《電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》教學(xué)大綱

《電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：05145011課程性質(zhì)：專業(yè)選修課學(xué)分：2學(xué)分學(xué)時(shí)：32學(xué)時(shí)（理論24學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí)）先修課程：信號(hào)分析與處理、單片機(jī)原理與接口技術(shù)、發(fā)電廠電氣部分、電力電子技術(shù)等后續(xù)課程：智能電網(wǎng)綜合創(chuàng)新適用專業(yè)：智能電網(wǎng)信息工程開課單位：電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院一、課程說明《電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》是智能電網(wǎng)信息工程專業(yè)的一門專業(yè)選修課程。本課程主要是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)領(lǐng)域，構(gòu)成較系統(tǒng)的電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和和完整的體系架構(gòu)，以作為智能電網(wǎng)技術(shù)的重要支撐。本課程注重新技術(shù)的綜合應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的應(yīng)用，兼顧智能電網(wǎng)技術(shù)、能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其發(fā)展方向的介紹，培養(yǎng)高素質(zhì)、強(qiáng)能力的復(fù)合應(yīng)用型人才。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：掌握電力物聯(lián)網(wǎng)的基本技術(shù)、原理及其體系架構(gòu)，主要包括射頻技術(shù)、傳感器及檢測(cè)技術(shù)、通信技術(shù)、邊緣計(jì)算和云計(jì)算技術(shù)等；理解電力物聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系；掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力方面的基本應(yīng)用。課程目標(biāo)2：掌握電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的三層體系架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)，理解并分析其在輸電、變電、配電、用電和管理調(diào)度等各環(huán)節(jié)的應(yīng)用，為今后從事智能電網(wǎng)相關(guān)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、分析問題等方面的能力。課程目標(biāo)3：培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行智能電網(wǎng)工程設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)測(cè)試的能力。以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的最新發(fā)展和應(yīng)用實(shí)例，使學(xué)生了解電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電網(wǎng)運(yùn)行及管理全過程的全景全息感知、互聯(lián)互通和無縫整合，形成良好的勞動(dòng)習(xí)慣和較強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)合作精神。培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、思考、解決國(guó)家能源互聯(lián)網(wǎng)的問題的意識(shí)，激發(fā)學(xué)生為建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)貢獻(xiàn)自己的力量。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》課程教學(xué)目標(biāo)對(duì)智能電網(wǎng)信息工程專業(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1.工程知識(shí)1.4能夠綜合運(yùn)用智能電網(wǎng)信息工程專業(yè)知識(shí)，通過對(duì)擬定方案的交流、比較和優(yōu)化，解決復(fù)雜工程問題。課程目標(biāo)1：掌握電力物聯(lián)網(wǎng)的基本技術(shù)、原理及其體系架構(gòu)，主要包括射頻技術(shù)、傳感器及檢測(cè)技術(shù)、通信技術(shù)、邊緣計(jì)算和云計(jì)算技術(shù)等；理解電力物聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系；掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力方面的基本應(yīng)用。H2.問題分析2.2能夠用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)等相關(guān)基本原理，對(duì)本專業(yè)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題進(jìn)行分析，獲得多種解決方案。課程目標(biāo)2：掌握電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的三層體系架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)，理解并分析其在輸電、變電、配電、用電和管理調(diào)度等各環(huán)節(jié)的應(yīng)用，為今后從事智能電網(wǎng)相關(guān)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、分析問題等方面的能力。