电力系统分析范文

时间:2023-03-11 14:03:20

电力系统分析

电力系统分析范文第1篇

【关键词】电力系统分析 教学方法 实践经验

【中图分类号】G420 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2015)09-0230-01

电力系统分析课程是各高等院校电气工程及其自动化专业的核心专业课程,是该专业学生知识体系的重要组成部分,同时也是该专业学生毕业后工作或深造的必修课程。但是,对于电力系统分析课程而言,该课程涉及的知识面广,对电路原理、电机学、电力电子技术等先修课程的要求较高,同时,近年来世界范围内智能电网技术发展迅猛,各种新技术层出不穷,这些因素都给课程体系的优化设计提出了更高的要求。要求该课程在有限的课时内,基于多门先修课程的基础知识,系统讲授电力系统静态分析方法,并结合新兴技术提高学生学习兴趣与专业技能。

1教材的选择

1.1国外经典教材

现代电力系统分析与控制起源于国外,国外的电力系统研究者和教学工作者在几十年的发展过程中积累了大量的宝贵经验,也出版了多本经典教材,如Robert H. Miller等编著的《Power System Operation》、Turan Gonen编著的《Modern Power System Analysis》、Prabha Kundur编著的《Power System Stability and Con?鄄trol》等。这些教材对电力系统分析的理论讲解透彻,深入浅出,且经过几十年时间的检验,其教学价值得到广泛的认可。

虽然国内外电力系统分析的基本原理是相同的,但是由于电力系统运行机制的不同,国外教材对培养我国电力系统人才具有一定的局限性。此外,由于电力系统分析课程主要针对本科二、三年级的学生,完全使用国外经典教材进行双语或全英授课难度较大。

1.2国内经典教材

国内的高校虽然较国外高校而言在现代电力系统分析领域的教学起步较晚、差距较大,但是近年来在国家政策的大力扶持下,取得了快速的发展。同时,也形成了几本优秀的教材,如东南大学陈衍编著的《电力系统稳态分析》、华中科技大学何仰赞等编著的《电力系统分析》、四川大学刘天琪等编著的《电力系统分析理论》等。这些教材从简单知识入手,由浅入深,分析透彻,自成体系。

针对国内本科电力系统分析教学的现状,可以选择国内出版的讲解清晰、全面的教材为主线,并以国外经典教材为辅助。

2.教学方法的改进

电力系统分析课程作为电气工程及其自动化专业核心课程,对电路原理、电机学等基础先修课程的要求较高,且由于电力系统设备大多属于高压设备,对实验室资金投入的要求较高,国内只有少数几所高校具备开展电力系统动模实验的条件。如果仅仅按照教材照本宣科,学生很难深入理解和掌握相关领域的知识。因此,在理论教学实践中,穿插教材中所缺乏的仿真实验,并结合生活实际经验讲解相关原理,可以更好地帮助学生掌握理论知识。

2.1计算机仿真辅助教学

MATPOWER是一款基于MATLAB的开源电力系统仿真软件,具有操作简单、运行结果可靠等优点,可以满足一般电力系统计算和分析的需要,进行简单讲解后学生即可独立操作,作为对理论教学的辅助。

例如,在电力系统电压调整章节,根据如图1所示的电压调整原理图,得到如式(1)所示的电压调整关系式,进而得出电压调整的四种措施:即改变发电机机端电压、改变变压器变比、改变负荷功率分布和改变网络参数。

图1 电压调整原理图

Vi=VGk1-■k2 (1)

但是,按部就班的理论推导难免枯燥和抽象,通过MATPOWER仿真软件,可以简单地通过修改相应系统参数,经过潮流计算后便可直观地观察节点电压的变化情况,加深学生对知识的理解与记忆。

总的来说,MATPOWER是一款可以在Windows环境下方便使用的开源电力系统仿真软件,可以方便地应用于课堂教学演示或课后仿真实验。

2.2理论与实践相结合教学

电力系统分析课程具有概念多、抽象和难以理解的特点,学生普遍反映所学知识与实际生活经验较难结合,教学内容较为枯燥等问题。因此,在教学实践中应努力将理论与实践相结合,让学生学得有兴趣,学以致用。

例如,在讲解“断路器”这一常用电力设备时,如仅仅从其灭弧的原理和作用角度进行讲解,往往得不到较好的教学效果。因此,作者在教学实践中尝试首先从电网电弧入手,讲解电力系统中灭弧的重要性;然后,从生活中“断电几秒自动恢复”的现象,引入“自动重合闸”的介绍;最后,从电网操作安全的角度,讲解“断路器”和“隔离开关”之间的区别与联系,以及电网检修过程中两者的操作顺序。实践表明,通过以上教学方法的应用,学生概念掌握清晰,且记忆深刻,取得了较好的教学效果。

此外,还可以用生动活泼的表达方式,激发学生学习的兴趣。例如,电压调整的方法大多是通过增加或减少无功功率的供给来达到调压的目的,但是改变变压器变比的方法是一个例外,因为其本身并不产生或消耗无功功率。如仅仅从改变变压器变比进行调压原理的角度进行讲解,说明该调压方式只适用于电网局部调压的局限性,学生理解较为困难,记忆不深刻。因此,作者采用“我不生产无功,我只是无功的搬运工”这一描述,阐述改变变压器变比的调压原理,可有效激发学生兴趣,加强记忆。

3.结束语

近年来,借助我国建设坚强智能电网的大背景,我国高校电力系统及其自动化专业的人才培养工作取得了快速发展。本文积极探索提高电力系统分析课程教学效果的教学方法,从教材的选择和教学方法的改进两个角度进行了较为详尽的探讨。作者所做的这些努力,在实践中获得了学生的普遍认可,同时也希望这些经验与方法可以为兄弟院校相关专业的教学提供参考和借鉴。

参考文献:

[1]黄肇, 黄满花, 罗庆跃. “电力系统分析”课程教学模式的研究与实践[J]. 中国电力教育, 2010, 28: 47.

[2]陈国平, 王楠, 简献忠. 数字集成电路设计教学方法探讨课程教育研究[J]. 课程教育研究, 2014, 12: 214.

[3]张静.浅析MATLAB/Simulink建模与仿真在电力系统分析教学中的应用[J]. 2014, 35: 218-219.

[4]冯宇.基于MATLAB的《电力系统分析》教学研究[J]. 教育教学论坛, 2013, 27: 73-74.

[5]吴晓华.浅谈兴趣教学在电工电子课程教学中的应用[J]. 中国教育技术装备, 2013, 30: 96.

作者简介:

电力系统分析范文第2篇

一、应用型电气专业电力系统分析教学中面临的主要问题

1.课程理论较多

电力系统分析中的理论内容过多,虽然涉及面较广,但系统性不强,内容较为抽象,学生在课堂中难以与实际相结合进行理解,且难点较多,学时较多,学生负担较重。由于内容枯燥,学生在课堂上难以提高学习兴趣,难点不能理解,致使学生失去学习的耐心和信心;而且公式较多,数据参数较多,且其中大多源于工程实践,逻辑性和系统性不强,在教学的过程中老师不进行教学方式的改变,学生在学习时往往容易感到枯燥、乏味。

2.教材内容陈旧

教学科研也紧跟时代的步伐,更新速度较快,但一些高校的教材内容仍然处于21世纪初的水平,并没有融入最新的科研成果,比如对于电力系统分析中计算机计算与仿真方法、柔流输电系统(FACTS)的基本原理、高压直流输电系统(HVDC)等方面的内容不够重视,不能融入最新的内容。

3.教学方法单一

具有大学教学资格的老师大多为年龄较大的教授或硕士人才,教学时间较长,早已形成了自己独有的教学风格,仅对教学内容进行抽象的推理和理论分析,很难使学生对所授内容产生兴趣,而且电气专业在实际中的操作性较强,仅仅靠理论的学习完全不够。在信息技术高速发展的今天,传统的教学模式已不能适应现代的教学,需要与科技、与网络相结合,在进行电气专业电力系统分析的教学中结合网络技术,在进行理论授课的同时播放视频或展示图片,使得学生更容易理解,有利于学生加深记忆。

二、应用型电气专业电力系统分析教学模式的改革

为了提高电气专业电力系统分析教学的效率和质量,提高学生对电力系统分析教学的兴趣,使学生能够积极主动地参与课程教学,本文就教学模式进行改革,具体措施如下。

1.改变教学模式,采用多途径教学

兴趣是学习最好的推动力。为了提高学生对电气专业电力系统分析学习的兴趣,在教学的过程中应根据学生的具体情况和课堂学习的效率,采用不同的途径进行教学,如可以通过多媒体技术进行网络互动式教学,通过网络授课,提高学生对电力系统的学习兴趣,还可以在课堂的教学中介绍电力系统分析专业最前沿的成果及应用,帮助学生了解其应用,有利于加深对电力系统专业的理解。

2.注重理论与实践的结合,巩固相关理论

电气专业电力系统的学习内容相对较为抽象,且电力系统与其他控制系统不同,常常较复杂,如电路图的绘制,电力系统中的时间控制,与其他设备的连接和控制,时间的预算,参数的设置,数据的分析等等,学生很难凭空想象,而且课本知识大多为平面图,与实际操作相差甚远。因此在教学中要注重理论与实践相结合,在授课的过程中可以播放相关设备的实体图,也可以带学生进行实地参观,边参观边讲解,还可以让学生动手操作,帮助学生对电力系统掌握系统的、全面的认识。

3.充分利用现代科技,及时补充更新内容

近年来,计算机辅助教学已被广泛利用,采用多媒体的教学可以节省教学时间,可以有更多的时间进行重点和难点内容的讲解。通过多媒体的教学,播放视频、图像,结合声音、影像等一系列措施,学生能够更加直观、生动地理解教授的内容。多媒体技术与网络技术相结合能够在教学过程中对最新的科研成果进行展示,及时对更新的内容进行补充,有利于学生了解最前沿的电力系统分析的成果,加深对电力系统分析这门课程的理解,提高教学的质量。

