电力系统新技术专题课程教学大纲

课程名称：	电力系统新技术专题	课程模块编码：	6013A735
总学时数：	32	课内实践学时数：	0
学    分：	2	开课单位：	电信学院
先修课程：	电气设备与供配电技术、自动控制原理、电力电子技术、电力系统分析、高电压技术、继电保护原理
适用专业：	电气工程及其自动化

 

一、课程性质、目的和任务

《电力系统新技术专题》课程是电气工程及其自动化专业学生的专业任选课程之一。通过本课程学习，使学生能够了解电力系统未来的发展方向、掌握电力系统的一些新的技术和设备运行知识，为以后从事本专业的工作打下基础。主要支撑毕业要求2.2、2.3、3.3、4.1、4.3达成。

通过本课程的学习，达到以下教学目标：

1、问题分析

了解电力系统未来的发展方向、掌握电力系统领域的前沿技术和设备运行知识。

2、设计/开发解决方案

掌握电力系统领域的前沿专业知识和设计方法，为满足特定需求和标准的电气工程设计项目提供解决方案，在具体的设计过程中能用到本课程的基本知识并体现创新意识。

3、研究

能够基于科学原理并采用科学方法对电力系统领域的相关工程问题进行深入研究，完善解决方案，并反馈到工程设计与实践中。

表1 课程教学目标对专业毕业要求的支撑

二、教学内容及教学基本要求

第1章  现代电力系统的发展 

1、教学要求

掌握导体和绝缘体、摩擦生电机；莱顿瓶与蓄电池、电荷守恒定律；避雷针、扭秤、库仑定律、泊松方程；高斯定律、 Green公式；电磁感应定律与电磁应用；欧姆定律与楞茨定律、麦克斯韦微分方程；电磁波与电磁学；电照明与电能应用；

了解锅炉与汽轮机的发展；电机的发明；格拉姆线圈和发电机；电力变压器的发明；水力发电的发展；水轮机的发明；火力发电的发展；电力输送技术的发展；特高压直流输电技术的发展；核能发电技术的发展；核裂变反应；核能发电技术的发展；核电站；中国电网简介；特高压、超高压主干网架；2020年我国电源结构规划；煤电发展；水电发展；核电发展；气电发展；风电装机规模规划；太阳能发电

2、教学内容

第一节 电与电力的发现

知识要点：导体和绝缘体、摩擦生电机；莱顿瓶与蓄电池、电荷守恒定律；避雷针、扭秤、库仑定律、泊松方程；高斯定律、 Green公式；电磁感应定律与电磁应用；欧姆定律与楞茨定律、麦克斯韦微分方程；电磁波与电磁学；电照明与电能应用；

第二节 电力工业的发展

知识要点：锅炉与汽轮机的发展；电机的发明；格拉姆线圈和发电机；电力变压器的发明；水力发电的发展；水轮机的发明；火力发电的发展；电力输送技术的发展；特高压直流输电技术的发展；核能发电技术的发展；核裂变反应；核能发电技术的发展；核电站；中国电网简介；特高压、超高压主干网架；2020年我国电源结构规划；煤电发展；水电发展；核电发展；气电发展；风电装机规模规划；太阳能发电

3、本章重点、难点

本章重点：锅炉与汽轮机的发展；电机的发明；格拉姆线圈和发电机；电力变压器的发明；水力发电的发展；水轮机的发明；火力发电的发展

本章难点：特高压直流输电技术的发展；核能发电技术的发展；核裂变反应；核能发电技术的发展；核电站；中国电网简介；特高压、超高压主干网架；2020年我国电源结构规划；煤电发展；水电发展；核电发展；气电发展；风电装机规模规划；太阳能发电

4、本章学时数

本章教学时数：4学时，其中讲课4学时，实验(课内实践、上机)0学时。

第2章  现代电力系统新技术

1、教学要求

掌握交流灵活输电技术的基本原理；用户电力技术的结构原理；紧凑输电技术的基本原理；基本特点；高压直流输电系统的接线方式；系统可靠性评估算法；充裕度评估系统模型

了解大电网的概念；特高压输电概念、特点与特性；柔性交流输电的概念；FACTS装置的结构原理；用户电力技术CPT概念；紧凑型超高压交流输电线路的关键技术；换流站；现代电力传输系统构成；高压直流输电系统构成；高压直流输电关键技术研究；状态维修技术CBM或基于状态的维修概念；

