時(shí)間:2023-03-10 15:06:51
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DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.01.181
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,是電氣類有關(guān)專業(yè)學(xué)生的必修課程之一,為了使學(xué)生更好地掌握這門課程的專業(yè)知識(shí)、培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣、提高專業(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)專職實(shí)驗(yàn)管理和開發(fā)人員,目前僅開發(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)電過程、各種電力故障、有功和無功功率調(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、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)置單元和設(shè)備接口單元組成;由15KVA自耦調(diào)壓器來擬無窮大系統(tǒng);三相可調(diào)負(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,為電氣類有關(guān)專業(yè)學(xué)生以后走向工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的專業(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,通過電氣類教師實(shí)踐與論證最終可開發(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)院電氣類有關(guān)專業(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)稱短路電流的故障研究,可以通過該實(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)校新開設(shè)課程體系,創(chuàng)建開放式實(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)來學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)和技能,通過這種開放式實(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
為了讓學(xué)生更好地掌握電力系統(tǒng)分析課程的專業(yè)知識(shí)、培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣、提高專業(yè)實(shí)踐能力,本文提出通過與電力系統(tǒng)實(shí)踐平臺(tái)相結(jié)合,開發(fā)相關(guān)實(shí)踐項(xiàng)目。電氣類有關(guān)專業(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。
參考文獻(xiàn):
[1]劉柏林,孫文利.“電力系統(tǒng)分析”實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究[J].科教文匯,2012(10)(上旬刊).
中圖分類號(hào):G71 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-0118(2012)-03-000-02
一、引言
“電力系統(tǒng)分析”是電氣工程學(xué)科一門重要的專業(yè)必修課,在整個(gè)電氣工程專業(yè)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(jī)學(xué)”、“電磁場(chǎng)”、“自動(dòng)控制原理”、“計(jì)算機(jī)編程”、“高等數(shù)學(xué)”、“線性代數(shù)”等知識(shí)綜合運(yùn)用于電力系統(tǒng)運(yùn)行分析與計(jì)算,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)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(tǒng)分析中最基本的知識(shí)和分析方法,可為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)電力系統(tǒng)相關(guān)專業(yè)知識(shí)以及將來從事電力系統(tǒng)相關(guān)研究或工作打下重要的基礎(chǔ)。“電力系統(tǒng)分析”課程的特點(diǎn)是,涉及面廣、理論計(jì)算多、工程性強(qiáng)、內(nèi)容抽象難懂,電力系統(tǒng)背景強(qiáng)的院校一般分為兩個(gè)學(xué)期來講授,時(shí)間一般在80個(gè)學(xué)時(shí)以上,并同步開設(shè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)和工程實(shí)踐環(huán)節(jié)。
結(jié)合前人的經(jīng)驗(yàn)及筆者自身用心的摸索,筆者提出“一明確,二聯(lián)系,三重視”的課程教學(xué)方法,經(jīng)實(shí)踐證明,該教學(xué)方法受到學(xué)生和學(xué)校督導(dǎo)組的肯定,學(xué)生表現(xiàn)出較強(qiáng)的學(xué)習(xí)興趣,學(xué)校效果也良好?,F(xiàn)總結(jié)出來,希望能給其他開設(shè)有少課時(shí)“電力系統(tǒng)分析”課程的兄弟院校提供有益的參考。
二、所提出的教學(xué)方法
“電力系統(tǒng)分析”課程的特點(diǎn)是,涉及面廣、理論計(jì)算多、工程性強(qiáng)、內(nèi)容抽象難懂,教學(xué)過程中,學(xué)生容易思路渙散,抓不住重點(diǎn),聽不懂,最終失去學(xué)習(xí)興趣等。針對(duì)少課時(shí)“電力系統(tǒng)分析”課程特點(diǎn),筆者探索出了一種有效的教學(xué)方法,即“一明確,二聯(lián)系,三重視”教學(xué)法。
(一)一明確
“一明確”是指在教學(xué)內(nèi)容上,既要明確課程總的教學(xué)目標(biāo),又要明確每一部分的教學(xué)目標(biāo),以及每一節(jié)課的教學(xué)目標(biāo),即,采用“總分總”的授課思路,讓學(xué)生清楚課堂每一時(shí)段教師所講的內(nèi)容是什么,講這些內(nèi)容的目的是什么,以及這些內(nèi)容在整個(gè)課程中處于什么樣的位置,在電力工程實(shí)際中有什么用途等,從而讓學(xué)生對(duì)授課內(nèi)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(nèi)容。例如,“電力系統(tǒng)分析”包括電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析和電力系統(tǒng)暫態(tài)分析兩大部分,主要講述了電力系統(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,而課程中諸如電力系統(tǒng)的基本概念、基本理論、數(shù)學(xué)建模和計(jì)算方法等都是為這三大計(jì)算做的鋪墊,這些計(jì)算的結(jié)果又是為電力系統(tǒng)的各項(xiàng)工作。對(duì)教師而言,把握了這個(gè)教學(xué)目標(biāo),也就掌握了教學(xué)方向,對(duì)教材內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn)能做到心中有數(shù),傳授知識(shí)時(shí)效率更高。對(duì)學(xué)生而言,有明確的目標(biāo)來指引課程學(xué)習(xí),學(xué)生也就清楚了自己所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)及其用途,同時(shí)也容易對(duì)這門課產(chǎn)生興趣。
筆者認(rèn)為,在講授“電力系統(tǒng)分析”課程的第一堂課時(shí),應(yīng)該首先明確本課程的教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)是什么,本課程在電氣工程專業(yè)中處于什么樣的位置,有什么樣的用途,應(yīng)該重點(diǎn)掌握哪些知識(shí),從而讓學(xué)生對(duì)本門課程有個(gè)大致了解,對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)知識(shí)在哪里,有較為清晰的知識(shí)的方向感。在講每一常規(guī)計(jì)算時(shí),也要首先明確每一子主線,如在講潮流計(jì)算時(shí),這一子主線是:各電力系統(tǒng)元件的參數(shù)計(jì)算和等值電路電力系統(tǒng)的等值電路節(jié)點(diǎn)間的電壓降落和串并聯(lián)支路的功率損耗電壓和功率分布計(jì)算潮流計(jì)算(采用直角坐標(biāo)或極坐標(biāo);迭代求解:牛頓拉佛遜法和PQ分解法)電壓調(diào)整頻率調(diào)整經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。潮流計(jì)算是主線,潮流計(jì)算前面的內(nèi)容是基礎(chǔ)知識(shí),潮流計(jì)算后面的內(nèi)容是進(jìn)行潮流計(jì)算的目的。明白了它們之間的聯(lián)系、關(guān)系,整個(gè)章節(jié)內(nèi)容就能連成一條線進(jìn)行理解和分析,潮流計(jì)算貫穿于整個(gè)內(nèi)容,學(xué)起來也就相對(duì)容易些。其它兩個(gè)常規(guī)計(jì)算(分支線)也可按如此方法講解。
(二)二聯(lián)系
“二聯(lián)系”是指在授課方法上,一是要理論聯(lián)系實(shí)際;二是要前后知識(shí)聯(lián)系。
“電力系統(tǒng)分析”課程的主干內(nèi)容是三大常規(guī)計(jì)算,多數(shù)教材的主干內(nèi)容圍繞著此三大計(jì)算進(jìn)行了詳細(xì)的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和分析,理論性較強(qiáng),很少聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用。對(duì)于少課時(shí)的”電力系統(tǒng)分析”課程來說,第一,絕對(duì)不能按照傳統(tǒng)“電力系統(tǒng)分析”教材照本宣科,應(yīng)著重推導(dǎo)思路的講解,揭示其中的難點(diǎn)、重點(diǎn)和注意點(diǎn),應(yīng)更加格外的著重聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用,向?qū)W生講解清楚,所講理論計(jì)算在實(shí)踐中有什么用途,什么場(chǎng)合會(huì)用到,如何運(yùn)用。第二,可結(jié)合實(shí)際電力系統(tǒng),進(jìn)行實(shí)例教育,而不是僅僅浮于書本上文字。比如,可以以某個(gè)地區(qū)的電網(wǎng)為例進(jìn)行講解,如何建立該實(shí)際電網(wǎng)的等值電路和數(shù)學(xué)模型,如何進(jìn)行潮流計(jì)算和分析,如何將計(jì)算結(jié)果運(yùn)用于電網(wǎng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和運(yùn)行控制中去,并且給學(xué)生提供計(jì)算機(jī)例程,讓學(xué)生了解如何運(yùn)用計(jì)算機(jī)手段進(jìn)行電力系統(tǒng)的計(jì)算和分析。這樣,將一個(gè)實(shí)際的地區(qū)電網(wǎng)作為教學(xué)例子,始終貫穿于教學(xué)中去,從穩(wěn)態(tài)分析到暫態(tài)分析,再到穩(wěn)定性分析,從而給學(xué)生提供一個(gè)實(shí)際應(yīng)用的例子,讓學(xué)生加深理解課本內(nèi)容,真正掌握電力系統(tǒng)的計(jì)算分析方法,提高活學(xué)活用的能力,避免出現(xiàn)課堂所學(xué)知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)際相脫節(jié)的常見弊病。
二是要前后知識(shí)聯(lián)系,包括本課程內(nèi)容前后知識(shí)的聯(lián)系,以及本課程知識(shí)與先修課程“電路”、“電機(jī)學(xué)”、“電磁場(chǎng)”等知識(shí)的聯(lián)系。例如,“電路”中,學(xué)生熟悉的是直流電路和簡(jiǎn)單的單相、三相交流電路的計(jì)算,已知量和待求量是電壓、電流,多采用解析法進(jìn)行精確求解。在“電力系統(tǒng)分析”中,涉及的是復(fù)雜電力系統(tǒng)三相交流電路,屬于工程計(jì)算,工程計(jì)算的一個(gè)特點(diǎn)是近似計(jì)算,應(yīng)向?qū)W生闡明這一點(diǎn),避免有的學(xué)生鉆入牛角尖。在“電力系統(tǒng)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(zhì)也發(fā)生了變化,不再是節(jié)點(diǎn)電流守恒,而是節(jié)點(diǎn)功率守恒。所以,在學(xué)習(xí)“電力系統(tǒng)分析”時(shí),應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生注意轉(zhuǎn)換思維,從所熟悉的“電路原理”的思維,轉(zhuǎn)換到系統(tǒng)的、高壓的、三相的、具有工程特點(diǎn)的“電力系統(tǒng)分析”的思維,避免理解錯(cuò)誤和錯(cuò)誤理解,這是在“電力系統(tǒng)分析”課程教學(xué)實(shí)踐非常常見的問題。再例如,在電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析中和電力系統(tǒng)暫態(tài)分析中,所用的分析方法是不一樣的,在穩(wěn)態(tài)分析中用的是相量分析法,而分析電力系統(tǒng)暫態(tài)過程不能直接使用相量分析法?!盀槭裁茨??”通過問題提問,引導(dǎo)學(xué)生去主動(dòng)思考。接著,可簡(jiǎn)單回顧“電路”中講授的相量分析法的基礎(chǔ),以及電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)有什么特點(diǎn),為什么電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)可以運(yùn)用相量分析法,而電力系統(tǒng)暫態(tài)過程不能直接運(yùn)用相量分析法,而相量分析法又是三相交流電路分析計(jì)算的基礎(chǔ),那么如何才能使用相量分析法呢?這樣一步一步地讓學(xué)生能夠理解到事物的本質(zhì),既知道其然,也知道其所以然,從而讓學(xué)生知道如何運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去解決工程實(shí)際問題。在講這一節(jié)時(shí),還應(yīng)補(bǔ)充講解相量和向量、矢量的區(qū)別,避免出現(xiàn)混淆和用錯(cuò)。通過這種教學(xué)方法,既能鞏固先修課程所學(xué)的知識(shí),加深對(duì)先修知識(shí)的理解,又能加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)學(xué)知識(shí)的理解。再例如,電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析、暫態(tài)分析和穩(wěn)定性分析中,所使用的發(fā)電機(jī)模型是不一樣的,在講后面章節(jié)內(nèi)容時(shí),應(yīng)解釋清楚本章節(jié)所涉及的電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的特點(diǎn),為何在本章節(jié)使用了與前面章節(jié)不同的發(fā)電機(jī)模型,或?yàn)楹吻懊嬲鹿?jié)的發(fā)電機(jī)模型不適于本章節(jié)所述的電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)等。從而,通過聯(lián)系、對(duì)比前后知識(shí),讓學(xué)生能對(duì)所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通,概念清楚,避免出現(xiàn)用錯(cuò)和錯(cuò)用的情況。
