時(shí)間：2023-02-25 01:08:42
開(kāi)篇：寫(xiě)作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電力系統(tǒng)分析，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
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)
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(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、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(xiàn)路單元、微機(jī)線(xiàn)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(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(xiàn)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(xiàn)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。
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）.
[2]張雪萍，李裕等.電力系統(tǒng)分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索[J].西部素質(zhì)教育，2015，1（10）.
關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)分析；教學(xué)研究；仿真；編程
1 引言
《電力系統(tǒng)分析》主要研究電力系統(tǒng)在正常及故障情況下的運(yùn)行狀態(tài)，包含電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析、電力系統(tǒng)暫態(tài)分析和電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析三部分內(nèi)容，是電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)理論解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力起著非常重要的作用。由于該課程具有理論性強(qiáng)、工程性強(qiáng)、涉及面廣的特點(diǎn)，學(xué)習(xí)難度大，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高。近年來(lái)，將多媒體技術(shù)引入課堂教學(xué)已成為一種趨勢(shì)，采用多媒體課件配合板書(shū)的教學(xué)方法，使得教學(xué)更加具體化、形象化，在一定程度上提高了課堂教學(xué)效果。
隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的不斷發(fā)展，各種仿真軟件的日益廣泛應(yīng)用給專(zhuān)業(yè)課的教學(xué)提供了現(xiàn)代化的教學(xué)手段，MATLAB就是其中之一。自上世紀(jì)80年代問(wèn)世以來(lái)，MATLAB以其高性能的數(shù)值計(jì)算和可視化的圖形繪制功能以及簡(jiǎn)單易學(xué)的編程方式迅速成為應(yīng)用于多學(xué)科的大型軟件。將MATLAB的數(shù)值分析功能、矩陣計(jì)算功能和可視化的Simulink仿真功能應(yīng)用于《電力系統(tǒng)分析》課程的潮流計(jì)算和短路分析教學(xué)中，已成為《電力系統(tǒng)分析》課程教學(xué)改革的一個(gè)重要方面。
2 MATLAB在《電力系統(tǒng)分析》教學(xué)中的應(yīng)用
2.1基于MATLAB的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算——節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的形成
潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析的重要內(nèi)容，也是計(jì)算系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定和靜態(tài)穩(wěn)定的基礎(chǔ)。潮流計(jì)算的方法有很多，其本質(zhì)都是對(duì)一組多元非線(xiàn)性方程進(jìn)行求解，其解法都離不開(kāi)迭代。潮流計(jì)算中需要先形成網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納（阻抗）矩陣，如果采用手工計(jì)算，即使節(jié)點(diǎn)數(shù)不多的系統(tǒng)也仍然有相當(dāng)大的工作量，只有應(yīng)用計(jì)算機(jī)才能快速而準(zhǔn)確地完成這些計(jì)算任務(wù)。下面為潮流計(jì)算中節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的形成程序：
