《负荷控制》教学大纲

《负荷控制》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：05175001课程性质：专业创新选修课学分：2学分学时：32学时（实践32学时）先修课程：智能电网控制与优化、电力系统自动化、新能源发电技术、电力系统通信技术等后续课程：无适用专业：智能电网信息工程开课单位：电气工程与自动化学院一、课程说明《负荷控制》是智能电网信息工程专业的一门专业创新选修课。本课程主要传授典型工业负荷特性、建模及参与电网调控方法和一些实际应用。为以后从事电网调节和调度等技术工作打下必要的基础。通过本课程的学习，提高学生综合应用负荷控制技术分析和解决电网问题的能力，提高微电网控制系统设计技能，培养创新创业能力及团队协作能力，增强学生就业竞争力，同时为学习后续课程打下必要的基础。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：理解负荷的含义特点及当前存在的严重供需矛盾和尝试解决荷网互动调控问题；深入了解分析大规模新能源并网的电力现状和发展的主要问题。针对问题提出合理有限的建议和解决方案。课程目标2：掌握MATLAB、RTDS等工具，建立合理仿真模型进行仿真模拟操作，验证建立模型合理性，能否实现负荷与电网的互动调控，实现负荷的最优参数运行与控制技术，能够有效解决能源供需矛盾以及大规模新能源并网的电力电量平衡难题、辅助电网安全稳定运行。课程目标3：通过完成项目任务，培养学生团队协作精神，提高学生实践能力和劳动技能，通过专业知识的学习，了解我国负荷控制技术在国际上的发展水平，培养民族自豪感和时代紧迫感。三、课程目标与毕业要求 《负荷控制》课程教学目标对智能电网信息工程专业毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度3.设计/开发解决方案3.3在解决方案的设计环节中能体现创新意识，并能在方案设计中综合考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。课程目标1：理解负荷的含义特点及当前存在的严重供需矛盾和尝试解决荷网互动调控问题；深入了解分析大规模新能源并网的电力现状和发展的主要问题。针对问题提出合理有限的建议和解决方案。M5.使用现代工具5.3能在解决智能电网信息工程领域复杂工程问题中合理利用各类资源和方法进行文献检索、资料查询。课程目标2：掌握MATLAB、RTDS等工具，建立合理仿真模型进行仿真模拟操作，验证建立模型合理性，能否实现负荷与电网的互动调控，实现负荷的最优参数运行与控制技术，能够有效解决能源供需矛盾以及大规模新能源并网的电力电量平衡难题、辅助电网安全稳定运行。M9.个人和团队9.2能够在团队中担任负责人，与团队成员进行有效沟通，合理进行复杂工程问题的任务分解和计划实施，并具备团队构建、运作、协调和组织管理能力。课程目标3：通过完成项目任务，培养学生团队协作精神，提高学生实践能力和劳动技能，通过专业知识的学习，了解我国负荷控制技术在国际上的发展水平，培养民族自豪感和时代紧迫感。M注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配1.实践部分实践部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2实践项目、实践内容与学时实践项目实践内容和要求实践学时对应的课程目标1.负荷定义、分类和特点；可调控、中断负荷识别细分实践内容：可调控负荷识别分类。实践要求：掌握负荷定义、类型及其特点，从可调控角度深入识别和细分负荷。41、2、32.典型高耗能工业负荷特性及建模方法实践内容：典型高耗能工业负荷特性及建模方法。实践要求：学会识别典型高耗能负荷，掌握负荷特性，根据负荷特性学会建立合理科学数学模型。41、2、33.高耗能工业负荷控制方法实践内容：高耗能工业负荷控制方法。实践要求：掌握负荷控制方法的基本工作原理及分类应用，熟练掌握基于有载调压变压器调节方法；基于饱和电抗器调节方法；基于交流侧母线电压调节方法；阻抗-有功调节方法。41、2、34.高耗能工业负荷参与局域电网频率控制方法实践内容：高耗能工业负荷参与局域电网频率控制方法。实践要求：分析掌握含高耗能工业负荷的局域电网构架、频率特性分析和运行存在的难点。研究掌握含有不同类型高耗能负荷局域电网频率控制方法。41、2、35.高耗能工业负荷参与局域电网动态电压控制方法实践内容：高耗能工业负荷参与局域电网动态电压控制方法。实践要求：建立基于广域信息的局域电网动态电压控制模型，设计动态电压控制方法，仿真分析验证。41、2、36.高耗能工业负荷参与互联电网联络线功率波动控制方法

实践内容：高耗能工业负荷参与互联电网联络线功率波动控制方法。实践要求：掌握并网型高耗能工业电网特性和联络线功率波动控制方法，进行仿真分析验证。41、2、37.高耗能工业负荷参与互联电网低频振荡控制方法实践内容：高耗能工业负荷参与互联电网低频振荡控制方法。实践要求：掌握高耗能工业负荷对电网低频振荡的影响机理及广域阻尼控制，并进行仿真分析验证。41、2、38.多类型负荷协同平抑风电功率波动控制方法实践内容：多类型负荷协同平抑风电功率波动控制方法。实践要求：建立多类型负荷控制特性模型并设置合理边界条件，设计自动平抑风电功率波动的负荷功率控制器，并应用RTDS软件进行仿真验证。41、2、3合计32五、教学方法及手段本课程以项目教学法为主，结合讨论、案例、视频资源共享、实验、上机等教学手段完成课程教学任务和相关能力的培养。学生比较全面地理解负荷控制的原理和实施方法，在掌握负荷控制主要方法的基础之上，根据不同负荷特点建立仿真模型，设计控制算法，具有运行、维护和调试终端负荷的初步能力。在实践教学中，通过启发式教学、讨论式教学培养学生可调负荷各自特性、模型和调节方法。采用教师讲授和学生动手操作的方法，培养学生自主学习能力、实际动手能力，激发学生的创新思维。六、课程资源1.推荐教材：无2.参考书：（1）徐箭.工业负荷建模控制及电网互动调节.\o"科学出版社"科学出版社.2022.04.（2）国网湖北省电力公司.电力负荷控制员.