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電力系統(tǒng)分析論文:電力系統(tǒng)分析課程教學論文
一、引言
本課程的先修課程為《高等數(shù)學》、《電路》、《電機運行與維護》，后續(xù)課程包括《電氣設備運行及維護》、《繼電保護裝置運行》、《頂崗實習》等。
二、課程目標的設定
1.專業(yè)能力：能掌握電力系統(tǒng)的基本知識；能對電力系統(tǒng)有功及無功功率進行控制與分析；能對電力系統(tǒng)頻率和電壓進行控制和分析；能對電力系統(tǒng)各種故障運行狀態(tài)進行分析和計算；能對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性進行簡單分析和計算；能進行電力系統(tǒng)的規(guī)劃設計。2.方法能力:分析問題、解決問題的能力；動手操作、獨立工作能力；獲得與利用信息，探究式的學習能力；工程意識和靈活思維、創(chuàng)新能力。3.社會能力：團隊協(xié)作能力；交流溝通能力；組織能力；耐心細致的工作能力。
三、課程設計思路
電力系統(tǒng)運行與分析課程基于電網(wǎng)的實際生產(chǎn)過程，以工作過程為導向，歸納提煉典型工作任務，并將行動領(lǐng)域的典型工作任務教學化處理后，按照與實際崗位典型工作任務內(nèi)容對應的各學習情境組織內(nèi)容，并且根據(jù)任務的復雜程度，以先簡單后復雜的順序排列各學習情境；在各個學習情境中，又按照復雜程度和實際工作程序化各個工作任務。遵循學生職業(yè)能力培養(yǎng)的基本規(guī)律，以適度、夠用的原則，以現(xiàn)場工作任務及工作程序為依據(jù)整合、序化教學內(nèi)容，設計項目教學，教、學、做結(jié)合，課堂、實訓、實習結(jié)合，理論與實踐結(jié)合。在教學項目實施中，由專業(yè)教師組成教學團隊，密切配合施教。采用任務驅(qū)動教學方法，以學生自主學習為主，教師講解為輔，激發(fā)學生學習興趣，培養(yǎng)學生自主學習和終身學習的能力。
四、教學方式的改進
《電力系統(tǒng)分析》課程屬于純理論性的課程，部分理論知識需要較強的想象能力，只能在頭腦中通過想象來給出大概的印象。且由于課堂理論教學模式較為單調(diào)，多半是老師講、學生聽的模式，降低了學生學習的積極性。1.借助于多媒體及仿真系統(tǒng)在教學過程中，可以采用一些方法來改進現(xiàn)有的困境。如，采用形式多樣，內(nèi)容豐富的理論教學，比如影像、圖表，使學生在形象的方法下進行深入的學習。潮流計算是該課程的難點和重點，大部分學生在此部分易產(chǎn)生畏懼和懈怠情緒，教師可借助影像系統(tǒng)向?qū)W生展示一個實際電力網(wǎng)絡的潮流分布圖[1]，讓學生在腦海里建立一個感性的概念，而不僅僅是枯燥的公式和計算過程，或者利用電網(wǎng)運行仿真軟件進行實際電網(wǎng)的模擬演示，引起學生學習興趣，調(diào)動學習積極性。2.理論與實踐訓練相結(jié)合以任務驅(qū)動教學為主，將理論講授與實踐訓練有效融合，讓學生帶著任務去學習，通過實際訓練融會貫通所學理論知識，培養(yǎng)學生的專業(yè)能力，并在完成任務的過程中培養(yǎng)自主學習、獨立思考等方法能力以及團結(jié)協(xié)作、交流溝通等社會能力。本課程以培養(yǎng)學生的綜合職業(yè)能力為目標，模擬工作情境，使學生深臨其境，在完成工作過程中、在體驗過程中獲得工作過程知識。3.創(chuàng)新教學模式將“教、學、做”的教學模式貫穿始終，利用各種方法和手段使教、學、做合理銜接交融。以崗位技能培養(yǎng)為核心，同時注重學生學習能力、方法能力的培養(yǎng)。鼓勵學生通過獨立思考和分組合作，培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。
五、結(jié)論
電力系統(tǒng)分析是一門集理論與實踐為一體、知識面范圍大，是發(fā)電專業(yè)課程體系中的重中之重的基本課程。“電力系統(tǒng)分析”的教學方式可采用增強理論的形象性、增強互動式教學、增強企業(yè)培養(yǎng)的方式。為構(gòu)建一個高效的教學體系，一方面必須優(yōu)化理論課程內(nèi)容，另一方面必須重視實踐環(huán)節(jié)設計，進行綜合性實驗，切實提高學生的實踐能力[2]。
作者:辛華 李依凡 王麗 單位:西安電力高等專科學校
電力系統(tǒng)分析論文:慕課教學在電力系統(tǒng)分析中應用的初步探索
摘要：在電力系統(tǒng)分析課程教學中主動引入慕課教學的先進理念具有重要意義，本文綜合考慮電力系統(tǒng)分析課程內(nèi)容特點和慕課具體實現(xiàn)形式，從慕課課程制作、課堂教學方式變革、成績評定方式轉(zhuǎn)變等方面探討如何將慕課教學具體應用到電力系統(tǒng)分析課程的教學中，為電力系統(tǒng)分析課程的教學提供有益的探索。
關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)分析；慕課教學；教學方式變革；成績評定方式轉(zhuǎn)變
一、緒論
電力系統(tǒng)分析是電氣工程及其自動化專業(yè)一門重要的專業(yè)必修課程，主要包括穩(wěn)態(tài)分析和暫態(tài)分析，涉及潮流計算、短路計算和穩(wěn)定性計算這三大模塊。[1]由于涉及大量計算，該門課程理論性非常強，要求學生具備一定的高數(shù)、線性代數(shù)、復變函數(shù)等數(shù)學基礎(chǔ)；同時還要求學生先修電路原理、電機學等電氣專業(yè)課程，必備相應的電氣理論知識。此外，作為一門與實際電力系統(tǒng)聯(lián)系緊密的專業(yè)課程，在學習本門課程時也要求學生具有工程思維，在理論計算中融入工程實際，達到理論與實踐的相互融合、相得益彰。在傳統(tǒng)的教學模式中，該門課程側(cè)重于理論知識的學習，比如物理概念的闡述、公式的推導、定理的解釋等，使得學生在學習時比較吃力，一方面源于定理公式的晦澀難懂無趣；另一方面由于無法接觸實際電力系統(tǒng)設備裝置等，無法將工程思維融入理論的闡述和推導中，最終導致學生無法深刻理解理論知識，致使該門課程教學效果大打折扣。隨著教學模式的不斷發(fā)展，教育工作者深刻認識到實踐在教學中的重要地位，并進行了大量的實踐教學探索，取得了較好的教學效果。然而，目前的電力系統(tǒng)分析實踐教學多通過參觀實習的方式進行，這種教學方式存在諸多問題：如與理論學習脫節(jié)，學生只注重實踐而難以聯(lián)系理論知識、淺嘗輒止難以深入等問題。與此同時，以往電力分析課程的成績評定方式也注重學生邏輯思維的培養(yǎng)和鍛煉，而作為一門與工程實踐聯(lián)系緊密的課程，如果沒有對電力設備有直觀的認識，很難以學習并理解相應的理論知識。因此，教育工作者不斷探尋能夠?qū)崿F(xiàn)電力系統(tǒng)分析理論與實踐更好地結(jié)合起來從而大大提高其教學效果的教學模式和方法。
2008年加拿大人Dave Cormier與Bryan Alexander聯(lián)合提出的慕課（MOOCs）的概念，慕課是大規(guī)模在線開放課程教育平臺（Massive Open Online Courses）的簡稱。[2]慕課一經(jīng)提出，便呈井噴式發(fā)展，美國《紐約時報》發(fā)文稱2012年為“慕課元年”。[3]許多著名專家一致認為慕課是“印刷術(shù)發(fā)明以來教育較大的革新”，并呈現(xiàn)“未來教育”的曙光。[4]作為一種新型的教學模式，慕課具有許多傳統(tǒng)教學模式所無法比擬的優(yōu)點：1）不受時空限制，學生可以隨時隨地進行相關(guān)課程的學習；2）授課形式多樣化，充分運用多種手段比如動畫、視頻、微課程和小測試等，使得教學深入淺出，更加可以發(fā)揮學生的主觀能動性；3）互動教學，形成強大的論壇或?qū)W習社區(qū)，更好地促進教師與學生間的互動教學和學生間的協(xié)同學習。[5]因此，如果將慕課理念引入電力系統(tǒng)分析課程的教學中并實現(xiàn)理論知識和工程實踐的高度融合，將大大促進該門課程教學的發(fā)展，增強學生的學習效果，也為該門課程的教學變革提供一個可行的方向。
二、存在的問題
目前，將慕課教學理念引入電力系統(tǒng)分析這門課程主要存在三個問題：[6]
（一）缺乏生動的慕課素材
目前網(wǎng)上有關(guān)電力系統(tǒng)分析的慕課只不過是課堂教學的錄像視頻。然而，作為一種新型的、顛覆性的教學新模式，慕課不僅是傳統(tǒng)課題教學的錄像，而是涉及將知識以更加生動、豐富、互動性強的方式傳授給學生，啟發(fā)學生發(fā)散思維，激發(fā)起內(nèi)在學習動機，更好地培養(yǎng)學生的自主性、主動性。因此，電力系統(tǒng)分析課程的慕課制作需要專業(yè)教師、課件設計師、攝影師以及IT專家等專業(yè)人士的團隊工作和共同努力。如何適應大學生知識結(jié)構(gòu)和心理成長結(jié)構(gòu)，制作出適應大學生在線學習的慕課課件是其中一項極為關(guān)鍵的工作。
（二）缺乏高效的課堂教學模式
傳統(tǒng)課堂教學屬于單向“填鴨式”模式，師生之間缺乏互動和交流，致使學生被動接受死知識，信息流通不對稱，最終造成大學生“思考力”喪失。而單獨慕課教學則會造成同學之間、師生交流不足，容易導致個體固步自封，思想僵化。大學不僅僅是一個傳遞知識的地方，更重要的是培養(yǎng)能量和傳遞情感的地方。大學同學之間共同生活以及教師的言傳身教，都將對學生的人格塑造和綜合素質(zhì)提高產(chǎn)生不可估量的影響。[7]因此，尋找一種能夠正確結(jié)合傳統(tǒng)課堂教學和現(xiàn)代慕課的新型課堂教學模式，充分發(fā)揮傳統(tǒng)教學和慕課教學各自的優(yōu)勢，對于電力系統(tǒng)分析課程課堂教學發(fā)展具有重要的意義。
（三）缺乏科學的學生成績評定方式
傳統(tǒng)教學多采用考試或者考核等方式對學生成績進行評定，由于缺乏對學習過程的跟蹤評價，導致大部分同學以結(jié)果導向性方式進行學習，多表現(xiàn)為考前突擊、重點突擊等方式，缺乏對電力系統(tǒng)分析課程的系統(tǒng)性把握，使得教學效果大大折扣。而慕課多采用計算機評估、學生互評、網(wǎng)絡考試等方式評估學生的學習情況，但這種方式缺乏思維能力、思考力的培養(yǎng)，無法評價學生的成績。因此，如何統(tǒng)籌考慮傳統(tǒng)教學和現(xiàn)代慕課的各自優(yōu)勢，并將之應用于電力系統(tǒng)分析課程的成績評價體系中，是慕課成功應用于電力系統(tǒng)分析教學改革的關(guān)鍵所在。
三、應對措施
針對慕課在電力系統(tǒng)分析課程中存在的問題，我們主要從如下三個方面進行針對性探索：
（一）慕課制作
以“復雜電力系統(tǒng)潮流計算的牛頓-拉夫遜算法”這一章節(jié)為例進行慕課制作。基于模塊化、層次化等思維，采用圖表、動畫等多種方法精心制作PPT課件；挑選教學名師，開展多種形式課堂授課；挑選專業(yè)品質(zhì)慕課制作團隊，制作高質(zhì)量在線慕課課程。
慕課主體部分是課堂視頻，通常視頻的時間限定為8-10分鐘，視頻分成多個段落，段落之間設置問題等形式以測試學生對知識的掌握，然后在下一段落系統(tǒng)自動給出反饋。
（二）課堂教學模式變革
采用先觀看慕課視頻，學生自主思考、分組討論深化理解知識點；然后針對課程難點和重點，教師采用傳統(tǒng)課堂教學方式講解并進行師生互動的方式。課堂教學的核心以問題為導向，啟發(fā)學生自主性思考；遵循科學探索規(guī)律，循序漸進引入課堂理論知識；結(jié)合工程思維，理論聯(lián)系實際，拓寬和加深學生思考方式；引入互動-對辯模式，引導學生積極參與課堂學習，使學生成為課堂教學的主人而不是被動接受者。
（三）學生成績評定方式改革
采用傳統(tǒng)考試與過程評價相結(jié)合的方式進行學生成績評定，在過程評價中重點考察能力鍛煉、課堂互動、實踐應用等多個因素，合理選擇權(quán)重系數(shù)，如30%+30%+40%的比例系數(shù)計算學生最終過程成績；然后通過傳統(tǒng)考試方式考察學生對重點知識點、定理、物理內(nèi)涵的理解和掌握。此外，可以科學引入自評和互評環(huán)節(jié)，引導學生積極評價自己及他人，在自我認識和與比他人的比對中不斷提升自我。在未來的成績評價中將合理納入多種評價機制，綜合評估學生表現(xiàn)。
四、結(jié)語
本文綜合考慮電力系統(tǒng)分析課程的內(nèi)容屬性以及慕課教學的先進理念，將慕課教學與傳統(tǒng)教學模式相結(jié)合，發(fā)揮各自的優(yōu)勢和特長，主要從慕課課程制作、課堂教學模式變革、學生成績評定方式改革等三個方面闡述了慕課教學在電力系統(tǒng)分析課程中遇到的困境和難題，并給出了相應的應對措施，對于促進電力系統(tǒng)分析課程教學模式的發(fā)展具有重要的促進作用，也為其他課程的教學改革提供了一個可能的探索方向。當然，慕課教學與傳統(tǒng)教學模式大的深刻融合還有大量工作需要繼續(xù)深入開展，我們也將不斷、積極主動地開展這方面的教學和研究工作。
電力系統(tǒng)分析論文:PSCAD仿真軟件在電力系統(tǒng)分析實習中的應用
摘 要：為增強學生將電力系統(tǒng)理論知識與實際相結(jié)合，提高學生實習的學習興趣，減少企業(yè)接受學生實習的壓力。結(jié)合該校實驗條件的現(xiàn)狀，為了保障學生在電力系統(tǒng)實習中的質(zhì)量，采用PSCAD仿真軟件應用于實習中。該仿真軟件不受系統(tǒng)規(guī)模和場地限制，可以將抽象的理論通過仿真實驗的形式展現(xiàn)出來，有助于激發(fā)學生的積極性和主動性，彌補了電力系統(tǒng)校內(nèi)實習的不足。
關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)分析 PSCAD仿真軟件 校內(nèi)實習
《電力系統(tǒng)分析》是電氣工程及其自動化本科類教學的核心課程，做好電力系統(tǒng)分析實習對學生來說至關(guān)重要。電力系統(tǒng)分析課程涉及的知識點較多，理解起來有難度，另外由于該課程為專業(yè)限選課，在大三下學期才開課，學生對此學習積極性不高。由于該校實驗室條件的限制，目前僅有1個場地和硬件資源有限的專業(yè)實驗室，要開展一些涉及高壓部分的實驗，需要更多的資金和實驗室老師去支持，但這些在短期內(nèi)暫時無法解決。基于目前的現(xiàn)狀，綜合了目前常用的PSCAD/EMTDC、BPA、PSASP和Matlab/simulink等常見的電力系統(tǒng)仿真軟件的功能和結(jié)構(gòu)特點，將PSCAD仿真軟件用于電力系統(tǒng)實習中。PSCAD仿真軟件具有完整的元件庫，可針對不同的大小交直流系統(tǒng)建模，豐富的可視化界面，可使復雜的電力系統(tǒng)進行可視化[1]。PSCAD還可以通過特殊的接口訪問和使用與Matlab命令和工具箱功能的能力，與學生常用的Matlab/simulink可以相互聯(lián)系起來[2]。
采用PSCAD仿真軟件可以解決系統(tǒng)規(guī)模和復雜性限制、場地條件限制、安全性和接觸電力系統(tǒng)中的前沿技術(shù)等優(yōu)點[3]，保障學生實習的質(zhì)量，培養(yǎng)學生學習該課程的積極性，為了以后的學習和工作奠定良好的基礎(chǔ)。
1 PSCAD電力系統(tǒng)仿真分析軟件
PSCAD的概念最初是在1988年被提出，針對Windows系統(tǒng)的PSCAD是在1999年才[4]。目前已成為世界上功能最強大和廣泛使用的電力系統(tǒng)仿真軟件。PSCAD包括繪圖功能、儀表和控制，允許用戶以圖形化的方式建立電力系統(tǒng)電路，進行仿真后對結(jié)果進行分析，還可以使用戶在仿真運行中改變參數(shù)，對仿真過程進行觀測等。PSCAD具備電力系統(tǒng)中從簡單無源元件和控制功能到更加復雜的電動機、柔性交流輸電設備和輸電線路等設備的模型，這些模型都是經(jīng)過已經(jīng)編程和測試的仿真模型。如果搭建的電力系統(tǒng)仿真模型中，沒有所需的特殊模型，PSCAD可以提供給用戶自建模型。
