《負(fù)荷控制》教學(xué)大綱

《負(fù)荷控制》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：05175001課程性質(zhì)：專業(yè)創(chuàng)新選修課學(xué)分：2學(xué)分學(xué)時：32學(xué)時（實(shí)踐32學(xué)時）先修課程：智能電網(wǎng)控制與優(yōu)化、電力系統(tǒng)自動化、新能源發(fā)電技術(shù)、電力系統(tǒng)通信技術(shù)等后續(xù)課程：無適用專業(yè)：智能電網(wǎng)信息工程開課單位：電氣工程與自動化學(xué)院一、課程說明《負(fù)荷控制》是智能電網(wǎng)信息工程專業(yè)的一門專業(yè)創(chuàng)新選修課。本課程主要傳授典型工業(yè)負(fù)荷特性、建模及參與電網(wǎng)調(diào)控方法和一些實(shí)際應(yīng)用。為以后從事電網(wǎng)調(diào)節(jié)和調(diào)度等技術(shù)工作打下必要的基礎(chǔ)。通過本課程的學(xué)習(xí)，提高學(xué)生綜合應(yīng)用負(fù)荷控制技術(shù)分析和解決電網(wǎng)問題的能力，提高微電網(wǎng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)技能，培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，增強(qiáng)學(xué)生就業(yè)競爭力，同時為學(xué)習(xí)后續(xù)課程打下必要的基礎(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：理解負(fù)荷的含義特點(diǎn)及當(dāng)前存在的嚴(yán)重供需矛盾和嘗試解決荷網(wǎng)互動調(diào)控問題；深入了解分析大規(guī)模新能源并網(wǎng)的電力現(xiàn)狀和發(fā)展的主要問題。針對問題提出合理有限的建議和解決方案。課程目標(biāo)2：掌握MATLAB、RTDS等工具，建立合理仿真模型進(jìn)行仿真模擬操作，驗(yàn)證建立模型合理性，能否實(shí)現(xiàn)負(fù)荷與電網(wǎng)的互動調(diào)控，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的最優(yōu)參數(shù)運(yùn)行與控制技術(shù)，能夠有效解決能源供需矛盾以及大規(guī)模新能源并網(wǎng)的電力電量平衡難題、輔助電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。課程目標(biāo)3：通過完成項(xiàng)目任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，提高學(xué)生實(shí)踐能力和勞動技能，通過專業(yè)知識的學(xué)習(xí)，了解我國負(fù)荷控制技術(shù)在國際上的發(fā)展水平，培養(yǎng)民族自豪感和時代緊迫感。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求 《負(fù)荷控制》課程教學(xué)目標(biāo)對智能電網(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3.設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案3.3在解決方案的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中能體現(xiàn)創(chuàng)新意識，并能在方案設(shè)計(jì)中綜合考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。課程目標(biāo)1：理解負(fù)荷的含義特點(diǎn)及當(dāng)前存在的嚴(yán)重供需矛盾和嘗試解決荷網(wǎng)互動調(diào)控問題；深入了解分析大規(guī)模新能源并網(wǎng)的電力現(xiàn)狀和發(fā)展的主要問題。針對問題提出合理有限的建議和解決方案。M5.使用現(xiàn)代工具5.3能在解決智能電網(wǎng)信息工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問題中合理利用各類資源和方法進(jìn)行文獻(xiàn)檢索、資料查詢。課程目標(biāo)2：掌握MATLAB、RTDS等工具，建立合理仿真模型進(jìn)行仿真模擬操作，驗(yàn)證建立模型合理性，能否實(shí)現(xiàn)負(fù)荷與電網(wǎng)的互動調(diào)控，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的最優(yōu)參數(shù)運(yùn)行與控制技術(shù)，能夠有效解決能源供需矛盾以及大規(guī)模新能源并網(wǎng)的電力電量平衡難題、輔助電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。M9.個人和團(tuán)隊(duì)9.2能夠在團(tuán)隊(duì)中擔(dān)任負(fù)責(zé)人，與團(tuán)隊(duì)成員進(jìn)行有效溝通，合理進(jìn)行復(fù)雜工程問題的任務(wù)分解和計(jì)劃實(shí)施，并具備團(tuán)隊(duì)構(gòu)建、運(yùn)作、協(xié)調(diào)和組織管理能力。課程目標(biāo)3：通過完成項(xiàng)目任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，提高學(xué)生實(shí)踐能力和勞動技能，通過專業(yè)知識的學(xué)習(xí)，了解我國負(fù)荷控制技術(shù)在國際上的發(fā)展水平，培養(yǎng)民族自豪感和時代緊迫感。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)時分配1.