包宇慶

摘要：筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，對(duì)當(dāng)今“電力系統(tǒng)分析”的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和考查方式三方面進(jìn)行了思考，并提出了改進(jìn)建議，通過強(qiáng)化基礎(chǔ)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)，針對(duì)新形勢下電力系統(tǒng)發(fā)展的特點(diǎn)引入新的教學(xué)內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，注重學(xué)生實(shí)踐考查，滿足新形勢下“電力系統(tǒng)分析”的教學(xué)需求。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)分析；教學(xué)

一、 引言

“電力系統(tǒng)分析”是本科電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)強(qiáng)電方向的必修課程，其中涉及到的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算、調(diào)頻調(diào)壓、故障分析、穩(wěn)定性分析等重要知識(shí)內(nèi)容，是從事電力系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)行、維護(hù)等行業(yè)工作的必備理論知識(shí)。然而“電力系統(tǒng)分析”本身涉及到的理論知識(shí)較多，具有較強(qiáng)的理論性，相對(duì)其他課程更加難學(xué)，另外，隨著智能電網(wǎng)技術(shù)和新能源發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)今電力系統(tǒng)發(fā)展呈現(xiàn)出新的特征，筆者從當(dāng)今“電力系統(tǒng)分析”教學(xué)的角度出發(fā)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法，考查方式三方面進(jìn)行思考。

二、 教學(xué)內(nèi)容

“電力系統(tǒng)分析”課程內(nèi)容的理論性強(qiáng)，涉及較多的基礎(chǔ)專業(yè)知識(shí)，除了電路學(xué)之外，電力系統(tǒng)分析還涉及高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、線性代數(shù)、電機(jī)學(xué)、自動(dòng)控制原理，等等。以電力系統(tǒng)潮流計(jì)算為例，潮流計(jì)算需要建立功率方程，并運(yùn)用復(fù)變函數(shù)的知識(shí)將復(fù)功率方程拆解為有功功率、無功功率兩組功率方程；在功率方程的迭代求解中，需用到數(shù)值分析中關(guān)于牛頓-拉夫遜法的相關(guān)知識(shí)；而具體運(yùn)算過程涉及大量的矩陣運(yùn)算，又需用到線性代數(shù)中關(guān)于矩陣運(yùn)算的知識(shí)?！半娏ο到y(tǒng)分析”涉及到的基礎(chǔ)課程中的知識(shí)非常多，給教學(xué)提出了更高的要求。在“電力系統(tǒng)分析”教學(xué)過程中，一方面，教師需要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)課程所涉及到的基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行梳理，使學(xué)生在上課前做好預(yù)習(xí)工作；另一方面，高校需要針對(duì)學(xué)生的專業(yè)和方向設(shè)置有針對(duì)性的培養(yǎng)方案，針對(duì)電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化方向的本科生，不僅需要開設(shè)“電力系統(tǒng)分析”課程，而且需要加強(qiáng)復(fù)變函數(shù)、自動(dòng)控制原理、電機(jī)學(xué)、電磁學(xué)等基礎(chǔ)課程的教學(xué)，提高這些基礎(chǔ)課程的課時(shí)、學(xué)分，使學(xué)生建立扎實(shí)的基礎(chǔ)，從而更順利地理解“電力系統(tǒng)分析”課程中的知識(shí)。

此外，在當(dāng)今智能電網(wǎng)技術(shù)和新能源發(fā)電技術(shù)快速發(fā)展的新形勢下，變革涉及電力系統(tǒng)的各個(gè)方面，“電力系統(tǒng)分析”的教學(xué)也應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)，增加相關(guān)教學(xué)內(nèi)容。例如，在電力系統(tǒng)有功功率最優(yōu)分配這一部分內(nèi)容的教學(xué)中，除了傳統(tǒng)火電機(jī)組功率最優(yōu)分配之外，可適當(dāng)增加多種能源形式，并且介紹電力需求響應(yīng)的相關(guān)知識(shí)。在有功功率的最優(yōu)分配中考慮風(fēng)電、光伏等多種可再生能源，并計(jì)及柔性負(fù)荷在電力系統(tǒng)中的作用，從而適應(yīng)新形勢下“電力系統(tǒng)分析”的教學(xué)。

三、 教學(xué)方式

傳統(tǒng)“電力系統(tǒng)分析”的教學(xué)以講授方式為主，教師在教學(xué)過程中注重公式的推導(dǎo)和計(jì)算能力的掌握。然而這種教學(xué)方式容易讓學(xué)生進(jìn)入“死記硬背”的誤區(qū)。隨著各類電力系統(tǒng)仿真、分析軟件的出現(xiàn)，從事電力系統(tǒng)行業(yè)工作不再需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓酵茖?dǎo)和數(shù)學(xué)計(jì)算的能力，而是在掌握電力系統(tǒng)基本理論的基礎(chǔ)上，熟練運(yùn)用仿真、分析軟件的能力。因此在新形勢下，“電力系統(tǒng)分析”的教學(xué)方式也應(yīng)向弱化公式推導(dǎo)、強(qiáng)化基本概念的方向轉(zhuǎn)化。在理論教學(xué)的基礎(chǔ)上，增加實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，指導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用Matlab、PSASP、PSCAD等電力系統(tǒng)仿真軟件做潮流計(jì)算、短路計(jì)算、穩(wěn)定性分析等電力系統(tǒng)分析與計(jì)算。通過電力系統(tǒng)仿真軟件的教學(xué)，一方面可以強(qiáng)化學(xué)生對(duì)電力系統(tǒng)各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的理解，另一方面可以使學(xué)生掌握電力系統(tǒng)計(jì)算與分析的技能，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。

四、 考查方式

“電力系統(tǒng)分析”是一門工程性很強(qiáng)的學(xué)科。而傳統(tǒng)“電力系統(tǒng)分析”課程對(duì)學(xué)生的考查方式以考試為主，考試內(nèi)容一般涉及電力系統(tǒng)計(jì)算，如基于牛頓-拉夫遜法的潮流計(jì)算、電力系統(tǒng)短路電流計(jì)算等等。對(duì)于這類考試題，學(xué)生需要花大量時(shí)間背公式，做例題，但這些內(nèi)容對(duì)學(xué)生理論知識(shí)的鞏固和提高幫助并不大。部分學(xué)生只是掌握了做題的能力，卻并不具備解決實(shí)際問題的能力。為了引導(dǎo)學(xué)生解決實(shí)際問題，“電力系統(tǒng)分析”課程的考查方式也需做相應(yīng)的轉(zhuǎn)變，具體可包括以下兩個(gè)方面：一是在對(duì)學(xué)生的考查中，增加實(shí)踐環(huán)節(jié)（如實(shí)驗(yàn)、參觀實(shí)習(xí)等）在總成績中所占的比重；二是適量增加電力系統(tǒng)學(xué)科相關(guān)的大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練課題，引導(dǎo)學(xué)生參與教師的科研，并通過這些活動(dòng)抵一部分學(xué)分。通過考查方式的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自主學(xué)習(xí)的能力，從而取得更好的教學(xué)效果。

五、 結(jié)語

通過對(duì)“電力系統(tǒng)分析”的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和考查方式三方面的思考，提出加強(qiáng)基礎(chǔ)專業(yè)知識(shí)教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、改進(jìn)考查方式等建議，引導(dǎo)學(xué)生建立扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，并掌握解決實(shí)際問題的能力，適應(yīng)新形勢下從事電力行業(yè)工作的要求。

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