《智慧能源体系》课程教学大纲

智慧能源体系（IntelligentEnergySystem）课程基本信息课程编号：04021285课程总学时：32实验学时：0学时课程性质：选修课程属性:创业教育类开设学期：第6学期适用专业：农业建筑环境与能源工程对先修的要求：无对后续的支撑：无一、课程的教学理念、性质、目标和任务本课程是农业建筑环境与能源工程专业的选修课程，为后续专业课及未来的创新和创业工作提供理论和工程基础。课程教学理念为厚基础、宽知识面、坚实工程应用能力，在教学过程中体现课程发展的学术前沿内容，加深对基础理论和概念的讲解和把握，增强电气工程、能源工程、系统工程和自动控制领域等实际问题解决能力，提高创业和创新思维。课程教学分为知识目标、能力和素养目标，知识目标：1、了解智慧能源体系的基本理论和基本概念；2、掌握智能电网、微电网、泛能网和能源互联网的特征、关键技术、工程实践、商业模式及其相互之间的关系；3、掌握智慧能源体系的发展背景、社会需求、技术难点、系统组成、工程应用、创新模式及应用前景；能力和素养目标：能够在技术和应用层面，掌握智慧能源体系的发展脉络、关键技术、工程实践及当今和未来的商业运营模式。采取学生主动学习、教师组织讨论和案例讲授的教学方式，对知识点组织检测、对智慧能源工程设计和实际案例进行分析和讨论。讲授中通过对相关技术在国际上发展的历程和不同国家中智慧能源技术发展现状的对比，激发学生热爱祖国、建设祖国的热情。二、课程教学的基本要求理论知识方面：掌握智慧能源体系的基本概念、逻辑结构和发展路径；熟知国内外智慧能源体系的发展；掌握微电网关键技术、工程实践和商业模式；掌握泛能网关键技术、工程实践和商业模式；掌握智能电网关键技术、工程实践和商业模式；掌握能源互联网关键技术和商业模式；全方位地了解各自的发展背景、社会需求、技术难点、系统组成、工程应用、创新模式及应用前景。三、课程的教学设计1.教学设计说明为提高学生对智慧能源体系的把控，促进学生综合知识融合贯通能力、工程应用能力和分析能力的全面提升，依托中国大学慕课网和超星学习通等平台，本课程将线上、线下教学结合在一起，采用探究式、启发式和互动式等方法进行教学活动。具体教学设计包括课前、课堂和课后三部分。课前通过慕课堂、超星学习通或QQ等平台提前发布学习任务和通知；课堂中将理论教学和工程设计紧密衔接，将工程设计理念在理论教学中同步讲授，重视理论教学与实践教学的结合，充分利用模型、动画、工程案例等开展工艺结构和工艺参数教学，直观呈现智慧能源体系的逻辑结构和发展路径，明确课程学习的重点和难点，使课堂生动鲜活，通过随机提问和随堂练习检验教学效果；课后发布慕课学习视频、作业、测验；提供拓展文献、行业标准等资源，供学生检验阶段性学习成果、巩固所学知识。课程评价方式主要包括过程性评价和期末考核，更注重学习过程的综合性评价。2.课程目标及对毕业要求的支撑序号课程目标毕业要求1目标1：了解智慧能源体系的概念、内涵、逻辑结构和发展路径。12目标2：掌握智能电网、微电网、泛能网和能源互联网的特征、关键技术、工程实践、商业模式及其相互之间的关系。23目标3：通过课程的学习，使学生全方位地理解智慧能源体系的发展背景、社会需求、技术难点、系统组成、工程应用、创新模式及应用前景，提高学生相应的工程设计创新能力。5四、理论教学内容及学时分配（32学时）绪论学时数：2结合近年来国内外智慧能源的建设和发展实际，从智慧能源体系的概念、内涵、逻辑结构和发展路径入手，重点介绍智能电网、微电网、泛能网和能源互联网的特征、关键技术、工程实践、商业模式及其相互之间的关系，全方位地展示各自的发展背景、社会需求、技术难点、系统组成、工程应用、创新模式及应用前景。在传统电网基础上，通过建设“微电网”或“泛能网”，解决区域用电或用能需求；通过建设新一代“智能电网”，实现电源、电网、用户间的信息双向流动、高度感知和灵活互动；通过建设具有能量流、信息流、业务流相互融合功能的“能源互联网”，实现智能电网和互联网的深度融合；通过“一带一路”倡议和全球共同发展，实现跨国和跨地区电网互联，探索构建“全球能源互联网”。第一章智慧能源体系概论学时数：3第一节智慧能源体系概述2学时教学目标：了解智慧能源体系的概念；理解智慧能源体系的发展路径；掌握智慧能源体系的逻辑结构。教学重点和难点：智慧能源体系的逻辑结构。主要教学内容及要求：了解：智慧能源体系的概念。理解：智慧能源体系的发展路径。掌握：智慧能源体系的逻辑结构。教学组织与实施：以能源技术为切入点，结合互联网的发展，引出智慧能源体系，从广义和狭义两个层面对智慧能源体系进行了界定。线上教学与课堂教学相结合，课前指导学生查阅课程相关文献资料，课堂教学在讲授型教学基础上，实行主题探究式、小组协作式、案例教学式等教学策略，使学生能够从多维度、纵深度去理解智慧能源体系。第二节国内外智慧能源体系的发展