(三)三重視
“三重視”是指在教學(xué)要素上。教學(xué)是以教案內(nèi)容(知識(shí))為載體,教師將教案內(nèi)容傳授給學(xué)生,幫助學(xué)生學(xué)習(xí)并掌握教案內(nèi)容的活動(dòng)。以“教”而言,教師為主體,不僅傳授知識(shí),而且展開其內(nèi)涵;以“學(xué)”而言,學(xué)生為主體,不僅承繼知識(shí),而且深入其內(nèi)涵。而學(xué)生的學(xué)是教學(xué)的最終目標(biāo)。因此,教案、教師和學(xué)生組成了教學(xué)的三大要素。為了達(dá)到理想的教學(xué)效果,既要重視教案的質(zhì)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(xué)生的學(xué)習(xí)效果,即,要同時(shí)重視課堂教學(xué)的三大要素,任一要素不理想,都會(huì)影響最終的教學(xué)效果。
教案內(nèi)容是教師的教和學(xué)生的學(xué)的對(duì)象,為了達(dá)到理想的教學(xué)效果,首先,教案內(nèi)容應(yīng)該是學(xué)生感興趣的東西,在主觀上愿意并樂意持續(xù)去學(xué)習(xí)并掌握的東西。因此,應(yīng)清晰掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)心理,并在教學(xué)內(nèi)容上,盡最大可能的滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)預(yù)期。經(jīng)調(diào)查,大學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)時(shí)往往注重實(shí)用、能學(xué)到東西、有助于未來職業(yè)發(fā)展,如果簡(jiǎn)單易懂、充滿趣味,那么更好。而“電力系統(tǒng)分析”的主干內(nèi)容是三大常規(guī)計(jì)算,理論抽象,枯燥難懂,那么,如何將課程內(nèi)容往學(xué)生感興趣的方向去靠,是值得研究的問題。筆者經(jīng)過幾年來的用心探索,總結(jié)出來以下幾點(diǎn):1、教案內(nèi)容不應(yīng)是課本內(nèi)容的簡(jiǎn)單重述和再現(xiàn),應(yīng)是補(bǔ)充了當(dāng)今生產(chǎn)實(shí)踐中活的實(shí)際內(nèi)容,應(yīng)與生產(chǎn)實(shí)際相同步,讓學(xué)生能了解到校門外、課本外、學(xué)術(shù)外的生產(chǎn)實(shí)際,而不僅僅是課本上死的文字和虛而不實(shí)的理論知識(shí);2、教案內(nèi)容應(yīng)充滿知識(shí)性,應(yīng)向?qū)W生適量提供一些與本課程或本專業(yè)相關(guān)的科學(xué)與技術(shù),以提高學(xué)生的專業(yè)能力,擴(kuò)大知識(shí)面和信息量,讓學(xué)生切實(shí)感受到學(xué)有所獲,而不是感到虛度光陰;3、由于本課程大量運(yùn)用了先修的課程內(nèi)容,如“電路”、“電機(jī)學(xué)”、“電磁場(chǎng)”、“數(shù)值分析”等,在準(zhǔn)備教案時(shí),應(yīng)將先學(xué)的課程知識(shí)巧妙的融會(huì)貫通于本課程內(nèi)容中,一來加深對(duì)先學(xué)知識(shí)的理解,二來給學(xué)生提供一個(gè)活學(xué)活用的實(shí)例,讓學(xué)生可以以此為例,在以后的工作中舉一反三,提高知識(shí)應(yīng)用能力;4、應(yīng)補(bǔ)充本課程領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外同行當(dāng)前的技術(shù)狀況和發(fā)展動(dòng)態(tài),從而讓學(xué)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(duì)自己的未來職業(yè)有個(gè)初步的了解,意識(shí)到在學(xué)校里、課堂上還應(yīng)補(bǔ)充的知識(shí);以上四點(diǎn)是在準(zhǔn)備教案時(shí)應(yīng)注意的地方,高水平的教案是教師的水平和責(zé)任心的體現(xiàn),需要多年用心的摸索、推敲和積累。
在教學(xué)中,教師的作用是編寫教案、課堂教學(xué)以及解答疑惑。除了按上文提出的原則準(zhǔn)備教案內(nèi)容和進(jìn)行課堂教學(xué)外,教師還應(yīng)注重自身水平的不斷提高與進(jìn)步,包括自身知識(shí)水平的提高和講授水平的提高。高水平的教案內(nèi)容和講課水平需要教師日復(fù)一日、年復(fù)一年的用心積累和不斷摸索,平日里應(yīng)心系學(xué)生,認(rèn)真推敲,站在學(xué)生的角度去思考問題,準(zhǔn)備教案。課堂師生互動(dòng)環(huán)節(jié),首先,可以引導(dǎo)學(xué)生去主動(dòng)的思考,而不是被動(dòng)的接受;二是可以讓學(xué)生參與到教學(xué)中來,而不是死板地坐在下面,麻木的機(jī)械式的收聽教師的講演;三是,可以對(duì)課堂節(jié)奏,稍事停頓和修整,讓學(xué)生緊繃的腦神經(jīng)也得以休整。當(dāng)發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果與預(yù)期出現(xiàn)偏差時(shí),應(yīng)及時(shí)調(diào)整課程進(jìn)度和節(jié)奏、教學(xué)方式和方法。
三、結(jié)論
根據(jù)“電力系統(tǒng)分析”課程內(nèi)容的特點(diǎn),筆者結(jié)合前人的經(jīng)驗(yàn)與筆者自己多年的摸索,針對(duì)缺乏實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐環(huán)節(jié)支持的少課時(shí)“電力系統(tǒng)分析”課程,探索出了“一明確,二聯(lián)系,三重視”的教學(xué)方法,其涵義是:“一明確”是指在教學(xué)內(nèi)容上,要明確教學(xué)目標(biāo);“二聯(lián)系”是指在授課方法上,要理論聯(lián)系實(shí)際,后面知識(shí)聯(lián)系前面知識(shí);“三重視”是指在教學(xué)要素上,要同時(shí)重視教師、學(xué)生和教學(xué)內(nèi)容三要素的影響,在教學(xué)過程中形成以學(xué)生掌握知識(shí)為中心,以培養(yǎng)能力為重點(diǎn),以提高專業(yè)素質(zhì)為目標(biāo)的教學(xué)方法。該教學(xué)方法在實(shí)踐教學(xué)中取得了良好的教學(xué)效果,學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解更透徹,對(duì)知識(shí)的掌握更扎實(shí),同時(shí)也促進(jìn)了學(xué)生知識(shí)應(yīng)用能力的提高。
參考文獻(xiàn):
摘 要:MATLAB 是一種用于對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行仿真、分析以及建模的軟件包,目前,其在我國(guó)的電力系統(tǒng)中已經(jīng)得到了較為廣泛的應(yīng)用。本文就MATLAB 在電力系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行分析與探討。
關(guān)鍵詞 :MATLAB;電力系統(tǒng)
中圖分類號(hào):
文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
文章編號(hào):1000-8772(2015)08-0170-01
收稿日期:2015-02-10
作者簡(jiǎn)介:高品(1987-),女,陜西富平人,助理工程師。研究方向:電力系統(tǒng)。
一、引言
MATLAB 自問世以來,就以應(yīng)用的便捷性以及良好的矩陣處理功能受到了人們的廣泛關(guān)注,并在世界控制范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。如何能夠?qū)ATLAB 充分地應(yīng)用到電力系統(tǒng)分析工作中,成為我們目前最為關(guān)注的一類問題。
二、潮流計(jì)算的MATLAB 實(shí)現(xiàn)
無論我們使用何種算法,潮流計(jì)算都是以基于矩陣的方式進(jìn)行迭代計(jì)算。在此基礎(chǔ)上,我們以MATLAB 為基礎(chǔ)編寫了一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)快速分解的潮流計(jì)算程序。
(一)DAPA 程序結(jié)構(gòu)
該仿真軟件為一個(gè)具有較強(qiáng)通用性的算法仿真程序,且適合應(yīng)用在規(guī)模較大的電網(wǎng)之中。在該軟件的節(jié)點(diǎn)注入功率擾動(dòng)模塊,其對(duì)系統(tǒng)所具有的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了模擬,并提供了較多類型的擾動(dòng)形式,如正弦、二次、隨機(jī)以及線性等,且能夠在不同節(jié)點(diǎn)中同時(shí)對(duì)其進(jìn)行施加;擾動(dòng)潮流精確解模塊中,則使用了快速分解BX 型算法對(duì)其進(jìn)行求解,具有精度高、速度快的特點(diǎn),能夠?qū)APA 解的誤差分析提供基準(zhǔn);而在擾動(dòng)潮流解模塊中,則可以將其視作算法初次計(jì)算的迭代結(jié)果,能夠在進(jìn)行循環(huán)計(jì)算時(shí)將其作為新一輪計(jì)算初值。
(二)DAPA 程序運(yùn)行
該軟件的執(zhí)行步驟如下:
1. 在給定網(wǎng)絡(luò)參數(shù)文件的基礎(chǔ)上,獲得支路的相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù),并以此形成節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)矩陣以及原始阻抗矩陣,且以此對(duì)該網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)定導(dǎo)納矩陣進(jìn)行計(jì)算。
2. 在節(jié)點(diǎn)注入功率文件的基礎(chǔ)上,我們可以獲得系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)所具有的類型以及功率數(shù)據(jù),并能夠在相關(guān)規(guī)定的基礎(chǔ)上將所有節(jié)點(diǎn)都根據(jù)PV 節(jié)點(diǎn)、平衡節(jié)點(diǎn)以及PQ 節(jié)點(diǎn)的次序進(jìn)行排序。之后,則能夠在排序完成的基礎(chǔ)上將不同節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)位置以及注入功率根據(jù)定導(dǎo)納矩陣以重新的方式進(jìn)行排列。
3. 能夠根據(jù)參數(shù)選擇部分所制定不同節(jié)點(diǎn)具有的擾動(dòng)功率變化周期,以及不同周期采樣數(shù),對(duì)其所需要進(jìn)行循環(huán)的次數(shù)進(jìn)行確定。
4. 在不同參數(shù)節(jié)點(diǎn)擾動(dòng)功率的擾動(dòng)規(guī)律、擾動(dòng)周期以及幅值的基礎(chǔ)上,將對(duì)不同節(jié)點(diǎn)的擾動(dòng)功率大小進(jìn)行計(jì)算,并在此擾動(dòng)值的基礎(chǔ)上對(duì)系統(tǒng)原有節(jié)點(diǎn)所具有的功率進(jìn)行修正。
5. 當(dāng)系統(tǒng)獲得網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)注入功率以及導(dǎo)納矩陣之后,則能夠以快速分解的方式對(duì)網(wǎng)絡(luò)中不同節(jié)點(diǎn)所具有相角、幅值的精確值進(jìn)行計(jì)算,并在計(jì)算的同時(shí)做好計(jì)算時(shí)間的記錄工作。
6.也可以通過DAPA算法的應(yīng)用對(duì)網(wǎng)絡(luò)中不同節(jié)點(diǎn)相角、幅值的近似值進(jìn)行計(jì)算,并在計(jì)算的過程中對(duì)不同算法所需要消耗的時(shí)間、兩種算法所存在的時(shí)間比值進(jìn)行記錄。
7. 在計(jì)算的過程中,可以對(duì)循環(huán)次數(shù)進(jìn)行判斷,看其是否為0。如果其值為0,則可以結(jié)束本次計(jì)算。而如果循環(huán)次數(shù)非0,則需要在此對(duì)其進(jìn)行計(jì)算直至為0。
