21 《电力系统自动控制技术》教学大纲--2011年9月--刘桂英.doc

《电力系统自动控制技术》课程教学大纲 大纲执笔人： 刘桂英 大纲审核人： 课程编号：0808000335 英文名称：Automatic Control Technology of Power System 学分：3 总学时：48 。其中，讲授 44 学时，实验 4 学时，上机 0 学时，实训 0 学时。 适用专业: 电气工程及其自动化专业 先修课程：《自动控制原理》 、《电力系统稳定分析》、《电力系统暂态分析》、 《发电 厂主系统》 、《电力系统继电保护原理》 一、课程性质与教学目的 1.本课程是电气工程与自动化专业限选的专业课。 2.本课程的教学目的是使学生了解同步发电机并列、自动励磁控制、自动调频控 制、低周减载自动装置的原理和技术发展趋势；掌握各种自动装置的静/动态特性及 对电力系统稳定运行的作用；掌握基于电力系统稳定运行要求下，各种自动装置运行 要求；为学生毕业后从事电力系统运行与控制工作打下坚实的专业基础。 二、基本要求 本课程主要介绍在发电厂和电力网中使用的常规安全自动装置，包括同步发电机 自动同期（并列）、同步发电机励磁系统及其自动调节、电力系统频率及有功的自动 调节、自动低频减载以及其它安全自动装置等。通过学习，应该达到以下要求： （1） 掌握电力系统中常规自动装置的作用、基本概念和基本理论及其分析方法。 （2） 掌握常规自动装置的总体结构、工作原理、性能及其运行特点等。 （3） 能够进行一般的参数整定计算。 （4） 具有一定的理论联系实际、独立分析问题和解决问题的能力。 三、重点与难点 1.课程重点 （1）准同期并列条件及分析，同步条件的检测、频差方向的鉴别、压差方向的 鉴别，恒定越前时间自动并列装置的原理分析； （2）同步发电机自动励磁调节的作用、励磁调节与机端电压以及输出的无功功 率之间的关系； （3）自动励磁控制系统中的可控整流电路的原理、控制特性的分析； （4）发电机的外特性及其物理意义，不同调差特性的并联发电机组之间无功功 率的合理分配问题； （5）励磁控制系统的稳定性及其对电力系统运行稳定性的作用； （6）电力系统调频的概念和频率调整的基本方法与原则、联合电力系统调频法 的原理与特点； （7）自动低频减载装置的工作原理及整定原则； （8）备用电源自投入装置的作用于原理。 2.课程难点 （1）同步条件的检测、频差方向的鉴别、压差方向的鉴别的原理分析，恒定越前 时间自动并列装置的原理分析； （2）现代励磁系统各部分工作原理和特性的分析；自动励磁控制系统中的可控 整流电路的原理、控制特性的分析; （3）励磁控制系统的稳定性及其对电力系统运行稳定性的作用的分析； （4）一次调频、二次调频原理的分析和理解； （5）对自动低频减载装置原理的理解。 四、教学方法 采用课堂理论讲授、习题课和实验相结合的教学方法。 五、课程知识单元、知识点及学时分配 课程知识单元、知识点及学时分配见表 1。 表1 课程的知识单元、知识点及学时分配 知识单元 序号 描述 1 绪论 2 自动装置及其 数据的采集处 理 3 同步发电机的 自动并列 知识点 序号 描述 1 电力系统及其运行 2 电力系统自动控制的划分 1 采样、量化与编码技术 1 准同期并列操作条件及其意义 2 3 准同期并列的基本原理 准同期并列信号的检测与控制 讲 课 1 1 10 知识单元 序号 描述 4 同步发电机励 磁自动控制系 统 5 6 8 序号 1 2 3 描述 同步发电机励磁控制系统的任务和原理 三相可控整流电路的基本原理 励磁调节器的静态特性和并联机组间的无功 分配 4 数字式励磁调节器的构成与基本原理 励磁自动控制 系统的动态特 性 1 励磁控制系统的传递函数及其稳定性 2 励磁自动控制系统对电力系统静态稳定的影 响及电力系统稳定器的原理 电力系统频率 及有功功率的 自动调节 1 电力系统自动 安全低频减载 及其他安全自 动控制装置 备用电源自投 入装置 7 知识点 2 电力系统的频率特性及调速器的原理 电力系统的频率调节系统及其特性 3 电力系统自动调频方式的基本原理 1 自动低频减载装置的原理及整定原则 2 9 讲 课 10 6 10 4 自动解列装置的基本原理 备用电源自投入装置的基本原理 2 总计 44 六、实验、上机与实训教学条件及内容 通过实验，使学生掌握与熟悉同步发电机的自动并列的方法、同步发电机励磁调 节基本作用和原理，为学生毕业从事电力系统运行控制和进一步从事电力系统运行与 控制研究打下坚实的基本技能。实验内容见表 2。 表 2 实验内容及课时分配 序号 1 2 3 4 注： 实验内容 同步发电机并列实验 励磁控制系统稳定性分析实验 电力系统调频动态特性分析实验 电力系统控制运行综合实验 课时 2 2 2 2 表中实验 2~4 中选作一个。 七、作业要求 作业应该紧紧围绕大纲的基本内容与重点进行布置，既要有加强理解基本概念、 原理的习题，也要有一定的计算题和提高学生综合分析、应用能力的综合题，以巩固 课堂的教学效果。 在每节内容讲授后，应布置分析、计算方面习题，使学生把本节分析计算方法应 用于具体的实际分析中。加深并拓宽对理论的理解和掌握。并由之逐步培养工程技术 实践能力。 八、考核方式与要求 1.知识考核 占总成绩的 60%，主要采用期末书面考试和面试相结合的考试方式进行评定。期 末考试可采用闭卷考试或开卷考试。 2.能力考核 占总成绩的 40%，其中根据作业、质疑、课堂讨论和自由选题报告等能力、素质 评定占 20%；实验课成绩占 20%，按实验态度、操作技能、实验报告进行评定。 九、教材与主要参考书 1.推荐教材： [1] 杨冠城.电力系统自动装置原理[M].4版.北京：中国电力出版社，2007. 2.主要参考书： [1] 李斌. 电力系统自动装置[M]. 北京：高等教育出版社， 2008. [2] 甘齐顺 ，陈金星. 电力系统自动装置[M]..黄河：黄河水利出版社， 2008. [3] 许克明,田怀智.电力系统自动装置[M].重庆： 重庆大学出版社. 2002.