時(shí)間：2022-04-24 09:45:37
導(dǎo)語(yǔ)：在電力系統(tǒng)分析論文的撰寫(xiě)旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了一篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
一、引言
本課程的先修課程為《高等數(shù)學(xué)》、《電路》、《電機(jī)運(yùn)行與維護(hù)》，后續(xù)課程包括《電氣設(shè)備運(yùn)行及維護(hù)》、《繼電保護(hù)裝置運(yùn)行》、《頂崗實(shí)習(xí)》等。
二、課程目標(biāo)的設(shè)定
1.專(zhuān)業(yè)能力：能全面掌握電力系統(tǒng)的基本知識(shí)；能對(duì)電力系統(tǒng)有功及無(wú)功功率進(jìn)行控制與分析；能對(duì)電力系統(tǒng)頻率和電壓進(jìn)行控制和分析；能對(duì)電力系統(tǒng)各種故障運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析和計(jì)算；能對(duì)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性進(jìn)行簡(jiǎn)單分析和計(jì)算；能進(jìn)行電力系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)。2.方法能力:分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力；動(dòng)手操作、獨(dú)立工作能力；獲得與利用信息，探究式的學(xué)習(xí)能力；工程意識(shí)和靈活思維、創(chuàng)新能力。3.社會(huì)能力：團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力；交流溝通能力；組織能力；耐心細(xì)致的工作能力。
三、課程設(shè)計(jì)思路
電力系統(tǒng)運(yùn)行與分析課程基于電網(wǎng)的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程，以工作過(guò)程為導(dǎo)向，歸納提煉典型工作任務(wù)，并將行動(dòng)領(lǐng)域的典型工作任務(wù)教學(xué)化處理后，按照與實(shí)際崗位典型工作任務(wù)內(nèi)容對(duì)應(yīng)的各學(xué)習(xí)情境組織內(nèi)容，并且根據(jù)任務(wù)的復(fù)雜程度，以先簡(jiǎn)單后復(fù)雜的順序排列各學(xué)習(xí)情境；在各個(gè)學(xué)習(xí)情境中，又按照復(fù)雜程度和實(shí)際工作程序化各個(gè)工作任務(wù)。遵循學(xué)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(chǎng)工作任務(wù)及工作程序?yàn)橐罁?jù)整合、序化教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)項(xiàng)目教學(xué)，教、學(xué)、做結(jié)合，課堂、實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí)結(jié)合，理論與實(shí)踐結(jié)合。在教學(xué)項(xiàng)目實(shí)施中，由專(zhuān)業(yè)教師組成教學(xué)團(tuán)隊(duì)，密切配合施教。采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)方法，以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主，教師講解為輔，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的能力。
四、教學(xué)方式的改進(jìn)
《電力系統(tǒng)分析》課程屬于純理論性的課程，部分理論知識(shí)需要較強(qiáng)的想象能力，只能在頭腦中通過(guò)想象來(lái)給出大概的印象。且由于課堂理論教學(xué)模式較為單調(diào)，多半是老師講、學(xué)生聽(tīng)的模式，降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。1.借助于多媒體及仿真系統(tǒng)在教學(xué)過(guò)程中，可以采用一些方法來(lái)改進(jìn)現(xiàn)有的困境。如，采用形式多樣，內(nèi)容豐富的理論教學(xué)，比如影像、圖表，使學(xué)生在形象的方法下進(jìn)行深入的學(xué)習(xí)。潮流計(jì)算是該課程的難點(diǎn)和重點(diǎn)，大部分學(xué)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(gè)實(shí)際電力網(wǎng)絡(luò)的潮流分布圖[1]，讓學(xué)生在腦海里建立一個(gè)感性的概念，而不僅僅是枯燥的公式和計(jì)算過(guò)程，或者利用電網(wǎng)運(yùn)行仿真軟件進(jìn)行實(shí)際電網(wǎng)的模擬演示，引起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性。2.理論與實(shí)踐訓(xùn)練相結(jié)合以任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)為主，將理論講授與實(shí)踐訓(xùn)練有效融合，讓學(xué)生帶著任務(wù)去學(xué)習(xí)，通過(guò)實(shí)際訓(xùn)練融會(huì)貫通所學(xué)理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)能力，并在完成任務(wù)的過(guò)程中培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考等方法能力以及團(tuán)結(jié)協(xié)作、交流溝通等社會(huì)能力。本課程以培養(yǎng)學(xué)生的綜合職業(yè)能力為目標(biāo)，模擬工作情境，使學(xué)生深臨其境，在完成工作過(guò)程中、在體驗(yàn)過(guò)程中獲得工作過(guò)程知識(shí)。3.創(chuàng)新教學(xué)模式將“教、學(xué)、做”的教學(xué)模式貫穿始終，利用各種方法和手段使教、學(xué)、做合理銜接交融。以崗位技能培養(yǎng)為核心，同時(shí)注重學(xué)生學(xué)習(xí)能力、方法能力的培養(yǎng)。鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)獨(dú)立思考和分組合作，培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
五、結(jié)論
電力系統(tǒng)分析是一門(mén)集理論與實(shí)踐為一體、知識(shí)面范圍大，是發(fā)電專(zhuān)業(yè)課程體系中的重中之重的基本課程?！半娏ο到y(tǒng)分析”的教學(xué)方式可采用增強(qiáng)理論的形象性、增強(qiáng)互動(dòng)式教學(xué)、增強(qiáng)企業(yè)培養(yǎng)的方式。為構(gòu)建一個(gè)高效的教學(xué)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(shí)踐環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)，進(jìn)行綜合性實(shí)驗(yàn)，切實(shí)提高學(xué)生的實(shí)踐能力[2]。
作者:辛華 李依凡 王麗 單位:西安電力高等專(zhuān)科學(xué)校
摘要：自20世紀(jì)80年代末至今，我國(guó)的仿真技術(shù)獲得了極大的發(fā)展。在電力系統(tǒng)中，應(yīng)用較多的培訓(xùn)仿真系統(tǒng)有電廠仿真、電網(wǎng)運(yùn)行工況仿真和變電所仿真。一般說(shuō)來(lái)，凡是需要有一個(gè)或一組熟練人員進(jìn)行操作、控制、管理與決策的實(shí)際系統(tǒng)，都需要對(duì)這些人員進(jìn)行培訓(xùn)、教育與培養(yǎng)。
關(guān)鍵詞：仿真技術(shù)電力系統(tǒng)
自20世紀(jì)80年代末至今，我國(guó)的仿真技術(shù)獲得了極大的發(fā)展。在電力系統(tǒng)中，應(yīng)用較多的培訓(xùn)仿真系統(tǒng)有電廠仿真、電網(wǎng)運(yùn)行工況仿真和變電所仿真。一般說(shuō)來(lái)，凡是需要有一個(gè)或一組熟練人員進(jìn)行操作、控制、管理與決策的實(shí)際系統(tǒng)，都需要對(duì)這些人員進(jìn)行培訓(xùn)、教育與培養(yǎng)。早期的培訓(xùn)大都是經(jīng)過(guò)理論講解和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)，通過(guò)實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)的積累來(lái)完成的，這種培訓(xùn)方式因是在實(shí)際運(yùn)行的系統(tǒng)上進(jìn)行操作，不僅培訓(xùn)成本高、培訓(xùn)時(shí)間長(zhǎng)，而且有些故障只能在實(shí)際發(fā)生時(shí)才能得到實(shí)際操作的機(jī)會(huì)，致使一部分知識(shí)只有感性認(rèn)識(shí)，得不到實(shí)際操作的鍛煉。隨著系統(tǒng)規(guī)模的加大、復(fù)雜程度的提高，特別是造價(jià)日益昂貴，訓(xùn)練時(shí)因操作不當(dāng)引起的破壞而帶來(lái)的損失大大增加，因此，提高系統(tǒng)運(yùn)行安全性、可靠性事關(guān)重大。為解決這些問(wèn)題，出現(xiàn)了培訓(xùn)仿真系統(tǒng)，模擬實(shí)際系統(tǒng)的工作狀況和運(yùn)行環(huán)境，以避免運(yùn)用實(shí)際系統(tǒng)時(shí)可能帶來(lái)的危險(xiǎn)性及高昂的代價(jià)。
變電所培訓(xùn)仿真系統(tǒng)集仿真技術(shù)、圖形圖象技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)等技術(shù)于一體，依據(jù)變電所電力設(shè)備實(shí)物、一次設(shè)備和二次設(shè)備接線圖進(jìn)行設(shè)計(jì)，如主控室、控制屏、保護(hù)屏及設(shè)備連接狀況，可在模擬設(shè)備和二次接線圖上進(jìn)行相應(yīng)操作，采用鼠標(biāo)點(diǎn)擊的操作方式，簡(jiǎn)單、直觀、易學(xué)(見(jiàn)圖1)。這種方式使變電運(yùn)行人員的培訓(xùn)手段大大更新，提高了培訓(xùn)效率，縮短了培訓(xùn)周期。也進(jìn)一步提高了運(yùn)行人員的正確判斷和處理事故的能力，防止事故擴(kuò)大化和縮短事故處理時(shí)間，從而確保電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
圖1
1變電所仿真的現(xiàn)狀
目前，我國(guó)農(nóng)網(wǎng)中(110kV、35kV)變電所培訓(xùn)仿真系統(tǒng)主要有孤立變電所型變電培訓(xùn)仿真系統(tǒng)和考慮簡(jiǎn)單電網(wǎng)的變電培訓(xùn)仿真系統(tǒng)。前一種類(lèi)型的變電培訓(xùn)仿真系統(tǒng)配置簡(jiǎn)單，造價(jià)相對(duì)較低；后一種不僅仿真了變電所的運(yùn)行狀況，而且考慮到電網(wǎng)和變電所之間的相互影響，該類(lèi)型的變電培訓(xùn)仿真系統(tǒng)在功能上比孤立變電所型的仿真系統(tǒng)要強(qiáng)。此外，還有將無(wú)人值班變電所仿真、集控中心仿真、變電所運(yùn)行管理系統(tǒng)結(jié)合于一體的110kV/35kV集控站培訓(xùn)仿真系統(tǒng)。考慮到仿真原理的相同性和孤立變電所型變電培訓(xùn)仿真系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單，能夠在單機(jī)上獨(dú)立運(yùn)行的特點(diǎn)，以下只對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。
2硬件配置的基本要求
微機(jī)一臺(tái)：主頻PENTIUM200；32M內(nèi)存；3.2G硬盤(pán)；16倍光驅(qū)；顯示卡、聲卡、音箱等。
3軟件配置的基本要求
(1)中文視窗Windows95以上版本；
(2)多媒體仿真培訓(xùn)軟件。
4主要功能
(1)正常操作訓(xùn)練：斷路器操作、隔離開(kāi)關(guān)操作、壓板操作、保護(hù)投停、電壓互感器的切換，電容器的投停等；
(2)故障演習(xí)訓(xùn)練：
斷路器故障：拒動(dòng)、誤動(dòng)、偷跳；
隔離開(kāi)關(guān)故障：帶負(fù)荷拉合隔離開(kāi)關(guān)、帶電合接地隔離開(kāi)關(guān)；
變壓器故障：包括相間短路、接地短路、匝間短路、變壓器過(guò)負(fù)荷、變壓器油溫過(guò)高；
母線故障：母線短路、母線接地；
線路故障：近區(qū)短路、接地、斷線等；
此外，還有電容器故障、繼電保護(hù)故障以及其它故障等。
培訓(xùn)者可對(duì)設(shè)定操作任務(wù)或故障，依據(jù)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)操作票進(jìn)行操作，系統(tǒng)也可在出現(xiàn)故障時(shí)，給予提示并指出錯(cuò)誤要點(diǎn)。
(3)操作票生成與培訓(xùn)系統(tǒng)：可對(duì)線路、主變壓器、母線、電容器等設(shè)備開(kāi)操作票；可對(duì)學(xué)員的操作以操作票的形式記錄；可對(duì)學(xué)員的操作票和標(biāo)準(zhǔn)操作票進(jìn)行比較；
(4)理論知識(shí)的培訓(xùn)：可提供設(shè)備的圖片和產(chǎn)品介紹；可進(jìn)行二次回路圖紙講解：包括中央信號(hào)回路、電力變壓器保護(hù)、電容器組保護(hù)、輸電線路保護(hù)、低周減載裝置等；還可進(jìn)行運(yùn)行規(guī)程問(wèn)答、典型故障處理、經(jīng)驗(yàn)介紹以及提供考試題庫(kù)。
(5)系統(tǒng)維護(hù)功能：系統(tǒng)可根據(jù)110kV變電所的主接線方式(如：?jiǎn)文妇€接線方式、內(nèi)橋接線方式、單元接線方式)和正常運(yùn)行方式的差異及實(shí)際變電所的工作情況進(jìn)行選擇和修改，可對(duì)考試題目進(jìn)行增加或修改，還可對(duì)二次接線圖上的線路名稱(chēng)和隔離開(kāi)關(guān)、斷路器號(hào)進(jìn)行更改，使其更加接近變電所的實(shí)際運(yùn)行情況。
操作實(shí)例：
倒閘操作是變電所正常運(yùn)行和檢修中都涉及的操作，具有重要的作用，其操作過(guò)程如下：
①運(yùn)行仿真軟件，進(jìn)行操作人員登陸。
②進(jìn)行功能選擇，進(jìn)入倒閘操作模塊，進(jìn)行題目分類(lèi)選擇。如選擇"10kV倒閘操作題目"后，屏幕上會(huì)出現(xiàn)一系列10kV倒閘操作題目的分項(xiàng)內(nèi)容，用鼠標(biāo)按鈕進(jìn)行選擇，選擇"紡織線002斷路器停電，紡織線線路檢修"(見(jiàn)圖2)。選擇題目后，可進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)操作票預(yù)覽，以便操作人員了解操作步驟后進(jìn)行正確操作?？蓡螕粢c(diǎn)按鈕，查看提示注意事項(xiàng)。操作練習(xí)既可在線路圖上進(jìn)行，也可在模擬圖上進(jìn)行。
③依次拉開(kāi)紡織線002斷路器，拉開(kāi)002-3隔離開(kāi)關(guān)，拉開(kāi)002-1隔離開(kāi)關(guān)，在002-3隔離開(kāi)關(guān)線路側(cè)掛接地線(見(jiàn)圖3)。遇到困難時(shí)，可查閱標(biāo)準(zhǔn)操作票和操作要點(diǎn)提示。操作完畢后，調(diào)出操作記錄與標(biāo)準(zhǔn)操作票進(jìn)行比較，如果在操作過(guò)程中發(fā)生誤操作，系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)報(bào)警。
④選擇操作題目后，也可進(jìn)入考試狀態(tài)。在此狀態(tài)下，系統(tǒng)不提供標(biāo)準(zhǔn)操作票和操作要點(diǎn)提示，考試時(shí)間到，系統(tǒng)不再進(jìn)行操作記錄。
5結(jié)束語(yǔ)
目前，110/35kV變電培訓(xùn)仿真系統(tǒng)在一些變電所已經(jīng)得到應(yīng)用，并取得實(shí)效。歸納起來(lái)，變電培訓(xùn)仿真系統(tǒng)具有如下的特點(diǎn)：
(1)計(jì)算機(jī)仿真程度高。仿真畫(huà)面完全按照變電所的電力設(shè)備實(shí)物進(jìn)行繪制，形象逼真。操作人員在模擬圖或二次接線圖上用鼠標(biāo)點(diǎn)擊元器件，即可激發(fā)元器件動(dòng)作，元器件動(dòng)作后仿真變電所同實(shí)際變電所情況一致。
(2)培訓(xùn)功能完善。不但可對(duì)變電所的正常和異常事故進(jìn)行仿真，而且可提供完善的二次圖講解。對(duì)變電所的繼電保護(hù)裝置從動(dòng)作原理到動(dòng)作過(guò)程進(jìn)行分步講解，突出顯示動(dòng)作斷路器和響應(yīng)元器件，動(dòng)畫(huà)模仿電流軌跡。
(3)可擴(kuò)充性強(qiáng)。仿真系統(tǒng)還應(yīng)提供維護(hù)功能，用戶(hù)可在使用過(guò)程中，按照各自變電所的實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷?，使其更接近?shí)際運(yùn)行中的變電所。
(4)人機(jī)界面友好，操作簡(jiǎn)單，顯示直觀，具有真實(shí)性、正確性和靈活性的特點(diǎn)。
總之，變電培訓(xùn)仿真系統(tǒng)能提高培訓(xùn)效率、縮短培訓(xùn)周期、降低培訓(xùn)成本、提高運(yùn)行人員的技術(shù)業(yè)務(wù)素質(zhì)，作為一種新型的培訓(xùn)方式，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益是顯而易見(jiàn)的，具有廣泛的應(yīng)用前景。
摘 要：電力系統(tǒng)分析為電氣工程學(xué)科的重要組成部分，是電氣類(lèi)有關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的必修課程之一，為了使學(xué)生更好地掌握這門(mén)課程的專(zhuān)業(yè)知識(shí)、培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣、提高專(zhuān)業(yè)實(shí)踐能力，提出通過(guò)搭建電力系統(tǒng)自動(dòng)化與監(jiān)控實(shí)踐平臺(tái)結(jié)合該課程完成實(shí)踐教學(xué)任務(wù)。論述了利用電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化實(shí)踐平臺(tái)和電力系統(tǒng)監(jiān)控實(shí)踐平臺(tái)與電力系統(tǒng)分析課程內(nèi)容相結(jié)合可開(kāi)發(fā)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，并結(jié)合學(xué)校的大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)設(shè)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(dòng)化與監(jiān)控實(shí)踐平臺(tái)；實(shí)踐教學(xué)
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(jì)算、電力系統(tǒng)有功功率和頻率調(diào)整、電力系統(tǒng)無(wú)功功率和電壓調(diào)整、電力系統(tǒng)短路計(jì)算等內(nèi)容，為電氣工程學(xué)科的重要組成部分，是電氣類(lèi)有關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的必修課程之一，為了使學(xué)生更好地掌握這門(mén)課程的專(zhuān)業(yè)知識(shí)、培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣、提高專(zhuān)業(yè)實(shí)踐能力，寧夏理工學(xué)院結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，搭建了電力系統(tǒng)實(shí)踐平臺(tái)。該實(shí)踐平臺(tái)綜合性強(qiáng)，要求學(xué)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(hù)”等相關(guān)課程知識(shí)。指導(dǎo)教師在實(shí)驗(yàn)課前要對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行操作和分析計(jì)算，確保實(shí)驗(yàn)安全和可靠，實(shí)驗(yàn)過(guò)程以學(xué)生動(dòng)手為主教師指導(dǎo)為輔共同完成實(shí)踐教學(xué)任務(wù)。由于屬于新建實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，缺乏相關(guān)專(zhuān)職實(shí)驗(yàn)管理和開(kāi)發(fā)人員，目前僅開(kāi)發(fā)了三個(gè)實(shí)驗(yàn)：發(fā)電機(jī)啟動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)、同步發(fā)電機(jī)手動(dòng)準(zhǔn)同期并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)、單機(jī)帶負(fù)荷實(shí)驗(yàn)。需要結(jié)合電力系統(tǒng)分析課程內(nèi)容，開(kāi)發(fā)相關(guān)實(shí)驗(yàn)和相關(guān)課題研究，將對(duì)電力系統(tǒng)分析實(shí)踐教學(xué)起到良好的促進(jìn)作用。
1 電力系統(tǒng)實(shí)踐平臺(tái)簡(jiǎn)介
電力系統(tǒng)實(shí)踐平臺(tái)由電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化實(shí)踐平臺(tái)和電力系統(tǒng)監(jiān)控實(shí)踐平臺(tái)兩部分構(gòu)成。
電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化實(shí)踐平臺(tái)是一套可模擬發(fā)電過(guò)程、各種電力故障、有功和無(wú)功功率調(diào)整等功能的整合實(shí)驗(yàn)設(shè)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(shí)驗(yàn)設(shè)備包括了原動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、控制柜、實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)、三相可調(diào)負(fù)載箱和自耦調(diào)壓器。其中原動(dòng)機(jī)由一臺(tái)功率3KW、電壓400V、轉(zhuǎn)速1500rpm的直流發(fā)電機(jī)組成；三相同步發(fā)電機(jī)輸出功率2KW，功率因素0.8，電壓400V，轉(zhuǎn)速1500rpm，直流電動(dòng)機(jī)和同步發(fā)電機(jī)由聯(lián)軸器軟連接在一起；控制柜由測(cè)量?jī)x表單元、原動(dòng)機(jī)控制單元、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁單元、準(zhǔn)同期單元、外圍設(shè)備接口單元、電源單元組成；實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)由輸電線路單元、微機(jī)線路保護(hù)單元、控制方式選擇單元、監(jiān)測(cè)儀表單元、指示單元、設(shè)置單元和外圍設(shè)備接口單元組成；由15KVA自耦調(diào)壓器來(lái)擬無(wú)窮大系統(tǒng)；三相可調(diào)負(fù)載箱包括阻性負(fù)載和感性負(fù)載。
電力系統(tǒng)監(jiān)控實(shí)踐平臺(tái)是一個(gè)集系統(tǒng)開(kāi)放化、結(jié)構(gòu)微機(jī)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(dòng)化實(shí)踐平臺(tái)，主要由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)和模擬無(wú)窮大系統(tǒng)組成，與電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化實(shí)踐平臺(tái)配合共同完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。該實(shí)踐平臺(tái)能夠面向院校新建課程體系，組建開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)室和培訓(xùn)中心，有利于提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維能力，為電氣類(lèi)有關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)生以后走向工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)和動(dòng)手能力。
2 電力系統(tǒng)實(shí)踐平臺(tái)與電力系統(tǒng)分析課程結(jié)合可開(kāi)發(fā)的實(shí)驗(yàn)
電力系統(tǒng)分析課程主要包括電力系統(tǒng)潮流分布計(jì)算、電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整、電力系統(tǒng)的無(wú)功功率和電壓調(diào)整、電力系統(tǒng)三相短路的分析與計(jì)算、電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)故障的分析與計(jì)算等部分。
根據(jù)電力系統(tǒng)實(shí)踐平臺(tái)特點(diǎn)，結(jié)合電力系統(tǒng)分析課程內(nèi)容，通過(guò)電氣類(lèi)教師實(shí)踐與論證最終可開(kāi)發(fā)的實(shí)踐項(xiàng)目有：
（1）發(fā)電機(jī)組的起動(dòng)與運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)；
（2）同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制實(shí)驗(yàn)，包括不同控制角對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁電壓波形實(shí)驗(yàn)、典型方式下的同步發(fā)電機(jī)起勵(lì)實(shí)驗(yàn)、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器控制方式及其相互切換實(shí)驗(yàn)、跳滅磁開(kāi)關(guān)滅磁和逆變滅磁實(shí)驗(yàn)、伏赫限制實(shí)驗(yàn)、欠勵(lì)限制實(shí)驗(yàn)、同步發(fā)電機(jī)強(qiáng)勵(lì)實(shí)驗(yàn)、調(diào)差實(shí)驗(yàn)、過(guò)勵(lì)磁限制實(shí)驗(yàn)；
（3）同步發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同期并列運(yùn)行實(shí)驗(yàn)，包括自動(dòng)準(zhǔn)同期條件測(cè)試實(shí)驗(yàn)、線性整步電壓形成（相敏環(huán)節(jié)）測(cè)試實(shí)驗(yàn)、壓差-頻差和相差閉鎖與整定實(shí)驗(yàn)、導(dǎo)前時(shí)間整定及測(cè)量方法實(shí)驗(yàn)、手動(dòng)準(zhǔn)同期并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)、半自動(dòng)準(zhǔn)同期并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)、自動(dòng)準(zhǔn)同期并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)；
（4）單機(jī)-無(wú)窮大系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行方式實(shí)驗(yàn)；
（5）電力系統(tǒng)功率特性和功率極限實(shí)驗(yàn)；
（6）電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)；
（7）單機(jī)帶負(fù)荷實(shí)驗(yàn)；
（8）同步發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)，包括同步發(fā)電機(jī)空載實(shí)驗(yàn)和短路實(shí)驗(yàn)、同步發(fā)電機(jī)V形曲線實(shí)驗(yàn)、同步發(fā)電機(jī)外特性實(shí)驗(yàn)。
3 課題研究與電力系統(tǒng)實(shí)踐平臺(tái)的結(jié)合
寧夏理工學(xué)院電氣類(lèi)有關(guān)專(zhuān)業(yè)師生可根據(jù)THLZD-2型電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化實(shí)踐平臺(tái)和THLDK-2 型電力系統(tǒng)監(jiān)控實(shí)踐平臺(tái)的特點(diǎn)和現(xiàn)有設(shè)備，擬定出與實(shí)際生產(chǎn)相結(jié)合的或者理論研究型的大學(xué)生創(chuàng)新性項(xiàng)目、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)或科研課題。如對(duì)電力系統(tǒng)三相不對(duì)稱(chēng)短路電流的故障研究，可以通過(guò)該實(shí)踐平臺(tái)構(gòu)建與實(shí)際情況高度相似的模型進(jìn)行大量可行性研究實(shí)驗(yàn)，設(shè)置不同短路故障類(lèi)型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；
另外，該實(shí)踐平臺(tái)可以針對(duì)學(xué)校新開(kāi)設(shè)課程體系，創(chuàng)建開(kāi)放式實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，即學(xué)生結(jié)合課堂理論知識(shí)、相關(guān)企業(yè)實(shí)踐和校內(nèi)實(shí)踐平臺(tái)來(lái)學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能，通過(guò)這種開(kāi)放式實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，能夠提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力、專(zhuān)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(xué)，輕實(shí)踐教學(xué)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(huì)管理”的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。
4 結(jié)束語(yǔ)
為了讓學(xué)生更好地掌握電力系統(tǒng)分析課程的專(zhuān)業(yè)知識(shí)、培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣、提高專(zhuān)業(yè)實(shí)踐能力，本文提出通過(guò)與電力系統(tǒng)實(shí)踐平臺(tái)相結(jié)合，開(kāi)發(fā)相關(guān)實(shí)踐項(xiàng)目。電氣類(lèi)有關(guān)專(zhuān)業(yè)師生也可結(jié)合該實(shí)踐平臺(tái)資源，進(jìn)行大學(xué)生創(chuàng)新性項(xiàng)目實(shí)踐、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)，以及教師的科研項(xiàng)目研究工作
作者簡(jiǎn)介：張建剛（1980-），男，寧夏石嘴山人，碩士，助教，教師，研究方向：電力系統(tǒng)自動(dòng)化。