在以DAPA 程序進(jìn)行計(jì)算后,其計(jì)算結(jié)果可以通過曲線的方式進(jìn)行體現(xiàn),如節(jié)點(diǎn)電壓相角變化曲線以及節(jié)點(diǎn)電壓幅值變化曲線等,同時(shí)我們也可以分別將其同精確值進(jìn)行比較。
(三)程序性能
1. 程序代碼少
在MATLAB 中,其會(huì)以直接的方式對(duì)矩陣進(jìn)行處理與操作,可以避免如C 語言類型等在對(duì)矩陣進(jìn)行處理時(shí)存在數(shù)量較多的循環(huán)操作的情況。除此之外,其還能夠?qū)⒕仃囘\(yùn)算中的部分算法以內(nèi)部函數(shù)的方式進(jìn)行調(diào)用,并以此在大大減少編程工作量的基礎(chǔ)上,使程序所具有的可靠性得到了增強(qiáng)。
在圖形界面方面,MATLAB 也支持面向?qū)ο蠹夹g(shù),并根據(jù)此特點(diǎn)為我們提供數(shù)量較多的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象,如菜單、窗口以及按鈕等等。而在實(shí)際應(yīng)用過程中,用戶則能夠在面對(duì)這部分對(duì)象時(shí)以直接的方式對(duì)其進(jìn)行調(diào)用,且在調(diào)用后能夠根據(jù)自身的需求對(duì)其進(jìn)行修改。
2. 程序調(diào)試方便
由于本程序以直接的方式對(duì)矩陣進(jìn)行操作,且其中具有數(shù)量較多的我們較為熟悉的表達(dá)式與公式,這就使我們?cè)诰幊掏戤厡?duì)程序進(jìn)行檢查時(shí),具有更好的簡(jiǎn)便性以及調(diào)試效率。同時(shí),本程序也為我們提供了類型較為豐富的錯(cuò)誤信息提示,除了能夠?qū)Τ鲥e(cuò)語句進(jìn)行指明之外,還為我們提供了數(shù)量較多的參考信息,如變量名大小寫不一致、矩陣超維、運(yùn)算符缺失等等,以此更好地便于我們發(fā)現(xiàn)并修改程序錯(cuò)誤。我們則可以通過對(duì)不同變量的取值以及數(shù)量情況對(duì)程序的整個(gè)執(zhí)行過程進(jìn)行分析與判斷,并最終找到問題、解決問題。
3. 計(jì)算精度高
在MATLAB 中,其在矩陣操作中所使用的內(nèi)部函數(shù)都以精度高、可靠性好的方式進(jìn)行編制,對(duì)此,當(dāng)我們通過這部分函數(shù)進(jìn)行操作后,所得到的結(jié)果往往比普通算法具有更高的計(jì)算精度。
三、結(jié)束語
MATLAB 在我國(guó)現(xiàn)今的電力系統(tǒng)中是一種應(yīng)用較為廣泛的一門語言,以其所具有的矩陣處理功能非常適合應(yīng)用于電力系統(tǒng)的分析工作中。在上文中,我們對(duì)MATLAB 在電力系統(tǒng)分析中的應(yīng)用進(jìn)行了一定的研究,希望在今后的電力系統(tǒng)研究中具有借鑒意義。
參考文獻(xiàn):
一、調(diào)整理論教學(xué)內(nèi)容以適應(yīng)新形勢(shì)下對(duì)高職學(xué)生的培養(yǎng)要求
《電力系統(tǒng)分析》在整個(gè)教學(xué)計(jì)劃和學(xué)生培養(yǎng)中起著十分重要的作用,一方面承接著從技術(shù)基礎(chǔ)課向?qū)I(yè)課的過渡,另一方面又承接著從理論學(xué)習(xí)向工程實(shí)際問題的過渡。它研究的對(duì)象是實(shí)際的電力系統(tǒng),因此具有明顯的工程特點(diǎn)。這就要求從工程實(shí)際出發(fā),對(duì)所研究的問題進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化處理。調(diào)整優(yōu)化《電力系統(tǒng)分析》課程教學(xué)內(nèi)容的目標(biāo)是:要求學(xué)生掌握和理解基本概念和基本理論,培養(yǎng)學(xué)生分析和解決電力工程問題的能力,以及掌握運(yùn)用電子計(jì)算機(jī)解決電力系統(tǒng)工程問題的理論和方法。因此在大量調(diào)研和多年教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上,對(duì)《電力系統(tǒng)分析》課程提出如下改革:
1.簡(jiǎn)化電力系統(tǒng)各元件特性和數(shù)學(xué)模型的教學(xué)。在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),這一章的公式推導(dǎo)較多,學(xué)生難于理解,經(jīng)過分析,理出一條思路,注重基本物理概念的掌握和理解,以及對(duì)公式的應(yīng)用,而對(duì)公式的推導(dǎo)則盡量簡(jiǎn)化省略。例如,在講解線路參數(shù)計(jì)算的時(shí)候,只給出各參數(shù)的公式而不去花時(shí)間推導(dǎo),學(xué)生能夠理解各參數(shù)的意義和正確應(yīng)用公式即可。
2.根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)適當(dāng)增減相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容?!峨娏ο到y(tǒng)分析》課程的教學(xué)內(nèi)容比較多,如果在實(shí)際教學(xué)中都涉及到會(huì)需要大量的理論課時(shí),這與目前高職教育改革是相悖的,因此必須適當(dāng)減少理論課時(shí)數(shù),這就需要?jiǎng)h減一些教學(xué)內(nèi)容,比如,電力系統(tǒng)的潮流的計(jì)算機(jī)算法這一章對(duì)高職學(xué)生而言比較難理解,可以刪減。同時(shí),還可以適當(dāng)增加一些與實(shí)際工程結(jié)合緊密的內(nèi)容,這可以根據(jù)每個(gè)學(xué)校學(xué)生的就業(yè)特點(diǎn)而定。
二、改進(jìn)教學(xué)方法和教學(xué)手段,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣
教學(xué)質(zhì)量的提高,重要的是教學(xué)方法和教學(xué)手段的提高。理論教學(xué)是目前課程教學(xué)體系中的重要環(huán)節(jié),它直接影響教學(xué)質(zhì)量。
1.課堂教學(xué)采用多媒體課件配合板書教學(xué)?!半娏ο到y(tǒng)分析”課程與實(shí)際電力系統(tǒng)聯(lián)系非常緊密,很多實(shí)際設(shè)備用語言和黑板講授根本沒辦法描述清楚,學(xué)生對(duì)系統(tǒng)的整體認(rèn)識(shí)很難。為了提高理論教學(xué)效果,課堂教學(xué)采用多媒體課件配合板書教學(xué)。一方面沿用了板書教學(xué)的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)對(duì)語言講解比較抽象的內(nèi)容用多媒體形象演示,使得教學(xué)更加具體化、形象化,使學(xué)生更加容易理解,起到事半功倍的效果。
比如,講解電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)時(shí),先將具體的電氣設(shè)備用圖片演示給學(xué)生,使學(xué)生對(duì)電力系統(tǒng)中的各電氣元件有一個(gè)直觀的了解,在給出系統(tǒng)的地理接線圖和電氣接線圖時(shí),學(xué)生就能夠?qū)⒔泳€圖中的各電氣元件的符號(hào)與實(shí)際的設(shè)備對(duì)應(yīng)上,從而將抽象的系統(tǒng)接線圖與實(shí)際的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來。
2.增加網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)環(huán)節(jié)。為了方便學(xué)生對(duì)“電力系統(tǒng)分析”課程的自學(xué)、預(yù)習(xí)與復(fù)習(xí),將課程的大綱、電子教案、多媒體課件和習(xí)題等都掛到了校園網(wǎng)上,這樣學(xué)生在課余時(shí)間可以隨時(shí)上網(wǎng)查閱相關(guān)資料。在每章內(nèi)容講解之前,教師都會(huì)提出相關(guān)問題放到網(wǎng)上以使學(xué)生提前預(yù)習(xí),提高了課堂教學(xué)的效果。學(xué)生在“電力系統(tǒng)分析”課程的學(xué)習(xí)有任何疑問,也可以在網(wǎng)上給教師留言詢問,教師會(huì)及時(shí)給學(xué)生解答。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)創(chuàng)造了教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間相互交流的環(huán)境,便于學(xué)生吸收更多信息,培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力,有利于提高教學(xué)效果,對(duì)教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革將起到極大的推動(dòng)作用。
作者簡(jiǎn)介:倪晶(1975-),女,黑龍江哈爾濱人,東北農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣與信息學(xué)院,講師;房俊龍(1971-),男,黑龍江哈爾濱人,東北農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣與信息學(xué)院副院長(zhǎng),教授。(黑龍江 哈爾濱 150030)
中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2012)15-0063-02
“電力系統(tǒng)分析”課程是東北農(nóng)業(yè)大學(xué)(以下簡(jiǎn)稱“我?!保┺r(nóng)業(yè)電氣化與自動(dòng)化專業(yè)和電氣工程專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課,是兩個(gè)專業(yè)的核心課程。它連接了之前學(xué)習(xí)的電工、電子、電機(jī)、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)、高等數(shù)學(xué)等理論基礎(chǔ)課程,又對(duì)后續(xù)的主要專業(yè)課程(如繼電保護(hù)、架空線路、發(fā)電廠、變電站電氣設(shè)備等)做了理論的基礎(chǔ)準(zhǔn)備,因此該課程是理論課、基礎(chǔ)理論課向?qū)I(yè)課和工程應(yīng)用研究的過渡紐帶,具有承上啟下的作用。同時(shí)學(xué)生的課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)等實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐環(huán)節(jié)也要大量應(yīng)用電力系統(tǒng)分析的課程內(nèi)容,因此,學(xué)好這門課程對(duì)電氣化及電氣工程專業(yè)的學(xué)生具有極其重要的作用,可以說電力系統(tǒng)分析課程是開啟電力系統(tǒng)學(xué)科大門的一把珍貴鑰匙。
一、教學(xué)中出現(xiàn)的問題
一直以來,學(xué)生普遍反映“電力系統(tǒng)分析”課程難學(xué)、難懂、難算,教師也感到難教。這門課程之所以會(huì)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(duì)教學(xué)體系的多次改革,授課學(xué)時(shí)數(shù)大大減少,但教學(xué)內(nèi)容并沒有削減,使得課堂教學(xué)中課程進(jìn)度較快,習(xí)題做的較少;學(xué)生方面,由于課程中概念多、計(jì)算多、公式多、數(shù)學(xué)推導(dǎo)多,且理論性和工程性較強(qiáng),因此學(xué)生感到課程難度很大;課程方面,本課程涉及相關(guān)學(xué)科和專業(yè)的知識(shí)太多,例如電路、電機(jī)、電子、電磁場(chǎng)等。這些因素都直接影響了課程教學(xué)的順利進(jìn)行并增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的難度,使學(xué)生產(chǎn)生了畏難的情緒,進(jìn)而影響了學(xué)習(xí)的熱情和學(xué)習(xí)效果。
二、教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化,適應(yīng)農(nóng)電人才培養(yǎng)
電力系統(tǒng)分析由電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析和暫態(tài)分析構(gòu)成。穩(wěn)態(tài)分析主要針對(duì)系統(tǒng)在對(duì)稱穩(wěn)態(tài)運(yùn)行下參數(shù)的分析和計(jì)算及有功、無功功率對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的影響,主要內(nèi)容有線路變壓器的參數(shù)和模型、網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算的手算和計(jì)算機(jī)計(jì)算以及有功、無功對(duì)電壓和頻率的影響。電力系統(tǒng)暫態(tài)分析是對(duì)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),系統(tǒng)中主要參數(shù)的分析和計(jì)算以及系統(tǒng)穩(wěn)定性的分析,內(nèi)容包括對(duì)稱和不對(duì)稱短路時(shí)參數(shù)的計(jì)算以及系統(tǒng)的靜態(tài)和暫態(tài)穩(wěn)定性。穩(wěn)態(tài)分析和暫態(tài)分析這兩大體系構(gòu)成了電力系統(tǒng)分析的全部?jī)?nèi)容,把握了這樣一條主線,對(duì)學(xué)習(xí)課程可以起到事半功倍的效果。