2、教学内容

第一节 大电网技术

知识要点：大电网的概念；特高压输电概念、特点与特性；

第二节 柔性交流输电系统与用户电力技术

知识要点：柔性交流输电的概念；交流灵活输电技术的基本原理；FACTS装置的结构原理；用户电力技术CPT概念；用户电力技术的结构原理

第三节 紧凑输电技术

知识要点：紧凑输电技术的基本原理；基本特点；紧凑型超高压交流输电线路的关键技术

第四节 高电压直流输电

知识要点：现代电力传输系统构成；高压直流输电系统构成；直流输电最核心的技术；换流站；高压直流输电系统的接线方式；高压直流输电关键技术研究；

第五节 电力系统中的状态维修技术与可靠性

知识要点：状态维修技术CBM或基于状态的维修概念；系统可靠性评估算法；充裕度评估系统模型

第六节 清洁煤发电技术

知识要点：清洁煤发电技术背景、简介；超临界发电技术；CFBC发电技术；PFBC发电技术；IGCC发电技术

3、本章重点、难点

本章重点：交流灵活输电技术的基本原理；用户电力技术的结构原理；紧凑输电技术的基本原理；基本特点；高压直流输电系统的接线方式

本章难点：系统可靠性评估算法；充裕度评估系统模型

4、本章学时数

本章教学时数：8学时，其中讲课8学时，实验(课内实践、上机)0学时。

第3章 现代电力系统中的自动化技术

1、教学要求

掌握电网调度主站系统构成；能量管理系统EMS；EMS的硬件结构；调度员模拟培训系统DTS；变电站遥视系统网络；

了解电力信息化基本概念；电力企业信息系统的典型结构模型；电力ERP概念及基本框架；电网调度的分类和基本任务；变电站自动化SAS的概念、应用实例；IEC 60870远动设备及系统标准；IEC 61850变电站通信网络和系统国际标准；数字化变电站的分层结构；电力地理信息系统概念、含义、构成、基本功能；电力GIS应用软件的功能；配电网GIS；现场总线技术概念；IEC61158现场总线的类型；类型3/10现场总线；

2、教学内容

第一节 电力信息化技术

知识要点：电力信息化基本概念；电力企业信息系统的典型结构模型；电力ERP概念及基本框架；

第二节 电网调度自动化

知识要点：电网调度的分类和基本任务；主站系统构成；电力中心调度所控制室；能量管理系统EMS；EMS的硬件结构；调度员模拟培训系统DTS

第三节 变电站自动化

知识要点：变电站自动化SAS的概念、应用实例；IEC 60870远动设备及系统标准；IEC 61850变电站通信网络和系统国际标准；数字化变电站的分层结构

第四节 电力地理信息系统

知识要点：电力地理信息系统概念、含义、构成、基本功能；电力GIS应用软件的功能；配电网GIS；变电站遥视系统网络；

第五节 现场总线技术简介

知识要点：现场总线技术概念；IEC61158现场总线的类型；类型3/10现场总线；

3、本章重点、难点

本章重点：电网调度主站系统构成；能量管理系统EMS；EMS的硬件结构

本章难点：调度员模拟培训系统DTS；变电站遥视系统网络

4、本章学时数

本章教学时数：4学时，其中讲课4学时，实验(课内实践、上机)0学时。

第4章 电力工业市场化改革

1、教学要求

掌握国家电监会的组织机构；国家电监会的职责和任务；中国电力化市场简介电力市场所需的技术支持系统

了解中国电力工业体制改革背景；中国电力工业结构及交易特点；电力化市场的基本概念；博弈论与电力化市场

2、教学内容

知识要点：中国电力工业体制改革背景；中国电力工业结构及交易特点；国家电监会的组织机构；国家电监会的职责和任务；中国电力化市场简介电力市场所需的技术支持系统；电力化市场的基本概念；博弈论与电力化市场

