電力系統分析
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電力系統分析范文第1篇
中圖分類號：G71 文獻標識碼：A 文章編號：1009-0118（2012）-03-000-02
一、引言
“電力系統分析”是電氣工程學科一門重要的專業必修課，在整個電氣工程專業課程體系中起著承上啟下的作用，一方面它將先修的課程，如“電路”、“電機學”、“電磁場”、“自動控制原理”、“計算機編程”、“高等數學”、“線性代數”等知識綜合運用于電力系統運行分析與計算，對培養學生綜合運用所學知識解決實際工程問題的能力有著重要的案例教育作用；另一方面，課程涉及電力系統分析中最基本的知識和分析方法，可為學生學習后續電力系統相關專業知識以及將來從事電力系統相關研究或工作打下重要的基礎。“電力系統分析”課程的特點是，涉及面廣、理論計算多、工程性強、內容抽象難懂，電力系統背景強的院校一般分為兩個學期來講授，時間一般在80個學時以上，并同步開設實驗環節和工程實踐環節。
結合前人的經驗及筆者自身用心的摸索，筆者提出“一明確，二聯系，三重視”的課程教學方法，經實踐證明，該教學方法受到學生和學校督導組的肯定，學生表現出較強的學習興趣，學校效果也良好。現總結出來，希望能給其他開設有少課時“電力系統分析”課程的兄弟院校提供有益的參考。
二、所提出的教學方法
“電力系統分析”課程的特點是，涉及面廣、理論計算多、工程性強、內容抽象難懂，教學過程中，學生容易思路渙散，抓不住重點，聽不懂，最終失去學習興趣等。針對少課時“電力系統分析”課程特點，筆者探索出了一種有效的教學方法，即“一明確，二聯系，三重視”教學法。
（一）一明確
“一明確”是指在教學內容上，既要明確課程總的教學目標，又要明確每一部分的教學目標，以及每一節課的教學目標，即，采用“總分總”的授課思路，讓學生清楚課堂每一時段教師所講的內容是什么，講這些內容的目的是什么，以及這些內容在整個課程中處于什么樣的位置，在電力工程實際中有什么用途等，從而讓學生對授課內容有清楚的把握，置身其中，融入其中，從宏觀和微觀上掌握全部課程內容。例如，“電力系統分析”包括電力系統穩態分析和電力系統暫態分析兩大部分，主要講述了電力系統的三大常規計算，即潮流計算、短路計算和穩定性計算，而課程中諸如電力系統的基本概念、基本理論、數學建模和計算方法等都是為這三大計算做的鋪墊，這些計算的結果又是為電力系統的各項工作。對教師而言，把握了這個教學目標，也就掌握了教學方向，對教材內容的重點和難點能做到心中有數，傳授知識時效率更高。對學生而言，有明確的目標來指引課程學習，學生也就清楚了自己所學的知識點及其用途，同時也容易對這門課產生興趣。
筆者認為，在講授“電力系統分析”課程的第一堂課時，應該首先明確本課程的教學內容和目標是什么，本課程在電氣工程專業中處于什么樣的位置，有什么樣的用途，應該重點掌握哪些知識，從而讓學生對本門課程有個大致了解，對重點、難點知識在哪里，有較為清晰的知識的方向感。在講每一常規計算時，也要首先明確每一子主線，如在講潮流計算時，這一子主線是：各電力系統元件的參數計算和等值電路電力系統的等值電路節點間的電壓降落和串并聯支路的功率損耗電壓和功率分布計算潮流計算（采用直角坐標或極坐標；迭代求解：牛頓拉佛遜法和PQ分解法）電壓調整頻率調整經濟運行。潮流計算是主線，潮流計算前面的內容是基礎知識，潮流計算后面的內容是進行潮流計算的目的。明白了它們之間的聯系、關系，整個章節內容就能連成一條線進行理解和分析，潮流計算貫穿于整個內容，學起來也就相對容易些。其它兩個常規計算（分支線）也可按如此方法講解。
（二）二聯系
“二聯系”是指在授課方法上，一是要理論聯系實際；二是要前后知識聯系。
“電力系統分析”課程的主干內容是三大常規計算，多數教材的主干內容圍繞著此三大計算進行了詳細的數學推導和分析，理論性較強，很少聯系實際應用。對于少課時的”電力系統分析”課程來說，第一，絕對不能按照傳統“電力系統分析”教材照本宣科，應著重推導思路的講解，揭示其中的難點、重點和注意點，應更加格外的著重聯系實際應用，向學生講解清楚，所講理論計算在實踐中有什么用途，什么場合會用到，如何運用。第二，可結合實際電力系統，進行實例教育，而不是僅僅浮于書本上文字。比如，可以以某個地區的電網為例進行講解，如何建立該實際電網的等值電路和數學模型，如何進行潮流計算和分析，如何將計算結果運用于電網的規劃、設計和運行控制中去，并且給學生提供計算機例程，讓學生了解如何運用計算機手段進行電力系統的計算和分析。這樣，將一個實際的地區電網作為教學例子，始終貫穿于教學中去，從穩態分析到暫態分析，再到穩定性分析，從而給學生提供一個實際應用的例子，讓學生加深理解課本內容，真正掌握電力系統的計算分析方法，提高活學活用的能力，避免出現課堂所學知識與生產實際相脫節的常見弊病。
