本概念及非正弦波形分析方法，理解電力系統(tǒng)諧波來源及潮流計算，描述電力系統(tǒng)諧波相關(guān)的工程問題，建立諧波潮流計算物理和數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行分析計算。通過課堂案例分析、課外作業(yè)及專題討論等方式識別。達(dá)成途徑：課堂案例分析；隨堂/課外作業(yè)。評價依據(jù)：隨堂/課外作業(yè)分析報告。評價方式：評估隨堂/課外作業(yè)分析報告的正確性與完整性，給出成績。4具備設(shè)計和實施工程實驗的能力，并能夠?qū)嶒灲Y(jié)果進(jìn)行分析教學(xué)目標(biāo)：在掌握頻率/電壓偏差、所產(chǎn)生的電能質(zhì)量問題原因、檢測與評價、調(diào)整的技術(shù)措施后理解供電可靠性評價指標(biāo)和計算公式、配電系統(tǒng)可靠性預(yù)測方法；能夠根據(jù)電力用戶對電能質(zhì)量提出的工程要求問題設(shè)計保障優(yōu)良電能質(zhì)量供應(yīng)的解決方案及效果分析。達(dá)成途徑：隨堂/課外作業(yè)。評價依據(jù)：隨堂/課外作業(yè)分析報告。評價方式：評估課外作業(yè)分析報告的正確性與完整性，給出成績。5掌握基本的創(chuàng)新方法，具有追求創(chuàng)新的態(tài)度和意識；具有綜合運(yùn)用理論和技術(shù)手段設(shè)計系統(tǒng)和過程的能力，設(shè)計過程中能夠綜合考慮經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、法律、安全、健康、倫理

等制約因素。教學(xué)目標(biāo)：掌握三相不平衡相關(guān)概念及三相不平衡度的計算，三相不平衡的危害性及改善措施。了解三相不平衡相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)。采用MATLAB軟件或其它工具軟件設(shè)計配電網(wǎng)絡(luò)不平衡度的計算方案及設(shè)計改善方案。達(dá)成途徑：課堂講解；專題討論。評價依據(jù)：專題討論個人表現(xiàn)及答辯報告。評價方式：專題討論個人表現(xiàn)及答辯報告的正確性與完整性，給出成績。1具有人文社會科學(xué)素養(yǎng)、社會責(zé)任感和工程職業(yè)道德。教學(xué)目標(biāo)：了解電能質(zhì)量基本概念，理解電能質(zhì)量的基本含義，掌握電壓偏差、電壓合格率的基本計算，了解國內(nèi)外電能質(zhì)量的發(fā)展和現(xiàn)狀和相關(guān)國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)知IEEE電壓容限曲線及分類。達(dá)成途徑：課堂講解；課外作業(yè)。評價依據(jù)：課外作業(yè)或期末考試試題。評價方式：評估課外作業(yè)分析報告的正確性與完整性，給出成績；評價期末考試的得分率。10、具有國際視野和跨文化的交流、競爭與合作能力。教學(xué)目標(biāo)：結(jié)課方式如選擇以科技論文形式，則需掌握引發(fā)電能質(zhì)量有關(guān)的現(xiàn)象、危害、原理等方面進(jìn)行綜合分析，能閱讀相關(guān)英文文獻(xiàn)資料，寫出符合科技論文格式的綜合報告。達(dá)成途徑：專題分析報告。評價依據(jù)：專題分析報告。評價方式：評估專題分析報告的正確性與完整性，給出成績；評估查閱文獻(xiàn)的相關(guān)性和合理性，給出成績。四、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)時安排和基本要求第一章電能質(zhì)量基本概念2學(xué)時1了解電能質(zhì)量概念、主要內(nèi)容及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)2了解動態(tài)電能質(zhì)量3了解IEEE電壓容限曲線及分類重點難點：本課程的內(nèi)容和特點第二章電力系統(tǒng)電壓偏差3學(xué)時1了解電壓偏差國家標(biāo)準(zhǔn)及危害2理解電力系統(tǒng)電壓調(diào)整及無功補(bǔ)償3掌握無功和電壓管理重點難點：負(fù)荷無功功率與電壓水平的關(guān)系，有功、無功功率傳輸對電壓水平的影響，電壓監(jiān)測、中樞點電壓管理，電網(wǎng)電壓調