[摘 要]電氣工程及其自a動(dòng)化專(zhuān)業(yè)以卓越工程師實(shí)驗(yàn)班模式，探索“三創(chuàng)型”專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的可行方式，著力加強(qiáng)學(xué)生對(duì)工程實(shí)踐的了解、專(zhuān)業(yè)知識(shí)與應(yīng)用的結(jié)合，強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程創(chuàng)新能力、優(yōu)秀的學(xué)習(xí)能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。在電力系統(tǒng)分析課程現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，基于卓越電氣工程師培養(yǎng)目標(biāo)，貫穿問(wèn)題教學(xué)法的理念，對(duì)該課程的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行改革，并對(duì)課程進(jìn)行拓展，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和能力。學(xué)生通過(guò)這種方式學(xué)習(xí)后，對(duì)課程的理解以及對(duì)電力方面知識(shí)的興趣都有了很大提高。
[關(guān)鍵詞]卓越電氣工程師;電力系統(tǒng)分析;問(wèn)題教學(xué)法;課程拓展
創(chuàng)新高校人才培養(yǎng)機(jī)制是十八屆三中全會(huì)提出的明確要求。為貫徹中央提出的走中國(guó)特色新型工業(yè)化道路、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家、建設(shè)人力資源強(qiáng)國(guó)等戰(zhàn)略部署，落實(shí)《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》，教育部啟動(dòng)實(shí)施了卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃。[1]惠州學(xué)院為配合國(guó)家教育戰(zhàn)略，促進(jìn)學(xué)院學(xué)科建設(shè)，在學(xué)校內(nèi)開(kāi)展了卓越工程師培養(yǎng)系列活動(dòng)，其中電子科學(xué)系的電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)成為首批試點(diǎn)專(zhuān)業(yè)之一。
電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)以卓越工程師實(shí)驗(yàn)班模式，探索“三創(chuàng)型”專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的可行方式，著力加強(qiáng)學(xué)生對(duì)工程實(shí)踐的了解、專(zhuān)業(yè)知識(shí)與應(yīng)用的結(jié)合，強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程創(chuàng)新能力、優(yōu)秀的學(xué)習(xí)能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。這對(duì)教師的教學(xué)工作提出了更高的要求。本學(xué)科非常重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課――電力系統(tǒng)分析是一門(mén)理論分析嚴(yán)謹(jǐn)、涉及內(nèi)容廣泛的課程，包括電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)分析兩大部分。它既是后續(xù)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)、發(fā)電廠電氣部分等相關(guān)課程的理論基礎(chǔ)，又是學(xué)生專(zhuān)業(yè)素質(zhì)形成的關(guān)鍵課程之一，對(duì)學(xué)好本學(xué)科起著非常重要的作用。
一、電力系統(tǒng)分析課程現(xiàn)狀
電力系統(tǒng)分析課程內(nèi)容與電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程密切相關(guān)，同時(shí)又有大量的計(jì)算，學(xué)生普遍反映學(xué)起來(lái)難度較大。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)和電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展，云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)與新能源技術(shù)的結(jié)合，本課程的教學(xué)內(nèi)容日益豐富，教學(xué)要求也不斷提高。近年來(lái)，與本專(zhuān)業(yè)相關(guān)的一些新技術(shù)發(fā)展很快，特別是美國(guó)提出進(jìn)行新能源革命從而帶動(dòng)美國(guó)經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇的發(fā)展戰(zhàn)略后，全球掀起了新能源開(kāi)發(fā)及應(yīng)用和智能電網(wǎng)的研究與建設(shè)的熱潮。[2] [3]可見(jiàn)，對(duì)電力系統(tǒng)分析課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段等實(shí)踐創(chuàng)新方面的改革勢(shì)在必行。
二、問(wèn)題教學(xué)法在理論教學(xué)環(huán)節(jié)的應(yīng)用
問(wèn)題教學(xué)法是教育理論中一種互動(dòng)式教學(xué)方法。[4]筆者采用問(wèn)題教學(xué)法來(lái)講授電力系統(tǒng)分析課程，將課程的主體結(jié)構(gòu)通過(guò)提問(wèn)的方式引出，并要求學(xué)生在課程學(xué)習(xí)結(jié)束后完成以下4個(gè)任務(wù)：1.電力系統(tǒng)建模，以穩(wěn)態(tài)模型為主，兼顧暫態(tài)模型;2.計(jì)算電力系統(tǒng)正常運(yùn)行狀況下的功率、電壓的分布（即潮流分析）;3.計(jì)算電力系統(tǒng)發(fā)生各類(lèi)故障時(shí)的電壓、電流分布（即故障分析）;4.計(jì)算電力系統(tǒng)在各種擾動(dòng)下能否維持穩(wěn)定運(yùn)行（即穩(wěn)定分析）。
簡(jiǎn)略地說(shuō)，就是掌握復(fù)雜電力系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模，并能夠進(jìn)行潮流、故障、穩(wěn)定3大計(jì)算。課程的主體結(jié)構(gòu)由以上對(duì)應(yīng)的4部分組成，每個(gè)部分包含若干章節(jié)內(nèi)容。為提升學(xué)生對(duì)課程的認(rèn)知，筆者根據(jù)多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，精心挑選下列一組問(wèn)題作為教學(xué)的主線。
1.直流電力系統(tǒng)與交流電力系統(tǒng)的特點(diǎn)各是什么？現(xiàn)代電力系統(tǒng)采用的是那種模式？具有什么特點(diǎn)？2.參照電機(jī)學(xué)，如何建立發(fā)電機(jī)、變壓器、電力線路和電力負(fù)荷等元件的數(shù)學(xué)模型，對(duì)于多電壓等級(jí)的電網(wǎng)，如何對(duì)各元件參數(shù)進(jìn)行電壓等級(jí)的歸算，進(jìn)而構(gòu)建電力網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)模型。有名制、標(biāo)幺制，精確法、近似法在進(jìn)行電壓等級(jí)歸算時(shí)有什么異同之處？3.電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析中提出了潮流分析這一概念，給出對(duì)“潮流”這一詞的理解。電力系統(tǒng)就是一個(gè)大的電路網(wǎng)絡(luò)，那么“潮流計(jì)算”與一般的“電路穩(wěn)態(tài)計(jì)算”有什么異同之處？4.在復(fù)雜電力系統(tǒng)潮流的計(jì)算機(jī)算法中，節(jié)點(diǎn)被分為幾種類(lèi)型，已知數(shù)和未知數(shù)各是什么？這與實(shí)際電力系統(tǒng)中的哪些設(shè)備（廠站）相對(duì)應(yīng)？5.為什么要用對(duì)稱(chēng)分量法求解電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)短路故障時(shí)的故障電流？這一方法的數(shù)學(xué)原理是什么？有沒(méi)有其他的方法可以計(jì)算不對(duì)稱(chēng)故障的短路電流？6.電力系統(tǒng)中各元件的序阻抗的是如何定義的？其物理含義各是什么？系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)中所取的電抗值又是如何得到的？7.系統(tǒng)的穩(wěn)定性是如何定義的？電力系統(tǒng)穩(wěn)定性主要涉及哪些電氣量？
通過(guò)問(wèn)題的設(shè)置，逐步引出課程相關(guān)內(nèi)容。筆者在教學(xué)過(guò)程中體會(huì)到，用問(wèn)題來(lái)引導(dǎo)學(xué)生可以提高學(xué)習(xí)的導(dǎo)向性，把學(xué)生興趣吸引到問(wèn)題上來(lái)。在關(guān)注解決問(wèn)題的具體方法時(shí)，要讓學(xué)生理解每個(gè)方法、步驟的意義，以免因?yàn)閮?nèi)容龐雜而失去對(duì)問(wèn)題全貌的了解。[5]
三、實(shí)踐環(huán)節(jié)的創(chuàng)新
筆者在實(shí)踐過(guò)程中積極探索，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)涵建設(shè)，提升課程的實(shí)踐性和創(chuàng)新性，取得了較好的效果。
（一）開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式
電力系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)室，由3臺(tái)“WDT-IIIC電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化試驗(yàn)臺(tái)”和1臺(tái)“PS-7G型電力系統(tǒng)微機(jī)監(jiān)控試驗(yàn)臺(tái)”及相關(guān)設(shè)備組成，是一個(gè)自動(dòng)化程度很高的動(dòng)態(tài)電力系統(tǒng)物理模型，能夠反映現(xiàn)代化電能的生產(chǎn)、傳輸、分配和使用的全過(guò)程，體現(xiàn)現(xiàn)代電力系統(tǒng)高度自動(dòng)化、信息化、數(shù)字化的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的檢測(cè)、控制、監(jiān)視、保護(hù)、調(diào)度的自動(dòng)化，并使教學(xué)實(shí)驗(yàn)管理現(xiàn)代化。對(duì)于卓越電氣工程師班的學(xué)生來(lái)說(shuō)，除了按要求完成課程基本的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容之外，還要在課余時(shí)間對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)能完成的其他內(nèi)容作試探性研究和拓展。學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)開(kāi)放的接口做課程設(shè)計(jì)和研究，拓寬了視野，加深了對(duì)理論知識(shí)的理解。
（二）自主研發(fā)、修復(fù)實(shí)驗(yàn)裝置模塊
綜合設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)是高等學(xué)校培養(yǎng)“卓越電氣工程師”專(zhuān)業(yè)教學(xué)計(jì)劃中的重要部分。本課程鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中自己動(dòng)手設(shè)計(jì)裝置，完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，或者對(duì)舊實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行維修，恢復(fù)裝置功能。學(xué)生通過(guò)這種實(shí)踐，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和內(nèi)容有了更深刻的理解，提高了動(dòng)手能力。
四、課程拓展及創(chuàng)新能力培養(yǎng)
筆者在教學(xué)過(guò)程中，一直強(qiáng)調(diào)學(xué)生要注重本課程具體章節(jié)內(nèi)容之間的聯(lián)系，逐步掌握單個(gè)知識(shí)點(diǎn)，理解課程體系結(jié)構(gòu)，進(jìn)而理解專(zhuān)業(yè)教學(xué)體系結(jié)構(gòu)，熟悉本課程在整個(gè)教學(xué)體系中的地位和作用。通過(guò)把問(wèn)題法融入教學(xué)中，能避免學(xué)生片面的學(xué)習(xí)單個(gè)知識(shí)點(diǎn)而忽略對(duì)全局的了解，能提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。
同時(shí)，筆者在教學(xué)過(guò)程中注重緊跟前沿技術(shù)，提升學(xué)生的創(chuàng)新能力。本課程內(nèi)容講授到一半時(shí)，學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容已有了一定的認(rèn)識(shí)，筆者要求每位學(xué)生都要去查找文獻(xiàn)，了解電力方向的最新技術(shù)和發(fā)展方向，然后上交一篇報(bào)告，對(duì)涉及的新技術(shù)進(jìn)行描述并寫(xiě)心得。為了提高效率避免雷同，筆者規(guī)定，報(bào)告提交時(shí)按照時(shí)間先后順序，若該技術(shù)在先前提交的報(bào)告中已使用，則后而提交的報(bào)告中就不能再涉及，這樣越往后報(bào)告提交難度越大，所以學(xué)生基本都以最快的速度去查找資料寫(xiě)報(bào)告。報(bào)告審核工作由筆者獨(dú)立完成，對(duì)粗制濫造、敷衍了事的報(bào)告筆者一律退回要求學(xué)生重寫(xiě)，直到通過(guò)為止。等學(xué)期末課程快結(jié)束時(shí)專(zhuān)門(mén)有新技術(shù)討論課，這時(shí)筆者要求學(xué)生對(duì)自己報(bào)告中的新技術(shù)進(jìn)行脫稿描述，以檢查學(xué)生對(duì)新技術(shù)的理解程度，并對(duì)整個(gè)過(guò)程進(jìn)行打分，計(jì)入期末考核。
學(xué)生通過(guò)查找技術(shù)資料寫(xiě)報(bào)告，對(duì)專(zhuān)業(yè)的前沿技術(shù)有了一定的了解，對(duì)自己未來(lái)的發(fā)展方向也有了較清楚的認(rèn)識(shí)。比如，新能源開(kāi)發(fā)及應(yīng)用和智能電網(wǎng)的研究與建設(shè)目前在全球進(jìn)行得如火如荼，新一代的大學(xué)生也要緊跟時(shí)代潮流，但學(xué)校實(shí)驗(yàn)條件有限，怎么辦？有學(xué)生就發(fā)現(xiàn)，微電網(wǎng)技術(shù)就是一個(gè)很好的切入點(diǎn)。微電網(wǎng)（Micro-Grid）也譯為微網(wǎng)，它是將發(fā)電機(jī)、負(fù)荷、儲(chǔ)能裝置及控制裝置等結(jié)合，形成一個(gè)單一可控的單元，同時(shí)向用戶(hù)供給電能和熱能。微電網(wǎng)中的電源多為微電源，亦即含有電力電子界面的小型機(jī)組（小于100kw），包括微型燃?xì)廨啓C(jī)、燃料電池、光伏電池以及超級(jí)電容、飛輪、蓄電池等儲(chǔ)能裝置。[6]微電網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)主動(dòng)式配電網(wǎng)的一種有效方式，它既能與大電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，也能在電網(wǎng)故障或需要時(shí)與主網(wǎng)斷開(kāi)單獨(dú)運(yùn)行，是傳統(tǒng)電網(wǎng)向智能電網(wǎng)的過(guò)渡。不少學(xué)生在了解了相關(guān)知識(shí)后，已打算把微電網(wǎng)技術(shù)作為自己未來(lái)的研究和發(fā)展方向。
五、小結(jié)
本文在電力系統(tǒng)分析課程現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，基于卓越電氣工程師培養(yǎng)目標(biāo)，將問(wèn)題教學(xué)法的理念貫穿于教學(xué)實(shí)踐，對(duì)該課程的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行改革，并對(duì)課程進(jìn)行拓展，提高了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和能力。學(xué)生通過(guò)這種方式學(xué)習(xí)后，對(duì)課程的理解以及對(duì)電力方面知識(shí)的興趣都有了很大的提高。卓越計(jì)劃實(shí)施時(shí)間并不長(zhǎng)，在今后的實(shí)施過(guò)程中還需繼續(xù)探索、總結(jié)，不斷調(diào)整，這樣才能不斷進(jìn)步。
摘要：應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)下，《電力系統(tǒng)分析》作為應(yīng)用型電氣工程及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的一門(mén)核心主干課程，對(duì)提高學(xué)生的理論知識(shí)和培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，具有很重要的作用。本文圍繞應(yīng)用型本科電氣工程及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)《電力系統(tǒng)分析》課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，闡述了教學(xué)內(nèi)容改革思路和方法，體現(xiàn)了應(yīng)用型本科“理論與實(shí)踐相結(jié)合”的特色。
關(guān)鍵詞：應(yīng)用型；電力系統(tǒng)分析；教學(xué)改革；實(shí)踐
一、引言
應(yīng)用型本科是以本科教育辦學(xué)定位為標(biāo)準(zhǔn)，以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為核心的高校新型教育模式，既強(qiáng)調(diào)“實(shí)踐能力”，又強(qiáng)調(diào)“創(chuàng)新能力”。電力系統(tǒng)分析作為電氣類(lèi)專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課程，如何來(lái)體現(xiàn)應(yīng)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(gè)方面：一是“知識(shí)素質(zhì)”；二是“能力素質(zhì)”。知識(shí)素質(zhì)主要表現(xiàn)為：專(zhuān)業(yè)知識(shí)面要寬泛，專(zhuān)業(yè)知識(shí)深度不宜過(guò)高，公式和定理的推導(dǎo)、證明適當(dāng)省略，注重結(jié)論的應(yīng)用性；能力素質(zhì)主要表現(xiàn)為：強(qiáng)化操作技能和規(guī)范，提高實(shí)踐動(dòng)手能力和綜合素質(zhì)能力。因此應(yīng)用型本科《電力系統(tǒng)分析》課程“突出應(yīng)用特色，注重實(shí)踐能力，提高教學(xué)質(zhì)量”的教學(xué)改革目標(biāo)，并圍繞地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展為基礎(chǔ)，以突出應(yīng)用型特色作為教學(xué)改革的前提，以提高教育教學(xué)質(zhì)量作為改革的目標(biāo)。
《電力系統(tǒng)分析》課程作為電氣工程專(zhuān)業(yè)的主干課程之一，它不但有大量的理論概念和基本計(jì)算，而且工程應(yīng)用實(shí)踐性較強(qiáng)，對(duì)該專(zhuān)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(jī)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(hù)自動(dòng)裝置等專(zhuān)業(yè)課程的基礎(chǔ)，在電氣工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)和應(yīng)用型本科培養(yǎng)高質(zhì)量、高素質(zhì)學(xué)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(duì)電氣工程專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型學(xué)生培養(yǎng)的能力要求越來(lái)越高，也就對(duì)《電力系統(tǒng)分析》課程提出了更高的定位，原有的教育教學(xué)模式已不能滿足電力行業(yè)建設(shè)的需要，不能體現(xiàn)應(yīng)用型教育的發(fā)展特色。
二、《電力系統(tǒng)分析》課程教學(xué)中存在的問(wèn)題
1.學(xué)習(xí)興趣不濃：《電力系統(tǒng)分析》課程部分內(nèi)容抽象、公式多、計(jì)算多、系統(tǒng)性和邏輯性較強(qiáng)，學(xué)生學(xué)習(xí)缺乏興趣，“教師教”和“學(xué)生學(xué)”都很困難。
2.教學(xué)內(nèi)容沒(méi)有與時(shí)俱進(jìn)。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(wú)法充分體現(xiàn)近十多年來(lái)本學(xué)科的最新進(jìn)展和前沿動(dòng)態(tài)。
3.教學(xué)方法、手段和形式單一。多媒體教學(xué)等現(xiàn)代化教學(xué)手段沒(méi)有普及。首先，現(xiàn)有《電力系統(tǒng)分析》課程在教學(xué)上理論性強(qiáng)，內(nèi)容上有大量的矩陣計(jì)算和矢量電路圖形，所以用傳統(tǒng)的板書(shū)教學(xué)，形式比較單一，教師也必須在課堂上占用大量時(shí)間進(jìn)行公式推導(dǎo)和畫(huà)圖，教學(xué)效率較低，教學(xué)效果偏差；其次，《電力系統(tǒng)分析》課程工程實(shí)踐較強(qiáng)，實(shí)際的電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式僅靠講授來(lái)體現(xiàn)，無(wú)法更直觀、更形象地將教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)在學(xué)生面前，不符合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需要。
4.理論與實(shí)踐教學(xué)相脫節(jié)。應(yīng)用型本科注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，《電力系統(tǒng)分析》課程教學(xué)模式偏重于基本概念和計(jì)算方法，缺少實(shí)踐環(huán)節(jié)。
三、《電力系統(tǒng)分析》課程教學(xué)內(nèi)容改革思路和方法
（一）教學(xué)思想的更新
在教學(xué)思想上，必須牢固樹(shù)立“突出應(yīng)用特色，注重實(shí)踐能力，提高教學(xué)質(zhì)量”的目標(biāo)。以應(yīng)用型本科教學(xué)為培養(yǎng)模式。在教學(xué)形式上，擺脫單一化的形式，讓學(xué)生運(yùn)用基本理論知識(shí)參與實(shí)際系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，提取系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。培養(yǎng)學(xué)生面對(duì)工程實(shí)踐的應(yīng)用能力。促進(jìn)教學(xué)研究互相結(jié)合，使學(xué)生更了解本學(xué)科的前沿知識(shí)。
（二）教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化
為了適應(yīng)應(yīng)用型本科教學(xué)，針對(duì)《電力系統(tǒng)分析》課程教學(xué)改革所應(yīng)體現(xiàn)的知識(shí)和能力素質(zhì)，我們對(duì)課程的教學(xué)內(nèi)容作了調(diào)整和優(yōu)化，并提出了新的教學(xué)要求，具體從以下三方面進(jìn)行：
1.修訂人才培養(yǎng)設(shè)置，壓縮理論學(xué)時(shí)，增加實(shí)踐內(nèi)容，形成新的教學(xué)模式。應(yīng)用型本科院校培養(yǎng)人才的最終目標(biāo)是以服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)為出發(fā)點(diǎn)，所以在講授基本理論的同時(shí)，讓學(xué)生實(shí)際參與整個(gè)電力系統(tǒng)的構(gòu)想、設(shè)計(jì)、運(yùn)行和優(yōu)化，使學(xué)生的實(shí)際工程訓(xùn)練能力得到提高。
2.增加輔助教材，充分了解學(xué)科前沿。在選用課程的教材時(shí)，采用規(guī)劃教材為主，增加輔助教材編寫(xiě)。通過(guò)輔助教材可以全面了解本行業(yè)國(guó)內(nèi)外的科研成果。重點(diǎn)是將理論內(nèi)容穿插在實(shí)踐課中講授，讓學(xué)生從實(shí)踐中去深入了解目前本行業(yè)發(fā)展的前沿和熱點(diǎn)問(wèn)題。這樣能有效的鞏固專(zhuān)業(yè)知識(shí)，提高學(xué)生的專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)興趣；同時(shí)考慮到電氣工程及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)學(xué)生畢業(yè)后大部分將為本地區(qū)的電力行業(yè)服務(wù)，在電力網(wǎng)介紹和潮流（包括簡(jiǎn)單潮流和復(fù)雜潮流）計(jì)算講解的時(shí)候，多以實(shí)際電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)為例，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)目標(biāo)定位。
3.增加課程設(shè)計(jì)。課程設(shè)計(jì)是對(duì)《電力系統(tǒng)分析》課程的一個(gè)綜合性實(shí)踐教學(xué)，把知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行整體性回顧。《電力系統(tǒng)分析》課程包含兩個(gè)課程設(shè)計(jì)：一是潮流計(jì)算方面，它是電力系統(tǒng)很重要的計(jì)算，根據(jù)給定的電力系統(tǒng)的運(yùn)行條件，確定穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)各參數(shù)的一種計(jì)算，可以分析研究電力系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn)行時(shí)的各種問(wèn)題進(jìn)行檢驗(yàn)和預(yù)知。通過(guò)這個(gè)課程設(shè)計(jì)，學(xué)生對(duì)穩(wěn)態(tài)分析過(guò)程有一個(gè)全面性的了解，提高分析問(wèn)題的能力；一是短路計(jì)算方面，為了避免發(fā)生短路而正確選擇和設(shè)計(jì)系統(tǒng)上的電氣設(shè)備和繼電保護(hù)裝置，通過(guò)進(jìn)行短路計(jì)算可以降低發(fā)生短路的后果，讓學(xué)生對(duì)發(fā)生短路時(shí)遇到的各種問(wèn)題提前進(jìn)行分析總結(jié)，提高解決問(wèn)題的能力。
（三）采用現(xiàn)代化教學(xué)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(shū)式教學(xué)很難滿足現(xiàn)代教育教學(xué)的需要，用講授法根本無(wú)法描述清楚實(shí)際電力系統(tǒng)具體運(yùn)行情況，學(xué)生理解上也存在困難。為了提高理論課的教學(xué)效果，吸引學(xué)生興趣，必須采用多元化的教學(xué)方法和手段。
1.課堂教學(xué)采用多媒體配合板書(shū)教。首先，在公式推導(dǎo)時(shí)沿用板書(shū)教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)，吸引學(xué)生主動(dòng)思考，整個(gè)推導(dǎo)過(guò)程全程參與，有助于對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解；其次，在講授比較抽象的內(nèi)容時(shí)結(jié)合多媒體演示，使教學(xué)內(nèi)容更加具體化、形象化和生動(dòng)化，加深學(xué)生對(duì)內(nèi)容的理解，用多媒體結(jié)合板書(shū)教學(xué)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(jìn)一步形象化，呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)的變化過(guò)程。用計(jì)算機(jī)仿真動(dòng)態(tài)模擬教學(xué)可以更生動(dòng)直觀的表達(dá)，還可以將仿真軟件直接貫穿到學(xué)生的課程設(shè)計(jì)中，在對(duì)知識(shí)易于理解和掌握的同時(shí)，增加學(xué)生熟練話的程度，全程參與工程實(shí)踐，這是其他教學(xué)方法無(wú)法比擬的效果。
3.網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。為充分利用學(xué)生的課余時(shí)間，運(yùn)用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方法，將《電力系統(tǒng)分析》課程包括教學(xué)大綱、教案課件、電子教材、參考資料、實(shí)踐指導(dǎo)、習(xí)題集及答案、授課視頻等，通過(guò)公共賬號(hào)上傳到網(wǎng)絡(luò)，讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)、熟悉和了解，帶著問(wèn)題進(jìn)入課堂，課后還可以有效的復(fù)習(xí)回顧。另外，為方便學(xué)生學(xué)習(xí)，還設(shè)置了在線輔導(dǎo)、答疑和網(wǎng)上自測(cè)等網(wǎng)絡(luò)交流平臺(tái)。教學(xué)資源上網(wǎng)后能較好地解決學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)中遇到的相關(guān)問(wèn)題，并有助于提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，也是對(duì)課堂教學(xué)方法的多樣化提供了一個(gè)有力支持。
（四）培養(yǎng)學(xué)生的工程創(chuàng)新能力
為讓學(xué)生的理論和實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，根據(jù)內(nèi)容不同，讓學(xué)生通過(guò)自愿組織成立學(xué)習(xí)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析處理、論文撰寫(xiě)等環(huán)節(jié)，使學(xué)生不但能鍛煉實(shí)際操作能力，又培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作精神，拓寬了工程實(shí)踐視野，提高了工程創(chuàng)新能力。從現(xiàn)在開(kāi)始，培養(yǎng)他們獨(dú)立動(dòng)手的工作能力，提高學(xué)生對(duì)電力系統(tǒng)分析課程的學(xué)習(xí)積極性。
（五）加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。
應(yīng)用型本科注重學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，本課程的教學(xué)內(nèi)容十分抽象，且電力系統(tǒng)的控制，十分復(fù)雜、宏觀，學(xué)生無(wú)法憑想象來(lái)建立起知識(shí)體系。