二是要前后知識聯系，包括本課程內容前后知識的聯系，以及本課程知識與先修課程“電路”、“電機學”、“電磁場”等知識的聯系。例如，“電路”中，學生熟悉的是直流電路和簡單的單相、三相交流電路的計算，已知量和待求量是電壓、電流，多采用解析法進行精確求解。在“電力系統分析”中，涉及的是復雜電力系統三相交流電路，屬于工程計算，工程計算的一個特點是近似計算，應向學生闡明這一點，避免有的學生鉆入牛角尖。在“電力系統分析”中，已知量和待求量不再是電壓和電流，而是功率和電壓矢量，方程的物理本質也發生了變化，不再是節點電流守恒，而是節點功率守恒。所以，在學習“電力系統分析”時，應引導學生注意轉換思維，從所熟悉的“電路原理”的思維，轉換到系統的、高壓的、三相的、具有工程特點的“電力系統分析”的思維，避免理解錯誤和錯誤理解，這是在“電力系統分析”課程教學實踐非常常見的問題。再例如，在電力系統穩態分析中和電力系統暫態分析中，所用的分析方法是不一樣的，在穩態分析中用的是相量分析法，而分析電力系統暫態過程不能直接使用相量分析法。“為什么呢？”通過問題提問，引導學生去主動思考。接著，可簡單回顧“電路”中講授的相量分析法的基礎，以及電力系統穩態和暫態有什么特點，為什么電力系統穩態可以運用相量分析法，而電力系統暫態過程不能直接運用相量分析法，而相量分析法又是三相交流電路分析計算的基礎，那么如何才能使用相量分析法呢？這樣一步一步地讓學生能夠理解到事物的本質，既知道其然，也知道其所以然，從而讓學生知道如何運用所學知識去解決工程實際問題。在講這一節時，還應補充講解相量和向量、矢量的區別，避免出現混淆和用錯。通過這種教學方法，既能鞏固先修課程所學的知識，加深對先修知識的理解，又能加強對現學知識的理解。再例如，電力系統穩態分析、暫態分析和穩定性分析中，所使用的發電機模型是不一樣的，在講后面章節內容時，應解釋清楚本章節所涉及的電力系統運行狀態的特點，為何在本章節使用了與前面章節不同的發電機模型，或為何前面章節的發電機模型不適于本章節所述的電力系統運行狀態等。從而，通過聯系、對比前后知識，讓學生能對所學知識融會貫通，概念清楚，避免出現用錯和錯用的情況。
（三）三重視
“三重視”是指在教學要素上。教學是以教案內容（知識）為載體，教師將教案內容傳授給學生，幫助學生學習并掌握教案內容的活動。以“教”而言，教師為主體，不僅傳授知識，而且展開其內涵；以“學”而言，學生為主體，不僅承繼知識，而且深入其內涵。而學生的學是教學的最終目標。因此，教案、教師和學生組成了教學的三大要素。為了達到理想的教學效果，既要重視教案的質量和水平，又要重視教師的自身水平和講授水平，更要重視學生的學習效果，即，要同時重視課堂教學的三大要素，任一要素不理想，都會影響最終的教學效果。
教案內容是教師的教和學生的學的對象，為了達到理想的教學效果，首先，教案內容應該是學生感興趣的東西，在主觀上愿意并樂意持續去學習并掌握的東西。因此，應清晰掌握學生的學習心理，并在教學內容上，盡最大可能的滿足學生的學習預期。經調查，大學生在學習知識時往往注重實用、能學到東西、有助于未來職業發展，如果簡單易懂、充滿趣味，那么更好。而“電力系統分析”的主干內容是三大常規計算，理論抽象，枯燥難懂，那么，如何將課程內容往學生感興趣的方向去靠，是值得研究的問題。筆者經過幾年來的用心探索，總結出來以下幾點：1、教案內容不應是課本內容的簡單重述和再現，應是補充了當今生產實踐中活的實際內容，應與生產實際相同步，讓學生能了解到校門外、課本外、學術外的生產實際，而不僅僅是課本上死的文字和虛而不實的理論知識；2、教案內容應充滿知識性，應向學生適量提供一些與本課程或本專業相關的科學與技術，以提高學生的專業能力，擴大知識面和信息量，讓學生切實感受到學有所獲，而不是感到虛度光陰；3、由于本課程大量運用了先修的課程內容，如“電路”、“電機學”、“電磁場”、“數值分析”等，在準備教案時，應將先學的課程知識巧妙的融會貫通于本課程內容中，一來加深對先學知識的理解，二來給學生提供一個活學活用的實例，讓學生可以以此為例，在以后的工作中舉一反三，提高知識應用能力；4、應補充本課程領域國內外同行當前的技術狀況和發展動態，從而讓學生了解就職于工作崗位上的前輩們正在從事的事情，從而對自己的未來職業有個初步的了解，意識到在學校里、課堂上還應補充的知識；以上四點是在準備教案時應注意的地方，高水平的教案是教師的水平和責任心的體現，需要多年用心的摸索、推敲和積累。