三、小结

随着科技化发展,电气专业电力系统分析的教学也在不断地变化。对其教学模式的改革,可以帮助学生提高学习的兴趣,加深对电力系统分析的了解,促进学生的学习,并与实践相结合,提高学习的效率,促进教学的进一步发展。

电力系统分析范文第3篇

关键词:Labview;电力系统分析;仿真

作者简介:徐相波(1977-),男,江苏常州人,冀北电力职业技术学院电气工程系,讲师;徐超(1978-),女,黑龙江嫩江人,冀北电力职业技术学院电气工程系,讲师。(河北?保定?071051)

中图分类号:G712?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)21-0079-02

“电力系统分析”在电气专业中属于一门较为传统的课程,教学方式多以教材为主,较为偏重理论的分析和例题计算。而在实际情况中,电力系统是一个十分复杂、庞大的系统,而随着近年来超高压和特高压输电技术的推广,新的科技发展给其带来了较大的变化。仅靠传统的教学方式是不够的,静态的PPT演示和计算辅助程序起到的作用有限,也有采用PowerWorld来做动态潮流演示的,但需要学生有较好的基础和较强的理解能力。[1-4]

从高职教育的特点来看,学生的普遍素质不高,对于系统的整体运行没有基本的概念,甚至对电压电流波形都不甚清楚。因此面对这样的教学对象,通常的数学推导计算辅助手段不能起到较好的作用。当前有许多具有图形显示功能的软件,但是具有编写简单,且能显示各种图形以及波形功能的软件并不多,其中Labview是比较突出的。本文采用此软件来编写电力系统分析教学辅助仿真程序。通过数字、电气量波形和向量图的显示,学生们可以更清楚地感受到有功功率传输和无功功率补偿的意义,而不是只能通过复杂的公式来体会电力系统的各种现象。

Labview软件除了具有强大的波形显示能力外,在配置上数字信号转换卡后,还可以直接测量外部电气信号来辅助教学,对电力系统教学也能起到较好的帮助。除此之外,如果使用CGI、Active X和Java等方式,还可以使学生在远端与服务器端的Labview程序进行通讯,因此使用Labview来进行电力系统教学仿真有较大的提升空间。本文通过其编写电力系统分析课程的仿真课件,主要从复数功率和输电线路等值模型两个项目来体现其教学辅助功能,而后续还会加上故障分析、潮流分析、标幺值转换等内容。[5]

一、程序主框架

图1是主程序的界面,主要分为两个部分:左边是提供学习的互动式部分,右边则提出相关问题供学生们思考并检验其学习成果。使用程序者只需要按下相关按钮就可以进入相对应的子程序,使用十分简单。图2是主程序对应的后面板,通过一个循环结构,可以从主界面切换到复功率的子界面,其中使用的是Labview软件中的事件结构,可以有效地在主界面和子界面之间进行切换。通过主界面上按钮和子界面上的按钮来实现程序的转换功能。

二、复功率

复数功率计算子程序的显示面板可以同时执行两个复数功率计算,分别显示在面板的上下两个部分。面板的左边是电压电流大小(RMS值)及角度的输入,中间的波形图则对应电压电流波形,右边是复数功率计算的过程,先将电压变成相量方式表示,电流则变为电压相量的共轭值,这两个参数相乘就可以得到复数功率,接着就可以显示复数功率的两个分量P和Q。上下两个复数功率的相加和相减也显示在界面上,这样可以使学生了解实部和虚部的基本概念。图3是该界面的一个运行实例,分别输入两组相量,一组为电压10,角度30,电流5,角度60;一组为电压20,角度60,电流5,角度30。从图中可以看出复功率的不同表示和简单计算。图4为复数功率计算程序的后面板,图中左边为电压电流输入点,其值可以直接输出到相量输出表示点中(因为需要取共轭,电流相量角度要取负号)。该程序框图没有采用子程序来计算,显得较为凌乱。而图5采用子程序来处理,就显得比较简洁。子程序越多,简化效果越好。

三、输电线路等值模型

输电线路等值电路的界面中,使用时需要输入线路参数比如每公里电阻、电感、电容大小以及线路长度,另外还需要提供负载状态如负荷侧电压、功率因数、视在功率等。该程序可以计算出线路首端电压、电流、有功功率、无功功率、线路损失、电压损失率。如果是中、长线路,还可以计算出输电线路的[ABCD]参数。

图6是等值线路的后面板程序,短、中和长线路三种模型的计算分别放在面板的上、中、下位置。首先,由前面板输入的RLC参数根据阻抗子程序计算出每公里的Z和Y,再根据不同长度线路模型的计算方法求出对应的[ABCD]。其中短线路中B=Z,其他A、C、D都为0。一般情况下在计算短输电线路的时候也不使用[ABCD]参数。但是可以使用同一个子程序来计算三个不同的模型。计算得到的参数和负荷的数据作为电压损失子程序的输入,就可以得到首端电压、电流、有功功率、无功功率、线损和电压损失等结果。

图7是阻抗子程序的面板,主要功能是将L和C乘以2πf,输出时每公里的阻抗和容抗。图8是电压损失率子程序的面板,输入的负载参数首先由一个负载子程序来计算出负载有功功率、负荷电流和电压,输出为一个包括负荷端电压和电流的矩阵,该矩阵和参数[ABCD]相乘就可以得到首端电压和电流,由此再可得到首端有功功率和无功功率,而线损只需要用首端功率减去末端功率就可以得到。当矩阵元素为复数时,需要使用复数矩阵计算公式。而电压损失可由公式(1)计算得出,其中A为参数[ABCD]的A。

(1)

四、总结语

本文介绍了通过Labview实现的电力系统教学辅助仿真软件,其包括复数功率和输电线路等值电路等“电力系统分析”课程中的若干主要内容。该辅助软件可使学生通过输入不同的计算参数,得到感观的输出结果,用数值、波形或者相量来显示。软件使用简单,学生可更清楚地将理论和实际系统相结合,抛开繁复的公式,对电力系统有一个更为简单清晰的了解。从实际教学效果来看,该软件适合作为辅助教学工具来提高“电力系统分析”课程的理论教学效果,未来除了加入更多内容外,还可以向远程辅助教学发展。

参考文献:

[1]陈红坤,韩华玲,向铁元.关于《电力系统分析》课程教学的改革策略[C].第6届全国高等学校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集(上册),2009.

[2]李芳,胡斌,皮薇薇.基于工作过程的“电力系统分析”课程开发与研究[J].中国电力教育,2010,(33):118-119.

[3]吴振升,黄梅,徐丽杰.高级电力系统分析课程教学方式的研究[J].中国电力教育,2004,(21):92-94.

[4]郭振威,黄肇,袁旭龙,等.PowerWorld Simulation在电力系统分析教学中的应用[J].中国电力教育,2011,(3):181-182.

电力系统分析范文第4篇

电力系统分析是高校电力类专业重要的专业基础课,其中的调压、潮流、短路计算等也是电力员工培训的重要内容。在教学与培训中,许多学员反映该课程系统性较强,有不少晦涩难懂的理论和大量繁琐的计算。考虑到电力行业的特殊性,建立可视化的电力系统分析仿真软件可以大大激发学员的学习兴趣,提高培训效果。

1本电力系统分析仿真软件的特点

1.1电力系统仿真软件的综述

随着我国经济和人民生活水平的迅速提高,电力需求大幅提高。电力系统仿真已成为电力系统研究规划和设计的重要手段,因此电力系统仿真软件的功能特性对于提高研究、设计的效率和可信性有重要作用。由于电力系统在国民经济中占有重要地位,一般都要用到多个数字仿真软件进行计算结果比较,主要有以下几种:(1)邦纳维尔电力局开发的BPA程序和EMTP程序;(2)曼尼托巴高压直流输电研究中心开发的PSCAD/EMTDC程序;(3)德国西门子公司研制的电力系统仿真软件NETOMAC;(4)中国电力科学研究院开发的电力系统分析综合程序PSASP;(5)MathWorks公司开发的科学与工程计算软件MATLAB[1-2]。

1.2仿真软件的设计思路和算法

为了提高学生对电力系统分析理论和实践应用的结合能力,加强就业的竞争力,并拓展电力企业服务和培训的空间,我们针对教学和培训开发了电力系统分析仿真软件,主要包括电力网数学模型、潮流计算、调压、短路电流计算等内容。本软件利用MATLAB语言,核心算法是在单台计算机的多个核上实现电网全局潮流联合的分布式计算方法,其计算速度相对单机单核要快得多。①电网模型的建立通常给定的已知条件是:电力系统元件的型号、实验数据、容量、长度等参量,计算电网元件参数,得出导纳矩阵;②电力系统功率调节和电压调整通常给定的已知条件是:参数调整滑块的调节量、电力系统元件的型号、实验数据、容量、长度等参量,系统中各电源和负荷节点的功率、平衡节点的电压和相位角,待求的运行状态参量为各节点的电压以及流经各元件的功率等。③电力系统潮流计算:采用的是PQ分解法和前推回代法。可视化仿真计算电力系统在某一稳态的正常运行方式下,电力网络各节点的电压和支路功率的分布情况,通常给定的运行条件有系统中各电源和负荷节点的功率、枢纽点电压、平衡节点的电压和相位角。待求的运行状态参量包括各节点的电压及其相位角以及流经各元件的功率、网络的功率损耗等。④电力系统短路电流计算:自动生成正序、负序、零序网络,计算故障电力系统的各种短路类型的短路电流。通常给定的已知条件是系统中各电源和负荷点设备的容量,待求的运行状态参量包括各节点的电压及其相位角以及流经各元件的功率、网络的功率损耗等。软件为学员提供了实验和仿真的平台,实现了全界面图形化、设备与设备属性资源管理化、操作与设计人性化和科学化。形象化显示实时运行结果,便于学生观察电力系统的各种正常状态、不正常状态;按电力系统的结构进行搭建电网模型;仿真软件在运行时,可以自由任意改变设备的开关状态,单击滑块可分级改变设备的各种参数;在一张仿真电力接线图上可以设计、显示、运行、保存、预览多种电力系统运行状态和故障状态。