n=input（'請(qǐng)輸入節(jié)點(diǎn)數(shù)：n='）；
n1=input（'請(qǐng)輸入支路數(shù)：n1='）；
B=input（'請(qǐng)輸入由支路參數(shù)形成的矩陣：B='）；
X=input（'請(qǐng)輸入由節(jié)點(diǎn)號(hào)及其對(duì)地阻抗形成的矩陣：X='）；
Y=zeros（n）；
for i=1：n
if X（i，2）=～0；
p=X（i，1）；
Y（p，p）=1./X（i，2）；
end
end
for i=1：n1
if B（i，6）==0
p=B（i，1）；q=B（i，2）；
else
p=B（i，2）；q=B（i，1）；
end
Y（p，q）=Y（p，q）-1./（B（i，3）*B（i，5））；
Y（q，p）=Y（p，q）；
Y（q，q）=Y（q，q）+1./（B（i，3）*B（i，5）^2）+B（i，4）./2；
Y（p，p）=Y（p，p）+1./B（i，3）+B（i，4）./2；
end
disp（Y）
根據(jù)所給系統(tǒng)圖，輸入網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)、支路數(shù)及參數(shù)矩陣B和X之后，即可形成應(yīng)用于潮流計(jì)算程序的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣。
2.2采用Simulink/PSB進(jìn)行電力系統(tǒng)短路仿真分析
1998年推出的MATLAB5.2在Simulink中增加了電力系統(tǒng)模塊庫(kù)PSB（Power System Block）。PSB主要由六個(gè)子模塊庫(kù)組成，涵蓋了電路、電力電子、電氣傳動(dòng)和電力系統(tǒng)等學(xué)科中常用的基本元件，可以對(duì)非線(xiàn)性、剛性和非連續(xù)系統(tǒng)進(jìn)行非常精確的仿真。
如圖為某恒壓源系統(tǒng)突然短路的仿真模型。
將故障發(fā)生器設(shè)置為三相短路，故障時(shí)間為（0.01-0.05）s，得到如下仿真波形：
可見(jiàn)，無(wú)窮大電源系統(tǒng)短路時(shí)，電源端電壓只有一些波動(dòng)，沒(méi)有發(fā)生顯著變化。短路點(diǎn)三相電流有效值相等，為對(duì)稱(chēng)短路。
類(lèi)似地建立同步電機(jī)三相短路模型，仿真后將結(jié)果與上例進(jìn)行比較，可使學(xué)生更加深刻地理解這兩種系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)的電磁暫態(tài)過(guò)程。
改變短路故障發(fā)生器的選項(xiàng)設(shè)置，可以得到兩相短路、單相接地等不同類(lèi)型短路故障時(shí)的電壓、電流波形。
3 結(jié)論
在《電力系統(tǒng)分析》課程教學(xué)中引入MATLAB/PSB對(duì)潮流計(jì)算、短路故障等重要內(nèi)容進(jìn)行輔助分析，具有形象直觀、交互性能好等優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)電力系統(tǒng)分析教學(xué)的不足，使學(xué)生加強(qiáng)了對(duì)理論知識(shí)的理解，激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣，很好地提高了教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn)：
[1]孟祥萍.電力系統(tǒng)分析[M].北京：高等教育出版社，2004.
[2]吳天明.MATLAB電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2004.
[3]徐敏.MATLAB在《電力系統(tǒng)分析》教學(xué)中的應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào)，2010，22（3）：152-155.
關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)分析計(jì)算并行處理分 布式處理
中圖分類(lèi)號(hào)：F470.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
引言：
并行處理是一種極有發(fā)展前途的技術(shù)。復(fù)雜故障計(jì)算是電力系統(tǒng)仿真計(jì)算中最重要、計(jì)算量最大的部分之一,己經(jīng)成為大型電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真的瓶頸。由于求解故障端口間等值阻抗的復(fù)雜性, 傳統(tǒng)方法不適用于并行處理。作者提出了一種可用于大型電力系統(tǒng)數(shù)字仿真的復(fù)雜故障并行計(jì)算方法。算法中采用了故障處理局部化、降維網(wǎng)絡(luò)方程的構(gòu)造和線(xiàn)性方程組并行處理等多種技術(shù), 以減少并行計(jì)算量和通訊量。
1 并行處理技術(shù)概述