在教學中，教師的作用是編寫教案、課堂教學以及解答疑惑。除了按上文提出的原則準備教案內容和進行課堂教學外，教師還應注重自身水平的不斷提高與進步，包括自身知識水平的提高和講授水平的提高。高水平的教案內容和講課水平需要教師日復一日、年復一年的用心積累和不斷摸索，平日里應心系學生，認真推敲，站在學生的角度去思考問題，準備教案。課堂師生互動環節，首先，可以引導學生去主動的思考，而不是被動的接受；二是可以讓學生參與到教學中來，而不是死板地坐在下面，麻木的機械式的收聽教師的講演；三是，可以對課堂節奏，稍事停頓和修整，讓學生緊繃的腦神經也得以休整。當發現學生的學習效果與預期出現偏差時，應及時調整課程進度和節奏、教學方式和方法。
三、結論
根據“電力系統分析”課程內容的特點，筆者結合前人的經驗與筆者自己多年的摸索，針對缺乏實驗和實踐環節支持的少課時“電力系統分析”課程，探索出了“一明確，二聯系，三重視”的教學方法，其涵義是：“一明確”是指在教學內容上，要明確教學目標；“二聯系”是指在授課方法上，要理論聯系實際，后面知識聯系前面知識；“三重視”是指在教學要素上，要同時重視教師、學生和教學內容三要素的影響，在教學過程中形成以學生掌握知識為中心，以培養能力為重點，以提高專業素質為目標的教學方法。該教學方法在實踐教學中取得了良好的教學效果，學生對知識的理解更透徹，對知識的掌握更扎實，同時也促進了學生知識應用能力的提高。
參考文獻：
[1]黃,黃滿花,羅慶躍.“電力系統分析”課程教學模式的研究與實踐[J].中國電力教育,2010.
電力系統分析范文第2篇
關鍵詞：電力系統；教學經驗；教學方法
作者簡介：倪晶（1975-），女，黑龍江哈爾濱人，東北農業大學電氣與信息學院，講師；房俊龍（1971-），男，黑龍江哈爾濱人，東北農業大學電氣與信息學院副院長，教授。（黑龍江 哈爾濱 150030）
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）15-0063-02
“電力系統分析”課程是東北農業大學（以下簡稱“我校”）農業電氣化與自動化專業和電氣工程專業必修的專業基礎課，是兩個專業的核心課程。它連接了之前學習的電工、電子、電機、自動化、計算機、高等數學等理論基礎課程，又對后續的主要專業課程（如繼電保護、架空線路、發電廠、變電站電氣設備等）做了理論的基礎準備，因此該課程是理論課、基礎理論課向專業課和工程應用研究的過渡紐帶，具有承上啟下的作用。同時學生的課程設計、畢業設計和專業綜合實驗、生產實習等實驗和實踐環節也要大量應用電力系統分析的課程內容，因此，學好這門課程對電氣化及電氣工程專業的學生具有極其重要的作用，可以說電力系統分析課程是開啟電力系統學科大門的一把珍貴鑰匙。
一、教學中出現的問題
一直以來，學生普遍反映“電力系統分析”課程難學、難懂、難算，教師也感到難教。這門課程之所以會存在這樣的問題，原因是多方面的。教師方面，由于近年來高校對教學體系的多次改革，授課學時數大大減少，但教學內容并沒有削減，使得課堂教學中課程進度較快，習題做的較少；學生方面，由于課程中概念多、計算多、公式多、數學推導多，且理論性和工程性較強，因此學生感到課程難度很大；課程方面，本課程涉及相關學科和專業的知識太多，例如電路、電機、電子、電磁場等。這些因素都直接影響了課程教學的順利進行并增加了學生學習的難度，使學生產生了畏難的情緒，進而影響了學習的熱情和學習效果。
二、教學內容優化，適應農電人才培養
電力系統分析由電力系統穩態分析和暫態分析構成。穩態分析主要針對系統在對稱穩態運行下參數的分析和計算及有功、無功功率對系統運行的影響，主要內容有線路變壓器的參數和模型、網絡潮流計算的手算和計算機計算以及有功、無功對電壓和頻率的影響。電力系統暫態分析是對系統發生故障時，系統中主要參數的分析和計算以及系統穩定性的分析，內容包括對稱和不對稱短路時參數的計算以及系統的靜態和暫態穩定性。穩態分析和暫態分析這兩大體系構成了電力系統分析的全部內容，把握了這樣一條主線，對學習課程可以起到事半功倍的效果。