3、本章重点、难点

本章重点：中国电力化市场简介电力市场所需的技术支持系统

本章难点：国家电监会的组织机构；国家电监会的职责和任务

4、本章学时数

本章教学时数：2学时，其中讲课2学时，实验(课内实践、上机)0学时。

第5章  能源与新能源发电技术

1、教学要求

掌握《可再生能源法》要点；太阳能的利用技术；太阳能的光伏电池；太阳能光伏发电系统；大型风力发电机的自动控制原理

了解能源的定义；能源的分类；化石燃料概念；可再生能源的概念；风力发电；光伏发电；

2、教学内容

第一节 能源的分类

知识要点：能源的定义；能源的分类

第二节 化石燃料

知识要点：化石燃料概念

第三节 可再生能源

知识要点：可再生能源概念

第四节 中国能源资源概论

知识要点：21世纪中国能源技术发展战略；中国的新能源及可再生能源资源；《可再生能源法》要点；

第五节 新能源发电技术

知识要点：太阳能的利用技术；太阳能的光伏电池；太阳能光伏发电系统；三相全桥主电路的无变压器隔离方式逆变器；大型风力发电机的自动控制原理

3、本章重点、难点

本章重点：《可再生能源法》要点；太阳能的利用技术；太阳能的光伏电池；太阳能光伏发电系统；大型风力发电机的自动控制原理

本章难点：《可再生能源法》要点；太阳能的利用技术；太阳能的光伏电池；太阳能光伏发电系统；大型风力发电机的自动控制原理

4、本章学时数

本章教学时数：10学时，其中讲课10学时，实验(课内实践、上机)0学时。

第6章 电力需求侧管理

1、教学要求

掌握实施电力需求侧管理的必要性与产生的效益；电力需求侧管理效益的评价指标；电力系统的负荷特性；典型行业负荷调整措施；电力负荷管理系统的结构

了解电力需求侧管理系统的构成；电力需求侧管理的特点和实施；提高终端用电效率的途径；推广新技术与能效指标；工矿企业节电途径；绿色照明技术

2、教学内容

第一节 电力需求侧管理概述

知识要点：电力需求侧管理系统的构成；电力需求侧管理的特点和实施；实施电力需求侧管理的必要性与产生的效益；电力需求侧管理效益的评价指标

第二节 电力需求侧管理的技术手段

知识要点：电力系统的负荷特性；典型行业负荷调整措施；提高终端用电效率的途径；推广新技术与能效指标

第三节 节能技术

知识要点：《中华人民共和国节约能源法》中关于节能的概论；工矿企业节电途径；绿色照明技术

第四节 电力负荷管理系统

知识要点：电力负荷管理系统概念；电力负荷管理系统的结构

3、本章重点、难点

本章重点：实施电力需求侧管理的必要性与产生的效益；电力需求侧管理效益的评价指标；电力系统的负荷特性；典型行业负荷调整措施；电力负荷管理系统的结构

本章难点：实施电力需求侧管理的必要性与产生的效益；电力需求侧管理效益的评价指标；电力系统的负荷特性；典型行业负荷调整措施；电力负荷管理系统的结构

4、本章学时数

本章教学时数：4学时，其中讲课4学时，实验(课内实践、上机)0学时。

表2 知识单元、学时分配与教学目标对应表

知识单元		知识点		理论 学时	教学 目标
序号	描述	序号	描述
1	现代电力系统的发展	1	电与电力的发现	4	1
		2	电力工业的发展
2	现代电力系统新技术	1	大电网技术	8	1、2、3
		2	柔性交流输电系统与用户电力技术
		3	紧凑输电技术
		4	高电压直流输电
		5	电力系统中的状态维修技术与可靠性
		6	清洁煤发电技术
3	现代电力系统中的自动化技术	1	电力信息化技术	4	1、2、3
		2	电网调度自动化
		3	变电站自动化
		4	电力地理信息系统
		5	现场总线技术简介
4	电力工业市场化改革	1	中国电力工业结构及交易特点	2	1、3
		2	国家电监会的组织机构
		3	国家电监会的职责和任务
		4	中国电力化市场简介电力市场所需的技术支持系统
		5	电力化市场的基本概念
		6	博弈论与电力化市场
5	能源与新能源发电技术	1	能源的分类	10	1、2、3
		2	化石燃料
		3	可再生能源
		4	中国能源资源概论
		5	新能源发电技术
6	电力需求侧管理	1	电力需求侧管理概述	4	1、2、3
		2	电力需求侧管理的技术手段
		3	节能技术
		4	电力负荷管理系统
	总计			32

三、教学手段、方法建议

建议本课程采用问题解决类策略、鼓励创新思维的策略、活跃气氛的策略的教学策略，有效调动学生的学习积极性。

建议本课程在全程的教学中运用多媒体教学手段，增加学生的学习兴趣，使学生易于理解掌握所授知识。

四、课程考核方式及要求

1．考核方式：考试（）；考查（√ ）

2．成绩评定：计分制：百分制（）；五级分制（√）；两级分制（ ）

3．总评成绩构成：采用（N+2）考核模式：笔记考核（10）％；过程考核（40）％；结课考核（50）％

其中过程考核构成：随堂测试（40）％；习题作业（20）％；考勤考纪（40）％等。

五、建议教材及参考资料

建议教材：

《电力新技术概论》，王仁祥，中国电力出版社，2009年版

参考资料：

1．《电力新技术概论》，王仁祥，中国电力出版社，2009年版

2．《新能源发电与控制技术》，惠晶，机械工业出版社，2012年版

3．《全球能源互联网》，刘振亚，中国电力出版社，2015年版

六、大纲说明

需要特殊表述的大纲中未尽事宜，如课程改革、整合情况等。

执   笔   人：高长伟

参加研讨人员：鲁永久、樊爱龙、孙娜

审   核   人：关大陆

审   批   人：赵双元