并行處理僅有不足20 年的歷史, 是半個(gè)世紀(jì)來(lái)在微電子、印刷電路、高密度封裝技術(shù)、高性能處理機(jī)、存儲(chǔ)系統(tǒng)、設(shè)備、通信通道、語(yǔ)言開(kāi)發(fā)、編譯技術(shù)、操作系統(tǒng)、程序設(shè)計(jì)環(huán)境和應(yīng)用問(wèn)題等研究和工業(yè)發(fā)展的產(chǎn)物。并行處理已成為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)之一, 并以不同的方式, 在不同的級(jí)別上滲透到其他應(yīng)用領(lǐng)域。
計(jì)算機(jī)應(yīng)用可以歸納為向上升級(jí)的4 類(lèi): 數(shù)據(jù)處理、信息處理、知識(shí)處理和智能處理。無(wú)論是哪種處理, 都具有能同時(shí)進(jìn)行運(yùn)算或操作的特性, 稱(chēng)為并行性。并行性在不同的處理級(jí)別中可表現(xiàn)為多種形式, 如先行方式, 流水方式, 向量化、并發(fā)性、同時(shí)性、數(shù)據(jù)并行性、劃分、交叉、重疊、多重性、重復(fù)、時(shí)間共享、空間共享、多任務(wù)處理、多道程序、多線(xiàn)程方式和分布式計(jì)算。開(kāi)發(fā)并行性的目的是為了能用并行處理來(lái)提高計(jì)算機(jī)的求解效率。并行處理是通過(guò)兩個(gè)或多個(gè)處理器以及處理器之間的通信系統(tǒng)的協(xié)作完成問(wèn)題的求解。它著重于發(fā)掘被求解問(wèn)題中的并行性, 使其達(dá)到較高的級(jí)別。
分布式處理是利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)并行處理的一種技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)中各計(jì)算機(jī)以并行方式共同完成某項(xiàng)事務(wù)處理, 或?qū)⒁粋€(gè)大處理流程分開(kāi)由各點(diǎn)計(jì)算機(jī)處理, 在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各計(jì)算機(jī)彼此能相互存取信息和尋址, 多個(gè)計(jì)算機(jī)同時(shí)工作這一點(diǎn)對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)是透明的。
并行處理技術(shù)是硬件、軟件、語(yǔ)言、算法、性能評(píng)價(jià)等多方面技術(shù)的綜合。可以分為: 并行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、并行算法、并行操作系統(tǒng)、并行語(yǔ)言及其編譯系統(tǒng)等。
并行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究以何種方式將眾多的處理機(jī)與存儲(chǔ)系統(tǒng)、1/ 0 系統(tǒng)組成一個(gè)完整的并行處理系統(tǒng)的技術(shù)問(wèn)題, 如硬件的器件和互聯(lián)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇, 同步通信機(jī)制的設(shè)置, 以及并行軟件的配置等。并行操作系統(tǒng)用于支持并行處理, 實(shí)現(xiàn)進(jìn)程(或線(xiàn)程) 間的通信和負(fù)載均衡等問(wèn)題。目前并行操作系統(tǒng)主要有多處理機(jī)并行操作系統(tǒng)和多計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)。
2 并行處理技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
2.1 在潮流問(wèn)題中的應(yīng)用
潮流問(wèn)題描述了電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)情況, 因而潮流公式或經(jīng)過(guò)一些修改的潮流公式是優(yōu)化潮流和暫態(tài)穩(wěn)定等重要問(wèn)題的基本成分。一個(gè)有效的潮流并行化方法同樣也會(huì)有助于加快其它問(wèn)題的求解, 因而早期關(guān)于并行處理在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的研究主要集中于并行化潮流問(wèn)題的求解上。雖然問(wèn)題并沒(méi)有解決, 但近年來(lái)關(guān)于這方面的報(bào)道明顯減少了。
潮流計(jì)算是求解一組由潮流方程描述的非線(xiàn)性代數(shù)方程。傳統(tǒng)的串行解法充分利用了稀疏矩陣技術(shù)、三角分解前代/ 回代技術(shù)、節(jié)點(diǎn)優(yōu)化編號(hào)技巧和快速分解法, 使得潮流計(jì)算已經(jīng)能夠在線(xiàn)運(yùn)行, 從而大大減小了并行化潮流計(jì)算的動(dòng)力。