教學(xué)中注重電力系統(tǒng)基本概念、基本原理及基本計(jì)算方法的講解,而對(duì)于較繁瑣的理論推導(dǎo)或者實(shí)際應(yīng)用性不多的內(nèi)容可以適當(dāng)精簡(jiǎn)。如在推導(dǎo)長(zhǎng)輸電線路的等值電路時(shí),用到了許多電磁場(chǎng)和高等數(shù)學(xué)的知識(shí),內(nèi)容復(fù)雜抽象,學(xué)生學(xué)習(xí)、理解非常困難,學(xué)習(xí)上出現(xiàn)畏難情緒,在授課中可將公式推導(dǎo)適當(dāng)簡(jiǎn)化,主要掌握結(jié)論和方法,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的信心。再如電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算中,隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)規(guī)模的增大,手算潮流已經(jīng)不能適應(yīng)對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行計(jì)算,因此教學(xué)中對(duì)應(yīng)用性不多的手算潮流部分做了精簡(jiǎn),保留原理公式的推導(dǎo),而把計(jì)算的重點(diǎn)主要放在用計(jì)算機(jī)來求潮流,既能突出教學(xué)的重點(diǎn)又減少了學(xué)生的負(fù)擔(dān),起到良好的效果。
三、多種教學(xué)方法的應(yīng)用,提高學(xué)習(xí)興趣和效果
1.情感交流法,營(yíng)造良好的課堂氣氛
“親其師,信其道”是說當(dāng)學(xué)生對(duì)老師感興趣時(shí)也會(huì)對(duì)他講授的內(nèi)容感興趣。因此,作為教師要注意與學(xué)生之間的情感交流,多與學(xué)生溝通,多關(guān)心學(xué)生,成為學(xué)生的良師益友。此外,加強(qiáng)自身能力和素質(zhì)的提高,使學(xué)生能信服、甚至崇拜老師,進(jìn)而喜歡上這門課程,可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。
2.學(xué)習(xí)討論法,激發(fā)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性
在每節(jié)課的最后,給學(xué)生提出下次課程的一個(gè)重點(diǎn)問題,作為討論的題目,讓學(xué)生獨(dú)立地查閱教材、收集資料,并進(jìn)行小組討論,課堂上老師和學(xué)生共同針對(duì)題目和查閱的資料進(jìn)行討論和分析。這種學(xué)習(xí)方法能使學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體,充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性,每個(gè)學(xué)生都可以發(fā)表自己的見解,集思廣益、互相啟發(fā),使教與學(xué)的過程都得到了提高。
3.多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)黑板教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)
“電力系統(tǒng)分析”課程是專業(yè)基礎(chǔ)課,在課程體系中起到承上啟下的作用,該課程的特點(diǎn)是理論性、系統(tǒng)性較強(qiáng)。在傳統(tǒng)的黑板教學(xué)中,教師在課堂上用大量的時(shí)間進(jìn)行數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)和畫圖,教學(xué)效率較低,且教學(xué)效果不理想。隨著多媒體技術(shù)的不斷推廣,這種集文字、圖形、聲音、圖片、影像于一體的教學(xué)模式被廣泛應(yīng)用。采用多媒體教學(xué)可以省去大量的黑板畫圖和公式的書寫時(shí)間,節(jié)省的時(shí)間可以用于重點(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí)的講解,既提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的效率又增大了課堂的信息量,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。
但是多媒體教學(xué)也存在著自身的弊端:信息量大,課堂進(jìn)度較快,學(xué)生的注意力不能長(zhǎng)時(shí)間集中,造成學(xué)生跟不上教師的講課進(jìn)度,進(jìn)而影響了授課的效果。因此合理地選擇和使用多媒體教學(xué)的同時(shí),還要發(fā)揮傳統(tǒng)黑板教學(xué)的優(yōu)勢(shì),使二者共同參與到“電力系統(tǒng)分析”課程的教學(xué)過程中,達(dá)到教學(xué)效果的最優(yōu)化。例如:在講授同步發(fā)電機(jī)的原始方程時(shí),運(yùn)用多媒體教學(xué)的圖像和動(dòng)畫的效果,通過對(duì)發(fā)電機(jī)模型和實(shí)物的展示,使學(xué)生對(duì)同步發(fā)電機(jī)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)及各繞組間的位置關(guān)系有了直觀而清晰的了解和認(rèn)識(shí),對(duì)學(xué)習(xí)同步機(jī)的方程奠定了良好的基礎(chǔ)。
4.加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué),提高理論認(rèn)識(shí)
“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”,可見理論與實(shí)踐的結(jié)合是學(xué)好知識(shí)的關(guān)鍵點(diǎn),而良好的實(shí)踐是對(duì)理論的升華。因此在課堂授課的同時(shí),還應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。設(shè)有專業(yè)的“電力系統(tǒng)分析”實(shí)驗(yàn)室,對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)分析中各種主要的運(yùn)行特性和狀態(tài)進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn),促進(jìn)了學(xué)生對(duì)課堂知識(shí)的吸收和理解。如單機(jī)—無窮大系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行方式的實(shí)驗(yàn)、電力系統(tǒng)功率特性和功率極限的實(shí)驗(yàn)、電力系統(tǒng)不對(duì)稱短路及短路波形的測(cè)試實(shí)驗(yàn)等。
加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)的另一個(gè)做法就是使學(xué)生深入到生產(chǎn)工作的現(xiàn)場(chǎng),為此專業(yè)建立了多個(gè)校外實(shí)習(xí)基地,并與省內(nèi)多家電業(yè)局結(jié)成友好合作單位,通過在實(shí)習(xí)基地的學(xué)習(xí)加深了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解,也使學(xué)生了解并熟悉了專業(yè)工作特點(diǎn)及要求,對(duì)今后的學(xué)習(xí)有一定的促進(jìn)作用。
5.考核方式的多樣化
教學(xué)的目的是為了使學(xué)生掌握所學(xué)的專業(yè)知識(shí)及技能水平,而單一的考試方式已經(jīng)不能全面地反映學(xué)生學(xué)習(xí)的狀況,因此我們采用了閉卷+開卷+實(shí)驗(yàn)+實(shí)習(xí)等多種手段的考核方法,培養(yǎng)學(xué)生從死記書本知識(shí)向主動(dòng)探索知識(shí)、提高能力、提高綜合素質(zhì)水平的方向發(fā)展,加大動(dòng)手和實(shí)踐能力在課程考核總成績(jī)中的比重,降低筆試成績(jī)所占比重,為培養(yǎng)高素質(zhì)的電力人才進(jìn)行探索工作。
四、探索初步成效
“電力系統(tǒng)分析”課程是一門理論性和實(shí)用性都較強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。為滿足農(nóng)業(yè)電氣化與自動(dòng)化專業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo),在教學(xué)中注重教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化,實(shí)行教學(xué)方法和教學(xué)手段的多樣化,注重教學(xué)理論和實(shí)踐的結(jié)合。通過多年的教學(xué)實(shí)踐和探索,有效地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生能系統(tǒng)掌握課程內(nèi)容,理論分析能力和解決實(shí)際問題的能力也得到了提高,達(dá)到了良好的教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn):
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【中圖分類號(hào)】G71 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089(2012)10-0048-02
引言
電力系統(tǒng)分析是電氣工程專業(yè)的重要基礎(chǔ)課。近年來,按照傳統(tǒng)教學(xué)方法及教學(xué)設(shè)備已經(jīng)越來越難以滿足電力系統(tǒng)分析課程龐大的知識(shí)庫。我們利用計(jì)算機(jī)的普及以及軟件功能的日益強(qiáng)大,尋求一條快捷而方便的教學(xué)路徑。LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench,實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器平臺(tái))是美國(guó)NI(National Instrument,國(guó)家儀器)公司出品的一款功能強(qiáng)大的圖形化編程處理軟件,是一種基于G語言(Graphics Language,圖形化編程語言)的虛擬儀器軟件開發(fā)工具。LabVIEW作為一個(gè)具有良好開放性的虛擬儀器開發(fā)平臺(tái),為虛擬儀器的開發(fā)和設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)有力的支持[1]。本文正是基于LabVIEW編寫而成。
1.簡(jiǎn)單電力網(wǎng)絡(luò)潮流分析仿真
圖1 簡(jiǎn)單電力網(wǎng)絡(luò)接線圖
簡(jiǎn)單電力網(wǎng)絡(luò)接線圖如圖1所示,為一條110kV射線型網(wǎng)絡(luò)。為簡(jiǎn)化計(jì)算及編程,忽略對(duì)計(jì)算結(jié)果影響較小的線路及變壓器導(dǎo)納。其中節(jié)點(diǎn)為發(fā)電廠母線節(jié)點(diǎn),1=121+j0kV,1=P1+jQ1=16+j12MVA;l為線路,Zi=R+jX=20+j30Ω,節(jié)點(diǎn)2為線路末端節(jié)點(diǎn);T為變壓器,歸算至高壓側(cè)阻抗ZT=5+j63Ω,變比i=110/38.5;3為變壓器末端節(jié)點(diǎn)。根據(jù)接線圖中給出的已知條件,仿真結(jié)果要顯示節(jié)點(diǎn)1中通過的電流1,節(jié)點(diǎn)2的電壓2,電流2,功率2,節(jié)點(diǎn)3的電壓3,電流3,功率3。
1.1 潮流分析程序框圖的設(shè)計(jì)
根據(jù)仿真要求,需要在程序中已知節(jié)點(diǎn)功率與電壓求出節(jié)點(diǎn)電流,已知線路與變壓器阻抗以及電壓、電流、功率求出在線路以及變壓器中的功率損耗、電壓降落,最終完成整條線路的仿真計(jì)算。根據(jù)文獻(xiàn)[2],在各個(gè)步驟中所需要的計(jì)算公式匯總?cè)缦拢?/p>
1)節(jié)點(diǎn)1的電流
=/(1)
2)線路l中,電壓降落
1=1Zi (2)
功率損耗
=Zi (3)
3)節(jié)點(diǎn)2電壓
2=1-i (4)
節(jié)點(diǎn)2電流
2=1 (5)
節(jié)點(diǎn)2功率
2=2-i (6)
4)變壓器T中,高壓側(cè)電壓降落
T=2ZT (7)
功率損耗
T=ZT (8)
5)節(jié)點(diǎn)3電壓
3=(2-T)/i (9)
節(jié)點(diǎn)3功率
3=2-T (10)
節(jié)點(diǎn)3電流
3=3/3 (11)
根據(jù)以上求解過程,利用LabVIEW的元件庫進(jìn)行編程處理[3],程序框圖如圖2所示:
圖2 潮流分析程序框圖
1.2潮流分析程序前面板的設(shè)計(jì)
程序前面板是程序的輸入與操作窗口,其設(shè)計(jì)務(wù)必簡(jiǎn)潔明了。因此,將輸入與顯示的十三個(gè)量按照接線圖中的先后順序分為五列,分別為初始值、線路設(shè)定、線路末端、變壓器設(shè)定、變壓器末端,這樣既便于查找同時(shí)便于觀察。各個(gè)節(jié)點(diǎn)的三個(gè)量按照電壓、電流、功率的順序縱列。由于在程序框圖中,為了便于觀察程序執(zhí)行過程而設(shè)置了while循環(huán)(見圖2),在前面板最下方設(shè)置停止按鈕,方便程序操作。將各個(gè)條件量值輸入后,結(jié)果如圖3所示。需要強(qiáng)調(diào)的是,各個(gè)條件量值并未按照常量去設(shè)置,而是可以更改的變量,這樣,當(dāng)任意一個(gè)條件量值改變時(shí),計(jì)算出的數(shù)值結(jié)果都會(huì)有所不同。在這個(gè)變化中,讓同學(xué)們?nèi)ニ伎寂c學(xué)習(xí)整個(gè)潮流的計(jì)算過程。
圖3 潮流分析程序前面板
3.結(jié)語
近年來,由于我校領(lǐng)導(dǎo)的重視,學(xué)生專業(yè)課程的學(xué)習(xí)效果以及創(chuàng)新能力都有了明顯的提高,學(xué)校正在倡導(dǎo)人才培養(yǎng)、科學(xué)研究、社會(huì)服務(wù)融為一體的產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的教育理念,將新的科研成果以及科學(xué)技術(shù)、科學(xué)方法不斷引入課程教學(xué)中,保持內(nèi)容不斷更新的同時(shí),也使學(xué)生的創(chuàng)新與研究能力逐年得到提高。本文正是基于此目的,采用LabVIEW做為開發(fā)工具,針對(duì)電力系統(tǒng)分析課程中的潮流計(jì)算以及頻率調(diào)整做出模擬仿真程序,使學(xué)生在直觀中看到現(xiàn)象,在現(xiàn)象中思考問題,在問題中學(xué)到知識(shí)。
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[4]彭勇,潘曉燁,謝龍漢. LabVIEW 虛擬儀器設(shè)計(jì)及分析[M]. 北京:清華大學(xué)出版社,2011.