2电力系统分析仿真软件在学历教学中的应用

针对不同的教学对象,我们设置了便利的操作和电网综合数据库管理界面。比如对高校的学生我们设置了B类元件库,学生可以根据书本提供的系统图中的元件输入各种电气元件的参数,比如导线的阻抗、导纳、基准电压;变压器的各侧额定电压、额定容量、短路损耗、短路电压百分数、分接头数等。电力系统分析仿真软件就可以计算电力系统各元件的参数、构建电网模型的功能、分析电力系统电力传输功能、电力系统潮流计算功能、分析电力系统无功功率平衡和电压调节功能、自动生成电力系统各序阻抗网络、计算各种类型的电力系统短路电流,计算电力系统中各运行点的各序电压。以教学中常用的电力系统调压为例。有一简单电力系统,参数如下:发电机出口电压为10.5kV,高压输电线路的额定电压为110kV,长度为80km,采用LGJ185型导线,变压器的额定电压为110/11kV,容量为15MVA,空载损耗为40.5kW,短路损耗为128kW,短路电压百分数为10.5,空载电流百分数为3.5,原始负荷功率为Sb=28+j10MVA和Sc=20+j15MVA,现在负荷增加到Sb=32+j12MVA和Sc=24+j15MVA,问应如何调整用户b、c点的电压?利用本仿真软件可以方便计算和分析出各种调压措施对负荷点电压的影响。首先学生根据题目的要求建立电力系统的拓扑图如图1所示,然后输入各种元件的电气参数(以输电线为例如图2所示),最后设计了共计6个滑块。滑块是一种图形单元(如图3所示),可以放到图纸上,并可以对图纸上的某一个图元的一种参数进行微调,它是一对一的调整,主要用于频繁调整某固定参数使用,在属性设置中对图元名、属性名、最大档、最小档、每档值、大小尺寸进行设置。从而可以让此滑块知道要控制那一个图元单元,从而在运行状态下,可以微调此滑块指定的图形单元的参数。拓扑图从左至右第一个滑块代表了可调节发电机的端电压(变化范围为10.5~11kV);第二和第四个滑块代表了升、降压变压器的分接头档位:其中5档变压器分接头值为+2*2.5%,4档变压器分接头值为+1*2.5%,3档为变压器的主抽头,2档变压器分接头值为-1*2.5%,1档变压器分接头值为-2*2.5%;第三个滑块代表了可调节线路的阻抗(变化范围为80~60km),第五、六个滑块代表了可调节负荷的有功和无功;另外可通过无功补偿装置前的开关控制是否投入。仿真软件可以直观地把各种计算数据展示在程序界面上,把比较结果导出后可形成表1。从上述示例中可发现,利用电力系统分析仿真软件在教学中可以避免大量繁琐的计算,学生可以通过软件计算出的结果更好地加深理论理解,丰富学生的专业技能,培养学生电力系统运行、调度的基本能力,提升学生的就业竞争力。

3电力系统分析仿真软件在培训中的应用

针对电力在职职工的技能培训,本软件用电网综合数据库来存取所有的相关信息,包括A类元件库和图形拓扑结构数据库。拓扑中的顶点就是由母线来组成,拓扑的关系由电线、变压器来组成;有了点与线那么一张网络拓扑就形成了。所以形成的流算法所需要的矩阵也就可以组合而成了。画图的组成也是用电线来连接母线。电线的两端、变压器的两端三端连着的是母线。那么输电线、双卷变压器、三卷变压器的端点处连接的都是母线[3]。按照各图形类的继承关系,又考虑到发电厂和母线潮流走向的区别,将数据表分为母线数据表、线路数据表和发电厂数据表,分别存储母线信息,包括节点电压、节点负荷等;线路信息,包括两节点间线路的潮流、首末端节点名称等;发电厂信息,包括所连节点名称、发电功率等。学员不需要输入各种线路、变压器等电气元件的参数,只需输入设备的型号系统就自动生成其阻抗、导纳、容量等电气参数。电力系统分析仿真软件具有电力系统潮流计算和短路电流计算功能。本软件构建的某系统潮流如图4所示,学员可以对各个开关进行变位,或者利用滑块调节发电机、变压器分接头位置,从而观察软件可视化界面的潮流数据的变化,特别注意电气参数有无越限,最后确定合理经济的系统运行方式。本软件的潮流计算可以计算多个平衡点的电网潮流计算。软件在计算电力系统故障时能够自动生成电力系统的正序、负序、零序网络,可以仿真各种电力系统正常的运行状态和各种电力系统故障状态,为电力员工提供了培训和研究的平台。

4结束语

利用电力系统分析仿真软件可以将原本抽象和繁琐的大量理论知识用可视化界面展现出来,更加与电力生产的真实工作场景贴近,可以让学员直观地接受。另外以仿真软件为科研平台,积极开展产学研合作,不断加强教师的科研水平,深入浅出,达到提高教学和培训效果的目标。

电力系统分析范文第5篇

关键词:电力系统分析;课程建设;教学改革;人才培养

中图分类号:G642.0 ; ; ; ; ;文献标识码:A ; ; ; ; ;文章编号:1007-0079(2014)17-0066-03

党的十报告中提出“实施创新驱动发展战略”和“全面实施素质教育,深化教育领域综合改革,着力提高教育质量,培养学生社会责任感、创新精神、实践能力”。教育部全面部署了深化教育领域综合改革任务,并印发了《关于2013年深化教育领域综合改革的意见》。在《意见》中明确提出要围绕考试招生、课程内容、创新人才培养、职业教育培养等方面,推进人才培养模式改革。在高等教育系统,实施和深入推进试点学院综合改革和试点专业综合改革,是落实十报告要求的具体举措。

课程改革与建设是专业综合改革的关键环节之一,关乎专业综合改革的成效,关乎教育质量和人才培养质量。课程的教与学涉及诸多要素和方面,如课程体系、课程内容、课程教学、课程考核、课程资源等,只有实施整体化、系统化、立体化的综合改革,才能达到改革的目标,取得改革的成效。

电力系统分析课程是电气工程及其自动化专业的核心专业课程,是一门理论性、工程性、技术性很强的课程。在专业人才培养过程中,起着承上启下的作用,既是后续课程的基础,也是专业基础课程的深化和应用,其内容都是直接面向工程问题的理论分析、技术分析和经济分析。根据本课程的性质、作用、地位和特点,结合经济社会和电力行业发展需求,实施课程的综合改革和建设,适应新形势下对高素质专门人才的培养要求,这是时展的需要,是电力行业的需要,是教育教学改革的需要。

一、以学用为本,构建四位一体课程体系

课程改革要以新的工程教育理念、思想和文化为引领,以服务领域当前需求和未来发展需求为导向,以培养卓越工程师、技术人员和建设者为目标,构建完备的课程体系。体系中各组成部分要功能任务明确、实现目标清晰,相互间要有机联系、彼此交融,形成一个完整的课程综合体。

对于课程改革来讲,先进的教育理念是关键。课程体系构建必须要服务于所秉持的教育理念。随着现代科学技术、经济社会和电力行业的快速发展,传统的以知识传授为目标,以“教师”为中心,以“教”为主的教育理念已不能与此相适应。现代大学教育,更加注重能力培养、素质培养和精神培养,更加注重学和用。为此,在大学教育中应实施“三个转变”,即将专业知识教育向专业能力和职业能力教育转变,将以教为主向以学为主转变,将以学校教育为主向以工程教育为主转变。这“三个转变”体现了“学用为本”的教育思想和理念。

在“学用为本”的指导下,笔者针对电力系统分析课程,构建了理论、实验、设计和工程四位一体的课程体系。“理论”是以理论教学和课堂教学为主,使学生熟悉在电力系统规划、设计、运行和调度等方面所涉及的基本问题、基本现象、基本概念和基本理论,掌握电力系统分析的建模方法、分析方法、计算方法和控制方法等,既是知识的学习过程,也是诸多能力的培养过程。“实验”是以实践教学为主,以物理动模系统、电力系统实验系统、电力实时仿真系统和电力系统分析软件等为平台,以标准化示例系统库或实际电网局部系统为对象,开展实验学习、分析和研究,既有验证性实验,也有设计性、研究性实验,还有综合性实验、规定实验、自选实验,还可自设实验等。“设计”是以实践教学为主,以工程项目或案例项目为载体,以课程内容和相关规范、规程、标准、手册为基础,使学生熟悉设计流程、设计要求和设计内容,掌握设计方法,树立工程意识,这是一个综合性的实践训练过程。“工程”是以生产现场为场景和环境,以生产实践为途径,使学生熟悉电网运行中设备、系统等存在的工程问题、工程现象、工程技术和工程措施等,掌握对工程问题的分析方法。

在这“四位一体”的课程体系中,四者是相互联系、相互融合的,你中有我,我中有你。其中,理论是基础,实验、设计和工程是应用,理论中包含有应用,应用中也包含有理论,两者可互为植入。在电力系统分析课程体系构建中,突出了一体化的整体思想,合理设计出各环节的内容、功能、要求和相互接口条件。

二、跟踪电力发展,更新课程内容

我国电力系统的发展非常迅速,真可谓日新月异。区域电网互联、交直流混合输配电系统、远距离输电、超特高压电网、多端直流电网、柔流输电、新能源规模接入、微电网、分布式发电、电动汽车接入、智能电网和电力市场等等,使得电力系统中新问题、新现象、新特性和新需求不断涌出。为了确保电力系统运行的安全、可靠、优质、经济、高效、低碳、环保,大量先进的理论、技术、方法、工具、设备和系统在电力系统中得到应用,极大地提升了电力系统的技术水平和管理水平。在工程上,电力系统分析的内容一直在不断增加和丰富,分析的理论、方法不断创新和发展,分析的手段、工具不断完善和智能。

