课程介绍
智能电网信息工程综合实践是智能电网信息工程专业人才培养目标的重要环节，也是整个实践教学系统中的有机组成部分。
本综合实践目的是对电力系统分析课程知识的综合运用，并为后续专业课程的学习打下良好的基础，更重要的是它将进一步培养学生的实践能力，使学生具备电力系统计算分析、继电保护设计整定以及高电压技术试验的能力，并掌握应用计算机进行电力系统计算的技能，锻炼学生分析问题和解决问题的能力，通过对学生进行电力系统方面的设计进行初步训练，培养学生的科研素质和创新意识，为将来毕业设计和撰写毕业论文等工作打下基础。
课程大纲
1.电力系统计算程序设计与实现
（1）教学内容
理解并掌握电力系统的潮流计算、故障计算以及稳定性分析计算的相关知识；制定潮流计算、故障计算以及稳定性分析计算流程图，采用MATLAB或者C语言编制程序。
（2）对毕业要求的支撑
本设计内容可以支撑指标点“毕业要求1： 工程知识”“2：问题分析”“3：设计/开发解决方案”“4：研究” “5：使用现代工具”“9：个人和团队”“10：沟通”。
（3）工程实践
①学生根据分配任务，绘制程序流程图；
② 采用MATLAB或者C语言编制程序。
③ 采用IEEE标准算例系统进行算例分析和验证。
④分析控制结果，总结设计过程，完成总结报告。
（4）综合实践参考题目
1、题目：辐射网前推回推法潮流计算
要求：理解并掌握电力系统的潮流计算的相关知识，制定计算流程图，采用MATLAB或者C语言编制程序，并进行算例验证。总结完成设计报告。
2、题目：简单环形配电网潮流计算
要求：理解并掌握电力系统的潮流计算的相关知识，制定计算流程图，采用MATLAB或者C语言编制程序，并进行算例验证。总结完成设计报告。
3、题目：直角坐标N-R法潮流计算
要求：理解并掌握电力系统的潮流计算的相关知识，制定计算流程图，采用MATLAB或者C语言编制程序，并进行算例验证。总结完成设计报告。
4、题目：极坐标N-R法潮流计算
要求：理解并掌握电力系统的潮流计算的相关知识，制定计算流程图，采用MATLAB或者C语言编制程序，并进行算例验证。总结完成设计报告。
5、题目：输电网PQ法潮流计算
要求：理解并掌握电力系统的潮流计算的相关知识，制定计算流程图，采用MATLAB或者C语言编制程序，并进行算例验证。总结完成设计报告。
6、题目：电力系统对称短路计算
要求：理解并掌握电力系统的故障计算的相关知识，制定故障计算流程图，采用MATLAB或者C语言编制程序，并进行算例验证。总结完成设计报告。
7、题目：电力系统不对称短路计算
要求：理解并掌握电力系统的故障计算的相关知识，制定故障计算流程图，采用MATLAB或者C语言编制程序，并进行算例验证。总结完成设计报告。
8、题目：电力系统断线故障计算
要求：理解并掌握电力系统的故障计算的相关知识，制定故障计算流程图，采用MATLAB或者C语言编制程序，并进行算例验证。总结完成设计报告。
9、题目：电力系统静态稳定计算
要求：理解并掌握电力系统的稳定性分析计算的相关知识，制定计算流程图，采用MATLAB或者C语言编制程序，并进行算例验证。总结完成设计报告。
10、题目：电力系统暂态稳定计算
要求：理解并掌握电力系统的稳定性分析计算的相关知识，制定计算流程图，采用MATLAB或者C语言编制程序，并进行算例验证。总结完成设计报告。
2.电力系统继电保护整定方案设计与综合实验
（1）教学内容
理解并掌握电力系统继电保护整定计算的相关知识，对给定的电力线路或元件设备，设计编制完整的继电保护整定方案，总结完成设计报告；并结合WDJS-8000电力系统综合自动化实验实训平台，对所设计的整定方案的正确性和可行性进行实验验证和综合分析。
（2）对毕业要求的支撑
本设计内容可以支撑指标点“毕业要求1： 工程知识”“2：问题分析”“3：设计/开发解决方案”“4：研究”“10：沟通”。
（3）工程实践