1.組織學(xué)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(shè)施，并邀請(qǐng)電力行業(yè)一線工程師講課，定期安排學(xué)生實(shí)習(xí)，讓學(xué)生對(duì)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(rèn)識(shí)，有助于對(duì)理論教學(xué)的展開(kāi)；
2.其次，通過(guò)加大《電力系統(tǒng)分析》課程的實(shí)驗(yàn)，尤其是與實(shí)踐密切聯(lián)系的等值電路、潮流計(jì)算和對(duì)稱(chēng)電路以及不對(duì)稱(chēng)電路計(jì)算的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)基本計(jì)算方法的應(yīng)用；
3.另外，建立電力系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)臺(tái)，通過(guò)對(duì)電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模擬仿真，靈活的設(shè)置故障條件，分析穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)行為，吸引學(xué)生的興趣，提高他們的動(dòng)手實(shí)踐能力，將實(shí)踐教學(xué)結(jié)合軟件仿真進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，搭建實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，可以更直觀、生動(dòng)地闡述電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程，使電力系統(tǒng)分析不再是抽象的理論，能夠提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，讓其做到理論與實(shí)踐相結(jié)合，提高實(shí)踐教學(xué)水平。
三、總結(jié)
《電力系統(tǒng)分析》課程作為應(yīng)用型電氣工程及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)課程，對(duì)提高學(xué)生的理論知識(shí)和培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，具有很重要的作用。因此，只有把理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，形成有應(yīng)用型特色的課程體系，切實(shí)提高高校的人才培養(yǎng)質(zhì)量，才能取得良好的教學(xué)效果，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)。
摘要：《電力系統(tǒng)分析》是電力系統(tǒng)自動(dòng)化方向的主要專(zhuān)業(yè)課，在課程體系中發(fā)揮著“承前啟后”的作用，有著兼具理論性和工程性的特點(diǎn)。在以培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向、以學(xué)生為中心的教育理念驅(qū)動(dòng)下，本文從理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)兩方面入手，討論《電力系統(tǒng)分析》課程基于工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)改革。
關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)分析；培養(yǎng)目標(biāo)；工程教育認(rèn)證
一、前言
工程教育認(rèn)證作為高等教育認(rèn)證的重要組成部分，屬于專(zhuān)業(yè)認(rèn)證，是由專(zhuān)業(yè)性認(rèn)證機(jī)構(gòu)（協(xié)會(huì)）組織工程技術(shù)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的教育界學(xué)術(shù)專(zhuān)家和相關(guān)行業(yè)的技術(shù)專(zhuān)家，以該行業(yè)工程技術(shù)從業(yè)人員應(yīng)具備的職業(yè)資格為要求，對(duì)工程技術(shù)領(lǐng)域的相關(guān)專(zhuān)業(yè)的工程教育質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)、認(rèn)可并提出改進(jìn)意見(jiàn)的過(guò)程[1]。
我校的電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的綜合改革是以工程教育認(rèn)證工作來(lái)引領(lǐng)的，旨在培養(yǎng)能夠從事與電氣工程有關(guān)的裝備制造、系統(tǒng)運(yùn)行、自動(dòng)控制、信息處理、試驗(yàn)分析、電力電子等技術(shù)開(kāi)發(fā)以及計(jì)算機(jī)應(yīng)用等領(lǐng)域工作的寬口徑復(fù)合型工程技術(shù)與管理人才。通過(guò)模塊化課程體系有效地推進(jìn)培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求的實(shí)現(xiàn)。
《電力系統(tǒng)分析》是電力系統(tǒng)自動(dòng)化模塊的主要專(zhuān)業(yè)課，占據(jù)整個(gè)模塊課總學(xué)分的1/3。該課程作為《電路基礎(chǔ)》、《電磁場(chǎng)》和《電機(jī)學(xué)》等先導(dǎo)課程的延續(xù)以及《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理》、《發(fā)電廠電氣部分》、《電力系統(tǒng)調(diào)度》和《高電壓技術(shù)》等后續(xù)課程的基礎(chǔ)，發(fā)揮著“承前啟后”的作用，有著兼具理論性和工程性的特點(diǎn)。該課程的目標(biāo)定位為：要求學(xué)生掌握電力系統(tǒng)的基本內(nèi)容和基本概念；熟悉電力系統(tǒng)的基本運(yùn)行方式和調(diào)節(jié)方法；熟練掌握電力系統(tǒng)的基本分析和計(jì)算方法；掌握電力系統(tǒng)各種故障及其分析方法；了解電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析，為培養(yǎng)高素質(zhì)的電力工程技術(shù)人才奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
在以培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向、以學(xué)生為中心的教育理念驅(qū)動(dòng)下，本文從理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)兩方面入手，討論《電力系統(tǒng)分析》課程基于工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)改革。
二、教學(xué)內(nèi)容、方式和方法的探索
（一）教學(xué)內(nèi)容的合理配置
《電力系統(tǒng)分析》主要包括電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)分析和暫態(tài)分析兩部分。重點(diǎn)講述電力系統(tǒng)的三大常規(guī)計(jì)算，即潮流計(jì)算、短路計(jì)算和穩(wěn)定性計(jì)算，這也是本門(mén)課程的重點(diǎn)難點(diǎn)所在。其中，穩(wěn)態(tài)分析部分的電網(wǎng)等值電路、電壓降落和功率損耗是潮流計(jì)算的基礎(chǔ)，電力系統(tǒng)正常運(yùn)行方式的調(diào)整與控制是潮流計(jì)算的應(yīng)用。暫態(tài)分析部分的同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型是基礎(chǔ)，其電磁暫態(tài)過(guò)程主要針對(duì)故障分析時(shí)的短路計(jì)算，機(jī)電暫態(tài)過(guò)程主要針對(duì)穩(wěn)定性計(jì)算[2]。
在教學(xué)過(guò)程中，三大計(jì)算自然要重點(diǎn)講述，但是其中的計(jì)算機(jī)算法部分可以適當(dāng)壓縮學(xué)時(shí)，因?yàn)橄鄳?yīng)的課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)部分會(huì)有針對(duì)三大計(jì)算的具體上機(jī)操作。而相應(yīng)的基礎(chǔ)知識(shí)部分則需要仔細(xì)講解，尤其是部分同學(xué)《電路基礎(chǔ)》和《電機(jī)學(xué)》掌握的比較薄弱，基礎(chǔ)知識(shí)部分如果進(jìn)度過(guò)快，會(huì)導(dǎo)致后邊的三大計(jì)算根本無(wú)法理解和掌握。
《電力系統(tǒng)分析》除了具有較強(qiáng)的理論性，還有一定的工程性。根據(jù)已就業(yè)同學(xué)的信息反饋，在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)適當(dāng)?shù)匾雮€(gè)別工程實(shí)例以及目前的電力系統(tǒng)新技術(shù)專(zhuān)題，讓學(xué)生能將所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)際的工程聯(lián)系起來(lái)，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)力。
（二）教學(xué)方式的多元化
該門(mén)課程的理論性較強(qiáng)，教學(xué)方式仍以多媒體和板書(shū)結(jié)合的教師講解為主。然而課程中涉及到大量的計(jì)算，需要習(xí)題（作業(yè)、課堂討論和課堂測(cè)驗(yàn)）來(lái)支撐。由于作業(yè)是在課下完成的，不可避免地出現(xiàn)部分同學(xué)互相抄襲的現(xiàn)象，導(dǎo)致不能通過(guò)作業(yè)來(lái)準(zhǔn)確地反映出學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況。課堂討論和測(cè)驗(yàn)的方式，一來(lái)可以方便教師準(zhǔn)確地觀察學(xué)生的真實(shí)水平，二來(lái)通過(guò)學(xué)生到講臺(tái)上講解習(xí)題，提高學(xué)生課堂的參與度，便于學(xué)生自己找出彼此間的差距，活躍課堂氣氛，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。
除了上述傳統(tǒng)的課堂教學(xué)之外，還可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)課程的形式，將課程相關(guān)的電子資源分享給學(xué)生，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)論壇的形式，開(kāi)展課程內(nèi)容的相關(guān)討論。
（三）教學(xué)方法的靈活性
《電力系統(tǒng)分析》中有一些比較難以理解的章節(jié)，需要采用較為靈活的教學(xué)方法來(lái)授課。比如，同步電機(jī)突然三相短路分析這一節(jié)，涉及的內(nèi)容較多，既有電機(jī)方程，又有短路電流計(jì)算，看起來(lái)十分復(fù)雜，尤其對(duì)一部分?jǐn)?shù)學(xué)基礎(chǔ)不好的同學(xué)，看到這些復(fù)雜的公式會(huì)直接望而卻步。因此，教學(xué)過(guò)程中不應(yīng)該側(cè)重具體的公式推導(dǎo)，而應(yīng)該先從基本思路著手，和之前學(xué)過(guò)的較為基礎(chǔ)的電路知識(shí)進(jìn)行類(lèi)比講解。比如：把“短路前”和“短路后”看成電路中動(dòng)態(tài)電路的“換路前”和“換路后”；短路電流的計(jì)算方法和“三要素”法相類(lèi)比，即分別求出起始值、穩(wěn)態(tài)值和直流、交流分量的衰減時(shí)間常數(shù)，帶入“三要素”法的表達(dá)式中，得出短路電流的計(jì)算公式。這樣，學(xué)生先從整體思路上有一個(gè)清晰的框架，然后，再針對(duì)每一部分進(jìn)行具體的數(shù)學(xué)計(jì)算，就不會(huì)產(chǎn)生思路不清的困擾。
三、實(shí)踐教學(xué)的探索
如前所述，該門(mén)課程具有一定的工程性，需要相應(yīng)的課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和實(shí)習(xí)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，這樣才能使本專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)生達(dá)到相應(yīng)的培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求。
（一）基于PSASP的課程實(shí)驗(yàn)[3]
課程實(shí)驗(yàn)設(shè)置的主要目標(biāo)是通過(guò)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能，加深對(duì)電力系統(tǒng)的理解，學(xué)生利用仿真平臺(tái)完成電力系統(tǒng)參數(shù)的錄入、潮流計(jì)算、短路計(jì)算、功率特性和功率極限等實(shí)驗(yàn)，初步掌握電力系統(tǒng)的基本分析方法，加強(qiáng)對(duì)電力系統(tǒng)分析知識(shí)的掌握能力。
上述目標(biāo)通過(guò)讓學(xué)生使用PSASP（電力系統(tǒng)分析綜合程序）軟件，在本專(zhuān)業(yè)的電力系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)室完成電力系統(tǒng)潮流計(jì)算仿真、電力系統(tǒng)的短路計(jì)算仿真、單機(jī)―無(wú)窮大系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行方式和電力系統(tǒng)功率特性和功率極限等實(shí)驗(yàn)。學(xué)生通過(guò)上機(jī)實(shí)驗(yàn)，能夠基本掌握電力系統(tǒng)的分析方法，甚至個(gè)別同學(xué)還在使用PSASP的同時(shí)，使用MATLAB軟件實(shí)現(xiàn)相關(guān)的潮流和短路計(jì)算[4]，并對(duì)兩種結(jié)果進(jìn)行比較分析。
（二）課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)
該門(mén)課程的課程設(shè)計(jì)是用單獨(dú)的一周時(shí)間來(lái)完成的，具體分配了3個(gè)設(shè)計(jì)題目，由學(xué)生自由分組和選題。主要是希望學(xué)生通過(guò)開(kāi)展課程設(shè)計(jì)鍛煉解決實(shí)際工程問(wèn)題的基本能力（查閱資料、工程問(wèn)題的數(shù)學(xué)計(jì)算和分析、報(bào)告的撰寫(xiě)及團(tuán)隊(duì)合作）。
課程設(shè)計(jì)題目的選取來(lái)源于相關(guān)的科研項(xiàng)目，以潮流計(jì)算和短路計(jì)算為核心的相關(guān)工程性問(wèn)題。主要考察對(duì)手算潮流和短路計(jì)算基本方法以及計(jì)算機(jī)潮流和短路計(jì)算的掌握情況。具體分組為2人一組，組員過(guò)多，會(huì)導(dǎo)致個(gè)別組員實(shí)際承擔(dān)的工作過(guò)少；一人獨(dú)立完成，時(shí)間不夠充裕。因此，2人一組可以較好地分配工作和保證課程設(shè)計(jì)的順利完成。
課程設(shè)計(jì)的驗(yàn)收工作以現(xiàn)場(chǎng)答辯的方式來(lái)完成，答辯成績(jī)占總成績(jī)的40%。指導(dǎo)老師會(huì)針對(duì)每組提交的設(shè)計(jì)報(bào)告，提出2～3個(gè)問(wèn)題，同時(shí)要求現(xiàn)場(chǎng)演示計(jì)算機(jī)仿真過(guò)程，并根據(jù)具體情況，提出1～2個(gè)問(wèn)題，如果超出3個(gè)問(wèn)題回答不正確，則視為課程設(shè)計(jì)不通過(guò)。答辯過(guò)程中，選擇同一題目的小組之間可以互相提問(wèn)和評(píng)價(jià)，該環(huán)節(jié)占答辯成績(jī)的20%。這樣有利于學(xué)生加深對(duì)設(shè)計(jì)題目的理解和認(rèn)識(shí)，同時(shí)找出設(shè)計(jì)過(guò)程中的不足以及同他人之間的差距。
畢業(yè)設(shè)計(jì)安排在大四的下學(xué)期，除了《電力系統(tǒng)分析》，其他相關(guān)的專(zhuān)業(yè)課程學(xué)生都已經(jīng)選修完畢，具有一定的綜合運(yùn)用電力系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)的能力。設(shè)計(jì)題目來(lái)源于科研項(xiàng)目中的小項(xiàng)目，以鍛煉學(xué)生開(kāi)展項(xiàng)目研究的能力。
畢業(yè)設(shè)計(jì)比之課程設(shè)計(jì)，題目要復(fù)雜得多，是對(duì)整個(gè)大學(xué)期間所學(xué)相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的整體驗(yàn)收。《電力系統(tǒng)分析》所學(xué)相關(guān)知識(shí)作為畢業(yè)設(shè)計(jì)題目的核心內(nèi)容，是對(duì)該課程教學(xué)效果的另一種驗(yàn)收形式。相比考試而言，能更加有效地檢驗(yàn)畢業(yè)生是否具備了培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求中羅列的基本能力。
（三）實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)
課程相關(guān)的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)由于電力行業(yè)的特殊性，使得學(xué)生只能在變電站和發(fā)電廠進(jìn)行參觀，而不能進(jìn)行具體地操作。這個(gè)過(guò)程中就需要帶隊(duì)的教師能夠在參觀前和參觀過(guò)程中對(duì)所學(xué)知識(shí)的具體應(yīng)用進(jìn)行講解，以提高實(shí)習(xí)的效果。
通過(guò)學(xué)生對(duì)實(shí)習(xí)的反饋情況來(lái)看，大家對(duì)實(shí)習(xí)單位的興趣比較大，在具體參觀過(guò)程中，對(duì)電力設(shè)備和電力系統(tǒng)接線和運(yùn)行方式的認(rèn)識(shí)得到了加深，使原來(lái)僅停留在原理圖和結(jié)構(gòu)圖上的電力系統(tǒng)形象化。同時(shí)，學(xué)生對(duì)畢業(yè)后所能從事的工作有了一定的了解，更能激發(fā)相關(guān)專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)興趣。
四、結(jié)語(yǔ)
通過(guò)以上教學(xué)內(nèi)容、方式和方法的探索，使學(xué)生能更易于理解和掌握本門(mén)課程的理論知識(shí)，而實(shí)踐教學(xué)的具體開(kāi)展，則通過(guò)課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)來(lái)確保學(xué)生將所學(xué)的理論知識(shí)用以分析和解決具體的工程性問(wèn)題，更好地達(dá)到本課程的培養(yǎng)目標(biāo)，從而自下而上地支撐本專(zhuān)業(yè)學(xué)生的畢業(yè)要求，使培養(yǎng)出的學(xué)生成為電氣工程相關(guān)領(lǐng)域的復(fù)合型工程技術(shù)與管理人才。
【摘要】通過(guò)電力系統(tǒng)分析理論課和仿真教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及教學(xué)研究心得，以某高校電氣工程及其自動(dòng)化本科專(zhuān)業(yè)為例，分析中外經(jīng)典教材的優(yōu)缺點(diǎn)，探討新形勢(shì)下的教學(xué)方法，構(gòu)建更加符合現(xiàn)代教學(xué)要求和學(xué)生需求的教學(xué)方法。
【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)分析 教學(xué)方法 實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)
電力系統(tǒng)分析課程是各高等院校電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的核心專(zhuān)業(yè)課程，是該專(zhuān)業(yè)學(xué)生知識(shí)體系的重要組成部分，同時(shí)也是該專(zhuān)業(yè)學(xué)生畢業(yè)后工作或深造的必修課程。但是，對(duì)于電力系統(tǒng)分析課程而言，該課程涉及的知識(shí)面廣，對(duì)電路原理、電機(jī)學(xué)、電力電子技術(shù)等先修課程的要求較高，同時(shí)，近年來(lái)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(shè)計(jì)提出了更高的要求。要求該課程在有限的課時(shí)內(nèi)，基于多門(mén)先修課程的基礎(chǔ)知識(shí)，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(xué)生學(xué)習(xí)興趣與專(zhuān)業(yè)技能。
1教材的選擇
1.1國(guó)外經(jīng)典教材
現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析與控制起源于國(guó)外，國(guó)外的電力系統(tǒng)研究者和教學(xué)工作者在幾十年的發(fā)展過(guò)程中積累了大量的寶貴經(jīng)驗(yàn)，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(duì)電力系統(tǒng)分析的理論講解透徹，深入淺出，且經(jīng)過(guò)幾十年時(shí)間的檢驗(yàn)，其教學(xué)價(jià)值得到廣泛的認(rèn)可。
雖然國(guó)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(yùn)行機(jī)制的不同，國(guó)外教材對(duì)培養(yǎng)我國(guó)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(duì)本科二、三年級(jí)的學(xué)生，完全使用國(guó)外經(jīng)典教材進(jìn)行雙語(yǔ)或全英授課難度較大。
1.2國(guó)內(nèi)經(jīng)典教材
國(guó)內(nèi)的高校雖然較國(guó)外高校而言在現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析領(lǐng)域的教學(xué)起步較晚、差距較大，但是近年來(lái)在國(guó)家政策的大力扶持下，取得了快速的發(fā)展。同時(shí)，也形成了幾本優(yōu)秀的教材，如東南大學(xué)陳衍編著的《電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析》、華中科技大學(xué)何仰贊等編著的《電力系統(tǒng)分析》、四川大學(xué)劉天琪等編著的《電力系統(tǒng)分析理論》等。這些教材從簡(jiǎn)單知識(shí)入手，由淺入深，分析透徹，自成體系。
針對(duì)國(guó)內(nèi)本科電力系統(tǒng)分析教學(xué)的現(xiàn)狀，可以選擇國(guó)內(nèi)出版的講解清晰、全面的教材為主線，并以國(guó)外經(jīng)典教材為輔助。
2.教學(xué)方法的改進(jìn)
電力系統(tǒng)分析課程作為電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)核心課程，對(duì)電路原理、電機(jī)學(xué)等基礎(chǔ)先修課程的要求較高，且由于電力系統(tǒng)設(shè)備大多屬于高壓設(shè)備，對(duì)實(shí)驗(yàn)室資金投入的要求較高，國(guó)內(nèi)只有少數(shù)幾所高校具備開(kāi)展電力系統(tǒng)動(dòng)模實(shí)驗(yàn)的條件。如果僅僅按照教材照本宣科，學(xué)生很難深入理解和掌握相關(guān)領(lǐng)域的知識(shí)。因此，在理論教學(xué)實(shí)踐中，穿插教材中所缺乏的仿真實(shí)驗(yàn)，并結(jié)合生活實(shí)際經(jīng)驗(yàn)講解相關(guān)原理，可以更好地幫助學(xué)生掌握理論知識(shí)。
2.1計(jì)算機(jī)仿真輔助教學(xué)
MATPOWER是一款基于MATLAB的開(kāi)源電力系統(tǒng)仿真軟件，具有操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行結(jié)果可靠等優(yōu)點(diǎn)，可以滿足一般電力系統(tǒng)計(jì)算和分析的需要，進(jìn)行簡(jiǎn)單講解后學(xué)生即可獨(dú)立操作，作為對(duì)理論教學(xué)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(jìn)而得出電壓調(diào)整的四種措施：即改變發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓、改變變壓器變比、改變負(fù)荷功率分布和改變網(wǎng)絡(luò)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(dǎo)難免枯燥和抽象，通過(guò)MATPOWER仿真軟件，可以簡(jiǎn)單地通過(guò)修改相應(yīng)系統(tǒng)參數(shù)，經(jīng)過(guò)潮流計(jì)算后便可直觀地觀察節(jié)點(diǎn)電壓的變化情況，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與記憶。
總的來(lái)說(shuō)，MATPOWER是一款可以在Windows環(huán)境下方便使用的開(kāi)源電力系統(tǒng)仿真軟件，可以方便地應(yīng)用于課堂教學(xué)演示或課后仿真實(shí)驗(yàn)。
2.2理論與實(shí)踐相結(jié)合教學(xué)
電力系統(tǒng)分析課程具有概念多、抽象和難以理解的特點(diǎn)，學(xué)生普遍反映所學(xué)知識(shí)與實(shí)際生活經(jīng)驗(yàn)較難結(jié)合，教學(xué)內(nèi)容較為枯燥等問(wèn)題。因此，在教學(xué)實(shí)踐中應(yīng)努力將理論與實(shí)踐相結(jié)合，讓學(xué)生學(xué)得有興趣，學(xué)以致用。
例如，在講解“斷路器”這一常用電力設(shè)備時(shí)，如僅僅從其滅弧的原理和作用角度進(jìn)行講解，往往得不到較好的教學(xué)效果。因此，作者在教學(xué)實(shí)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(dòng)恢復(fù)”的現(xiàn)象，引入“自動(dòng)重合閘”的介紹;最后，從電網(wǎng)操作安全的角度，講解“斷路器”和“隔離開(kāi)關(guān)”之間的區(qū)別與聯(lián)系，以及電網(wǎng)檢修過(guò)程中兩者的操作順序。實(shí)踐表明，通過(guò)以上教學(xué)方法的應(yīng)用，學(xué)生概念掌握清晰，且記憶深刻，取得了較好的教學(xué)效果。
此外，還可以用生動(dòng)活潑的表達(dá)方式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。例如，電壓調(diào)整的方法大多是通過(guò)增加或減少無(wú)功功率的供給來(lái)達(dá)到調(diào)壓的目的，但是改變變壓器變比的方法是一個(gè)例外，因?yàn)槠浔旧聿⒉划a(chǎn)生或消耗無(wú)功功率。如僅僅從改變變壓器變比進(jìn)行調(diào)壓原理的角度進(jìn)行講解，說(shuō)明該調(diào)壓方式只適用于電網(wǎng)局部調(diào)壓的局限性，學(xué)生理解較為困難，記憶不深刻。因此，作者采用“我不生產(chǎn)無(wú)功，我只是無(wú)功的搬運(yùn)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(xué)生興趣，加強(qiáng)記憶。
3.結(jié)束語(yǔ)
近年來(lái)，借助我國(guó)建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的大背景，我國(guó)高校電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專(zhuān)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(xué)效果的教學(xué)方法，從教材的選擇和教學(xué)方法的改進(jìn)兩個(gè)角度進(jìn)行了較為詳盡的探討。作者所做的這些努力，在實(shí)踐中獲得了學(xué)生的普遍認(rèn)可，同時(shí)也希望這些經(jīng)驗(yàn)與方法可以為兄弟院校相關(guān)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)提供參考和借鑒。
作者簡(jiǎn)介：
孫偉卿（1985-），男，博士，講師主要研究方向：電力系統(tǒng)分析。
【摘要】針對(duì)目前電力系統(tǒng)分析課程的教學(xué)現(xiàn)狀，將電氣工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)應(yīng)用到教學(xué)中來(lái)，通過(guò)電力系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)和水電站仿真實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生將抽象的理論知識(shí)很好的與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，開(kāi)放型實(shí)驗(yàn)室和互聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)極大的提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和學(xué)習(xí)效果。
【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)分析 電氣工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn) 運(yùn)維合一
【基金項(xiàng)目】科研人才啟動(dòng)基金（KJ2013B025）。
電力系統(tǒng)分析課程是電力系統(tǒng)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的重要專(zhuān)業(yè)課程，涉及一系列電力系統(tǒng)的核心技術(shù)：潮流計(jì)算、調(diào)頻調(diào)壓、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、同步發(fā)電機(jī)電磁暫態(tài)過(guò)程、短路計(jì)算及機(jī)電暫態(tài)穩(wěn)定性分析等。學(xué)好電力系統(tǒng)分析對(duì)于電力系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)講至關(guān)重要。
1.電力系統(tǒng)分析課程教學(xué)現(xiàn)狀
電力系統(tǒng)分析課程雖然重要，但從每年的教學(xué)效果來(lái)看并不是很理想。由于前修課程電機(jī)學(xué)沒(méi)學(xué)好，以及電力系統(tǒng)分析課程知識(shí)點(diǎn)較多，理解起來(lái)有難度，部分同學(xué)沒(méi)有養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，課下沒(méi)有及時(shí)鞏固復(fù)習(xí)，課堂內(nèi)容掌握不好時(shí)容易產(chǎn)生畏難情緒。此外，即使部分同學(xué)理論知識(shí)掌握較好，但感覺(jué)較抽象，對(duì)某些知識(shí)持懷疑態(tài)度，如：調(diào)頻時(shí)，增大氣門(mén)開(kāi)度，實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，輸出功率的變化，頻率的變化等是否如課本上所寫(xiě);調(diào)壓時(shí)，負(fù)荷的波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)電壓的影響究竟如何，那些調(diào)壓措施能不能真正起到調(diào)壓的效果。學(xué)生無(wú)法看到相關(guān)的現(xiàn)象，所以很難產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣和熱情，即使當(dāng)時(shí)掌握了，遺忘也會(huì)比較快，印象不深刻。為了解決以上問(wèn)題必須借助與相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中將理論和實(shí)際很好的聯(lián)系起來(lái)，既能及時(shí)鞏固相關(guān)知識(shí)，又能提前接受實(shí)際生產(chǎn)操作培訓(xùn)，為以后踏上工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2.電氣工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的主要功能