教學中注重電力系統基本概念、基本原理及基本計算方法的講解，而對于較繁瑣的理論推導或者實際應用性不多的內容可以適當精簡。如在推導長輸電線路的等值電路時，用到了許多電磁場和高等數學的知識，內容復雜抽象，學生學習、理解非常困難，學習上出現畏難情緒，在授課中可將公式推導適當簡化，主要掌握結論和方法，增強學生學習的信心。再如電力系統的潮流計算中，隨著計算機的發展和網絡系統規模的增大，手算潮流已經不能適應對現有網絡進行計算，因此教學中對應用性不多的手算潮流部分做了精簡，保留原理公式的推導，而把計算的重點主要放在用計算機來求潮流，既能突出教學的重點又減少了學生的負擔，起到良好的效果。
三、多種教學方法的應用，提高學習興趣和效果
1.情感交流法，營造良好的課堂氣氛
“親其師，信其道”是說當學生對老師感興趣時也會對他講授的內容感興趣。因此，作為教師要注意與學生之間的情感交流，多與學生溝通，多關心學生，成為學生的良師益友。此外，加強自身能力和素質的提高，使學生能信服、甚至崇拜老師，進而喜歡上這門課程，可以激發學生學習的興趣。
2.學習討論法，激發學習的主動性
在每節課的最后，給學生提出下次課程的一個重點問題，作為討論的題目，讓學生獨立地查閱教材、收集資料，并進行小組討論，課堂上老師和學生共同針對題目和查閱的資料進行討論和分析。這種學習方法能使學生成為學習的主體，充分發揮學生學習的積極性和主動性，每個學生都可以發表自己的見解，集思廣益、互相啟發，使教與學的過程都得到了提高。
3.多媒體教學與傳統黑板教學模式的優勢互補
“電力系統分析”課程是專業基礎課，在課程體系中起到承上啟下的作用，該課程的特點是理論性、系統性較強。在傳統的黑板教學中，教師在課堂上用大量的時間進行數學公式的推導和畫圖，教學效率較低，且教學效果不理想。隨著多媒體技術的不斷推廣，這種集文字、圖形、聲音、圖片、影像于一體的教學模式被廣泛應用。采用多媒體教學可以省去大量的黑板畫圖和公式的書寫時間，節省的時間可以用于重點和難點知識的講解，既提高了學生學習的效率又增大了課堂的信息量，激發了學生學習的興趣。
但是多媒體教學也存在著自身的弊端：信息量大，課堂進度較快，學生的注意力不能長時間集中，造成學生跟不上教師的講課進度，進而影響了授課的效果。因此合理地選擇和使用多媒體教學的同時，還要發揮傳統黑板教學的優勢，使二者共同參與到“電力系統分析”課程的教學過程中，達到教學效果的最優化。例如：在講授同步發電機的原始方程時，運用多媒體教學的圖像和動畫的效果，通過對發電機模型和實物的展示，使學生對同步發電機內部的結構及各繞組間的位置關系有了直觀而清晰的了解和認識，對學習同步機的方程奠定了良好的基礎。
4.加強實踐教學，提高理論認識
“實踐是檢驗真理的唯一標準”，可見理論與實踐的結合是學好知識的關鍵點，而良好的實踐是對理論的升華。因此在課堂授課的同時，還應注重培養學生的動手實踐能力。設有專業的“電力系統分析”實驗室，對電力系統穩態和暫態分析中各種主要的運行特性和狀態進行了模擬實驗，促進了學生對課堂知識的吸收和理解。如單機—無窮大系統穩態運行方式的實驗、電力系統功率特性和功率極限的實驗、電力系統不對稱短路及短路波形的測試實驗等。
加強實踐教學的另一個做法就是使學生深入到生產工作的現場，為此專業建立了多個校外實習基地，并與省內多家電業局結成友好合作單位，通過在實習基地的學習加深了學生對理論知識的理解，也使學生了解并熟悉了專業工作特點及要求，對今后的學習有一定的促進作用。
5.考核方式的多樣化
教學的目的是為了使學生掌握所學的專業知識及技能水平，而單一的考試方式已經不能全面地反映學生學習的狀況，因此我們采用了閉卷+開卷+實驗+實習等多種手段的考核方法，培養學生從死記書本知識向主動探索知識、提高能力、提高綜合素質水平的方向發展，加大動手和實踐能力在課程考核總成績中的比重，降低筆試成績所占比重，為培養高素質的電力人才進行探索工作。
四、探索初步成效
“電力系統分析”課程是一門理論性和實用性都較強的專業基礎課程。為滿足農業電氣化與自動化專業人才的培養目標，在教學中注重教學內容的優化，實行教學方法和教學手段的多樣化，注重教學理論和實踐的結合。通過多年的教學實踐和探索，有效地激發了學生的學習興趣，使學生能系統掌握課程內容，理論分析能力和解決實際問題的能力也得到了提高，達到了良好的教學效果。
參考文獻：
[1]李光琦.電力系統暫態分析[M].北京:中國電力出版社,2007.