课程内容要服务于人才定位和培养目标,要反映出现代电力系统运行分析的新问题、新概念、新理论和新方法,使课程具有现代性、先进性、实用性和适应性。为此,笔者在课程内容中引入了电力系统发展、现代电力系统分析特点和内容、电力市场、现代电力系统分析工具、交直流混合系统潮流计算、自动发电控制分析、电力市场下的有功频率控制分析、无功电压协调控制分析、基于FACTS的潮流控制、优化潮流、低频振荡与次同步振荡等。

课程内容的更新做到“四体现”,即体现在教学文件(教学大纲)中,体现在讲授过程中,体现在教材(讲义)中,体现在教学资源中。

三、实施“四导”教学,提升能力培养

课程教学过程中,教学方法是关键。传统课程教学注重的是知识传授,以教师讲授为主,不仅讲得多,还讲得细,学生往往处于一种被动接受知识的状态,缺乏主动思考、积极探索和积极参与的精神,学习兴趣未得到有效激发,学习能力未得有效培养,学习精神未得到有效树立,从而造成教学效果不甚理想的现象。当前的大学教育提出“厚基础、重实践、强能力、敢创新”,人才的培养更加注重能力、素质和精神的培养。为此,教育同仁开展了大量的教学方法改革与创新,并取得了许多好的经验和好的效果,例如启发式教学、问题教学、案例教学、项目教学、任务教学、情景教学等等。

在电力系统分析课程教学中,实施“四导”教学,即“导入、导学、导做、导研”,其目的是在于加强学生的学习能力、分析能力、计算能力、实践能力、综合能力和合作能力的培养。“四导”教学的核心是在于教师的“引导”和“指导”作用,学生的主动学、用意识。“导入”是指问题导入、现象导入、项目导入、方法导入,引导学生认识和理解相关内容的来龙去脉、工程背景和问题本质,为学生深入学习、探索和应用奠定基础。“导入”是将学生引进门,关键是要激发学生对相关内容的兴趣,认识到其重要性和应用价值。“导学”是指导学生对相关内容的学习,教师主要讲授内容的重点、难点、疑点,讲授解决问题的思路和方法,提出衍生问题和扩展问题,通过交流、探讨、启发,解决学生学习中的疑虑,学生通过预习、自修、查阅文献、提问、研讨等方式进行自主学习、主动学习,教师要主动向学生推荐参考书目和文献。“导做”是教师通过项目、案例、任务引导、指导和辅导学生应用所学理论、方法去解决实际问题,通过这种练习和训练,能培养学生的实践能力和综合应用能力。“导研”是教师激发和指导学生去发现问题、探讨问题、分析问题、研究问题,寻找解决问题的理论和方法,在课程相关内容的研讨和研究中,培养学生的研究能力、创新能力。

四、改革考核方式,实施科学评价

课程考核既是对学生学习成果的评价,也是一个决定学生学习方式的指挥棒。过去笔者常常在课程学习结束后,采用一次闭卷笔试进行考核和评价,时间约为2~3小时,试题形式多为填空、选择、判断、简答、分析或计算等。由于考试时间短,试题覆盖面相对较窄,并且识记题多,应用问题少。这种考核方式不能全面评价学生对课程的理解、掌握和熟悉程度,不能考核学生的应用能力水平。在这种考核方式下,致使部分学生一本教材学到底,考前将教材(讲义)、笔记相关内容突击记忆,便能顺利通过考试关,考后也就很快将所学内容遗忘。

为了改变这种考核方式,实施“三多一半”考核方式。所谓“三多”是指多模块、多次数和多形式。将课程内容分为多个模块,例如电力系统基本概念与建模方法模块、电力系统潮流计算模块、电力系统短路计算模块、电力系统稳定分析模块、电力系统优化与调控模块等,每个模块作为一个考试单元,随课程进度组织安排,构建多次考核的考试链。考核形式采用笔试、小作业、大作业和实验相结合,大作业和实验注重应用和综合。所谓“一半”是指笔试考试采取半开卷形式,考前发给学生统一的半张或一张A4纸(盖有学院或系考试专用章),允许学生对课程内容进行总结、提炼,将认为重要的内容写在上面并带入考场,在考试期间学生可以看上面的内容。这种半开卷的形式,不仅可以培养学生总结能力、综合能力,还可以引导学生将精力集中在知识、理论和方法的应用上。

五、加强资源建设,拓展学习时空

丰富的课程教学资源有助于学生的自主学习、递阶学习和循环学习,不受时空限制,有助于课堂教学的延伸和扩展,有助于立体化教学的实施。教学资源形式多样,例如教材、讲义、指南、习题、案例、文献、教案、视频、影像、工具、网站等。教学资源建设,应以学生的学习需求为导向,以互联网络为平台,以多媒体表现为手段,要具有丰富性、时效性、娱乐性、交互性、递进性的特征。

MOOCs和可汗学院教育思想和教学模式正引起国内外高等院校的深刻反思和积极应对。在电力系统分析课程中,结合课程内容的逻辑关系和工程应用,设计微课程,制作微课程教学视频,设计微课程测试小问题和试题,巧妙设计答案。将微课程在线视频作为教学的线上环节,学生在课堂外先在线“听课”,课堂内则侧重深入的分享、探讨和问题解决,实现“翻转课堂”。由于微课程时间只有几分钟,内容精短,集中说明一个问题,既能辅助教师课堂教学,又可以作为学生自学的学习材料。在视频课程中,常会弹出若干小问题,由学生回答,回答不正确,后续视频就不往下走,以检测学生是否明白教师所讲的内容,有利于学生集中注意力和积极思考。

在课程网页上,按课程模块提供公开视频课,提供测试平台,便于学生系统连贯地学习。提供网上虚拟实验平台和实验项目,学生在网上进行设计、实验、分析、总结等。提供案例库和项目库,学生可自主选择、探讨和完成,学生也可组成项目组,合作研讨完成。创建网上交互空间和论坛,学生可以自由提问,教师网上作答,也可以对提出的问题进行分类排序,重点回答大家关心的问题;鼓励学生间互教互学,通过互助解决学习中的疑难问题。

六、需要处理好的几个关系和问题

在课程综合改革中,要实现以教为主向以学为主转变,以课堂为主向以课内课外并重转变,以学校教育向面向工程教育转变,这些都对教师提出了更高的要求,同时也要处理好以下几个方面的关系和问题。

1.讲与学的关系

在讲与学的关系中,就是要处理好教师与学生在教学过程中的作用问题。以学为主的教学,应以学生为中心,以学生的学习为出发点,培养学生的学习兴趣、学习能力,保证学习效果,提高学习质量。

教师在教学过程中,如果大包大揽、面面俱到,将所有内容都讲得很细很透,缺乏启发和引导,缺少问题引入,缺少互动和探讨,学生便会懒于思考,只是一味听讲、接受和记忆。这种教学,学生提不出问题,没有疑虑,似乎所有内容都懂,也很少主动查阅相关文献资料,缺乏深入学习和探讨,只能知其然不知其所以然,知此不知彼。为此,教师在教学中要注重引入问题,讲问题的背景,讲解决问题的理论和方法,讲思路,讲方法,讲应用,还要抛出未解之问题等,给学生更多的思考空间,侧重思考问题、探讨问题和解决问题。

学生在教学过程中,应做好课前、课内和课后事。课前,学生通过教材、讲义和网上资源对课程内容进行预习、思考,并提出问题,发现难点,并试着去解决。课内,学生要带着问题听课,带着疑虑听课,带着思考听课,带着探讨听课,与教师互动,与教师交流和探讨,通过老师讲解,解开自己的困惑。课后,学生要主动查阅有关文献资料,深入探讨和研究相关问题,通过测试题和项目应用检验自己的学习效果,主动应用所学理论和方法去解决实际问题,解释工程问题、现象,把握问题本质等。

2.学与做的关系

学习的目的在于应用,在于解决问题。学是基础,用是目的,有了坚实的基础才能更好地应用,只有应用和解决实际问题,才能更好、更自觉地学习。所以,学生的学习,不能仅停留在看懂、读懂和学懂,仅停留在学习层面、记忆层面,仅为了考试过关,而更应该注重知识的应用,多实践、多练习、多动手。在教学设计中,要为学生的练习、训练和实践提供资源、平台和机会,要贴近工程。例如,习题和测试题的设计应取自于工程实例,数据、参数、模型和结果应与工程实际相符;给出系统、原始数据和运行条件,能正确建模、分析和计算,以工程观点对计算结果进行分析、评估、评价,并能提出解决方案、措施或建议;提供工程案例、项目和任务,学生自行或互助地开展设计、分析和计算,提交实施方案,要有理论、有依据、有分析,有过程、有结论;开放实验室、仿真平台,提供各类工具,可在动模系统上进行实验,也可在计算机仿真系统上进行分析、计算;在发电厂、变电所、供配电所或调度等生产实践中,能应用所学理论对系统运行现象、状态等进行分析和解释。

在课程学习中,要注重培养学生做到“四会”,即会读、会用、会写、会讲。“会读”就是学生要会读书,会学习,有学习能力;“会用”是学生会应用所学知识分析问题、解决问题,能理论联系实际,具有工程意识;“会写”是学生要会撰写报告、方案等,有科学规范的文字表达能力;“会讲”是学生要能进行技术交流,能讲清思路、方案等,具有一定的口语表达能力,敢于进行交流、沟通,在交流中获得认可,在交流中得到提高。