①学生根据分配任务，按电力系统接线图，拟定继电保护的配置选型。
② 按继电保护功能分类拟定短路计算的运行方式，选择短路类型，分支系数的计算条件；
③ 绘制电力系统阻抗图，包括正序、负序、零序三个序网。合理的假设系统中某一地点短路，进行短路故障计算，录取结果。
④按同一功能的保护进行整定计算。
⑤ 对整定结果分析比较，重复修改，以选出最佳方案。最后应归纳出存在的问题，并提出运行要求。
⑥画出保护配置图。
⑦ 编写整定方案说明书，包括电力系统参数、互感器型号及参数表、继电保护类型及定值表等。
⑧ 根据继电保护整定方案，结合电力系统微机保护实验装置，对保护整定方案进行实验验证和保护动作行为分析。内容包括：了解各类保护的动作原理，熟悉调试方法。在读懂保护原理图和实验接线图的基础上，按线路图正确接线并会操作控制开关，按照整定方案说明书中整定值对实验装置进行定值设定，完成实验步骤中的各项操作过程。记录保护动作信息后，分析保护动作行为，可改变保护整定值进行多次实验。
⑨总结电力系统继电保护整定方案设计和实验验证分析过程，完成总结报告。
（4）综合实践参考题目
① 配电网线路保护的配置与整定计算
要求：根据网络接线图，确定线路保护的配置选型，进行不同运行方式下的短路计算，根据计算结果对各保护进行整定计算，分析整定结果，确定电网线路保护方案，并根据继电保护整定方案，结合电力系统微机保护实验装置，对保护整定方案进行实验验证和保护动作行为分析。
② 电力变压器保护的配置与整定计算
要求：根据网络接线图，确定变压器保护的配置选型，进行不同运行方式下的短路计算，根据计算结果对各保护进行整定计算，分析整定结果，确定变压器保护方案，并根据继电保护整定方案，结合电力系统微机保护实验装置，对保护整定方案进行实验验证和保护动作行为分析。
3.电力系统自动化技术试验设计与实现
（1）教学内容
加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务，了解微机励磁调节器的基本控制方式；了解电力系统稳定器的作用，观察强励作用及其对稳定的影响；掌握微机励磁调节器的基本使用方法。熟悉同步发电机准同期并列过程；加深理解同步发电机并列条件；了解逆变灭磁和跳灭磁开关的灭磁原理。
（2）对毕业要求的支撑
本设计内容可以支撑指标点“毕业要求1： 工程知识”“2：问题分析”“10：沟通”。
（3）工程实践
①学生根据分配任务，完成微机自动准同期、微机半自动准同期和手动同期三种方式并列的操作，并对掌握同步发电机并列的条件。
②学生根据分配任务，完成同步发电机的强励与灭磁操作，掌握灭磁开关灭磁和逆变灭磁的原理，并了解为什么要进行灭磁。
③对试验数据进行整理分析，完成总结报告。
（4）综合实践参考题目
1、题目：微机自动准同期装置操作实验
通过对同步发电机励磁调节装置进行操作，可以使学生了解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务；了解微机励磁调节器的基本控制方式；了解电力系统稳定器的作用，观察强励作用及其对稳定的影响；掌握微机励磁调节器的基本使用方法熟悉同步发电机准同期并列过程；并对各种并列方式的条件和操作方法进行很好的对比。
2、题目：逆变灭磁和强励实验
通过对同步发电机发生内部故障和外部故障进行模拟，观察发电机内部积聚能量和释放能量的过程—强励和灭磁。当电力系统由于某种原因出现短时低压时，励磁系统应该以足够快的速度提供足够高的励磁电流定值，借以提高电力系统暂态稳定性和改善电力系统运行条件。在并列时，模拟单相接地和两相间短路故障可以观察强励过程。当发电机发生内部故障时，能量要很快的释放掉，此时必须进行灭磁。通过本实验，可以使学生了解跳灭磁开关灭磁和逆变灭磁的原理，同时理解为什么要进行强励和如何进行灭磁。
4.高电压技术试验设计与实现
（1）教学内容