實(shí)踐部分實(shí)踐部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配見表2。表2實(shí)踐項(xiàng)目、實(shí)踐內(nèi)容與學(xué)時實(shí)踐項(xiàng)目實(shí)踐內(nèi)容和要求實(shí)踐學(xué)時對應(yīng)的課程目標(biāo)1.負(fù)荷定義、分類和特點(diǎn)；可調(diào)控、中斷負(fù)荷識別細(xì)分實(shí)踐內(nèi)容：可調(diào)控負(fù)荷識別分類。實(shí)踐要求：掌握負(fù)荷定義、類型及其特點(diǎn)，從可調(diào)控角度深入識別和細(xì)分負(fù)荷。41、2、32.典型高耗能工業(yè)負(fù)荷特性及建模方法實(shí)踐內(nèi)容：典型高耗能工業(yè)負(fù)荷特性及建模方法。實(shí)踐要求：學(xué)會識別典型高耗能負(fù)荷，掌握負(fù)荷特性，根據(jù)負(fù)荷特性學(xué)會建立合理科學(xué)數(shù)學(xué)模型。41、2、33.高耗能工業(yè)負(fù)荷控制方法實(shí)踐內(nèi)容：高耗能工業(yè)負(fù)荷控制方法。實(shí)踐要求：掌握負(fù)荷控制方法的基本工作原理及分類應(yīng)用，熟練掌握基于有載調(diào)壓變壓器調(diào)節(jié)方法；基于飽和電抗器調(diào)節(jié)方法；基于交流側(cè)母線電壓調(diào)節(jié)方法；阻抗-有功調(diào)節(jié)方法。41、2、34.高耗能工業(yè)負(fù)荷參與局域電網(wǎng)頻率控制方法實(shí)踐內(nèi)容：高耗能工業(yè)負(fù)荷參與局域電網(wǎng)頻率控制方法。實(shí)踐要求：分析掌握含高耗能工業(yè)負(fù)荷的局域電網(wǎng)構(gòu)架、頻率特性分析和運(yùn)行存在的難點(diǎn)。研究掌握含有不同類型高耗能負(fù)荷局域電網(wǎng)頻率控制方法。41、2、35.高耗能工業(yè)負(fù)荷參與局域電網(wǎng)動態(tài)電壓控制方法實(shí)踐內(nèi)容：高耗能工業(yè)負(fù)荷參與局域電網(wǎng)動態(tài)電壓控制方法。實(shí)踐要求：建立基于廣域信息的局域電網(wǎng)動態(tài)電壓控制模型，設(shè)計(jì)動態(tài)電壓控制方法，仿真分析驗(yàn)證。41、2、36.高耗能工業(yè)負(fù)荷參與互聯(lián)電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線功率波動控制方法

實(shí)踐內(nèi)容：高耗能工業(yè)負(fù)荷參與互聯(lián)電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線功率波動控制方法。實(shí)踐要求：掌握并網(wǎng)型高耗能工業(yè)電網(wǎng)特性和聯(lián)絡(luò)線功率波動控制方法，進(jìn)行仿真分析驗(yàn)證。41、2、37.高耗能工業(yè)負(fù)荷參與互聯(lián)電網(wǎng)低頻振蕩控制方法實(shí)踐內(nèi)容：高耗能工業(yè)負(fù)荷參與互聯(lián)電網(wǎng)低頻振蕩控制方法。實(shí)踐要求：掌握高耗能工業(yè)負(fù)荷對電網(wǎng)低頻振蕩的影響機(jī)理及廣域阻尼控制，并進(jìn)行仿真分析驗(yàn)證。41、2、38.多類型負(fù)荷協(xié)同平抑風(fēng)電功率波動控制方法實(shí)踐內(nèi)容：多類型負(fù)荷協(xié)同平抑風(fēng)電功率波動控制方法。實(shí)踐要求：建立多類型負(fù)荷控制特性模型并設(shè)置合理邊界條件，設(shè)計(jì)自動平抑風(fēng)電功率波動的負(fù)荷功率控制器，并應(yīng)用RTDS軟件進(jìn)行仿真驗(yàn)證。41、2、3合計(jì)32五、教學(xué)方法及手段本課程以項(xiàng)目教學(xué)法為主，結(jié)合討論、案例、視頻資源共享、實(shí)驗(yàn)、上機(jī)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)生比較全面地理解負(fù)荷控制的原理和實(shí)施方法，在掌握負(fù)荷控制主要方法的基礎(chǔ)之上，根據(jù)不同負(fù)荷特點(diǎn)建立仿真模型，設(shè)計(jì)控制算法，具有運(yùn)行、維護(hù)和調(diào)試終端負(fù)荷的初步能力。在實(shí)踐教學(xué)中，通過啟發(fā)式教學(xué)、討論式教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生可調(diào)負(fù)荷各自特性、模型和調(diào)節(jié)方法。采用教師講授和學(xué)生動手操作的方法，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)際動手能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。六、課程資源1.推薦教材：無2.參考書：（1）徐箭.工業(yè)負(fù)荷建?？刂萍半娋W(wǎng)互動調(diào)節(jié).\o"科學(xué)出版社"科學(xué)出版社.2022.04.（2）國網(wǎng)湖北省電力公司.電力負(fù)荷控制員.中國電力出版社.2015.08.（3）國家能源局.DL/T2473.1～2473.13—2022可調(diào)節(jié)負(fù)荷并網(wǎng)運(yùn)行與控制技術(shù)規(guī)范.中國電力出版社，2022.083.期刊：（1）王彩霞,時智勇,梁志峰,等.新能源為主體電力系統(tǒng)的需求側(cè)資源利用關(guān)鍵技術(shù)及展望[J].電力系統(tǒng)自動化,2021,45(16):37-48.（2）馬林東,葛智平,張世才,等.基于高耗能企業(yè)參與電網(wǎng)內(nèi)風(fēng)電消納的主動調(diào)峰技術(shù)[J].電力建設(shè),2013,34(10):102-106.