作者簡(jiǎn)介:
中圖分類號(hào):TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2017)03(a)-0045-03
《電力系統(tǒng)分析》是電氣工程及其自動(dòng)化本科類教學(xué)的核心課程,做好電力系統(tǒng)分析實(shí)習(xí)對(duì)學(xué)生來說至關(guān)重要。電力系統(tǒng)分析課程涉及的知識(shí)點(diǎn)較多,理解起來有難度,另外由于該課程為專業(yè)限選課,在大三下學(xué)期才開課,學(xué)生對(duì)此學(xué)習(xí)積極性不高。由于該校實(shí)驗(yàn)室條件的限制,目前僅有1個(gè)場(chǎng)地和硬件資源有限的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室,要開展一些涉及高壓部分的實(shí)驗(yàn),需要更多的資金和實(shí)驗(yàn)室老師去支持,但這些在短期內(nèi)暫時(shí)無法解決?;谀壳暗默F(xiàn)狀,綜合了目前常用的PSCAD/EMTDC、BPA、PSASP和Matlab/simulink等常見的電力系統(tǒng)仿真軟件的功能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),將PSCAD仿真軟件用于電力系統(tǒng)實(shí)習(xí)中。PSCAD仿真軟件具有完整的元件庫,可針對(duì)不同的大小交直流系統(tǒng)建模,豐富的可視化界面,可使復(fù)雜的電力系統(tǒng)進(jìn)行可視化[1]。PSCAD還可以通過特殊的接口訪問和使用與Matlab命令和工具箱功能的能力,與學(xué)生常用的Matlab/simulink可以相互聯(lián)系起來[2]。
采用PSCAD仿真軟件可以解決系統(tǒng)規(guī)模和復(fù)雜性限制、場(chǎng)地條件限制、絕對(duì)安全性和接觸電力系統(tǒng)中的前沿技術(shù)等優(yōu)點(diǎn)[3],保證學(xué)生實(shí)習(xí)的質(zhì)量,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的積極性,為了以后的學(xué)習(xí)和工作奠定良好的基礎(chǔ)。
1 PSCAD電力系統(tǒng)仿真分析軟件
PSCAD的概念最初是在1988年被提出,針對(duì)Windows系統(tǒng)的PSCAD是在1999年才[4]。目前已成為世界上功能最強(qiáng)大和廣泛使用的電力系統(tǒng)仿真軟件。PSCAD包括繪圖功能、儀表和控制,允許用戶以圖形化的方式建立電力系統(tǒng)電路,進(jìn)行仿真后對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析,還可以使用戶在仿真運(yùn)行中改變參數(shù),對(duì)仿真過程進(jìn)行觀測(cè)等。PSCAD具備電力系統(tǒng)中從簡(jiǎn)單無源元件和控制功能到更加復(fù)雜的電動(dòng)機(jī)、柔流輸電設(shè)備和輸電線路等設(shè)備的模型,這些模型都是經(jīng)過已經(jīng)編程和測(cè)試的仿真模型。如果搭建的電力系統(tǒng)仿真模型中,沒有所需的特殊模型,PSCAD可以提供給用戶自建模型。
PSCAD設(shè)有主元件庫,提供常用的模型有:(1)無源元件(Passive),包括電阻、電感、電容、固定/可變負(fù)載、電抗器和避雷器等;(2)電源(Source),包括電壓源、電流源和光伏電源等;(3)儀表(Meters),包括頻率/相位/有效值測(cè)量表、電壓表和電流表等;(4)I/O設(shè)備(I/O_Devices),包括數(shù)據(jù)的導(dǎo)入和導(dǎo)出、其他軟件接口和多重運(yùn)行等;(5)變壓器(Transformers),包括單相雙/三繞組、三相雙/三/四繞組和自耦變壓器等;(6)斷路器故障(Breakers_Faults),包括單/三相斷路器及其定時(shí)控制邏輯、模擬單相和三相故障及其定時(shí)控制邏輯等;(7)輸電線路電纜(Tlines_Cables),包括導(dǎo)納/阻抗數(shù)據(jù)或?qū)w/絕緣屬性、地阻抗數(shù)據(jù)以及所有塔和導(dǎo)體的幾何位置、電氣接口元件等;(8)電動(dòng)機(jī)(Machines),包括籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、繞線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)以及勵(lì)磁機(jī)、調(diào)速器、水輪機(jī)、汽輪機(jī)、風(fēng)力機(jī)和內(nèi)燃機(jī)等;(9)控制元件(Control Systems Modeling Functions),包括線性和非線性控制元件;(10)保護(hù)(Protection),包括保護(hù)信號(hào)的采集、監(jiān)測(cè)和繼電保護(hù)模型等;(11)其他元件(Miscellaneous),包括文件引用/讀取、輸入輸出和節(jié)點(diǎn)等。
PSCAD仿真軟件可以用來仿真模擬進(jìn)行電力系統(tǒng)中元件參數(shù)及其物理含義、電力系統(tǒng)對(duì)稱和不對(duì)稱故障仿真、電力系統(tǒng)簡(jiǎn)單和復(fù)雜潮流計(jì)算以及有功和無功功率控制等,還可以將電力系統(tǒng)與電力電子結(jié)合起來,比如新能源發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用和電能質(zhì)量(SVC、STATCOM)的應(yīng)用等。學(xué)生通過自己搭建部分模型,可以親自操作。
2 電力系統(tǒng)仿真實(shí)例
電力系統(tǒng)實(shí)習(xí)主要是去發(fā)電廠、變電站等,這些單位出于安全的需要,不會(huì)讓學(xué)生參與實(shí)際的操作,往往是只能看。以電力系統(tǒng)故障為例,學(xué)生到現(xiàn)場(chǎng)不能體驗(yàn)到故障發(fā)生和處理過程,像電力單位的一些工作多年的專業(yè)人員,碰到事故和處理事故時(shí),也可能會(huì)不知所措。一些高校通過購(gòu)買專業(yè)的物理模擬仿真系統(tǒng),但這些花費(fèi)很高、場(chǎng)地大,對(duì)于該?,F(xiàn)有的資源不可能滿足。所以,電力系統(tǒng)中的故障,特別是單相接地短路、兩相短路、兩相短路接地和三相短路的橫向故障,通過PSCAD仿真軟件可以模擬故障發(fā)生和恢復(fù)后各個(gè)量的變化。因篇幅有限,這里僅對(duì)電力系統(tǒng)橫向故障中的三相短路進(jìn)行介紹。
PSCAD件電力系統(tǒng)仿真軟件計(jì)算機(jī)需求:
(1)Microsoft Windows Vista或Windows7操作系統(tǒng),32bit或64bit;
(2)附件軟件Intel Fortan Composer XE 20112, Framwork 4.0 Full3, Microsoft Visual C++2010 Redistributables;
首先通過講解PSCAD的基本知識(shí),然后設(shè)置相關(guān)的任務(wù)要求,最后以學(xué)生為中心,自己動(dòng)手搭建35 kV單側(cè)電源輸電系統(tǒng),如圖1所示。
其中BAK為斷路器,Tline和Tline1的長(zhǎng)度均為20 km,每公里電抗為0.4 Ω的架空線路。負(fù)載的有功功率為15 MW,無功功率為5 MVAR。升壓變壓器為三角型/星型接法,降壓變壓器為星型/三角形接法。通過FAULTS模塊設(shè)置故障,Timed Fault Logic模塊設(shè)置故障發(fā)生時(shí)間為0.08 s,故障持續(xù)時(shí)間為0.04 s。采用工程研究方法,通過分析數(shù)字仿真結(jié)果,找出其內(nèi)在規(guī)律,然后再通過理論進(jìn)行分析,對(duì)比在不同量的變化下,電力系統(tǒng)相關(guān)量的變化,這樣可以有助于學(xué)生加深對(duì)電力系統(tǒng)故障知識(shí)的理解。
三相短路故障時(shí)電力系統(tǒng)中最嚴(yán)重的故障,以該故障為例對(duì)其進(jìn)行仿真分析。發(fā)生三相短路故障時(shí),電源端的三相電壓電流波形和故障點(diǎn)的三相電壓、三相電流波形如圖2所示。
由圖2可知,發(fā)生三相短路故障時(shí),電源端的三相電壓只有微小的波動(dòng),沒有發(fā)生顯著的變化;電源端的三相電流幅值增大,A相電流呈整體上升趨勢(shì),B相和C相電流呈整體下降趨勢(shì)。故障點(diǎn)電壓由于發(fā)生三相短路,電壓均為0 V,當(dāng)故障切除后,三相電壓發(fā)生暫態(tài)波動(dòng),但很快就恢復(fù)到正弦變化;在故障發(fā)生前,由于故障發(fā)生器處于斷開狀態(tài),因此故障點(diǎn)處的三相電流均為0 A,在發(fā)生三相短路故障后,由于閉合時(shí)有初始輸入量和初始狀態(tài)量,故障點(diǎn)三相幅值都變大,并且A相電流波形上移,C相電流波形下移,在故障排除后,三相電流迅速變?yōu)? A。
通過電力系統(tǒng)仿真,可以產(chǎn)生如下實(shí)習(xí)效果:(1)加深了專業(yè)理論知識(shí),理論聯(lián)系實(shí)際,有助于學(xué)生提高計(jì)算機(jī)應(yīng)用、查找文獻(xiàn)、分析問題和解決問題的能力;(2)對(duì)于電力系統(tǒng)更為復(fù)雜的建模系統(tǒng),學(xué)生可以組成團(tuán)隊(duì)進(jìn)行建模,培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作和創(chuàng)新精神;(3)提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,學(xué)生根據(jù)布置的任務(wù)主動(dòng)去學(xué)習(xí),激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的欲望,每處理完一個(gè)小問題他們感到很有成就感。以上這些都為以后的工作和研究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
3 結(jié)語
通過上述PSCAD電力系統(tǒng)三相短路故障仿真分析,可以看出仿真實(shí)驗(yàn)不受場(chǎng)地和實(shí)際操作的限制,建模簡(jiǎn)單,易操作,仿真波形生動(dòng)、豐富和直觀,不僅使學(xué)生更好地學(xué)習(xí)掌握電力系統(tǒng)三相短路故障的原理和現(xiàn)象,還可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的樂趣,彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)室條件的限制。該軟件已用于電力系統(tǒng)分析實(shí)習(xí)過程中,通過學(xué)生反饋的情況,采用該方法可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)積極性。由于第一次設(shè)置該仿真實(shí)習(xí),在實(shí)習(xí)過程中,也有一些今后需要注意的問題,比如實(shí)驗(yàn)室電腦配置需進(jìn)一步提高,教師要多建立一些復(fù)雜的系統(tǒng),同時(shí)還要主動(dòng)跟現(xiàn)場(chǎng)的人員多多交流,使仿真模型更貼近實(shí)際。
參考文獻(xiàn)
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1 主電路設(shè)備選擇和分析計(jì)算
低壓無功補(bǔ)償裝置主要用丁^10 kv線路的配電變壓器低壓側(cè),補(bǔ)償公用變、專用變低壓用戶設(shè)備運(yùn)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(shè)計(jì)有30 kvar,45 kvar,60 kvar和90 kv8r等4種標(biāo)準(zhǔn)無功補(bǔ)償裝置。對(duì)4種標(biāo)準(zhǔn)容量的無功補(bǔ)償裝置,大容量的裝置按4—2一1分組組合,可對(duì)無功功率實(shí)現(xiàn)7級(jí)階梯式調(diào)節(jié);小容量的裝置可采川2—1分組組合和固定補(bǔ)償加2—1分組組合的調(diào)節(jié)方式。斟3給出的是總?cè)萘繛?0 kvar無功補(bǔ)償裝置[2]。
2 PSB模型與算法特點(diǎn)
定補(bǔ)償加2一1分組組合的調(diào)節(jié)方式:其中.固定補(bǔ)償容量為15 kvar,采用BsMJ0.4一15—3型電容器;單元l的補(bǔ)償容暈也是15 kvar,電容器型號(hào)與圊定補(bǔ)償電容器牛u同;單元2的補(bǔ)償容量為30 kvar,用BSMJ0.4—30一3型電容器。補(bǔ)償裝置分組容囂和接線確定之后,依據(jù)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(shè)備、元件選擇的原則是保證補(bǔ)償裝置能可靠工作對(duì)本例補(bǔ)償裝置的主開關(guān)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(dǎo)體等器件的正確選擇,都是保證裝置可靠]:作的前提本例機(jī)電一體開關(guān)控制單元無功補(bǔ)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(jī)電一體7F關(guān)單元的晶閘管元件總是在電流過零時(shí)斷開,所以斷開電容器上的電壓常處于最大值(或正或負(fù)),由于電容器內(nèi)部裝設(shè)的放電電阻自放電現(xiàn)象,電容器上的電壓會(huì)逐漸降低[3]。
3 仿真環(huán)境設(shè)置
在晶閘管重新投入時(shí),需要考慮電容器上的剩余電壓,當(dāng)系統(tǒng)電壓和電容器殘壓相等時(shí),就是晶閘管開關(guān)投人的觸發(fā)點(diǎn)。否則由丁電容器兩端的電壓不能突變,在系統(tǒng)電壓和電容器殘壓羞值較大時(shí)觸發(fā)晶閘管會(huì)產(chǎn)生很大的沖擊。
4 開設(shè)Matlab技術(shù)課程的意義
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù),簡(jiǎn)稱Matlab技術(shù),是計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的重要分支.它對(duì)T程設(shè)計(jì)、工業(yè)生產(chǎn)、機(jī)器制造和科學(xué)研究等領(lǐng)域產(chǎn)生了極其深刻的影響。進(jìn)入20世紀(jì)90年代,Matlab技術(shù)呈現(xiàn)加速發(fā)展的態(tài)勢(shì).受到社會(huì)的普遍重視。許多高校,特別是工科院校對(duì)Matlab技術(shù)的重要性和必要性的認(rèn)識(shí)不斷得到提高.在T科類專業(yè)普遍開設(shè){Matlab)課.重視和加強(qiáng)(Matlab}課教學(xué),是目前高校,特別是T科院校的重要舉措,也是高校培養(yǎng)2l世紀(jì)高素質(zhì)T程技術(shù)人才的迫切要求[3][4]。下科類專業(yè)有著共同的特點(diǎn)。它們的培養(yǎng)目標(biāo)都是面向工程設(shè)計(jì)、工業(yè)生產(chǎn)、機(jī)器制造和科學(xué)研究等領(lǐng)域,Matlab技術(shù)在這些領(lǐng)域中發(fā)揮著極其重要的作用。
5 仿真結(jié)果分析
在計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天.Matlab技術(shù)已成為工廠、企業(yè)、科研單位提高技術(shù)創(chuàng)新能力.加快產(chǎn)品開發(fā)速度。降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本.促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化.增強(qiáng)社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)力的一項(xiàng)必不可少的關(guān)鍵技術(shù)。目前.Matlab技術(shù)的發(fā)展突飛猛進(jìn),Matlab應(yīng)用T作正在向深度和廣度進(jìn)軍.世界發(fā)達(dá)國(guó)家已把掌握Matlab技術(shù)手段作為搶占制高點(diǎn)、增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力、加快發(fā)展的重要條件.Matlab技術(shù)應(yīng)用水平已成為體現(xiàn)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一[5]。面X寸CAI)技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用.