掌握绝缘电阻摇表测量绝缘电阻和吸收比的测量方法，深入理解多层绝缘介质的吸收现象，掌握绝缘电阻摇表屏蔽电极的作用，理解影响绝缘电阻和吸收比测量结果的因素，如温度，湿度和表面泄漏电流；掌握泄漏电流、极化指数和泄漏指数的测量方法，理解影响泄漏电流、极化指数和泄漏指数的测量结果的因素，如温度、湿度、杂散电流和表面泄漏电流。
（2）对毕业要求的支撑
本设计内容可以支撑指标点“毕业要求1： 工程知识”“2：问题分析”“10：沟通”。
（3）工程实践
①学生根据分配任务，完成绝缘电阻和吸收比的测量实验，并对不同温度，湿度和表面泄漏电流下的测量数值进行比较分析。
② 学生根据分配任务，完成泄漏电流、极化指数和泄漏指数的测量试验，并对不同温度、湿度、杂散电流和表面泄漏电流下的测量数值进行比较分析。
③对试验数据进行整理分析，完成总结报告。
（4）综合实践参考题目
1、题目：绝缘电阻和吸收比的测量
通过绝缘电阻和吸收比的测量实验，使学生掌握绝缘电阻摇表测量绝缘电阻和吸收比的测量方法，深入理解多层绝缘介质的吸收现象，掌握绝缘电阻摇表屏蔽电极的作用，理解影响绝缘电阻和吸收比测量结果的因素，如温度，湿度和表面泄漏电流。
2、题目：泄漏电流、极化指数和泄漏指数的测量
通过泄漏电流、极化指数和泄漏指数的测量试验，使学生掌握泄漏电流、极化指数和泄漏指数的测量方法，理解影响泄漏电流、极化指数和泄漏指数的测量结果的因素，如温度、湿度、杂散电流和表面泄漏电流。
5. 智能电网监控自动化系统中信息采集和传输机制
（1）教学内容
通过本次实验，使学生对于智能电网中数据信息的采集、传输方式、数据规约处理，以及后台信息内容显示有初步的了解，并能对整个监控系统的结构和运行方式有一定认识。熟悉数据采集终端IED、核心路由器和通信规约等基本功能和原理。
（2）对毕业要求的支撑
本设计内容可以支撑指标点“毕业要求1： 工程知识”“2：问题分析”“5：使用现代工具”。
（3）工程实践
①学生根据分配任务，完成相关操作实现将三相仪表、多功能表、无线测温数据采集至IED。
②学生根据分配任务，了解数据采集终端IED进行规约转换，转达至后台电脑的过程。
③学生了解后台电脑监控软件进行分析，转换为直观的数据显示。
6. 智能电网信息监测手段
（2）教学内容
认识如何借助无线通信模式和手机APP对智能电网系统中监测到的信息进行观测和分析，包括测温传感数据信息，多功能仪表信息以及门磁，视频等信息。了解无线传感技术（如ZigBee）技术在变压器状态监控系统中的应用，熟悉信息传输的机理，了解传感器与本地终端控制平台之间的信息交互。掌握各种无线通信模式和监测传感器的运行机理和功能。
（2）对毕业要求的支撑
本设计内容可以支撑指标点“毕业要求1： 工程知识”“2：问题分析”“5：使用现代工具”。
（3）工程实践
①学生根据分配任务，了解无线测温主机采集传感器温度信息的机理，并上传至IED的过程。
②了解IED将采集的温度信息，通过软件转换，同时传至后台电脑的过程。
③了解无线传感技术在变压器状态监控中的应用流程，包括信息感知和无线传输至后台电脑的过程。
学习目标
通过本综合实践，使学生掌握电力系统的潮流、故障和稳定性分析计算的基本知识及方法，掌握继电保护的设计和整定的原理和方法，以及高电压技术测量试验的基本原理和方法，培养学生具有综合运用课程知识的能力；通过对运用计算机进行电力系统计算的学习和训练，加深学生对课程知识的理解和掌握，在独立完成设计任务的同时，课程设计应强调以能力培养为主，注重多方面能力的培养与提高，培养学生综合运用课程知识的能力、实验创新设计能力、团队合作能力查阅图书资料，产品手册和各种工具书的能力。撰写技术报告和编制技术资料的能力。
教学目标具体要求如下：
（1）要求学生根据设计要求和应完成的设计内容，拟定设计任务书和工作进度计划，完成电力系统计算程序的设计、编制和调试，并进行算例验证，在完成设计任务的基础上加以总结，完成设计报告第一部分，设计报告书要求文字通畅、简练、字迹端正、整洁。应在规定时间内完成所有的设计任务，鼓励有余力的同学，对设计内容进行深入或扩展，做进一步探索。