PSCAD設有主元件庫，提供常用的模型有：（1）無源元件（Passive），包括電阻、電感、電容、固定/可變負載、電抗器和避雷器等；（2）電源（Source），包括電壓源、電流源和光伏電源等；（3）儀表（Meters），包括頻率/相位/有效值測量表、電壓表和電流表等；（4）I/O設備（I/O_Devices），包括數(shù)據(jù)的導入和導出、其他軟件接口和多重運行等；（5）變壓器（Transformers），包括單相雙/三繞組、三相雙/三/四繞組和自耦變壓器等；（6）斷路器故障（Breakers_Faults），包括單/三相斷路器及其定時控制邏輯、模擬單相和三相故障及其定時控制邏輯等；（7）輸電線路電纜（Tlines_Cables），包括導納/阻抗數(shù)據(jù)或?qū)w/絕緣屬性、地阻抗數(shù)據(jù)以及所有塔和導體的幾何位置、電氣接口元件等；（8）電動機（Machines），包括籠型感應電動機、繞線感應電動機、同步電動機以及勵磁機、調(diào)速器、水輪機、汽輪機、風力機和內(nèi)燃機等；（9）控制元件（Control Systems Modeling Functions），包括線性和非線性控制元件；（10）保護（Protection），包括保護信號的采集、監(jiān)測和繼電保護模型等；（11）其他元件（Miscellaneous），包括文件引用/讀取、輸入輸出和節(jié)點等。
PSCAD仿真軟件可以用來仿真模擬進行電力系統(tǒng)中元件參數(shù)及其物理含義、電力系統(tǒng)對稱和不對稱故障仿真、電力系統(tǒng)簡單和復雜潮流計算以及有功和無功功率控制等，還可以將電力系統(tǒng)與電力電子結(jié)合起來，比如新能源發(fā)電技術(shù)的應用和電能質(zhì)量（SVC、STATCOM）的應用等。學生通過自己搭建部分模型，可以親自操作。
2 電力系統(tǒng)仿真實例
電力系統(tǒng)實習主要是去發(fā)電廠、變電站等，這些單位出于安全的需要，不會讓學生參與實際的操作，往往是只能看。以電力系統(tǒng)故障為例，學生到現(xiàn)場不能體驗到故障發(fā)生和處理過程，像電力單位的一些工作多年的專業(yè)人員，碰到事故和處理事故時，也可能會不知所措。一些高校通過購買專業(yè)的物理模擬仿真系統(tǒng)，但這些花費很高、場地大，對于該校現(xiàn)有的資源不可能滿足。所以，電力系統(tǒng)中的故障，特別是單相接地短路、兩相短路、兩相短路接地和三相短路的橫向故障，通過PSCAD仿真軟件可以模擬故障發(fā)生和恢復后各個量的變化。因篇幅有限，這里僅對電力系統(tǒng)橫向故障中的三相短路進行介紹。
PSCAD件電力系統(tǒng)仿真軟件計算機需求：
（1）Microsoft Windows Vista或Windows7操作系統(tǒng)，32bit或64bit；
（2）附件軟件Intel Fortan Composer XE 20112， Framwork 4.0 Full3， Microsoft Visual C++2010 Redistributables；
首先通過講解PSCAD的基本知識，然后設置相關(guān)的任務要求，以學生為中心，自己動手搭建35 kV單側(cè)電源輸電系統(tǒng)，如圖1所示。
其中BAK為斷路器，Tline和Tline1的長度均為20 km，每公里電抗為0.4 Ω的架空線路。負載的有功功率為15 MW，無功功率為5 MVAR。升壓變壓器為三角型/星型接法，降壓變壓器為星型/三角形接法。通過FAULTS模塊設置故障，Timed Fault Logic模塊設置故障發(fā)生時間為0.08 s，故障持續(xù)時間為0.04 s。采用工程研究方法，通過分析數(shù)字仿真結(jié)果，找出其內(nèi)在規(guī)律，然后再通過理論進行分析，對比在不同量的變化下，電力系統(tǒng)相關(guān)量的變化，這樣可以有助于學生加深對電力系統(tǒng)故障知識的理解。
三相短路故障時電力系統(tǒng)中最嚴重的故障，以該故障為例對其進行仿真分析。發(fā)生三相短路故障時，電源端的三相電壓電流波形和故障點的三相電壓、三相電流波形如圖2所示。
由圖2可知，發(fā)生三相短路故障時，電源端的三相電壓只有微小的波動，沒有發(fā)生顯著的變化；電源端的三相電流幅值增大，A相電流呈整體上升趨勢，B相和C相電流呈整體下降趨勢。故障點電壓由于發(fā)生三相短路，電壓均為0 V，當故障切除后，三相電壓發(fā)生暫態(tài)波動，但很快就恢復到正弦變化；在故障發(fā)生前，由于故障發(fā)生器處于斷開狀態(tài)，因此故障點處的三相電流均為0 A，在發(fā)生三相短路故障后，由于閉合時有初始輸入量和初始狀態(tài)量，故障點三相幅值都變大，并且A相電流波形上移，C相電流波形下移，在故障排除后，三相電流迅速變?yōu)? A。
通過電力系統(tǒng)仿真，可以產(chǎn)生如下實習效果：（1）加深了專業(yè)理論知識，理論聯(lián)系實際，有助于學生提高計算機應用、查找文獻、分析問題和解決問題的能力；（2）對于電力系統(tǒng)更為復雜的建模系統(tǒng)，學生可以組成團隊進行建模，培養(yǎng)團隊合作和創(chuàng)新精神；（3）提高了學生學習的積極性，學生根據(jù)布置的任務主動去學習，激發(fā)了學生學習的欲望，每處理完一個小問題他們感到很有成就感。以上這些都為以后的工作和研究打下堅實的基礎(chǔ)。
3 結(jié)語
通過上述PSCAD電力系統(tǒng)三相短路故障仿真分析，可以看出仿真實驗不受場地和實際操作的限制，建模簡單，易操作，仿真波形生動、豐富和直觀，不僅使學生更好地學習掌握電力系統(tǒng)三相短路故障的原理和現(xiàn)象，還可以激發(fā)學生學習的樂趣，彌補了實驗室條件的限制。該軟件已用于電力系統(tǒng)分析實習過程中，通過學生反饋的情況，采用該方法可以提高學生學習的主動積極性。由于及時次設置該仿真實習，在實習過程中，也有一些今后需要注意的問題，比如實驗室電腦配置需進一步提高，教師要多建立一些復雜的系統(tǒng)，同時還要主動跟現(xiàn)場的人員多多交流，使仿真模型更貼近實際。
電力系統(tǒng)分析論文:應用型電氣專業(yè)電力系統(tǒng)分析教學改革模式探討
電力系統(tǒng)自動化技術(shù)是保障電力系統(tǒng)安全、品質(zhì)、經(jīng)濟運行的綜合性技術(shù)。它是一種自動控制技術(shù)，是將信息技術(shù)與電力系統(tǒng)相結(jié)合，是電氣工程類專業(yè)學生必備的專業(yè)知識之一。隨著科技的不斷發(fā)展和教學模式的不斷轉(zhuǎn)變，電氣專業(yè)電力系統(tǒng)分析教學模式也在不斷創(chuàng)新。對電氣專業(yè)電力系統(tǒng)分析教學模式進行優(yōu)化，可以使更多的學生對電力系統(tǒng)分析的學習更加感興趣，提高電力系統(tǒng)分析的教學質(zhì)量，有利于電氣專業(yè)人才的培養(yǎng)。
一、應用型電氣專業(yè)電力系統(tǒng)分析教學中面臨的主要問題
1.課程理論較多
電力系統(tǒng)分析中的理論內(nèi)容過多，雖然涉及面較廣，但系統(tǒng)性不強，內(nèi)容較為抽象，學生在課堂中難以與實際相結(jié)合進行理解，且難點較多，學時較多，學生負擔較重。由于內(nèi)容枯燥，學生在課堂上難以提高學習興趣，難點不能理解，致使學生失去學習的耐心和信心；而且公式較多，數(shù)據(jù)參數(shù)較多，且其中大多源于工程實踐，邏輯性和系統(tǒng)性不強，在教學的過程中老師不進行教學方式的改變，學生在學習時往往容易感到枯燥、乏味。
2.教材內(nèi)容陳舊
教學科研也緊跟時代的步伐，更新速度較快，但一些高校的教材內(nèi)容仍然處于21世紀初的水平，并沒有融入近期的科研成果，比如對于電力系統(tǒng)分析中計算機計算與仿真方法、柔性交流輸電系統(tǒng)（FACTS）的基本原理、高壓直流輸電系統(tǒng)（HVDC）等方面的內(nèi)容不夠重視，不能融入近期的內(nèi)容。
3.教學方法單一
具有大學教學資格的老師大多為年齡較大的教授或碩士人才，教學時間較長，早已形成了自己獨有的教學風格，僅對教學內(nèi)容進行抽象的推理和理論分析，很難使學生對所授內(nèi)容產(chǎn)生興趣，而且電氣專業(yè)在實際中的操作性較強，僅僅靠理論的學習不夠。在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，傳統(tǒng)的教學模式已不能適應現(xiàn)代的教學，需要與科技、與網(wǎng)絡相結(jié)合，在進行電氣專業(yè)電力系統(tǒng)分析的教學中結(jié)合網(wǎng)絡技術(shù)，在進行理論授課的同時播放視頻或展示圖片，使得學生更容易理解，有利于學生加深記憶。
二、應用型電氣專業(yè)電力系統(tǒng)分析教學模式的改革
為了提高電氣專業(yè)電力系統(tǒng)分析教學的效率和質(zhì)量，提高學生對電力系統(tǒng)分析教學的興趣，使學生能夠積極主動地參與課程教學，本文就教學模式進行改革，具體措施如下。
1.改變教學模式，采用多途徑教學
興趣是學習好的推動力。為了提高學生對電氣專業(yè)電力系統(tǒng)分析學習的興趣，在教學的過程中應根據(jù)學生的具體情況和課堂學習的效率，采用不同的途徑進行教學，如可以通過多媒體技術(shù)進行網(wǎng)絡互動式教學，通過網(wǎng)絡授課，提高學生對電力系統(tǒng)的學習興趣，還可以在課堂的教學中介紹電力系統(tǒng)分析專業(yè)最前沿的成果及應用，幫助學生了解其應用，有利于加深對電力系統(tǒng)專業(yè)的理解。
2.注重理論與實踐的結(jié)合，鞏固相關(guān)理論
電氣專業(yè)電力系統(tǒng)的學習內(nèi)容相對較為抽象，且電力系統(tǒng)與其他控制系統(tǒng)不同，常常較復雜，如電路圖的繪制，電力系統(tǒng)中的時間控制，與其他設備的連接和控制，時間的預算，參數(shù)的設置，數(shù)據(jù)的分析等等，學生很難憑空想象，而且課本知識大多為平面圖，與實際操作相差甚遠。因此在教學中要注重理論與實踐相結(jié)合，在授課的過程中可以播放相關(guān)設備的實體圖，也可以帶學生進行實地參觀，邊參觀邊講解，還可以讓學生動手操作，幫助學生對電力系統(tǒng)掌握系統(tǒng)的、的認識。
3.充分利用現(xiàn)代科技，及時補充更新內(nèi)容
近年來，計算機輔助教學已被廣泛利用，采用多媒體的教學可以節(jié)省教學時間，可以有更多的時間進行重點和難點內(nèi)容的講解。通過多媒體的教學，播放視頻、圖像，結(jié)合聲音、影像等一系列措施，學生能夠更加直觀、生動地理解教授的內(nèi)容。多媒體技術(shù)與網(wǎng)絡技術(shù)相結(jié)合能夠在教學過程中對近期的科研成果進行展示，及r對更新的內(nèi)容進行補充，有利于學生了解最前沿的電力系統(tǒng)分析的成果，加深對電力系統(tǒng)分析這門課程的理解，提高教學的質(zhì)量。
三、小結(jié)
隨著科技化發(fā)展，電氣專業(yè)電力系統(tǒng)分析的教學也在不斷地變化。對其教學模式的改革，可以幫助學生提高學習的興趣，加深對電力系統(tǒng)分析的了解，促進學生的學習，并與實踐相結(jié)合，提高學習的效率，促進教學的進一步發(fā)展。
電力系統(tǒng)分析論文:電力電子技術(shù)的應用與電力系統(tǒng)分析和控制
摘 要：控制系統(tǒng)部分的電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)的整體運行過程中起到了十分重要的作用。電力電子技術(shù)不僅提高了電力系統(tǒng)的運行質(zhì)量同時也使得電力系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定的運行，為電力系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)提供了地技術(shù)保障。基于此，本文則從電力系統(tǒng)的實際情況出發(fā)，主要地分析電力電子技術(shù)的特點及其在電力系統(tǒng)中的具體實際應用。
關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；電力系統(tǒng)；應用
隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)應用中取得了積極效果，不但提高了電力系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性，同時也形成了各種裝置，保障了電力系統(tǒng)的整體運行效果滿足實際需要。據(jù)電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的具體應用，我們應重點分析電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中形成的幾大類裝置，通過分析這些裝置的特點和性能，進而對電力電子技術(shù)有更深的認識。
一、現(xiàn)代電子電力技術(shù)的發(fā)展
在21世紀初加快現(xiàn)代電力電子化轉(zhuǎn)化的力度，必將形成一條朝陽的高科技產(chǎn)業(yè)鏈，推動我國工業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新，電力電子技術(shù)的創(chuàng)新與電力電子器件制造工藝，已成為世界各國工業(yè)自動化控制和機電一體化領(lǐng)域競爭最激烈的陣地，各發(fā)達國家均在這一領(lǐng)域注入極大的人力，物力和財力，使之進入高科技行業(yè)，就電力電子技術(shù)的理論研究言，目前日本，美國及法國，荷蘭，丹麥等西歐，國家可以說是齊頭并進，在這些國家各種先進的電力電子功率量不斷開發(fā)完善，促進電力電子技術(shù)向著高頻化邁進，實現(xiàn)用電設備的高效節(jié)有，為真正實現(xiàn)工控設備的小型化，輕量化，智能化奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)，也為21世紀電力電子技術(shù)的不斷拓展創(chuàng)新描繪了廣闊的前景，我國開發(fā)研制電力電子器件的綜合技術(shù)能力與國外發(fā)達國家相比，仍有較大的差距，要發(fā)展和創(chuàng)新我國電力電子技術(shù)，并形成產(chǎn)業(yè)化規(guī)模，就必須走有中國特色的產(chǎn)學創(chuàng)新之路，牢牢堅持和掌握產(chǎn)、學、研相結(jié)合的方法走共同發(fā)展之路，從跟蹤國外先進技術(shù)，逐步走上自主創(chuàng)新。從交叉學科的相互滲透中創(chuàng)新，從器件開發(fā)選擇及電路結(jié)構(gòu)變換上創(chuàng)新，這對電力技術(shù)創(chuàng)新是尤其實用的。
二、電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應用
（一）電力電子技術(shù)子在電力系統(tǒng)中發(fā)電環(huán)節(jié)的應用
1、發(fā)電廠風機水泵的變速調(diào)頻。在電力系統(tǒng)中的整個發(fā)電設備耗電量來說發(fā)電廠機水泵的耗電量占較大比重，同時發(fā)電廠機水泵的運行效率相當?shù)牡汀Ｒ虼耍娏﹄娮蛹夹g(shù)在發(fā)電廠機水泵中的具體應用可以通過對其變頻調(diào)速來實現(xiàn)對其的節(jié)能減耗。一般對發(fā)電廠機水泵進行變頻調(diào)速時一般選用低壓變頻器或者高壓變頻器，相對于低壓變頻器高壓變頻器的技術(shù)水平并不是十分精湛。
