《直流輸電技術(shù)》教學大綱

《直流輸電技術(shù)》教學大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：05152021課程性質(zhì)：專業(yè)選修課學分：2學分學時：32學時（理論32學時）先修課程：電力電子技術(shù)、電力系統(tǒng)分析等后續(xù)課程：電氣設(shè)備在線監(jiān)測與故障診斷適用專業(yè)：電氣工程及其自動化開課單位：電氣工程與自動化學院一、課程說明《直流輸電技術(shù)》是電氣工程及其自動化專業(yè)的一門專業(yè)選修課。本課程主要傳授直流輸電技術(shù)的基本理論與控制方法、諧波與濾波器、直流輸電系統(tǒng)故障與保護等知識，使學生理解直流輸電技術(shù)原理和特性，能夠?qū)χ绷鬏旊娤到y(tǒng)中有關(guān)問題進行分析，為學生畢業(yè)后從事電氣工程及相關(guān)領(lǐng)域的設(shè)計制造、運行維護和科學研究工作打下基礎(chǔ)。二、課程目標通過本課程的學習，使學生達到如下目標：課程目標1：掌握高壓直流輸電技術(shù)的基本原理、直流輸電系統(tǒng)諧波和濾波知識，培養(yǎng)學生利用所學知識解決直流輸電系統(tǒng)工程問題的能力。課程目標2：能夠?qū)?shù)學、電氣工程專業(yè)相關(guān)基礎(chǔ)知識及專業(yè)知識運用到直流輸電系統(tǒng)問題的分析，能夠有針對性的查閱文獻，展開技術(shù)問題探索、歸納，形成結(jié)論及問題解決方案。課程目標3：理解直流輸電技術(shù)領(lǐng)域有關(guān)的國家政策、知識產(chǎn)權(quán)、標準規(guī)范，認識到技術(shù)研究所肩負的使命、責任與義務(wù)。三、課程目標與畢業(yè)要求《直流輸電技術(shù)》課程教學目標對電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學目標與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標點課程目標支撐強度1.工程知識1.4能夠?qū)㈦姎夤こ碳捌渥詣踊瘜I(yè)知識用于復雜電氣工程問題解決方案的比較與優(yōu)化。課程目標1：掌握高壓直流輸電技術(shù)的基本原理、直流輸電系統(tǒng)諧波和濾波知識，培養(yǎng)學生利用所學知識解決直流輸電系統(tǒng)工程問題的能力。H2.問題分析2.2能夠運用數(shù)學、自然科學和工程科學的基本原理，分析并表達復雜電氣工程問題的特性，獲得多種解決方案。課程目標2：能夠?qū)?shù)學、電氣工程專業(yè)相關(guān)基礎(chǔ)知識及專業(yè)知識運用到直流輸電系統(tǒng)問題的分析，能夠有針對性的查閱文獻，展開技術(shù)問題探索、歸納，形成結(jié)論及問題解決方案。M3.設(shè)計/開發(fā)解決方案3.1能夠掌握工程設(shè)計和產(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)計目標和技術(shù)方案的各種因。課程目標3：理解直流輸電技術(shù)領(lǐng)域有關(guān)的國家政策、知識產(chǎn)權(quán)、標準規(guī)范，認識到技術(shù)研究所肩負的使命、責任與義務(wù)。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、教學內(nèi)容、基本要求與學時分配理論部分理論部分的教學內(nèi)容、基本要求與學時分配見表2。表2教學內(nèi)容、基本要求與學時分配教學內(nèi)容教學要求，教學重點難點理論學時對應(yīng)的課程目標1.直流輸電發(fā)展歷程1.1高壓直流輸電的構(gòu)成與特點1.2高壓直流輸電發(fā)展現(xiàn)狀1.3直流輸電技術(shù)新發(fā)展教學要求：使學生了解高壓直流輸電的構(gòu)成；掌握高壓直流輸電的特點及適用場合；了解直流輸電技術(shù)發(fā)展趨勢。