（2）要求学生根据设计要求和应完成的设计内容，完成继电保护的配置、设计和整定计算，在完成设计任务的基础上加以总结，完成设计报告第二部分，设计报告书要求文字通畅、简练、字迹端正、整洁。应在规定时间内完成所有的设计任务，鼓励有余力的同学，对设计内容进行深入或扩展，做进一步探索。
（3）要求学生根据设计要求和应完成的设计内容，完成同步发电机并列、灭磁和强励等实验在完成设计任务的基础上加以总结，完成设计报告第三部分，设计报告书要求文字通畅、简练、字迹端正、整洁。应在规定时间内完成所有的设计任务，鼓励有余力的同学，对设计内容进行深入或扩展，做进一步探索。
（4）要求学生根据设计要求和应完成的设计内容，完成发输配用间信息传输观测，在完成设计任务的基础上加以总结，完成设计报告第四部分，设计报告书要求文字通畅、简练、字迹端正、整洁。应在规定时间内完成所有的设计任务，鼓励有余力的同学，对设计内容进行深入或扩展，做进一步探索。
学习要求
本课程教学采用设计、计算机上机、硬件实验交替结合的形式。在课程设计中，以学生为主体，充分发挥学生的自主性和创造性。教师的指导作用主要体现在工作方法、思维方法的引导。具体教学方法如下：
1、由指导教师出题。设计题综合电力系统相关专业课程内容，使学生工作量饱满，且经过努力能够完成设计。课程设计分为软件训练部分和综合训练部分。学生按照要求选报课题。
2、每位学生应独立完成预习报告的撰写、程序的编写及设计报告的撰写。学生在正式设计前做出预习报告，交指导教师检查通过。经过预设计，学生应熟悉设计内容，理解设计要求，提出基本设计方案。设计过程中应独立思考、独自编写程序，独自上机调试程序，善于接受教师的指导和听取同学的意见，树立严谨的科学作风，独立思考，刻苦钻研，勇于创新，按时完成课程设计任务。
3、课程设计结束后，每位学生需提交下列资料：加详细注释的源程序、每人一篇预习报告和设计报告，对设计作自我评价和总结，并从理论上对结果做出分析。预习报告，程序代码和设计报告不能有雷同，一经发现有雷同现象，双方课设成绩均记为“不及格”，严重者将取消本次课设。
4、课设上机期间，每位同学必须遵守机房的各项规章制度，不允许打游戏，喧哗吵闹，影响他人学习，一旦发现有不遵守者，按学校的有关规定执行。
考核标准
最终成绩＝考勤＋预习报告＋验收答辩＋设计报告
预习报告占10%，其中：格式3%、书面3%、内容4%
考勤占10%，其中：全勤8%、态度2%
答辩占50%，其中：理解10%、回答10%、程序10%、结果10%、平时10%
设计报告30%，其中：格式5%、书面5%、内容20%
教材教参
1、《电力系统分析综合实践指导书》，自编
2、《电力系统稳态分析》第三版，陈珩编，北京：中国电力出版社，2007
3、《电力系统暂态分析》第三版，李光琦编，北京：中国电力出版社，2007
4、《现代电力系统分析》，王锡凡主编，北京：科学出版社，2003
5、《电力系统分析的计算机算法》，邱效燕、刘田琪编，北京: 中国电力出版社，2009
6、《MATLAB与科学计算》，王沫然编，北京：电子工业出版社，2003年
7、《电力系统继电保护》第二版，张保会、尹项根主编，北京：中国电力出版社，2010
8、《电气工程专业毕业设计指南——继电保护分册》，韩笑主编，北京：中国水利水电出版社，2003
9、《电力系统继电保护与安全自动装置整定计算》， 孟庆炎主编, 北京：中国电力出版社，2014
10、《电力系统自动化》第3版，王葵主编，北京：中国电力出版社，2012
11、《电力系统自动化技术》，韩富春编著，北京：中国水利水电出版社，2009
12、《高电压技术》第三版，赵智大主编，中国电力出版社，2013
13、《电气设备状态监测与故障诊断技术》，朱德恒等编，中国电力出版社，2009