3.课程教学与人才定位

课程教学应符合人才培养定位。从教育层次定位上,有高职高专教育层次、本科教育层次和研究生教育层次。不同层次的课程教学,在其内容和教学方法上应与其层次相适应,不能降低也不能拔高,例如有些升本时间不长的本科院校,课程教学内容与高职高专内容差别不大,教学也还多沿用以前的方法;而一些研究性大学的课程在教学内容又有向研究生教育要求方向发展。在工科类本科院校人才培养中,有应用性人才和创新性人才,或为职业技术人才和学术性人才。应用性人才的培养更加注重应用能力、实践能力培养,创新性人才的培养更加注重探索能力、研究能力和创造能力的培养。所以,在构架课程体系、教学内容和教学方法时,应与此相适应。否则,会违背教育规律,违背人才培养目标,不能保证人才培养质量。

4.课程衔接问题

在制订人才培养方案中,要合理确定课程间的顺序衔接和内容衔接问题,以保证教学正常进行。电力系统分析课程应以电路、电机学和电子技术(包括电力电子技术)和自动控制原理等为先修课程,发电厂电气、电力系统继电保护、电力系统自动化等为其后续课程。在课程顺序安排中确有困难时,电力系统课程也可与一些先修或后续课程交叉同步进行,但要注意内容的衔接问题,否则会影响教学质量。

将发电厂课程设计和继电保护课程设计与电力系统课程设计相结合,形成三课一体的课程设计任务,使得学生能更好地将多门课程知识融会贯通,训练学生的综合应用能力。设置专业综合实验,以多机电网为实验对象,涵盖多门课程内容,内容间相互联系,互为耦合,通过综合实验使学生对电力系统运行、保护、控制、调度等有更加全面、深入的认识。

参考文献:

[1]罗福午.大学工程教育16讲[M].北京:清华学出版社,2007.

[2]桑新民,谢阳斌,杨满福.“慕课”潮流对大学影响的深层次解读与未来展望[J].中国高等教育,2014,(3):12-15.

电力系统分析范文第6篇

电力系统潮流计算具有很重要的现实意义:可以合理规划电网中的电源容量和电源接入点以及确定最佳的电网架构;可以找出电网中因为负荷增长和新设备投入而导致的薄弱环节,方便对电网进行网架结构的改进以及基建的加速;提供发电厂进行有功、无功调整以及负荷调整的计算依据;可以分析未来可能发生的事故以及设备的投切对电力系统静态稳定性的影响,进而得出相应的运行方式和调整方案。

在过去半个世纪以前,人们都是采用手工方法计算电力系统潮流,主要依靠计算尺。但是由于电力系统日渐复杂,手工计算起来非常复杂,不仅耗时费力,同时也容易出错。与此同时,伴随着计算机行业的飞速发展,就出现了后来的计算机算法。

在传统的“电力系统分析”教学课程中,教师们一般仅针对一些简单的电力系统(节点数很少)进行潮流计算,而忽视了现有潮流计算最通行常用的计算机算法。这种课程教学不仅枯燥,学生难以深刻领悟,而且与实际研究脱轨,因为目前现实中的电力系统都很复杂,采用手算不切实际,也就失去了教学的根本意义。本文针对课程教学中潮流计算方面存在的问题而进行教学改革研究。

DIgSILENT软件的潮流计算简介

电力系统仿真软件DIgSILENT的名称来源于数字仿真和电网计算程序(Digital Simulation and Electrical Network),是德国DIgSILENT GmbH公司开发的电力系统仿真软件。

DIgSILENT软件几乎包含了所有电力系统的常用分析功能,如潮流计算、短路计算(包括对称短路和不对称短路计算)、机电暂态和电磁暂态计算、谐波分析以及小干扰稳定性分析等等。另外一个重要的特点是把机电暂态分析模型与电磁暂态分析模型结合到一起,这样做的好处就是它不仅能够分析电网的暂态故障,而且又能研究电网的长期的电能质量问题及其控制手段。

DIgSILENT/Power Factory提供了非常全面的电力系统元件的模型库,包括发电机、电动机、控制器、动态负荷、线路、变压器、并联设备的模型,甚至包括风电机组电气部分的模型,如:双馈感应电机、变频器等等;其他部分如风速、机械传动系统、空气动力学部分以及控制系统都采用动态仿真语言DSL进行搭建。

DIgSILENT可以描述复杂的单相和三相AC系统及各种交直流混合系统。利用DIgSILENT进行潮流计算时,通过指定发电机、异步电动机、负荷等系统元件的特性来确定与之相连的母线在潮流计算中相应的属性,这样就能够以简单的操作方式来模拟复杂而真实的系统。此外,程序还提供了多种远程控制模式,例如多个发电机共同控制系统频率或母线电压等。DIgSILENT以更加接近实际情况的方式执行网络的控制模式,使操作和计算均得到简化。潮流求解过程提供了3种方法以供选择:经典的牛顿-拉夫逊算法、牛顿-拉夫逊电流迭代法和线性方程法。与此同时,DIgSILENT软件还可以进行变电站控制、网络控制以及变压器分接头调整控制。当潮流计算遇到不收敛的情况时,程序会自动将非线性的元件模型逐步线性化(主要是将所有负荷逐步转变为恒定阻抗,将非平衡节点发电机转变为带内阻抗的简单电压源),进而得出计算结果,该结果可用于对系统不收敛的原因作进一步分析。潮流计算的同时,DIgSILENT软件还可以实现过负荷校验计算等功能。

此外,最新版本的DIgSILENT还提供了最优潮流计算(OPF)功能。所谓最优潮流计算就是对基本潮流计算的有益补充。最优潮流计算主要采用内点法,而且提供了多种约束条件和控制手段,其目标函数主要有最小网损、最小燃料费用、最大利润及最小区域交换潮流。

DIgSILENT软件正逐渐成为电力系统研究方面最为认可的计算机软件之一,其所提供的潮流计算以及仿真结果已经在世界范围内得到广泛认可。

课程教学安排

手算

潮流计算可以用一组高阶的非线性的方程来表示,但是不含有微分方程,主要是因为潮流计算隶属于稳态分析,故不涉及系统元件的动态特性和过渡过程,而解非线性代数方程组最基本的方法就是迭代。因此,设计潮流计算算法的首要任务同时也是最为关键的问题就是收敛性,最终得出合理的解。

虽然目前计算机潮流算法运用十分广泛,但是掌握一些手算方法,不仅可以加深对其物理概念的理解,而且即便采用计算机算法,之前通常仍需采用手算求取某些原始数据。

这里所说的潮流计算手算方法主要针对简单网络的潮流分布,但是所谓的简单网络和复杂网络之间并没有明显的界限。课前老师把所需进行手算的算例以及分析资料分发给学生,让大家提前预习并先进行独立计算。然后在实验课上针对大家可能出现的共同问题进行详细讲解,并推导全过程,加深大家对潮流计算的认识和理解,掌握其原理。

运用DIgSILENT软件计算电力系统潮流

前面已经说到,计算机算法是大势所趋,而且已经得到广泛运用,是电气工程专业学生必须掌握的一项重要技能,也是未来继续深造以及竞争重要工作岗位的一个重要砝码。所以掌握并熟练运用计算机软件对本专业学生的未来发展起着重要的推动作用。

众所周知,DIgSILENT软件正逐渐成为电力系统研究方面最为认可的计算机软件之一。无一例外,任何一种电气设计软件都是先寻找或是自己搭建元件模型,然后通过所述关系搭建网络模型,其次就是设置元件参数,最后进行潮流计算。那么,如何判断一种设计软件是否优越,就是一看元件模型库是否丰富、准确,二看元件参数设置是否简单明了,再者就是看控制语言是否简洁易懂。

DIgSILNET采用有名值进行计算,电网元件从类型数据和个体数据两个层面被严格定义。类型数据包含了该类型元件用于各个计算功能的基本信息,例如某一架空线路的类型为OHL110kV-1,该类型的架空线为潮流计算提供的基本信息为,,,为短路计算提供的基本信息为,。对某一类型数据的改变将影响到所有采用该类型属性的元件。个体数据则是每个元件在分析计算中所要用到的仅与该元件本身相关的数据,例如某一架空线路的长为。采用该种方法进行计算机计算是有很多好处的。首先,我们无需再进行标幺值计算,避免了繁琐的计算,可以直接采用一些直观的铭牌数据等;其次,对于软件来讲,这也大大减少了数据的重复储存,显然对提高计算机速度也有一定的帮助。

在DIgSILNET中执行潮流计算、故障分析、谐波分析、动态仿真等功能时,可以引入多种电力电子元件,包括FACTS装置(如SVS、TCSC和UPFC)、直流整流和逆变器等。DIgSILENT为所使用的电力电子元件提供了丰富、开放且定期更新的模型库。

这些对于课程教学来说,减轻了单纯的软件学习难度,可以缓解学生对新软件学习的畏难心理。这种人机交互的友好界面,不仅老师们授课讲解起来比较轻松,而且学生们更易于接受,更为重要的是可激发学生的自主学习兴趣。

对比手算与机算

在课程的最后一个环节,但也是很重要的一个步骤,就是对比分析潮流分布的手算以及计算机算法。众所周知,学习的一个关键环节就是要学会对比分析以及总结,这种能力是学生们亟待培养和掌握的。最后,通过对比两种方法的结果,计算两者之间的误差,再分析一下导致这种后果的原因,原因可能是计算机算法或是手算采用了哪些近似处理,或是计算结果精确度的不同,这些都是需要学生自己进行总结归纳的。这一步看似可有可无,电力系统潮流分布的手算以及机算的结果都已经出来,课程已经结束。实则不然,这关键的最后一步恰恰是中国高等教育中最缺乏的部分,就是对新知识的分析与自我总结。做好这一步,对于学生自主学习创新能力的提升起到关键作用。