2、太陽能控制系統(tǒng)。太陽能清潔能源是我國乃至世界的未來能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要戰(zhàn)略方式及戰(zhàn)略方向。獨立系統(tǒng)或者并網(wǎng)的大功率太陽能發(fā)電都要經(jīng)過直流電向交流電的轉(zhuǎn)換。逆變器是太陽能控制系統(tǒng)的核心所在，它具備著較大功率的跟蹤功能。
3、風力發(fā)電機及水力發(fā)電機的變速恒頻勵磁。風力發(fā)電機的有效地功率的高低和風速的大小成三次方正比的關(guān)系，為使風力發(fā)電達到較大的有效功率，可以對對風力發(fā)電機機組進行變速運行；水力發(fā)電機的有效功率則與水頭的壓力及流量有著密切的關(guān)系，同時水力發(fā)電機機組的轉(zhuǎn)速也會隨著水頭的變化幅度而發(fā)生改變。另外，電力電子技術(shù)可以調(diào)整轉(zhuǎn)子勵磁電流的頻率使其輸出頻率恒定。變頻電源是變速恒頻勵磁技術(shù)的核心所在。
4、大型發(fā)電機的靜止勵磁控制。造價低、性較強、結(jié)構(gòu)簡單等是靜止勵磁的特點現(xiàn)階段，靜止勵磁被廣泛的使用在世界各大電力系統(tǒng)中，它主要是采用晶閘管整流自并勵。電力電子技術(shù)通過對大型發(fā)電機的改善，使發(fā)電機省去了勵磁機，為大型發(fā)電機的靜止勵磁控制提供了有力的條件。
（二）電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中輸電環(huán)節(jié)的應用
1、直流輸電技術(shù)。高壓直流輸電的受電端的逆變裝置及送電端的整流裝置都采用了晶閘管變流裝置，它可以有效地解決長距x、大容量等的損耗問題，因直流輸電技術(shù)的控制性強、穩(wěn)定性高、操作性強、電容量大及其靈活度較高，所以直流輸電技術(shù)在遠程的輸電工程中發(fā)揮著十分重要的作用。
2、交流輸電技術(shù)。目前，我國電力系統(tǒng)的工作人員在交流輸電的研究領(lǐng)域主要集中在推廣與應用柔性的交流輸電技術(shù)。柔性交流輸電系統(tǒng)的技術(shù)實質(zhì)相似與彈性補償技術(shù)，它主要是控制發(fā)電輸電系統(tǒng)的電壓及相位。柔性交流輸電系統(tǒng)技術(shù)是電力電子技術(shù)改造傳統(tǒng)交流電力系統(tǒng)的一個顯著成果，它可以在降低輸電損耗率的同時提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。
3、配電環(huán)節(jié)。如何加強供電的性及如何提高配電系統(tǒng)的電能質(zhì)量是當前配電系統(tǒng)迫切需要解決的問題。在進行電能質(zhì)量控制時既要抑制各種瞬態(tài)的波動及干擾，又要滿足電壓、頻率及不對稱度等的要求。電力電子技術(shù)在這一環(huán)節(jié)的應用可以有效地解決這一問題。電力電子變壓器主要采用了電力電子技術(shù)中的變換技術(shù)對能力進行有效地轉(zhuǎn)換及控制，電力電子變壓器可以有效地改善電能質(zhì)量，提高利用電能的性，以及對電網(wǎng)諧波進行實時控制。
在電力系統(tǒng)運行過程中，電力電子技術(shù)的應用是保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。從當前電力電子技術(shù)的發(fā)展來看，基于電力電子技術(shù)的有源濾波器、靜止同步補償器裝置和動態(tài)電壓恢復器，為提高電力系統(tǒng)運行質(zhì)量提供了有力支持。
電力系統(tǒng)分析論文:仿真軟件在電力系統(tǒng)分析應用
《電力系統(tǒng)分析》是電氣工程及其自動化本科類教學的核心課程,做好電力系統(tǒng)分析實習對學生來說至關(guān)重要。電力系統(tǒng)分析課程涉及的知識點較多,理解起來有難度,另外由于該課程為專業(yè)限選課,在大三下學期才開課,學生對此學習積極性不高。由于該校實驗室條件的限制,目前僅有1個場地和硬件資源有限的專業(yè)實驗室,要開展一些涉及高壓部分的實驗,需要更多的資金和實驗室老師去支持,但這些在短期內(nèi)暫時無法解決。基于目前的現(xiàn)狀,綜合了目前常用的PSCAD/EMTDC、BPA、PSASP和Matlab/simulink等常見的電力系統(tǒng)仿真軟件的功能和結(jié)構(gòu)特點,將PSCAD仿真軟件用于電力系統(tǒng)實習中。PSCAD仿真軟件具有完整的元件庫,可針對不同的大小交直流系統(tǒng)建模,豐富的可視化界面,可使復雜的電力系統(tǒng)進行可視化[1]。PSCAD還可以通過特殊的接口訪問和使用與Matlab命令和工具箱功能的能力,與學生常用的Matlab/simulink可以相互聯(lián)系起來[2]。采用PSCAD仿真軟件可以解決系統(tǒng)規(guī)模和復雜性限制、場地條件限制、安全性和接觸電力系統(tǒng)中的前沿技術(shù)等優(yōu)點[3],保障學生實習的質(zhì)量,培養(yǎng)學生學習該課程的積極性,為了以后的學習和工作奠定良好的基礎(chǔ)。
1PSCAD電力系統(tǒng)仿真分析軟件
PSCAD的概念最初是在1988年被提出,針對Windows系統(tǒng)的PSCAD是在1999年才[4]。目前已成為世界上功能最強大和廣泛使用的電力系統(tǒng)仿真軟件。PSCAD包括繪圖功能、儀表和控制,允許用戶以圖形化的方式建立電力系統(tǒng)電路,進行仿真后對結(jié)果進行分析,還可以使用戶在仿真運行中改變參數(shù),對仿真過程進行觀測等。PSCAD具備電力系統(tǒng)中從簡單無源元件和控制功能到更加復雜的電動機、柔性交流輸電設備和輸電線路等設備的模型,這些模型都是經(jīng)過已經(jīng)編程和測試的仿真模型。如果搭建的電力系統(tǒng)仿真模型中,沒有所需的特殊模型,PSCAD可以提供給用戶自建模型。PSCAD設有主元件庫,提供常用的模型有:(1)無源元件(Passive),包括電阻、電感、電容、固定/可變負載、電抗器和避雷器等;(2)電源(Source),包括電壓源、電流源和光伏電源等;(3)儀表(Meters),包括頻率/相位/有效值測量表、電壓表和電流表等;(4)I/O設備(I/O_Devices),包括數(shù)據(jù)的導入和導出、其他軟件接口和多重運行等;(5)變壓器(Transformers),包括單相雙/三繞組、三相雙/三/四繞組和自耦變壓器等;(6)斷路器故障(Breakers_Faults),包括單/三相斷路器及其定時控制邏輯、模擬單相和三相故障及其定時控制邏輯等;(7)輸電線路電纜(Tlines_Cables),包括導納/阻抗數(shù)據(jù)或?qū)w/絕緣屬性、地阻抗數(shù)據(jù)以及所有塔和導體的幾何位置、電氣接口元件等;(8)電動機(Machines),包括籠型感應電動機、繞線感應電動機、同步電動機以及勵磁機、調(diào)速器、水輪機、汽輪機、風力機和內(nèi)燃機等;(9)控制元件(ControlSystemsModelingFunctions),包括線性和非線性控制元件;(10)保護(Protection),包括保護信號的采集、監(jiān)測和繼電保護模型等;(11)其他元件(Miscellaneous),包括文件引用/讀取、輸入輸出和節(jié)點等。PSCAD仿真軟件可以用來仿真模擬進行電力系統(tǒng)中元件參數(shù)及其物理含義、電力系統(tǒng)對稱和不對稱故障仿真、電力系統(tǒng)簡單和復雜潮流計算以及有功和無功功率控制等,還可以將電力系統(tǒng)與電力電子結(jié)合起來,比如新能源發(fā)電技術(shù)的應用和電能質(zhì)量(SVC、STATCOM)的應用等。學生通過自己搭建部分模型,可以親自操作。
2電力系統(tǒng)仿真實例
電力系統(tǒng)實習主要是去發(fā)電廠、變電站等,這些單位出于安全的需要,不會讓學生參與實際的操作,往往是只能看。以電力系統(tǒng)故障為例,學生到現(xiàn)場不能體驗到故障發(fā)生和處理過程,像電力單位的一些工作多年的專業(yè)人員,碰到事故和處理事故時,也可能會不知所措。一些高校通過購買專業(yè)的物理模擬仿真系統(tǒng),但這些花費很高、場地大,對于該校現(xiàn)有的資源不可能滿足。所以,電力系統(tǒng)中的故障,特別是單相接地短路、兩相短路、兩相短路接地和三相短路的橫向故障,通過PSCAD仿真軟件可以模擬故障發(fā)生和恢復后各個量的變化。因篇幅有限,這里僅對電力系統(tǒng)橫向故障中的三相短路進行介紹。PSCAD軟件電力系統(tǒng)仿真軟件計算機需求:(1)MicrosoftWindowsVista或Windows7操作系統(tǒng),32bit或64bit;(2)附件軟件IntelFortanComposerXE20112,Framwork4.0Full3,MicrosoftVisualC++2010Redistributables;首先通過講解PSCAD的基本知識,然后設置相關(guān)的任務要求,以學生為中心,自己動手搭建35kV單側(cè)電源輸電系統(tǒng),如圖1所示。其中BAK為斷路器,Tline和Tline1的長度均為20km,每公里電抗為0.4Ω的架空線路。負載的有功功率為15MW,無功功率為5MVAR。升壓變壓器為三角型/星型接法,降壓變壓器為星型/三角形接法。通過FAULTS模塊設置故障,TimedFaultLogic模塊設置故障發(fā)生時間為0.08s,故障持續(xù)時間為0.04s。采用工程研究方法,通過分析數(shù)字仿真結(jié)果,找出其內(nèi)在規(guī)律,然后再通過理論進行分析,對比在不同量的變化下,電力系統(tǒng)相關(guān)量的變化,這樣可以有助于學生加深對電力系統(tǒng)故障知識的理解。三相短路故障時電力系統(tǒng)中最嚴重的故障,以該故障為例對其進行仿真分析。發(fā)生三相短路故障時,電源端的三相電壓電流波形和故障點的三相電壓、三相電流波形如圖2所示。由圖2可知,發(fā)生三相短路故障時,電源端的三相電壓只有微小的波動,沒有發(fā)生顯著的變化;電源端的三相電流幅值增大,A相電流呈整體上升趨勢,B相和C相電流呈整體下降趨勢。故障點電壓由于發(fā)生三相短路,電壓均為0V,當故障切除后,三相電壓發(fā)生暫態(tài)波動,但很快就恢復到正弦變化;在故障發(fā)生前,由于故障發(fā)生器處于斷開狀態(tài),因此故障點處的三相電流均為0A,在發(fā)生三相短路故障后,由于閉合時有初始輸入量和初始狀態(tài)量,故障點三相幅值都變大,并且A相電流波形上移,C相電流波形下移,在故障排除后,三相電流迅速變?yōu)?A。通過電力系統(tǒng)仿真,可以產(chǎn)生如下實習效果:(1)加深了專業(yè)理論知識,理論聯(lián)系實際,有助于學生提高計算機應用、查找文獻、分析問題和解決問題的能力;(2)對于電力系統(tǒng)更為復雜的建模系統(tǒng),學生可以組成團隊進行建模,培養(yǎng)團隊合作和創(chuàng)新精神;(3)提高了學生學習的積極性,學生根據(jù)布置的任務主動去學習,激發(fā)了學生學習的欲望,每處理完一個小問題他們感到很有成就感。以上這些都為以后的工作和研究打下堅實的基礎(chǔ)。
3結(jié)語
通過上述PSCAD電力系統(tǒng)三相短路故障仿真分析,可以看出仿真實驗不受場地和實際操作的限制,建模簡單,易操作,仿真波形生動、豐富和直觀,不僅使學生更好地學習掌握電力系統(tǒng)三相短路故障的原理和現(xiàn)象,還可以激發(fā)學生學習的樂趣,彌補了實驗室條件的限制。該軟件已用于電力系統(tǒng)分析實習過程中,通過學生反饋的情況,采用該方法可以提高學生學習的主動積極性。由于及時次設置該仿真實習,在實習過程中,也有一些今后需要注意的問題,比如實驗室電腦配置需進一步提高,教師要多建立一些復雜的系統(tǒng),同時還要主動跟現(xiàn)場的人員多多交流,使仿真模型更貼近實際。
作者:羅朋 楊燕霞 單位:廣東海洋大學電子與信息工程學院
電力系統(tǒng)分析論文:電力系統(tǒng)分析教學改革探討
電力系統(tǒng)自動化技術(shù)是保障電力系統(tǒng)安全、品質(zhì)、經(jīng)濟運行的綜合性技術(shù)。它是一種自動控制技術(shù)，是將信息技術(shù)與電力系統(tǒng)相結(jié)合，是電氣工程類專業(yè)學生必備的專業(yè)知識之一。隨著科技的不斷發(fā)展和教學模式的不斷轉(zhuǎn)變，電氣專業(yè)電力系統(tǒng)分析教學模式也在不斷創(chuàng)新。對電氣專業(yè)電力系統(tǒng)分析教學模式進行優(yōu)化，可以使更多的學生對電力系統(tǒng)分析的學習更加感興趣，提高電力系統(tǒng)分析的教學質(zhì)量，有利于電氣專業(yè)人才的培養(yǎng)。
一、應用型電氣專業(yè)電力系統(tǒng)分析教學中面臨的主要問題
1.課程理論較多
電力系統(tǒng)分析中的理論內(nèi)容過多，雖然涉及面較廣，但系統(tǒng)性不強，內(nèi)容較為抽象，學生在課堂中難以與實際相結(jié)合進行理解，且難點較多，學時較多，學生負擔較重。由于內(nèi)容枯燥，學生在課堂上難以提高學習興趣，難點不能理解，致使學生失去學習的耐心和信心；而且公式較多，數(shù)據(jù)參數(shù)較多，且其中大多源于工程實踐，邏輯性和系統(tǒng)性不強，在教學的過程中老師不進行教學方式的改變，學生在學習時往往容易感到枯燥、乏味。
2.教材內(nèi)容陳舊
教學科研也緊跟時代的步伐，更新速度較快，但一些高校的教材內(nèi)容仍然處于21世紀初的水平，并沒有融入近期的科研成果，比如對于電力系統(tǒng)分析中計算機計算與仿真方法、柔性交流輸電系統(tǒng)（FACTS）的基本原理、高壓直流輸電系統(tǒng)（HVDC）等方面的內(nèi)容不夠重視，不能融入近期的內(nèi)容。
3.教學方法單一
具有大學教學資格的老師大多為年齡較大的教授或碩士人才，教學時間較長，早已形成了自己獨有的教學風格，僅對教學內(nèi)容進行抽象的推理和理論分析，很難使學生對所授內(nèi)容產(chǎn)生興趣，而且電氣專業(yè)在實際中的操作性較強，僅僅靠理論的學習不夠。在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，傳統(tǒng)的教學模式已不能適應現(xiàn)代的教學，需要與科技、與網(wǎng)絡相結(jié)合，在進行電氣專業(yè)電力系統(tǒng)分析的教學中結(jié)合網(wǎng)絡技術(shù)，在進行理論授課的同時播放視頻或展示圖片，使得學生更容易理解，有利于學生加深記憶。
二、應用型電氣專業(yè)電力系統(tǒng)分析教學模式的改革
為了提高電氣專業(yè)電力系統(tǒng)分析教學的效率和質(zhì)量，提高學生對電力系統(tǒng)分析教學的興趣，使學生能夠積極主動地參與課程教學，本文就教學模式進行改革，具體措施如下。
1.改變教學模式，采用多途徑教學
興趣是學習好的推動力。為了提高學生對電氣專業(yè)電力系統(tǒng)分析學習的興趣，在教學的過程中應根據(jù)學生的具體情況和課堂學習的效率，采用不同的途徑進行教學，如可以通過多媒體技術(shù)進行網(wǎng)絡互動式教學，通過網(wǎng)絡授課，提高學生對電力系統(tǒng)的學習興趣，還可以在課堂的教學中介紹電力系統(tǒng)分析專業(yè)最前沿的成果及應用，幫助學生了解其應用，有利于加深對電力系統(tǒng)專業(yè)的理解。
2.注重理論與實踐的結(jié)合，鞏固相關(guān)理論
