《電力系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)》教學(xué)大綱

《電力系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：05143012課程性質(zhì)：專業(yè)必修課學(xué)分：1學(xué)分學(xué)時(shí)：16學(xué)時(shí)（實(shí)驗(yàn)16學(xué)時(shí)）先修課程：高等數(shù)學(xué)、電路原理、電機(jī)學(xué)等后續(xù)課程：電氣設(shè)備在線監(jiān)測(cè)與故障診斷適用專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化開課單位：電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院一、課程說明本課程是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的專業(yè)必修課。本課程主要圍繞電力一次系統(tǒng)的基本構(gòu)成、主要電氣設(shè)備的工作特性、系統(tǒng)接線型式及配電裝置、電力系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行、電力系統(tǒng)潮流分布、非正常運(yùn)行方式分析等內(nèi)容進(jìn)行相關(guān)電力實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生具備電力運(yùn)行、設(shè)備維護(hù)、電氣設(shè)計(jì)等崗位群所需的基本技能，提高學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)分析問題和解決工程問題的能力，為后續(xù)課程和解決電力工程實(shí)際問題奠定基礎(chǔ)。二、課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到如下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：加強(qiáng)學(xué)生對(duì)相關(guān)理論課內(nèi)容的理解、掌握，熟悉各種電氣主要設(shè)備的結(jié)構(gòu)及功能作用，掌握電力系統(tǒng)的運(yùn)維操作及各種運(yùn)行方式下的電流分析，熟悉電力系統(tǒng)專業(yè)軟件使用等。課程目標(biāo)2：根據(jù)有關(guān)要求自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行正確的判斷。培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，為今后專業(yè)課程學(xué)習(xí)和就業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。課程目標(biāo)3：了解電氣工程、智能電網(wǎng)工程專業(yè)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、產(chǎn)業(yè)政策和法律法規(guī)，理解不同社會(huì)文化對(duì)電氣工程活動(dòng)的影響。培養(yǎng)學(xué)生正確的人生觀、強(qiáng)烈的愛國(guó)情懷、高度的社會(huì)責(zé)任感和良好的人文素養(yǎng)。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《電力系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)》課程教學(xué)目標(biāo)對(duì)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)支撐強(qiáng)度3.設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案3.1能夠掌握工程設(shè)計(jì)和產(chǎn)品開發(fā)全周期、全流程的基本方法和技術(shù)，了解影響設(shè)計(jì)目標(biāo)和技術(shù)方案的各種因素。課程目標(biāo)1：加強(qiáng)學(xué)生對(duì)相關(guān)理論課內(nèi)容的理解、掌握，熟悉各種電氣主要設(shè)備的結(jié)構(gòu)及功能作用，掌握電力系統(tǒng)的運(yùn)維操作及各種運(yùn)行方式下的電流分析，熟悉電力系統(tǒng)專業(yè)軟件使用等。課程目標(biāo)2：根據(jù)有關(guān)要求自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行正確的判斷。培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，為今后專業(yè)課程學(xué)習(xí)和就業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。M4.研究4.2能夠根據(jù)復(fù)雜電氣工程問題的特征，選擇研究路線，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。課程目標(biāo)2：根據(jù)有關(guān)要求自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行正確的判斷。培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，為今后專業(yè)課程學(xué)習(xí)和就業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。H5.使用現(xiàn)代工具5.1能夠掌握現(xiàn)代儀器、工程工具、信息技術(shù)工具的使用原理和方法。課程目標(biāo)1：加強(qiáng)學(xué)生對(duì)相關(guān)理論課內(nèi)容的理解、掌握，熟悉各種電氣主要設(shè)備的結(jié)構(gòu)及功能作用，掌握電力系統(tǒng)的運(yùn)維操作及各種運(yùn)行方式下的電流分析，熟悉電力系統(tǒng)專業(yè)軟件使用等。課程目標(biāo)3：了解電氣工程、智能電網(wǎng)工程專業(yè)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、產(chǎn)業(yè)政策和法律法規(guī)，理解不同社會(huì)文化對(duì)電氣工程活動(dòng)的影響。培養(yǎng)學(xué)生正確的人生觀、強(qiáng)烈的愛國(guó)情懷、高度的社會(huì)責(zé)任感和良好的人文素養(yǎng)。