已有的并行化潮流計(jì)算的許多工作都集中在并行化三角分解、前代/ 回代上, 如: 通過(guò)對(duì)矩陣的重新組合分塊來(lái)發(fā)掘并行性; 降低由最大因子路徑長(zhǎng)度決定的順序執(zhí)行步數(shù); 采用適合于向量機(jī)的向量化算法; 多重因子分解方案和稀疏逆因子方案; 基于電力系統(tǒng)運(yùn)行模式及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的潮流并行算法; 利用超立方體結(jié)構(gòu)尋找穩(wěn)態(tài)穩(wěn)定大矩陣的特征值和特征向量。在超立方體結(jié)構(gòu)并行機(jī)上的一個(gè)實(shí)踐表明, 快速分解牛頓潮流法的并行算法可以獲得近似10 的加速比。在B al a nc e 和A li a nt 共享內(nèi)存并行機(jī)上, 松弛牛頓法也可以獲得幾乎相同的加速比腳。
2. 2 在電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定中的應(yīng)用
電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析需要求解描述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的時(shí)變微分方程和描述電網(wǎng)的代數(shù)方程, 這組微分代數(shù)方程(D A E ) 具有多種非線(xiàn)性, 數(shù)值方法中的逐步積分法被用來(lái)獲得時(shí)域解。如果通過(guò)并行處理技術(shù), 能極大地提高速度, 在線(xiàn)暫態(tài)穩(wěn)定分析也將具有很好前景。
將暫態(tài)穩(wěn)定問(wèn)題并行化有兩個(gè)途徑: 1. 將系統(tǒng)的變量分組, 稱(chēng)為( 變量) 空間并行化; 2.使幾個(gè)時(shí)間段可以同時(shí)求解, 稱(chēng)為時(shí)間并行化。非常明顯的空間并行化是將微分方程分解成每個(gè)發(fā)電機(jī)一組的多個(gè)方程組, 而由代數(shù)方程提供它們之間的藕合。時(shí)間上的并行是形成每個(gè)時(shí)間段的牛頓方程, 然后同時(shí)求解。龍格庫(kù)塔法和隱式積分法也被并行化過(guò), 但問(wèn)題的分解和隨之而來(lái)的松弛會(huì)產(chǎn)生許多新的變量, 使求解復(fù)雜化。有的先將網(wǎng)絡(luò)方程分解, 然后在微分方程或差分化的方程組上實(shí)施松弛法, 如對(duì)微分方程實(shí)施的波形松弛法。有的將差分化的微分方程和代數(shù)方程一起, 對(duì)每一個(gè)系統(tǒng)變量在所有的時(shí)間段中通過(guò)皮卡德( Pi ca rd ) 松弛法分解并同時(shí)求解, 從而提供在時(shí)間和空間上最大程度并行化的方法。有的在頻域中將暫態(tài)穩(wěn)定問(wèn)題向量化以獲得并行性。上述方法的共同困難是收斂性較差, 通常要經(jīng)過(guò)更多的迭代次數(shù)才能收斂, 有時(shí)甚至難以收斂。
對(duì)暫態(tài)問(wèn)題的細(xì)粒度并行化, 也遇到了許多困難, 所獲得的效果不很理想。為此粗粒度的并行化也被研究過(guò), 如通過(guò)同時(shí)計(jì)算在不同節(jié)點(diǎn)上的故障來(lái)并行化, 當(dāng)S Y R E IJ 穩(wěn)定計(jì)算程序在一個(gè)16 節(jié)點(diǎn)的超立方體計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)時(shí), 可以獲得一個(gè)數(shù)量級(jí)的加速比。與之相似的是在一個(gè)基于D O S 共享內(nèi)存的多處理機(jī)上的實(shí)驗(yàn)也表明, 多區(qū)域可靠性計(jì)算、采用蒙特卡洛法的水電發(fā)電費(fèi)用仿真和針對(duì)不同故障的矯正方案計(jì)算, 是可以被高效并行化的。
3 對(duì)并行處理在電力系統(tǒng)應(yīng)用的若干看法
3.1 充分利用已有的分解/ 聚合技術(shù)
在并行處理成為一個(gè)研究熱點(diǎn)之前, 已經(jīng)從時(shí)間和存儲(chǔ)角度出發(fā), 針對(duì)電力系統(tǒng)的一些問(wèn)題開(kāi)發(fā)了分解/ 聚合的方法, 即將大問(wèn)題分解, 在串行機(jī)上分別求解, 然后聚合得出整個(gè)問(wèn)題的解。所以在并行處理中, 應(yīng)充分利用這些已有的分解/ 聚合技術(shù), 對(duì)所要求解的大問(wèn)題進(jìn)行合理的分解, 調(diào)節(jié)子問(wèn)題間的禍合度、相關(guān)性, 使整個(gè)問(wèn)題的求解效率最高。
3.2 結(jié)合問(wèn)題本質(zhì)選擇合理的并行粒度
由以上分析可知, 在電力系統(tǒng)基本問(wèn)題的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)中, 并沒(méi)有顯著的內(nèi)在的并行性。開(kāi)發(fā)細(xì)粒度的并行算法(如在潮流問(wèn)題中和電磁暫態(tài)問(wèn)題中), 難度很大。并行計(jì)算理論、并行處理系統(tǒng)(硬件、語(yǔ)言、編譯器)等方面的不成熟, 也為開(kāi)發(fā)細(xì)粒度的并行算法造成了障礙。而類(lèi)似于在暫態(tài)穩(wěn)定分析中, 對(duì)不同算例計(jì)算的并行; 能量管理系統(tǒng)中, 基于功能劃分的并行; 系統(tǒng)規(guī)劃中, 基于不同方案的并行等, 都是在粗粒度上的并行, 各并行子問(wèn)題間的相關(guān)性很少或沒(méi)有相關(guān)性, 從而可以獲得很高的并行加速比, 并能充分利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源、計(jì)算機(jī)資源、軟件資源,使系統(tǒng)的性能價(jià)格比較高。
