高壓直流輸電課程教學(xué)大綱

高壓直流輸電課程教學(xué)大綱課程中文名稱：高壓直流輸電課程英文名稱：HighVoltageDCTransmission課程編號：C1041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：電路原理，電力電子技術(shù)，電力系統(tǒng)分析，繼電保護。一、課程性質(zhì)本課程是電氣工程及其自動化專業(yè)的專業(yè)拓展課程選修。高壓直流輸電HVDC是電力電子技術(shù)應(yīng)用最為重要、最為傳統(tǒng)、發(fā)展最為活躍的領(lǐng)域之一，以其可實現(xiàn)交流電網(wǎng)的異步連接、控制靈活性強等特點正得到快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。特別是隨著大范圍能源優(yōu)化配置、大規(guī)?？稍偕茉窗l(fā)電并網(wǎng)等需求的擴大，直流輸電工程項目得到快速實施。高壓直流輸電技術(shù)涉及器件、電路、設(shè)備、控制方法等各個層次，既有直流輸電本身的特性分析與設(shè)計，又有與交流系統(tǒng)的相互作用及其分析，是一門理論性和實踐性很強的課程。二、課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，掌握高壓直流輸電的基本概念、構(gòu)成與分類，高壓直流輸電的特點及適用場合。了解高壓直流輸電的歷史發(fā)展階段與國外的現(xiàn)狀、直流輸電在我國的發(fā)展過程及未來的發(fā)展規(guī)劃、高壓直流輸電的新進(jìn)展。了解高壓直流輸電的主要電氣設(shè)備的功能與特點。能運用高等數(shù)學(xué)、電路原理、電力電子電路基本方法分析換流器的工作原理。能結(jié)合工程問題，運用自動控制理論、繼電保護原理分析高壓直流輸電的控制與保護方案，具有將高壓直流輸電技術(shù)用于解決復(fù)雜電氣工程問題的能力。能夠理解高壓直流輸電技術(shù)所面臨的復(fù)雜工程問題及對社會、環(huán)境的影響。三、支撐的畢業(yè)要求課程對畢業(yè)要求的支撐課程教學(xué)目標(biāo)、達(dá)成途徑和評價依據(jù)等畢業(yè)要求2.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)：能夠掌握高壓直流輸電的分類、構(gòu)成及適用場合，能夠分析高壓直流輸電優(yōu)缺點，能夠?qū)χ绷鬏旊娕c交流輸電進(jìn)行對比；了解高壓直流輸電系統(tǒng)的諧波抑制和無功補償方法，并比較各種方法的優(yōu)缺點；了解高壓直流輸電的歷史與國外的現(xiàn)狀，了解直流輸電發(fā)展史上具有重要意義的工程實例，了解直流輸電在我國的發(fā)展及規(guī)劃，了解高壓直流輸電工程的重要作用；了解高壓直流輸電技術(shù)的最新進(jìn)展。達(dá)成途徑：課堂講解。評價依據(jù)：平時作業(yè)；課程論文。評價方式：評估平時作業(yè)的正確性與完整性，給出成績；評價課程論文正確性與完整性，給出成績。畢業(yè)要求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；具有綜合運用理論和技術(shù)手段設(shè)計電氣工程領(lǐng)域的系統(tǒng)和過程的能力，設(shè)計過程中能夠綜合考慮經(jīng)濟、環(huán)境、法律、安全、健康、倫理等制約因素。教學(xué)目標(biāo)：能夠運用電路理論知識分析高壓直流輸電換流器的基本特性、基本關(guān)系式及典型波形、曲線；能夠運用高等數(shù)學(xué)中的級數(shù)知識分析高壓直流輸電換流器典型波形的諧波規(guī)律；能夠運用電力電子技術(shù)知識及自動控制理論原理分析高壓直流輸電基本控制方法，分析直流輸電系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制、潮流反轉(zhuǎn)、啟動、停止等的控制方法及系統(tǒng)出現(xiàn)各種故障時的保護措施。