M4.研究4.2能夠結(jié)合智能電網(wǎng)信息工程問題的具體需求，應(yīng)用科學(xué)原理并采用科學(xué)方法選擇研究路線，設(shè)計(jì)可行的實(shí)驗(yàn)方案。課程目標(biāo)3：培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行智能電網(wǎng)工程設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)測(cè)試的能力。以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的最新發(fā)展和應(yīng)用實(shí)例，使學(xué)生了解電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電網(wǎng)運(yùn)行及管理全過程的全景全息感知、互聯(lián)互通和無縫整合，形成良好的勞動(dòng)習(xí)慣和較強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)合作精神。培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、思考、解決國(guó)家能源互聯(lián)網(wǎng)的問題的意識(shí)，激發(fā)學(xué)生為建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)貢獻(xiàn)自己的力量。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1.理論部分理論部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配見表2。表2教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求，教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)理論學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)1.電力物聯(lián)網(wǎng)背景1.1背景與意義1.2互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)1.3智能電網(wǎng)與能源互聯(lián)網(wǎng)1.4電力物聯(lián)網(wǎng)與信息通信技術(shù)1.5國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀教學(xué)要求：（1）了解電力物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展背景與意義；（2）了解物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系與區(qū)別；（3）理解智能電網(wǎng)與能源互聯(lián)網(wǎng)思概念及其關(guān)系；（4）了解電力物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)通信技術(shù)；重點(diǎn)：智能電網(wǎng)與能源互聯(lián)網(wǎng)；難點(diǎn)：電力物聯(lián)網(wǎng)與信息通信技術(shù)。41、22.電力物聯(lián)網(wǎng)總體架構(gòu)2.1建設(shè)原則與要求2.2技術(shù)體系及應(yīng)用分析2.3傳感控制2.4通信網(wǎng)絡(luò)2.5平臺(tái)架構(gòu)2.6應(yīng)用服務(wù)教學(xué)要求：（1）了解電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)原則與要求；（2）熟悉電力物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系；（3）掌握電力物聯(lián)網(wǎng)的傳感控制、通信網(wǎng)絡(luò)和平臺(tái)架構(gòu)技術(shù)。重點(diǎn)：電力物聯(lián)網(wǎng)的傳感控制、通信網(wǎng)絡(luò)和平臺(tái)架構(gòu)技術(shù)。難點(diǎn)：電力物聯(lián)網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。421、2、33.電力物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)3.1物聯(lián)網(wǎng)3.2信息物理融合系統(tǒng)3.3云計(jì)算3.4大數(shù)據(jù)3.5移動(dòng)計(jì)算3.6邊緣計(jì)算3.7人工智能3.8區(qū)塊鏈3.9信息安全教學(xué)要求：（1）了解物聯(lián)網(wǎng)的基本概念和發(fā)展趨勢(shì)；（2）理解信息物理融合系統(tǒng)的概念，掌握其架構(gòu)和技術(shù)特征；（3）熟悉云計(jì)算相關(guān)技術(shù)、掌握大數(shù)據(jù)的分析過程、移動(dòng)計(jì)算模型、邊緣計(jì)算和區(qū)塊鏈的架構(gòu)；（4）了解人工智能在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用。重點(diǎn)：信息物理融合系統(tǒng)的架構(gòu)、大數(shù)據(jù)的分析過程；難點(diǎn)：區(qū)塊鏈及其架構(gòu)。841、2、34.電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景4.1信息能源基礎(chǔ)設(shè)施一體化4.2多能互補(bǔ)與綜合能源服務(wù)4.3能量管理、調(diào)度與優(yōu)化4.4企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理4.5用戶服務(wù)平臺(tái)4.6電力需求側(cè)管理與虛擬電廠4.7數(shù)據(jù)資產(chǎn)與運(yùn)營(yíng)4.8能源互聯(lián)網(wǎng)金融教學(xué)要求：（1）了解信息能源基礎(chǔ)設(shè)施一體化形成及能量路由器；（2）掌握能源互聯(lián)網(wǎng)與多能互補(bǔ)的實(shí)現(xiàn)；（3）掌握能量管理、調(diào)度與優(yōu)化策略與協(xié)同優(yōu)化控制技術(shù)。