高壓直流輸電課程教學大綱課程中文名稱：高壓直流輸電課程英文名稱：HighVoltageDCTransmission（HVDC）課程編號：204T0604學分：1學時：16（其中：講課學時：16；實驗學時：0；實踐學時：0）先修課程：電路原理、自動控制原理、電力電子技術，電力系統(tǒng)分析適用專業(yè)：電氣工程及其自動化課程類別：專業(yè)拓展課/選修使用教材：《高壓直流輸電原理與運行》（第2版）。韓民曉，文俊，徐永海編著。北京：機械工業(yè)出版社，2012。開課單位：電氣與新能源學院課程簡介：本課程主要介紹高壓直流輸電的歷史與國外的現(xiàn)狀、直流輸電在我國的發(fā)展及未來的發(fā)展規(guī)劃、高壓直流輸電新技術進展、高壓直流輸電的主要電氣設備、高壓直流輸電換流器的基本原理、高壓直流輸電諧波方法和無功補償方法、高壓直流輸電的控制與保護技術等。高壓直流輸電技術涉及器件、電路、設備、控制方法等各個層次，既有直流輸電本身的特性分析與設計，又有與交流系統(tǒng)的相互作用及其分析，是一門理論性和實踐性很強的課程。一、課程性質(zhì)本課程是電氣工程及其自動化專業(yè)的專業(yè)拓展課。高壓直流輸電（HVDC）是目前電力電子技術在電力系統(tǒng)應用中最為全面、最為成熟、最為復雜的系統(tǒng)，以其可實現(xiàn)交流電網(wǎng)的異步連接、控制靈活性強等特點正得到快速發(fā)展和廣泛應用。特別是隨著大范圍能源優(yōu)化配置、大規(guī)模可再生能源發(fā)電并網(wǎng)等需求的擴大，直流輸電工程項目得到快速發(fā)展，與交流輸電相互配合構成現(xiàn)代電力傳輸系統(tǒng)。本課程全面論述直流輸電的系統(tǒng)構成、基本特性、運行控制及最新進展，拓展電氣工程及其自動化專業(yè)學生對高壓直流輸電方面的專業(yè)知識。二、課程目標：課程目標1：通過本課程學習，強化學生的“四個自信”，幫助學生初步掌握科學的方法論和認識論，塑造學生正確的世界觀、人生觀和價值觀。課程目標2：能將高壓直流輸電的專業(yè)知識用于電力系統(tǒng)復雜工程問題，進行高壓直流輸電主要設備、系統(tǒng)結(jié)構、控制與保護設計方案的比較與綜合。課程目標3：能認識到解決與高壓直流輸電相關的電力系統(tǒng)復雜工程問題有多種方案可選擇，通過專業(yè)文獻閱讀、課題研討、虛擬仿真、實驗測試等手段，尋求高壓直流輸電工程及控制系統(tǒng)等可替代的解決方案。課程目標4：能夠針對與高壓直流輸電相關的工程設計與產(chǎn)品開發(fā)的特定需求，通過高壓直流輸電系統(tǒng)模型構建，對工藝設計、系統(tǒng)參數(shù)和設備指標進行計算，并在設計中體現(xiàn)創(chuàng)新意識。三、課程目標對畢業(yè)要求的支撐關系畢業(yè)要求畢業(yè)要求指標點課程目標對畢業(yè)要求的支撐關系1.工程知識1.4能夠?qū)?shù)學、自然科學、工程科學的知識和數(shù)學模型方法用于電力系統(tǒng)專業(yè)工程問題解決方案的比較與綜合。課程目標1課程目標22.問題分析2.3能認識到解決電力系統(tǒng)工程問題有多種方案可選擇，會通過文獻研究尋求可替代的解決方案。課程目標1課程目標33.設計/開發(fā)解決方案3.2能夠針對電力系統(tǒng)工程設計與產(chǎn)品開發(fā)的特定需求，完成元件和系統(tǒng)的設計，在設計中體現(xiàn)創(chuàng)新意識。課程目標1課程目標4四、教學內(nèi)容及要求第一章緒論1.教學內(nèi)容（1）掌握高壓直流輸電的構成與分類。（2）掌握高壓直流輸電的特點及適用場合。（3）了解高壓直流輸電國內(nèi)外發(fā)展歷史、現(xiàn)狀及新進展。2.重難點高壓直流輸電各種構成方式的特點，高壓直流輸電優(yōu)缺點，等價距離概念。3.課程思政融入點介紹我國高壓直流輸電工程，培養(yǎng)學生科研自信和愛國情懷，了解大國重器、工匠精神，樹立自主創(chuàng)新，勇攀高峰的信心。4.考核要點高壓直流輸電發(fā)展歷史與現(xiàn)狀、構成與分類，高壓直流輸電的特點及適用場合。5.教學方法多媒體教學、講授6.作業(yè)安排六道簡答題第二章高壓直流輸電系統(tǒng)的主要設備1.教學內(nèi)容（1）掌握換流閥構成及其運行特點。（2）了解換流變壓器、平波電抗器、無功補償裝置、濾波器的功能與特點。2.重難點晶閘管工作特性，換流單元組成，換流閥組件電路。3.課程思政融入點介紹高壓直流輸電系統(tǒng)的主要設備，培養(yǎng)學生求真務實精神。4.考核要點換流閥組件電路中各元件的功能，換流變壓器、平波電抗器、無功補償裝置、濾波器的功能與特點。5.教學方法多媒體教學、講授。