智能基础技术 3

课程教案课程名称人工智能技术及应用学时6授课教师授课班级授课学期课程考核使用教材人工智能技术及应用课程目标课程目标1能够简述电力产业的基本概念、产业链结构（发电、输配电、用电）及各环节特点；掌握智慧电厂的基本架构与关键技术、智能巡检技术原理、智慧储能变流系统工作原理、电网智能调度与控制技术、电力用户用电信息采集系统架构等输配电与用电侧智能化技术的基础理论；能够针对智慧电厂建设、电网智能调度、用电信息采集等行业应用场景，了解其中涉及的复杂工程问题及所运用的智能技术。课程目标2能在多学科环境下（包括模拟环境），通过智慧电厂智能巡检案例、电网智能调度案例、用电信息采集案例分析，阐述智能化技术在电力产业满足特定需求（如设备状态监测、无人机巡检路径规划、多源数据融合调度决策、远程自动抄表等）中的智能设计方法，并考虑发电、输电、配电、用电各环节之间的关联与影响，以及智能感知、数据传输、平台分析、控制执行各模块的协同机制，分析电力产业智能化应用中的实际问题，提升学生的智能技术应用能力和系统化问题解决能力。课程目标3能够在电力产业智能化系统设计中，考虑电力安全保供、数据安全与隐私保护（用电信息涉及居民隐私与企业经营信息）、智能诊断系统误报率与漏报率的平衡优化等工程伦理问题，理解新能源发电对传统电力产业的冲击与融合、储电规模化应用对绿色低碳转型的支撑作用，树立“安全第一、人民至上”的电力行业伦理观、“双碳”目标下人与自然和谐共生的生态文明理念，以及“人民电业为人民”的服务宗旨意识。

教案课程内容人工智能技术与应用下篇第十二章电力产业的智能化应用12.1电力产业概述授课时间年月日授课学时1课时教学目标(知识、能力两个方面内容)知识目标：电力与电力产业的关系；理解电力产业链上游发电、中游输配电、下游用电三个环节的组成与特点。能力目标：能够分析大数据、云计算、人工智能等技术在电力产业中的应用场景；具备探讨电力产业智能化带来的挑战和机遇的能力。教学内容摘要（注明重点、难点）教学方法、手段与课程思政设计1课前导入（利用不同发电方式图片引导理解电力）展示1980s全国性电荒历史图片与2023年特高压工程世界之最的对比PPT讲解2电力的定义与特性（结合家庭用电实例）。电力产业四大环节的流程图解（使用平台白板功能标注关键节点）。分组讨论：比较火力发电与风力发电的产业链差异。结合朔州特定电厂，分析其发电-输电-用电全链条。激发学生关于新型电力系统的设想。利用多媒体ppt与书结合引导学生学习3重点:1）.电力的基本概念及其在国民经济中的地位。2）.电力产业的结构：发电、输电、配电、用电四个主要环节。3）.电力产业链的组成及其相互关系。利用多媒体动画、实物模型等辅助教学，引导学生结合朔州特定电厂，分析其发电-输电-用电全链条。4难点:1）.电力产业链中各环节的技术特点与经济关联性。2）.电力市场化改革对电力产业链的影响。3）.新能源发电技术对传统电力产业的冲击与融合。采用小组讨论的方法辅助教学，引导学生理解电力产业链中各环节的技术特点与经济关联性。5课程总结通过本节课程的学习，深入理解电力产业链上游发电、中游输配电、下游用电三个环节的知识。能够分析人工智能等技术在电力产业中的应用场景，探讨西电东送工程如何体现社会主义制度优越性？引导，讨论课程思政：结合电力作为国民经济基础性、先导性产业的战略地位，引导学生认识电力安全保供对国家能源安全与经济社会运转的重要意义，增强服务国家能源战略的使命感与责任感。结合我国特高压输电技术领跑全球（2023年特高压工程多项世界之最）的成就，引导学生认识中国在电力科技领域的自主创新实力，坚定民族自信与产业自信，激发科技报国的内生动力。结合西电东送国家战略工程，引导学生认识全国一盘棋、东西部协同发展的制度优势，深刻理解社会主义集中力量办大事的优越性，增强道路自信与制度自信。