[2]何仰贊.電力系統分析[M].武漢:華中科技大學出版社,2005.
電力系統分析范文第3篇
國內常用的電力系統仿真軟件是中國電力科學研究院的綜合程序PSASP[2-，它涵蓋了電力系統分析的常見功能.并允許用戶按照自己的需要設計特殊的模型而無須了解PSAsP內部結構和編程設計的條件.但是用戶建模時的數據環境必須使用系統表內規定的信息，所以在仿真較復雜的控制手段時靈活性較差[3]。與PSASP相比SPS建模方便靈活。在Simulink環境下SPS可以結合其他功能強大的工具箱構造出令人滿意的模型，實現對復雜控制的仿真，SPS還允許用戶使用現有的基本功能模塊與自己編制的算法生成自定義模塊并將其加入到元件庫中，從而最大限度地減少模型誤差、提高精度[1]。
1 主電路設備選擇和分析計算
低壓無功補償裝置主要用丁^10 kv線路的配電變壓器低壓側，補償公用變、專用變低壓用戶設備運行中需要的元功功率。這砦公用變、專用變的容量一般在500 kV-A以下，設計有30 kvar，45 kvar，60 kvar和90 kv8r等4種標準無功補償裝置。對4種標準容量的無功補償裝置，大容量的裝置按4—2一1分組組合，可對無功功率實現7級階梯式調節；小容量的裝置可采川2—1分組組合和固定補償加2—1分組組合的調節方式。斟3給出的是總容量為60 kvar無功補償裝置[2]。
2 PSB模型與算法特點
定補償加2一1分組組合的調節方式：其中.固定補償容量為15 kvar，采用BsMJ0.4一15—3型電容器；單元l的補償容暈也是15 kvar，電容器型號與圊定補償電容器牛u同；單元2的補償容量為30 kvar，用BSMJ0.4—30一3型電容器。補償裝置分組容囂和接線確定之后，依據各回路中的額定電流，主電路沒備不難選擇和確定。主電路設備、元件選擇的原則是保證補償裝置能可靠工作對本例補償裝置的主開關為Dz20J一200刊125 A的空氣斷路器；與單元l和單元2配合的交流接觸器，分別為CJ20—40和cJ20—63型接觸器；裝置熔斷器、避雷器、導體等器件的正確選擇，都是保證裝置可靠]：作的前提本例機電一體開關控制單元無功補償裝置，電存器組采用A，c兩相控制的二三角形接線方式，機電一體7F關單元的晶閘管元件總是在電流過零時斷開，所以斷開電容器上的電壓常處于最大值（或正或負），由于電容器內部裝設的放電電阻自放電現象，電容器上的電壓會逐漸降低[3]。
3 仿真環境設置
在晶閘管重新投入時，需要考慮電容器上的剩余電壓，當系統電壓和電容器殘壓相等時，就是晶閘管開關投人的觸發點。否則由丁電容器兩端的電壓不能突變，在系統電壓和電容器殘壓羞值較大時觸發晶閘管會產生很大的沖擊。
4 開設Matlab技術課程的意義
計算機輔助設計技術，簡稱Matlab技術，是計算機科學技術的重要分支.它對T程設計、工業生產、機器制造和科學研究等領域產生了極其深刻的影響。進入20世紀90年代，Matlab技術呈現加速發展的態勢.受到社會的普遍重視。許多高校，特別是工科院校對Matlab技術的重要性和必要性的認識不斷得到提高.在T科類專業普遍開設{Matlab）課.重視和加強（Matlab}課教學，是目前高校，特別是T科院校的重要舉措，也是高校培養2l世紀高素質T程技術人才的迫切要求[3][4]。下科類專業有著共同的特點。它們的培養目標都是面向工程設計、工業生產、機器制造和科學研究等領域，Matlab技術在這些領域中發揮著極其重要的作用。
5 仿真結果分析
在計算機科學技術飛速發展的今天.Matlab技術已成為工廠、企業、科研單位提高技術創新能力.加快產品開發速度。降低產品生產成本.促進科技成果轉化.增強社會競爭力的一項必不可少的關鍵技術。目前.Matlab技術的發展突飛猛進，Matlab應用T作正在向深度和廣度進軍.世界發達國家已把掌握Matlab技術手段作為搶占制高點、增強競爭力、加快發展的重要條件.Matlab技術應用水平已成為體現現代化的重要標志之一[5]。面X寸CAI）技術的飛速發展和廣泛應用.