6 結(jié)論
了解和掌握Matlab技術(shù)是對(duì)工科學(xué)生提出的一項(xiàng)最基本和最迫切的要求,也是工科學(xué)生走向社會(huì).參與競(jìng)爭(zhēng).促進(jìn)發(fā)展的前提和條件。系統(tǒng)介紹Matlab技術(shù)基本知識(shí)、基本概念和基本操作的{Matlab)課必須及時(shí)反映Matlab技術(shù)的最新成果,保持教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段的先進(jìn)性。承擔(dān)培養(yǎng)人才重任的高等院校,特別是工科院校.對(duì)(Matlab)課dylw.net的教學(xué)必須給予足夠重視,培養(yǎng)和建立一支經(jīng)驗(yàn)豐富和相對(duì)穩(wěn)定的(Matlab)課教師隊(duì)伍,組織教師積極開展{Matlab)課的教學(xué)改革.I:作,從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段卜精心研究、積極探索和大膽實(shí)踐.逐步提高(Matlab)課的教學(xué)質(zhì)量。促進(jìn)學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力的提高.增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)力。
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電力系統(tǒng)分析課程是高職高專院校電力類專業(yè)的主要課程之一,是從基礎(chǔ)理論課、技術(shù)理論課通向?qū)I(yè)課學(xué)習(xí)和工程應(yīng)用的紐帶。在內(nèi)容上它有大量的基本知識(shí)、基本理論和計(jì)算,理論性較強(qiáng),也有與實(shí)踐相結(jié)合的部分,是應(yīng)用性較強(qiáng)的一門學(xué)科。由于課程內(nèi)容與電力系統(tǒng)生產(chǎn)運(yùn)行過程密切相關(guān),理論性和工程性都很強(qiáng),不少高職學(xué)生學(xué)習(xí)過程中容易感到枯燥和困難。
為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,適應(yīng)新的理實(shí)一體化教學(xué)模式,我們對(duì)高職院?!半娏ο到y(tǒng)分析”立體化教材體系進(jìn)行了探索和建設(shè)。所謂教材立體化的建設(shè)是指為了適應(yīng)現(xiàn)代高等教育的新教學(xué)模式的需要,開發(fā)出一套理論與實(shí)訓(xùn)結(jié)合、書本與現(xiàn)代化教學(xué)手段相結(jié)合的適用于高職院校的立體化教學(xué)體系。它不僅僅包括教材、課程標(biāo)準(zhǔn)、授課計(jì)劃、習(xí)題集等傳統(tǒng)意義上的教學(xué)資料,還應(yīng)該包括多媒體課件、仿真教學(xué)軟件、視頻庫等現(xiàn)代化教學(xué)資源庫的建設(shè)。
一、電力系統(tǒng)分析課程教學(xué)的現(xiàn)狀
電力系統(tǒng)分析課程的建設(shè)一直是我國(guó)各大高校力爭(zhēng)的目標(biāo),現(xiàn)已將其建設(shè)成為國(guó)家級(jí)精品課程的高校有清華大學(xué)、東北電力大學(xué)等。但高職院?!峨娏ο到y(tǒng)分析》教材的建設(shè)工作者未全面開展起來,以往專科教學(xué)很大程度上以傳授知識(shí)為主,強(qiáng)調(diào)學(xué)科本身的系統(tǒng)性,本科壓縮型的痕跡明顯。而當(dāng)今高職學(xué)院則是培養(yǎng)技能型人才,按照突出“實(shí)際、實(shí)用、實(shí)踐”的原則,依據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和專業(yè)人才的知識(shí)能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu)建立理論和實(shí)踐教學(xué)體系,教學(xué)內(nèi)容突出了基礎(chǔ)理論知識(shí)的應(yīng)用和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。為了更好地進(jìn)行電力類應(yīng)用型人才的培養(yǎng),突出高職院校的辦學(xué)特色,《電力系統(tǒng)分析》教材立體化的建設(shè)成為筆者學(xué)院努力實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。
二、《電力系統(tǒng)分析》理論教材的改革思路
《電力系統(tǒng)分析》理論教材建設(shè)應(yīng)根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)要求,結(jié)合相關(guān)的國(guó)家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn),始終以“職業(yè)能力培養(yǎng)為核心”,依據(jù)相關(guān)專業(yè)對(duì)學(xué)生從業(yè)素質(zhì)、能力的要求,強(qiáng)調(diào)職業(yè)教育的特色,理論以夠用為度,突出實(shí)踐技能的教學(xué),重視素質(zhì)教育,增強(qiáng)學(xué)生專業(yè)技能,提高學(xué)生就業(yè)能力。教材應(yīng)以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo),舍棄繁瑣的理論和公式推導(dǎo),引入當(dāng)前電力系統(tǒng)的各種新趨勢(shì)(如智能電網(wǎng)、新能源、特高壓等)和新格局(我國(guó)五大發(fā)電集團(tuán)和兩大電網(wǎng)公司),為學(xué)生樹立電力系統(tǒng)的基本概念和拓寬就業(yè)渠道打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),并在教材中加入電力系統(tǒng)面向?qū)ο蟮挠?jì)算機(jī)軟件的介紹,拉近理論和電力系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用的距離,加深學(xué)生對(duì)電力系統(tǒng)調(diào)度和運(yùn)行工作崗位的操作界面的認(rèn)識(shí)。
圖 電力系統(tǒng)分析課程學(xué)習(xí)情境設(shè)計(jì)圖
為了適應(yīng)高職院校培養(yǎng)應(yīng)用型人才的需要,《電力系統(tǒng)分析》立體化教材體系以電氣值班員、調(diào)度員的典型工作任務(wù)為載體,從電網(wǎng)基本操作到復(fù)雜操作,再到異常和故障處理、系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí)情境,分別通過電力系統(tǒng)各個(gè)工作崗位的初步認(rèn)識(shí)、電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的監(jiān)視與分析和用戶電能質(zhì)量下降的處理、電力系統(tǒng)常見故障分析4個(gè)學(xué)習(xí)情境構(gòu)成教材內(nèi)容。通過四個(gè)學(xué)習(xí)情境,每個(gè)情景包括若干個(gè)典型的工作任務(wù),使學(xué)生由淺入深地學(xué)習(xí)電力系統(tǒng)運(yùn)行、調(diào)度的基本技能。
三、利用《電力系統(tǒng)分析》立體化教材加強(qiáng)理論與實(shí)訓(xùn)的結(jié)合
電力行業(yè)是高危行業(yè),從供電的可靠性及安全性考慮,直接在實(shí)際的電力系統(tǒng)中進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐訓(xùn)練可能性非常小。由于建立真正的電力系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室對(duì)硬件和軟件的要求非常高,許多高職院校都沒有設(shè)置專門的電力系統(tǒng)分析實(shí)驗(yàn)室,但電力系統(tǒng)分析又是一門系統(tǒng)性和理論性很強(qiáng)的重要課程,許多學(xué)生反應(yīng)傳統(tǒng)教材學(xué)習(xí)困難、晦澀難懂。那么如何建立適合高職院校的《電力系統(tǒng)分析》新型教材體系就成為本文研究和探索的主要方向。
針對(duì)高職院校是以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)的特點(diǎn),《電力系統(tǒng)分析》立體化教材的建設(shè)可以利用理論實(shí)訓(xùn)一體化的新型教學(xué)手段,將原本抽象和繁瑣的大量理論知識(shí)用仿真軟件、多媒體課件、視頻庫等現(xiàn)代化技術(shù)展現(xiàn)出來,最大限度地模擬電力生產(chǎn)的真實(shí)工作場(chǎng)景。仿真技術(shù)是多門課程的組合體,是現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)環(huán)境的情景再現(xiàn)。仿真教學(xué)系統(tǒng)集圖像、聲音、動(dòng)畫、文字于一體,避免了在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)或培訓(xùn)中可能造成的誤操作引起的危害,又可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全過程的運(yùn)行操作,減少了實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備,提高了教學(xué)效果?!峨娏ο到y(tǒng)分析》立體化教材的建設(shè)完成后,學(xué)生可運(yùn)用仿真教學(xué)軟件在實(shí)訓(xùn)室或仿真機(jī)上學(xué)習(xí)處理較復(fù)雜事故的能力,可以用計(jì)算機(jī)模擬電力系統(tǒng)中各種潮流變化,用各種手段來調(diào)整用戶端電壓,并能計(jì)算或輸出電力系統(tǒng)的各種參數(shù)等。
首先,我們配合教材中的四個(gè)學(xué)習(xí)情境制作了高水平的多媒體課件,利用現(xiàn)代化教學(xué)手段提高了學(xué)生的興趣和效果。
其次,我們還進(jìn)行了電力系統(tǒng)圖片庫建設(shè),利用豐富的網(wǎng)絡(luò)資源和各種理論—實(shí)訓(xùn)教學(xué)積累的素材,對(duì)電氣設(shè)備、電力系統(tǒng)新趨勢(shì)、實(shí)際工作場(chǎng)景、校內(nèi)外實(shí)訓(xùn)基地等圖片進(jìn)行了收集和整理,充實(shí)了教學(xué)資源。
這次《電力系統(tǒng)分析》教材立體化建設(shè)中的一個(gè)亮點(diǎn)就是視頻庫的建立。電力系統(tǒng)分析教材中有一些知識(shí)點(diǎn)比較抽象、復(fù)雜,光憑書本和簡(jiǎn)單課件無法使學(xué)生掌握學(xué)習(xí)目標(biāo)和技能目標(biāo)。學(xué)院與企業(yè)和軟件公司合作,結(jié)合當(dāng)前電力系統(tǒng)的實(shí)踐和前沿趨勢(shì),制作和拍攝了幾個(gè)《電力系統(tǒng)分析》教材中的視頻,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如學(xué)生對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)之前的認(rèn)識(shí)接近空白,利用實(shí)物或現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)存在很大的困難,我們就制作了教學(xué)視頻,對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行介紹。再如電力系統(tǒng)中的調(diào)壓是教材中的一個(gè)重點(diǎn)知識(shí),它對(duì)電力系統(tǒng)中的許多工作崗位都尤為重要。利用改變變壓器分接頭調(diào)壓是電力系統(tǒng)常用的調(diào)壓手段,但學(xué)生往往只對(duì)變壓器外觀部分有初步了解,調(diào)壓機(jī)構(gòu)的內(nèi)部構(gòu)造和操作很難掌握。而且變壓器是電力生產(chǎn)和運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備,帶有很高的電壓,且機(jī)構(gòu)龐大,很難在教學(xué)場(chǎng)所進(jìn)行拆解來讓學(xué)生認(rèn)識(shí),所以我們利用“變壓器分接頭調(diào)壓機(jī)構(gòu)和操作”視頻進(jìn)行講解,可以大大提高教學(xué)效果。我們還邀請(qǐng)電氣設(shè)備制造廠家和電力生產(chǎn)一線的技術(shù)能手,為學(xué)生進(jìn)行操作示范,如視頻庫中的“故障錄波器的調(diào)試”就是這樣拍攝完成的。
為了提高學(xué)生對(duì)電力系統(tǒng)分析理論和實(shí)踐應(yīng)用的結(jié)合能力,增強(qiáng)就業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力,并拓展對(duì)電力企業(yè)服務(wù)和培訓(xùn)的空間,2011年底我們完成了針對(duì)本教材配套的“電力系統(tǒng)分析仿真教學(xué)軟件”建設(shè),開展了對(duì)實(shí)際電力系統(tǒng)的故障分析仿真和穩(wěn)態(tài)分析仿真的實(shí)踐環(huán)節(jié),這是我們這次立體化教材體系的重要組成部分。
仿真教學(xué)軟件分為以下四個(gè)部分:電力網(wǎng)數(shù)學(xué)模型、電力系統(tǒng)潮流計(jì)算、電力系統(tǒng)有功功率及無功功率的調(diào)整和電力系統(tǒng)的調(diào)壓、電力系統(tǒng)短路電流計(jì)算。“電力系統(tǒng)分析仿真教學(xué)軟件”為學(xué)生提供了實(shí)驗(yàn)和仿真的平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了全界面圖形化、設(shè)備與設(shè)備屬性資源管理化、操作與設(shè)計(jì)人性化和科學(xué)化。它是在基于電力系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖基礎(chǔ)上的集圖形化設(shè)計(jì)、圖形化調(diào)試、圖形化資源管理于一體的軟件,該軟件還具有報(bào)表形式的輸入輸出、利用滑塊特征型來微調(diào)設(shè)備參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)輸入與輸出的保存等功能。