電氣專業(yè)電力系統(tǒng)的學習內(nèi)容相對較為抽象，且電力系統(tǒng)與其他控制系統(tǒng)不同，常常較復雜，如電路圖的繪制，電力系統(tǒng)中的時間控制，與其他設備的連接和控制，時間的預算，參數(shù)的設置，數(shù)據(jù)的分析等等，學生很難憑空想象，而且課本知識大多為平面圖，與實際操作相差甚遠。因此在教學中要注重理論與實踐相結(jié)合，在授課的過程中可以播放相關(guān)設備的實體圖，也可以帶學生進行實地參觀，邊參觀邊講解，還可以讓學生動手操作，幫助學生對電力系統(tǒng)掌握系統(tǒng)的、的認識。
3.充分利用現(xiàn)代科技，及時補充更新內(nèi)容
近年來，計算機輔助教學已被廣泛利用，采用多媒體的教學可以節(jié)省教學時間，可以有更多的時間進行重點和難點內(nèi)容的講解。通過多媒體的教學，播放視頻、圖像，結(jié)合聲音、影像等一系列措施，學生能夠更加直觀、生動地理解教授的內(nèi)容。多媒體技術(shù)與網(wǎng)絡技術(shù)相結(jié)合能夠在教學過程中對近期的科研成果進行展示，及時對更新的內(nèi)容進行補充，有利于學生了解最前沿的電力系統(tǒng)分析的成果，加深對電力系統(tǒng)分析這門課程的理解，提高教學的質(zhì)量。
三、小結(jié)
隨著科技化發(fā)展，電氣專業(yè)電力系統(tǒng)分析的教學也在不斷地變化。對其教學模式的改革，可以幫助學生提高學習的興趣，加深對電力系統(tǒng)分析的了解，促進學生的學習，并與實踐相結(jié)合，提高學習的效率，促進教學的進一步發(fā)展。
作者:劉永迪 單位:萊蕪技師學院
電力系統(tǒng)分析論文:“電力系統(tǒng)分析”課程實踐教學研究
“電力系統(tǒng)分析”是電氣工程專業(yè)核心課程主要包括電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析、電力系統(tǒng)暫態(tài)分析和與電力系統(tǒng)相關(guān)的實驗課。該課程實踐性強，和企業(yè)聯(lián)系緊密，因此實驗實踐環(huán)節(jié)的培養(yǎng)是該課程的重要環(huán)節(jié)。而有些高校在培養(yǎng)實踐環(huán)節(jié)方面重視不夠，本文探討該課程的實踐教學的方法，為“電力系統(tǒng)分析”課程的實踐教學提供參考。
1“電力系統(tǒng)分析”課程實踐教學主要現(xiàn)狀
“電力系統(tǒng)分析”傳統(tǒng)教學偏重對理論分析和方法計算。由于“電力系統(tǒng)分析”的計算復雜，包括潮流計算、短路電流計算等，對這些理論計算分析大部分都是以原理為主，實踐驗證較少，不能讓學生在認識中與實際應用結(jié)合起來，理論和實踐往往脫離。一方面實踐環(huán)節(jié)的內(nèi)容很少，甚至沒有，學生很難運用所學知識去分析和解決實際問題，更談不上培養(yǎng)創(chuàng)新能力，不利于激發(fā)學生的創(chuàng)新思維和潛力。另一方面，由于電力電子技術(shù)、自動控制技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應用，原有的實踐教學方式已不能滿足課程建設的需要，表現(xiàn)為“電力系統(tǒng)分析”課程涉及的內(nèi)容更廣泛、綜合性強、概念多、計算繁、公式推導復雜等特點，這些都需要實踐教學來驗證，讓學生理解理論知識，但由于學生基礎(chǔ)參差不齊，這對教學雙方都提出了挑戰(zhàn)。塔里木大學是一所以教學為主的綜合性大學，電氣工程專業(yè)是新增專業(yè)，起步比較晚，“電力系統(tǒng)分析”課程目前的實踐教學還存在著一些問題。一方面存在重理論和知識傳授，缺乏對實踐和工程能力的培養(yǎng)問題，實踐教學和理論教學比較處于輔助作用。另一方面，專業(yè)教師對科研重視，在整個學生培養(yǎng)過程中，對實踐能力的培養(yǎng)缺乏統(tǒng)一規(guī)劃和系統(tǒng)安排；實驗教學時間少，實驗內(nèi)容不豐富。另外由于資金投入問題，實驗基地的建設未能跟上現(xiàn)代化電力系統(tǒng)的發(fā)展步伐，高水平的實驗人員缺乏。例如《電力系統(tǒng)分析》的電流計算的內(nèi)容，過多地介紹算法的原理，因?qū)嶒炘O備不足，無法上機實踐驗證。這些問題影響了我校電氣工程應用型本科人才的培養(yǎng)質(zhì)量。
2實踐教學方法的探討
2.1增加與本課程相關(guān)前沿科學實踐問題的介紹
增加與“電力系統(tǒng)分析”課程相關(guān)聯(lián)的現(xiàn)代化科技知識的介紹，這對提高學生對該課程的興趣和了解有很大幫助，比如對電網(wǎng)大數(shù)據(jù)、電網(wǎng)智能化現(xiàn)代化等結(jié)合實際電網(wǎng)進行講解，而作為電氣工程專業(yè)學生，結(jié)合這些近期領(lǐng)域?qū)嶋H知識對“電力系統(tǒng)分析”課程中的電網(wǎng)數(shù)據(jù)計算了解更深刻。
2.2結(jié)合企業(yè)對實踐教學探討
對于農(nóng)業(yè)大學，本課程在教學過程中也要增加地方電力企業(yè)相關(guān)專業(yè)內(nèi)容，提高對行業(yè)知識的認識，重視理論和實踐能力的協(xié)同發(fā)展，定位于培養(yǎng)高素質(zhì)和應用型的工程師人才。請企業(yè)工程師進課堂，對電力系統(tǒng)、發(fā)電機短路現(xiàn)象分析以及自動勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)、柔性輸電裝置的特性等內(nèi)容知識講解。爭取培養(yǎng)學生應用意識，將書本知識和電力企業(yè)實踐結(jié)合，培養(yǎng)學生成為專業(yè)的電力工程師，同時也培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新能力。通過理論知識和企業(yè)實踐，使學生掌握地方電力的基本情況，具有初步的電力實踐技能，進一步提高學生解決實際問題的能力。
2.3建立課外實習基地
電氣工程專業(yè)在阿克蘇電力公司、農(nóng)一師電力公司建立實習基地。在每年的6月份組織農(nóng)電和電氣工程專業(yè)大三學生為期10天的參觀實習。在實習過程中，通過對調(diào)度中心、各個電壓等級的變電站、無人智能電站、發(fā)電廠以及營業(yè)收費廳等熟悉和學習，充分了解電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作狀況，通過課外實習基地，不僅使學生加深了理論知識的理解，還使學生拓寬了視野，加深了地方電力系統(tǒng)的認知，提高了學生繼續(xù)探索電力知識的積極性。
2.4增加提高實踐認知的輔助教學環(huán)節(jié)
在開設“電力系統(tǒng)分析”課程設計時，對于復雜的“電力系統(tǒng)分析”內(nèi)容包括穩(wěn)態(tài)分析、短路分析、潮流計算等設計，引進了“電力系統(tǒng)分析仿真”軟件，利用阿克蘇電網(wǎng)、農(nóng)一師地方電網(wǎng)等實際運行電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)，通過地方實際電網(wǎng)模擬操作電網(wǎng)運行，使學生在校就能獲得與實際系統(tǒng)操作幾乎相同的訓練。
2.5實驗方法及實驗手段的改革
完善實驗教學考核方法。在“電力系統(tǒng)分析”實驗中，主體是學生，實驗的考核依據(jù)是：做實驗的平時表現(xiàn)、操作是否能完成、報告填寫是否認真和詳細等部分組成。每次實驗成績都作為總成績的一部分，全部實驗的成績作為最終成績。在學生開始做實驗后，要引導學生提出問題、分析問題，能獨立解決問題，對學生提出的疑問，要啟發(fā)他們獨立思考問題，舉一反三，對專業(yè)知識的實際應用有更深的理解。對電力系統(tǒng)仿真實驗臺，學生分組完成潮流分析實驗、短路電流計算實驗以及整個系統(tǒng)工作實驗等重要實驗。從實驗方案的設計包括各類計算、線路搭接到實驗分析和撰寫報告等系統(tǒng)工作都由實驗小組通過合作來完成，有效鍛煉了學生的團隊合作精神。
3結(jié)語
“電力系統(tǒng)分析”課程教學主要為了培養(yǎng)學生能力，尤其是工程實踐能力，必須熟練掌握理論知識和實踐知識（包括實驗和實習設計等）。學校是發(fā)揮教、科、研優(yōu)勢的地方，通過和企業(yè)合作、依托地方政府才能發(fā)揮學校的作用，完善服務平臺，構(gòu)建開放式的服務體系。在教學過程中形成一種以學生為中心，以培養(yǎng)他們創(chuàng)新能力作為目標，不但培養(yǎng)學生的理論基礎(chǔ)知識，還有過硬的工程實踐能力。通過和地方企事業(yè)單位合作，拓寬實習合作領(lǐng)域范圍，形成“電力系統(tǒng)分析”課程的實踐創(chuàng)新培養(yǎng)模式，克服“電力系統(tǒng)分析”課程以往實踐教學的不足。為了提高“電力系統(tǒng)分析”課程的實驗教學應該做到：一是要以培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和激發(fā)學生興趣為出發(fā)點，注重實驗、實習質(zhì)量，努力做到讓學生從枯燥的理論教學中找到興趣點。二是通過地方電力企業(yè)的實習，讓學生了解電力系統(tǒng)各個組成部分的工作過程和工作原理，對電力系統(tǒng)有了全局認識，增強應用意識。
作者:李建軍 孟令鵬 楊偉杰 單位:塔里木大學
電力系統(tǒng)分析論文:電力系統(tǒng)分析仿真軟件的應用
0引言
電力系統(tǒng)分析是高校電力類專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，其中的調(diào)壓、潮流、短路計算等也是電力員工培訓的重要內(nèi)容。在教學與培訓中，許多學員反映該課程系統(tǒng)性較強，有不少晦澀難懂的理論和大量繁瑣的計算。考慮到電力行業(yè)的特殊性，建立可視化的電力系統(tǒng)分析仿真軟件可以大大激發(fā)學員的學習興趣，提高培訓效果。
1本電力系統(tǒng)分析仿真軟件的特點
1.1電力系統(tǒng)仿真軟件的綜述
隨著我國經(jīng)濟和人民生活水平的迅速提高，電力需求大幅提高。電力系統(tǒng)仿真已成為電力系統(tǒng)研究規(guī)劃和設計的重要手段，因此電力系統(tǒng)仿真軟件的功能特性對于提高研究、設計的效率和可信性有重要作用。由于電力系統(tǒng)在國民經(jīng)濟中占有重要地位，一般都要用到多個數(shù)字仿真軟件進行計算結(jié)果比較，主要有以下幾種：（1）邦納維爾電力局開發(fā)的BPA程序和EMTP程序；（2）曼尼托巴高壓直流輸電研究中心開發(fā)的PSCAD/EMTDC程序；（3）德國西門子公司研制的電力系統(tǒng)仿真軟件NETOMAC；（4）中國電力科學研究院開發(fā)的電力系統(tǒng)分析綜合程序PSASP；（5）MathWorks公司開發(fā)的科學與工程計算軟件MATLAB[1-2]。
1.2仿真軟件的設計思路和算法
為了提高學生對電力系統(tǒng)分析理論和實踐應用的結(jié)合能力，加強就業(yè)的競爭力，并拓展電力企業(yè)服務和培訓的空間，我們針對教學和培訓開發(fā)了電力系統(tǒng)分析仿真軟件，主要包括電力網(wǎng)數(shù)學模型、潮流計算、調(diào)壓、短路電流計算等內(nèi)容。本軟件利用MATLAB語言，核心算法是在單臺計算機的多個核上實現(xiàn)電網(wǎng)全局潮流聯(lián)合的分布式計算方法，其計算速度相對單機單核要快得多。①電網(wǎng)模型的建立通常給定的已知條件是：電力系統(tǒng)元件的型號、實驗數(shù)據(jù)、容量、長度等參量，計算電網(wǎng)元件參數(shù)，得出導納矩陣；②電力系統(tǒng)功率調(diào)節(jié)和電壓調(diào)整通常給定的已知條件是：參數(shù)調(diào)整滑塊的調(diào)節(jié)量、電力系統(tǒng)元件的型號、實驗數(shù)據(jù)、容量、長度等參量，系統(tǒng)中各電源和負荷節(jié)點的功率、平衡節(jié)點的電壓和相位角，待求的運行狀態(tài)參量為各節(jié)點的電壓以及流經(jīng)各元件的功率等。③電力系統(tǒng)潮流計算：采用的是PQ分解法和前推回代法。可視化仿真計算電力系統(tǒng)在某一穩(wěn)態(tài)的正常運行方式下，電力網(wǎng)絡各節(jié)點的電壓和支路功率的分布情況，通常給定的運行條件有系統(tǒng)中各電源和負荷節(jié)點的功率、樞紐點電壓、平衡節(jié)點的電壓和相位角。待求的運行狀態(tài)參量包括各節(jié)點的電壓及其相位角以及流經(jīng)各元件的功率、網(wǎng)絡的功率損耗等。④電力系統(tǒng)短路電流計算：自動生成正序、負序、零序網(wǎng)絡，計算故障電力系統(tǒng)的各種短路類型的短路電流。通常給定的已知條件是系統(tǒng)中各電源和負荷點設備的容量，待求的運行狀態(tài)參量包括各節(jié)點的電壓及其相位角以及流經(jīng)各元件的功率、網(wǎng)絡的功率損耗等。軟件為學員提供了實驗和仿真的平臺，實現(xiàn)了全界面圖形化、設備與設備屬性資源管理化、操作與設計人性化和科學化。形象化顯示實時運行結(jié)果，便于學生觀察電力系統(tǒng)的各種正常狀態(tài)、不正常狀態(tài)；按電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進行搭建電網(wǎng)模型；仿真軟件在運行時，可以自由任意改變設備的開關(guān)狀態(tài)，單擊滑塊可分級改變設備的各種參數(shù)；在一張仿真電力接線圖上可以設計、顯示、運行、保存、預覽多種電力系統(tǒng)運行狀態(tài)和故障狀態(tài)。
2電力系統(tǒng)分析仿真軟件在學歷教學中的應用
針對不同的教學對象，我們設置了便利的操作和電網(wǎng)綜合數(shù)據(jù)庫管理界面。比如對高校的學生我們設置了B類元件庫，學生可以根據(jù)書本提供的系統(tǒng)圖中的元件輸入各種電氣元件的參數(shù)，比如導線的阻抗、導納、基準電壓；變壓器的各側(cè)額定電壓、額定容量、短路損耗、短路電壓百分數(shù)、分接頭數(shù)等。電力系統(tǒng)分析仿真軟件就可以計算電力系統(tǒng)各元件的參數(shù)、構(gòu)建電網(wǎng)模型的功能、分析電力系統(tǒng)電力傳輸功能、電力系統(tǒng)潮流計算功能、分析電力系統(tǒng)無功功率平衡和電壓調(diào)節(jié)功能、自動生成電力系統(tǒng)各序阻抗網(wǎng)絡、計算各種類型的電力系統(tǒng)短路電流，計算電力系統(tǒng)中各運行點的各序電壓。以教學中常用的電力系統(tǒng)調(diào)壓為例。有一簡單電力系統(tǒng)，參數(shù)如下：發(fā)電機出口電壓為10.5kV，高壓輸電線路的額定電壓為110kV，長度為80km，采用LGJ185型導線，變壓器的額定電壓為110/11kV，容量為15MVA，空載損耗為40.5kW，短路損耗為128kW，短路電壓百分數(shù)為10.5，空載電流百分數(shù)為3.5，原始負荷功率為Sb=28+j10MVA和Sc=20+j15MVA，現(xiàn)在負荷增加到Sb=32+j12MVA和Sc=24+j15MVA，問應如何調(diào)整用戶b、c點的電壓？利用本仿真軟件可以方便計算和分析出各種調(diào)壓措施對負荷點電壓的影響。首先學生根據(jù)題目的要求建立電力系統(tǒng)的拓撲圖如圖1所示，然后輸入各種元件的電氣參數(shù)（以輸電線為例如圖2所示），設計了共計6個滑塊。滑塊是一種圖形單元（如圖3所示），可以放到圖紙上，并可以對圖紙上的某一個圖元的一種參數(shù)進行微調(diào)，它是一對一的調(diào)整，主要用于頻繁調(diào)整某固定參數(shù)使用，在屬性設置中對圖元名、屬性名、較大檔、最小檔、每檔值、大小尺寸進行設置。從而可以讓此滑塊知道要控制那一個圖元單元，從而在運行狀態(tài)下，可以微調(diào)此滑塊指定的圖形單元的參數(shù)。拓撲圖從左至右及時個滑塊代表了可調(diào)節(jié)發(fā)電機的端電壓（變化范圍為10.5~11kV）；第二和第四個滑塊代表了升、降壓變壓器的分接頭檔位：其中5檔變壓器分接頭值為+2*2.5%，4檔變壓器分接頭值為+1*2.5%，3檔為變壓器的主抽頭，2檔變壓器分接頭值為-1*2.5%，1檔變壓器分接頭值為-2*2.5%；第三個滑塊代表了可調(diào)節(jié)線路的阻抗（變化范圍為80~60km），第五、六個滑塊代表了可調(diào)節(jié)負荷的有功和無功；另外可通過無功補償裝置前的開關(guān)控制是否投入。仿真軟件可以直觀地把各種計算數(shù)據(jù)展示在程序界面上，把比較結(jié)果導出后可形成表1。從上述示例中可發(fā)現(xiàn)，利用電力系統(tǒng)分析仿真軟件在教學中可以避免大量繁瑣的計算，學生可以通過軟件計算出的結(jié)果更好地加深理論理解，豐富學生的專業(yè)技能，培養(yǎng)學生電力系統(tǒng)運行、調(diào)度的基本能力，提升學生的就業(yè)競爭力。