6 結論
了解和掌握Matlab技術是對工科學生提出的一項最基本和最迫切的要求，也是工科學生走向社會.參與競爭.促進發展的前提和條件。系統介紹Matlab技術基本知識、基本概念和基本操作的{Matlab）課必須及時反映Matlab技術的最新成果，保持教學內容、教學方法和教學手段的先進性。承擔培養人才重任的高等院校，特別是工科院校.對（Matlab）課dylw.net的教學必須給予足夠重視，培養和建立一支經驗豐富和相對穩定的（Matlab）課教師隊伍，組織教師積極開展{Matlab）課的教學改革.I：作，從教學內容、教學方法和教學手段卜精心研究、積極探索和大膽實踐.逐步提高（Matlab）課的教學質量。促進學生計算機應用能力的提高.增強學生的社會競爭力。
參考文獻：
[1]陸超，唐義良，謝小榮，等.仿真軟件MATLAB PSB與PSASP模型及仿真分析[J].電力系統自動化，2000，24（9）：23—27.
[2]馬新華，陳國強.淺析煤礦機電管理存在的問題及改進對策[J].煤炭工業.2007（7）.
[3]郭慶鼎，唐光譜.唐元鋼基于自適應控制的雙電動機同步傳動控制技術的研究[J].機械工程學報2002（02）.
電力系統分析范文第4篇
關鍵詞：電力系統分析；慕課教學；教學方式變革；成績評定方式轉變
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）01-0191-02
一、緒論
電力系統分析是電氣工程及其自動化專業一門重要的專業必修課程，主要包括穩態分析和暫態分析，涉及潮流計算、短路計算和穩定性計算這三大模塊。[1]由于涉及大量計算，該門課程理論性非常強，要求學生具備一定的高數、線性代數、復變函數等數學基礎；同時還要求學生先修電路原理、電機學等電氣專業課程，必備相應的電氣理論知識。此外，作為一門與實際電力系統聯系緊密的專業課程，在學習本門課程時也要求學生具有工程思維，在理論計算中融入工程實際，達到理論與實踐的相互融合、相得益彰。在傳統的教學模式中，該門課程側重于理論知識的學習，比如物理概念的闡述、公式的推導、定理的解釋等，使得學生在學習時比較吃力，一方面源于定理公式的晦澀難懂無趣；另一方面由于無法接觸實際電力系統設備裝置等，無法將工程思維融入理論的闡述和推導中，最終導致學生無法深刻理解理論知識，致使該門課程教學效果大打折扣。隨著教學模式的不斷發展，教育工作者深刻認識到實踐在教學中的重要地位，并進行了大量的實踐教學探索，取得了較好的教學效果。然而，目前的電力系統分析實踐教學多通過參觀實習的方式進行，這種教學方式存在諸多問題：如與理論學習脫節，學生只注重實踐而難以聯系理論知識、淺嘗輒止難以深入等問題。與此同時，以往電力分析課程的成績評定方式也注重學生邏輯思維的培養和鍛煉，而作為一門與工程實踐聯系緊密的課程，如果沒有對電力設備有直觀的認識，很難以學習并理解相應的理論知識。因此，教育工作者不斷探尋能夠實現電力系統分析理論與實踐更好地結合起來從而大大提高其教學效果的教學模式和方法。
2008年加拿大人Dave Cormier與Bryan Alexander聯合提出的慕課（MOOCs）的概念，慕課是大規模在線開放課程教育平臺（Massive Open Online Courses）的簡稱。[2]慕課一經提出，便呈井噴式發展，美國《紐約時報》發文稱2012年為“慕課元年”。[3]許多著名專家一致認為慕課是“印刷術發明以來教育最大的革新”，并呈現“未來教育”的曙光。[4]作為一種新型的教學模式，慕課具有許多傳統教學模式所無法比擬的優點：1）不受時空限制，學生可以隨時隨地進行相關課程的學習；2）授課形式多樣化，充分運用多種手段比如動畫、視頻、微課程和小測試等，使得教學深入淺出，更加可以發揮學生的主觀能動性；3）互動教學，形成強大的論壇或學習社區，更好地促進教師與學生間的互動教學和學生間的協同學習。[5]因此，如果將慕課理念引入電力系統分析課程的教學中并實現理論知識和工程實踐的高度融合，將大大促進該門課程教學的發展，增強學生的學習效果，也為該門課程的教學變革提供一個可行的方向。