中国电力出版社.2015.08.（3）国家能源局.DL/T2473.1～2473.13—2022可调节负荷并网运行与控制技术规范.中国电力出版社，2022.083.期刊：（1）王彩霞,时智勇,梁志峰,等.新能源为主体电力系统的需求侧资源利用关键技术及展望[J].电力系统自动化,2021,45(16):37-48.（2）马林东,葛智平,张世才,等.基于高耗能企业参与电网内风电消纳的主动调峰技术[J].电力建设,2013,34(10):102-106.（3）刘文颖,文晶,谢昶,等.考虑风电消纳的电力系统源荷协调多目标优化方法[J].中国电机工程学报,2015,35(5):1079-1088.（4）胡枭,徐国栋,尚策,等.工业园区参与调峰的电池储能-需求响应联合规划[J].电力系统自动化,2019,43(15):116-123.（5）NosratabadisM，HooshmandRA，GholipourE.Stochasticprofit-basedschedulingofindustrialvirtualpowerplantusingthebestdemandresponsestrategyJ]AppliedEnergy，2016,164:590-606.（6）StarkeMR,KirbyBJ,KueckJD,etal.Providingreliabilityservicesthroughdemandresponse:aprelimnaryevaluationofthedemandresponsecapabilitiesofAlcoaInc.[R].OfficeofScientificandTechnicalInformation(OSTI).2009（7）XuJ，LiaoSY,SunYZ,etal.Anisolatedindustrialpowersystemdrivenbywind-coal.powerforaluminumproductions:acasestudyoffrequencycontrol[J].IEEETransactionsonPowerSystems，2015，30(1):471-483.（8）LiaoSY,XuJ,SunYZ,etal.Localutilizationofwindelectricityinisolatedpowersystemsbyemployingcoordinatedcontrolschemeofindustrialenergy-intensiveload[J].AppliedEnergy,2018,217:14-24.[11]XuJ,Chen'YF,LiaoSY,etal.Demandsideindustrialloadcontrolforlocalutilizationofwindpowerinisolatedgrids[J].AppliedEnergy,2019,243:47-56.4.网络资源：（1）http://www.peter-entner.com/e/theory/PrincHH/PrincHH.aspx.（2）美国能源局，http://www1.eere.energy.gov/analysis/load_participation_workshop.html.七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩和期末考核成绩两部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表3。表3课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标123过程性考核课堂表现16（1）根据课堂出勤情况和参与课堂活动问题情况进行考核，满分100分。（2）以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√844实操12（1）根据每个实操的完成情况和质量单独评分，满分100分；（2）每次实操单独评分，取各次实操成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以实操成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√633答辩12（1）主要考核学生对实践项目理解和掌握程度，满分100分；（2）每次答辩单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以答辩成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√633期末考核60（1）大作业成绩100分，以大作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。（2不同负荷类型适用不同控制策略，选用比较恰当的方法进行控制。√√√302010合计：100分503020八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以课堂表现、实操、答辩、期末大作业等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由期末大作业成绩和过程性考核成绩组成。其中：期末大作业成绩为100分（权重60%），大作业中基本知识、基本理论、基本技能的考核不超过50%，综合应用与分析能力考核不低于50%；表现、实操、答辩等过程性考核成绩为100分（权重40%）；过程性考核和大作业考核分值分配应与教学大纲各章节的学时基本成比例。2.过程性考核成绩的标准过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见表4。表4过程性考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60课堂表现40按时出勤，积极参与教学活动，踊跃回答问题，准确率大于90%。按时出勤，认真参与教学活动，回答问题准确率大于80%。不按时出勤，偶尔参与教学活动，回答问题准确率大于70%。不按时出勤，上课不认真，偶尔参与教学活动。不按时出勤，上课不