结合新能源发电（风电、光伏）对传统电力产业的融合与冲击，引导学生认识能源绿色低碳转型的战略意义，树立“双碳”目标下人与自然和谐共生的生态文明理念。结合人工智能等新技术在电力产业智能化升级中的应用，引导学生认识数字化转型是电力产业高质量发展的必由之路，树立终身学习、主动适应技术变革的职业素养。作业与思考：1.基础作业：利用超星泛雅平台制作电力产业链思维导图（评价标准：完整度、逻辑性）。2.拓展作业：调研当地某发电企业的产业链定位。3.思政评价：结合能源安全主题的课后反思小报告。教案课程内容2.2发电智能化技术应用授课时间年月日授课学时1课时教学目标(知识、能力两个方面内容)知识目标：掌握智慧电厂的基本概念、架构及关键技术，理解智能巡检技术的原理与应用。能力目标：能够分析智慧电厂与传统电厂的区别，具备初步设计智能巡检方案的能力；培养数字化思维和安全生产意识，树立绿色能源发展理念。教学内容摘要（注明重点、难点）教学方法、手段与课程思政设计1课前导入（某电厂汽轮机异常智能预警”案例，设问：传统人工如何发现此类隐患？火电厂智能巡检VR仿真模块）PPT图片讲解21）智慧电厂特征分析：-对比传统/智能电厂运维成本（平台调用近五年行业数据可视化图表）-分组讨论：某电厂锅炉管壁温度监测从“定期抽检”到“实时全测”的变革意义2）智能巡检技术分解：-实操演示：在超星平台VR环境中规划无人机巡检路径（需避让冷却塔气流）利用多媒体ppt与板书、分组讨论、实操演示结合引导学生学习3重点:1）智慧电厂的“三层两网”架构（感知层/平台层/应用层+工业互联网/管理网）2）智能巡检核心技术：无人机巡检的路径规划算法3）典型应用案例：某百万千瓦级智慧电厂年减少人工巡检3.2万次利用多媒体动画、实物模型等辅助教学。4难点:1）巡检机器人SLAM算法2）智能诊断系统误报率与漏报率的平衡关系采用小组讨论的方法辅助教学，引导学生理解理解智能巡检技术的应用5课程总结通过本节课程的学习，深入理解智慧电厂的基本概念、架构及关键技术，理解智能巡检技术的原理与应用；具备初步设计智能巡检方案的能力。讲授课程思政：结合智慧电厂作为能源行业数字化转型标杆的战略地位，引导学生认识智能技术在保障国家能源安全、推动电力行业高质量发展中的关键作用，增强服务能源革命的使命感。结合VR仿真巡检、无人机智能巡检等新技术将高危作业转化为低风险操作的实际应用，引导学生理解“人民至上、生命至上”的安全发展理念，认识科技守护生命安全的社会价值。结合我国在智慧电厂建设、智能巡检装备等领域的自主创新成果，引导学生认识科技自立自强的重要性，激发自主创新意识与科技报国的责任担当。结合智能巡检从“定期抽检”到“实时全测”的变革意义，引导学生认识工业大数据驱动精益化管理的价值，培养以数据思维驱动问题分析与决策的工程素养，强化精益求精的工匠精神。结合智能诊断系统误报率与漏报率平衡优化的工程实践，引导学生理解科学研究中实事求是与持续改进的核心精神，培养辩证思维与严谨务实的科学态度。作业与思考：1）基础作业：制作智能巡检技术思维导图（需包含至少5种传感器类型）2）拓展任务：分组设计“输煤皮带智能监测方案”（平台提供标准模板）3）讨论题：如何理解“智能电厂不仅是技术升级，更是产业工人命运的升级”教案课程内容2.3储电智能化技术应用授课时间年月日授课学时1课时教学目标(知识、能力两个方面内容)知识目标：掌握储电智能化技术的基本概念与核心组成；理解智慧储能变流系统的工作原理及关键技术指标；熟悉电动汽车充电技术的分类与典型应用场景；能力目标：能够分析储电智能化技术面临的挑战并提出解决方案；通过案例学习培养工程实践能力与创新思维；形成对行业发展趋势的前瞻性判断能力教学内容摘要（注明重点、难点）教学方法、手段与课程思政设计1课前导入（现场储能充电桩案例）解读《"十四五"新型储