M注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關(guān)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配實(shí)驗(yàn)部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配見表2。表2實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)1.電力系統(tǒng)主要電氣設(shè)備認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：利用VR虛擬仿真平臺(tái)進(jìn)行主要電氣設(shè)備的認(rèn)知理解。實(shí)驗(yàn)要求：熟悉變電站主接線方案，認(rèn)識(shí)各種高、低壓電氣設(shè)備及導(dǎo)線連接安裝方式。21、2、32.電氣主接線倒閘操作實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：通過利用變電站仿真系統(tǒng)軟件，根據(jù)任務(wù)進(jìn)行相關(guān)倒閘操作。實(shí)驗(yàn)要求：理解操作原則及注意事項(xiàng)，熟悉操作票的填寫要求。21、2、33.系統(tǒng)主備用電源的快速切換實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：利用WDSJ-8000電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)及綜合自動(dòng)化裝置進(jìn)行電源快切操作。實(shí)驗(yàn)要求：熟悉系統(tǒng)主備用電源設(shè)置，理解主備用電源之間的配合相互切換功能使用。21、2、34.斷路器電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)控制回路和信號(hào)回路綜合性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：利用THKDZB-2型電力自動(dòng)化及繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行斷路器電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)控制操作。實(shí)驗(yàn)要求：熟悉斷路器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)斷路器的控制回路和信號(hào)回路功能實(shí)現(xiàn)。21、2、35.潮流計(jì)算分析實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：運(yùn)用牛頓法、高斯法進(jìn)行9節(jié)點(diǎn)、39節(jié)點(diǎn)等系統(tǒng)的潮流計(jì)算分析。實(shí)驗(yàn)要求：熟悉潮流計(jì)算的計(jì)算機(jī)算法，熟悉Matpower4.1潮流計(jì)算程序。21、2、36.單機(jī)-無(wú)窮大系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：?jiǎn)闻_(tái)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)要求：掌握發(fā)電機(jī)并網(wǎng)的條件，發(fā)電機(jī)并網(wǎng)的方法與步驟。21、2、37.電力系統(tǒng)不對(duì)稱故障分析實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：不對(duì)稱故障電流、電壓分析。實(shí)驗(yàn)要求：熟悉不同類型短路故障的特點(diǎn)，對(duì)電力系統(tǒng)不對(duì)稱故障進(jìn)行仿真，對(duì)故障電流電壓進(jìn)行分析。21、2、38.電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性仿真實(shí)驗(yàn)要求：熟悉不同擾動(dòng)情況下發(fā)電機(jī)功角、轉(zhuǎn)速隨時(shí)間變化的曲線。21、2、3合計(jì)16五、教學(xué)方法及手段本課程通過理論講解、實(shí)驗(yàn)操作演示、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析等，以啟發(fā)式、討論式教學(xué)為主，引導(dǎo)學(xué)生積極思考、動(dòng)手實(shí)踐，促進(jìn)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。實(shí)驗(yàn)課前，學(xué)生按要求預(yù)習(xí)和掌握與本實(shí)驗(yàn)有關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書；實(shí)驗(yàn)過程采用教師講授和學(xué)生動(dòng)手操作的方法，教師介紹常用設(shè)備和儀器的原理、構(gòu)造和使用維護(hù)方法、軟件的使用方法以及綜合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的思路和方案設(shè)計(jì)等；實(shí)驗(yàn)過程要求學(xué)生嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)紀(jì)律，按操作規(guī)程使用儀器，掌握基本實(shí)驗(yàn)技能和方法；培養(yǎng)學(xué)生排除實(shí)驗(yàn)故障的能力，以及良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和科學(xué)合理的電路布線方法和技巧，提高解決復(fù)雜問題的能力。實(shí)驗(yàn)做完后，組織學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果、方法等進(jìn)行討論，教師適當(dāng)總結(jié)引導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析能力。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，按規(guī)定對(duì)儀器進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。每完成一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。六、課程資源1.推薦教材：（1）張鳳鴿.現(xiàn)代電力系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)[M].武漢:華中科技大學(xué)出版社,2020.2.參考書：（1）張文豪等.