學(xué)生可以利用“電力系統(tǒng)仿真教學(xué)軟件”和實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書對(duì)教材中許多環(huán)節(jié)進(jìn)行計(jì)算和分析,不需要經(jīng)過大量復(fù)雜的公式運(yùn)算,直接在軟件中運(yùn)行即可得到相應(yīng)參數(shù)和結(jié)果,通過顯示和輸出的結(jié)果分析出電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),從而得出正確的處理措施。
四、結(jié)束語
為了檢驗(yàn)《電力系統(tǒng)分析》立體化教材的實(shí)際使用效果,在制定了課程標(biāo)準(zhǔn)和授課計(jì)劃后,我們完成了一整套完整的教學(xué)資料,包括授課計(jì)劃、任務(wù)書、實(shí)施建議、引導(dǎo)文、工作單、教師手冊(cè)、學(xué)生手冊(cè)、習(xí)題集、評(píng)價(jià)表、學(xué)生反饋表等。同時(shí)我們安排了2011-2012下學(xué)期電自專業(yè)教學(xué)改革試點(diǎn)班,按照新建的《電力系統(tǒng)分析》立體化教材體系進(jìn)行理論實(shí)訓(xùn)一體化教學(xué),利用工作任務(wù)驅(qū)動(dòng)的六步教學(xué)法進(jìn)行實(shí)施,并注意充分運(yùn)用教學(xué)仿真軟件、多媒體課件、視頻庫、實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書等各種教學(xué)資源。實(shí)踐證明,利用立體化的《電力系統(tǒng)分析》教材體系和配套的新型教學(xué)方法,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實(shí)際動(dòng)手能力。教學(xué)實(shí)施中,學(xué)生對(duì)《電力系統(tǒng)分析》立體化教材體系使用情況和意見反饋普遍良好。
參考文獻(xiàn):
作者簡(jiǎn)介:朱慧(1980-),女,山東定陶人,青島科技大學(xué)自動(dòng)化與電子工程學(xué)院,講師。(山東 青島 266042)
中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2014)09-0064-02
“電力系統(tǒng)分析”是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的一門專業(yè)骨干基礎(chǔ)課程,是學(xué)習(xí)其他后續(xù)課程(如“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)”、“電力系統(tǒng)自動(dòng)化”、“電力系統(tǒng)微機(jī)繼電保護(hù)”)的基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)這門課程需掌握電路、電機(jī)、電磁場(chǎng)和高等數(shù)學(xué)等方面的知識(shí),所涉及的知識(shí)面廣,理論性強(qiáng),又包含大量的計(jì)算和畫圖,學(xué)生學(xué)起來抽象、難理解,會(huì)影響后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。近年來,隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展,電力系統(tǒng)的規(guī)模日益增大,新技術(shù)不斷被應(yīng)用到該領(lǐng)域中,迫切需要新的教學(xué)方法來適應(yīng)電力系統(tǒng)發(fā)展對(duì)課堂教學(xué)的要求。ETAP是電力系統(tǒng)運(yùn)行分析的專業(yè)仿真軟件,它提供完整的圖形化編輯器,以簡(jiǎn)潔的方式對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行建模,且能快速準(zhǔn)確地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析,分析結(jié)果能以多種形式直觀地輸出。若在課堂教學(xué)中引入ETAP仿真軟件,將有助于學(xué)生直觀系統(tǒng)、深入地學(xué)習(xí)“現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析”課程。而“電力系統(tǒng)分析”教學(xué)中引入ETAP仿真軟件輔助教學(xué),目前國(guó)內(nèi)處于開始階段,僅有有限高校引進(jìn)并開始使用ETAP仿真軟件輔助教學(xué),是一個(gè)新的發(fā)展趨勢(shì)。本文針對(duì)ETAP仿真軟件和教學(xué)緊密結(jié)合以提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果,進(jìn)行了探討和分析。
一、ETAP仿真軟件介紹
ETAP仿真軟件是美國(guó)OTI公司從1996年開始發(fā)行的第一個(gè)真正32位Windows環(huán)境下電力系統(tǒng)分析計(jì)算應(yīng)用程序,也是全美第一個(gè)特許提供給核電站進(jìn)行電力系統(tǒng)分析的商用軟件。[1]ETAP仿真軟件確立了電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)和分析軟件的標(biāo)準(zhǔn),經(jīng)過多年的開發(fā)與完善,可以提供全圖形的用戶界面,以最簡(jiǎn)潔的方式建立單線圖、阻抗圖、繼電保護(hù)圖、分析計(jì)算圖等100多種不同的圖形。利用用戶界面的編輯工具條,可以很方便地增加、刪除、移動(dòng)和連接元件,放大、縮小和翻轉(zhuǎn)圖形,顯示或隱藏網(wǎng)絡(luò),在用戶界面上點(diǎn)擊元件后可直接輸入元件的各類參數(shù)、屬性及運(yùn)行狀態(tài)等,使用起來非常方便靈活。[2]
ETAP軟件還具有強(qiáng)大的計(jì)算分析和設(shè)計(jì)功能,可以進(jìn)行潮流計(jì)算、短路計(jì)算、繼電保護(hù)配合、諧波分析、暫態(tài)分析、電機(jī)起動(dòng)分析、接地網(wǎng)設(shè)計(jì)和低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等。ETAP軟件可以將分析結(jié)果以直接顯示、文本報(bào)告的形式、曲線的形式等多種形式直觀地輸出。[3]因此,ETAP仿真軟件其良好的人機(jī)界面、強(qiáng)大的計(jì)算分析和設(shè)計(jì)功能、直觀簡(jiǎn)單的電氣操作等優(yōu)點(diǎn)在我國(guó)電力系統(tǒng)行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。特別是近年來,隨著我國(guó)電力系統(tǒng)事業(yè)的發(fā)展,電力系統(tǒng)的容量及單機(jī)容量越大,電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜,學(xué)習(xí)、掌握優(yōu)秀的電力系統(tǒng)仿真軟件ETAP,將對(duì)電力系統(tǒng)規(guī)劃、分析與實(shí)時(shí)監(jiān)控等有很大的幫助。[4]一些高校為了學(xué)生更加系統(tǒng)、深入地學(xué)習(xí)電力系統(tǒng)分析課程,以及在畢業(yè)后能盡快地適應(yīng)工作需要,引入了ETAP仿真軟件。
二、ETAP軟件仿真與課堂授課的結(jié)合
在引進(jìn)ETAP軟件之后,結(jié)合多年的課堂教學(xué)經(jīng)驗(yàn),對(duì)“電力系統(tǒng)分析”課程中的若干關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行了仿真教學(xué)案例設(shè)計(jì),并應(yīng)用于課堂教學(xué)。電力系統(tǒng)的電壓調(diào)節(jié)方法是“電力系統(tǒng)分析”課程的重要內(nèi)容,下面就以這部分內(nèi)容為例,講解ETAP軟件仿真與課堂授課的結(jié)合。
1.理論分析
在圖1所示的電力系統(tǒng)中,分別采用改變變壓器變比、改變無功功率分布的方法調(diào)節(jié)母線3的電壓。畫出系統(tǒng)的等值電路,如圖2所示。等值電路中,變壓器的勵(lì)磁支路和電纜線路的導(dǎo)納支路都略去。變壓器歸算到低壓側(cè)的阻抗為ZT,線路的阻抗為Zl。按照“電力系統(tǒng)分析”課程中變壓器等值電路與參數(shù)計(jì)算的理論分析,參數(shù)計(jì)算如下:,
,通過以上兩式計(jì)算得到:。電纜阻抗參數(shù)為。變壓器和線路的總阻抗為,系統(tǒng)中的負(fù)荷。母線1的電壓為35kV,且保持不變,則理想變壓器二次繞組的電壓為11kV,線路和變壓器阻抗上的壓降,母線3的電壓,以百分?jǐn)?shù)形式表示。[5]
通過以上公式推導(dǎo)、計(jì)算,求得母線3的電壓為95.8%。很顯然,此電壓偏低,若通過并聯(lián)靜電電容器的方法改變其功率分布,需要計(jì)算并聯(lián)的靜電電容器應(yīng)該提供的無功功率,才能將其電壓提高到98%。根據(jù)靜電電容器無功功率計(jì)算公式,求得。[6]經(jīng)過以上的理論分析可知,為將母線3的電壓升高到98%,并聯(lián)的靜電電容器需提供1.7Mvar的無功功率。
若通過改變變壓器分接頭進(jìn)而改變其變比的方法將母線3的電壓提高到98%,需要通過計(jì)算選擇合適的變壓器分接頭。系統(tǒng)中的變壓器有五個(gè)分接頭,此時(shí)接在主接頭上,母線3的電壓為95.8%,現(xiàn)若將母線3的電壓提高到98%,分接頭電壓應(yīng)為,因35-2.5%分接頭對(duì)應(yīng)的電壓為34.125kV,與此分接頭的電壓最接近,因此為使母線3的電壓提高到98%,分接頭改接到35-2.5%。
以上是電力系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)方法的理論分析,整個(gè)過程中學(xué)生接觸到的只有數(shù)字和公式,普遍反應(yīng)抽象、難以理解,若此時(shí)通過ETAP軟件仿真分析一下,增加學(xué)生對(duì)電壓調(diào)節(jié)方法的感性認(rèn)識(shí),將會(huì)使電壓調(diào)節(jié)過程變得更加直觀、具體和豐富有趣,達(dá)到最好的教學(xué)效果,從而大大調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性,激發(fā)學(xué)習(xí)本門課程的興趣。
2.ETAP軟件仿真分析
首先建立該系統(tǒng)的ETAP軟件仿真模型,模型中無窮大功率電源用等效電網(wǎng)U1表示,母線1對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)設(shè)為平衡節(jié)點(diǎn),負(fù)荷1和2分別用電動(dòng)機(jī)Mtr3和等效負(fù)荷Lump3表示,并設(shè)置好各元件的參數(shù)。下面只需點(diǎn)擊潮流分析功能模塊按鈕,再點(diǎn)擊運(yùn)行潮流按鈕,即可進(jìn)行潮流仿真分析。分析結(jié)果在建模圖上直觀顯示輸出,如圖3所示,母線3的電壓為95.81%,與理論分析結(jié)果一致。不過,此電壓值偏低,為改善電壓質(zhì)量,現(xiàn)在通過改變功率分布的方式調(diào)節(jié)母線3的電壓。將靜電電容器并聯(lián)在母線上,設(shè)置好其參數(shù),進(jìn)行ETAP軟件潮流仿真分析,其結(jié)果如圖4所示。從該圖中可以看出,并聯(lián)靜電電容器后,母線3的電壓升高到98%,此時(shí)并聯(lián)電容器提供的無功功率恰好為1700kvar,與前面的理論分析結(jié)果一致。
下面通過改變變壓器變比來進(jìn)行調(diào)壓的ETAP仿真分析。原來變壓器分接頭接在主接頭上,通過剛才的潮流仿真分析結(jié)果看到,對(duì)應(yīng)母線3的電壓為95.81%。根據(jù)剛才的理論分析,為將母線3的電壓升高到98%,需將其分接頭改接到35-2.5%上。在ETAP軟件中,改變變壓器的分接頭為35-2.5%,如圖5所示。對(duì)改變變壓器分接頭后的系統(tǒng)進(jìn)行ETAP軟件潮流仿真分析,其分析結(jié)果如圖6所示。從圖中可以直觀地看到,此時(shí)母線3的電壓為98.03%,其電壓質(zhì)量提高,和理論分析結(jié)果一致。
從上面的分析可以看到,對(duì)于電力系統(tǒng)的電壓調(diào)節(jié)方法這部分內(nèi)容,傳統(tǒng)授課方式往往以繁瑣的公式推導(dǎo)結(jié)合抽象的數(shù)學(xué)描述進(jìn)行講解,學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)感覺抽象、枯燥,難以深刻理解并掌握。對(duì)于這部分內(nèi)容,充分利用ETAP仿真軟件,多角度地對(duì)電壓調(diào)節(jié)方法進(jìn)行較為全面的論述和論證演示,不僅可以直觀地看到系統(tǒng)原來的運(yùn)行狀態(tài),也可以看到并聯(lián)電容器和變壓器變比改變后系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),很顯然系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)得到了改善,電壓質(zhì)量得到了提高。整個(gè)仿真過程很直觀,這樣有助于學(xué)生對(duì)重點(diǎn)和難點(diǎn)部分的理解,同時(shí)激發(fā)了學(xué)習(xí)本門課程的興趣,獲得不錯(cuò)的教學(xué)效果。
三、結(jié)論
ETAP仿真軟件能很方便地對(duì)各種電力系統(tǒng)進(jìn)行建模,快速準(zhǔn)確地對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行多種不同運(yùn)行方式下的仿真分析,且能對(duì)比不同運(yùn)行方式下的結(jié)果,豐富課堂內(nèi)容和教學(xué)形式,使學(xué)生更加深刻理解電力系統(tǒng)的運(yùn)行。