教学效果和结论

电力系统分析范文第7篇

关键词:综合电力系统;直流区域;继电保护

引言

综合电力系统包含了舰船的日常用电、舰体推进用电、高端武器设备发射用电和大功率探测设备用电等,作为一种综合电力技术不仅可以对当前现代化舰船的整体设计实施简化,而且对简化舰船的动力系统提高了可能,为我国稳定,可靠的使用高端的舰载武器设备提供了强大的保障。现在国内很多科研单位对舰船的综合电力系统做了深入的研究,虽然在技术上取得了一定的进步,但是舰船综合电力系统的关键技术并没有取得突破性的进展[1]。文章重点分析了与传统结构相比,直流区域配电系统的直流网状结构存在的明显优势,站在电力系统继电保护的层面对该系统中直流配电系统做了进一步的研究分析,希望对我国现代化舰船综合电力系统的建设和发展起到一些借鉴性的意义。

1 直流网状网络的介绍

国内大型水面舰船自建造以来所使用的供电系统就是采用两个电站同时进行供电的模式,这种供电模式被称为干馈式混合配电系统,这种模式的特点在于这两个供电站是完全隔开的,它们两个分别有自己的发电机组,虽然设备存于不同的舰体结构中,但是对舰船的符合设备却是同步供电[2]。但是从长远的角度来看,水面舰船会不断的向超大容量方向发展,基于此种发展趋势,综合电力系统的双电站模式很有可能被突破和改善,有可靠资料现实演变和发展的模式会是网状网络形式和多个供电站同时使用,但是为了确保舰船的密封性和节约空间,两种不同的供电系统会通过一条母线向舰船所有的符合设备提供电能,并且根据舰船的实际需要给至关重要的符合设备输送电力。

直流网状网络的工作原理是将舰船电力系统中的电流整合为1000V的直流,通过舰船两侧的左母线和右母线将电流传输出去,而且在舰船的每一台发电机组中都有与左右母线连接的端口,最终形成一个闭合的网络电流回路。这种配电系统不仅可以完成对所有发电机组的集中控制和管理,还可以对发电系统中发电机组的备用容量进行合理的配置,从另一个方面提高了发电机的使用效率。

2 直流区域的配电系统的优势

从目前的现状来看主流舰船上使用的电力系统都是通过舰船上集中式配电系统的中心设备通过电缆进行输送,这样的结果大大的影响了舰体的密封性,使舰体出现了上千个电缆的穿孔,一方面为电力系统建设人员带来了大量繁琐的工作,而且还在一定程度上减低了舰船的耐压性。如果现代舰船采用直流区域配电系统就可以有效的避免此类问题的发生,这种方法操作简单,只需要将输送电力的母线穿过舰体的耐压隔壁,不仅节省了大量的电缆,也减轻了舰体的总体重量,是舰体在空间设计方面得到了很多好处[3]。

SSCM和SSIM有多重功能,并且它们能够对通过半导体设备的电流执行电力转换、监测和限制,所以可以在设备出现紧急故障时对供电系统实施保护,所以如果舰船使用的是直流区域配电系统,在故障发生时就可以将发生故障的部位隔离在一个小范围的电力区域中,而且因为这种电力系统中的电流都是直流电,在对设备故障检测的时候也更加方便和简单,原先监测直流故障和初始化自动母线的转换器所需要的时间延迟不存在了,进一步提升了电源的使用性能,也提升了舰体的整体性能,而且随着供电系统功率全面自动化程度的提高,极大的简化了舰船的战斗系统设计。

直流区域配电系统的第二个显著优势就是对于不同的泵体和排风机来说可以进行不同的速度控制,保证其始终保持在较高的运行效率之下,另外在舰船大型电动机被启动的时候,其输电系统中的电流会受到一定的限制,这种情况可以使舰船母线中的电压始终处在稳定的状态之下,而且在特定的场合下也可以实现电力的转换,直流区域配电系统与传统的供电系统相比有很多明显的优势,例如:在舰船不同的战斗系统当中,很多武器设备要用到400Hz的直流电压,因此如果现代舰船的配电系统是交流电则还要经过一步转化,再用一个逆变器将交流电转换成400Hz方可实现战斗系统的运行和使用,但是如果直接采用是直流区域配电系统,那么仅仅需要将电压调到合适的水平就可以了,然后在将电流整合成需要的直流即可。将两者进行对比之后可以看出在该系统与交流配电系统相比减少了很多的输电设备,例如:担任变压作用的传输变压器,还有交流配电系统中的很多开关,这些设备的减少可以降低舰船本身的质量,而且也节省了出了很多空间,使舰船有了更多的空间安装更多的舰载武器,进而增减现代化舰船的作战能力。

第三,直流配电系统具备的另一大优势是发电机组的发电频率,这种高频率的发电机组可以和整流器实现最大尺寸的优化组合,而且根据直流区域的配电系统能够将原动机设计为始终处在最有效率的运行状态之下,从节省油料方面来说不仅做到了最小的能源使用,也减少了舰船配伍的排放量。

3 基于直流区域配电系统的直流网状网络的继电保护

适应直流网状网络中短路电流的计算标准,当前我国陆地电网的自动保护技术相对舰船配电系统的保护技术来说比较成熟,而且在系统级别的保护方法上也有了一定的研究,例如:陆地电网中的快速距离保护、反应暂态分量的行波保护以及光纤差动保护等,但是因为舰船的综合电力系统是建立在有限的空间之内,并且是一种独立的电网单元,因此其稳定性会受到舰船符合设备的影响,加之系统结构形式复杂等多种不利因素,提高了信号提取的困难程度。根据研究发现以往对舰船电力系统分析的原理、方法以及一些应用技术的成果,在当前的直流网状网络配电系统中不能直接使用,必须对舰船综合电力系统中常见故障的特征进行研究,而且还要对现在舰船综合电力系统采用的保护手段进行适当的改进,这样才能切实满足综合电力的保护需求。

4 结束语

综合电力系统能够包括电力推进在内的全船电能进行统一的调配,具有很好的经济性、并且配置灵活多变、目标的声音强度很低、功率的密度较高等很多优点,是世界各国舰船技术发展的主流方向。直流区域配电系统有很强的生命力,而且有利于总体优化和模块化建造等优势,是综合电力系统的最好选择。

参考文献

[1]曹融.船舶综合电力系统短路计算与仿真[J].哈尔滨工程大学,2013(03):42-45.

[2]叶志浩.基于直流区域配电的舰船综合电力系统智能保护方式的研究[J].船电技术,2009(02):31-34.

电力系统分析范文第8篇

关键词:电力系统分析;教学研究;仿真;编程

1 引言

《电力系统分析》主要研究电力系统在正常及故障情况下的运行状态,包含电力系统稳态分析、电力系统暂态分析和电力系统稳定性分析三部分内容,是电气工程及其自动化专业重要的专业基础课,对培养学生运用所学理论解决工程实际问题的能力起着非常重要的作用。由于该课程具有理论性强、工程性强、涉及面广的特点,学习难度大,学生的学习兴趣不高。近年来,将多媒体技术引入课堂教学已成为一种趋势,采用多媒体课件配合板书的教学方法,使得教学更加具体化、形象化,在一定程度上提高了课堂教学效果。

随着计算机科学的不断发展,各种仿真软件的日益广泛应用给专业课的教学提供了现代化的教学手段,MATLAB就是其中之一。自上世纪80年代问世以来,MATLAB以其高性能的数值计算和可视化的图形绘制功能以及简单易学的编程方式迅速成为应用于多学科的大型软件。将MATLAB的数值分析功能、矩阵计算功能和可视化的Simulink仿真功能应用于《电力系统分析》课程的潮流计算和短路分析教学中,已成为《电力系统分析》课程教学改革的一个重要方面。

2 MATLAB在《电力系统分析》教学中的应用

2.1基于MATLAB的电力系统潮流计算——节点导纳矩阵的形成

潮流计算是电力系统稳态分析的重要内容,也是计算系统动态稳定和静态稳定的基础。潮流计算的方法有很多,其本质都是对一组多元非线性方程进行求解,其解法都离不开迭代。潮流计算中需要先形成网络的节点导纳(阻抗)矩阵,如果采用手工计算,即使节点数不多的系统也仍然有相当大的工作量,只有应用计算机才能快速而准确地完成这些计算任务。下面为潮流计算中节点导纳矩阵的形成程序:

n=input('请输入节点数:n=');

n1=input('请输入支路数:n1=');

B=input('请输入由支路参数形成的矩阵:B=');

X=input('请输入由节点号及其对地阻抗形成的矩阵:X=');

Y=zeros(n);

for i=1:n

if X(i,2)=~0;

p=X(i,1);

Y(p,p)=1./X(i,2);

end

end

for i=1:n1

if B(i,6)==0

p=B(i,1);q=B(i,2);

else

p=B(i,2);q=B(i,1);

end

Y(p,q)=Y(p,q)-1./(B(i,3)*B(i,5));

Y(q,p)=Y(p,q);

Y(q,q)=Y(q,q)+1./(B(i,3)*B(i,5)^2)+B(i,4)./2;

Y(p,p)=Y(p,p)+1./B(i,3)+B(i,4)./2;

end

disp(Y)

根据所给系统图,输入网络节点数、支路数及参数矩阵B和X之后,即可形成应用于潮流计算程序的节点导纳矩阵。

2.2采用Simulink/PSB进行电力系统短路仿真分析

1998年推出的MATLAB5.2在Simulink中增加了电力系统模块库PSB(Power System Block)。PSB主要由六个子模块库组成,涵盖了电路、电力电子、电气传动和电力系统等学科中常用的基本元件,可以对非线性、刚性和非连续系统进行非常精确的仿真。

如图为某恒压源系统突然短路的仿真模型。

将故障发生器设置为三相短路,故障时间为(0.01-0.05)s,得到如下仿真波形:

可见,无穷大电源系统短路时,电源端电压只有一些波动,没有发生显著变化。短路点三相电流有效值相等,为对称短路。

类似地建立同步电机三相短路模型,仿真后将结果与上例进行比较,可使学生更加深刻地理解这两种系统发生三相短路时的电磁暂态过程。

改变短路故障发生器的选项设置,可以得到两相短路、单相接地等不同类型短路故障时的电压、电流波形。

3 结论

在《电力系统分析》课程教学中引入MATLAB/PSB对潮流计算、短路故障等重要内容进行辅助分析,具有形象直观、交互性能好等优点,弥补了传统电力系统分析教学的不足,使学生加强了对理论知识的理解,激发了学习兴趣,很好地提高了教学效果。

参考文献:

[1]孟祥萍.电力系统分析[M].北京:高等教育出版社,2004.