1学时教学目标：了解国内外微电网、泛能网和智能电网的发展；理解国内外能源互联网的发展。教学重点和难点：国内外能源互联网的发展。主要教学内容及要求：了解：国内外微电网的发展。了解：国内外泛能网的发展。了解：国内外智能电网的发展。理解：国内外能源互联网的发展。教学组织与实施：介绍智能电网、微电网、泛能网和能源互联网的特征、关键技术、工程实践、商业模式及其相互之间的关系。课前指导学生查阅智能电网、微电网、泛能网和能源互联网的相关文献资料，课堂教学在讲授型教学基础上，实行主题探究式、案例教学式等教学策略。第二章微电网学时数：7第一节微电网概述2学时教学目标：了解微电网的起源、发展历程、概念及特征；掌握微电网的概念及特征；理解新能源与微电网的关系及微电网发展的意义。教学重点和难点：微电网的概念及特征。主要教学内容及要求：了解：微电网的起源、发展历程、概念及特征。掌握：微电网的概念及特征。理解：新能源与微电网的关系。理解：微电网发展的意义。教学组织与实施：介绍微电网出现的缘由及其意义，旨在实现分布式电源的灵活、高效应用，解决数量庞大、形式多样的分布式电源并网问题。课前指导学生查阅微电网相关文献资料，课堂教学在讲授型教学基础上，实行主题探究式、案例教学式等教学策略，加深学生的理解。第二节微电网关键技术

2学时教学目标：了解常用分布式发电控制技术、发电功率预测技术、储能技术和检测与控制技术；掌握微电网能量管理技术和微网群协调控制技术。教学重点和难点：微电网能量管理技术和微网群协调控制技术。主要教学内容及要求：了解：常用分布式发电控制技术。理解：发电功率预测技术、储能技术和检测与控制技术。掌握：微电网能量管理技术。掌握：微网群协调控制技术。教学组织与实施：由浅至深，从微电网相关研究延伸至关键技术，课前指导学生查阅微电网关键技术相关文献资料，课堂教学在讲授型教学基础上，实行虚实结合、案例教学式等教学策略，使学生全面了解微电网的关键技术，并加以掌握。第三节微电网工程实践

2学时教学目标：了解偏远地区微电网、城市微电网、海岛微电网和其他类型微电网。教学重点和难点：城市微电网。主要教学内容及要求：了解：偏远地区微电网。了解：城市微电网。了解：海岛微电网。了解：其他类型微电网。教学组织与实施：根据地域对微电网类型进行划分，并分别介绍，课前指导学生查阅微电网工程实践的相关文献资料，课堂教学在讲授型教学基础上，主要实行案例教学式教学策略，使学生全面了解微电网工程的主要类型。第四节微电网商业模式

1学时教学目标：理解微电网典型的运营模式；掌握微电网的经营策略。教学重点和难点：微电网经营策略。主要教学内容及要求：理解：微电网典型运营模式。掌握：微电网经营策略。教学组织与实施：从微电网的典型运营模式切入，阐述微电网运营的基本策略。课前指导学生查阅微电网商业模式的相关文献资料，课堂教学在讲授型教学基础上，主要实行主题探究式、案例教学式教学策略，使学生深入了解微电网典型的运营模式，并掌握微电网的基本经营策略。第三章泛能网学时数：7第一节泛能网概述2学时教学目标：了解泛能网的发展背景、概念及特征和演进；理解泛能网发展的价值与意义；掌握泛能网与微电网、微能网的差异性。教学重点和难点：泛能网与微电网、微能网的差异性。主要教学内容及要求：了解：泛能网的发展背景、概念及特征和演进。理解：泛能网发展的价值与意义。掌握：泛能网与微电网、微能网的差异性。教学组织与实施：介绍泛能网发展的背景及意义，从用户需求出发，以能量全价值链开发利用为核心，因地制宜、清洁能源优先，实现多能互补的用供能一体化。课前指导学生查阅泛能网相关文献资料，课堂教学在讲授型教学基础上，实行主题探究式、案例教学式等教学策略，加深学生的理解。第二节泛能网关键技术