3電力系統(tǒng)分析仿真軟件在培訓中的應用
針對電力在職職工的技能培訓，本軟件用電網(wǎng)綜合數(shù)據(jù)庫來存取所有的相關(guān)信息，包括A類元件庫和圖形拓撲結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫。拓撲中的頂點就是由母線來組成，拓撲的關(guān)系由電線、變壓器來組成；有了點與線那么一張網(wǎng)絡拓撲就形成了。所以形成的流算法所需要的矩陣也就可以組合而成了。畫圖的組成也是用電線來連接母線。電線的兩端、變壓器的兩端三端連著的是母線。那么輸電線、雙卷變壓器、三卷變壓器的端點處連接的都是母線［3］。按照各圖形類的繼承關(guān)系，又考慮到發(fā)電廠和母線潮流走向的區(qū)別，將數(shù)據(jù)表分為母線數(shù)據(jù)表、線路數(shù)據(jù)表和發(fā)電廠數(shù)據(jù)表，分別存儲母線信息，包括節(jié)點電壓、節(jié)點負荷等；線路信息，包括兩節(jié)點間線路的潮流、首末端節(jié)點名稱等；發(fā)電廠信息，包括所連節(jié)點名稱、發(fā)電功率等。學員不需要輸入各種線路、變壓器等電氣元件的參數(shù)，只需輸入設備的型號系統(tǒng)就自動生成其阻抗、導納、容量等電氣參數(shù)。電力系統(tǒng)分析仿真軟件具有電力系統(tǒng)潮流計算和短路電流計算功能。本軟件構(gòu)建的某系統(tǒng)潮流如圖4所示，學員可以對各個開關(guān)進行變位，或者利用滑塊調(diào)節(jié)發(fā)電機、變壓器分接頭位置，從而觀察軟件可視化界面的潮流數(shù)據(jù)的變化，特別注意電氣參數(shù)有無越限，確定合理經(jīng)濟的系統(tǒng)運行方式。本軟件的潮流計算可以計算多個平衡點的電網(wǎng)潮流計算。軟件在計算電力系統(tǒng)故障時能夠自動生成電力系統(tǒng)的正序、負序、零序網(wǎng)絡，可以仿真各種電力系統(tǒng)正常的運行狀態(tài)和各種電力系統(tǒng)故障狀態(tài)，為電力員工提供了培訓和研究的平臺。
4結(jié)束語
利用電力系統(tǒng)分析仿真軟件可以將原本抽象和繁瑣的大量理論知識用可視化界面展現(xiàn)出來，更加與電力生產(chǎn)的真實工作場景貼近，可以讓學員直觀地接受。另外以仿真軟件為科研平臺，積極開展產(chǎn)學研合作，不斷加強教師的科研水平，深入淺出，達到提高教學和培訓效果的目標。
作者：連小洲 劉曉東 單位：江西電力職業(yè)技術(shù)學院 國網(wǎng)贛州供電公司
電力系統(tǒng)分析論文:電氣專業(yè)電力系統(tǒng)分析教學模式的改革
電力系統(tǒng)自動化技術(shù)是保障電力系統(tǒng)安全、品質(zhì)、經(jīng)濟運行的綜合性技術(shù)。它是一種自動控制技術(shù)，是將信息技術(shù)與電力系統(tǒng)相結(jié)合，是電氣工程類專業(yè)學生必備的專業(yè)知識之一。隨著科技的不斷發(fā)展和教學模式的不斷轉(zhuǎn)變，電氣專業(yè)電力系統(tǒng)分析教學模式也在不斷創(chuàng)新。對電氣專業(yè)電力系統(tǒng)分析教學模式進行優(yōu)化，可以使更多的學生對電力系統(tǒng)分析的學習更加感興趣，提高電力系統(tǒng)分析的教學質(zhì)量，有利于電氣專業(yè)人才的培養(yǎng)。
一、應用型電氣專業(yè)電力系統(tǒng)分析教學中
面臨的主要問題
1.課程理論較多
電力系統(tǒng)分析中的理論內(nèi)容過多，雖然涉及面較廣，但系統(tǒng)性不強，內(nèi)容較為抽象，學生在課堂中難以與實際相結(jié)合進行理解，且難點較多，學時較多，學生負擔較重。由于內(nèi)容枯燥，學生在課堂上難以提高學習興趣，難點不能理解，致使學生失去學習的耐心和信心；而且公式較多，數(shù)據(jù)參數(shù)較多，且其中大多源于工程實踐，邏輯性和系統(tǒng)性不強，在教學的過程中老師不進行教學方式的改變，學生在學習時往往容易感到枯燥、乏味。
2.教材內(nèi)容陳舊
教學科研也緊跟時代的步伐，更新速度較快，但一些高校的教材內(nèi)容仍然處于21世紀初的水平，并沒有融入近期的科研成果，比如對于電力系統(tǒng)分析中計算機計算與仿真方法、柔性交流輸電系統(tǒng)（FACTS）的基本原理、高壓直流輸電系統(tǒng)（HVDC）等方面的內(nèi)容不夠重視，不能融入近期的內(nèi)容。
3.教學方法單一
具有大學教學資格的老師大多為年齡較大的教授或碩士人才，教學時間較長，早已形成了自己獨有的教學風格，僅對教學內(nèi)容進行抽象的推理和理論分析，很難使學生對所授內(nèi)容產(chǎn)生興趣，而且電氣專業(yè)在實際中的操作性較強，僅僅靠理論的學習不夠。在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，傳統(tǒng)的教學模式已不能適應現(xiàn)代的教學，需要與科技、與網(wǎng)絡相結(jié)合，在進行電氣專業(yè)電力系統(tǒng)分析的教學中結(jié)合網(wǎng)絡技術(shù)，在進行理論授課的同時播放視頻或展示圖片，使得學生更容易理解，有利于學生加深記憶。
二、應用型電氣專業(yè)電力系統(tǒng)分析教學模式的改革
為了提高電氣專業(yè)電力系統(tǒng)分析教學的效率和質(zhì)量，提高學生對電力系統(tǒng)分析教學的興趣，使學生能夠積極主動地參與課程教學，本文就教學模式進行改革，具體措施如下。
1.改變教學模式，采用多途徑教學
興趣是學習好的推動力。為了提高學生對電氣專業(yè)電力系統(tǒng)分析學習的興趣，在教學的過程中應根據(jù)學生的具體情況和課堂學習的效率，采用不同的途徑進行教學，如可以通過多媒體技術(shù)進行網(wǎng)絡互動式教學，通過網(wǎng)絡授課，提高學生對電力系統(tǒng)的學習興趣，還可以在課堂的教學中介紹電力系統(tǒng)分析專業(yè)最前沿的成果及應用，幫助學生了解其應用，有利于加深對電力系統(tǒng)專業(yè)的理解。
2.注重理論與實踐的結(jié)合，鞏固相關(guān)理論
電氣專業(yè)電力系統(tǒng)的學習內(nèi)容相對較為抽象，且電力系統(tǒng)與其他控制系統(tǒng)不同，常常較復雜，如電路圖的繪制，電力系統(tǒng)中的時間控制，與其他設備的連接和控制，時間的預算，參數(shù)的設置，數(shù)據(jù)的分析等等，學生很難憑空想象，而且課本知識大多為平面圖，與實際操作相差甚遠。因此在教學中要注重理論與實踐相結(jié)合，在授課的過程中可以播放相關(guān)設備的實體圖，也可以帶學生進行實地參觀，邊參觀邊講解，還可以讓學生動手操作，幫助學生對電力系統(tǒng)掌握系統(tǒng)的、的認識。
3.充分利用現(xiàn)代科技，及時補充更新內(nèi)容
近年來，計算機輔助教學已被廣泛利用，采用多媒體的教學可以節(jié)省教學時間，可以有更多的時間進行重點和難點內(nèi)容的講解。通過多媒體的教學，播放視頻、圖像，結(jié)合聲音、影像等一系列措施，學生能夠更加直觀、生動地理解教授的內(nèi)容。多媒體技術(shù)與網(wǎng)絡技術(shù)相結(jié)合能夠在教學過程中對近期的科研成果進行展示，及時對更新的內(nèi)容進行補充，有利于學生了解最前沿的電力系統(tǒng)分析的成果，加深對電力系統(tǒng)分析這門課程的理解，提高教學的質(zhì)量。
三、小結(jié)
隨著科技化發(fā)展，電氣專業(yè)電力系統(tǒng)分析的教學也在不斷地變化。對其教學模式的改革，可以幫助學生提高學習的興趣，加深對電力系統(tǒng)分析的了解，促進學生的學習，并與實踐相結(jié)合，提高學習的效率，促進教學的進一步發(fā)展。
作者:劉永迪 單位:萊蕪技師學院
電力系統(tǒng)分析論文:電力系統(tǒng)分析課程綜合改革探索
摘要：以學用為主實施電力系統(tǒng)課程綜合改革。重點介紹了綜合改革的理念、思路和舉措，即以學用為本，構(gòu)建四位一體的課程體系；跟蹤電力發(fā)展更新，更新課程內(nèi)容；實施“四導”教學，提升能力培養(yǎng)；改革考核方式，實施科學評價；加強資源建設，拓展學習時空；在實施過程中需要處理好的幾個關(guān)系和問題。
關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)分析；課程建設；教學改革；人才培養(yǎng)
黨的十八大報告中提出“實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略”和“實施素質(zhì)教育，深化教育領(lǐng)域綜合改革，著力提高教育質(zhì)量，培養(yǎng)學生社會責任感、創(chuàng)新精神、實踐能力”。教育部部署了深化教育領(lǐng)域綜合改革任務，并印發(fā)了《關(guān)于2013年深化教育領(lǐng)域綜合改革的意見》。在《意見》中明確提出要圍繞考試招生、課程內(nèi)容、創(chuàng)新人才培養(yǎng)、職業(yè)教育培養(yǎng)等方面，推進人才培養(yǎng)模式改革。在高等教育系統(tǒng)，實施和深入推進試點學院綜合改革和試點專業(yè)綜合改革，是落實十八大報告要求的具體舉措。
課程改革與建設是專業(yè)綜合改革的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，關(guān)乎專業(yè)綜合改革的成效，關(guān)乎教育質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量。課程的教與學涉及諸多要素和方面，如課程體系、課程內(nèi)容、課程教學、課程考核、課程資源等，只有實施整體化、系統(tǒng)化、立體化的綜合改革，才能達到改革的目標，取得改革的成效。
電力系統(tǒng)分析課程是電氣工程及其自動化專業(yè)的核心專業(yè)課程，是一門理論性、工程性、技術(shù)性很強的課程。在專業(yè)人才培養(yǎng)過程中，起著承上啟下的作用，既是后續(xù)課程的基礎(chǔ)，也是專業(yè)基礎(chǔ)課程的深化和應用，其內(nèi)容都是直接面向工程問題的理論分析、技術(shù)分析和經(jīng)濟分析。根據(jù)本課程的性質(zhì)、作用、地位和特點，結(jié)合經(jīng)濟社會和電力行業(yè)發(fā)展需求，實施課程的綜合改革和建設，適應新形勢下對高素質(zhì)專門人才的培養(yǎng)要求，這是時展的需要，是電力行業(yè)的需要，是教育教學改革的需要。
一、以學用為本，構(gòu)建四位一體課程體系
課程改革要以新的工程教育理念、思想和文化為引領(lǐng)，以服務領(lǐng)域當前需求和未來發(fā)展需求為導向，以培養(yǎng)工程師、技術(shù)人員和建設者為目標，構(gòu)建完備的課程體系。體系中各組成部分要功能任務明確、實現(xiàn)目標清晰，相互間要有機聯(lián)系、彼此交融，形成一個完整的課程綜合體。
對于課程改革來講，先進的教育理念是關(guān)鍵。課程體系構(gòu)建必須要服務于所秉持的教育理念。隨著現(xiàn)代科學技術(shù)、經(jīng)濟社會和電力行業(yè)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的以知識傳授為目標，以“教師”為中心，以“教”為主的教育理念已不能與此相適應。現(xiàn)代大學教育，更加注重能力培養(yǎng)、素質(zhì)培養(yǎng)和精神培養(yǎng)，更加注重學和用。為此，在大學教育中應實施“三個轉(zhuǎn)變”，即將專業(yè)知識教育向?qū)I(yè)能力和職業(yè)能力教育轉(zhuǎn)變，將以教為主向以學為主轉(zhuǎn)變，將以學校教育為主向以工程教育為主轉(zhuǎn)變。這“三個轉(zhuǎn)變”體現(xiàn)了“學用為本”的教育思想和理念。
在“學用為本”的指導下，筆者針對電力系統(tǒng)分析課程，構(gòu)建了理論、實驗、設計和工程四位一體的課程體系。“理論”是以理論教學和課堂教學為主，使學生熟悉在電力系統(tǒng)規(guī)劃、設計、運行和調(diào)度等方面所涉及的基本問題、基本現(xiàn)象、基本概念和基本理論，掌握電力系統(tǒng)分析的建模方法、分析方法、計算方法和控制方法等，既是知識的學習過程，也是諸多能力的培養(yǎng)過程。“實驗”是以實踐教學為主，以物理動模系統(tǒng)、電力系統(tǒng)實驗系統(tǒng)、電力實時仿真系統(tǒng)和電力系統(tǒng)分析軟件等為平臺，以標準化示例系統(tǒng)庫或?qū)嶋H電網(wǎng)局部系統(tǒng)為對象，開展實驗學習、分析和研究，既有驗證性實驗，也有設計性、研究性實驗，還有綜合性實驗、規(guī)定實驗、自選實驗，還可自設實驗等。“設計”是以實踐教學為主，以工程項目或案例項目為載體，以課程內(nèi)容和相關(guān)規(guī)范、規(guī)程、標準、手冊為基礎(chǔ)，使學生熟悉設計流程、設計要求和設計內(nèi)容，掌握設計方法，樹立工程意識，這是一個綜合性的實踐訓練過程。“工程”是以生產(chǎn)現(xiàn)場為場景和環(huán)境，以生產(chǎn)實踐為途徑，使學生熟悉電網(wǎng)運行中設備、系統(tǒng)等存在的工程問題、工程現(xiàn)象、工程技術(shù)和工程措施等，掌握對工程問題的分析方法。
在這“四位一體”的課程體系中，四者是相互聯(lián)系、相互融合的，你中有我，我中有你。其中，理論是基礎(chǔ)，實驗、設計和工程是應用，理論中包含有應用，應用中也包含有理論，兩者可互為植入。在電力系統(tǒng)分析課程體系構(gòu)建中，突出了一體化的整體思想，合理設計出各環(huán)節(jié)的內(nèi)容、功能、要求和相互接口條件。
二、跟蹤電力發(fā)展，更新課程內(nèi)容
我國電力系統(tǒng)的發(fā)展非常迅速，真可謂日新月異。區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)、交直流混合輸配電系統(tǒng)、遠距離輸電、超特高壓電網(wǎng)、多端直流電網(wǎng)、柔性交流輸電、新能源規(guī)模接入、微電網(wǎng)、分布式發(fā)電、電動汽車接入、智能電網(wǎng)和電力市場等等，使得電力系統(tǒng)中新問題、新現(xiàn)象、新特性和新需求不斷涌出。為了確保電力系統(tǒng)運行的安全、、品質(zhì)、經(jīng)濟、高效、低碳、環(huán)保，大量先進的理論、技術(shù)、方法、工具、設備和系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中得到應用，極大地提升了電力系統(tǒng)的技術(shù)水平和管理水平。在工程上，電力系統(tǒng)分析的內(nèi)容一直在不斷增加和豐富，分析的理論、方法不斷創(chuàng)新和發(fā)展，分析的手段、工具不斷完善和智能。