2.1.電力系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)
電氣工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)包括電力系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)和水電站仿真實(shí)驗(yàn)，電力系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)主要針對(duì)電力系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計(jì)，包括電網(wǎng)的主接線設(shè)計(jì)、設(shè)備選型及校驗(yàn)、故障計(jì)算、保護(hù)配置等;潮流、短路、穩(wěn)定性等分析計(jì)算;運(yùn)行過(guò)程、控制方法及原理的學(xué)習(xí)研究。提供了相關(guān)軟件平臺(tái)，實(shí)驗(yàn)室的軟件平臺(tái)包含兩大類(lèi)，一類(lèi)是機(jī)電暫態(tài)過(guò)程仿真軟件，一類(lèi)是電磁暫態(tài)過(guò)程仿真軟件，除了PSASP軟件外，還有PSCAD、PSS/E、BPA、ATP/EMTP及EMTP-RV、CDEGS等軟件，可以供學(xué)生進(jìn)行課程實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)以及相關(guān)科學(xué)研究。開(kāi)發(fā)了系列的課程實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)及研究項(xiàng)目，對(duì)于提高學(xué)生課程的學(xué)習(xí)效果、綜合運(yùn)用所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)進(jìn)行發(fā)電廠、變電站以及電網(wǎng)的設(shè)計(jì)、分析計(jì)算以及運(yùn)行與控制的能力起到了很好的輔助作用。
2.2水電站虛擬仿真
水電站虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)以龍灘水電站為原型，提供了與現(xiàn)場(chǎng)效果一致的大型水電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)境，在水電站監(jiān)控系統(tǒng)中涵蓋了水電站的所有主要機(jī)電設(shè)備，包括：水電站水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)出口短路器、主變、500kVGIS系統(tǒng)、廠用電系統(tǒng)、調(diào)速系統(tǒng)、勵(lì)磁系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、繼電保護(hù)系統(tǒng)、安全自動(dòng)裝置系統(tǒng)、氣系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、機(jī)組及變壓器技術(shù)供水系統(tǒng)、油系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、閘門(mén)系統(tǒng)、流量水位曲線、（含黑啟動(dòng)系統(tǒng)）、AGC/AVC等系統(tǒng)及廠房場(chǎng)景、設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、檢修、拆裝過(guò)程的多維立體展現(xiàn)。并研發(fā)了豐富的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和典型教學(xué)案例，學(xué)生可以親自動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)，可進(jìn)行水電站正常工況運(yùn)行操作過(guò)程培訓(xùn);異常工況運(yùn)行操作過(guò)程培訓(xùn);緊急事故工況處理操作培訓(xùn);計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)培訓(xùn);綜合反事故培訓(xùn);生產(chǎn)過(guò)程運(yùn)行知識(shí)與專(zhuān)業(yè)理論培訓(xùn)。解決了傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)中學(xué)生“只能動(dòng)口，不能動(dòng)手”的難題，通過(guò)“操作、觀察、分析、記錄、總結(jié)”，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)參與的學(xué)習(xí)熱情，提高了理論和實(shí)踐教學(xué)效果。
3.電氣工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的主要特點(diǎn)
3.1虛實(shí)結(jié)合，互為補(bǔ)充
“虛”是指采用虛擬的仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為學(xué)生提供親自動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)或培訓(xùn)的機(jī)會(huì)，由于電力生產(chǎn)的特殊性，考慮到生產(chǎn)的安全性和學(xué)生自身的安全性，實(shí)驗(yàn)操作不可能在實(shí)際系統(tǒng)中進(jìn)行，必須借助于軟件平臺(tái)?！皩?shí)”則是通過(guò)校外企業(yè)作為實(shí)習(xí)基地提供學(xué)生參觀實(shí)習(xí)的機(jī)會(huì)，建立學(xué)生對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的感性認(rèn)識(shí)，我校與三峽電廠、葛洲壩電廠、清江隔河巖電廠、清江高壩洲電廠等簽訂了協(xié)議，作為本專(zhuān)業(yè)學(xué)生的校外實(shí)習(xí)基地，學(xué)生先到校外實(shí)習(xí)基地參觀實(shí)習(xí)，建立電力系統(tǒng)運(yùn)行的感性認(rèn)識(shí)，然后進(jìn)入“虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室”進(jìn)行電力系統(tǒng)運(yùn)行仿真培訓(xùn)綜合實(shí)驗(yàn)。虛實(shí)結(jié)合的教學(xué)模式可以有效提高學(xué)生對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)及控制過(guò)程等知識(shí)的掌握。
3.2運(yùn)維合一，多媒體一體化教學(xué)
多維多媒體仿真能極大增強(qiáng)仿真臨場(chǎng)感和沉浸感。借助多維多媒體手段，創(chuàng)造一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)培訓(xùn)環(huán)境，讓學(xué)生在虛擬場(chǎng)景中上完成對(duì)調(diào)速、調(diào)壓、AGC＼AVC等相關(guān)電力系統(tǒng)方面的操作。可對(duì)設(shè)備進(jìn)行拆卸和裝配，讓學(xué)生看到平時(shí)不易見(jiàn)到的設(shè)備構(gòu)造、工藝及內(nèi)部運(yùn)行情況，做到對(duì)設(shè)備的組成、結(jié)構(gòu)、拆卸順序及操作過(guò)程等了然于胸。還可實(shí)現(xiàn)事故場(chǎng)景真實(shí)再現(xiàn)，便于學(xué)生對(duì)暫態(tài)過(guò)程進(jìn)行分析，可大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和學(xué)習(xí)效率。
3.3開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
建有電氣工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心平臺(tái)網(wǎng)站，學(xué)生不僅可以實(shí)驗(yàn)課上運(yùn)用實(shí)驗(yàn)室的仿真軟件進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的操作學(xué)習(xí)，課后未完成的內(nèi)容，或者學(xué)生所設(shè)想的創(chuàng)新性問(wèn)題還可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)仿真軟件平臺(tái)，還可在線討論，或者給老師留言。安排有值班老師對(duì)課余時(shí)間在實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)答疑。
4.結(jié)束語(yǔ)
為了提高電力系統(tǒng)分析課程的教學(xué)效果，學(xué)院專(zhuān)門(mén)成立了課程組，一方面加強(qiáng)理論教學(xué)網(wǎng)站的建設(shè)，整理出相關(guān)課件、教案、習(xí)題等資料共學(xué)生下載學(xué)習(xí)，另一方面加強(qiáng)電力系統(tǒng)分析課程實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)，對(duì)學(xué)生在虛擬仿真平臺(tái)的應(yīng)用過(guò)程中所碰到的及時(shí)給予指導(dǎo)，此外課程組通過(guò)教研教改項(xiàng)目研究，改進(jìn)教學(xué)方法、教學(xué)手段等來(lái)提高教學(xué)效果。
作者簡(jiǎn)介：
魯明芳（1982年3月-），湖北省宜昌市人，講師。
摘 要：由于電力系統(tǒng)本身的復(fù)雜性和龐大性，對(duì)電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)分析變得越來(lái)越重要。而并行處理技術(shù)具有實(shí)時(shí)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(guò)將并行處理技術(shù)和電力系統(tǒng)分析結(jié)合起來(lái)，可以得到更加專(zhuān)業(yè)化、性?xún)r(jià)比更高的并行計(jì)算系統(tǒng)。
關(guān)鍵詞：并行處理 電力系統(tǒng)分析 并行計(jì)算系統(tǒng)
電力系統(tǒng)有很多復(fù)雜的分析計(jì)算，包括潮流計(jì)算、電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析、電磁暫態(tài)實(shí)時(shí)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(lái)越龐大和復(fù)雜，電力系統(tǒng)分析也變得越來(lái)越復(fù)雜，計(jì)算越來(lái)越繁雜。為了提高電力系統(tǒng)分析計(jì)算的速度，多年來(lái)人們從算法上進(jìn)行了深入的研究。但是串行計(jì)算技術(shù)仍然不能有效地解決單個(gè)處理器的運(yùn)算速度問(wèn)題。隨著并行計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，新的理論、新的硬件和新的算法設(shè)計(jì)技術(shù)為電力系統(tǒng)分析帶來(lái)了新的發(fā)展契機(jī)。
1 并行處理技術(shù)
電子計(jì)算機(jī)從20世紀(jì)40年代問(wèn)世以來(lái)，基本上是按照馮?諾依曼的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的，這是一種串行處理計(jì)算機(jī)。然而隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的逐步擴(kuò)大，傳統(tǒng)串行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)不能適應(yīng)新環(huán)境下的計(jì)算性能需求。因此，并行處理技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生。微電子、超大規(guī)模集成電路、高性能處理機(jī)、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(shí)刻或者同一時(shí)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(shí)間上相互重疊。并行處理技術(shù)一般有三種形式：時(shí)間并行、空間并行、時(shí)間并行+空間并行。
（1）時(shí)間并行指時(shí)間重疊，時(shí)間并行的具體實(shí)現(xiàn)就是目前計(jì)算機(jī)上應(yīng)用廣泛的流水線技術(shù)。同一套硬件對(duì)不同的計(jì)算任務(wù)連續(xù)不斷地執(zhí)行，而不需要等待一個(gè)任務(wù)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(fù)，主要實(shí)現(xiàn)方法是使用多處理機(jī)系統(tǒng)，采用空間優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)并行處理。（3）時(shí)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(diǎn)
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(diǎn)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(jī)（網(wǎng)絡(luò)中的或本地的）和存儲(chǔ)系統(tǒng)、輸入輸出系統(tǒng)組成一個(gè)完整的并行處理系統(tǒng)。包括硬件的連接、拓?fù)浞绞?、同步通信機(jī)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(jì)算，實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的通信，并且要均衡分配計(jì)算任務(wù)，以使系統(tǒng)達(dá)到計(jì)算能力最大化。并行操作系統(tǒng)主要有多處理機(jī)并行操作系統(tǒng)、多計(jì)算機(jī)并行操作系統(tǒng)。
并行算法是并行處理技術(shù)中的一個(gè)研究熱點(diǎn)。理論上，傳統(tǒng)的串行算法無(wú)法在并行系統(tǒng)下直接運(yùn)行，需要對(duì)其進(jìn)行并行化處理才能運(yùn)行?；旧闲枰獜男略O(shè)計(jì)并行的算法。并行算法主要研究如何將計(jì)算任務(wù)分解成能在并行系統(tǒng)上執(zhí)行的任務(wù)，實(shí)現(xiàn)并行處理。并行算法優(yōu)劣的評(píng)價(jià)通常采用以下指標(biāo)：并行加速比、可擴(kuò)展性、效率、成本、復(fù)雜性。
2 并行處理在電力系統(tǒng)分析中的應(yīng)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(jì)算能力，增強(qiáng)實(shí)時(shí)計(jì)算性能。因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)是一個(gè)快速變化的非線性系統(tǒng)。不同的電力系統(tǒng)計(jì)算任務(wù)具有不同的并行性和數(shù)據(jù)相關(guān)性，針對(duì)電力系統(tǒng)中不同的計(jì)算需求，通過(guò)認(rèn)真研究和精確的算法設(shè)計(jì)，才能獲得最好的并行計(jì)算結(jié)果。
2.1 并行處理在潮流計(jì)算中的應(yīng)用
潮流計(jì)算即在給定電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、元件參數(shù)、發(fā)電量、負(fù)荷參量的條件下，計(jì)算出有功功率、無(wú)功功率和電壓在電網(wǎng)中的分布等數(shù)據(jù)。潮流計(jì)算描述了電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)情況，是電力系統(tǒng)計(jì)算中的重要部分。
傳統(tǒng)的串行解法綜合運(yùn)用了稀疏矩陣、三角分解前代和回代、節(jié)點(diǎn)編號(hào)優(yōu)化、快速分解法等相關(guān)技術(shù)和技巧。在潮流計(jì)算中串行算法已經(jīng)發(fā)展得比較成熟。目前，針對(duì)并行化潮流計(jì)算，研究重點(diǎn)主要集中在并行化三角分解前代和回代等方面。通過(guò)對(duì)矩陣分塊法的的并行求解來(lái)實(shí)現(xiàn)并行性。通過(guò)降低最大因子路徑的長(zhǎng)度來(lái)減少順序執(zhí)行的步數(shù)，采用能夠應(yīng)用于向量機(jī)的向量化算法。通過(guò)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(guò)實(shí)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(guò)對(duì)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(lài)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(jià)。由于迭代過(guò)程中前后依賴(lài)性大的困難一時(shí)難以克服，并行化潮流計(jì)算的瓶頸難以突破，有時(shí)強(qiáng)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(yīng)用
暫態(tài)穩(wěn)定問(wèn)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(guò)并行處理技術(shù)能極大地提高計(jì)算速度。
暫態(tài)穩(wěn)定問(wèn)題的并行化有兩種方法。（1）將系統(tǒng)的變量分組，進(jìn)行空間并行化。（2）通過(guò)幾個(gè)時(shí)間段同時(shí)求解，稱(chēng)為時(shí)間并行化。最直接的并行化方法是按照發(fā)電機(jī)將微分方程進(jìn)行分組，形成多個(gè)方程組，通過(guò)代數(shù)方程來(lái)實(shí)現(xiàn)各個(gè)微分方程組之間的耦合。時(shí)間并行是通過(guò)建立每個(gè)時(shí)間段的牛頓方程，同時(shí)求解來(lái)實(shí)現(xiàn)并行計(jì)算。
2.3 并行處理在能量管理中的應(yīng)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(dòng)態(tài)安全分析等。自從計(jì)算機(jī)硬件性能的大幅提升和工作站性?xún)r(jià)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(luò)化、開(kāi)放的系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)由多臺(tái)計(jì)算機(jī)組成，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互相連接。系統(tǒng)的功能分布在不同的計(jì)算機(jī)上，可擴(kuò)展性得到了很大提高。在分布式系統(tǒng)上，通過(guò)并行處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)整個(gè)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(jì)算提供基本的硬件優(yōu)勢(shì)，適應(yīng)電力系統(tǒng)的計(jì)算特點(diǎn)。因此，得到了很好的發(fā)展。
3 結(jié)語(yǔ)
電力系統(tǒng)的規(guī)劃和建設(shè)要考慮整個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市建設(shè)，考慮資源的合理配置和開(kāi)發(fā)利用。對(duì)這些設(shè)備之間的配合、方案設(shè)計(jì)需要進(jìn)行大量的比較和計(jì)算。電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)計(jì)算要求也對(duì)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(jì)算速度的技術(shù)在電力系統(tǒng)中得到了應(yīng)用。
摘要：針對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法中實(shí)驗(yàn)課程基本是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)是被動(dòng)完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，不利于學(xué)生綜合能力培養(yǎng)的情況，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力為指導(dǎo)思想，構(gòu)建了電力系統(tǒng)分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系，并詳細(xì)闡述了加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的方法及其實(shí)施方案。實(shí)踐證明，這些做法在提高學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力和綜合能力的同時(shí)，也提升了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。
關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué)；電力系統(tǒng)分析；創(chuàng)新實(shí)踐能力
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是理工科本科教育教學(xué)的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)之一，它在培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力方面起著重要作用。通過(guò)實(shí)踐，促使學(xué)生綜合應(yīng)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)，優(yōu)化學(xué)生的知識(shí)智能結(jié)構(gòu)，為培養(yǎng)優(yōu)秀的、適應(yīng)市場(chǎng)需求的工程應(yīng)用型人才創(chuàng)造了條件。電力系統(tǒng)是一個(gè)大型的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，不可能在實(shí)際系統(tǒng)中做各種實(shí)驗(yàn)，例如：短路故障實(shí)驗(yàn)、電力系統(tǒng)穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)、頻率調(diào)整和電壓調(diào)整實(shí)驗(yàn)等。電力系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生很難進(jìn)行實(shí)際操作，實(shí)踐環(huán)節(jié)被弱化，電力系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課已成為本科生最接近現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)踐環(huán)節(jié)之一。
在多年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐中，通過(guò)與學(xué)生的不斷溝通與交流，在充分了解學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)與需求基礎(chǔ)上，分析了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題，不斷探索加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的方法及其實(shí)施方案。
一、傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題
傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式是“保姆”式，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生處于被動(dòng)地位。一般實(shí)驗(yàn)課皆由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師先介紹實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟，然后才由學(xué)生動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)。其實(shí)驗(yàn)內(nèi)容經(jīng)常為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。雖然通過(guò)實(shí)驗(yàn)學(xué)生驗(yàn)證了理論的正確性、能夠思考相關(guān)領(lǐng)域的知識(shí)及學(xué)會(huì)了儀器設(shè)備的使用，但是無(wú)法從實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方法等方面擴(kuò)展到理論課程以外所涉及的知識(shí)。經(jīng)過(guò)多年教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)自己所學(xué)課程、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容認(rèn)識(shí)不全，常常處于目的性不強(qiáng)的學(xué)習(xí)狀態(tài)，也缺乏主觀能動(dòng)性。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式不能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性，沒(méi)能有效地培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力、分析與研究問(wèn)題的能力、創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新能力，在某種程度上也造成了教育資源的浪費(fèi)。通過(guò)用人單位反饋的意見(jiàn)發(fā)現(xiàn)，畢業(yè)學(xué)生動(dòng)手能力弱，缺乏解決實(shí)際問(wèn)題的能力，反映出高校教育普遍存在教學(xué)方法呆板，缺乏啟發(fā)式、研究式的學(xué)習(xí)氛圍，重理論、輕實(shí)踐，重計(jì)算推理、輕實(shí)驗(yàn)論證的現(xiàn)象，這些都不利于激發(fā)學(xué)生思考新問(wèn)題、培養(yǎng)創(chuàng)新欲望，不利于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，更談不上創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
針對(duì)這種現(xiàn)象，在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件下需要對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置、實(shí)踐內(nèi)容和方法等方面進(jìn)行改革，建立從單機(jī)特性實(shí)驗(yàn)到單機(jī)聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)，再由單機(jī)聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)到多機(jī)組網(wǎng)綜合自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)的模式，循序漸進(jìn)，從局部到整體，最終打破課程的界限，使學(xué)生對(duì)所學(xué)課程、專(zhuān)業(yè)有一個(gè)整體的認(rèn)知，讓學(xué)生學(xué)以致用，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。
二、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐
1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系的建立
實(shí)驗(yàn)課程應(yīng)分為基本實(shí)驗(yàn)、綜合型實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)，形成從低到高、從基礎(chǔ)到前沿、從傳授知識(shí)到培養(yǎng)綜合能力，逐級(jí)提高的實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系。按照“單機(jī)特性實(shí)驗(yàn)單機(jī)聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)多機(jī)組網(wǎng)綜合自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)”的模式，循序漸進(jìn)合理設(shè)置和開(kāi)發(fā)了“電力系統(tǒng)分析”課程常規(guī)實(shí)驗(yàn)和綜合型、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，逐步增加了綜合型實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的比例及難度，開(kāi)展了創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，學(xué)生由原來(lái)的被動(dòng)實(shí)驗(yàn)變成了主動(dòng)參與，實(shí)驗(yàn)室成為他們實(shí)踐鍛煉的場(chǎng)所。
2.開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究，提升實(shí)驗(yàn)室綜合實(shí)力
實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究是提高實(shí)驗(yàn)室整體水平的重要途徑。實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究應(yīng)把握課程的發(fā)展趨勢(shì)及改革方向，注重實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置的高起點(diǎn)，注重課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的關(guān)系、各門(mén)實(shí)驗(yàn)課程的相互關(guān)系，在提升實(shí)驗(yàn)教師業(yè)務(wù)水平的同時(shí)，積極吸收學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和設(shè)備開(kāi)發(fā)，為學(xué)生創(chuàng)造更多的實(shí)戰(zhàn)機(jī)會(huì)，激發(fā)學(xué)生的求知欲，培養(yǎng)學(xué)生的科研素質(zhì)。實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)與改革實(shí)踐就是為了更好地服務(wù)于學(xué)生，充分利用、開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，最大限度地提高實(shí)驗(yàn)資源利用率而設(shè)置的。實(shí)驗(yàn)室不僅為電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)及專(zhuān)業(yè)技能實(shí)訓(xùn)搭建了良好的實(shí)踐平臺(tái)，還為本科生創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等多個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)創(chuàng)造了條件。