達(dá)成途徑：課堂講解。評價依據(jù)：平時作業(yè)；課程論文。評價方式：評估平時作業(yè)的正確性與完整性，給出成績；評價課程論文正確性與完整性，給出成績。畢業(yè)要求6.掌握文獻(xiàn)檢索、資料查詢及運用現(xiàn)代信息技術(shù)獲取相關(guān)信息的基本方法；教學(xué)目標(biāo)：了解高壓直流輸電系統(tǒng)中換相失敗分析、典型故障分析、先進(jìn)控制方法應(yīng)用等相關(guān)專題的理論研究成果和工程案例。達(dá)成途徑：課堂講解；文獻(xiàn)閱讀。評價依據(jù)：課程論文。評價方式：評估課程論文的正確性與完整性，給出成績。畢業(yè)要求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)：了解高壓直流輸電的新技術(shù)及新發(fā)展，包括器件、電路拓?fù)浼翱刂品椒ǖ淖钚逻M(jìn)展。達(dá)成途徑：課堂講解；文獻(xiàn)閱讀。評價依據(jù)：課程論文。評價方式：評估課程論文的正確性與完整性，給出成績。四、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)時安排和基本要求第一章緒論4學(xué)時1掌握高壓直流輸電的構(gòu)成與分類。2掌握高壓直流輸電的特點及適用場合。3了解高壓直流輸電國內(nèi)外發(fā)展歷史、現(xiàn)狀及最新進(jìn)展。重點難點：高壓直流輸電的構(gòu)成與分類，高壓直流輸電的特點及適用場合。第二章高壓直流輸電系統(tǒng)的主要設(shè)備4學(xué)時1掌握換流閥構(gòu)成及其運行特點。2了解換流變壓器、平波電抗器、無功補償裝置、濾波器的功能與特點。重點難點：換流閥構(gòu)成及運行特點。第三章?lián)Q流器工作原理8學(xué)時1掌握6脈波整流器各種運行方式的工作原理分析，能夠分析換相過程，推導(dǎo)不同工況下整流輸出電壓表達(dá)式、電流波形圖。2掌握12脈波整流器正常運行方式的工作原理分析，橋間相互影響，相關(guān)計算公式。3掌握6脈波逆變器正常運行方式和故障運行方式的工作原理分析，能夠分析6脈波逆變器外特性曲線。4掌握12脈波逆變器實現(xiàn)逆變的條件，換相失敗分析，整流電壓平均值計算公式。重點難點：整流器及逆變器正常運行方式、非正常運行方式、故障運行方式分析，諧波分析，換相失敗問題。第四章電網(wǎng)換相直流輸電的控制與保護6學(xué)時1掌握高壓直流輸電的基本控制方式。2了解整流器與逆變器的協(xié)調(diào)控制。3掌握高壓直流輸電的故障的分類與保護動作；4了解換流站內(nèi)的故障與保護示例，了解直流線路的故障與保護示例，了解交流側(cè)的故障與保護示例。重點難點：基本控制方式和保護方式，整流器與逆變器的協(xié)調(diào)控制。第五章高壓直流輸電的新技術(shù)及新發(fā)展2學(xué)時1了解器件換相直流輸電技術(shù)。2了解特高壓直流輸電發(fā)展概況。重點難點：器件換相直流輸電技術(shù)，特高壓直流輸電。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課程論文由學(xué)生課外獨立確定02平時作業(yè)1、高壓直流輸電分類與構(gòu)成方式、高壓直流輸電特點。2、高壓直流輸電系統(tǒng)主要設(shè)備。3、換流器典型工況分析與計算。4、高壓直流輸電系統(tǒng)控制策略與保護類型。0六、教學(xué)方法與手段本課程教學(xué)主要采用課堂講授、多媒體教學(xué)、平時作業(yè)、課程論文等教學(xué)方法與手段。七、推薦教材和教學(xué)參考資源教材：1.韓民曉，文俊，徐永海。高壓直流輸電原理與運行第2版。北京：機械工業(yè)出版社，2012。參考書：1、趙畹君主編，高壓直流輸電工程技術(shù)，北京：中國電力出版社，2004。2、李興源編著，高壓直流輸