電力電子技術在電力系統(tǒng)中的應用課程教學大綱

課程中文名稱：電力電子技術在電力系統(tǒng)中的應用

課程英文名稱：ApplicationofPowerElectronics

課程編號：C1228應開課學期：7

學時數(shù)：24學分數(shù)：1.5

適用專業(yè)：電氣工程及其自動化等課程類型：專業(yè)拓展課

先修課程：《電機學》、《電力電子技術》、《自動控制理論》、《電力系統(tǒng)分析》等

一、課程性質(zhì)

現(xiàn)代大功率電力電子器件和應用技術的發(fā)展，為在電力系統(tǒng)一次回路對高壓大功率的電

能輸送進行快速、連續(xù)和精確的控制提供了可能，以現(xiàn)代電力電子技術為核心的電能變換與

控制技術在電力系統(tǒng)中的應用一一柔性電力技術，已開始應用于發(fā)電、輸電、配電與用電的

各個環(huán)節(jié)并得到迅速發(fā)展，正在電力的安全、穩(wěn)定、高效、靈活的控制中發(fā)揮著重要作用。

本課程是為了適應現(xiàn)代電力系統(tǒng)的新發(fā)展而開設,作為電氣T程及其白動化等專業(yè)選修的專

業(yè)拓展課。

二、課程目標

本課程的目的與任務是使學生學習掌握電力電子在電力系統(tǒng)中各種應用技術。首先強化

基礎，熟悉相控型換流變流器和自換流型變流器的基本原理，了解大功率電力電子裝置開關

器件閥的串并聯(lián)及其保護和驅(qū)動電路的特點，掌握電路多重化的思想和分析方法。在此基礎

上重點學習電力電子在電力系統(tǒng)中各種應用技術：熟悉并聯(lián)靜止無功補償器SVC、并聯(lián)靜止

同步補償器STATCOM、晶閘管可控串朕補償器TCSC、串聯(lián)I可步補償SSSC、統(tǒng)一潮流控制器

UPFC、有源電力濾波器APF等柔性交流輸電FACTS設備。學生完成本課程的學習后，能進

行應用方案設計，并為電力電子在電力系統(tǒng)中的應用的深入研究奠定基礎。

三、支撐的畢業(yè)要求

課程對畢業(yè)要求的支撐課程教學目標、達成途徑和評價依據(jù)等

2具有從事電氣工程工作教學目標：通過學習柔性輸電設備的基本結構，掌握柔性輸電設

所需的相關數(shù)學、自然科備的基本理論知識，柔性輸電設備包拈SVC、STATCOM.TCSC和

學以及經(jīng)濟和管理知識：SSSC；使學生們熟悉各類柔性輸電設備的運行原理.，掌握各類柔

性輸電設備的運行性能。使學生具備分析柔性輸電設備的控制方

法、容量方案配置等一些實際工程問題的能力。

達成途徑：課堂講解；課堂討論：企業(yè)工程師講座等。

評價依據(jù)：平時小測驗和課堂作業(yè)；考勤及平常表現(xiàn)：課堂討論

互評；課程成果評價：結課作業(yè)或?qū)W習報告等。

評價方式：評估平時小測驗和課堂作業(yè)的正確性與完整性，給出

成績；根據(jù)平時表現(xiàn)與考勤情況，給出成績；結合課堂討論由學

生給出互評成績；評價結課作業(yè)或?qū)W習報告的得分率。

3掌握工程基礎知識和本教學目標：通過學習柔性輸電設備的基本結構，掌握SVC、

專業(yè)的基本理論知識，具STATCOM.TCSC和SSSC的基本理論知識，獲得SVC、STATCOM.