（3）劉文穎,文晶,謝昶,等.考慮風(fēng)電消納的電力系統(tǒng)源荷協(xié)調(diào)多目標(biāo)優(yōu)化方法[J].中國電機(jī)工程學(xué)報,2015,35(5):1079-1088.（4）胡梟,徐國棟,尚策,等.工業(yè)園區(qū)參與調(diào)峰的電池儲能-需求響應(yīng)聯(lián)合規(guī)劃[J].電力系統(tǒng)自動化,2019,43(15):116-123.（5）NosratabadisM，HooshmandRA，GholipourE.Stochasticprofit-basedschedulingofindustrialvirtualpowerplantusingthebestdemandresponsestrategyJ]AppliedEnergy，2016,164:590-606.（6）StarkeMR,KirbyBJ,KueckJD,etal.Providingreliabilityservicesthroughdemandresponse:aprelimnaryevaluationofthedemandresponsecapabilitiesofAlcoaInc.[R].OfficeofScientificandTechnicalInformation(OSTI).2009（7）XuJ，LiaoSY,SunYZ,etal.Anisolatedindustrialpowersystemdrivenbywind-coal.powerforaluminumproductions:acasestudyoffrequencycontrol[J].IEEETransactionsonPowerSystems，2015，30(1):471-483.（8）LiaoSY,XuJ,SunYZ,etal.Localutilizationofwindelectricityinisolatedpowersystemsbyemployingcoordinatedcontrolschemeofindustrialenergy-intensiveload[J].AppliedEnergy,2018,217:14-24.[11]XuJ,Chen'YF,LiaoSY,etal.Demandsideindustrialloadcontrolforlocalutilizationofwindpowerinisolatedgrids[J].AppliedEnergy,2019,243:47-56.4.網(wǎng)絡(luò)資源：（1）http://www.peter-entner.com/e/theory/PrincHH/PrincHH.aspx.（2）美國能源局，http://www1.eere.energy.gov/analysis/load_participation_workshop.html.七、課程考核對課程目標(biāo)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(xì)則及對課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見表3。表3課程考核對課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評價細(xì)則課程目標(biāo)123過程性考核課堂表現(xiàn)16（1）根據(jù)課堂出勤情況和參與課堂活動問題情況進(jìn)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(jì)入課程總評成績?！獭獭?44實(shí)操12（1）根據(jù)每個實(shí)操的完成情況和質(zhì)量單獨(dú)評分，滿分100分；（2）每次實(shí)操單獨(dú)評分，取各次實(shí)操成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以實(shí)操成績乘以其在總評成績中所占的比例計(jì)入課程總評成績?！獭獭?33答辯12（1）主要考核學(xué)生對實(shí)踐項(xiàng)目理解和掌握程度，滿分100分；（2）每次答辯單獨(dú)評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以答辯成績乘以其在總評成績中所占的比例計(jì)入課程總評成績?！獭獭?33期末考核60（1）大作業(yè)成績100分，以大作業(yè)成績乘以其在總評成績中所占的比例計(jì)入課程總評成績。（2不同負(fù)荷類型適用不同控制策略，選用比較恰當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行控制。√√√302010合計(jì)：100分503020八、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)、實(shí)操、答辯、期末大作業(yè)等方式對學(xué)生進(jìn)行考核評價?？己嘶疽螅嚎己丝偝煽冇善谀┐笞鳂I(yè)成績和過程性考核成績組成。其中：期末大作業(yè)成績?yōu)?00分（權(quán)重60%），大作業(yè)中基本知識、基本理論、基本技能的考核不超過50%，綜合應(yīng)用與分析能力考核不低于50%；表現(xiàn)、實(shí)操、答辯等過程性考核成績?yōu)?00分（權(quán)重40%）；過程性考核和大作業(yè)考核分值分配應(yīng)與教學(xué)大綱各章節(jié)的學(xué)時基本成比例。2.過程性考核成績的標(biāo)準(zhǔn)過程性考核方式重點(diǎn)考核內(nèi)容、評價標(biāo)準(zhǔn)、所占比重見表4。表4過程性考核方式評價標(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)40按時出勤，積極參與教學(xué)活動，踴躍回答問題，準(zhǔn)確率大于90%。按時出勤，認(rèn)真參與教學(xué)活動，回答問題準(zhǔn)確率大于80%。不按時出勤，偶爾參與教學(xué)活動，回答問題準(zhǔn)確率大于70%。不按時出勤，上課不認(rèn)真，偶爾參與教學(xué)活動。不按時出勤，上課不