3.物理模擬和數(shù)字仿真相輔相成
通過(guò)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)，電力系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室既能夠完成單臺(tái)機(jī)組并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)物理模擬，還可以完成所有機(jī)組組網(wǎng)構(gòu)建模擬實(shí)際電力網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)功能。電力系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室是實(shí)際電力系統(tǒng)的一個(gè)縮影，通過(guò)它可以對(duì)電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行、電力系統(tǒng)自動(dòng)化、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)進(jìn)行實(shí)踐性的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程接近于實(shí)際的工作環(huán)境，有利于學(xué)生更深入地理解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和所學(xué)知識(shí)在實(shí)際電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，幫助學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，盡快適應(yīng)未來(lái)的工作環(huán)境，勝任工作崗位。
另外，采用電力系統(tǒng)數(shù)字仿真可以逼真模擬實(shí)際電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)常規(guī)實(shí)驗(yàn)的物理模擬到電力系統(tǒng)數(shù)字化、可視化和自動(dòng)化模擬的轉(zhuǎn)化。電力系統(tǒng)數(shù)字仿真能夠顯示電力系統(tǒng)的整個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，使學(xué)生更好地把握電力系統(tǒng)的全局和動(dòng)態(tài)運(yùn)行過(guò)程。在學(xué)生實(shí)踐中，充分結(jié)合當(dāng)前新疆電力系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r，實(shí)地調(diào)研，收集實(shí)際電網(wǎng)數(shù)據(jù)資料，學(xué)生將所學(xué)的理論和數(shù)字仿真知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際電網(wǎng)中，完成了實(shí)際電網(wǎng)的調(diào)度運(yùn)行、故障和穩(wěn)定性計(jì)算與分析，真正達(dá)到了面向工程、面向?qū)嶋H的目標(biāo)。
4.實(shí)現(xiàn)多門(mén)課程實(shí)驗(yàn)的交叉與綜合
電力系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容除了覆蓋“電力系統(tǒng)分析”課程實(shí)驗(yàn)外，還涵蓋了“電力系統(tǒng)自動(dòng)化”、“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)”、“電力工程”多門(mén)課程的實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)與改革實(shí)踐，打破了單個(gè)課程實(shí)踐教學(xué)界限，實(shí)現(xiàn)了多門(mén)課程實(shí)驗(yàn)的交叉與綜合。各門(mén)課程按照“常規(guī)、綜合、設(shè)計(jì)、創(chuàng)新”多層次設(shè)置實(shí)驗(yàn)方案，合理分配利用實(shí)驗(yàn)資源，綜合設(shè)計(jì)各門(mén)課程的實(shí)踐教學(xué)，使專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有連貫性和整體性，將更有利于學(xué)生掌握各課程間的聯(lián)系，將所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通，加深理解和提高。學(xué)生在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，會(huì)涉及到眾多專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)，擁有充分的自主設(shè)計(jì)空間，很好地鍛煉、提高了學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識(shí)的能力。
5.突出以學(xué)生為主，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施要讓學(xué)生“唱主角”，對(duì)于綜合型、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，積極尋求更加合理的方式，以最大限度發(fā)揮學(xué)生的潛能，讓學(xué)生體驗(yàn)到積極參與的快感并由此產(chǎn)生更加濃厚的學(xué)習(xí)興趣，由“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”。在實(shí)施綜合實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，堅(jiān)持以“學(xué)生獨(dú)立操作為主，教師指導(dǎo)為輔”的原則，學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)是帶著自己感興趣的問(wèn)題去操作、去學(xué)習(xí)，主動(dòng)把理論與實(shí)際聯(lián)系起來(lái)。實(shí)驗(yàn)方案由自己制定、執(zhí)行和修正，實(shí)驗(yàn)結(jié)論由自己進(jìn)行分析評(píng)定，最后獨(dú)立完成綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告。其中的關(guān)鍵問(wèn)題是把握教師指導(dǎo)的“度”，因地制宜激發(fā)學(xué)生的思考、展開(kāi)討論，以取長(zhǎng)補(bǔ)短，密切協(xié)作、相互學(xué)習(xí)，從而培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、分工協(xié)作、組織協(xié)調(diào)的能力及團(tuán)隊(duì)精神。
6.開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)
開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展，有利于學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的提高，也有利于實(shí)驗(yàn)教學(xué)層次的提高。開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)不僅從教學(xué)時(shí)間和空間上開(kāi)放，還從教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方式上開(kāi)放，能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)自己的設(shè)想設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，驗(yàn)證自己的設(shè)想，或在教師的指導(dǎo)下，參與設(shè)計(jì)新實(shí)驗(yàn)。由于受到實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所與實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師數(shù)量的限制，可以采用先對(duì)感興趣、積極參與的部分學(xué)生進(jìn)行開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)的嘗試，然后再總結(jié)實(shí)驗(yàn)效果并予以推廣，逐步實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室全面開(kāi)放的目的。
在開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室中，實(shí)驗(yàn)以分組的方式進(jìn)行。各實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)具體情況安排各自的實(shí)驗(yàn)時(shí)間，這樣就使各小組都有充裕的時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)方案的討論和完成實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)失敗的同學(xué)可以預(yù)約時(shí)間重做實(shí)驗(yàn)，有濃厚興趣的同學(xué)可以安排時(shí)間嘗試創(chuàng)新。既充分發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性使其能夠更好地完成實(shí)驗(yàn)，又能充分利用設(shè)備，從而保證了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的高質(zhì)量和良好效果。
三、總結(jié)
通過(guò)電力系統(tǒng)分析實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)與改革實(shí)踐項(xiàng)目的建設(shè)，為本科生搭建了良好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，并借助實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開(kāi)放性，實(shí)驗(yàn)方法、手段的多樣性，強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)，大大增強(qiáng)了學(xué)生的工程意識(shí)，縮短了理論學(xué)習(xí)與電力工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的差距，提升了學(xué)生適應(yīng)崗位需求的能力。幾年來(lái)，在培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力，創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系方面做了許多工作，對(duì)實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行了改革，使學(xué)生從以往的“走過(guò)場(chǎng)”到現(xiàn)在的“真投入”，從被動(dòng)實(shí)驗(yàn)變成了主動(dòng)參與，大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，受到了學(xué)生的好評(píng)。在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和綜合實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，不僅參與的學(xué)生得到了鍛煉，教師的教研水平也得到了進(jìn)一步提升，大家發(fā)揮各自?xún)?yōu)勢(shì)，相互學(xué)習(xí)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，拓寬了知識(shí)面，豐富了教師的授課內(nèi)容，更好地體現(xiàn)了各個(gè)專(zhuān)業(yè)課程間的整體性和連貫性。
摘 要：文章對(duì)我國(guó)現(xiàn)代化艦船使用的綜合電力系統(tǒng)技術(shù)作了詳細(xì)的研究，并對(duì)該系統(tǒng)中直流區(qū)域配電系統(tǒng)在隔離故障和優(yōu)化艦船設(shè)計(jì)方面的優(yōu)勢(shì)作了闡述，較為詳細(xì)的分析了直流網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)在艦船容量設(shè)置以及故障重構(gòu)方面的突出優(yōu)點(diǎn)，并且立足于該直流區(qū)域的配電網(wǎng)狀系統(tǒng)，對(duì)該系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)配電中的繼電保護(hù)的主要研究?jī)?nèi)容作了深入的研究
關(guān)鍵詞：綜合電力系統(tǒng)；直流區(qū)域；繼電保護(hù)
引言
綜合電力系統(tǒng)包含了艦船的日常用電、艦體推進(jìn)用電、高端武器設(shè)備發(fā)射用電和大功率探測(cè)設(shè)備用電等，作為一種綜合電力技術(shù)不僅可以對(duì)當(dāng)前現(xiàn)代化艦船的整體設(shè)計(jì)實(shí)施簡(jiǎn)化，而且對(duì)簡(jiǎn)化艦船的動(dòng)力系統(tǒng)提高了可能，為我國(guó)穩(wěn)定，可靠的使用高端的艦載武器設(shè)備提供了強(qiáng)大的保障?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)很多科研單位對(duì)艦船的綜合電力系統(tǒng)做了深入的研究，雖然在技術(shù)上取得了一定的進(jìn)步，但是艦船綜合電力系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)并沒(méi)有取得突破性的進(jìn)展[1]。文章重點(diǎn)分析了與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比，直流區(qū)域配電系統(tǒng)的直流網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)存在的明顯優(yōu)勢(shì)，站在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的層面對(duì)該系統(tǒng)中直流配電系統(tǒng)做了進(jìn)一步的研究分析，希望對(duì)我國(guó)現(xiàn)代化艦船綜合電力系統(tǒng)的建設(shè)和發(fā)展起到一些借鑒性的意義。
1 直流網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的介紹
國(guó)內(nèi)大型水面艦船自建造以來(lái)所使用的供電系統(tǒng)就是采用兩個(gè)電站同時(shí)進(jìn)行供電的模式，這種供電模式被稱(chēng)為干饋式混合配電系統(tǒng)，這種模式的特點(diǎn)在于這兩個(gè)供電站是完全隔開(kāi)的，它們兩個(gè)分別有自己的發(fā)電機(jī)組，雖然設(shè)備存于不同的艦體結(jié)構(gòu)中，但是對(duì)艦船的符合設(shè)備卻是同步供電[2]。但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來(lái)看，水面艦船會(huì)不斷的向超大容量方向發(fā)展，基于此種發(fā)展趨勢(shì)，綜合電力系統(tǒng)的雙電站模式很有可能被突破和改善，有可靠資料現(xiàn)實(shí)演變和發(fā)展的模式會(huì)是網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)形式和多個(gè)供電站同時(shí)使用，但是為了確保艦船的密封性和節(jié)約空間，兩種不同的供電系統(tǒng)會(huì)通過(guò)一條母線向艦船所有的符合設(shè)備提供電能，并且根據(jù)艦船的實(shí)際需要給至關(guān)重要的符合設(shè)備輸送電力。
直流網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的工作原理是將艦船電力系統(tǒng)中的電流整合為1000V的直流，通過(guò)艦船兩側(cè)的左母線和右母線將電流傳輸出去，而且在艦船的每一臺(tái)發(fā)電機(jī)組中都有與左右母線連接的端口，最終形成一個(gè)閉合的網(wǎng)絡(luò)電流回路。這種配電系統(tǒng)不僅可以完成對(duì)所有發(fā)電機(jī)組的集中控制和管理，還可以對(duì)發(fā)電系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)組的備用容量進(jìn)行合理的配置，從另一個(gè)方面提高了發(fā)電機(jī)的使用效率。
2 直流區(qū)域的配電系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)
從目前的現(xiàn)狀來(lái)看主流艦船上使用的電力系統(tǒng)都是通過(guò)艦船上集中式配電系統(tǒng)的中心設(shè)備通過(guò)電纜進(jìn)行輸送，這樣的結(jié)果大大的影響了艦體的密封性，使艦體出現(xiàn)了上千個(gè)電纜的穿孔，一方面為電力系統(tǒng)建設(shè)人員帶來(lái)了大量繁瑣的工作，而且還在一定程度上減低了艦船的耐壓性。如果現(xiàn)代艦船采用直流區(qū)域配電系統(tǒng)就可以有效的避免此類(lèi)問(wèn)題的發(fā)生，這種方法操作簡(jiǎn)單，只需要將輸送電力的母線穿過(guò)艦體的耐壓隔壁，不僅節(jié)省了大量的電纜，也減輕了艦體的總體重量，是艦體在空間設(shè)計(jì)方面得到了很多好處[3]。
SSCM和SSIM有多重功能，并且它們能夠?qū)νㄟ^(guò)半導(dǎo)體設(shè)備的電流執(zhí)行電力轉(zhuǎn)換、監(jiān)測(cè)和限制，所以可以在設(shè)備出現(xiàn)緊急故障時(shí)對(duì)供電系統(tǒng)實(shí)施保護(hù)，所以如果艦船使用的是直流區(qū)域配電系統(tǒng)，在故障發(fā)生時(shí)就可以將發(fā)生故障的部位隔離在一個(gè)小范圍的電力區(qū)域中，而且因?yàn)檫@種電力系統(tǒng)中的電流都是直流電，在對(duì)設(shè)備故障檢測(cè)的時(shí)候也更加方便和簡(jiǎn)單，原先監(jiān)測(cè)直流故障和初始化自動(dòng)母線的轉(zhuǎn)換器所需要的時(shí)間延遲不存在了，進(jìn)一步提升了電源的使用性能，也提升了艦體的整體性能，而且隨著供電系統(tǒng)功率全面自動(dòng)化程度的提高，極大的簡(jiǎn)化了艦船的戰(zhàn)斗系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
直流區(qū)域配電系統(tǒng)的第二個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)就是對(duì)于不同的泵體和排風(fēng)機(jī)來(lái)說(shuō)可以進(jìn)行不同的速度控制，保證其始終保持在較高的運(yùn)行效率之下，另外在艦船大型電動(dòng)機(jī)被啟動(dòng)的時(shí)候，其輸電系統(tǒng)中的電流會(huì)受到一定的限制，這種情況可以使艦船母線中的電壓始終處在穩(wěn)定的狀態(tài)之下，而且在特定的場(chǎng)合下也可以實(shí)現(xiàn)電力的轉(zhuǎn)換，直流區(qū)域配電系統(tǒng)與傳統(tǒng)的供電系統(tǒng)相比有很多明顯的優(yōu)勢(shì)，例如：在艦船不同的戰(zhàn)斗系統(tǒng)當(dāng)中，很多武器設(shè)備要用到400Hz的直流電壓，因此如果現(xiàn)代艦船的配電系統(tǒng)是交流電則還要經(jīng)過(guò)一步轉(zhuǎn)化，再用一個(gè)逆變器將交流電轉(zhuǎn)換成400Hz方可實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)斗系統(tǒng)的運(yùn)行和使用，但是如果直接采用是直流區(qū)域配電系統(tǒng)，那么僅僅需要將電壓調(diào)到合適的水平就可以了，然后在將電流整合成需要的直流即可。將兩者進(jìn)行對(duì)比之后可以看出在該系統(tǒng)與交流配電系統(tǒng)相比減少了很多的輸電設(shè)備，例如：擔(dān)任變壓作用的傳輸變壓器，還有交流配電系統(tǒng)中的很多開(kāi)關(guān)，這些設(shè)備的減少可以降低艦船本身的質(zhì)量，而且也節(jié)省了出了很多空間，使艦船有了更多的空間安裝更多的艦載武器，進(jìn)而增減現(xiàn)代化艦船的作戰(zhàn)能力。
第三，直流配電系統(tǒng)具備的另一大優(yōu)勢(shì)是發(fā)電機(jī)組的發(fā)電頻率，這種高頻率的發(fā)電機(jī)組可以和整流器實(shí)現(xiàn)最大尺寸的優(yōu)化組合，而且根據(jù)直流區(qū)域的配電系統(tǒng)能夠?qū)⒃瓌?dòng)機(jī)設(shè)計(jì)為始終處在最有效率的運(yùn)行狀態(tài)之下，從節(jié)省油料方面來(lái)說(shuō)不僅做到了最小的能源使用，也減少了艦船配伍的排放量。
3 基于直流區(qū)域配電系統(tǒng)的直流網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的繼電保護(hù)
適應(yīng)直流網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中短路電流的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)前我國(guó)陸地電網(wǎng)的自動(dòng)保護(hù)技術(shù)相對(duì)艦船配電系統(tǒng)的保護(hù)技術(shù)來(lái)說(shuō)比較成熟，而且在系統(tǒng)級(jí)別的保護(hù)方法上也有了一定的研究，例如：陸地電網(wǎng)中的快速距離保護(hù)、反應(yīng)暫態(tài)分量的行波保護(hù)以及光纖差動(dòng)保護(hù)等，但是因?yàn)榕灤木C合電力系統(tǒng)是建立在有限的空間之內(nèi)，并且是一種獨(dú)立的電網(wǎng)單元，因此其穩(wěn)定性會(huì)受到艦船符合設(shè)備的影響，加之系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜等多種不利因素，提高了信號(hào)提取的困難程度。根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)以往對(duì)艦船電力系統(tǒng)分析的原理、方法以及一些應(yīng)用技術(shù)的成果，在當(dāng)前的直流網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)配電系統(tǒng)中不能直接使用，必須對(duì)艦船綜合電力系統(tǒng)中常見(jiàn)故障的特征進(jìn)行研究，而且還要對(duì)現(xiàn)在艦船綜合電力系統(tǒng)采用的保護(hù)手段進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，這樣才能切實(shí)滿足綜合電力的保護(hù)需求。
4 結(jié)束語(yǔ)
綜合電力系統(tǒng)能夠包括電力推進(jìn)在內(nèi)的全船電能進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)配，具有很好的經(jīng)濟(jì)性、并且配置靈活多變、目標(biāo)的聲音強(qiáng)度很低、功率的密度較高等很多優(yōu)點(diǎn)，是世界各國(guó)艦船技術(shù)發(fā)展的主流方向。直流區(qū)域配電系統(tǒng)有很強(qiáng)的生命力，而且有利于總體優(yōu)化和模塊化建造等優(yōu)勢(shì)，是綜合電力系統(tǒng)的最好選擇。
[摘 要]項(xiàng)目教學(xué)法以學(xué)生為主體，突出能力目標(biāo)，使學(xué)生畢業(yè)后能更快與工作崗位對(duì)接。對(duì)電力系統(tǒng)分析課程如何高效而具體生動(dòng)地實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)，以提高學(xué)生的綜合能力，進(jìn)行了初步的探索。
[關(guān)鍵詞]高職 電力系統(tǒng)分析 項(xiàng)目教學(xué)法 應(yīng)用能力
隨著技術(shù)及經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)技術(shù)應(yīng)用型高技能人才要求的日益增加，我國(guó)職業(yè)教育迎來(lái)了蓬勃的發(fā)展及革命。作為一種對(duì)能力培養(yǎng)行之有效的方法，高職高專(zhuān)課程項(xiàng)目化教學(xué)改造得到了廣泛的推崇及應(yīng)用。
一、高職強(qiáng)電專(zhuān)業(yè)電力系統(tǒng)分析課程與項(xiàng)目教學(xué)法
（一）高職強(qiáng)電專(zhuān)業(yè)電力系統(tǒng)分析課程教學(xué)目標(biāo)
眾所周知，“以就業(yè)為導(dǎo)向，以服務(wù)為宗旨”的職業(yè)教育培養(yǎng)目標(biāo)，其培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)當(dāng)具有良好的職業(yè)道德和職業(yè)素質(zhì)，具有熟練的職業(yè)技能，走上職業(yè)崗位之后具備持續(xù)發(fā)展的能力，還應(yīng)當(dāng)具有扎實(shí)的、系統(tǒng)的專(zhuān)業(yè)應(yīng)用知識(shí)；也即職業(yè)教育培養(yǎng)的是面向市場(chǎng)的高技能的職業(yè)人。[1]
電力系統(tǒng)分析課程在發(fā)電廠及電力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)自動(dòng)化等強(qiáng)電專(zhuān)業(yè)中，既承擔(dān)著后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程的潮流計(jì)算及短路計(jì)算分析能力訓(xùn)練，也承擔(dān)著培養(yǎng)學(xué)生具備如何確保電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行、電能質(zhì)量的控制及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)度方面的崗位職業(yè)能力，故本課程的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生掌握潮流計(jì)算及增強(qiáng)短路計(jì)算分析能力，掌握電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，電能質(zhì)量的控制及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)度等技術(shù)、知識(shí)，提高完成相關(guān)的電力崗位工作的綜合技能。
（二）項(xiàng)目教學(xué)法的內(nèi)涵
“項(xiàng)目教學(xué)法”是指學(xué)生在教師指導(dǎo)下，通過(guò)實(shí)施一個(gè)完整的項(xiàng)目而進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)。它以項(xiàng)目為載體，以實(shí)訓(xùn)為手段，采用知識(shí)、理論、實(shí)踐一體化教學(xué)；在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生親自處理項(xiàng)目任務(wù)全過(guò)程；在這一過(guò)程中，學(xué)生主動(dòng)探索掌握應(yīng)用知識(shí)及技術(shù)，學(xué)生獨(dú)立組織安排學(xué)習(xí)行為，解決項(xiàng)目中遇到的困難，學(xué)生在這個(gè)過(guò)程中鍛煉各種能力，從而使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性大大提高。[2]
（三）項(xiàng)目教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)的比較
傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)分析課程教學(xué)方式是通過(guò)講授法讓學(xué)生掌握知識(shí)和理論分析方法，課堂以教師為中心，理論教學(xué)為重點(diǎn)，注重的是考試成績(jī)，培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生只是面向考場(chǎng)的讀書(shū)人，而不是面向市場(chǎng)的高技能的職業(yè)人。與傳統(tǒng)教學(xué)相比，項(xiàng)目教學(xué)法以技術(shù)應(yīng)用型的高技能人才為培養(yǎng)目標(biāo)，以職業(yè)活動(dòng)為導(dǎo)向，以素質(zhì)為基礎(chǔ)，突出能力目標(biāo)，以學(xué)生為主體，以項(xiàng)目為載體，以實(shí)訓(xùn)為手段，實(shí)現(xiàn)知識(shí)、理論、實(shí)踐一體化教學(xué)。
項(xiàng)目教學(xué)法將傳統(tǒng)的學(xué)科體系知識(shí)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為若干個(gè)“教學(xué)項(xiàng)目”，圍繞著項(xiàng)目，組織和開(kāi)展教學(xué)；學(xué)生直接全程參與、體驗(yàn)、感悟、論證、探究。學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)踐過(guò)程中，理解和把握課程要求的知識(shí)和技能，體驗(yàn)創(chuàng)新的艱辛與樂(lè)趣，培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的思想和方法，學(xué)生畢業(yè)后能更快、更好地對(duì)接工作崗位。[3]
二、項(xiàng)目教學(xué)法在高職電力系統(tǒng)分析課程教學(xué)中的實(shí)施案例
筆者實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)內(nèi)容為《電力系統(tǒng)分析》中的“無(wú)功平衡與電壓調(diào)整”，實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)班級(jí)為發(fā)電廠及電力系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)各班。本項(xiàng)目的主要任務(wù)如下：將某地電力系統(tǒng)電壓控制在合理范圍。
（一）項(xiàng)目設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)項(xiàng)目時(shí)，要求教師要因材施教。教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生已完成的電路與磁路，電機(jī)學(xué)課程和發(fā)電廠變電站電氣設(shè)備部分內(nèi)容及學(xué)生能力來(lái)確定項(xiàng)目。電力系統(tǒng)分析教學(xué)不像在發(fā)電廠變電站電氣設(shè)備、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)等專(zhuān)業(yè)課教學(xué)有著顯著的操作性，教師可以要求學(xué)生完成諸如某一設(shè)備的裝配、測(cè)試等看得見(jiàn)、摸得著的具體任務(wù)。電力系統(tǒng)分析教學(xué)可根據(jù)后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程需求來(lái)設(shè)計(jì)確定項(xiàng)目，如為電氣設(shè)備選型提供短路校驗(yàn)數(shù)據(jù)依據(jù)，為繼電保護(hù)裝置的選型及整定提供短路數(shù)據(jù)依據(jù)等，也可根據(jù)電力專(zhuān)業(yè)崗位進(jìn)行引申。根據(jù)學(xué)生專(zhuān)業(yè)和本課程教學(xué)目標(biāo)，筆者將電力系統(tǒng)分析中的“無(wú)功平衡與電壓調(diào)整”派生出以職業(yè)為導(dǎo)向的項(xiàng)目――即將本地區(qū)電力系統(tǒng)電壓調(diào)整控制到合格的范圍。此項(xiàng)目對(duì)強(qiáng)電專(zhuān)業(yè)具有可操作性，它能夠?qū)W(xué)生的專(zhuān)業(yè)與未來(lái)職業(yè)方向相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和提高學(xué)習(xí)積極性。