電力系統(tǒng)數(shù)字仿真與實(shí)驗(yàn)[M].上海:同濟(jì)大學(xué)出版社,2019.（2）楊德先,陸繼明.電力系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2010.（3）王慧.電力系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)教程[M].濟(jì)南:山東大學(xué)出版社,2010.（4）袁榮湘.電力系統(tǒng)仿真技術(shù)與實(shí)驗(yàn)[M].北京:中國(guó)電力出版社,2018.（5）林亞君.電力系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M].廈門:廈門大學(xué)出版社,2018.（6）劉世明等.電力系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2020.3.期刊：（1）電網(wǎng)技術(shù),國(guó)家電網(wǎng)公司主辦（2）電力系統(tǒng)自動(dòng)化,國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院有限公司主辦（3）中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)主辦（4）IEEETransactionsonSmartGrid,US,IEEE(InstituteofElectricalandElectronicsEngineers,電氣與電子工程師學(xué)會(huì))主辦（5）河南工學(xué)院學(xué)報(bào),河南工學(xué)院4.網(wǎng)絡(luò)資源：（1）愛課程網(wǎng)http：///home/（2）精品課程網(wǎng)http：///七、課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐課程成績(jī)由8個(gè)實(shí)驗(yàn)成績(jī)的平均分評(píng)定。具體考核/評(píng)價(jià)細(xì)則及對(duì)課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見表3。表3課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評(píng)價(jià)細(xì)則課程目標(biāo)123課程成績(jī)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)30（1）預(yù)習(xí)認(rèn)真、熟練掌握方法與步驟(30～28)（2）有預(yù)習(xí)、基本掌握方法與步驟(27～22)（3）有預(yù)習(xí)、但未能掌握方法與步驟(21～18)（4）沒有預(yù)習(xí)，不能完成實(shí)驗(yàn)(17～0)√√√8148操作過程40（1）遵規(guī)守紀(jì)、操作熟練、團(tuán)結(jié)協(xié)作(40～37)（2）遵規(guī)守紀(jì)、操作正確、有協(xié)作(36～29)（3）遵規(guī)守紀(jì)、操作基本正確、無(wú)協(xié)作(28～24)（4）不能遵規(guī)守紀(jì)、操作不正確、無(wú)協(xié)作(23～0)√√√121612結(jié)果分析30（1）結(jié)果詳實(shí)、結(jié)論清晰、討論合理(30～28)（2）結(jié)果正確、討論適當(dāng)(27～22)（3）結(jié)果正確、沒有分析討論(21～18)（4）結(jié)果不正確、沒有分析討論(17～0)√√√8148合計(jì)：100分284428八、考核與成績(jī)?cè)u(píng)定1.考核方式：電力系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)最終總成績(jī)由8個(gè)實(shí)驗(yàn)成績(jī)的平均分評(píng)定。單次實(shí)驗(yàn)成績(jī)主要由實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)操作過程成績(jī)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析成績(jī)來(lái)評(píng)定，其比例為實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)成績(jī)占實(shí)驗(yàn)成績(jī)的30%，實(shí)驗(yàn)操作過程成績(jī)占實(shí)驗(yàn)成績(jī)的40%，實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析成績(jī)占實(shí)驗(yàn)成績(jī)的30%。2.考核基本要求：每位學(xué)生必須按規(guī)定完成實(shí)驗(yàn)課，因故不能參加實(shí)驗(yàn)者，應(yīng)課前向指導(dǎo)教師請(qǐng)假（必須經(jīng)有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn)），對(duì)所缺實(shí)驗(yàn)要在期末課程考試時(shí)間之前補(bǔ)齊。每次實(shí)驗(yàn)課前，要求學(xué)生必須進(jìn)行預(yù)習(xí)。實(shí)驗(yàn)課堂上，學(xué)生要認(rèn)真操作實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。每位學(xué)生必須按實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的要求，獨(dú)立編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，不得抄襲或借用他人的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告要數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、條理清晰，抄襲別人的實(shí)驗(yàn)報(bào)告或不交實(shí)驗(yàn)報(bào)告的以本次實(shí)驗(yàn)0分計(jì)入總成績(jī)。3.考核評(píng)定的標(biāo)準(zhǔn)：詳見表4。表4過程性考核方式評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)考核方式所占比重(%)考核標(biāo)準(zhǔn)及分值實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)30預(yù)習(xí)認(rèn)真、熟練掌握方法與步驟(30～28)有預(yù)習(xí)、基本掌握方法與步驟(27～22)有預(yù)習(xí)、但未能