能发展实施方案》政策文件分析我国在压缩空气储能领域的技术领先优势讲解2储电智能化技术概述；智慧储能变流系统简介电动汽车充电技术；储电智能化技术发展趋势储电智能化技术挑战与解决方案；用动态流程图演示储能变流器工作过程分组讨论如何设计校园微电网储能方案3重点:智慧储能变流系统智慧储能变流系统的拓扑结构（如双级式、单级式）电动汽车V2G（Vehicle-to-Grid）双向充放电技术利用多媒体通过典型应用案例：特斯拉Powerwall家庭储能系统讲解4难点:储能变流器的多目标控制策略（电压/频率/功率）规模化储能系统的经济性分析电力电子器件热管理技术采用小组讨论的方法辅助教学，引导学生拓展规模化储能系统的经济性分析相关知识5课程总结通过本节课程的学习，进一步理解储电智能化技术的基本概念智慧储能变流系统的工作原理与；熟悉电动汽车充电技术的分类与典型应用场景引导，讨论课程思政：结合《“十四五”新型储能发展实施方案》等国家战略文件-，引导学生认识储电智能化技术在保障国家能源安全、支撑构建新型电力系统中的战略地位-1，增强服务能源革命的使命感与责任感。结合我国压缩空气储能领域“大规模先进压缩空气储能系统关键技术”荣获2025年度国家技术发明奖-5、建成国际首套300MW先进CAES示范系统--5等自主创新成就，引导学生认识科技自立自强的重要性-，坚定民族自信与产业自信，激发科技报国的内生动力。结合压缩空气储能核心技术装备100%国产化-、完整自主技术供应链的构建-14，引导学生认识突破“卡脖子”技术、实现关键装备自主可控的战略意义，增强维护国家产业安全的担当意识。结合储电智能化技术对新能源大规模开发消纳的支撑作用-1，引导学生认识能源绿色低碳转型的战略意义-3，树立“双碳”目标下人与自然和谐共生的生态文明理念。结合储能变流器多目标控制优化、规模化储能系统经济性分析等工程实践【难点内容】，引导学生理解科学研究中实事求是、精益求精的核心精神，培养辩证思维与严谨务实的科学态度。作业与思考：1.在泛雅实验模块完成虚拟拆装储能变流器。2.调研行业最新动态。3.计算家庭光伏+储能系统的碳减排效益。

教案课程内容2.4输配电智能化技术应用授课时间年月日授课学时2课时教学目标(知识、能力两个方面内容)知识目标：掌握输配电智能化技术的基本概念、核心技术与典型应用场景。能力目标：能够分析智能调度系统的工作原理，并解释智能仪器仪表在电网中的作用。培养学生对能源技术创新的兴趣，强化科技报国的社会责任感教学内容摘要（注明重点、难点）教学方法、手段与课程思政设计1课前导入：结合党的二十大报告“加快规划建设新型能源体系”，强调技术创新与国家战略的紧密联系。PPT讲解2输配电智能化技术概述；电网智能调度与控制技术智能仪器仪表技术；输配电智能化技术应用案例结合PPT动态演示智能电网“三层架构”（感知层、网络层、应用层）。案例研讨：分组讨论“杭州亚运会保电中的智能配电房技术”，并制作思维导图。3重点:输配电智能化技术概述；电网智能调度与控制技术智能仪器仪表技术；利用多媒体动画、实物模型等辅助教学，引导学生结合朔州特定电厂，分析其发电-输电-用电全链条。4难点:智能调度中多源数据融合与决策优化的逻辑。未来技术挑战（如高比例可再生能源接入对智能电网的冲击）采用小组讨论的方法辅助教学，引导学生理解电力产业链中各环节的技术特点与经济关联性。5课程总结掌握输配电智能化技术的基本概念、核心技术与典型应用场景。能够分析智能调度系统的工作原理，并解释智能仪器仪表在电网中的作用；讨论：未来智能电网最期待的技术？引导，讨论课程思政：结合人工智能调度员上线后电网调度效率提升3倍以上等智能调度实际成效，以及新型电网调度控制系统实现多源跨专业系统贯通、源网荷储全要素动态感知的工程实践，引导学生认识数据驱动与智能决策的价值，培养以系统思维分析复杂工程问题的能力；结合高比例可再生能源接入带来的电压波动、系统惯量下降、供需预测精度不足等现实挑战，引导学生认识能源绿色低碳转型的复杂性与长期性，树立“双碳”目标下人与自然和谐共生的生态文明理念，理解技术创新是破解转型难题的根本路径.结合分布式智能电网与西电东送大电网协同互补、实现能源就地消纳和灵活调节的系统架构，引导学生深刻理解全国一盘棋协同发展的制度优势，增强道路自信与制度自信。作业与思考：1.基础作业：提交500字报告，对比传统电网与智能电网的运维差异。