課程內(nèi)容要服務于人才定位和培養(yǎng)目標，要反映出現(xiàn)代電力系統(tǒng)運行分析的新問題、新概念、新理論和新方法，使課程具有現(xiàn)代性、先進性、實用性和適應性。為此，筆者在課程內(nèi)容中引入了電力系統(tǒng)發(fā)展、現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析特點和內(nèi)容、電力市場、現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析工具、交直流混合系統(tǒng)潮流計算、自動發(fā)電控制分析、電力市場下的有功頻率控制分析、無功電壓協(xié)調(diào)控制分析、基于FACTS的潮流控制、優(yōu)化潮流、低頻振蕩與次同步振蕩等。
課程內(nèi)容的更新做到“四體現(xiàn)”，即體現(xiàn)在教學文件（教學大綱）中，體現(xiàn)在講授過程中，體現(xiàn)在教材（講義）中，體現(xiàn)在教學資源中。
三、實施“四導”教學，提升能力培養(yǎng)
課程教學過程中，教學方法是關(guān)鍵。傳統(tǒng)課程教學注重的是知識傳授，以教師講授為主，不僅講得多，還講得細，學生往往處于一種被動接受知識的狀態(tài)，缺乏主動思考、積極探索和積極參與的精神，學習興趣未得到有效激發(fā)，學習能力未得有效培養(yǎng)，學習精神未得到有效樹立，從而造成教學效果不甚理想的現(xiàn)象。當前的大學教育提出“厚基礎(chǔ)、重實踐、強能力、敢創(chuàng)新”，人才的培養(yǎng)更加注重能力、素質(zhì)和精神的培養(yǎng)。為此，教育同仁開展了大量的教學方法改革與創(chuàng)新，并取得了許多好的經(jīng)驗和好的效果，例如啟發(fā)式教學、問題教學、案例教學、項目教學、任務教學、情景教學等等。
在電力系統(tǒng)分析課程教學中，實施“四導”教學，即“導入、導學、導做、導研”，其目的是在于加強學生的學習能力、分析能力、計算能力、實踐能力、綜合能力和合作能力的培養(yǎng)。“四導”教學的核心是在于教師的“引導”和“指導”作用，學生的主動學、用意識。“導入”是指問題導入、現(xiàn)象導入、項目導入、方法導入，引導學生認識和理解相關(guān)內(nèi)容的來龍去脈、工程背景和問題本質(zhì)，為學生深入學習、探索和應用奠定基礎(chǔ)。“導入”是將學生引進門，關(guān)鍵是要激發(fā)學生對相關(guān)內(nèi)容的興趣，認識到其重要性和應用價值。“導學”是指導學生對相關(guān)內(nèi)容的學習，教師主要講授內(nèi)容的重點、難點、疑點，講授解決問題的思路和方法，提出衍生問題和擴展問題，通過交流、探討、啟發(fā)，解決學生學習中的疑慮，學生通過預習、自修、查閱文獻、提問、研討等方式進行自主學習、主動學習，教師要主動向?qū)W生推薦參考書目和文獻。“導做”是教師通過項目、案例、任務引導、指導和輔導學生應用所學理論、方法去解決實際問題，通過這種練習和訓練，能培養(yǎng)學生的實踐能力和綜合應用能力。“導研”是教師激發(fā)和指導學生去發(fā)現(xiàn)問題、探討問題、分析問題、研究問題，尋找解決問題的理論和方法，在課程相關(guān)內(nèi)容的研討和研究中，培養(yǎng)學生的研究能力、創(chuàng)新能力。
四、改革考核方式，實施科學評價
課程考核既是對學生學習成果的評價，也是一個決定學生學習方式的指揮棒。過去筆者常常在課程學習結(jié)束后，采用一次閉卷筆試進行考核和評價，時間約為2～3小時，試題形式多為填空、選擇、判斷、簡答、分析或計算等。由于考試時間短，試題覆蓋面相對較窄，并且識記題多，應用問題少。這種考核方式不能評價學生對課程的理解、掌握和熟悉程度，不能考核學生的應用能力水平。在這種考核方式下，致使部分學生一本教材學到底，考前將教材（講義）、筆記相關(guān)內(nèi)容突擊記憶，便能順利通過考試關(guān)，考后也就很快將所學內(nèi)容遺忘。
為了改變這種考核方式，實施“三多一半”考核方式。所謂“三多”是指多模塊、多次數(shù)和多形式。將課程內(nèi)容分為多個模塊，例如電力系統(tǒng)基本概念與建模方法模塊、電力系統(tǒng)潮流計算模塊、電力系統(tǒng)短路計算模塊、電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析模塊、電力系統(tǒng)優(yōu)化與調(diào)控模塊等，每個模塊作為一個考試單元，隨課程進度組織安排，構(gòu)建多次考核的考試鏈。考核形式采用筆試、小作業(yè)、大作業(yè)和實驗相結(jié)合，大作業(yè)和實驗注重應用和綜合。所謂“一半”是指筆試考試采取半開卷形式，考前發(fā)給學生統(tǒng)一的半張或一張A4紙（蓋有學院或系考試專用章），允許學生對課程內(nèi)容進行總結(jié)、提煉，將認為重要的內(nèi)容寫在上面并帶入考場，在考試期間學生可以看上面的內(nèi)容。這種半開卷的形式，不僅可以培養(yǎng)學生總結(jié)能力、綜合能力，還可以引導學生將精力集中在知識、理論和方法的應用上。
五、加強資源建設，拓展學習時空
豐富的課程教學資源有助于學生的自主學習、遞階學習和循環(huán)學習，不受時空限制，有助于課堂教學的延伸和擴展，有助于立體化教學的實施。教學資源形式多樣，例如教材、講義、指南、習題、案例、文獻、教案、視頻、影像、工具、網(wǎng)站等。教學資源建設，應以學生的學習需求為導向，以互聯(lián)網(wǎng)絡為平臺，以多媒體表現(xiàn)為手段，要具有豐富性、時效性、娛樂性、交互性、遞進性的特征。
MOOCs和可汗學院教育思想和教學模式正引起國內(nèi)外高等院校的深刻反思和積極應對。在電力系統(tǒng)分析課程中，結(jié)合課程內(nèi)容的邏輯關(guān)系和工程應用，設計微課程，制作微課程教學視頻，設計微課程測試小問題和試題，巧妙設計答案。將微課程在線視頻作為教學的線上環(huán)節(jié)，學生在課堂外先在線“聽課”，課堂內(nèi)則側(cè)重深入的分享、探討和問題解決，實現(xiàn)“翻轉(zhuǎn)課堂”。由于微課程時間只有幾分鐘，內(nèi)容精短，集中說明一個問題，既能輔助教師課堂教學，又可以作為學生自學的學習材料。在視頻課程中，常會彈出若干小問題，由學生回答，回答不正確，后續(xù)視頻就不往下走，以檢測學生是否明白教師所講的內(nèi)容，有利于學生集中注意力和積極思考。
在課程網(wǎng)頁上，按課程模塊提供公開視頻課，提供測試平臺，便于學生系統(tǒng)連貫地學習。提供網(wǎng)上虛擬實驗平臺和實驗項目，學生在網(wǎng)上進行設計、實驗、分析、總結(jié)等。提供案例庫和項目庫，學生可自主選擇、探討和完成，學生也可組成項目組，合作研討完成。創(chuàng)建網(wǎng)上交互空間和論壇，學生可以自由提問，教師網(wǎng)上作答，也可以對提出的問題進行分類排序，重點回答大家關(guān)心的問題；鼓勵學生間互教互學，通過互助解決學習中的疑難問題。
六、需要處理好的幾個關(guān)系和問題
在課程綜合改革中，要實現(xiàn)以教為主向以學為主轉(zhuǎn)變，以課堂為主向以課內(nèi)課外并重轉(zhuǎn)變，以學校教育向面向工程教育轉(zhuǎn)變，這些都對教師提出了更高的要求，同時也要處理好以下幾個方面的關(guān)系和問題。
1.講與學的關(guān)系
在講與學的關(guān)系中，就是要處理好教師與學生在教學過程中的作用問題。以學為主的教學，應以學生為中心，以學生的學習為出發(fā)點，培養(yǎng)學生的學習興趣、學習能力，保障學習效果，提高學習質(zhì)量。
教師在教學過程中，如果大包大攬、面面俱到，將所有內(nèi)容都講得很細很透，缺乏啟發(fā)和引導，缺少問題引入，缺少互動和探討，學生便會懶于思考，只是一味聽講、接受和記憶。這種教學，學生提不出問題，沒有疑慮，似乎所有內(nèi)容都懂，也很少主動查閱相關(guān)文獻資料，缺乏深入學習和探討，只能知其然不知其所以然，知此不知彼。為此，教師在教學中要注重引入問題，講問題的背景，講解決問題的理論和方法，講思路，講方法，講應用，還要拋出未解之問題等，給學生更多的思考空間，側(cè)重思考問題、探討問題和解決問題。
學生在教學過程中，應做好課前、課內(nèi)和課后事。課前，學生通過教材、講義和網(wǎng)上資源對課程內(nèi)容進行預習、思考，并提出問題，發(fā)現(xiàn)難點，并試著去解決。課內(nèi)，學生要帶著問題聽課，帶著疑慮聽課，帶著思考聽課，帶著探討聽課，與教師互動，與教師交流和探討，通過老師講解，解開自己的困惑。課后，學生要主動查閱有關(guān)文獻資料，深入探討和研究相關(guān)問題，通過測試題和項目應用檢驗自己的學習效果，主動應用所學理論和方法去解決實際問題，解釋工程問題、現(xiàn)象，把握問題本質(zhì)等。
2.學與做的關(guān)系
學習的目的在于應用，在于解決問題。學是基礎(chǔ)，用是目的，有了堅實的基礎(chǔ)才能更好地應用，只有應用和解決實際問題，才能更好、更自覺地學習。所以，學生的學習，不能僅停留在看懂、讀懂和學懂，僅停留在學習層面、記憶層面，僅為了考試過關(guān)，而更應該注重知識的應用，多實踐、多練習、多動手。在教學設計中，要為學生的練習、訓練和實踐提供資源、平臺和機會，要貼近工程。例如，習題和測試題的設計應取自于工程實例，數(shù)據(jù)、參數(shù)、模型和結(jié)果應與工程實際相符；給出系統(tǒng)、原始數(shù)據(jù)和運行條件，能正確建模、分析和計算，以工程觀點對計算結(jié)果進行分析、評估、評價，并能提出解決方案、措施或建議；提供工程案例、項目和任務，學生自行或互助地開展設計、分析和計算，提交實施方案，要有理論、有依據(jù)、有分析，有過程、有結(jié)論；開放實驗室、仿真平臺，提供各類工具，可在動模系統(tǒng)上進行實驗，也可在計算機仿真系統(tǒng)上進行分析、計算；在發(fā)電廠、變電所、供配電所或調(diào)度等生產(chǎn)實踐中，能應用所學理論對系統(tǒng)運行現(xiàn)象、狀態(tài)等進行分析和解釋。
在課程學習中，要注重培養(yǎng)學生做到“四會”，即會讀、會用、會寫、會講。“會讀”就是學生要會讀書，會學習，有學習能力；“會用”是學生會應用所學知識分析問題、解決問題，能理論聯(lián)系實際，具有工程意識；“會寫”是學生要會撰寫報告、方案等，有科學規(guī)范的文字表達能力；“會講”是學生要能進行技術(shù)交流，能講清思路、方案等，具有一定的口語表達能力，敢于進行交流、溝通，在交流中獲得認可，在交流中得到提高。
3.課程教學與人才定位
課程教學應符合人才培養(yǎng)定位。從教育層次定位上，有高職高專教育層次、本科教育層次和研究生教育層次。不同層次的課程教學，在其內(nèi)容和教學方法上應與其層次相適應，不能降低也不能拔高，例如有些升本時間不長的本科院校，課程教學內(nèi)容與高職高專內(nèi)容差別不大，教學也還多沿用以前的方法；而一些研究性大學的課程在教學內(nèi)容又有向研究生教育要求方向發(fā)展。在工科類本科院校人才培養(yǎng)中，有應用性人才和創(chuàng)新性人才，或為職業(yè)技術(shù)人才和學術(shù)性人才。應用性人才的培養(yǎng)更加注重應用能力、實踐能力培養(yǎng)，創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)更加注重探索能力、研究能力和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。所以，在構(gòu)架課程體系、教學內(nèi)容和教學方法時，應與此相適應。否則，會違背教育規(guī)律，違背人才培養(yǎng)目標，不能保障人才培養(yǎng)質(zhì)量。
4.課程銜接問題
在制訂人才培養(yǎng)方案中，要合理確定課程間的順序銜接和內(nèi)容銜接問題，以保障教學正常進行。電力系統(tǒng)分析課程應以電路、電機學和電子技術(shù)（包括電力電子技術(shù)）和自動控制原理等為先修課程，發(fā)電廠電氣、電力系統(tǒng)繼電保護、電力系統(tǒng)自動化等為其后續(xù)課程。在課程順序安排中確有困難時，電力系統(tǒng)課程也可與一些先修或后續(xù)課程交叉同步進行，但要注意內(nèi)容的銜接問題，否則會影響教學質(zhì)量。
將發(fā)電廠課程設計和繼電保護課程設計與電力系統(tǒng)課程設計相結(jié)合，形成三課一體的課程設計任務，使得學生能更好地將多門課程知識融會貫通，訓練學生的綜合應用能力。設置專業(yè)綜合實驗，以多機電網(wǎng)為實驗對象，涵蓋多門課程內(nèi)容，內(nèi)容間相互聯(lián)系，互為耦合，通過綜合實驗使學生對電力系統(tǒng)運行、保護、控制、調(diào)度等有更加、深入的認識。
電力系統(tǒng)分析論文:并行處理在電力系統(tǒng)分析中的應用分析
摘 要：由于電力系統(tǒng)本身的復雜性和龐大性，對電力系統(tǒng)的實時分析變得越來越重要。而并行處理技術(shù)具有實時高效的特性。因此，并行處理成為電力系統(tǒng)分析中極其重要的部分。該文通過將并行處理技術(shù)和電力系統(tǒng)分析結(jié)合起來，可以得到更加專業(yè)化、性價比更高的并行計算系統(tǒng)。
關(guān)鍵詞：并行處理 電力系統(tǒng)分析 并行計算系統(tǒng)
電力系統(tǒng)有很多復雜的分析計算，包括潮流計算、電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析、電磁暫態(tài)實時仿真、電力系統(tǒng)能量管理、電力系統(tǒng)規(guī)劃等。隨著電力系統(tǒng)的越來越龐大和復雜，電力系統(tǒng)分析也變得越來越復雜，計算越來越繁雜。為了提高電力系統(tǒng)分析計算的速度，多年來人們從算法上進行了深入的研究。但是串行計算技術(shù)仍然不能有效地解決單個處理器的運算速度問題。隨著并行計算技術(shù)的發(fā)展，新的理論、新的硬件和新的算法設計技術(shù)為電力系統(tǒng)分析帶來了新的發(fā)展契機。
1 并行處理技術(shù)
電子計算機從20世紀40年代問世以來，基本上是按照馮?諾依曼的計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計的，這是一種串行處理計算機。然而隨著計算機應用的逐步擴大，傳統(tǒng)串行計算機系統(tǒng)已經(jīng)不能適應新環(huán)境下的計算性能需求。因此，并行處理技術(shù)也應運而生。微電子、超大規(guī)模集成電路、高性能處理機、封裝技術(shù)的發(fā)展為并行處理技術(shù)打下了基礎(chǔ)。
1.1 并行處理技術(shù)概述
并行一般指在同一時刻或者同一時間間隔內(nèi)完成兩種或兩種以上的操作，操作性質(zhì)可以相同也可以不同。并行一般要求在時間上相互重疊。并行處理技術(shù)一般有三種形式：時間并行、空間并行、時間并行+空間并行。
（1）時間并行指時間重疊，時間并行的具體實現(xiàn)就是目前計算機上應用廣泛的流水線技術(shù)。同一套硬件對不同的計算任務連續(xù)不斷地執(zhí)行，而不需要等待一個任務的全部完成再執(zhí)行下一條指令。（2）空間并行指資源的重復，主要實現(xiàn)方法是使用多處理機系統(tǒng)，采用空間優(yōu)勢實現(xiàn)并行處理。（3）時間并行+空間并行綜合使用上述兩種方法，以得到更快的處理速度。
1.2 并行處理技術(shù)的要點
并行處理技術(shù)是各種軟件、硬件、操作系統(tǒng)相結(jié)合的技術(shù)。主要研究熱點為：并行系統(tǒng)、并行算法、并行操作系統(tǒng)等。