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)及無功電源的優(yōu)化，無功補(bǔ)償規(guī)劃原則及容量配置第三章電力系統(tǒng)頻率偏差3學(xué)時1了解電力系統(tǒng)頻率概念及頻率偏差對系統(tǒng)的影響2掌握電力系統(tǒng)頻率的檢測與評價3理解電力系統(tǒng)頻率偏差的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定4掌握電力系統(tǒng)頻率調(diào)整5新能源發(fā)電接入后的電力系統(tǒng)頻率調(diào)整重點難點：電力系統(tǒng)動態(tài)頻率及檢測，國內(nèi)外有關(guān)電力系統(tǒng)頻率有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，系統(tǒng)頻率調(diào)整方法，新能源發(fā)電并網(wǎng)對系統(tǒng)影響及調(diào)頻第四章電力系統(tǒng)諧波、間諧波7學(xué)時1了解電力系統(tǒng)諧波基本概念及來源2掌握電力系統(tǒng)非正弦波形分析方法及潮流計算3理解電力系統(tǒng)諧波測量技術(shù)4了解諧波對電網(wǎng)的影響和危害5理解電力系統(tǒng)諧波的抑制及交流濾波裝置6理解電力系統(tǒng)諧波的標(biāo)準(zhǔn)及管理7了解間諧波概念及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)重點難點：電力系統(tǒng)非正弦波形電壓/電流分析方法，非正弦電路功率和功率因數(shù)，諧波潮流計算，諧波及諧波阻抗的檢測，諧波的抑制及所用設(shè)備，電力電容器組和電抗器諧波過載能力；諧波的標(biāo)準(zhǔn)及管理，間諧波適用性標(biāo)準(zhǔn)及危害和抑制第五章電壓波動和閃變2學(xué)時1了解電壓波動和閃變概念及標(biāo)準(zhǔn)2理解電壓波動和閃變的測量3掌握電壓波動和閃變的產(chǎn)生和抑制重點難點：電壓波動檢測方法，IEC閃變檢測方法，人腦神經(jīng)對視覺反映和記憶效應(yīng)環(huán)節(jié)設(shè)計，電壓波動和閃變的產(chǎn)生及補(bǔ)償裝置第六章電力系統(tǒng)三相不平衡2學(xué)時1了解三相不平衡的概念及國家標(biāo)準(zhǔn)2掌握三相不平衡度的計算和評估3掌握三相不平衡的危害性及改善措施重點難點：三相不平衡度的計算，改善三相不平衡的措施第七章暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓、電壓暫降2學(xué)時1了解暫時過電壓、瞬態(tài)過電壓和電壓暫降的概念、危害及標(biāo)準(zhǔn)2掌握工頻/諧振過電壓的機(jī)理與限制3掌握電壓暫降值的測量和計算4掌握抑制電壓暫降電壓的措施5了解雷電壓的保護(hù)重點難點：電容效應(yīng)與限制方法，單相接地時的工頻電壓升高，線性/鐵磁/參數(shù)諧振的機(jī)理與限制，操作過電壓的機(jī)理與限制，電壓暫降幅值和相位跳變的基本計算方法，電壓暫降動態(tài)補(bǔ)償技術(shù)第八章配電系統(tǒng)可靠性2學(xué)時1了解配電系統(tǒng)可靠性及準(zhǔn)則2了解我國城市電力網(wǎng)可靠性規(guī)定3掌握配電系統(tǒng)可靠性預(yù)測方法4了解配電系統(tǒng)缺電和停電損失的計算5了解配電系統(tǒng)可靠性經(jīng)濟(jì)評價4理解提高配電系統(tǒng)可靠性的措施及效果分析重點難點：配電系統(tǒng)可靠性預(yù)測評估指標(biāo)，網(wǎng)絡(luò)的可靠性評價五、課程的其它教學(xué)環(huán)節(jié)序號教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時數(shù)1專題討論配電線路三相不平衡度的計算和改善措施12課外作業(yè)由授課教師及學(xué)生共同確定03隨堂作業(yè)由授課教師根據(jù)需要布置04平時作業(yè)1、中樞點電壓計算及管理2、無功補(bǔ)償及無功電源的優(yōu)化3、非正弦電路功率和功率因數(shù)4、電力電容器組或電抗器諧波過載能力計算5、線性/鐵磁/參數(shù)諧振分析與計算6、配電系統(tǒng)可靠性計算0六、教學(xué)方法與手段本課程教學(xué)主要采用講授、多媒體教