重點(diǎn)：能源互聯(lián)網(wǎng)與多能互補(bǔ)技術(shù)、風(fēng)光儲(chǔ)協(xié)同優(yōu)化技術(shù)、電力需求側(cè)管理與虛擬電廠。難點(diǎn)：協(xié)同優(yōu)化控制技術(shù)、風(fēng)光儲(chǔ)協(xié)同優(yōu)化和電能質(zhì)量治理技術(shù)。621、2、35.電力物聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)5.1未來技術(shù)發(fā)展5.2未來應(yīng)用趨勢(shì)5.3電力物聯(lián)網(wǎng)安全教學(xué)要求（1）了解電力物聯(lián)網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)，掌握其防護(hù)措施；（2）理解電力物聯(lián)網(wǎng)的防護(hù)策略。重點(diǎn)：電力物聯(lián)網(wǎng)的防護(hù)措施難點(diǎn)：電力物聯(lián)網(wǎng)的防護(hù)策略21、2、3合計(jì)2482.實(shí)驗(yàn)部分實(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3。表3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.數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：使用傳感器采集電壓、電流等參數(shù)。實(shí)驗(yàn)要求：掌握互感器采集電路的設(shè)計(jì)。21、2、32.無線通信實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：無線點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。實(shí)驗(yàn)要求：使學(xué)生掌握電力物聯(lián)網(wǎng)無線通信的應(yīng)用。21、2、33.數(shù)據(jù)通信與顯示實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：電能數(shù)據(jù)通信與顯示。實(shí)驗(yàn)要求：使學(xué)生掌握電能數(shù)據(jù)通信和顯示的原理與應(yīng)用。21、2、34.電網(wǎng)系統(tǒng)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與控制實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：電網(wǎng)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、分析與控制。實(shí)驗(yàn)要求：使學(xué)生熟悉遠(yuǎn)程通信與控制原理，掌握遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)技術(shù)。21、2、3合計(jì)8五、教學(xué)方法及手段本課程以課堂講授為主，結(jié)合討論、案例、視頻資源共享、實(shí)驗(yàn)等教學(xué)手段完成課程教學(xué)任務(wù)和相關(guān)能力的培養(yǎng)。學(xué)生比較全面地理解和掌握電力物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)原理、基本方法，提高學(xué)生分析、總結(jié)歸納能力及自學(xué)新知識(shí)的能力。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中，使學(xué)生掌握基礎(chǔ)的電力物聯(lián)網(wǎng)傳感和檢測(cè)技術(shù)、電網(wǎng)系統(tǒng)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與控制，對(duì)電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)、架構(gòu)和應(yīng)用有更深入的理解，能識(shí)別和判斷智能電網(wǎng)復(fù)雜工程問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和參數(shù)；能認(rèn)識(shí)和評(píng)價(jià)電氣新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝的開發(fā)和應(yīng)用對(duì)社會(huì)、健康、安全、法律以及文化的潛在影響。六、課程資源1.推薦教材：（1）曹軍威.電力物聯(lián)網(wǎng)概論[M].北京.中國(guó)電力出版社.2020.6（2）葛維春.電力物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)原理與應(yīng)用[M].北京.清華大學(xué)出版社出版.2019.092.參考書：（1）劉振亞.智能電網(wǎng)技術(shù)[M].北京：中國(guó)電力出版社.2016.5（2）師瑞峰.智能電網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2016.12.（3）許曉慧.智能電網(wǎng)導(dǎo)論[M].北京：中國(guó)電力出版社,2009.9.（4）周渝慧.智能電網(wǎng)[M].北京：北京交通大學(xué)出版社,2009.10.3.期刊：（1）IEEETransactionsonIndustrialElectronics.InstituteofElectricalandElectronicsEngineers,電氣與電子工程師學(xué)會(huì)）主辦（2）IEEETransactionsonPowerElectronics.InstituteofElectricalandElectronicsEngineers,電氣與電子工程師學(xué)會(huì)）主辦（3）IEEETransactionsonPowerSystems.InstituteofElectricalandElectronicsEngineers,電氣與電子工程師學(xué)會(huì)）主辦（4）電網(wǎng)技術(shù).