二、存在的問題
目前，將慕課教學理念引入電力系統分析這門課程主要存在三個問題：[6]
（一）缺乏生動的慕課素材
目前網上有關電力系統分析的慕課只不過是課堂教學的錄像視頻。然而，作為一種新型的、顛覆性的教學新模式，慕課不僅是傳統課題教學的錄像，而是涉及將知識以更加生動、豐富、互動性強的方式傳授給學生，啟發學生發散思維，激發起內在學習動機，更好地培養學生的自主性、主動性。因此，電力系統分析課程的慕課制作需要專業教師、課件設計師、攝影師以及IT專家等專業人士的團隊工作和共同努力。如何適應大學生知識結構和心理成長結構，制作出適應大學生在線學習的慕課課件是其中一項極為關鍵的工作。
（二）缺乏高效的課堂教學模式
傳統課堂教學屬于單向“填鴨式”模式，師生之間缺乏互動和交流，致使學生被動接受死知識，信息流通不對稱，最終造成大學生“思考力”喪失。而單獨慕課教學則會造成同學之間、師生交流不足，容易導致個體固步自封，思想僵化。大學不僅僅是一個傳遞知識的地方，更重要的是培養能量和傳遞情感的地方。大學同學之間共同生活以及教師的言傳身教，都將對學生的人格塑造和綜合素質提高產生不可估量的影響。[7]因此，尋找一種能夠正確結合傳統課堂教學和現代慕課的新型課堂教學模式，充分發揮傳統教學和慕課教學各自的優勢，對于電力系統分析課程課堂教學發展具有重要的意義。
（三）缺乏科學的學生成績評定方式
傳統教學多采用考試或者考核等方式對學生成績進行評定，由于缺乏對學習過程的跟蹤評價，導致大部分同學以結果導向性方式進行學習，多表現為考前突擊、重點突擊等方式，缺乏對電力系統分析課程的系統性全面把握，使得教學效果大大折扣。而慕課多采用計算機評估、學生互評、網絡考試等方式評估學生的學習情況，但這種方式缺乏思維能力、思考力的培養，無法全面評價學生的成績。因此，如何統籌考慮傳統教學和現代慕課的各自優勢，并將之應用于電力系統分析課程的成績評價體系中，是慕課成功應用于電力系統分析教學改革的關鍵所在。
三、應對措施
針對慕課在電力系統分析課程中存在的問題，我們主要從如下三個方面進行針對性探索：
（一）慕課制作
以“復雜電力系統潮流計算的牛頓-拉夫遜算法”這一章節為例進行慕課制作。基于模塊化、層次化等思維，采用圖表、動畫等多種方法精心制作PPT課件；優選教學名師，開展多種形式課堂授課；優選專業優質慕課制作團隊，制作高質量在線慕課課程。
慕課主體部分是課堂視頻，通常視頻的時間限定為8-10分鐘，視頻分成多個段落，段落之間設置問題等形式以測試學生對知識的掌握，然后在下一段落系統自動給出反饋。
（二）課堂教學模式變革
采用先觀看慕課視頻，學生自主思考、分組討論深化理解知識點；然后針對課程難點和重點，教師采用傳統課堂教學方式講解并進行師生互動的方式。課堂教學的核心以問題為導向，啟發學生自主性思考；遵循科學探索規律，循序漸進引入課堂理論知識；結合工程思維，理論聯系實際，拓寬和加深學生思考方式；引入互動-對辯模式，引導學生積極參與課堂學習，使學生成為課堂教學的主人而不是被動接受者。
（三）學生成績評定方式改革
采用傳統考試與過程評價相結合的方式進行學生成績評定，在過程評價中重點考察能力鍛煉、課堂互動、實踐應用等多個因素，合理選擇權重系數，如30%+30%+40%的比例系數計算學生最終過程成績；然后通過傳統考試方式考察學生對重點知識點、定理、物理內涵的理解和掌握。此外，可以科學引入自評和互評環節，引導學生積極準確評價自己及他人，在自我認識和與比他人的比對中不斷提升自我。在未來的成績評價中將合理納入多種評價機制，綜合評估學生表現。
四、結語
本文綜合考慮電力系統分析課程的內容屬性以及慕課教學的先進理念，將慕課教學與傳統教學模式相結合，發揮各自的優勢和特長，主要從慕課課程制作、課堂教學模式變革、學生成績評定方式改革等三個方面闡述了慕課教學在電力系統分析課程中遇到的困境和難題，并給出了相應的應對措施，對于促進電力系統分析課程教學模式的發展具有重要的促進作用，也為其他課程的教學改革提供了一個可能的探索方向。當然，慕課教學與傳統教學模式大的深刻融合還有大量工作需要繼續深入開展，我們也將不斷、積極主動地開展這方面的教學和研究工作。