2学时教学目标：理解能源物理设施类技术、系统集成优化类技术和精益交易运营类技术；掌握契合现代能源体系的新型标准体系。教学重点和难点：契合现代能源体系的新型标准体系。主要教学内容及要求：理解：能源物理设施类技术。理解：系统集成优化类技术。理解：精益交易运营类技术。掌握：契合现代能源体系的新型标准体系。教学组织与实施：循序渐进，从泛能网相关研究延伸至关键技术，课前指导学生查阅泛能网关键技术相关文献资料，课堂教学在讲授型教学基础上，实行虚实结合、案例教学式等教学策略，使学生全面了解泛能网的关键技术，并结合现代能源体系加以掌握。第三节泛能网工程实践

2学时教学目标：理解存量改造区域-泛能融合迭代模式和新建区域-泛能规划牵引的网络迭代模式；掌握泛能站由点及面逐步扩展模式；了解类泛能项目。教学重点和难点：泛能站由点及面逐步扩展模式。主要教学内容及要求：理解：存量改造区域-泛能融合迭代模式。理解：新建区域-泛能规划牵引的网络迭代模式。掌握：泛能站由点及面逐步扩展模式。了解：类泛能项目。教学组织与实施：由点及面逐步扩展，介绍泛能网工程实践的主要模式，课前指导学生查阅泛能网工程实践的相关文献资料，课堂教学在讲授型教学基础上，主要实行案例教学式教学策略，使学生全面了解泛能网工程实践的主要模式。第四节泛能网商业模式

