随着全球人口的急剧膨胀,人类的能源消费大幅度增长。为了应对这空前的危机,一场能源革命已经拉开了序幕。2009年国际上开始提出要“构建一个更有智慧的地球(Smarter Planet)”,提出智慧电力、智慧电网、智慧能源(Smarter Energy)等理念,并通过超级计算机和云计算将“物联网”整合起来,使人类能以更加精细和动态的方式管理生产和生活。与此同时,中国的智能电网与能源互联网也已茁壮发展起来了。而这需要综合运用先进的电力电子技术, 信息技术和智能管理技术的新型电力网络,这将是我国电气工程专业未来的需求培养方向。
本课程作为电气工程专业基础课程是由上海交通大学电气工程系两门传统课程《电力系统自动装置》和《电网调度自动化与通信系统》两门课程合并而来, 将电力系统装置原理、电力通信及调度自动化系统等多门电力系统的课程整合成一门课程,从发电、输电、变电、配电、用电及调度各个电力传输环节的自动化系统进行分析,有利于在一个完整的体系下将电力系统各个自动化问题统一进行讲解,符合当今电力系统自动化和信息化技术的发展方向,是衔接智能电网与能源互联网技术的桥梁,对于学生综合能力的培训以及系统思维方式的建立有着非常重要的意义。
《电力系统自动化》是电气工程与自动化专业的一门学科方向类必修课程。电力系统自动化是保证电力系统安全、优质、经济运行的综合性技术,它是自动控制技术、信息技术在电力系统中的应用,已经成为电气工程类专业学生必备的专业知识之一。
本课程主要讲授电力系统自动化的以下几部分内容:电力系统自动装置、电力系统通信、调度自动化及变电站自动化。通过本课程的学习,使得学生能够掌握电力系统自动化系统的功能、构成和工作原理。
课程资料
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理论课程资料
实验课程资料
一、导论
1.1 电力系统自动化总体导论
电力系统自动化总体导论课前测验
电力系统导论作业
二、自动装置及其数据的采集处理
2.1 自动装置的组成
2.2 采样、量化、编码:电量计算和前置算法
自动装置及其数据的采集处理作业
三、同步发电机的自动并列
3.1 发电机自动同期并列概述
3.2 准同期并列的基本原理和控制逻辑
3.3 自动并列装置工作原理:整步电压
3.4 频率差与电压差的控制
同步发电机的自动并列课前测验二
同步发电机的自动并列作业
同步发电机的自动并列课前测验一
四、同步发电机励磁自动控制系统
4.1 同步发电机励磁自动控制系统概述
4.2 同步发电机励磁系统
4.3 励磁系统中的整流电路
4.4 励磁控制系统调节特性
4.5 并联机组间的无功分配
4.6 数字式励磁调节器的基本环节与构成
4.7 数字式励磁调节器的算法与数学模型
4.8 励磁调节器的运行及其软件
同步发电机励磁自动控制系统课前测验
同步发电机励磁自动控制系统
同步发电机励磁自动控制系统课前测验三
同步发电机励磁自动控制系统课前测验四
同步发电机励磁自动控制系统课前测验二
五、励磁自动控制系统的动态特性
5.1 励磁控制系统的传递函数
5.2 励磁自动控制系统的稳定性
5.3 同步发电机动态方程式
5.4 励磁控制对电力系统静态稳定的影响
5.5 电力系统稳定器PSS原理
励磁自动控制系统的动态特性作业
励磁自动控制系统的动态特性课前测验
六、电力系统频率及有功功率的自动调节
6.1 电力系统的频率特性——负荷的功率-频率特性
6.2 电力系统的频率特性——发电机组的功率-频率特性
6.3 调速器原理
6.4 调节系统的传递函数
6.5 电网的频率调节特性
6.6 电力系统自动调频概述
6.7 联合电力系统调频——联络线功率偏差控制
6.8 电力系统经济调度与自动调频
电力系统频率及有功功率的自动调节课前测验
电力系统频率及有功功率的自动调节课前测验二
电力系统频率及有功功率的自动调节作业
七、电力系统自动低频减载及其他安全自动控制装置
7.1 自动低频减载概述
7.2 自动低频减载的原理
7.3 其他自动安全装置
八、电力通信系统
8.1 电力通信系统概述
8.2 抗干扰编码
8.3 几种常用的抗干扰编码
8.4 远动通讯规约
8.5 MODBUS规约
电力通信系统作业
电力通信系统课前测验二
电力通信系统课前测验
九、公共信息模型
9.1 信息建模概述
9.2 面向对象的分析与设计(上)
9.3 面向对象的分析与设计(下)
9.4 电网领域模型与信息模型
9.5 公共信息模型的内涵
9.6 公共信息模型的应用(上)
9.7 公共信息模型的应用(下)
公共信息模型课前测验二
公共信息模型作业
公共信息模型课前测验
十、调度自动化系统
10.1 调度自动化导论
10.2 电网调度自动化用例分析模型(上)
10.3 电网调度自动化用例分析模型(下)
10.4 电网调度自动化实现机制(上)
10.5 电网调度自动化实现机制(下)
10.6 电网调度自动化系统的组成
调度自动化系统课前测验二
调度自动化系统作业二
调度自动化系统课前测验
调度自动化系统作业
十一、变电站自动化系统
11.1 变电站自动化导论
11.2 变电站虚拟仿真与实现
11.3 变电站自动化系统的功能与结构
11.4 变电站自动化关键技术
11.5 IEC 61850的内涵(上)
11.6 IEC 61850的内涵(下)
11.7 IEC 61850的应用
变电站自动化系统课前测验
变电站自动化系统作业
变电站自动化系统课前测验二
变电站自动化系统作业二
十二、配电自动化系统
12.1 配电自动化的概述
12.2 配电自动化的领域模型与用例分析
12.3 配电自动化系统的实现机制
12.4 配电自动化系统的测试技术
12.5 配电自动化系统的组成与典型模式
十三、课程实验
13.1 励磁调节器基本特性实验
13.2 励磁调节器调差实验
13.3 励磁调节器低励限制实验
13.4 发电机自动同期实验
13.5 电网监控系统通信特性实验
13.6 电网监控系统三谣功能实验
13.7 变电站运行操作实验演示
13.8 变电站故障分析实验演示
模拟/数字电子技术,电机学,电气工程基础,微机原理与接口技术,自动控制理论,通信原理概论
[1]《电力系统自动装置原理》(第五版)
杨冠城主编,中国电力出版社,2014年第39次印刷
[2]《面向对象的电力系统自动化》
刘东等编著,中国电力出版社,2009年