參考文獻：
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Preliminary Study of the Application of MOOCs in Power System Analysis
GUO Fei，HU Xiang-dong，TANG Xian-lun，CHEN Gong-gui
（College of Automation，Chongqing University of Posts and Communications，Chongqing，400065，China）
電力系統分析范文第5篇
【關鍵詞】電力系統 通信網絡 故障分析
隨著經濟水平的不斷提升，國家電網的發展更加迅猛，因此對電力系統的研究已經成為當今社會的議題。電力網絡的迅速發展催生國內外諸多學者對其研究，一定程度上取得了比較可觀的成果。如今電力網絡涉及到生活的方方面面，同時又促進通信網絡和電子產業的發展，為其實現更好的經濟效益，電力系統技術事關國家的經濟大開發的根本利益，為促進國力增長奠定基礎，正如圖1所示。
因此更好的提供用電服務已經成為一項必不可少的義務，但是目前針對電力系統的研究都是與通信網絡獨立的，因此不具有廣泛實用性，并沒有考慮到這兩者結合分析，找到故障所在。本人針對這一缺陷，提出一種在通信網絡下電力系統的故障分析方法，以便更好的促進電力系統的發展和健全。
1 通信網絡下電力系統分析模型
1.1 模型綜述
眾多研究表明電力系統連鎖故障主要源于有功潮的大規模轉移或者保護不完善，因此針對這個原因，本文提出一種新的研究思路即：隨機斷開檢查，若出現過載調度中心在受到線路斷路信息后進行優化控制。理論研究表明，通信網絡中的信息包數量會逐漸增加，一旦數量增加到無法正常傳輸導致堵塞，那么電力系統的優化控制信息就很難到達故障所在位置，如果不能妥善的解決這種現象會導致故障連鎖效應。
1.2 模型仿真
通信網絡下電力系統分析模型仿真流程如下：
（1）初始化。包括電力系統和通信網絡。對發電機旋轉備用g和線路冗余u進行優化，在此過程中能夠清除通信網絡中所有的信息包。
（2）隨機斷路。隨機地選擇一條線路切斷形成設定的故障，同時可修改電氣參數，將相應的信息傳送到電力系統。
（3）根據實際電氣網絡參數計算線路當中的潮流，判斷是否達到閾值，如果存在超過閾值則計算所有過載信息的持續時間；如果不存在，那么退出故障仿真。
（4）通信網絡的傳輸。完成一個時間步的信息傳輸，即t=t+1；與此同時查看過載信息中是否存在動作時間小于t的線路。
（5）判斷最近的調度命令是否通過通信網絡，如果是結束統計最終的損失的負荷；否則繼續判斷。
2 內在相似性的影響
基于比較復雜的電力通信網絡，它們的網絡中最重要的就是節點，節點決定電力系統的可靠性和有效性，我們通常都是用介數特征表示。通常起點和終點之間并沒有最長的路途，那么分析可靠性的算法可能由電力網絡和通信網絡的內在相似性決定。具體參數圖如圖2所示。
通過MATLAB系統仿真發現，由于電力系統和通信網絡之間存在較大的相似性，導致可能發生大規模斷電，也有可能產生嚴重后果，通常一系列的故障會發生。從研究他們之間的交互作用，發現，電力系統網絡的節點介數更加顯得舉足輕重。因此如果能夠把他們之間的內在效應充分分析明白，那么能夠從根源解決電力網絡很難修復的問題，從基本的線路出發，減小他們之間的影響。
3 結束語
本文根據直流切斷判斷分析故障的原理，建立在通信網絡干擾下電力系統的相互作用影響的模型，根據復雜的環境變化具體分析，著重解釋了通信網絡的作用機理，闡述了之間內在相似性特點，并提出了具體可靠的措施解決，對電力系統和通信網絡之間的融合發展起到推動作用，具有很大的現實意義。
參考文獻
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