重點：高壓直流輸電的構(gòu)成難點：高壓直流輸電的構(gòu)成及特點。21、2、32.高壓直流輸電系統(tǒng)的主要設(shè)備2.1換流裝置2.2換流變壓器2.3平波電抗器2.4無功補償裝置2.5濾波器2.6直流輸電線路2.7接地極教學要求：使學生掌握高壓直流輸電系統(tǒng)中換流裝置及作用；掌握換流變壓器、平波電抗器、無功補償裝置、濾波器功能和特點；了解直流輸電架空線路和電纜線路。重點：高壓直流輸電系統(tǒng)的主要設(shè)備型式與作用。難點：高壓直流輸電系統(tǒng)的主要設(shè)備特點。61、2、33.換流器工作原理3.16脈波整流器工作原理3.212脈波整流器工作原理3.36脈波逆變器工作原理3.412脈波逆變器工作原理教學要求：使學生掌握6脈波整流器和逆變器的工作原理；理解12脈波整流器和逆變器的工作原理。重點：6脈波、12脈波整流器工作原理。難點：正常、非正常和故障運行方式。81、24.高壓直流輸電的諧波抑制與無功補償4.1高壓直流輸電諧波的基本問題4.2特征諧波和非特征諧波4.3諧波抑制及抑制設(shè)備4.4交流濾波器設(shè)計4.5直流濾波器設(shè)計4.6無功補償與無功功率控制教學要求：使學生掌握諧波抑制方法；掌握雙調(diào)諧濾波器設(shè)計方法；了解無功功率控制方法。重點：諧波危害及抑制，濾波器設(shè)計，無功補償和功率因數(shù)。難點：濾波器設(shè)計方法。41、25.電網(wǎng)換相直流輸電的控制與保護5.1基本控制方式5.2保護方式教學要求：使學生掌握電網(wǎng)換相直流輸電控制原理、基本控制方式；了解電網(wǎng)換相直流輸電常見故障分類和保護。重點：電網(wǎng)換相直流輸電的控制原理、基本控制方式和保護方式。難點：電網(wǎng)換相直流輸電控制方式。41、26.器件換相直流輸電技術(shù)6.1全控型功率器件發(fā)展概況6.2器件換相直流輸電換流裝置工作原理6.3器件換相直流輸電的控制與保護方式6.4器件換相直流輸電的應(yīng)用與發(fā)展教學要求：使學生了解VSC的應(yīng)用前景，比較VSC與LCC在HVDC中的性能特點；了解基于HVDC工程中電力電子器件的發(fā)展趨勢，掌握VSC的關(guān)鍵技術(shù)，理解柔性直流輸電的控制與保護方式；了解柔性直流輸電的發(fā)展。重點：柔性直流輸電VSC的關(guān)鍵技術(shù)和控制。難點：柔性直流輸電VSC的控制。41、2、37.高壓直流輸電的新技術(shù)及新發(fā)展7.1基于電容換相技術(shù)的換流器；7.2特高壓直流輸電；7.3光觸發(fā)晶閘管教學要求：使學生掌握基于電容換相技術(shù)的換流器特點；了解特高壓直流輸電接線方式、運行方式。重點：基于電容換相技術(shù)的換流器特點，特高壓直流輸電特點。難點：基于電容換相技術(shù)的換流器特點。41、2、3合計32五、教學方法及手段本課程以課堂講授為主，采用啟發(fā)式、討論式、項目驅(qū)動式等教學方法，促進學生積極思考，開發(fā)學生的潛能，培養(yǎng)學生思考問題、分析問題和解決問題的能力；以“少而精”為原則，精選教學內(nèi)容，讓學生更好的理解直流輸電技術(shù)原理，具備分析直流輸電系統(tǒng)問題的初步能力。六、課程資源1.推薦教材：（1）韓民曉,文俊,徐永海.高壓直流輸電原理與運行(第三版)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2019.2.參考書：（1）陶瑜.直流輸電控制保護系統(tǒng)分析及應(yīng)用[M].北京:中國電力出版社,2015.（2）趙畹君.高壓直流輸電工程技術(shù)(第二版)[M].北京:中國電力出版社,2011.（3）李興源.高壓直流輸電系統(tǒng)[M].北京:科學出版社,2010.（4）VijayK.Sood(徐政).高壓直流輸電與柔性交流輸電控制裝置[M].北京:機械工業(yè)出版社,2006.3.