1学时教学目标：了解泛能网商业场景；理解数字化能源解决方案模式和综合能源交易运营模式；掌握智慧运维模式。教学重点和难点：智慧运维模式。主要教学内容及要求：了解：泛能网商业场景。理解：数字化能源解决方案模式。理解：综合能源交易运营模式。掌握：智慧运维模式。教学组织与实施：从泛能网的商业场景切入，阐述泛能网运营维护的模式。课前指导学生查阅泛能网商业模式的相关文献资料，课堂教学在讲授型教学基础上，主要实行主题探究式、案例教学式教学策略，使学生深入了解泛能网的商业模式，并掌握泛能网的智慧运维模式。第四章智能电网学时数：7第一节智能电网概述2学时教学目标：了解智能电网的发展背景、概念及特征和信息革命与智能电网的差异性；理解智能电网发展的意义；智能电网的建设思路和建设过程。教学重点和难点：智能电网的建设思路和建设过程。主要教学内容及要求：了解：智能电网的发展背景、概念及特征。理解：智能电网发展的意义。掌握：智能电网的建设思路和建设过程。了解：信息革命与智能电网。教学组织与实施：介绍智能电网发展的背景及意义，是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。课前指导学生查阅智能电网相关文献资料，课堂教学在讲授型教学基础上，实行主题探究式、案例教学式等教学策略，加深学生的理解。第二节智能电网关键技术2学时教学目标：理解电源侧技术、电网侧技术和用户侧技术；掌握储能技术；了解智能电网关键技术发展趋势分析。教学重点和难点：储能技术。主要教学内容及要求：理解：电源侧技术、电网侧技术和用户侧技术。掌握：储能技术。了解：智能电网关键技术发展趋势分析。教学组织与实施：循序渐进，从智能电网相关研究延伸至关键技术。课前指导学生查阅智能电网关键技术相关文献资料，课堂教学在讲授型教学基础上，实行虚实结合、案例教学式等教学策略，使学生全面了解智能电网的关键技术，并对储能技术加以掌握。第三节智能电网工程实践1学时教学目标：了解国内外智能电网典型工程实践。教学重点和难点：无。主要教学内容及要求：了解：国外典型工程实践。了解：国内典型工程实践。教学组织与实施：主要介绍国内外智能电网典型工程实践，课前指导学生查阅智能电网工程实践的相关文献资料，课堂教学在讲授型教学基础上，主要实行案例教学式教学策略，使学生全面了解智能电网工程实践的典型案例。第四节智能电网商业模式1学时教学目标：了解大规模能源格局商业模式；理解分布式电源商业模式、屋顶光伏商业模式和电网大数据商业模式；理解能效电厂商业模式和电动汽车充换电商业模式；掌握储能调峰调频商业模式。教学重点和难点：储能调峰调频商业模式。主要教学内容及要求：了解：大规模能源格局商业模式。理解：分布式电源商业模式、屋顶光伏商业模式和电网大数据商业模式。理解：能效电厂商业模式和电动汽车充换电商业模式。掌握：储能调峰调频商业模式。教学组织与实施：从大规模能源格局商业模式切入，阐述智能电网主要的商业模式。课前指导学生查阅智能电网商业模式的相关文献资料，课堂教学在讲授型教学基础上，主要实行主题探究式、案例教学式教学策略，使学生深入了解智能电网的商业模式，并掌握储能调峰调频商业模式。第五节智能电网展望1学时教学目标：了解智能电网建设成效和机遇与挑战；理解智能电网发展模式。教学重点和难点：智能电网发展模式。主要教学内容及要求：了解：智能电网建设成效。了解：智能电网的机遇与挑战。理解：智能电网发展模式。教学组织与实施：以工程实践为例，讲述智能电网建设成效，由此展开思考，既是机遇，也是挑战，最终阐明智能电网的发展模式。课前指导学生查阅智能电网发展的相关文献资料，课堂教学在讲授型教学基础上，实行案例教学式等教学策略，使学生全面了解智能电网的发展模式。第五章能源互联网学时数：6第一节能源互联网概述2学时教学目标：了解能源互联网的概念及特征；理解能源互联网发展的意义。教学重点和难点：能源互联网发展的意义。主要教学内容及要求：了解：能源互联网的概念及特征。理解：能源互联网发展的意义。教学组织与实施：介绍能源互联网的概念、特征及发展的意义，是综合运用先进的电力电子技术,信息技术和智能管理技术,将大量由分布式能量采集装置,分布式能量储存装置和各种类型负载构成的新型电力网络、石油网络、天然气网络等能源节点互联起来,以实现能量双向流动的能量对等交换与共享网络。课前指导学生查阅能源互联网相关文献资料，课堂教学在讲授型教学基础上，实行主题探究式、案例教学式等教学策略，加深学生的理解。第二节能源互联网关键技术2学时教学目标：了解清洁能源技术；理解能源传输与变换技术和能源存储技术；掌握能源互联网运行优化技术和信息通信关键技术。教学重点和难点：能源互联网运行优化技术和信息通信关键技术。主要教学内容及要求：了解：清洁能源技术。理解：能源传输与变换技术和能源存储技术。掌握：能源互联网运行优化技术和信息通信关键技术。教学组织与实施：循序渐进，从能源发展历程延伸至清洁能源技术，引出能源传输与变换技术和能源存储技术，进一步着重讲述能源互联网运行优化技术和信息通信关键技术。课前指导学生查阅能源互联网关键技术相关文献资料，课堂教学在讲授型教学基础上，实行虚实结合、案例教学式等教学策略，使学生全面了解能源互联网的关键技术，并对能源互联网运行优化技术和信息通信关键技术加以掌握。第三节能源互联网商业模式1学时教学目标：了解能源互联网商业模式初探；掌握能源互联网相关环境因素分析；理解商业模式中的互联网思维和碳排放权交易。教学重点和难点：能源互联网相关环境因素分析。主要教学内容及要求：了解：商业模式初探。掌握：能源互联网相关环境因素分析。理解：商业模式中的互联网思维。理解：碳排放权交易。教学组织与实施：从能源互联网商业模式的初探切入，分析能源互联网相关环境因素，理解商业模式中的互联网思维，据时代的背景讲述碳排放权交易。课前指导学生查阅能源互联网商业模式的相关文献资料，课堂教学在讲授型教学基础上，主要实行主题探究式、案例教学式教学策略，使学生深入了解能源互联网的商业模式。第四节能源互联网展望1学时教学目标：掌握能源互联网的建设思路与建设重点；理解能源互联网发展路径；了解全球能源互联网发展格局。教学重点和难点：能源互联网相关环境因素分析。主要教学内容及要求：掌握：能源互联网的建设思路与建设重点。理解：能源互联网发展路径。了解：全球能源互联网发展格局。教学组织与实施：以工程实践为例，讲述能源互联网建设思路与建设重点，由此延申至能源互联网的发展路径，最终阐明全球能源互联网的发展格局。课前指导学生查阅能源互联网发展的相关文献资料，课堂教学在讲授型教学基础上，实行案例教学式等教学策略，使学生全面了解能源互联网的发展模式，并掌握能源互联网的建设思路与建设重点。五、课程思政能源是国民经济的基础性产业，是经济社会发展的命脉。当前，全球经济快速发展，能源需求日趋增加，要素和环境约束不断趋紧，高耗能、高污染的生产和消费模式给生态环境带来严重破坏，环境承载能力接近极限，传统的能源生产和消费模式难以为继，全球能源发展方式需要从简单、粗放式发展向集约和可持续发展方向转变。随着互联网技术的不断发展和完善，“互联网”与“智慧能源”的有机融合，将是重塑全球能源竞争新格局的重要契机，是实现能源绿色和可持续发展的内在动力与要求，是推动能源生产和消费革命的强劲引擎。可以预期，随着储能技术、信息技术的发展，“互联网+智慧能源”将全面引领未来的能源革命与技术创新。课程《智慧能源体系》结合近年来国内外智慧能源的建设和发展实际，从智慧能源体系的概念、内涵、逻辑结构和发展路径入手，重点介绍智能电网、微电网、泛能网和能源互联网的特征、关键技术、工程实践、商业模式及