國(guó)家電網(wǎng)公司主辦.（5）高電壓技術(shù).國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院;中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)主辦（6）電力系統(tǒng)自動(dòng)化.國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院主辦4.網(wǎng)絡(luò)資源：何賓.物聯(lián)網(wǎng)原理及應(yīng)用.北京.中國(guó)大學(xué)MOOC課，2021./course/BUCT-1452689178?from=searchPage&outVendor=zw_mooc_pcssjg_.（2）賈斯汀?霍提平.將能源從電網(wǎng)中解放出來.北京.網(wǎng)易公開課.TED.2022./movie/2014/12/N/1/MACNQOJJ3_MACNS4ON1.html（3）陶文銓.能源的高效利用.北京.網(wǎng)易公開課.2021./special/cuvocw/gaoxiaoliyong.html七、課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐課程成績(jī)由過程性考核成績(jī)和期末考核成績(jī)兩部分構(gòu)成，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4。表4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過程性考核課堂表現(xiàn)12（1）根據(jù)課堂出勤情況和課堂回答問題情況進(jìn)行考核，滿分100分；（2）以平時(shí)考核成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)。√√√642實(shí)驗(yàn)14（1）根據(jù)每個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)操作完成情況和實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量單獨(dú)評(píng)分，滿分100分；（2）每次實(shí)驗(yàn)單獨(dú)評(píng)分，取各次實(shí)驗(yàn)成績(jī)的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績(jī)；（3）以實(shí)驗(yàn)成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)?！獭獭?62作業(yè)14（1）主要考核學(xué)生對(duì)各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，滿分100分；（2）每次作業(yè)單獨(dú)評(píng)分，取各次成績(jī)的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績(jī)；（3）以作業(yè)成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)。√√√662期末考核60（1）期末考核成績(jī)100分，以卷面成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)；（2）主要考核物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)、體系架構(gòu)、電力物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)和電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等內(nèi)容；（3）考試題型為：簡(jiǎn)答題、分析題等。√√√252510合計(jì)：100分434116八、考核與成績(jī)?cè)u(píng)定1.考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定考核方式：本課程主要以課堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)、作業(yè)、期末大作業(yè)等方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核評(píng)價(jià)?？己嘶疽螅嚎己丝偝煽?jī)由期末大作業(yè)成績(jī)和過程性考核成績(jī)組成。其中：期末大作業(yè)成績(jī)?yōu)?00分（權(quán)重60%），大作業(yè)類型為簡(jiǎn)答題和分析題等類型，大作業(yè)中綜合應(yīng)用題、分析題不低于70%；課堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)、作業(yè)等過程性考核成績(jī)?yōu)?00分（權(quán)重40%）；過程性考核和考試試題分值分配應(yīng)與教學(xué)大綱各章節(jié)的學(xué)時(shí)基本成比例。2.過程性考核成績(jī)的標(biāo)準(zhǔn)過程性考核方式重點(diǎn)考核內(nèi)容、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、所占比重見表5。表5過程性考核方式評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60課堂表現(xiàn)30無缺課現(xiàn)象，積極參與教學(xué)活動(dòng)，踴躍回答問題，準(zhǔn)確率大于90%。無缺課現(xiàn)象，認(rèn)真參與教學(xué)活動(dòng)，回答問題準(zhǔn)確率大于80%。無無故缺課現(xiàn)象，偶爾參與教學(xué)活動(dòng)，回答問題準(zhǔn)確率大于70%。出勤率高，偶爾參與教學(xué)活動(dòng)。缺課超過三次，不參與教學(xué)活動(dòng)。作業(yè)35作業(yè)完整，思路清晰，準(zhǔn)確率大于90%，字跡工整。作業(yè)完整，準(zhǔn)確率大于80%，字跡工整。不交作業(yè)1次以內(nèi)，準(zhǔn)確率大于70%。不交作業(yè)2次以內(nèi)，準(zhǔn)確率大于60