（二）項(xiàng)目實(shí)施
1.項(xiàng)目分組
電力系統(tǒng)分析的項(xiàng)目分組主要依據(jù)是學(xué)生的專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用操作水平，但同時(shí)也要考慮學(xué)生的組織能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神等。因此，教師在分組時(shí)應(yīng)考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)、認(rèn)知特征、認(rèn)知能力等，采用異質(zhì)分組，使小組成員在各方面具有一定的差異性和互補(bǔ)性。根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用操作能力等，筆者將發(fā)電廠及電力系統(tǒng)各班（每班約42位同學(xué)）分為6～8個(gè)小組。
2.項(xiàng)目任務(wù)細(xì)化
為了培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的思路，保證學(xué)習(xí)的方向和目標(biāo)，以便能較好地完成項(xiàng)目，教師可將總項(xiàng)目進(jìn)行細(xì)化。實(shí)施過(guò)程中，筆者“將本地區(qū)電力系統(tǒng)電壓調(diào)整控制到合格的范圍”的總項(xiàng)目具體任務(wù)細(xì)化為：
3.自主探索與項(xiàng)目完成
項(xiàng)目完成過(guò)程中，各組同學(xué)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、圖書(shū)館、校本教材（或教師編寫(xiě)的講義）、教學(xué)參考書(shū)來(lái)做項(xiàng)目準(zhǔn)備，學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性無(wú)疑得到了增強(qiáng)；各組同學(xué)討論中展示了思維的多樣性。各位同學(xué)對(duì)電壓中樞點(diǎn)的選擇、電壓調(diào)整方式、調(diào)壓措施以及如何在PW電網(wǎng)仿真軟件中實(shí)施電壓調(diào)整等問(wèn)題都提出了自己的獨(dú)特見(jiàn)解和認(rèn)識(shí)。由于高職多數(shù)學(xué)生電力專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)薄弱，對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的認(rèn)識(shí)膚淺或幾乎為零，教師可將自己平時(shí)積累的相關(guān)材料提供給學(xué)生，如學(xué)校所在地區(qū)電網(wǎng)接線圖及電網(wǎng)簡(jiǎn)介，電力現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施電壓調(diào)整的九區(qū)圖及某時(shí)間段的電壓控制要求等，使學(xué)生在準(zhǔn)備的過(guò)程中對(duì)未來(lái)所從事的電力職業(yè)也有著更深刻的認(rèn)識(shí)。
4.成果匯報(bào)
成果匯報(bào)是學(xué)生對(duì)知識(shí)掌握和應(yīng)用能力提高的重要階段，同時(shí)也是學(xué)生成就感體現(xiàn)的重要環(huán)節(jié)。學(xué)生完成項(xiàng)目后，應(yīng)對(duì)其學(xué)習(xí)情況做出反饋和評(píng)價(jià)[4]，展示評(píng)價(jià)包括：
（1）自評(píng)、互評(píng)：學(xué)生們互相交流學(xué)習(xí)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，并推薦電壓水平控制質(zhì)量較高的PW模型。
（2）展示PW模型調(diào)壓方案：由學(xué)生推薦，教師結(jié)合實(shí)際情況選出三個(gè)左右具有代表性的PW模型調(diào)壓方案。
（3）教師總結(jié)：教師指出PW模型調(diào)壓方案中值得大家學(xué)習(xí)和借鑒的地方，同時(shí)指出學(xué)生在電壓調(diào)整過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，總結(jié)成功的經(jīng)驗(yàn)和失敗的原因。鼓勵(lì)學(xué)生們采用多種方式及程序嘗試電壓的調(diào)整，如某點(diǎn)電壓偏低，是調(diào)主變壓器分接頭還是投入電容器組進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償?shù)?。?duì)沒(méi)完成調(diào)壓或調(diào)壓不合格的小組讓他們回去繼續(xù)完成。
（三）教學(xué)評(píng)價(jià)
教學(xué)評(píng)價(jià)應(yīng)對(duì)完成項(xiàng)目的全過(guò)程，包括知識(shí)與技能、情感態(tài)度與價(jià)值觀進(jìn)行全面的評(píng)價(jià)，應(yīng)重在過(guò)程而非結(jié)果。筆者具體做法是：以小組為單位，每小組隨機(jī)抽一名成員代表全組答辯，該成員的答辯成績(jī)就是該組的成績(jī)，這樣，既考出學(xué)生的專(zhuān)業(yè)技能操作水平，同時(shí)也考出學(xué)生的學(xué)習(xí)交流水平，培養(yǎng)了同學(xué)們大局觀、合作精神及集體榮譽(yù)感，培養(yǎng)了小組長(zhǎng)的領(lǐng)導(dǎo)組織能力。另外，常常有一些組的結(jié)果和老師的不同，但只要學(xué)生分析原因，分析思路與方法是合理的都應(yīng)該肯定，并予以引導(dǎo)、表?yè)P(yáng)和鼓勵(lì)。
學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)定后，教師應(yīng)做點(diǎn)評(píng)總結(jié)。點(diǎn)評(píng)總結(jié)是“項(xiàng)目教學(xué)法”的重要環(huán)節(jié)，教師在點(diǎn)評(píng)中要指出問(wèn)題的所在及解決的方法，使學(xué)生的知識(shí)學(xué)習(xí)能力和應(yīng)用操作能力得到提高。
三、結(jié)束語(yǔ)
項(xiàng)目化教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)相比，它對(duì)教師提出了更高的要求，要求教師既具有扎實(shí)的理論知識(shí)，又具有豐富的企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)?，F(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個(gè)很龐大的時(shí)空概念，為了能形象而具體的認(rèn)識(shí)觸電力系統(tǒng)，高效完成職業(yè)素養(yǎng)、職業(yè)綜合能力的培養(yǎng)，通過(guò)工學(xué)結(jié)合，近幾年來(lái)我校在電力系統(tǒng)分析課程教學(xué)中，以取材于真實(shí)的本地區(qū)電力系統(tǒng)地理接線圖為載體，以電網(wǎng)仿真軟件為工具，以工作過(guò)程為主線，探索并開(kāi)發(fā)了貫穿整個(gè)電力系統(tǒng)分析應(yīng)用知識(shí)體系的若干個(gè)教學(xué)項(xiàng)目，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式，大大提高了學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用能力及職業(yè)綜合能力。
所謂電力系統(tǒng)潮流就是指電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)各節(jié)點(diǎn)以及各電氣設(shè)備的電壓、電流和功率。潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)分析中采用的一種最基本的電氣運(yùn)算，同時(shí)也是研究電力系統(tǒng)的運(yùn)行以及規(guī)劃方案的重要手段，其本質(zhì)是求解一組多元非線性代數(shù)方程。
電力系統(tǒng)潮流計(jì)算具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義：可以合理規(guī)劃電網(wǎng)中的電源容量和電源接入點(diǎn)以及確定最佳的電網(wǎng)架構(gòu)；可以找出電網(wǎng)中因?yàn)樨?fù)荷增長(zhǎng)和新設(shè)備投入而導(dǎo)致的薄弱環(huán)節(jié)，方便對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的改進(jìn)以及基建的加速；提供發(fā)電廠進(jìn)行有功、無(wú)功調(diào)整以及負(fù)荷調(diào)整的計(jì)算依據(jù)；可以分析未來(lái)可能發(fā)生的事故以及設(shè)備的投切對(duì)電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的影響，進(jìn)而得出相應(yīng)的運(yùn)行方式和調(diào)整方案。
在過(guò)去半個(gè)世紀(jì)以前，人們都是采用手工方法計(jì)算電力系統(tǒng)潮流，主要依靠計(jì)算尺。但是由于電力系統(tǒng)日漸復(fù)雜，手工計(jì)算起來(lái)非常復(fù)雜，不僅耗時(shí)費(fèi)力，同時(shí)也容易出錯(cuò)。與此同時(shí)，伴隨著計(jì)算機(jī)行業(yè)的飛速發(fā)展，就出現(xiàn)了后來(lái)的計(jì)算機(jī)算法。
在傳統(tǒng)的“電力系統(tǒng)分析”教學(xué)課程中，教師們一般僅針對(duì)一些簡(jiǎn)單的電力系統(tǒng)（節(jié)點(diǎn)數(shù)很少）進(jìn)行潮流計(jì)算，而忽視了現(xiàn)有潮流計(jì)算最通行常用的計(jì)算機(jī)算法。這種課程教學(xué)不僅枯燥，學(xué)生難以深刻領(lǐng)悟，而且與實(shí)際研究脫軌，因?yàn)槟壳艾F(xiàn)實(shí)中的電力系統(tǒng)都很復(fù)雜，采用手算不切實(shí)際，也就失去了教學(xué)的根本意義。本文針對(duì)課程教學(xué)中潮流計(jì)算方面存在的問(wèn)題而進(jìn)行教學(xué)改革研究。
DIgSILENT軟件的潮流計(jì)算簡(jiǎn)介
電力系統(tǒng)仿真軟件DIgSILENT的名稱(chēng)來(lái)源于數(shù)字仿真和電網(wǎng)計(jì)算程序（Digital Simulation and Electrical Network），是德國(guó)DIgSILENT GmbH公司開(kāi)發(fā)的電力系統(tǒng)仿真軟件。
DIgSILENT軟件幾乎包含了所有電力系統(tǒng)的常用分析功能，如潮流計(jì)算、短路計(jì)算（包括對(duì)稱(chēng)短路和不對(duì)稱(chēng)短路計(jì)算）、機(jī)電暫態(tài)和電磁暫態(tài)計(jì)算、諧波分析以及小干擾穩(wěn)定性分析等等。另外一個(gè)重要的特點(diǎn)是把機(jī)電暫態(tài)分析模型與電磁暫態(tài)分析模型結(jié)合到一起，這樣做的好處就是它不僅能夠分析電網(wǎng)的暫態(tài)故障，而且又能研究電網(wǎng)的長(zhǎng)期的電能質(zhì)量問(wèn)題及其控制手段。
DIgSILENT/Power Factory提供了非常全面的電力系統(tǒng)元件的模型庫(kù)，包括發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、控制器、動(dòng)態(tài)負(fù)荷、線路、變壓器、并聯(lián)設(shè)備的模型，甚至包括風(fēng)電機(jī)組電氣部分的模型，如：雙饋感應(yīng)電機(jī)、變頻器等等；其他部分如風(fēng)速、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、空氣動(dòng)力學(xué)部分以及控制系統(tǒng)都采用動(dòng)態(tài)仿真語(yǔ)言DSL進(jìn)行搭建。
DIgSILENT可以描述復(fù)雜的單相和三相AC系統(tǒng)及各種交直流混合系統(tǒng)。利用DIgSILENT進(jìn)行潮流計(jì)算時(shí)，通過(guò)指定發(fā)電機(jī)、異步電動(dòng)機(jī)、負(fù)荷等系統(tǒng)元件的特性來(lái)確定與之相連的母線在潮流計(jì)算中相應(yīng)的屬性，這樣就能夠以簡(jiǎn)單的操作方式來(lái)模擬復(fù)雜而真實(shí)的系統(tǒng)。此外，程序還提供了多種遠(yuǎn)程控制模式，例如多個(gè)發(fā)電機(jī)共同控制系統(tǒng)頻率或母線電壓等。DIgSILENT以更加接近實(shí)際情況的方式執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)的控制模式，使操作和計(jì)算均得到簡(jiǎn)化。潮流求解過(guò)程提供了3種方法以供選擇：經(jīng)典的牛頓-拉夫遜算法、牛頓-拉夫遜電流迭代法和線性方程法。與此同時(shí)，DIgSILENT軟件還可以進(jìn)行變電站控制、網(wǎng)絡(luò)控制以及變壓器分接頭調(diào)整控制。當(dāng)潮流計(jì)算遇到不收斂的情況時(shí)，程序會(huì)自動(dòng)將非線性的元件模型逐步線性化（主要是將所有負(fù)荷逐步轉(zhuǎn)變?yōu)楹愣ㄗ杩?，將非平衡?jié)點(diǎn)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)閹?nèi)阻抗的簡(jiǎn)單電壓源），進(jìn)而得出計(jì)算結(jié)果，該結(jié)果可用于對(duì)系統(tǒng)不收斂的原因作進(jìn)一步分析。潮流計(jì)算的同時(shí)，DIgSILENT軟件還可以實(shí)現(xiàn)過(guò)負(fù)荷校驗(yàn)計(jì)算等功能。
此外，最新版本的DIgSILENT還提供了最優(yōu)潮流計(jì)算（OPF）功能。所謂最優(yōu)潮流計(jì)算就是對(duì)基本潮流計(jì)算的有益補(bǔ)充。最優(yōu)潮流計(jì)算主要采用內(nèi)點(diǎn)法，而且提供了多種約束條件和控制手段，其目標(biāo)函數(shù)主要有最小網(wǎng)損、最小燃料費(fèi)用、最大利潤(rùn)及最小區(qū)域交換潮流。
DIgSILENT軟件正逐漸成為電力系統(tǒng)研究方面最為認(rèn)可的計(jì)算機(jī)軟件之一，其所提供的潮流計(jì)算以及仿真結(jié)果已經(jīng)在世界范圍內(nèi)得到廣泛認(rèn)可。
課程教學(xué)安排
手算
潮流計(jì)算可以用一組高階的非線性的方程來(lái)表示，但是不含有微分方程，主要是因?yàn)槌绷饔?jì)算隸屬于穩(wěn)態(tài)分析，故不涉及系統(tǒng)元件的動(dòng)態(tài)特性和過(guò)渡過(guò)程，而解非線性代數(shù)方程組最基本的方法就是迭代。因此，設(shè)計(jì)潮流計(jì)算算法的首要任務(wù)同時(shí)也是最為關(guān)鍵的問(wèn)題就是收斂性，最終得出合理的解。
雖然目前計(jì)算機(jī)潮流算法運(yùn)用十分廣泛，但是掌握一些手算方法，不僅可以加深對(duì)其物理概念的理解，而且即便采用計(jì)算機(jī)算法，之前通常仍需采用手算求取某些原始數(shù)據(jù)。
這里所說(shuō)的潮流計(jì)算手算方法主要針對(duì)簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)的潮流分布，但是所謂的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)之間并沒(méi)有明顯的界限。課前老師把所需進(jìn)行手算的算例以及分析資料分發(fā)給學(xué)生，讓大家提前預(yù)習(xí)并先進(jìn)行獨(dú)立計(jì)算。然后在實(shí)驗(yàn)課上針對(duì)大家可能出現(xiàn)的共同問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)講解，并推導(dǎo)全過(guò)程，加深大家對(duì)潮流計(jì)算的認(rèn)識(shí)和理解，掌握其原理。
運(yùn)用DIgSILENT軟件計(jì)算電力系統(tǒng)潮流
前面已經(jīng)說(shuō)到，計(jì)算機(jī)算法是大勢(shì)所趨，而且已經(jīng)得到廣泛運(yùn)用，是電氣工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生必須掌握的一項(xiàng)重要技能，也是未來(lái)繼續(xù)深造以及競(jìng)爭(zhēng)重要工作崗位的一個(gè)重要砝碼。所以掌握并熟練運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)本專(zhuān)業(yè)學(xué)生的未來(lái)發(fā)展起著重要的推動(dòng)作用。
眾所周知，DIgSILENT軟件正逐漸成為電力系統(tǒng)研究方面最為認(rèn)可的計(jì)算機(jī)軟件之一。無(wú)一例外，任何一種電氣設(shè)計(jì)軟件都是先尋找或是自己搭建元件模型，然后通過(guò)所述關(guān)系搭建網(wǎng)絡(luò)模型，其次就是設(shè)置元件參數(shù)，最后進(jìn)行潮流計(jì)算。那么，如何判斷一種設(shè)計(jì)軟件是否優(yōu)越，就是一看元件模型庫(kù)是否豐富、準(zhǔn)確，二看元件參數(shù)設(shè)置是否簡(jiǎn)單明了，再者就是看控制語(yǔ)言是否簡(jiǎn)潔易懂。
DIgSILNET采用有名值進(jìn)行計(jì)算，電網(wǎng)元件從類(lèi)型數(shù)據(jù)和個(gè)體數(shù)據(jù)兩個(gè)層面被嚴(yán)格定義。類(lèi)型數(shù)據(jù)包含了該類(lèi)型元件用于各個(gè)計(jì)算功能的基本信息，例如某一架空線路的類(lèi)型為OHL110kV-1，該類(lèi)型的架空線為潮流計(jì)算提供的基本信息為，，，為短路計(jì)算提供的基本信息為，。對(duì)某一類(lèi)型數(shù)據(jù)的改變將影響到所有采用該類(lèi)型屬性的元件。個(gè)體數(shù)據(jù)則是每個(gè)元件在分析計(jì)算中所要用到的僅與該元件本身相關(guān)的數(shù)據(jù)，例如某一架空線路的長(zhǎng)為。采用該種方法進(jìn)行計(jì)算機(jī)計(jì)算是有很多好處的。首先，我們無(wú)需再進(jìn)行標(biāo)幺值計(jì)算，避免了繁瑣的計(jì)算，可以直接采用一些直觀的銘牌數(shù)據(jù)等；其次，對(duì)于軟件來(lái)講，這也大大減少了數(shù)據(jù)的重復(fù)儲(chǔ)存，顯然對(duì)提高計(jì)算機(jī)速度也有一定的幫助。
在DIgSILNET中執(zhí)行潮流計(jì)算、故障分析、諧波分析、動(dòng)態(tài)仿真等功能時(shí)，可以引入多種電力電子元件，包括FACTS裝置（如SVS、TCSC和UPFC）、直流整流和逆變器等。DIgSILENT為所使用的電力電子元件提供了豐富、開(kāi)放且定期更新的模型庫(kù)。
這些對(duì)于課程教學(xué)來(lái)說(shuō)，減輕了單純的軟件學(xué)習(xí)難度，可以緩解學(xué)生對(duì)新軟件學(xué)習(xí)的畏難心理。這種人機(jī)交互的友好界面，不僅老師們授課講解起來(lái)比較輕松，而且學(xué)生們更易于接受，更為重要的是可激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)興趣。
對(duì)比手算與機(jī)算
在課程的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，但也是很重要的一個(gè)步驟，就是對(duì)比分析潮流分布的手算以及計(jì)算機(jī)算法。眾所周知，學(xué)習(xí)的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是要學(xué)會(huì)對(duì)比分析以及總結(jié)，這種能力是學(xué)生們亟待培養(yǎng)和掌握的。最后，通過(guò)對(duì)比兩種方法的結(jié)果，計(jì)算兩者之間的誤差，再分析一下導(dǎo)致這種后果的原因，原因可能是計(jì)算機(jī)算法或是手算采用了哪些近似處理，或是計(jì)算結(jié)果精確度的不同，這些都是需要學(xué)生自己進(jìn)行總結(jié)歸納的。這一步看似可有可無(wú)，電力系統(tǒng)潮流分布的手算以及機(jī)算的結(jié)果都已經(jīng)出來(lái)，課程已經(jīng)結(jié)束。實(shí)則不然，這關(guān)鍵的最后一步恰恰是中國(guó)高等教育中最缺乏的部分，就是對(duì)新知識(shí)的分析與自我總結(jié)。做好這一步，對(duì)于學(xué)生自主學(xué)習(xí)創(chuàng)新能力的提升起到關(guān)鍵作用。
教學(xué)效果和結(jié)論
基于上述課程設(shè)置，這種結(jié)合DIgSILENT軟件以及手算的潮流計(jì)算教學(xué)方法，學(xué)生普遍反映教學(xué)效果良好，不僅對(duì)電力系統(tǒng)潮流分布的認(rèn)識(shí)更加深刻，而且更易于全面掌握。通過(guò)對(duì)“電力系統(tǒng)分析”潮流計(jì)算教學(xué)大綱的改革和實(shí)踐應(yīng)用表明，天津理工大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院“電氣工程及其自動(dòng)化”專(zhuān)業(yè)的本科生在該方面的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)更為扎實(shí)，這為后續(xù)專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)提供了有力的保障，不僅避免出現(xiàn)基礎(chǔ)知識(shí)的“斷層”和“夾生”現(xiàn)象，與此同時(shí)會(huì)激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力以及創(chuàng)新能力?？梢灶A(yù)見(jiàn)，如果將這種教學(xué)手段推廣至全國(guó)高校，也必將收獲良好的教學(xué)反響。（作者周雪松系天津理工大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院博士生導(dǎo)師；袁洪德系天津理工大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院碩士研究生?；痦?xiàng)目：本文系天津市重點(diǎn)教改項(xiàng)目“新能源科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)國(guó)際化合作辦學(xué)模式研究與實(shí)踐”（項(xiàng)目編號(hào)：B08-0805）的研究成果）
摘要：為滿足新增電力工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)建設(shè)需求，對(duì)以裝備電力系統(tǒng)為對(duì)象的“電力系統(tǒng)分析”課程教材建設(shè)展開(kāi)研究，首先分析指出國(guó)內(nèi)現(xiàn)有教材存在的針對(duì)性不強(qiáng)和部分內(nèi)容缺失的問(wèn)題；然后從裝備電力系統(tǒng)構(gòu)成角度出發(fā)，構(gòu)建了涵蓋發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、儲(chǔ)電和管電七個(gè)部分的課程體系；最后，提出了涵蓋原理級(jí)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)功能、仿真級(jí)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)功能、工程級(jí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)功能于一體的教研一體化仿真資源平臺(tái)，經(jīng)課堂教學(xué)實(shí)踐檢驗(yàn)，收效良好。
關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)分析；獨(dú)立；有限容量；仿真
一、教學(xué)內(nèi)容改革的必要性
目前軍械工程學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“我院”）“電力系統(tǒng)分析”課程采用由孟祥萍主編、高等教育出版社出版的《電力系統(tǒng)分析》。[1]該教材基于電力院校的“電力系統(tǒng)分析”課程教學(xué)內(nèi)容，為了滿足學(xué)時(shí)減少的教學(xué)要求，精簡(jiǎn)后編寫(xiě)而成；以公用電網(wǎng)無(wú)限大容量電力系統(tǒng)為對(duì)象，圍繞著潮流計(jì)算、系統(tǒng)有功和無(wú)功功率最優(yōu)分布和系統(tǒng)受到干擾后能否維持穩(wěn)定運(yùn)行等方面展開(kāi)，著重于輸電網(wǎng)絡(luò)的分析與計(jì)算。[2]
我院的電力工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)是為大型復(fù)雜武器裝備培養(yǎng)電力保障人才，面向的是獨(dú)立、有限容量電源供電系統(tǒng)，該系統(tǒng)特征決定了“電力系統(tǒng)分析”課程的教學(xué)內(nèi)容以系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估、電源與武器裝備動(dòng)態(tài)過(guò)程的關(guān)聯(lián)特性分析為重點(diǎn)，具體體現(xiàn)于系統(tǒng)電磁量和機(jī)械量的振蕩調(diào)整分析等方面。現(xiàn)有出版教材存在針對(duì)性不強(qiáng)和部分內(nèi)容缺失的問(wèn)題，亟需開(kāi)展教材建設(shè)研究，以滿足專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)需求。[3]
二、教材建設(shè)研究
1.定位課程教學(xué)內(nèi)容
以某裝備電力系統(tǒng)構(gòu)成為例，如圖1所示。
該系統(tǒng)主要是以交流中頻220V/400Hz為基礎(chǔ)的供電體制，除向相關(guān)系統(tǒng)供電外還可由電源變換器、靜止變流器轉(zhuǎn)換成直流27.5V、單相115V/400Hz和單相220V/50Hz的交流電，用以滿足多種用電設(shè)備的需要?？梢?jiàn)其屬于獨(dú)立、有限容量電源供電系統(tǒng)，同樣具有發(fā)電、輸電、變電、配電、用電五個(gè)環(huán)節(jié)，考慮到勵(lì)磁系統(tǒng)在電能調(diào)整中的重要作用，需要新增包括勵(lì)磁系統(tǒng)的管電環(huán)節(jié)，為了使得電能質(zhì)量在系統(tǒng)的頻繁振蕩調(diào)整中得到保證，還需新增儲(chǔ)電環(huán)節(jié)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征明顯區(qū)別于民用電力系統(tǒng)。
綜上所述，構(gòu)建“電力系統(tǒng)分析”課程體系，需要正確處理繼承與更新之間的關(guān)系，一方面保留以往教材的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電部分的共性?xún)?nèi)容并加以改造，另一方面遵循“教學(xué)與科研結(jié)合，科研服務(wù)教學(xué)”的教研相長(zhǎng)理念，開(kāi)展科學(xué)研究并適時(shí)將科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源增補(bǔ)管電、儲(chǔ)電兩部分內(nèi)容，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行更新；最終形成涵蓋發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、管電、儲(chǔ)電七個(gè)組成部分的課程體系。重新定位系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的教學(xué)內(nèi)容如下。
（1）元件建模內(nèi)容
1）發(fā)電、管電環(huán)節(jié)：裝備電力系統(tǒng)電源采用的是內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)形式以凸極式為主，因此教學(xué)內(nèi)容包括abc坐標(biāo)下同步電機(jī)有名值方程、派克變換、dq0坐標(biāo)下同步電機(jī)有名值方程、d軸和q軸等值電路、運(yùn)算電抗及實(shí)用參數(shù)和同步電機(jī)實(shí)用模型，[4]其中，由于有限容量電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單、容量小，一般采用有名值計(jì)算，對(duì)標(biāo)幺制弱化處理，對(duì)凸極式發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型予以重點(diǎn)講解，運(yùn)算電抗及實(shí)用參數(shù)作為新增重點(diǎn)內(nèi)容。新增勵(lì)磁系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型[5]作為管電環(huán)節(jié)的主要組成部分。
2）輸電環(huán)節(jié)：裝備電力系統(tǒng)各個(gè)組成部分之間主要采用電纜連接，結(jié)合電力系統(tǒng)仿真軟件PSCAD中的電纜模型說(shuō)明其結(jié)構(gòu)與建模方法，刪除架空輸電線路模型的相關(guān)內(nèi)容。
3）變電、配電環(huán)節(jié)：由于系統(tǒng)用電設(shè)備種類(lèi)多、電壓制式多樣，因此配備了較多的電能變換裝置，變壓器的數(shù)學(xué)模型以小容量變壓器為主，電能變換裝置包含整流器、逆變器工作原理和數(shù)學(xué)模型的建立方法。[4]
4）儲(chǔ)電環(huán)節(jié)：介紹超級(jí)電容器、飛輪儲(chǔ)能等新型儲(chǔ)能裝置。[6]
5）用電環(huán)節(jié)：感應(yīng)電動(dòng)機(jī)作為主要的用電設(shè)備，包含感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)方程、恒速投入系統(tǒng)時(shí)三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)電磁暫態(tài)、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程動(dòng)態(tài)分析、突加負(fù)載時(shí)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)過(guò)程和感應(yīng)電動(dòng)機(jī)瞬間斷電重新投入系統(tǒng)時(shí)的動(dòng)態(tài)過(guò)程分析。[7]
（2）系統(tǒng)建模內(nèi)容。結(jié)合裝備電力系統(tǒng)存在較多電能變換裝置的特點(diǎn)，以變頻器供電時(shí)交流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析作為系統(tǒng)分析側(cè)重點(diǎn)，包含變頻器供電的特點(diǎn)、方波變頻器供電時(shí)三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析和脈寬調(diào)制變頻器供電時(shí)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析等；[7]同時(shí)，本著“教學(xué)出題目、科研做文章、成果進(jìn)課堂”[8，9]的教研相長(zhǎng)理念，將科研成果引入課堂，靈活應(yīng)用MATLAB/Simulink、PSCAD/EMTDC等多種仿真軟件開(kāi)展案例教學(xué)，改進(jìn)教學(xué)方法。
1）案例教學(xué)一：柔性配電技術(shù)在軍用供電系統(tǒng)中的應(yīng)用仿真研究。[10]
提出問(wèn)題：野戰(zhàn)條件下的武器裝備強(qiáng)調(diào)可靠性、機(jī)動(dòng)性、維修性等指標(biāo)，我國(guó)軍用配套移動(dòng)電站在設(shè)計(jì)時(shí)形成了“重發(fā)輕供”的思想。隨著高技術(shù)化、大型復(fù)雜武器系統(tǒng)電氣化、信息化程度的不斷提高，基于計(jì)算機(jī)、微處理器控制的信息設(shè)備和電力電子設(shè)備在武器系統(tǒng)中大量投入使用，它們對(duì)系統(tǒng)干擾比傳統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備更加敏感；同時(shí)，畸變電壓、諧波等電能質(zhì)量指標(biāo)惡化會(huì)使得燃油損耗增加，機(jī)組壽命降低。系統(tǒng)作戰(zhàn)效能對(duì)其供電平臺(tái)―電站的依賴(lài)作用不斷增大，為此類(lèi)裝備提供優(yōu)質(zhì)電力支持成為配套軍用電站面對(duì)的新課題。