[2]吴天明.MATLAB电力系统设计与分析[M].北京:国防工业出版社,2004.

[3]徐敏.MATLAB在《电力系统分析》教学中的应用[J].电力系统及其自动化学报,2010,22(3):152-155.

[4]李维波.MATLAB在电气工程中的应用[M].北京:中国电力出版社,2006.

电力系统分析范文第9篇

关键词:Matlab;电力系统分析;数值计算;计算机仿真

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)29-0084-04

一、引言

电力系统分析是研究电力系统规划运营问题的基础和重要手段。因此,《现代电力系统分析》是电气工程专业研究生的一门核心专业课。这门课程与实际工程结合紧密,涵盖电力网络分析、潮流计算、电力设备模型、电力系统动态过程分析和电力系统稳定性分析等诸多方面的理论和方法。所以,掌握这门课程的理论知识对学生今后从事电力系统相关研究和工作大有裨益。该课程所涉及的内容均是抽象的高阶数学模型,复杂的公式推导和理论验证,对于大部分学生而言,仅仅是理论知识本身就已经十分晦涩难懂。实际的电力网络往往拥有几千甚至数万节点,发电机等核心设备不仅自身结构复杂,且加装了更为复杂和精密的控制系统,这导致实际工程分析的计算量非常大。因此,工程中大都采用C或Fortran等运行效率高的语言,以提高计算机分析的运算速度。这在实际工程中是非常必要的,因为工程和科研人员面临的是真实的电力系统,而且对模型和分析结果的精度具有较高的要求。但是,这些语言的编程效率低,调试过程繁琐费时。对于学生而言,他们需要分析的大都是简化后的系统,诸如IEEE、CIGRE等各种标准实验平台,对程序运算速度也没有太高要求。同时,《现代电力系统分析》课程意在让学生掌握电力系统的模型和分析方法,而不是这些分析过程的快速计算。此外,电力系统动态行为的时域仿真多采用PSSE、PSASP、PSCAD等专业软件。这些软件一方面售价高昂,另一方面使用、配置较为复杂,需要一个比较长的学习过程。Matlab不仅可以实现科学计算和编程,而且自带的Simulink组件提供了一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境,具有使用面广、灵活高效等特点。所以,有别于工程应用领域,Matlab/Simulink更适合于教学过程。相比于工程领域的解决方案,Matlab的突出特点有以下几点。

1.编程效率高,使用方便。Matlab是一种面向科学与工程计算的高级语言,允许使用数学形式的语言编写程序。它是一种解释执行的语言,灵活、方便,调试程序手段丰富,调试速度快,需要的学习时间少。

2.功能强大。首先,Matlab具有强大的数值分析计算能力,可以实现数值分析,矩阵运算,数据可视化等功能;其次,具有涵盖众多学科的工具箱,功能强大,调用方便,可以大大简化编程过程,提高程序的执行效率;再者,Matlab也可以实现诸如文件读写、图像处理、GUI编程、工业控制等诸多功能;最后,不仅Matlab自身具有第三方资源,且具有与C语言和Fortran语言的良好接口,也可充分利用已有的C语言和Fortran语言资源。

3.集成了Simulink。Simulink是一种强有力的仿真工具,它能在图形方式下以最小的代价来模拟真实动态系统的运行;自带了数百种常用的和专业的设备模型,先进有效积的分算法和直观的图示化工具;应用Simulink自带的模型,可以实现电力系统稳态、暂态过程、电力电子装置、继电保护等电力系统分析所涉及的各个方面的仿真。

二、Matlab编程在课程中的应用

电力系统分析中的潮流计算、潮流优化、小干扰稳定性分析等内容均需要在建立系统数学模型的基础上进行大量计算。以牛顿-拉夫逊潮流计算为例,其计算过程如图1(见下页)所示。

其中,解修正方程部分即求解方程组Ax=B\*MERGEFORMAT(1)的解。其中,A为n×n阶系数矩阵,B为n维列向量,x为代求未知n维列向量。该方程求解过程的C语言代码为:

for (i=0;i

//找到该列从对角元素以下的所有值中的绝对值最大的值

//将该列的行序号存入l中,将值存入p中for (int j = k + 1;j

{//对角元素绝对值若小于该列下面元素的绝对值if (fabs(p) < fabs(a[j][k]))

{l = j;//记录该列的行序号,p = a[j][k];//记录对应的绝对值最大的值}}

//如果绝对值最大值不是主对角元素,则进行以下操作

if (l != k)

{//将矩阵A的第k行和第l行互换for (int j = 0;j

{//w为中间变量,实现a[k][j]和a[l][j]的交换w = a[k][j];a[k][j] = a[l][j];a[l][j] = w;}

//引入中间变量iw,实现mm[k]和mm[l]之间的交换iw = mm[k];mm[k] = mm[l];mm[l] = iw;}

//更新第k行的U部分热荩将第k个元素以后的元素除以pfor (int j = k + 1;j

{a[k][j] /= p;}

//更新第k行以下的U部分上三角矩阵for (int i = k + 1;i

{for (int j = k + 1;j

for (int k = 0;k

{ //求解LY=B中的Y

x[k] = b[mm[k]];for (int j = 0;j < k;j++)

{x[k] -= a[k][j] * x[j];}x[k] /= a[k][k];}//前代结束

for (int k = M - 1;k >= 0;k--) //回代过程

{for (int j = k + 1;j

但是,Matlab语言求解该方程语句非常简单,如下所示x=A\B;比较C语言和MatlabZ言求解修正方程的过程可见,采用Matlab编程,可以将学生从繁琐的编程过程中解放出来,将时间和精力更多的放在对问题本身的分析和解决问题算法的研究与应用上。

三、Simulink仿真在课程中的应用

Simulink是一款简洁、直观、高效的仿真平台,它的工具箱涵盖科研和工程的众多方面,如系统控制工具箱(Control System Toolbox)、系统辨识工具箱(System Identification Toolbox)、机械系统仿真模块(SimMechanics)和电力系统仿真模块(SimPowerSystems)等。其中的电力系统仿真模块包含了理想电源、电机、负荷、线路、电力电子器件等众多模型,可以实现电力系统分析中的稳态分析、暂态分析、电力电子装置、继电保护等很多方面的仿真。以同步发电机输出短路为例,其Simulink仿真电路如图2(见下页)所示。同步发电机不仅给本地负荷供电,还通过输电线路接至无穷大电网。在10时刻,线路中间发生三相对地短路,0.2s后短路故障清除。发电机输出电流和转子转速的仿真结果(标幺值)如图3(见下页)所示。

同步发电机输出三相短路的物理过程非常复杂,涉及定子绕组、励磁绕组、阻尼绕组和转子运动,需要用7阶同步电机模型,才能较为准确地分析。Simulink的自带发电机模型采用的是精确模型,其时域仿真可以直观地展现发电机短路过程中所有物理量的变化,从而加深学生对这些过程的认识和理解。

四、教改具体实施方案

具体实施方案可分为:选题、理论讲解、任务书、学生实践、结果评定和讲解等五个步骤。

1.选题。选取《现代电力系统分析》课程中具有代表性且对学生以后从事相关研究和工作具有帮助的知识点作为课题任务,如潮流计算、系统小扰动稳定性分析、发电机功角稳定性和高压直流输电等。

2.理论讲解。教师应对相关知识点进行全面地讲解,让学生掌握扎实的理论基础,同时,应给出相关参考文献,方便学生进一步学习和查询。

3.任务书。任务书中应给出系统的已知条件和设计要求,最好以IEEE或CIGRE的标准试验平台为基础设计相应的任务。

4.学生实践。学生自己动手编写Matlab程序或搭建Simulink仿真电路,完成分析和探讨,并撰写研究报告。

5.结果评定和讲解。对学生的源代码、仿真电路和研究报告等进行审阅,给出评定结果,查找其中的问题和不足,并在课堂上进行讲解。

五、结论

《现代电力系统分析》课程涉及电力系统规划、运行和控制的诸多方面,其核心内容均涉及复杂的数学模型与严谨的公式推导,较为晦涩难懂,传统的实现方式以C或Fortran等编程效率低的语言实完成,抑或是要借助PSSE、PSASP或PSCAD等电力系统分析的专业软件,这使得学生难以掌握,更无法在今后的相关研究和工作中熟练运用。Matlab具有极高的编程效率和调试效率,同时,它整合了Simulink,可以完成电力系统动态过程的时域仿真。将Matlab引入《现代电力系统分析》的教学过程,可以大大减轻学生编程和专业软件的学习负担,使其更专注于对电力系统理论和分析方法的学习和掌握,提高学生对相关理论、方法的应用能力,为之后从事相关研究和工作奠定坚实的基础。

参考文献:

[1]王锡凡,方万良,杜正春.现代电力系统分析[M].北京:科学出版社,2014.

[2]张伯明,陈寿孙,严正.高等电力网络分析[M].北京:清华大学出版社,2013.

[3]倪以信,陈寿孙.动态电力系统的理论与分析[M].北京:清华大学出版社,2008.

[4]王沫然.MATLAB与科学计算[M].北京:电子工业出版社,2004.