教案课程内容2.5用电智能化技术应用（2.5.1电力用户用电信息采集技术）授课时间年月日授课学时1课时教学目标(知识、能力两个方面内容)知识目标：掌握电力用户用电信息采集系统的基本架构与工作原理；理解智能电表、集中器、通信模块等关键设备的技术特性能力目标：能够分析典型用电信息采集场景中的数据流向与处理逻辑；培养安全用电意识与能源大数据应用思维教学内容摘要（注明重点、难点）教学方法、手段与课程思政设计1课前导入：试简述《智能电表如何改变我们的生活》展示2023年某省用电采集成功率98.7%的新闻案例讨论2掌握电力用户用电信息采集系统的基本架构与工作原理；理解智能电表、集中器、通信模块等关键设备的技术特性；系统演示：通过三维动画分解采集终端结构布置讨论题：比较传统机械表与智能电表的计量差异利用多媒体ppt与书结合引导学生学习3重点:用电信息采集系统的三层架构（主站层-通信层-采集终端层）智能电表的双向通信与计量功能（如RS-485接口、DL/T645规约）电力线载波(PLC)与无线专网(HPLC/RF)通信技术对比利用多媒体，引导分析典型应用案例：某小区用电信息采集系统改造工程4难点:不同通信协议在复杂用电环境中的适应性分析；采集数据与营销系统、配电自动化系统的交互逻辑采用小组讨论的方法辅助教学，引导学生分析不同通信协议在复杂用电环境中的适应性。5课程总结掌握电力用户用电信息采集系统的基本架构与工作原理；能够分析典型用电信息采集场景中的数据流向与处理逻辑引导，讨论课程思政：结合电力用户用电信息采集系统作为智能电网“神经末梢”的战略地位，引导学生认识用电信息采集在支撑新型电力系统建设、服务国家能源战略中的基础性作用，增强服务能源数字化转型的使命感。结合2023年某省用电采集成功率98.7%的实践成效，以及我国智能电表及用电信息采集系统全球领先的覆盖规模，引导学生认识中国在电力智能化领域的自主创新成就，坚定民族自信与产业自信。结合用电信息采集数据涉及居民隐私与企业经营信息的敏感性，引导学生认识《数据安全法》《个人信息保护法》在能源领域的实践意义，强化网络安全意识与数据合规观念，树牢“安全合规、技术向善”的职业操守。结合智能电表替代传统机械表、实现“远程费控、自动抄表”的变革意义，引导学生理解“人民电业为人民”的服务宗旨，认识科技创新提升民生服务水平的价值导向，增强服务人民群众的社会责任感；作业与思考：1.基础作业：设计某小区的用电监测方案。2.拓展作业：分析智能抄表如何助力乡村振兴。

教案课程内容2.5用电智能化技术应用（2.5.2用电信息采集案例分析）授课时间年月日授课学时1课时教学目标(知识、能力两个方面内容)知识目标：掌握用电信息采集系统的基本原理和构成；理解用电信息采集在实际应用中的关键技术和流程；能力目标：能够分析用电信息采集案例中的问题和解决方案；培养学生运用信息化手段解决电力系统问题的能力。教学内容摘要（注明重点、难点）教学方法、手段与课程思政设计1课前导入：展示某小区用电信息采集异常案例引导学生思考：为什么会出现用电数据异常？如何解决？讨论2案例1：某工业园区用电数据缺失问题-现象：部分时段数据缺失-原因分析：通信干扰导致-解决方案：优化通信方案案例2：居民小区用电量异常波动-现象：夜间用电量突增-原因分析