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《电能质量监测》教学大纲

适用范围：202X版本科人才培养方案

课程代码课程性质：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：C程序设计、模拟电子技术、数字电子技术

后续课程：智能电网技术、电力系统继电保护

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

《电能质量监测》是智能电网信息工程专业的一门专业创新选修课，将控制技术应用于电能质量监测领域，实现电能质量指标电压、电流、功率和频率等参数的检测、处理和控制，培养学生将信息和控制技术应用于电气领域的能力，适应电力系统对复合型人才的需要。本课程的任务是：通过学生的实训锻炼，使学生掌握电力设备中单片机控制系统设计的基本流程和方法，具备电能质量检测系统设计、编程、调试和测试分析的基本能力，增强理论知识与实践相结合的能力，为将来从事创新性工作奠定基础，进一步提升学生的应用能力和职业素养。

二、课程目标

使学生掌握电能质量监测系统的设计的基本流程和方法，培养学生将信息和控制技术应用于电气领域的能力，提高学生的动手能力，检验学生对嵌入式单片机控制系统理论的掌握程度和综合应用能力，具备理论和工程实际相结合的分析和思维能力。

课程目标1：掌握基于单片机的电能质量监测系统设计的基本思路，明确各环节的关键技术要点及解决方案。

课程目标2：能够从专业角度对实际工程技术问题进行提炼和描述，确定相应的工程设计目标与设计方案，并能合理运用相关技术资料和专业软件对设计方案进行仿真实现。

课程目标3：能够理解并自觉遵守行业的工程职业规范和技术规范，树立正确的劳动观念和团队合作意识，运用专业知识正确客观地评价电能质量监测系统的综合性能。

三、课程目标与毕业要求

《电能质量监测》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

支持强度

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：掌握基于单片机的电能质量监测系统设计的基本思路，明确各环节的关键技术要点及解决方案。

课程目标2：能够从专业角度对实际工程技术问题进行提炼和描述，确定相应的工程设计目标与设计方案，并能合理运用相关技术资料和专业软件对设计方案进行仿真实现。

M

5.使用现代工具

5.3能够针对具体对象，合理选择或开发满足需求的现代工具对智能电网信息工程领域的复杂工程问题进行建模、仿真、预测分析，并理解其局限性。

课程目标2：能够从专业角度对实际工程技术问题进行提炼和描述，确定相应的工程设计目标与设计方案，并能合理运用相关技术资料和专业软件对设计方案进行仿真实现。

M

9.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：能够理解并自觉遵守行业的工程职业规范和技术规范，树立正确的劳动观念和团队合作意识，运用专业知识正确客观地评价电能质量监测系统的综合性能。

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、教学要求与学时分配

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.电能质量标准与测量技术

2.电力负荷的特性及影响

3.主流电能测量芯片的使用

实践内容：电能质量测量原理和技术实现、电力负荷特性分析、电能质量芯片的系统应用。

实践要求：掌握电能质量标准与测量技术原理及技术实现，分析电力负荷的特性及影响，掌握主流电能测量芯片在微控制系统中的设计要求和应用。

4

1、2

4.电能信号转换电路设计与实现

5.电能信号调理电路设计与实现

实践内容：电能信号转换电路和信号调理电路设计与测试分析。

实践要求：理解电能信号转换电路和信号调理电路原理，并设计合理的电路，利用软件绘制系统的电气原理图，并进行电路的测试和分析。

8

1、2、3

6.电能信号采集电路设计与实现

7.电能信号监测算法设计与实现

实践内容：电能信号采集电路的设计与测试分析，以及电能信号监测算法设计与实现。

实践要求：掌握电能信号采集与转换电路和电能信号计量算法原理，并设计合理的电路，软件绘制系统的电气原理图，并进行原理图的调试，设计合理的算法程序。

8

1、2、3

8.电能质量监测系统人机交互设计与实现

9.电能质量监测系统通信设计与实现

10.电能质量监测系统集成与实现

实践内容：电能质量监测系统通信系统、人机交互设计和系统集成设计与实现。

实践要求：按照控制要求，进行通信控制和触摸屏程序功