期刊：（1）《中國電機工程學報》,中國電機工程學會（2）《電工技術(shù)學報》,中國電工技術(shù)學會（3）《電力系統(tǒng)自動化》,國網(wǎng)電力科學研究院（4）《高電壓技術(shù)》,國網(wǎng)電力科學研究院,中國電機工程學會（5）《IEEETRANSACTIONSONPOWERELECTRONICS》,IEEE（6）《IEEETransactionsonPowerSystems》,IEEE（7）《IEEETransactionsonElectronDevices》,IEEE4.網(wǎng)絡(luò)資源：（1）中國電機工程學會，/index.html.（2）IEEETransactionsonIndustryApplications./xpl/RecentIssue.jsp?punumber=28#opennewwindow.七、課程考核對課程目標的支撐課程成績由過程性考核成績和期末考核成績兩部分構(gòu)成，具體考核/評價細則及對課程目標的支撐關(guān)系見表3。表3課程考核對課程目標的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評價細則課程目標123過程性考核課堂表現(xiàn)10（1）根據(jù)課堂出勤情況和課堂回答問題情況進行考核，滿分100分。（2）以平時考核成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?33階段測驗20（1）根據(jù)每次的測驗的完成情況與正確率單獨評分，滿分100分。（2）每次測驗單獨評分，取各次測驗成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以測驗成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭?55作業(yè)10（1）主要考核學生對各章節(jié)知識點的復習、理解和掌握程度，滿分100分。（2）每次作業(yè)單獨評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以作業(yè)成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?42期末考核60（1）期末考核成績100分，以期末考核成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。（2）主要考核高壓直流輸電的構(gòu)成、高壓直流輸電系統(tǒng)主要設(shè)備的作用、換流器工作原理、諧波抑制與無功補償、直流輸電基本控制方式，器件換相直流輸電換流裝置工作原理，定高壓直流輸電的新技術(shù)及新發(fā)展等內(nèi)容。（3）考核方式為：大作業(yè)或論文?！獭獭?52510合計：100分483715八、考核與成績評定1.考核方式及成績評定考核方式：本課程主要以課堂表現(xiàn)、階段測驗、作業(yè)、期末考核（大作業(yè)或論文）等方式對學生進行考核評價?？己嘶疽螅嚎己丝偝煽冇善谀┛己耍ù笞鳂I(yè)或論文）成績和過程性考核成績組成。其中：期末考核（大作業(yè)或論文）成績?yōu)?00分（權(quán)重60%）；課堂表現(xiàn)、階段測驗、作業(yè)等過程性考核成績?yōu)?00分（權(quán)重40%）；過程性考核和期末考核（大作業(yè)）分值分配應(yīng)與教學大綱各章節(jié)的學時基本成比例。2.過程性考核成績的標準過程性考核方式重點考核內(nèi)容、評價標準、所占比重見表4。表4過程性考核方式評價標準考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60課堂表現(xiàn)25按時出勤，積極參與教學活動，踴躍回答問題，準確率大于90%。按時出勤，認真參與教學活動，回答問題準確率大于80%。按時出勤，偶爾參與教學活動，回答問題準確率大于70%。缺勤1次，上課不認真，偶爾參與教學活動。缺勤2次，上課不認真，不參與教學活動。階段測驗50按時完成階段測驗，且測驗正確率大于90%，解題思路清晰、步驟詳實。按時完成階段測驗，且測驗正確率大于80%，解題思路清晰