分析問(wèn)題：柔性配電技術(shù)（D-FACTS）是改善低壓電網(wǎng)運(yùn)行特性的有力工具，將其應(yīng)用于軍用供電系統(tǒng)，可以改善電能質(zhì)量，保證用電裝備的特殊要求，提高電力保障水平。
解決問(wèn)題：利用Mannitoba HVDC研究中心的PSCAD/EMTDC軟件建立系統(tǒng)仿真模型并演示。運(yùn)行系統(tǒng)模型，從仿真運(yùn)行結(jié)果曲線上對(duì)比分析有無(wú)DSTATCOM裝置時(shí)系統(tǒng)側(cè)電壓和電流的變化情況，主要從野戰(zhàn)電力支持環(huán)境下需要滿足的軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB 235A-97中的瞬態(tài)電壓調(diào)整率、電壓穩(wěn)定時(shí)間的瞬態(tài)性能指標(biāo)兩個(gè)方面進(jìn)行比較分析。從仿真運(yùn)行曲線可以明顯看出，配置DTATCOM裝置后，在維持系統(tǒng)電壓穩(wěn)定，減小諧波電流方面效果明顯。
展望：在軍用移動(dòng)電站供電的場(chǎng)合，DSTATCOM裝置配合作為獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)模塊的異步發(fā)電機(jī)取電機(jī)的方案在可維護(hù)性等方面具有較大優(yōu)勢(shì)，可以通過(guò)進(jìn)一步完善DSTATCOM裝置的控制系統(tǒng)以適應(yīng)新需求。
2）案例教學(xué)二：內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的自激異步發(fā)電系統(tǒng)建模仿真研究。[11]從學(xué)科專(zhuān)業(yè)方向之一的自激異步發(fā)電出發(fā)，引入內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)自激異步發(fā)電系統(tǒng)建模仿真研究成果，使得學(xué)生了解學(xué)科前沿。
提出問(wèn)題：籠型異步發(fā)電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固、價(jià)廉、易維護(hù)等突出優(yōu)點(diǎn)，在風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源發(fā)電過(guò)程中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。尤其在飛機(jī)、艦艇、野戰(zhàn)電力支持等獨(dú)立供電系統(tǒng)中的作用日益突出。軍用移動(dòng)電源多采用內(nèi)燃機(jī)作為原動(dòng)機(jī)，不同于風(fēng)能、太陽(yáng)能等能源形式。太陽(yáng)能、風(fēng)能受自然條件影響較大，能量密度小，不便于野戰(zhàn)條件下的快速展開(kāi)和撤收。因此只適用于特定條件和地點(diǎn)，普適性較差。內(nèi)燃機(jī)作為原動(dòng)機(jī)是我軍常備的軍用電源，不存在風(fēng)能、太陽(yáng)能等使用條件的限制，裝備范圍廣，具有豐富的使用經(jīng)驗(yàn)。過(guò)去，對(duì)軍用電站偏重于保養(yǎng)、維修，在理論分析和決策支持方面有所欠缺，因此，采用界面友好，功能強(qiáng)大的MATLAB軟件建立內(nèi)燃機(jī)電站仿真模型以滿足進(jìn)一步科學(xué)研究進(jìn)行決策支持的需要。
分析問(wèn)題：基于MATLAB/SIMULINK軟件對(duì)小型內(nèi)燃機(jī)、異步發(fā)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行建模，構(gòu)建內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的自激異步發(fā)電系統(tǒng)，對(duì)其運(yùn)行特性進(jìn)行了仿真研究。
解決問(wèn)題：基于MATLAB/SIMULINK軟件建立異步發(fā)電動(dòng)機(jī)仿真模型，針對(duì)采用的籠型異步電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)，確定了M文件中異步發(fā)電機(jī)模型中的相關(guān)參數(shù)；詳細(xì)說(shuō)明四沖程內(nèi)燃機(jī)在MATLAB軟件下的建模實(shí)現(xiàn)過(guò)程和原理；建立以?xún)?nèi)燃機(jī)為原動(dòng)機(jī)的自激異步發(fā)電系統(tǒng)。運(yùn)行系統(tǒng)模型，對(duì)投入阻性變化負(fù)荷時(shí)的原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和異步發(fā)電動(dòng)機(jī)的電壓、電流和功率的變化情況進(jìn)行分析，從仿真運(yùn)行結(jié)果曲線上可以看出，接入負(fù)載時(shí)，系統(tǒng)有明顯調(diào)整過(guò)程，并對(duì)比分析有無(wú)原動(dòng)機(jī)時(shí)電壓的變化情況，驗(yàn)證模型正確性。
展望：該項(xiàng)研究為實(shí)際內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的自激異步發(fā)電系統(tǒng)研制提供了強(qiáng)有力理論依據(jù)。
3）實(shí)驗(yàn)條件建設(shè)：電能補(bǔ)償與控制動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)構(gòu)建。[12]依托于實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目，構(gòu)建了市電、混合能源供電的單母分段三級(jí)動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了負(fù)載形式的典型、多樣化，兼顧了實(shí)驗(yàn)和科研的需要；通過(guò)靈活調(diào)整配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)，模擬了不同地區(qū)環(huán)境下系統(tǒng)特性變化情況，并且為系統(tǒng)特性分析提供了實(shí)物模擬手段；適應(yīng)了新形式下裝備供電保障的發(fā)展趨勢(shì)，使實(shí)驗(yàn)條件更加先進(jìn)；為仿真理論研究轉(zhuǎn)化為裝備研制提供了實(shí)驗(yàn)條件平臺(tái)，為本科學(xué)員的專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習(xí)提供了實(shí)驗(yàn)條件，為碩士研究生的培養(yǎng)提供了科研環(huán)境手段。
2.開(kāi)發(fā)構(gòu)建教研一體化仿真資源平臺(tái)，豐富教學(xué)手段，提高教學(xué)質(zhì)量
以新增“電力工程及其自動(dòng)化”專(zhuān)業(yè)建設(shè)為背景，在有效利用現(xiàn)有軟件資源的基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)關(guān)鍵元件開(kāi)展建模仿真研究，實(shí)現(xiàn)原理級(jí)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)功能、仿真級(jí)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)功能、工程級(jí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)功能的教、研創(chuàng)新平臺(tái)綜合實(shí)驗(yàn)體系，內(nèi)容涵蓋理論驗(yàn)證、關(guān)鍵技術(shù)仿真、系統(tǒng)設(shè)計(jì)等，以能力培養(yǎng)為核心，以“原理―技術(shù)―系統(tǒng)”為主線，構(gòu)建多層次、多模塊的創(chuàng)新教、研體系。仿真資源平臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)如圖2所示。
三、結(jié)論
“電力系統(tǒng)分析”課程教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法經(jīng)上述改革實(shí)踐后，達(dá)到了緊貼裝備教學(xué)的目的，滿足了裝備電源人才培養(yǎng)需求，豐富了電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)科專(zhuān)業(yè)建設(shè)內(nèi)涵，裝備電力系統(tǒng)教研一體化仿真資源平臺(tái)經(jīng)教學(xué)實(shí)踐檢驗(yàn)，學(xué)生對(duì)課程中的抽象理論及其應(yīng)用加深了理解，收效良好。
摘要：以學(xué)用為主實(shí)施電力系統(tǒng)課程綜合改革。重點(diǎn)介紹了綜合改革的理念、思路和舉措，即以學(xué)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(shí)施“四導(dǎo)”教學(xué)，提升能力培養(yǎng)；改革考核方式，實(shí)施科學(xué)評(píng)價(jià)；加強(qiáng)資源建設(shè)，拓展學(xué)習(xí)時(shí)空；在實(shí)施過(guò)程中需要處理好的幾個(gè)關(guān)系和問(wèn)題。
關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)分析；課程建設(shè)；教學(xué)改革；人才培養(yǎng)
黨的十八大報(bào)告中提出“實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略”和“全面實(shí)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(xué)生社會(huì)責(zé)任感、創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力”。教育部全面部署了深化教育領(lǐng)域綜合改革任務(wù)，并印發(fā)了《關(guān)于2013年深化教育領(lǐng)域綜合改革的意見(jiàn)》。在《意見(jiàn)》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(jìn)人才培養(yǎng)模式改革。在高等教育系統(tǒng)，實(shí)施和深入推進(jìn)試點(diǎn)學(xué)院綜合改革和試點(diǎn)專(zhuān)業(yè)綜合改革，是落實(shí)十八大報(bào)告要求的具體舉措。
課程改革與建設(shè)是專(zhuān)業(yè)綜合改革的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，關(guān)乎專(zhuān)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(xué)涉及諸多要素和方面，如課程體系、課程內(nèi)容、課程教學(xué)、課程考核、課程資源等，只有實(shí)施整體化、系統(tǒng)化、立體化的綜合改革，才能達(dá)到改革的目標(biāo)，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(dòng)化專(zhuān)業(yè)的核心專(zhuān)業(yè)課程，是一門(mén)理論性、工程性、技術(shù)性很強(qiáng)的課程。在專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)過(guò)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(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程的深化和應(yīng)用，其內(nèi)容都是直接面向工程問(wèn)題的理論分析、技術(shù)分析和經(jīng)濟(jì)分析。根據(jù)本課程的性質(zhì)、作用、地位和特點(diǎn)，結(jié)合經(jīng)濟(jì)社會(huì)和電力行業(yè)發(fā)展需求，實(shí)施課程的綜合改革和建設(shè)，適應(yīng)新形勢(shì)下對(duì)高素質(zhì)專(zhuān)門(mén)人才的培養(yǎng)要求，這是時(shí)展的需要，是電力行業(yè)的需要，是教育教學(xué)改革的需要。
一、以學(xué)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(wù)領(lǐng)域當(dāng)前需求和未來(lái)發(fā)展需求為導(dǎo)向，以培養(yǎng)卓越工程師、技術(shù)人員和建設(shè)者為目標(biāo)，構(gòu)建完備的課程體系。體系中各組成部分要功能任務(wù)明確、實(shí)現(xiàn)目標(biāo)清晰，相互間要有機(jī)聯(lián)系、彼此交融，形成一個(gè)完整的課程綜合體。
對(duì)于課程改革來(lái)講，先進(jìn)的教育理念是關(guān)鍵。課程體系構(gòu)建必須要服務(wù)于所秉持的教育理念。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)社會(huì)和電力行業(yè)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的以知識(shí)傳授為目標(biāo)，以“教師”為中心，以“教”為主的教育理念已不能與此相適應(yīng)?，F(xiàn)代大學(xué)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(xué)和用。為此，在大學(xué)教育中應(yīng)實(shí)施“三個(gè)轉(zhuǎn)變”，即將專(zhuān)業(yè)知識(shí)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(xué)為主轉(zhuǎn)變，將以學(xué)校教育為主向以工程教育為主轉(zhuǎn)變。這“三個(gè)轉(zhuǎn)變”體現(xiàn)了“學(xué)用為本”的教育思想和理念。
在“學(xué)用為本”的指導(dǎo)下，筆者針對(duì)電力系統(tǒng)分析課程，構(gòu)建了理論、實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)和工程四位一體的課程體系。“理論”是以理論教學(xué)和課堂教學(xué)為主，使學(xué)生熟悉在電力系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)行和調(diào)度等方面所涉及的基本問(wèn)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(jì)算方法和控制方法等，既是知識(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程，也是諸多能力的培養(yǎng)過(guò)程?！皩?shí)驗(yàn)”是以實(shí)踐教學(xué)為主，以物理動(dòng)模系統(tǒng)、電力系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、電力實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)和電力系統(tǒng)分析軟件等為平臺(tái)，以標(biāo)準(zhǔn)化示例系統(tǒng)庫(kù)或?qū)嶋H電網(wǎng)局部系統(tǒng)為對(duì)象，開(kāi)展實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)、分析和研究，既有驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，也有設(shè)計(jì)性、研究性實(shí)驗(yàn)，還有綜合性實(shí)驗(yàn)、規(guī)定實(shí)驗(yàn)、自選實(shí)驗(yàn)，還可自設(shè)實(shí)驗(yàn)等?！霸O(shè)計(jì)”是以實(shí)踐教學(xué)為主，以工程項(xiàng)目或案例項(xiàng)目為載體，以課程內(nèi)容和相關(guān)規(guī)范、規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)為基礎(chǔ)，使學(xué)生熟悉設(shè)計(jì)流程、設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)內(nèi)容，掌握設(shè)計(jì)方法，樹(shù)立工程意識(shí)，這是一個(gè)綜合性的實(shí)踐訓(xùn)練過(guò)程?！肮こ獭笔且陨a(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)為場(chǎng)景和環(huán)境，以生產(chǎn)實(shí)踐為途徑，使學(xué)生熟悉電網(wǎng)運(yùn)行中設(shè)備、系統(tǒng)等存在的工程問(wèn)題、工程現(xiàn)象、工程技術(shù)和工程措施等，掌握對(duì)工程問(wèn)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(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)和工程是應(yīng)用，理論中包含有應(yīng)用，應(yīng)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(shè)計(jì)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(guó)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(yuǎn)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(dòng)汽車(chē)接入、智能電網(wǎng)和電力市場(chǎng)等等，使得電力系統(tǒng)中新問(wèn)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(yùn)行的安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、高效、低碳、環(huán)保，大量先進(jìn)的理論、技術(shù)、方法、工具、設(shè)備和系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中得到應(yīng)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(wù)于人才定位和培養(yǎng)目標(biāo)，要反映出現(xiàn)代電力系統(tǒng)運(yùn)行分析的新問(wèn)題、新概念、新理論和新方法，使課程具有現(xiàn)代性、先進(jìn)性、實(shí)用性和適應(yīng)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(diǎn)和內(nèi)容、電力市場(chǎng)、現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析工具、交直流混合系統(tǒng)潮流計(jì)算、自動(dòng)發(fā)電控制分析、電力市場(chǎng)下的有功頻率控制分析、無(wú)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(xué)文件（教學(xué)大綱）中，體現(xiàn)在講授過(guò)程中，體現(xiàn)在教材（講義）中，體現(xiàn)在教學(xué)資源中。
三、實(shí)施“四導(dǎo)”教學(xué)，提升能力培養(yǎng)
課程教學(xué)過(guò)程中，教學(xué)方法是關(guān)鍵。傳統(tǒng)課程教學(xué)注重的是知識(shí)傳授，以教師講授為主，不僅講得多，還講得細(xì)，學(xué)生往往處于一種被動(dòng)接受知識(shí)的狀態(tài)，缺乏主動(dòng)思考、積極探索和積極參與的精神，學(xué)習(xí)興趣未得到有效激發(fā)，學(xué)習(xí)能力未得有效培養(yǎng)，學(xué)習(xí)精神未得到有效樹(shù)立，從而造成教學(xué)效果不甚理想的現(xiàn)象。當(dāng)前的大學(xué)教育提出“厚基礎(chǔ)、重實(shí)踐、強(qiáng)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(kāi)展了大量的教學(xué)方法改革與創(chuàng)新，并取得了許多好的經(jīng)驗(yàn)和好的效果，例如啟發(fā)式教學(xué)、問(wèn)題教學(xué)、案例教學(xué)、項(xiàng)目教學(xué)、任務(wù)教學(xué)、情景教學(xué)等等。
在電力系統(tǒng)分析課程教學(xué)中，實(shí)施“四導(dǎo)”教學(xué)，即“導(dǎo)入、導(dǎo)學(xué)、導(dǎo)做、導(dǎo)研”，其目的是在于加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、分析能力、計(jì)算能力、實(shí)踐能力、綜合能力和合作能力的培養(yǎng)?！八膶?dǎo)”教學(xué)的核心是在于教師的“引導(dǎo)”和“指導(dǎo)”作用，學(xué)生的主動(dòng)學(xué)、用意識(shí)?！皩?dǎo)入”是指問(wèn)題導(dǎo)入、現(xiàn)象導(dǎo)入、項(xiàng)目導(dǎo)入、方法導(dǎo)入，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)和理解相關(guān)內(nèi)容的來(lái)龍去脈、工程背景和問(wèn)題本質(zhì)，為學(xué)生深入學(xué)習(xí)、探索和應(yīng)用奠定基礎(chǔ)?！皩?dǎo)入”是將學(xué)生引進(jìn)門(mén)，關(guān)鍵是要激發(fā)學(xué)生對(duì)相關(guān)內(nèi)容的興趣，認(rèn)識(shí)到其重要性和應(yīng)用價(jià)值?！皩?dǎo)學(xué)”是指導(dǎo)學(xué)生對(duì)相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，教師主要講授內(nèi)容的重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)，講授解決問(wèn)題的思路和方法，提出衍生問(wèn)題和擴(kuò)展問(wèn)題，通過(guò)交流、探討、啟發(fā)，解決學(xué)生學(xué)習(xí)中的疑慮，學(xué)生通過(guò)預(yù)習(xí)、自修、查閱文獻(xiàn)、提問(wèn)、研討等方式進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、主動(dòng)學(xué)習(xí)，教師要主動(dòng)向?qū)W生推薦參考書(shū)目和文獻(xiàn)?！皩?dǎo)做”是教師通過(guò)項(xiàng)目、案例、任務(wù)引導(dǎo)、指導(dǎo)和輔導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)理論、方法去解決實(shí)際問(wèn)題，通過(guò)這種練習(xí)和訓(xùn)練，能培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和綜合應(yīng)用能力?！皩?dǎo)研”是教師激發(fā)和指導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、探討問(wèn)題、分析問(wèn)題、研究問(wèn)題，尋找解決問(wèn)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(xué)生的研究能力、創(chuàng)新能力。
四、改革考核方式，實(shí)施科學(xué)評(píng)價(jià)
課程考核既是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)成果的評(píng)價(jià)，也是一個(gè)決定學(xué)生學(xué)習(xí)方式的指揮棒。過(guò)去筆者常常在課程學(xué)習(xí)結(jié)束后，采用一次閉卷筆試進(jìn)行考核和評(píng)價(jià)，時(shí)間約為2～3小時(shí)，試題形式多為填空、選擇、判斷、簡(jiǎn)答、分析或計(jì)算等。由于考試時(shí)間短，試題覆蓋面相對(duì)較窄，并且識(shí)記題多，應(yīng)用問(wèn)題少。這種考核方式不能全面評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)課程的理解、掌握和熟悉程度，不能考核學(xué)生的應(yīng)用能力水平。在這種考核方式下，致使部分學(xué)生一本教材學(xué)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(guò)考試關(guān)，考后也就很快將所學(xué)內(nèi)容遺忘。
為了改變這種考核方式，實(shí)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(gè)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(jì)算模塊、電力系統(tǒng)短路計(jì)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(gè)模塊作為一個(gè)考試單元，隨課程進(jìn)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(shí)驗(yàn)相結(jié)合，大作業(yè)和實(shí)驗(yàn)注重應(yīng)用和綜合。所謂“一半”是指筆試考試采取半開(kāi)卷形式，考前發(fā)給學(xué)生統(tǒng)一的半張或一張A4紙（蓋有學(xué)院或系考試專(zhuān)用章），允許學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)、提煉，將認(rèn)為重要的內(nèi)容寫(xiě)在上面并帶入考場(chǎng)，在考試期間學(xué)生可以看上面的內(nèi)容。這種半開(kāi)卷的形式，不僅可以培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)能力、綜合能力，還可以引導(dǎo)學(xué)生將精力集中在知識(shí)、理論和方法的應(yīng)用上。
五、加強(qiáng)資源建設(shè)，拓展學(xué)習(xí)時(shí)空
豐富的課程教學(xué)資源有助于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、遞階學(xué)習(xí)和循環(huán)學(xué)習(xí)，不受時(shí)空限制，有助于課堂教學(xué)的延伸和擴(kuò)展，有助于立體化教學(xué)的實(shí)施。教學(xué)資源形式多樣，例如教材、講義、指南、習(xí)題、案例、文獻(xiàn)、教案、視頻、影像、工具、網(wǎng)站等。教學(xué)資源建設(shè)，應(yīng)以學(xué)生的學(xué)習(xí)需求為導(dǎo)向，以互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)為平臺(tái)，以多媒體表現(xiàn)為手段，要具有豐富性、時(shí)效性、娛樂(lè)性、交互性、遞進(jìn)性的特征。
MOOCs和可汗學(xué)院教育思想和教學(xué)模式正引起國(guó)內(nèi)外高等院校的深刻反思和積極應(yīng)對(duì)。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(yīng)用，設(shè)計(jì)微課程，制作微課程教學(xué)視頻，設(shè)計(jì)微課程測(cè)試小問(wèn)題和試題，巧妙設(shè)計(jì)答案。將微課程在線視頻作為教學(xué)的線上環(huán)節(jié)，學(xué)生在課堂外先在線“聽(tīng)課”，課堂內(nèi)則側(cè)重深入的分享、探討和問(wèn)題解決，實(shí)現(xiàn)“翻轉(zhuǎn)課堂”。由于微課程時(shí)間只有幾分鐘，內(nèi)容精短，集中說(shuō)明一個(gè)問(wèn)題，既能輔助教師課堂教學(xué)，又可以作為學(xué)生自學(xué)的學(xué)習(xí)材料。在視頻課程中，常會(huì)彈出若干小問(wèn)題，由學(xué)生回答，回答不正確，后續(xù)視頻就不往下走，以檢測(cè)學(xué)生是否明白教師所講的內(nèi)容，有利于學(xué)生集中注意力和積極思考。
在課程網(wǎng)頁(yè)上，按課程模塊提供公開(kāi)視頻課，提供測(cè)試平臺(tái)，便于學(xué)生系統(tǒng)連貫地學(xué)習(xí)。提供網(wǎng)上虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生在網(wǎng)上進(jìn)行設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、分析、總結(jié)等。提供案例庫(kù)和項(xiàng)目庫(kù)，學(xué)生可自主選擇、探討和完成，學(xué)生也可組成項(xiàng)目組，合作研討完成。創(chuàng)建網(wǎng)上交互空間和論壇，學(xué)生可以自由提問(wèn)，教師網(wǎng)上作答，也可以對(duì)提出的問(wèn)題進(jìn)行分類(lèi)排序，重點(diǎn)回答大家關(guān)心的問(wèn)題；鼓勵(lì)學(xué)生間互教互學(xué)，通過(guò)互助解決學(xué)習(xí)中的疑難問(wèn)題。
六、需要處理好的幾個(gè)關(guān)系和問(wèn)題
在課程綜合改革中，要實(shí)現(xiàn)以教為主向以學(xué)為主轉(zhuǎn)變，以課堂為主向以課內(nèi)課外并重轉(zhuǎn)變，以學(xué)校教育向面向工程教育轉(zhuǎn)變，這些都對(duì)教師提出了更高的要求，同時(shí)也要處理好以下幾個(gè)方面的關(guān)系和問(wèn)題。
1.講與學(xué)的關(guān)系
在講與學(xué)的關(guān)系中，就是要處理好教師與學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中的作用問(wèn)題。以學(xué)為主的教學(xué)，應(yīng)以學(xué)生為中心，以學(xué)生的學(xué)習(xí)為出發(fā)點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)能力，保證學(xué)習(xí)效果，提高學(xué)習(xí)質(zhì)量。
教師在教學(xué)過(guò)程中，如果大包大攬、面面俱到，將所有內(nèi)容都講得很細(xì)很透，缺乏啟發(fā)和引導(dǎo)，缺少問(wèn)題引入，缺少互動(dòng)和探討，學(xué)生便會(huì)懶于思考，只是一味聽(tīng)講、接受和記憶。這種教學(xué)，學(xué)生提不出問(wèn)題，沒(méi)有疑慮，似乎所有內(nèi)容都懂，也很少主動(dòng)查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，缺乏深入學(xué)習(xí)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(xué)中要注重引入問(wèn)題，講問(wèn)題的背景，講解決問(wèn)題的理論和方法，講思路，講方法，講應(yīng)用，還要拋出未解之問(wèn)題等，給學(xué)生更多的思考空間，側(cè)重思考問(wèn)題、探討問(wèn)題和解決問(wèn)題。
學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)做好課前、課內(nèi)和課后事。課前，學(xué)生通過(guò)教材、講義和網(wǎng)上資源對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)、思考，并提出問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)難點(diǎn)，并試著去解決。課內(nèi)，學(xué)生要帶著問(wèn)題聽(tīng)課，帶著疑慮聽(tīng)課，帶著思考聽(tīng)課，帶著探討聽(tīng)課，與教師互動(dòng)，與教師交流和探討，通過(guò)老師講解，解開(kāi)自己的困惑。課后，學(xué)生要主動(dòng)查閱有關(guān)文獻(xiàn)資料，深入探討和研究相關(guān)問(wèn)題，通過(guò)測(cè)試題和項(xiàng)目應(yīng)用檢驗(yàn)自己的學(xué)習(xí)效果，主動(dòng)應(yīng)用所學(xué)理論和方法去解決實(shí)際問(wèn)題，解釋工程問(wèn)題、現(xiàn)象，把握問(wèn)題本質(zhì)等。
2.學(xué)與做的關(guān)系