本文探討了ETAP仿真軟件在教學(xué)中的應(yīng)用,通過ETAP軟件仿真演示,使得相關(guān)教學(xué)內(nèi)容實(shí)現(xiàn)了直觀可視化效果,增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的感性認(rèn)識(shí)。教學(xué)效果反饋也表明學(xué)生對(duì)相關(guān)概念方法的理解更加迅速、概念更加清晰,充分體現(xiàn)了ETAP仿真軟件在課程教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)。同時(shí),ETAP仿真軟件的學(xué)習(xí),使學(xué)生真正具備運(yùn)用理論知識(shí)對(duì)電力系統(tǒng)仿真分析和計(jì)算的能力,有助于學(xué)生成為電力系統(tǒng)方面的工程技術(shù)、研究復(fù)合型人才,為以后從事電氣工程設(shè)計(jì)、運(yùn)行、分析、控制和保護(hù)等工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
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中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2017)01-0191-02
一、緒論
電力系統(tǒng)分析是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)一門重要的專業(yè)必修課程,主要包括穩(wěn)態(tài)分析和暫態(tài)分析,涉及潮流計(jì)算、短路計(jì)算和穩(wěn)定性計(jì)算這三大模塊。[1]由于涉及大量計(jì)算,該門課程理論性非常強(qiáng),要求學(xué)生具備一定的高數(shù)、線性代數(shù)、復(fù)變函數(shù)等數(shù)學(xué)基礎(chǔ);同時(shí)還要求學(xué)生先修電路原理、電機(jī)學(xué)等電氣專業(yè)課程,必備相應(yīng)的電氣理論知識(shí)。此外,作為一門與實(shí)際電力系統(tǒng)聯(lián)系緊密的專業(yè)課程,在學(xué)習(xí)本門課程時(shí)也要求學(xué)生具有工程思維,在理論計(jì)算中融入工程實(shí)際,達(dá)到理論與實(shí)踐的相互融合、相得益彰。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中,該門課程側(cè)重于理論知識(shí)的學(xué)習(xí),比如物理概念的闡述、公式的推導(dǎo)、定理的解釋等,使得學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)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(shí)際電力系統(tǒng)設(shè)備裝置等,無法將工程思維融入理論的闡述和推導(dǎo)中,最終導(dǎo)致學(xué)生無法深刻理解理論知識(shí),致使該門課程教學(xué)效果大打折扣。隨著教學(xué)模式的不斷發(fā)展,教育工作者深刻認(rèn)識(shí)到實(shí)踐在教學(xué)中的重要地位,并進(jìn)行了大量的實(shí)踐教學(xué)探索,取得了較好的教學(xué)效果。然而,目前的電力系統(tǒng)分析實(shí)踐教學(xué)多通過參觀實(shí)習(xí)的方式進(jìn)行,這種教學(xué)方式存在諸多問題:如與理論學(xué)習(xí)脫節(jié),學(xué)生只注重實(shí)踐而難以聯(lián)系理論知識(shí)、淺嘗輒止難以深入等問題。與此同時(shí),以往電力分析課程的成績(jī)?cè)u(píng)定方式也注重學(xué)生邏輯思維的培養(yǎng)和鍛煉,而作為一門與工程實(shí)踐聯(lián)系緊密的課程,如果沒有對(duì)電力設(shè)備有直觀的認(rèn)識(shí),很難以學(xué)習(xí)并理解相應(yīng)的理論知識(shí)。因此,教育工作者不斷探尋能夠?qū)崿F(xiàn)電力系統(tǒng)分析理論與實(shí)踐更好地結(jié)合起來從而大大提高其教學(xué)效果的教學(xué)模式和方法。
2008年加拿大人Dave Cormier與Bryan Alexander聯(lián)合提出的慕課(MOOCs)的概念,慕課是大規(guī)模在線開放課程教育平臺(tái)(Massive Open Online Courses)的簡(jiǎn)稱。[2]慕課一經(jīng)提出,便呈井噴式發(fā)展,美國(guó)《紐約時(shí)報(bào)》發(fā)文稱2012年為“慕課元年”。[3]許多著名專家一致認(rèn)為慕課是“印刷術(shù)發(fā)明以來教育最大的革新”,并呈現(xiàn)“未來教育”的曙光。[4]作為一種新型的教學(xué)模式,慕課具有許多傳統(tǒng)教學(xué)模式所無法比擬的優(yōu)點(diǎn):1)不受時(shí)空限制,學(xué)生可以隨時(shí)隨地進(jìn)行相關(guān)課程的學(xué)習(xí);2)授課形式多樣化,充分運(yùn)用多種手段比如動(dòng)畫、視頻、微課程和小測(cè)試等,使得教學(xué)深入淺出,更加可以發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性;3)互動(dòng)教學(xué),形成強(qiáng)大的論壇或?qū)W習(xí)社區(qū),更好地促進(jìn)教師與學(xué)生間的互動(dòng)教學(xué)和學(xué)生間的協(xié)同學(xué)習(xí)。[5]因此,如果將慕課理念引入電力系統(tǒng)分析課程的教學(xué)中并實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)和工程實(shí)踐的高度融合,將大大促進(jìn)該門課程教學(xué)的發(fā)展,增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,也為該門課程的教學(xué)變革提供一個(gè)可行的方向。
二、存在的問題
目前,將慕課教學(xué)理念引入電力系統(tǒng)分析這門課程主要存在三個(gè)問題:[6]
(一)缺乏生動(dòng)的慕課素材
目前網(wǎng)上有關(guān)電力系統(tǒng)分析的慕課只不過是課堂教學(xué)的錄像視頻。然而,作為一種新型的、顛覆性的教學(xué)新模式,慕課不僅是傳統(tǒng)課題教學(xué)的錄像,而是涉及將知識(shí)以更加生動(dòng)、豐富、互動(dòng)性強(qiáng)的方式傳授給學(xué)生,啟發(fā)學(xué)生發(fā)散思維,激發(fā)起內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī),更好地培養(yǎng)學(xué)生的自主性、主動(dòng)性。因此,電力系統(tǒng)分析課程的慕課制作需要專業(yè)教師、課件設(shè)計(jì)師、攝影師以及IT專家等專業(yè)人士的團(tuán)隊(duì)工作和共同努力。如何適應(yīng)大學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)和心理成長(zhǎng)結(jié)構(gòu),制作出適應(yīng)大學(xué)生在線學(xué)習(xí)的慕課課件是其中一項(xiàng)極為關(guān)鍵的工作。
(二)缺乏高效的課堂教學(xué)模式
傳統(tǒng)課堂教學(xué)屬于單向“填鴨式”模式,師生之間缺乏互動(dòng)和交流,致使學(xué)生被動(dòng)接受死知識(shí),信息流通不對(duì)稱,最終造成大學(xué)生“思考力”喪失。而單獨(dú)慕課教學(xué)則會(huì)造成同學(xué)之間、師生交流不足,容易導(dǎo)致個(gè)體固步自封,思想僵化。大學(xué)不僅僅是一個(gè)傳遞知識(shí)的地方,更重要的是培養(yǎng)能量和傳遞情感的地方。大學(xué)同學(xué)之間共同生活以及教師的言傳身教,都將對(duì)學(xué)生的人格塑造和綜合素質(zhì)提高產(chǎn)生不可估量的影響。[7]因此,尋找一種能夠正確結(jié)合傳統(tǒng)課堂教學(xué)和現(xiàn)代慕課的新型課堂教學(xué)模式,充分發(fā)揮傳統(tǒng)教學(xué)和慕課教學(xué)各自的優(yōu)勢(shì),對(duì)于電力系統(tǒng)分析課程課堂教學(xué)發(fā)展具有重要的意義。
(三)缺乏科學(xué)的學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)定方式
傳統(tǒng)教學(xué)多采用考試或者考核等方式對(duì)學(xué)生成績(jī)進(jìn)行評(píng)定,由于缺乏對(duì)學(xué)習(xí)過程的跟蹤評(píng)價(jià),導(dǎo)致大部分同學(xué)以結(jié)果導(dǎo)向性方式進(jìn)行學(xué)習(xí),多表現(xiàn)為考前突擊、重點(diǎn)突擊等方式,缺乏對(duì)電力系統(tǒng)分析課程的系統(tǒng)性全面把握,使得教學(xué)效果大大折扣。而慕課多采用計(jì)算機(jī)評(píng)估、學(xué)生互評(píng)、網(wǎng)絡(luò)考試等方式評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,但這種方式缺乏思維能力、思考力的培養(yǎng),無法全面評(píng)價(jià)學(xué)生的成績(jī)。因此,如何統(tǒng)籌考慮傳統(tǒng)教學(xué)和現(xiàn)代慕課的各自優(yōu)勢(shì),并將之應(yīng)用于電力系統(tǒng)分析課程的成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系中,是慕課成功應(yīng)用于電力系統(tǒng)分析教學(xué)改革的關(guān)鍵所在。
三、應(yīng)對(duì)措施
針對(duì)慕課在電力系統(tǒng)分析課程中存在的問題,我們主要從如下三個(gè)方面進(jìn)行針對(duì)性探索:
(一)慕課制作
以“復(fù)雜電力系統(tǒng)潮流計(jì)算的牛頓-拉夫遜算法”這一章節(jié)為例進(jìn)行慕課制作?;谀K化、層次化等思維,采用圖表、動(dòng)畫等多種方法精心制作PPT課件;優(yōu)選教學(xué)名師,開展多種形式課堂授課;優(yōu)選專業(yè)優(yōu)質(zhì)慕課制作團(tuán)隊(duì),制作高質(zhì)量在線慕課課程。
慕課主體部分是課堂視頻,通常視頻的時(shí)間限定為8-10分鐘,視頻分成多個(gè)段落,段落之間設(shè)置問題等形式以測(cè)試學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握,然后在下一段落系統(tǒng)自動(dòng)給出反饋。
(二)課堂教學(xué)模式變革
采用先觀看慕課視頻,學(xué)生自主思考、分組討論深化理解知識(shí)點(diǎn);然后針對(duì)課程難點(diǎn)和重點(diǎn),教師采用傳統(tǒng)課堂教學(xué)方式講解并進(jìn)行師生互動(dòng)的方式。課堂教學(xué)的核心以問題為導(dǎo)向,啟發(fā)學(xué)生自主性思考;遵循科學(xué)探索規(guī)律,循序漸進(jìn)引入課堂理論知識(shí);結(jié)合工程思維,理論聯(lián)系實(shí)際,拓寬和加深學(xué)生思考方式;引入互動(dòng)-對(duì)辯模式,引導(dǎo)學(xué)生積極參與課堂學(xué)習(xí),使學(xué)生成為課堂教學(xué)的主人而不是被動(dòng)接受者。
(三)學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)定方式改革
采用傳統(tǒng)考試與過程評(píng)價(jià)相結(jié)合的方式進(jìn)行學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)定,在過程評(píng)價(jià)中重點(diǎn)考察能力鍛煉、課堂互動(dòng)、實(shí)踐應(yīng)用等多個(gè)因素,合理選擇權(quán)重系數(shù),如30%+30%+40%的比例系數(shù)計(jì)算學(xué)生最終過程成績(jī);然后通過傳統(tǒng)考試方式考察學(xué)生對(duì)重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)、定理、物理內(nèi)涵的理解和掌握。此外,可以科學(xué)引入自評(píng)和互評(píng)環(huán)節(jié),引導(dǎo)學(xué)生積極準(zhǔn)確評(píng)價(jià)自己及他人,在自我認(rèn)識(shí)和與比他人的比對(duì)中不斷提升自我。在未來的成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)中將合理納入多種評(píng)價(jià)機(jī)制,綜合評(píng)估學(xué)生表現(xiàn)。
四、結(jié)語
本文綜合考慮電力系統(tǒng)分析課程的內(nèi)容屬性以及慕課教學(xué)的先進(jìn)理念,將慕課教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)模式相結(jié)合,發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)和特長(zhǎng),主要從慕課課程制作、課堂教學(xué)模式變革、學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)定方式改革等三個(gè)方面闡述了慕課教學(xué)在電力系統(tǒng)分析課程中遇到的困境和難題,并給出了相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施,對(duì)于促進(jìn)電力系統(tǒng)分析課程教學(xué)模式的發(fā)展具有重要的促進(jìn)作用,也為其他課程的教學(xué)改革提供了一個(gè)可能的探索方向。當(dāng)然,慕課教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)模式大的深刻融合還有大量工作需要繼續(xù)深入開展,我們也將不斷、積極主動(dòng)地開展這方面的教學(xué)和研究工作。
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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