有系統(tǒng)的工程實踐學習TCSC和SSSC運行方程，把物理模型轉(zhuǎn)換成數(shù)學模型，從而獲得

其電路模型，這樣提升了學生識別、表達電氣工程問題的能力。

經(jīng)歷；了解本專業(yè)的前沿

達成途徑：課堂講解：課堂討論：課堂作業(yè)。

發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢；

評價依據(jù)：平時小測驗和課堂作業(yè)；考勤及平常表現(xiàn)：學習報告。

評價方式：根據(jù)考勤及課堂表現(xiàn)給出成績：根據(jù)平時小測驗和課

堂作業(yè)給出成績；評價結課作業(yè)或?qū)W習報告的得分率。

5掌握基本的創(chuàng)新方法，教學目標：通過學習柔性輸電設備的基本結構，掌握SVC、

具有追求創(chuàng)新的態(tài)度和STATCOM、TCSC和SSSC的基K理論知識；通過我國的實際示范工

意識；具有綜合運用理論程背景知識的介紹，使學生們掌握柔性輸電設備的基本應用技能，

提高學生理解復雜工程問題解決方案的能量:：提升學生深入理解

和技術手段設計電氣工

復雜工程問題的解決方案對社會、安全、健康及文化的影響：培

程領域的系統(tǒng)和過程的

養(yǎng)學生理解應承擔的責任。

能力，設計過程中能夠綜

達成途徑：相關視頻資料、參考文獻資料、網(wǎng)絡資料。

合考慮經(jīng)濟、環(huán)境、法律、

評價依據(jù)：平時考勤及課堂提問。

安全、健康、倫理等制約評價方式：根據(jù)平時考勤及課堂提問給出成績：結合學習報告評

因素；價學生的得分。

8具有一定的組織管理能教學目標：通過學習柔性輸電設備的基本結構，掌握SVC、

力、表達能力和人際交往STATCOM.TCSC和SSSC的基石理論知識，使學生們熟悉柔性輸電

能力以及在團隊中發(fā)揮設備的運行原理，掌握各類柔性輸電設備的運行性能的評判。培

養(yǎng)學生閱讀參考文獻的能力：使學生具有較強的查閱參考文獻包

作用的能力；

括外文參考文獻、理解參考文獻的能力，能夠在跨文化背景下進

行溝通和交流。

達成途徑：課堂講解；平時提問；參與討論；參考文獻閱讀。

評價依據(jù)：平時考勤及課堂提問：課堂討論互評：結課作業(yè)或?qū)W

習報告。

評價方式：評估課堂提問的主動性、正確性，給出成績：根據(jù)平

時表現(xiàn)與考勤情況，給出成績；結合課堂討論由學生給出互評成

績；結合學習報告評價學生的得分。

四、教學內(nèi)容、學時安排和基本要求

第一章電力系統(tǒng)的基本特性和運行要求3學時

重點難點：交流輸電系統(tǒng)的運行特點及存在的問題，電力系統(tǒng)中的功率、功率損耗和

電壓損耗分析,柔性電力系統(tǒng)的基本概念C

1掌握電力系統(tǒng)中的功率、功率損耗和電壓損耗；

2掌握電力系統(tǒng)功率一電壓特性；

3掌握電力系統(tǒng)的特點、運行問題和基本要求；

4掌握柔性電力系統(tǒng)的基本概念。

第二章半導體開關型電力電子變換7學時

重點難點：全控型開關管單相H橋脈寬調(diào)制逆變和整流，雙電源三相交流系統(tǒng)不同坐

標系電壓平衡方程，全控型開關管三相橋脈寬調(diào)制逆變和整流。

1掌握全控型開關管單相H橋脈寬調(diào)制逆變和整流；

2掌握雙電源三相交流系統(tǒng)不同坐標系電壓平衡方程；

3掌握全控型開關管三相橋脈寬調(diào)制逆變和整流。

第五章電力系統(tǒng)并聯(lián)補償控制7學時

重點難點：電力系統(tǒng)并聯(lián)補償?shù)念愋秃凸δ?，SVC,STATCOM,并聯(lián)型有源濾波器。

1掌握電力系統(tǒng)并聯(lián)補償?shù)念愋秃凸δ埽?/p>

2掌握SVC的運行原理；

3掌握STATCOM的運行原理；

4掌握并聯(lián)型有源濾波器的運行原理；

第六章電力系統(tǒng)串聯(lián)聯(lián)補償控制3學時

重點難點：電力系統(tǒng)串聯(lián)補償?shù)念愋秃凸δ?，TCSC<.

1掌握電力系統(tǒng)串聯(lián)補償?shù)念愋秃凸δ埽?/p>

2掌握TCSC的運行原理；

五、課程的其它教學環(huán)節(jié)

序號教學環(huán)節(jié)教學內(nèi)容學時數(shù)

1視頻播放相關直流輸電、風力發(fā)電等視頻資料2

2專題討論電力系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)與問題2

六、教學方法與手段

本課程教學主要采用講授、多媒體教學、專題討論'視頻播放等教學方法與手段。

要求教師在授課過程中，所用PPT等教學材料，在講授知識的同時，培養(yǎng)學生的知識遷

移能力和工程實踐能力，讓同學們能夠?qū)W以致用，同時，組織學生進行團隊討論，培養(yǎng)學生

的交流溝通和團隊合作的能力。在專題討論中要求同學們課前準備，課堂分組討論，課后提

交專題報告，專題報告的形式包括調(diào)研報告、讀書報告或小論文等。

七、推薦教材和教學參考資源

教材：陳堅主編，《柔性電力系統(tǒng)中的電力電子技術一電力電子技術在電力系統(tǒng)中的應