學(xué)習(xí)的目的在于應(yīng)用，在于解決問(wèn)題。學(xué)是基礎(chǔ)，用是目的，有了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)才能更好地應(yīng)用，只有應(yīng)用和解決實(shí)際問(wèn)題，才能更好、更自覺(jué)地學(xué)習(xí)。所以，學(xué)生的學(xué)習(xí)，不能僅停留在看懂、讀懂和學(xué)懂，僅停留在學(xué)習(xí)層面、記憶層面，僅為了考試過(guò)關(guān)，而更應(yīng)該注重知識(shí)的應(yīng)用，多實(shí)踐、多練習(xí)、多動(dòng)手。在教學(xué)設(shè)計(jì)中，要為學(xué)生的練習(xí)、訓(xùn)練和實(shí)踐提供資源、平臺(tái)和機(jī)會(huì)，要貼近工程。例如，習(xí)題和測(cè)試題的設(shè)計(jì)應(yīng)取自于工程實(shí)例，數(shù)據(jù)、參數(shù)、模型和結(jié)果應(yīng)與工程實(shí)際相符；給出系統(tǒng)、原始數(shù)據(jù)和運(yùn)行條件，能正確建模、分析和計(jì)算，以工程觀點(diǎn)對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析、評(píng)估、評(píng)價(jià)，并能提出解決方案、措施或建議；提供工程案例、項(xiàng)目和任務(wù)，學(xué)生自行或互助地開(kāi)展設(shè)計(jì)、分析和計(jì)算，提交實(shí)施方案，要有理論、有依據(jù)、有分析，有過(guò)程、有結(jié)論；開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室、仿真平臺(tái)，提供各類(lèi)工具，可在動(dòng)模系統(tǒng)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，也可在計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)上進(jìn)行分析、計(jì)算；在發(fā)電廠、變電所、供配電所或調(diào)度等生產(chǎn)實(shí)踐中，能應(yīng)用所學(xué)理論對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)象、狀態(tài)等進(jìn)行分析和解釋。
在課程學(xué)習(xí)中，要注重培養(yǎng)學(xué)生做到“四會(huì)”，即會(huì)讀、會(huì)用、會(huì)寫(xiě)、會(huì)講?！皶?huì)讀”就是學(xué)生要會(huì)讀書(shū)，會(huì)學(xué)習(xí)，有學(xué)習(xí)能力；“會(huì)用”是學(xué)生會(huì)應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，能理論聯(lián)系實(shí)際，具有工程意識(shí)；“會(huì)寫(xiě)”是學(xué)生要會(huì)撰寫(xiě)報(bào)告、方案等，有科學(xué)規(guī)范的文字表達(dá)能力；“會(huì)講”是學(xué)生要能進(jìn)行技術(shù)交流，能講清思路、方案等，具有一定的口語(yǔ)表達(dá)能力，敢于進(jìn)行交流、溝通，在交流中獲得認(rèn)可，在交流中得到提高。
3.課程教學(xué)與人才定位
課程教學(xué)應(yīng)符合人才培養(yǎng)定位。從教育層次定位上，有高職高專(zhuān)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(xué)，在其內(nèi)容和教學(xué)方法上應(yīng)與其層次相適應(yīng)，不能降低也不能拔高，例如有些升本時(shí)間不長(zhǎng)的本科院校，課程教學(xué)內(nèi)容與高職高專(zhuān)內(nèi)容差別不大，教學(xué)也還多沿用以前的方法；而一些研究性大學(xué)的課程在教學(xué)內(nèi)容又有向研究生教育要求方向發(fā)展。在工科類(lèi)本科院校人才培養(yǎng)中，有應(yīng)用性人才和創(chuàng)新性人才，或?yàn)槁殬I(yè)技術(shù)人才和學(xué)術(shù)性人才。應(yīng)用性人才的培養(yǎng)更加注重應(yīng)用能力、實(shí)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(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法時(shí)，應(yīng)與此相適應(yīng)。否則，會(huì)違背教育規(guī)律，違背人才培養(yǎng)目標(biāo)，不能保證人才培養(yǎng)質(zhì)量。
4.課程銜接問(wèn)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(wèn)題，以保證教學(xué)正常進(jìn)行。電力系統(tǒng)分析課程應(yīng)以電路、電機(jī)學(xué)和電子技術(shù)（包括電力電子技術(shù)）和自動(dòng)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(hù)、電力系統(tǒng)自動(dòng)化等為其后續(xù)課程。在課程順序安排中確有困難時(shí)，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(jìn)行，但要注意內(nèi)容的銜接問(wèn)題，否則會(huì)影響教學(xué)質(zhì)量。
將發(fā)電廠課程設(shè)計(jì)和繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)與電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)相結(jié)合，形成三課一體的課程設(shè)計(jì)任務(wù)，使得學(xué)生能更好地將多門(mén)課程知識(shí)融會(huì)貫通，訓(xùn)練學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。設(shè)置專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)，以多機(jī)電網(wǎng)為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，涵蓋多門(mén)課程內(nèi)容，內(nèi)容間相互聯(lián)系，互為耦合，通過(guò)綜合實(shí)驗(yàn)使學(xué)生對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行、保護(hù)、控制、調(diào)度等有更加全面、深入的認(rèn)識(shí)。
摘要：“電力系統(tǒng)分析”是電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的重要專(zhuān)業(yè)課程，如何讓學(xué)生既掌握基本的理論知識(shí)，又深刻理解電力系統(tǒng)的精髓，對(duì)電力系統(tǒng)的教學(xué)提出了挑戰(zhàn)。提出以專(zhuān)業(yè)化軟件MATLAB和Power World Simulator（PWS）使用為核心，貫穿整個(gè)課程的教學(xué)過(guò)程。在使用這些軟件的過(guò)程中，必須深刻理解電力系統(tǒng)的基本理論，并在此基礎(chǔ)上以?xún)煞N模式建立電力系統(tǒng)分析的物理模型，既有編寫(xiě)文本的MATLAB源程序，也有以GUI模式操作的PWS軟件。在教學(xué)中，只要出現(xiàn)理論和算法，都可以采用軟件進(jìn)行驗(yàn)證。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中既可以深刻體會(huì)系統(tǒng)中的“工程”觀念，也彌補(bǔ)了電力系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)不足的問(wèn)題。通過(guò)“電力系統(tǒng)分析”課程幾年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐表明，以軟件導(dǎo)行的教學(xué)方法，提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生理解了電力系統(tǒng)中的工程問(wèn)題，對(duì)工科課程的教學(xué)有很好的借鑒作用
“電力系統(tǒng)分析”是以電氣工程一級(jí)學(xué)科為專(zhuān)業(yè)的本科及碩士生重要的專(zhuān)業(yè)課程，[1]本課程的基本內(nèi)容包括電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)兩大部分，均涉及到系統(tǒng)及相關(guān)電力設(shè)備的認(rèn)識(shí)和實(shí)驗(yàn)問(wèn)題。顯然，以教學(xué)為主的大學(xué)無(wú)法完全滿足電力系統(tǒng)所需的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。因此，“仿真”（Simulation）就成為該類(lèi)課程教學(xué)活動(dòng)中最重要的手段之一。
考慮到電氣工程一級(jí)學(xué)科下五個(gè)二級(jí)學(xué)科，各高校的側(cè)重點(diǎn)略有不同。因此，作為本科及碩士生還是以理解電力系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)組成、基本運(yùn)作模式為目標(biāo)，同時(shí)輔以合適的“工程”觀念，以此為“教學(xué)理念”，則“仿真”擬推薦專(zhuān)業(yè)化軟件，避免學(xué)生陷入計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的困惑中。目前，筆者查閱相關(guān)文獻(xiàn)及與相關(guān)高校調(diào)研交流發(fā)現(xiàn)，鮮有教師提出以“軟件”導(dǎo)行的教學(xué)理念。
鑒于以上原因，本文提出以“專(zhuān)業(yè)軟件”為導(dǎo)行的電力系統(tǒng)課程教學(xué)過(guò)程，圍繞軟件學(xué)習(xí)相關(guān)的理論知識(shí)，為理解電力系統(tǒng)概念和專(zhuān)業(yè)知識(shí)打下了良好的基礎(chǔ)。
一、電力系統(tǒng)軟件簡(jiǎn)介
1.MATLAB――“一個(gè)真正的工程類(lèi)語(yǔ)言”
MATLAB（Matrix Laboratory）矩陣實(shí)驗(yàn)室，是一種用于算法開(kāi)發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級(jí)技術(shù)計(jì)算語(yǔ)言和交互式環(huán)境，在美國(guó)被稱(chēng)為“A Real Technology Language”，是一種“真正的工程類(lèi)語(yǔ)言”。[2]然而由于各種原因，目前中國(guó)大學(xué)對(duì)于該語(yǔ)言的研究并不理想。如何將這門(mén)工程計(jì)算機(jī)與所設(shè)置的專(zhuān)業(yè)課程結(jié)合在一起，是一個(gè)需要深入研究的問(wèn)題。
據(jù)筆者長(zhǎng)期教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，將軟件與專(zhuān)業(yè)問(wèn)題相結(jié)合，形成一些相關(guān)的“項(xiàng)目設(shè)計(jì)”（Projects Design），則可以起到一舉兩得的效果。
MATLAB軟件分為通用模塊與專(zhuān)業(yè)化Toolbox。雖然有些Toolbox也確實(shí)可以解決一些專(zhuān)業(yè)化問(wèn)題，但距真正的專(zhuān)業(yè)化解決尚有一定的距離。因此，筆者推薦盡可能使用MATLAB的通用模塊。通用模塊的功能類(lèi)似于MathCAD一樣的操作模式，主要以*.M文件的方式體現(xiàn)。
*.M文件其實(shí)就是一個(gè)函數(shù)或一段程序，是一種“解釋性”源代碼，這些源代碼的撰寫(xiě)可以用MATLAB本身附帶的編輯器，也可以采用其他文本編輯器。當(dāng)*.M文件保存后，直接運(yùn)行文件名即可。由此可見(jiàn)，教學(xué)中利用*.M文件完成教學(xué)任務(wù)，不僅可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，在一定程度上也提高了學(xué)生計(jì)算機(jī)程序的編寫(xiě)能力。
2.Power World Simulator――電力世界仿真器
Power World Simulator（PWS）是一個(gè)電力系統(tǒng)仿真軟件包（見(jiàn)圖1），[3，4]其構(gòu)筑在對(duì)用戶(hù)良好交互性的基礎(chǔ)上。其核心是一個(gè)功能強(qiáng)大的潮流計(jì)算軟件，可以有效求解多達(dá)32500個(gè)節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)。這使得電力世界仿真器作為一個(gè)獨(dú)立的潮流分析軟件包十分有用。與其他同類(lèi)商業(yè)應(yīng)用軟件不同，PWS允許用戶(hù)通過(guò)可縮放的彩色動(dòng)畫(huà)單線圖來(lái)模擬一個(gè)系統(tǒng)。在PWS中，輸電線路的通斷、變壓器或發(fā)電機(jī)的增加以及聯(lián)絡(luò)線功率的交換，一切僅需點(diǎn)擊鼠標(biāo)即可完成。此外，圖形和動(dòng)畫(huà)演示的廣泛使用增加了用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)特性、存在問(wèn)題和限制條件的理解。
PWS提供了極為方便的模擬電力系統(tǒng)時(shí)間特性的工具。同樣，它可以圖形化地顯示負(fù)荷、發(fā)電量和聯(lián)絡(luò)功率隨時(shí)間的變化，以及因此產(chǎn)生的系統(tǒng)運(yùn)行條件的變化，這項(xiàng)功能在解決電網(wǎng)擴(kuò)建引起的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化之類(lèi)的問(wèn)題時(shí)十分有用。
除了上述特點(diǎn)，PWS以其一體化的經(jīng)濟(jì)調(diào)度、聯(lián)絡(luò)功率交易經(jīng)濟(jì)性分析、功率傳輸分配因子（PTDF）計(jì)算和突發(fā)事故的強(qiáng)大分析能力而驕傲，所有這一切都可以通過(guò)一個(gè)易用的界面來(lái)實(shí)現(xiàn)。
二、專(zhuān)業(yè)化軟件在教學(xué)過(guò)程中的實(shí)施
只要學(xué)生運(yùn)行出最終解的結(jié)果，得出誤差曲線（見(jiàn)圖2），再輔以一定的討論，則可認(rèn)為該問(wèn)題結(jié)束。
需要注意的是，以程序?yàn)閷W(xué)習(xí)目標(biāo)時(shí)，必須輔以一定的考核手段，即逐一檢查學(xué)生的運(yùn)行結(jié)果，避免學(xué)生抄寫(xiě)應(yīng)付過(guò)關(guān)。多年來(lái)，學(xué)生的反饋表明，以該種方式“逼迫”學(xué)生熟悉和掌握MATLAB軟件，給學(xué)生留下了極深刻的印象，也為本科畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了良好的基礎(chǔ)。
（2）示例2：PWS完成潮流計(jì)算。以圖3中簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)為例，計(jì)算各母線電壓、支路功率，則首先要確定系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)類(lèi)型――平衡節(jié)點(diǎn)、PV節(jié)點(diǎn)、PQ節(jié)點(diǎn)；此后，按系統(tǒng)要求逐次搭建合適的系統(tǒng)圖。
當(dāng)正確設(shè)置圖3各類(lèi)節(jié)點(diǎn)類(lèi)型、邊界條件后，則可以直接運(yùn)行，在Run mode下查看各Bus和支路的相關(guān)信息。本軟件不僅可以計(jì)算電流系統(tǒng)的最終結(jié)果，也可以查看中間過(guò)程，比如可以設(shè)置基準(zhǔn)值，誤差相量的查看，甚至New-Raphson法的Jacobi矩陣在Case information中都可以獲悉。因此，當(dāng)采用MATLAB基本熟悉了潮流算法后，對(duì)于大量電力系統(tǒng)分析的問(wèn)題均可以采用該軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
2.依托專(zhuān)業(yè)化軟件的課程綜合設(shè)計(jì)
課程綜合設(shè)計(jì)（Projects design）是鞏固專(zhuān)業(yè)化基礎(chǔ)知識(shí)的綜合手段。南航電氣作為具備電氣工程一級(jí)學(xué)科博士點(diǎn)的專(zhuān)業(yè)，一直以來(lái)具有“電機(jī)與電器”、“電力電子與電力傳動(dòng)”的綜合設(shè)計(jì)，但是一直沒(méi)有“電力系統(tǒng)自動(dòng)化”的課程綜合設(shè)計(jì)。本課程教學(xué)后，依托如前所述兩個(gè)軟件和開(kāi)設(shè)的“電氣工程及其自動(dòng)化綜合設(shè)計(jì)”，適時(shí)參考國(guó)外精品課程“Power System Analysis”，[5]也開(kāi)展了相關(guān)的課程設(shè)計(jì)。比如，教學(xué)中可以對(duì)電力系統(tǒng)提出一定的指標(biāo)，通過(guò)PWS軟件的反復(fù)人工修正，提出和優(yōu)化如圖4所示的電力系統(tǒng)，并對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行深入分析。
3.軟件使用的考核
在教學(xué)活動(dòng)中，考核是最重要的指標(biāo)之一，也是重要的手段。筆者認(rèn)為要加強(qiáng)平時(shí)控制，“迫使”每名學(xué)生在個(gè)人計(jì)算機(jī)上安裝相關(guān)軟件，并且課后必須進(jìn)行練習(xí)。待熟練使用軟件后，利用少量課堂時(shí)間、課間時(shí)間或者師生共同課后時(shí)間讓全部學(xué)生進(jìn)行演示，互動(dòng)討論，這樣對(duì)學(xué)生也是一個(gè)警示。結(jié)果表明，通過(guò)該方式能夠讓所有的學(xué)生都掌握相關(guān)的電力系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)和軟件，對(duì)教學(xué)具有很大的促進(jìn)作用，但這樣也增大了授課教師的工作量。
三、結(jié)論
本文以“電力系統(tǒng)分析”為對(duì)象，基于MATLAB和Power World Simulator專(zhuān)業(yè)化軟件展開(kāi)教學(xué)活動(dòng)，獲得了如下教學(xué)體會(huì)，對(duì)工科課程均有一定的借鑒作用。一是以專(zhuān)業(yè)化軟件使用為核心的教學(xué)理念，在工科課程中具有普遍的意義，這樣也不失掉對(duì)基礎(chǔ)理論知識(shí)的掌握。二是對(duì)于“電力系統(tǒng)分析”專(zhuān)業(yè)課，需要選擇合適的專(zhuān)業(yè)化軟件開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)，難易程度要適合本科教學(xué)。經(jīng)過(guò)幾年教學(xué)摸索，選擇了MATLAB和Power World Simulator作為教學(xué)軟件。實(shí)踐表明，上述兩款軟件特別適合教學(xué)活動(dòng)。
【摘 要】《電力系統(tǒng)分析》是電氣工程專(zhuān)業(yè)和電氣自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的必修課程，與電力工程系統(tǒng)運(yùn)行具有不可分割的緊密聯(lián)系，是一門(mén)集理論和實(shí)踐于一體的高技術(shù)性學(xué)科。隨著時(shí)代進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展，《電力系統(tǒng)分析》的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)面臨更多挑戰(zhàn)，對(duì)該專(zhuān)業(yè)學(xué)生實(shí)踐操作能力提出更高要求。因此，當(dāng)前形勢(shì)下高度重視《電力系統(tǒng)分析》的實(shí)踐教學(xué)，探討實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)改革與創(chuàng)新具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義和戰(zhàn)略意義。
【關(guān)鍵詞】《電力系統(tǒng)分析》；實(shí)踐教學(xué)；改革與創(chuàng)新
1 課題的提出
據(jù)調(diào)查資料數(shù)據(jù)顯示，長(zhǎng)期以來(lái)，《電力系統(tǒng)分析》始終是我國(guó)各高校電氣工程專(zhuān)業(yè)和電氣自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的必修課程，課程設(shè)置上包括《電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析》、《電力系統(tǒng)暫態(tài)分析》、《電力系統(tǒng)穩(wěn)定性》、《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》及《電力系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)》共五門(mén)課程。其中，前四門(mén)課程均為理論基礎(chǔ)課，在《電力系統(tǒng)分析》教學(xué)中占據(jù)大量課時(shí)，電力專(zhuān)業(yè)學(xué)生實(shí)踐操作能力匱乏，導(dǎo)致進(jìn)入企業(yè)后如“茶壺里煮餃子――有貨倒不出”，引起學(xué)校及社會(huì)多方面高度關(guān)注。隨著電力行業(yè)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的課程內(nèi)容、教學(xué)方式已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代電力工程教育教學(xué)發(fā)展潮流。過(guò)去的《電力系統(tǒng)分析》教學(xué)存在諸多問(wèn)題，具體表現(xiàn)在：①理論基礎(chǔ)課程教學(xué)過(guò)于繁重，課時(shí)所占比例過(guò)大；②教學(xué)方式和教學(xué)手段單一，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)效率低下；③教學(xué)內(nèi)容陳舊，還停留在20世紀(jì)八九十年代水平，無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代化電力行業(yè)發(fā)展。
為了緊跟時(shí)代步伐，適應(yīng)當(dāng)前時(shí)代背景下社會(huì)和企業(yè)發(fā)展對(duì)高校電力專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的客觀需求，《電力系統(tǒng)分析》實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)亟待改革創(chuàng)新。
2 淺析實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)改革與創(chuàng)新
2.1 更新教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化理論基礎(chǔ)教學(xué)
前面我們已經(jīng)提到，傳統(tǒng)的《電力系統(tǒng)分析》課程內(nèi)容過(guò)于陳舊，從理論課教材中根本無(wú)法看到近年來(lái)電氣工程專(zhuān)業(yè)和電氣自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)學(xué)科的最新進(jìn)展，與當(dāng)前電力行業(yè)生存發(fā)展現(xiàn)實(shí)嚴(yán)重脫節(jié)，無(wú)法滿足現(xiàn)代化電力企業(yè)運(yùn)行操作的市場(chǎng)需求。因此，在對(duì)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行大刀闊斧的改革之前，首先就應(yīng)更新教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化理論基礎(chǔ)教學(xué)。一方面，在充分理解《電力系統(tǒng)分析》課程內(nèi)容特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)過(guò)去的四大理論基礎(chǔ)課進(jìn)行歸納重組。具體來(lái)講，就是將傳統(tǒng)的《電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析》、《電力系統(tǒng)暫態(tài)分析》、《電力系統(tǒng)穩(wěn)定性》、《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》課程進(jìn)行精簡(jiǎn)壓縮、重組優(yōu)化，由過(guò)去的120課時(shí)融合縮減至48課時(shí)。理論基礎(chǔ)教學(xué)更加注重實(shí)用性和專(zhuān)業(yè)性，減輕學(xué)生學(xué)習(xí)壓力的同時(shí)也減少了教師的教學(xué)負(fù)擔(dān)。另一方面，將近年來(lái)國(guó)內(nèi)外本專(zhuān)業(yè)的科學(xué)研究成果作為新內(nèi)容加入到教材中，在體現(xiàn)當(dāng)前電力行情的同時(shí)體現(xiàn)出教材的時(shí)代性。
通過(guò)充分理解《電力系統(tǒng)分析》課程內(nèi)容特點(diǎn)，對(duì)過(guò)去的四大理論基礎(chǔ)課進(jìn)行歸納重組，并加入電氣工程專(zhuān)業(yè)和電氣自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)學(xué)科最新理論成果及行業(yè)實(shí)踐動(dòng)態(tài)，構(gòu)建新的《電力系統(tǒng)分析》教學(xué)體系。
2.2 轉(zhuǎn)變教學(xué)方法，創(chuàng)新教學(xué)手段
在傳統(tǒng)的《電力系統(tǒng)分析》課堂教學(xué)中，教師過(guò)度注重理論基礎(chǔ)知識(shí)的傳授與講解，忽視了專(zhuān)業(yè)實(shí)踐與行業(yè)現(xiàn)實(shí)的結(jié)合。多采取“教師講、學(xué)生記”的教學(xué)方式；教學(xué)手段也比較單一，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣，課堂氣氛沉悶，教學(xué)實(shí)效低下。未來(lái)的《電力系統(tǒng)分析》實(shí)踐教學(xué)教師更加善于通過(guò)轉(zhuǎn)變教學(xué)方法，運(yùn)用多種教學(xué)手段提高教學(xué)實(shí)效。在具體實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，教師在課堂上不斷為學(xué)生提供本學(xué)科的最新研究成果及行業(yè)新聞動(dòng)態(tài)，教學(xué)內(nèi)容更加豐富。學(xué)生在課堂上總能聽(tīng)到新知識(shí)、新消息，學(xué)習(xí)積極性顯著提高。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，教育教學(xué)設(shè)備也發(fā)生了翻天覆地的變化，教師應(yīng)充分利用各種新興教學(xué)設(shè)施（如多媒體課件、閉路電視、紀(jì)錄片、專(zhuān)題片、互聯(lián)網(wǎng)等），創(chuàng)新教學(xué)手段，使課堂教學(xué)更加形象直觀、生動(dòng)活潑，吸引學(xué)生注意力，幫助學(xué)生知識(shí)理解，加深學(xué)生學(xué)習(xí)印象，教學(xué)效果顯著。
2.3 充分信任學(xué)生，注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)
《電力系統(tǒng)分析》本身是一門(mén)專(zhuān)業(yè)性和實(shí)踐性極強(qiáng)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)是《電力系統(tǒng)分析》的基礎(chǔ)，《電力系統(tǒng)分析》教學(xué)的最終目的就是實(shí)踐。高校每年都會(huì)為社會(huì)培養(yǎng)大量的專(zhuān)業(yè)人才，輸送到電力行業(yè)中去。離開(kāi)了實(shí)驗(yàn)，《電力系統(tǒng)分析》課程的學(xué)習(xí)就是“紙上談兵”，沒(méi)有任何現(xiàn)實(shí)意義。新形勢(shì)下的《電力系統(tǒng)分析》教育教學(xué)更加注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教師在課程設(shè)計(jì)上增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)安排，充分信任學(xué)生，“放手”讓學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，通過(guò)親身實(shí)踐操作加深理論知識(shí)和本學(xué)科本行業(yè)的理解，為進(jìn)入電力企業(yè)工作實(shí)踐打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在具體實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意充分發(fā)揮學(xué)生的自主性、能動(dòng)性和創(chuàng)造性，從實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)到實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)整理、結(jié)果分析，每一步都采用小組合作的方式進(jìn)行。在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中為學(xué)生提供充足的實(shí)驗(yàn)空間，充分信任學(xué)生，增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦能力。
2.4 強(qiáng)化企業(yè)意識(shí)，增強(qiáng)學(xué)科實(shí)用性
我們一切的校園課程學(xué)習(xí)，最終都將為就業(yè)服務(wù)；每一項(xiàng)專(zhuān)業(yè)技能的獲得，都是為將來(lái)踏入社會(huì)走上工作崗位現(xiàn)實(shí)實(shí)踐打基礎(chǔ)。面臨日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，高校在《電力系統(tǒng)分析》課程教學(xué)中應(yīng)增強(qiáng)對(duì)學(xué)生的“企業(yè)培養(yǎng)”，強(qiáng)化企業(yè)意識(shí)，從而增強(qiáng)學(xué)科實(shí)用性。高校的教育教學(xué)應(yīng)緊跟時(shí)代步伐，不僅在教學(xué)內(nèi)容上積極引進(jìn)本學(xué)科最新科研成果，在教學(xué)觀念上還應(yīng)主動(dòng)對(duì)接電力行業(yè)，積極為學(xué)生創(chuàng)造實(shí)地實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)，高度重視學(xué)科的實(shí)用性和專(zhuān)業(yè)性。注重學(xué)生工程意識(shí)和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，立足電力生產(chǎn)和應(yīng)用，強(qiáng)化電力行業(yè)職業(yè)道德、法制法規(guī)教育，注重培養(yǎng)工程設(shè)計(jì)研發(fā)、設(shè)備檢測(cè)操作能力，提高學(xué)生自主解決實(shí)際問(wèn)題的能力，為未來(lái)職業(yè)生涯做好準(zhǔn)備。
3 結(jié)束語(yǔ)
每年，我國(guó)高校都為電氣工程專(zhuān)業(yè)和電氣自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)相關(guān)行業(yè)輸送大批高素質(zhì)人才，這些學(xué)生在校園學(xué)習(xí)效果的好壞直接關(guān)系著實(shí)踐工作效率的高低。優(yōu)秀的畢業(yè)生能夠?yàn)樯鐣?huì)和企業(yè)發(fā)展注入活力，相反，則會(huì)成為行業(yè)發(fā)展的負(fù)擔(dān)和阻礙。《電力系統(tǒng)分析》作為電氣工程專(zhuān)業(yè)和電氣自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的主要課程，奠定了電力相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)科學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，在學(xué)科學(xué)習(xí)中占據(jù)著舉足輕重的地位。過(guò)去的教學(xué)存在諸多問(wèn)題，為適應(yīng)社會(huì)和行業(yè)的最新發(fā)展，教師通過(guò)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)上的多方面改革創(chuàng)新取得較好效果。