并行系統(tǒng)主要研究并行處理技術(shù)的硬件方面，研究如何將眾多的處理機（網(wǎng)絡中的或本地的）和存儲系統(tǒng)、輸入輸出系統(tǒng)組成一個完整的并行處理系統(tǒng)。包括硬件的連接、拓撲方式、同步通信機制、軟硬件配置等。
并行操作系統(tǒng)主要用于并行系統(tǒng)間的通信和同步，支持并行計算，實現(xiàn)進程間的通信，并且要均衡分配計算任務，以使系統(tǒng)達到計算能力較大化。并行操作系統(tǒng)主要有多處理機并行操作系統(tǒng)、多計算機并行操作系統(tǒng)。
并行算法是并行處理技術(shù)中的一個研究熱點。理論上，傳統(tǒng)的串行算法無法在并行系統(tǒng)下直接運行，需要對其進行并行化處理才能運行。基本上需要從新設計并行的算法。并行算法主要研究如何將計算任務分解成能在并行系統(tǒng)上執(zhí)行的任務，實現(xiàn)并行處理。并行算法優(yōu)劣的評價通常采用以下指標：并行加速比、可擴展性、效率、成本、復雜性。
2 并行處理在電力系統(tǒng)分析中的應用
電力系統(tǒng)的并行處理主要是為了提高電力系統(tǒng)分析計算能力，增強實時計算性能。因為電力系統(tǒng)是一個快速變化的非線性系統(tǒng)。不同的電力系統(tǒng)計算任務具有不同的并行性和數(shù)據(jù)相關(guān)性，針對電力系統(tǒng)中不同的計算需求，通過認真研究和的算法設計，才能獲得好的并行計算結(jié)果。
2.1 并行處理在潮流計算中的應用
潮流計算即在給定電力系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)、元件參數(shù)、發(fā)電量、負荷參量的條件下，計算出有功功率、無功功率和電壓在電網(wǎng)中的分布等數(shù)據(jù)。潮流計算描述了電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)情況，是電力系統(tǒng)計算中的重要部分。
傳統(tǒng)的串行解法綜合運用了稀疏矩陣、三角分解前代和回代、節(jié)點編號優(yōu)化、快速分解法等相關(guān)技術(shù)和技巧。在潮流計算中串行算法已經(jīng)發(fā)展得比較成熟。目前，針對并行化潮流計算，研究重點主要集中在并行化三角分解前代和回代等方面。通過對矩陣分塊法的的并行求解來實現(xiàn)并行性。通過降低較大因子路徑的長度來減少順序執(zhí)行的步數(shù)，采用能夠應用于向量機的向量化算法。通過超立方體結(jié)構(gòu)找到穩(wěn)態(tài)大矩陣的特征值以及特征向量。通過實踐得到的一些結(jié)論表明，快速分解牛頓法的并行化算法可以獲得接近10的加速比。
通過對現(xiàn)有的一些并行算法的研究，可以得出結(jié)論。新的并行算法都試圖使相互依賴的前代和回代步數(shù)最小。但是在這些并行性算法中有著較大的限制。有些雖然可以將加速比提高到10左右，但是付出了較高的性能代價。由于迭代過程中前后依賴性大的困難一時難以克服，并行化潮流計算的瓶頸難以突破，有時強制的并行化算法反而比串行算法性能更差。
2.2 并行處理在電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定中的應用
暫態(tài)穩(wěn)定問題可以描述為求解一組非線性微分方程和代數(shù)方程。通過并行處理技術(shù)能極大地提高計算速度。
暫態(tài)穩(wěn)定問題的并行化有兩種方法。（1）將系統(tǒng)的變量分組，進行空間并行化。（2）通過幾個時間段同時求解，稱為時間并行化。最直接的并行化方法是按照發(fā)電機將微分方程進行分組，形成多個方程組，通過代數(shù)方程來實現(xiàn)各個微分方程組之間的耦合。時間并行是通過建立每個時間段的牛頓方程，同時求解來實現(xiàn)并行計算。
2.3 并行處理在能量管理中的應用
電力系統(tǒng)的能量管理包括SCADA、AGC/EDC、電力系統(tǒng)靜態(tài)安全分析、電力系統(tǒng)動態(tài)安全分析等。自從計算機硬件性能的大幅提升和工作站性價比的提高，能量管理系統(tǒng)已經(jīng)得到了空前的發(fā)展。從集中的、孤立的系統(tǒng)發(fā)展為分布式、網(wǎng)絡化、開放的系統(tǒng)。整個系統(tǒng)由多臺計算機組成，通過網(wǎng)絡互相連接。系統(tǒng)的功能分布在不同的計算機上，可擴展性得到了很大提高。在分布式系統(tǒng)上，通過并行處理技術(shù)實現(xiàn)整個能量管理系統(tǒng)的協(xié)同工作，極大地提高了工作效率，為并行化計算提供基本的硬件優(yōu)勢，適應電力系統(tǒng)的計算特點。因此，得到了很好的發(fā)展。
3 結(jié)語
電力系統(tǒng)的規(guī)劃和建設要考慮整個國家經(jīng)濟發(fā)展和城市建設，考慮資源的合理配置和開發(fā)利用。對這些設備之間的配合、方案設計需要進行大量的比較和計算。電力系統(tǒng)的實時計算要求也對系統(tǒng)提出了更高的要求，因此并行處理技術(shù)作為一種良好的提高計算速度的技術(shù)在電力系統(tǒng)中得到了應用。
電力系統(tǒng)分析論文:電力系統(tǒng)分析教學方法探討
【摘要】通過電力系統(tǒng)分析理論課和仿真教學實踐經(jīng)驗及教學研究心得，以某高校電氣工程及其自動化本科專業(yè)為例，分析中外經(jīng)典教材的優(yōu)缺點，探討新形勢下的教學方法，構(gòu)建更加符合現(xiàn)代教學要求和學生需求的教學方法。
【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)分析 教學方法 實踐經(jīng)驗
電力系統(tǒng)分析課程是各高等院校電氣工程及其自動化專業(yè)的核心專業(yè)課程，是該專業(yè)學生知識體系的重要組成部分，同時也是該專業(yè)學生畢業(yè)后工作或深造的必修課程。但是，對于電力系統(tǒng)分析課程而言，該課程涉及的知識面廣，對電路原理、電機學、電力電子技術(shù)等先修課程的要求較高，同時，近年來世界范圍內(nèi)智能電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展迅猛，各種新技術(shù)層出不窮，這些因素都給課程體系的優(yōu)化設計提出了更高的要求。要求該課程在有限的課時內(nèi)，基于多門先修課程的基礎(chǔ)知識，系統(tǒng)講授電力系統(tǒng)靜態(tài)分析方法，并結(jié)合新興技術(shù)提高學生學習興趣與專業(yè)技能。
1教材的選擇
1.1國外經(jīng)典教材
現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析與控制起源于國外，國外的電力系統(tǒng)研究者和教學工作者在幾十年的發(fā)展過程中積累了大量的寶貴經(jīng)驗，也出版了多本經(jīng)典教材，如Robert H. Miller等編著的《Power System Operation》、Turan Gonen編著的《Modern Power System Analysis》、Prabha Kundur編著的《Power System Stability and Con？鄄trol》等。這些教材對電力系統(tǒng)分析的理論講解透徹，深入淺出，且經(jīng)過幾十年時間的檢驗，其教學價值得到廣泛的認可。
雖然國內(nèi)外電力系統(tǒng)分析的基本原理是相同的，但是由于電力系統(tǒng)運行機制的不同，國外教材對培養(yǎng)我國電力系統(tǒng)人才具有一定的局限性。此外，由于電力系統(tǒng)分析課程主要針對本科二、三年級的學生，使用國外經(jīng)典教材進行雙語或全英授課難度較大。
1.2國內(nèi)經(jīng)典教材
國內(nèi)的高校雖然較國外高校而言在現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析領(lǐng)域的教學起步較晚、差距較大，但是近年來在國家政策的大力扶持下，取得了快速的發(fā)展。同時，也形成了幾本的教材，如東南大學陳衍編著的《電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析》、華中科技大學何仰贊等編著的《電力系統(tǒng)分析》、四川大學劉天琪等編著的《電力系統(tǒng)分析理論》等。這些教材從簡單知識入手，由淺入深，分析透徹，自成體系。
針對國內(nèi)本科電力系統(tǒng)分析教學的現(xiàn)狀，可以選擇國內(nèi)出版的講解清晰、的教材為主線，并以國外經(jīng)典教材為輔助。
2.教學方法的改進
電力系統(tǒng)分析課程作為電氣工程及其自動化專業(yè)核心課程，對電路原理、電機學等基礎(chǔ)先修課程的要求較高，且由于電力系統(tǒng)設備大多屬于高壓設備，對實驗室資金投入的要求較高，國內(nèi)只有少數(shù)幾所高校具備開展電力系統(tǒng)動模實驗的條件。如果僅僅按照教材照本宣科，學生很難深入理解和掌握相關(guān)領(lǐng)域的知識。因此，在理論教學實踐中，穿插教材中所缺乏的仿真實驗，并結(jié)合生活實際經(jīng)驗講解相關(guān)原理，可以更好地幫助學生掌握理論知識。
2.1計算機仿真輔助教學
MATPOWER是一款基于MATLAB的開源電力系統(tǒng)仿真軟件，具有操作簡單、運行結(jié)果等優(yōu)點，可以滿足一般電力系統(tǒng)計算和分析的需要，進行簡單講解后學生即可獨立操作，作為對理論教學的輔助。
例如，在電力系統(tǒng)電壓調(diào)整章節(jié)，根據(jù)如圖1所示的電壓調(diào)整原理圖，得到如式（1）所示的電壓調(diào)整關(guān)系式，進而得出電壓調(diào)整的四種措施：即改變發(fā)電機機端電壓、改變變壓器變比、改變負荷功率分布和改變網(wǎng)絡參數(shù)。
圖1 電壓調(diào)整原理圖
Vi=VGk1-■k2 （1）
但是，按部就班的理論推導難免枯燥和抽象，通過MATPOWER仿真軟件，可以簡單地通過修改相應系統(tǒng)參數(shù)，經(jīng)過潮流計算后便可直觀地觀察節(jié)點電壓的變化情況，加深學生對知識的理解與記憶。
總的來說，MATPOWER是一款可以在Windows環(huán)境下方便使用的開源電力系統(tǒng)仿真軟件，可以方便地應用于課堂教學演示或課后仿真實驗。
2.2理論與實踐相結(jié)合教學
電力系統(tǒng)分析課程具有概念多、抽象和難以理解的特點，學生普遍反映所學知識與實際生活經(jīng)驗較難結(jié)合，教學內(nèi)容較為枯燥等問題。因此，在教學實踐中應努力將理論與實踐相結(jié)合，讓學生學得有興趣，學以致用。
例如，在講解“斷路器”這一常用電力設備時，如僅僅從其滅弧的原理和作用角度進行講解，往往得不到較好的教學效果。因此，作者在教學實踐中嘗試首先從電網(wǎng)電弧入手，講解電力系統(tǒng)中滅弧的重要性;然后，從生活中“斷電幾秒自動恢復”的現(xiàn)象，引入“自動重合閘”的介紹;，從電網(wǎng)操作安全的角度，講解“斷路器”和“隔離開關(guān)”之間的區(qū)別與聯(lián)系，以及電網(wǎng)檢修過程中兩者的操作順序。實踐表明，通過以上教學方法的應用，學生概念掌握清晰，且記憶深刻，取得了較好的教學效果。
此外，還可以用生動活潑的表達方式，激發(fā)學生學習的興趣。例如，電壓調(diào)整的方法大多是通過增加或減少無功功率的供給來達到調(diào)壓的目的，但是改變變壓器變比的方法是一個例外，因為其本身并不產(chǎn)生或消耗無功功率。如僅僅從改變變壓器變比進行調(diào)壓原理的角度進行講解，說明該調(diào)壓方式只適用于電網(wǎng)局部調(diào)壓的局限性，學生理解較為困難，記憶不深刻。因此，作者采用“我不生產(chǎn)無功，我只是無功的搬運工”這一描述，闡述改變變壓器變比的調(diào)壓原理，可有效激發(fā)學生興趣，加強記憶。
3.結(jié)束語
近年來，借助我國建設堅強智能電網(wǎng)的大背景，我國高校電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)的人才培養(yǎng)工作取得了快速發(fā)展。本文積極探索提高電力系統(tǒng)分析課程教學效果的教學方法，從教材的選擇和教學方法的改進兩個角度進行了較為詳盡的探討。作者所做的這些努力，在實踐中獲得了學生的普遍認可，同時也希望這些經(jīng)驗與方法可以為兄弟院校相關(guān)專業(yè)的教學提供參考和借鑒。
電力系統(tǒng)分析論文:淺談電力系統(tǒng)分析實踐教學探索
摘 要：電力系統(tǒng)分析為電氣工程學科的重要組成部分，是電氣類有關(guān)專業(yè)學生的必修課程之一，為了使學生更好地掌握這門課程的專業(yè)知識、培養(yǎng)學習興趣、提高專業(yè)實踐能力，提出通過搭建電力系統(tǒng)自動化與監(jiān)控實踐平臺結(jié)合該課程完成實踐教學任務。論述了利用電力系統(tǒng)綜合自動化實踐平臺和電力系統(tǒng)監(jiān)控實踐平臺與電力系統(tǒng)分析課程內(nèi)容相結(jié)合可開發(fā)的相關(guān)實驗，并結(jié)合學校的大學生創(chuàng)新項目、課程設計和畢業(yè)設計開設相關(guān)課題研究。
關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)分析；電力系統(tǒng)自動化與監(jiān)控實踐平臺；實踐教學
0 引言
電力系統(tǒng)分析課程主要包含電力系統(tǒng)潮流分布計算、電力系統(tǒng)有功功率和頻率調(diào)整、電力系統(tǒng)無功功率和電壓調(diào)整、電力系統(tǒng)短路計算等內(nèi)容，為電氣工程學科的重要組成部分，是電氣類有關(guān)專業(yè)學生的必修課程之一，為了使學生更好地掌握這門課程的專業(yè)知識、培養(yǎng)學習興趣、提高專業(yè)實踐能力，寧夏理工學院結(jié)合教學內(nèi)容，搭建了電力系統(tǒng)實踐平臺。該實踐平臺綜合性強，要求學生掌握“工廠供電”、“電力系統(tǒng)分析”、“電氣控制技術(shù)”、“電力系統(tǒng)繼電保護”等相關(guān)課程知識。指導教師在實驗課前要對相關(guān)實驗項目進行操作和分析計算，確保實驗安全和，實驗過程以學生動手為主教師指導為輔共同完成實踐教學任務。由于屬于新建實踐教學平臺，缺乏相關(guān)專職實驗管理和開發(fā)人員，目前僅開發(fā)了三個實驗：發(fā)電機啟動和運轉(zhuǎn)實驗、同步發(fā)電機手動準同期并網(wǎng)實驗、單機帶負荷實驗。需要結(jié)合電力系統(tǒng)分析課程內(nèi)容，開發(fā)相關(guān)實驗和相關(guān)課題研究，將對電力系統(tǒng)分析實踐教學起到良好的促進作用。
1 電力系統(tǒng)實踐平臺簡介
電力系統(tǒng)實踐平臺由電力系統(tǒng)綜合自動化實踐平臺和電力系統(tǒng)監(jiān)控實踐平臺兩部分構(gòu)成。
電力系統(tǒng)綜合自動化實踐平臺是一套可模擬發(fā)電過程、各種電力故障、有功和無功功率調(diào)整等功能的整合實驗設備，反映了傳統(tǒng)發(fā)電廠電能從產(chǎn)生升壓傳輸降壓分配等完整的供電原理。該套實驗設備包括了原動機、發(fā)電機、控制柜、實驗操作臺、三相可調(diào)負載箱和自耦調(diào)壓器。其中原動機由一臺功率3KW、電壓400V、轉(zhuǎn)速1500rpm的直流發(fā)電機組成；三相同步發(fā)電機輸出功率2KW，功率因素0.8，電壓400V，轉(zhuǎn)速1500rpm，直流電動機和同步發(fā)電機由聯(lián)軸器軟連接在一起；控制柜由測量儀表單元、原動機控制單元、發(fā)電機勵磁單元、準同期單元、外圍設備接口單元、電源單元組成；實驗操作臺由輸電線路單元、微機線路保護單元、控制方式選擇單元、監(jiān)測儀表單元、指示單元、設置單元和外圍設備接口單元組成；由15KVA自耦調(diào)壓器來擬無窮大系統(tǒng)；三相可調(diào)負載箱包括阻性負載和感性負載。