Abstract:"Advanced Power System Analysis" is a core course for graduate students in the majorof electrical engineering.The core contentof this course are mathematical models and numerical algorithm.Their engineering realization use C or Fortran languageandprofessional power system analysis software.It isdifficult to mater and cannot be practiced skillfully in the following research and work.This paper introduces Matlab/Simulink into this course.Learning burden of programming languageandprofessional software can bereduced greatly. Thus,studentscould focus on the theory and analysis method of power system.Students'ability could be improved. As a result,a solid foundationis laid forfuture related research and work.

电力系统分析范文第10篇

关键词:高职院校;课程思政;电力系统

0引言

在高职院校教学过程中,课程思政工作就是将思政教育的相关理论内涵融入专业课程教学的各个环节之中,从而潜移默化地提高高职院校学生的思想道德品质。针对高职院校开展思政教育工作,不仅是当前思政教育工作的重要环节,同时在专业课教学过程中,教师也应该结合课程的特点来贯彻思政理论知识,从而更好地实现专业课程和思政理论课的同步进行。本文以高职院校电力系统分析课程为例,针对该专业课程的特点来开展思政融合工作,从而有效促进专业课的思政课程的同步进行和相互促进。同时,在二者之间进行相互协同的过程中,还要做好学科资源和学术资源的开发和建设工作,通过创建三位一体的教学目标来有效提高高职院校思政课程教学和专业课程教学质量。

1高职院校电力系统分析课程思政简析

1.1课程思政现状分析

电力系统分析课程属于电力专业的一门基础课程,属于电气工程和自动化学科专业课程。综合来看,该课程具有专业性强、逻辑性强以及概念较为抽象和复杂的特征。在电力系统分析课程之中,不仅涉及了《大学物理》和《微积分》的相关概念,同时也融合了电机学之中的相关工程知识。在针对高职院校学生开展教学的过程中,存在教学难度较大和教学复杂性较高等问题。尤其是对数学基础和物理基础都相对薄弱的高职院校学生而言,很多学生都存在学习困难以及学科知识综合应用困难的情况。针对目前高职院校重点培养技术型应用人才的特征,任课教师有必要根据电力系统分析课程的教学内容以及相关教学方法开展课程思政工作。就目前很多高职院校学生生源分布情况来看很多学生均为理工科学生,和其他专业的学生相比,该类型的学生其思维能力和抽象能力都比较强,但是学生的自控力和自学能力往往比较薄弱。鉴于此,在开展课程思政的过程中,教师不仅要将教学重点放到专业技术理论知识的传授过程中,同时也要在教学方法中融入一定比例的思政教育内容,借此来实现专业课程和思政理论的有机融合,从而让学生在潜移默化中学习思政知识。

1.2高职院校课程思政体系的建设工作

在开展课程思政的过程中,一定要格外注意以下一点:不能生搬硬套思政理论知识。简而言之,即任课教师不能在专业课教学过程中只是举几个案例就完成课程思政教学任务。在针对电力专业的学生开展思政教学的过程中,应该采用分层教学的模式来进行教学,通过建立健全高职院校课程思政体系的方式来让学生在日常的专业课学习中潜移默化、循序渐进地学习相关的思政知识。在电力系统分析课程的教学过程中,教师要让学生成为学习的主体,教师作为学生的引导者,要通过引导的方式来提高学生的思想道德水平和个人修养。同时,教师还要时刻谨言慎行,严格规范自身的教学行为,将思政教育工作和教育行为有机融合在一起,以此来帮助学生重塑自身的价值观和学习观念。举例来说,在构建课程思政体系的过程中,教师可以根据学生的年级来确立思政教学内容,针对一年级的高职学生,课程思政的核心教育内容要集中在一些基础性教育和专业认可度的教学层面。在针对二年级学生开展教学的过程中,教学重点要集中在对学生爱岗敬业精神和责任精神的培养方面。在针对三年级学生进行思政教学的过程中,教学重点应该集中在学生的创业精神和职业道德精神层面。

2电力系统分析课程思政教育研究

2.1从各个教学环节中贯彻思政教育内容

结合前文可知,高职院校的电力系统分析课程属于电气工程专业课,涉及的教学知识范畴较为广泛,不仅包含高等数学中的相关理论概念,同时也包含大学物理中的相关知识概念。鉴于此,高职院校在针对电力系统分析课程思政教育进行研究的过程中,应该严格按照我国普通高等学校专业学科教学的相关标准进行教学,在向学生传授专业理论知识的同时,还要对学生的德行进行培养,旨在培养适应社会发展和进步的高素质应用型人才。鉴于此,在电力系统分析课程的课程思政教学过程中,任课教师应该针对教学大纲、教学计划以及教学方案来制定相应的教学策略。举例来说,高职院校的教师应该从电力系统专业知识这门课程的培养目标出发,结合教学目标来让学生认识到电气自动化专业基础知识的同时,让学生从世界观和价值观的角度来分析自动化技术对我国工业企业产生的影响以及对我国经济和社会产生的影响,进而让学生树立全局意识。同时,就日常的考核来说,教师应该适当增加课程思政内容的比例,让学生借助课堂实验和社会实践来分析电力系统的重要性和意义,以此来提高学生的实践和创新能力,以“三相交流电路电压电流测量”这一案例为例,教师可以让学生分成小组来应用不同的测量技术、分析不同功率因数对电力损耗的影响,并在日常的教学过程中融入节约环保和可持续发展的理论知识。

2.2电力系统分析课程思政教学策略

根据课程思政的相关要求可知,需要教师在向学生讲述专业知识的过程中提炼出其中相关的精髓,然后根据理论知识的背景和发展结合思政教学理论进行教学。由于电力系统分析课程的实践性和专业性较强,属于电力专业的重点专业课程,鉴于此,在日常的教学过程中,教师应该秉承学生为主、能力本位的教学原则进行授课。同时,教师也要注重对学生专业技术能力的培养工作,根据高职院校学生的个性特征在思政教育课程中融入相关的理论知识,以此来让学生树立正确的人生观、世界观以及价值观。并通过形式多样的教学方法来发展学生的意志品质、思维能力、创新精神、国际视野、团队合作、社会实践等能力。重点针对高职院校电力系统分析课程思政教学策略进行分析。举例来说,高职院校的任课教师在开展电力系统分析课程教学的过程,可以应用问题导向教学方法进行教学。在日常的教学过程中,教师可以通过提出各类和专业相关的内容来引导学生学习理论基础知识,同时教师还应该在日常的教学过程中向学生灌输大国工匠精神,提高学生对“中国制造”的信心。同时还可以借助一些电力系统实验来提高学生的学习兴趣,进而激发学生学习本专业课程的热情。除此之外,为了培养高职院校学生的创新精神和创新意识,在该课程的教学过程中,教师还要充分做好理论内容和前沿知识的整合工作。虽然该课程较为抽象,但是在实际的教学过程中,教师可以引入一些现实生活中常见的案例进行分析,以此来培养学生的创新意识。同时,教师还可以通过列举各类案例故事的方式来提高学生对本专业学习的认同感以及学生的学习兴趣。如在针对简化电路模块进行教学的过程中,教师可以通过向学生讲述不同名人的故事等方式来让学生汲取榜样的力量。让学生学以致用,勤奋钻研,甘心从事基础研究并不断学习名人的实践工匠精神、化繁为简的做事方式等,从而使学生对本专业有一种认同感,有一种目标,为建立正确的人生观、世界观打下坚实的基础。

3应用形式多样的教学手段

3.1充分做好多媒体资源的利用工作

由于高职院校的学生普遍存在理论基础薄弱以及上课注意力不集中的问题。鉴于此,在日常的教学过程中,由于电力系统分析课程的教学难度较大,为了更好地帮助学生进行相关理论基础知识的学习,不断提高学生的学习积极性和学习效果。教师一定要充分利用多媒体教具进行授课。举例来说,教师可以应用多媒体课件制作思维导图,用颜色醒目的思维导图再配上彩色图片,不仅可以更好地帮助学生理解电力系统,同时也可以吸引学生的注意力。同时,教师还可以通过制作一些flas来吸引学生的注意力。如为了更好地表示发电机机械式调速器的复杂运动过程,可以借助flas来进行演示,这样既可以方便学生理解,同时也可以提高课堂教学效果。

3.2应用互联网技术进行授课,多和学生进行沟通交流

高职院校应该建立属于自身的课程建设网站,利用互联网技术的优势来展示丰富的教学资料。在课余时间,学生可以通过学校的课程网站进行专业知识的预习和复习,同时学生也可以围绕日常学习过程中存在的问题在线上和教师进行沟通,这样既可以实现教学资源的共享和交互,同时也可以促进师生之间的沟通和交流,对帮助专业任课教师了解学生提供了有利条件。除此之外,教师还可以利用互联网技术来向学生展示相关的影视资料信息,从而更好地帮助学生理解教学知识和内容,引导学生进行自主性学习。

3.3校内实训与软件仿真相结合

在电力系统分析课程中,潮流计算和短路电流计算均属于基本的计算内容,上述两种计算方式的难度较高。在课本中,仅仅针对该计算方法的原理进行了介绍,但是为了进一步提高高职院校学生的实践能力,高职院校可以通过校内实训和软件仿真模拟的方式来进行实践计算,以此来进一步提高自身的计算分析能力。鉴于此,高职院校可以通过开放实验室、利用MATLAB仿真软件进行潮流、短路电流等实验,加强计算机在电力系统计算中的应用,为学生将来走上工作岗位从事电力规划相关工作奠定一定的基础,并结合校内模拟电厂、变电站综合自动化等实训室,加强实践锻炼,提高计算机应用和电力系统工程能力。

4结束语

综上所述,在高职院校课程思政教学过程中,高职院校应该根据不同专业课程的相关特点来进行思政教学。本文以电力分析系统课程为例,通过分析该专业课程的教学策略和教学手段来对如何提高高职院校思政教育质量工作研究。

参考文献

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[4]李柳,王晓红.高校理工专业“课程思政”教育的引入和研究———以电路分析课程为例[J].高教学刊,2020(20):183-185.

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