6.作業(yè)安排六道簡答題。第三章?lián)Q流器工作原理（1）掌握6脈波整流器各種運行方式的工作原理分析，能夠分析換相過程，推導不同工況下整流輸出電壓表達式、電流波形圖。（2）掌握12脈波整流器正常運行方式的工作原理分析，橋間相互影響，相關計算公式。（3）掌握6脈波逆變器正常運行方式和故障運行方式的工作原理分析，能夠分析6脈波逆變器外特性曲線。（4）掌握12脈波逆變器實現(xiàn)逆變的條件，換相失敗分析，整流電壓平均值計算公式。2.重難點不同工況工作原理分析，各工況整流輸出電壓表達式、電流波形圖，交直流側(cè)特征諧波規(guī)律，逆變器換相失敗問題。3.課程思政融入點換流器工作原理分析，使學生掌握工程分析的常用方法，引導學生認識工程問題的復雜性。4.考核要點“2”工況和“3”工況分析，不同工況下外特性，逆變器與整流器的工況比較。5.教學方法多媒體教學、講授。6.作業(yè)安排兩道分析題，三道簡答題。第四章電網(wǎng)換相直流輸電的控制與保護1.教學內(nèi)容（1）掌握高壓直流輸電的基本控制方式。（2）了解整流器與逆變器的協(xié)調(diào)控制。（3）掌握高壓直流輸電的故障的分類與保護動作；（4）了解換流站內(nèi)的故障與保護示例，了解直流線路的故障與保護示例，了解交流側(cè)的故障與保護示例。2.重難點基本控制方式和保護方式，整流器與逆變器的協(xié)調(diào)控制。3.課程思政融入點學習高壓直流輸電的基本控制方式，帶領學生認識一些基本的工程哲學，培養(yǎng)學生系統(tǒng)性的科學思維。3.考核要點基本控制方式和保護方式。4.教學方法多媒體教學、講授。5.作業(yè)安排兩道分析題，三道簡答題。第五章高壓直流輸電的新技術及新發(fā)展1.教學內(nèi)容（1）了解器件換相直流輸電技術。（2）了解特高壓直流輸電發(fā)展概況。2.重難點器件換相直流輸電技術，特高壓直流輸電。3.課程思政融入點介紹特高壓直流輸電和柔性直流輸電發(fā)展，培養(yǎng)學生的科學探索精神、專業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新精神。4.考核要點器件換相直流輸電技術，特高壓直流輸電。5.教學方法多媒體教學、講授。6.作業(yè)安排課程論文選題章節(jié)教學內(nèi)容學時分配支撐的課程目標講課實驗實踐第一章緒論21、2第二章高壓直流輸電系統(tǒng)的主要設備41、2、3第三章?lián)Q流器工作原理41、2、3、4第四章電網(wǎng)換相直流輸電的控制與保護41、2、3、4第五章高壓直流輸電的新技術及新發(fā)展21、2五、教學內(nèi)容對課程目標的支撐關系六、考核方式及成績評定標準1.課程考核方式：課程論文占60%，平時成績占40%。平時成績包括課堂考勤及課堂表現(xiàn)20%、課程作業(yè)20%。支撐畢業(yè)要求課程目標考核與評價方式合計平時成績（40%）課程論文（60%）課堂考勤及課堂表現(xiàn)20%課程作業(yè)20%課程目標151015指標點1.4課程目標2152035指標點2.3課程目標3102030指標點3.2課程目標4101020總分占比%40601002.課程考核評分標準課程目標考核要求評分標準高于預期達到預期低于預期優(yōu)秀良好合格不合格1.通過本課程學習，強化學生的“四個自信”，幫助學生初步掌握科學的方法論和認識論，塑造學生正確的世界觀、人生觀和價值觀。（5分）平時表現(xiàn)課堂討論課程論文543<32.能將高壓直流輸電的專業(yè)知識用于電力系統(tǒng)復雜工程問題，進行高壓直流輸電主要設備、系統(tǒng)結(jié)構、控制與保護設計方案的比較與綜合。（45分）平時表現(xiàn)課程作業(yè)課程論文41-4536-4027-35<273.能認識到解決與高壓直流輸電相關的電力系統(tǒng)復雜工程問題有多種方案可選擇，通過專業(yè)文獻閱讀、課題研討、虛擬仿真、實驗測試等手段，尋求高壓直流輸電工程及控制系統(tǒng)等可替代的解決方案。（30分）平時表現(xiàn)課程作業(yè)課程論文27-3024-2618-23<184.能夠針對與高壓直流輸電相關的工程設計與產(chǎn)品開發(fā)的特定需求，通過高壓直流輸電系統(tǒng)模型構建，對工藝設計、系統(tǒng)參數(shù)和設備指標進行計算，并在設計中體現(xiàn)創(chuàng)新意識。（20分）平時表現(xiàn)課程作業(yè)課程論文18-2016-1712-15<12七、參考書目：1、趙畹君主編，高壓直流輸電工程技術，北京：中國電力出版社，2004。2、李興源編著，高壓直流輸電系統(tǒng)，北京：科學出版社，2010。3、浙江