電力系統(tǒng)監(jiān)控實踐平臺是一個集系統(tǒng)開放化、結(jié)構(gòu)微機化、監(jiān)控屏幕化、功能綜合化和電力潮流結(jié)構(gòu)多樣化為一體的綜合自動化實踐平臺，主要由計算機系統(tǒng)、實驗操作臺和模擬無窮大系統(tǒng)組成，與電力系統(tǒng)綜合自動化實踐平臺配合共同完成相關(guān)實驗項目。該實踐平臺能夠面向院校新建課程體系，組建開放式實驗室和培訓中心，有利于提高學生的實踐能力和創(chuàng)新思維能力，為電氣類有關(guān)專業(yè)學生以后走向工作崗位打下堅實的專業(yè)基礎(chǔ)和動手能力。
2 電力系統(tǒng)實踐平臺與電力系統(tǒng)分析課程結(jié)合可開發(fā)的實驗
電力系統(tǒng)分析課程主要包括電力系統(tǒng)潮流分布計算、電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整、電力系統(tǒng)的無功功率和電壓調(diào)整、電力系統(tǒng)三相短路的分析與計算、電力系統(tǒng)不對稱故障的分析與計算等部分。
根據(jù)電力系統(tǒng)實踐平臺特點，結(jié)合電力系統(tǒng)分析課程內(nèi)容，通過電氣類教師實踐與論證最終可開發(fā)的實踐項目有：
（1）發(fā)電機組的起動與運轉(zhuǎn)實驗；
（2）同步發(fā)電機勵磁控制實驗，包括不同控制角對應的勵磁電壓波形實驗、典型方式下的同步發(fā)電機起勵實驗、勵磁調(diào)節(jié)器控制方式及其相互切換實驗、跳滅磁開關(guān)滅磁和逆變滅磁實驗、伏赫限制實驗、欠勵限制實驗、同步發(fā)電機強勵實驗、調(diào)差實驗、過勵磁限制實驗；
（3）同步發(fā)電機準同期并列運行實驗，包括自動準同期條件測試實驗、線性整步電壓形成（相敏環(huán)節(jié)）測試實驗、壓差-頻差和相差閉鎖與整定實驗、導前時間整定及測量方法實驗、手動準同期并網(wǎng)實驗、半自動準同期并網(wǎng)實驗、自動準同期并網(wǎng)實驗；
（4）單機-無窮大系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行方式實驗；
（5）電力系統(tǒng)功率特性和功率極限實驗；
（6）電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定實驗；
（7）單機帶負荷實驗；
（8）同步發(fā)電機實驗，包括同步發(fā)電機空載實驗和短路實驗、同步發(fā)電機V形曲線實驗、同步發(fā)電機外特性實驗。
3 課題研究與電力系統(tǒng)實踐平臺的結(jié)合
寧夏理工學院電氣類有關(guān)專業(yè)師生可根據(jù)THLZD-2型電力系統(tǒng)綜合自動化實踐平臺和THLDK-2 型電力系統(tǒng)監(jiān)控實踐平臺的特點和現(xiàn)有設備，擬定出與實際生產(chǎn)相結(jié)合的或者理論研究型的大學生創(chuàng)新性項目、課程設計、畢業(yè)設計或科研課題。如對電力系統(tǒng)三相不對稱短路電流的故障研究，可以通過該實踐平臺構(gòu)建與實際情況高度相似的模型進行大量可行性研究實驗，設置不同短路故障類型進行實驗研究，得到實驗數(shù)據(jù)，并對實驗數(shù)據(jù)進行分析；
另外，該實踐平臺可以針對學校新開設課程體系，創(chuàng)建開放式實踐教學平臺，即學生結(jié)合課堂理論知識、相關(guān)企業(yè)實踐和校內(nèi)實踐平臺來學習專業(yè)知識和技能，通過這種開放式實踐教學平臺，能夠提高學生的工程實踐能力、專業(yè)綜合素質(zhì)和創(chuàng)新思維，打破傳統(tǒng)的只注重理論教學，輕實踐教學的模式，為電力行業(yè)培養(yǎng)更多 “有理想，有道德，懂技術(shù)，會管理”的高素質(zhì)應用型人才。
4 結(jié)束語
為了讓學生更好地掌握電力系統(tǒng)分析課程的專業(yè)知識、培養(yǎng)學習興趣、提高專業(yè)實踐能力，本文提出通過與電力系統(tǒng)實踐平臺相結(jié)合，開發(fā)相關(guān)實踐項目。電氣類有關(guān)專業(yè)師生也可結(jié)合該實踐平臺資源，進行大學生創(chuàng)新性項目實踐、課程設計和畢業(yè)設計，以及教師的科研項目研究工作。
電力系統(tǒng)分析論文:應用型人才培養(yǎng)目標下電力系統(tǒng)分析課程教學改革與實踐
摘要：應用型人才培養(yǎng)目標下，《電力系統(tǒng)分析》作為應用型電氣工程及自動化專業(yè)的一門核心主干課程，對提高學生的理論知識和培養(yǎng)學生的實踐動手能力，具有很重要的作用。本文圍繞應用型本科電氣工程及自動化專業(yè)《電力系統(tǒng)分析》課程教學中存在的問題，闡述了教學內(nèi)容改革思路和方法，體現(xiàn)了應用型本科“理論與實踐相結(jié)合”的特色。
關(guān)鍵詞：應用型；電力系統(tǒng)分析；教學改革；實踐
一、引言
應用型本科是以本科教育辦學定位為標準，以培養(yǎng)應用型人才為核心的高校新型教育模式，既強調(diào)“實踐能力”，又強調(diào)“創(chuàng)新能力”。電力系統(tǒng)分析作為電氣類專業(yè)的基礎(chǔ)課程，如何來體現(xiàn)應用型本科特色，培養(yǎng)技能型和崗位型人才，主要體現(xiàn)兩個方面：一是“知識素質(zhì)”；二是“能力素質(zhì)”。知識素質(zhì)主要表現(xiàn)為：專業(yè)知識面要寬泛，專業(yè)知識深度不宜過高，公式和定理的推導、證明適當省略，注重結(jié)論的應用性；能力素質(zhì)主要表現(xiàn)為：強化操作技能和規(guī)范，提高實踐動手能力和綜合素質(zhì)能力。因此應用型本科《電力系統(tǒng)分析》課程“突出應用特色，注重實踐能力，提高教學質(zhì)量”的教學改革目標，并圍繞地方經(jīng)濟發(fā)展為基礎(chǔ)，以突出應用型特色作為教學改革的前提，以提高教育教學質(zhì)量作為改革的目標。
《電力系統(tǒng)分析》課程作為電氣工程專業(yè)的主干課程之一，它不但有大量的理論概念和基本計算，而且工程應用實踐性較強，對該專業(yè)的課程體系起到承上啟下的作用，它既是線性代數(shù)、電路基礎(chǔ)、電機與電氣控制、電力電子等課程的總結(jié)，也是工廠供配電技術(shù)、電力系統(tǒng)繼電保護自動裝置等專業(yè)課程的基礎(chǔ)，在電氣工程專業(yè)教學和應用型本科培養(yǎng)高質(zhì)量、高素質(zhì)學生有十分重要的地位。近些年，隨著電力系統(tǒng)行業(yè)的智能化程度的快速發(fā)展，對電氣工程專業(yè)應用型學生培養(yǎng)的能力要求越來越高，也就對《電力系統(tǒng)分析》課程提出了更高的定位，原有的教育教學模式已不能滿足電力行業(yè)建設的需要，不能體現(xiàn)應用型教育的發(fā)展特色。
二、《電力系統(tǒng)分析》課程教學中存在的問題
1.學習興趣不濃：《電力系統(tǒng)分析》課程部分內(nèi)容抽象、公式多、計算多、系統(tǒng)性和邏輯性較強，學生學習缺乏興趣，“教師教”和“學生學”都很困難。
2.教學內(nèi)容沒有與時俱進。電力系統(tǒng)行業(yè)更新速度較快，教材中的內(nèi)容雖然也在不斷有新版本出現(xiàn)，但無法充分體現(xiàn)近十多年來本學科的近期進展和前沿動態(tài)。
3.教學方法、手段和形式單一。多媒體教學等現(xiàn)代化教學手段沒有普及。首先，現(xiàn)有《電力系統(tǒng)分析》課程在教學上理論性強，內(nèi)容上有大量的矩陣計算和矢量電路圖形，所以用傳統(tǒng)的板書教學，形式比較單一，教師也必須在課堂上占用大量時間進行公式推導和畫圖，教學效率較低，教學效果偏差；其次，《電力系統(tǒng)分析》課程工程實踐較強，實際的電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運行方式僅靠講授來體現(xiàn)，無法更直觀、更形象地將教學內(nèi)容呈現(xiàn)在學生面前，不符合應用型人才培養(yǎng)的需要。
4.理論與實踐教學相脫節(jié)。應用型本科注重培養(yǎng)學生的實踐動手能力，《電力系統(tǒng)分析》課程教學模式偏重于基本概念和計算方法，缺少實踐環(huán)節(jié)。
三、《電力系統(tǒng)分析》課程教學內(nèi)容改革思路和方法
（一）教學思想的更新
在教學思想上，必須牢固樹立“突出應用特色，注重實踐能力，提高教學質(zhì)量”的目標。以應用型本科教學為培養(yǎng)模式。在教學形式上，擺脫單一化的形式，讓學生運用基本理論知識參與實際系統(tǒng)開發(fā)，提取系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)和拓撲結(jié)構(gòu)。培養(yǎng)學生面對工程實踐的應用能力。促進教學研究互相結(jié)合，使學生更了解本學科的前沿知識。
（二）教學內(nèi)容的優(yōu)化
為了適應應用型本科教學，針對《電力系統(tǒng)分析》課程教學改革所應體現(xiàn)的知識和能力素質(zhì)，我們對課程的教學內(nèi)容作了調(diào)整和優(yōu)化，并提出了新的教學要求，具體從以下三方面進行：
1.修訂人才培養(yǎng)設置，壓縮理論學時，增加實踐內(nèi)容，形成新的教學模式。應用型本科院校培養(yǎng)人才的最終目標是以服務地方經(jīng)濟為出發(fā)點，所以在講授基本理論的同時，讓學生實際參與整個電力系統(tǒng)的構(gòu)想、設計、運行和優(yōu)化，使學生的實際工程訓練能力得到提高。
2.增加輔助教材，充分了解學科前沿。在選用課程的教材時，采用規(guī)劃教材為主，增加輔助教材編寫。通過輔助教材可以了解本行業(yè)國內(nèi)外的科研成果。重點是將理論內(nèi)容穿插在實踐課中講授，讓學生從實踐中去深入了解目前本行業(yè)發(fā)展的前沿和熱點問題。這樣能有效的鞏固專業(yè)知識，提高學生的專業(yè)學習興趣；同時考慮到電氣工程及自動化專業(yè)學生畢業(yè)后大部分將為本地區(qū)的電力行業(yè)服務，在電力網(wǎng)介紹和潮流（包括簡單潮流和復雜潮流）計算講解的時候，多以實際電網(wǎng)系統(tǒng)運行狀態(tài)為例，實現(xiàn)應用型本科人才培養(yǎng)目標定位。
3.增加課程設計。課程設計是對《電力系統(tǒng)分析》課程的一個綜合性實踐教學，把知識點進行整體性回顧。《電力系統(tǒng)分析》課程包含兩個課程設計：一是潮流計算方面，它是電力系統(tǒng)很重要的計算，根據(jù)給定的電力系統(tǒng)的運行條件，確定穩(wěn)態(tài)運行時各參數(shù)的一種計算，可以分析研究電力系統(tǒng)規(guī)劃和運行時的各種問題進行檢驗和預知。通過這個課程設計，學生對穩(wěn)態(tài)分析過程有一個性的了解，提高分析問題的能力；一是短路計算方面，為了避免發(fā)生短路而正確選擇和設計系統(tǒng)上的電氣設備和繼電保護裝置，通過進行短路計算可以降低發(fā)生短路的后果，讓學生對發(fā)生短路時遇到的各種問題提前進行分析總結(jié)，提高解決問題的能力。
（三）采用現(xiàn)代化教學方法與手段
隨著教育信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，《電力系統(tǒng)分析》課程中傳統(tǒng)的板書式教學很難滿足現(xiàn)代教育教學的需要，用講授法根本無法描述清楚實際電力系統(tǒng)具體運行情況，學生理解上也存在困難。為了提高理論課的教學效果，吸引學生興趣，必須采用多元化的教學方法和手段。
1.課堂教學采用多媒體配合板書教。首先，在公式推導時沿用板書教學的優(yōu)點，吸引學生主動思考，整個推導過程全程參與，有助于對知識點的理解；其次，在講授比較抽象的內(nèi)容時結(jié)合多媒體演示，使教學內(nèi)容更加具體化、形象化和生動化，加深學生對內(nèi)容的理解，用多媒體結(jié)合板書教學在《電力系統(tǒng)分析》課程中起到事半功倍的效果。
2.仿真模擬教。為了使電力系統(tǒng)潮流變化等進一步形象化，呈現(xiàn)動態(tài)的變化過程。用計算機仿真動態(tài)模擬教學可以更生動直觀的表達，還可以將仿真軟件直接貫穿到學生的課程設計中，在對知識易于理解和掌握的同時，增加學生熟練話的程度，全程參與工程實踐，這是其他教學方法無法比擬的效果。
3.網(wǎng)絡教學。為充分利用學生的課余時間，運用翻轉(zhuǎn)課堂的教學方法，將《電力系統(tǒng)分析》課程包括教學大綱、教案課件、電子教材、參考資料、實踐指導、習題集及答案、授課視頻等，通過公共賬號上傳到網(wǎng)絡，讓學生提前預習、熟悉和了解，帶著問題進入課堂，課后還可以有效的復習回顧。另外，為方便學生學習，還設置了在線輔導、答疑和網(wǎng)上自測等網(wǎng)絡交流平臺。教學資源上網(wǎng)后能較好地解決學生課前預習、課后復習中遇到的相關(guān)問題，并有助于提高學生的自主學習能力，也是對課堂教學方法的多樣化提供了一個有力支持。
（四）培養(yǎng)學生的工程創(chuàng)新能力
為讓學生的理論和實踐有機結(jié)合，根據(jù)內(nèi)容不同，讓學生通過自愿組織成立學習小組，每小組全程參與教師的科研內(nèi)容，利用查閱資料、提出方案、實驗數(shù)據(jù)分析處理、論文撰寫等環(huán)節(jié)，使學生不但能鍛煉實際操作能力，又培養(yǎng)了團隊合作精神，拓寬了工程實踐視野，提高了工程創(chuàng)新能力。從現(xiàn)在開始，培養(yǎng)他們獨立動手的工作能力，提高學生對電力系統(tǒng)分析課程的學習積極性。
（五）加強實踐教學環(huán)節(jié)。
應用型本科注重學生實踐能力的培養(yǎng)，本課程的教學內(nèi)容十分抽象，且電力系統(tǒng)的控制，十分復雜、宏觀，學生無法憑想象來建立起知識體系。
1.組織學生參觀周邊發(fā)電廠、變電站以及一些工礦企業(yè)的電力設施，并邀請電力行業(yè)一線工程師講課，定期安排學生實習，讓學生對電力網(wǎng)、控制系統(tǒng)、變電站的結(jié)構(gòu)和工作原理有較深入的認識，有助于對理論教學的展開；
2.其次，通過加大《電力系統(tǒng)分析》課程的實驗，尤其是與實踐密切聯(lián)系的等值電路、潮流計算和對稱電路以及不對稱電路計算的實驗，進一步加深學生對基本計算方法的應用；
3.另外，建立電力系統(tǒng)仿真實驗室和實驗臺，通過對電力系統(tǒng)的動態(tài)模擬仿真，靈活的設置故障條件，分析穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)行為，吸引學生的興趣，提高他們的動手實踐能力，將實踐教學結(jié)合軟件仿真進行實驗，搭建實踐教學平臺，可以更直觀、生動地闡述電力系統(tǒng)運行過程，使電力系統(tǒng)分析不再是抽象的理論，能夠提高學生的實踐動手能力，讓其做到理論與實踐相結(jié)合，提高實踐教學水平。
三、總結(jié)
《電力系統(tǒng)分析》課程作為應用型電氣工程及自動化專業(yè)的一門重要的專業(yè)課程，對提高學生的理論知識和培養(yǎng)學生的實踐動手能力，具有很重要的作用。因此，只有把理論與實踐有機結(jié)合，形成有應用型特色的課程體系，切實提高高校的人才培養(yǎng)質(zhì)量，才能取得良好的教學效果，實現(xiàn)應用型人才培養(yǎng)的目標。