3.3 加強(qiáng)測(cè)試與評(píng)估
以往的研究大部分都集中在并行算法的開(kāi)發(fā)上, 算法在并行處理系統(tǒng)上的測(cè)試很少, 僅有的測(cè)試結(jié)果并不很理想, 在并行加速比的強(qiáng)壯性方面, 也并未提供有價(jià)值的信息。實(shí)際上, 計(jì)算的效率取決于并行算法對(duì)并行處理系統(tǒng)的適應(yīng)程度。對(duì)于一個(gè)特定問(wèn)題的一種并行化方案, 必須在實(shí)際的并行處理系統(tǒng)上對(duì)大量不同的算例進(jìn)行測(cè)試、評(píng)估。
3.4 考慮生產(chǎn)的實(shí)際需要
并行處理的根本目的是以盡可能小的代價(jià)獲得盡可能高的生產(chǎn)效率。并行處理的開(kāi)發(fā)要依據(jù)生產(chǎn)需要, 并不是任何問(wèn)題都需要或適合于并行處理。由于單個(gè)處理器能力的提高, 使得某些問(wèn)題采用串行算法在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上也能滿(mǎn)足要求, 因而對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行并行化研究的實(shí)用價(jià)值就很小。
4 結(jié)語(yǔ)：
并行處理技術(shù)的發(fā)展, 為解決電力系統(tǒng)問(wèn)題提供了一個(gè)頗具吸引力的機(jī)會(huì)。但由于并行處理技術(shù)的研究剛剛起步, 并行處理的理論、軟硬件技術(shù)和有關(guān)并行處理應(yīng)用的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn), 都還在不斷地完善之中, 如何有效地將并行處理技術(shù)同電力系統(tǒng)問(wèn)題結(jié)合起來(lái), 滿(mǎn)足電力生產(chǎn)的需要, 需要認(rèn)真考慮。本文首先簡(jiǎn)述并行處理及其分布式實(shí)現(xiàn), 接著對(duì)并行處理在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。
參考文獻(xiàn)：
1.黃凱.高等計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)— 并行性、可擴(kuò)展性、可編程性. 清華大學(xué)出版社, 廣西科學(xué)技術(shù)出版社, 1 9 9 5
2.張德富. 并行處理技術(shù). 南京大學(xué)出版社, 1 9 9 2
關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)分析；培養(yǎng)目標(biāo)；工程教育認(rèn)證
中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）19-0102-02
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(xiàn)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。
參考文獻(xiàn)：
[1]林健.工程教育認(rèn)證與工程教育改革和發(fā)展[J].高等工程教育研究，2015，（02）：15-19.
[2]夏道止.電力系統(tǒng)分析[M].第二版.北京：中國(guó)電力出版社，2015.
關(guān)鍵詞：課程群建設(shè)；電力系統(tǒng)分析；教學(xué)改革
一、引 言
目前，中國(guó)高等教育正在探索新的教學(xué)模式，以適應(yīng)社會(huì)及人才市場(chǎng)對(duì)大學(xué)生基本素養(yǎng)和專(zhuān)業(yè)技能的需求；各高校總體的改革思路已從過(guò)去偏重理論教學(xué)到理論和實(shí)踐教學(xué)并重，逐步培養(yǎng)基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)、實(shí)踐技能優(yōu)良的專(zhuān)業(yè)人才變化。隨著培養(yǎng)目標(biāo)的調(diào)整，課程體系的建設(shè)則需要新思路和新方法。電力系統(tǒng)分析課程是電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，也是電氣工程學(xué)科的專(zhuān)業(yè)骨干課，本身具有較強(qiáng)的工程實(shí)踐性，在課程體系中地位十分重要。在新形勢(shì)下，如何提高電力系統(tǒng)分析課程教學(xué)效果、提升教學(xué)質(zhì)量是值得深入思考和研究的問(wèn)題。
國(guó)內(nèi)很多高校部分學(xué)科如信號(hào)處理、儀器儀表、電子信息科學(xué)與技術(shù)等專(zhuān)業(yè)課程改變了以往課程設(shè)置過(guò)程中不分課程重點(diǎn)和課程間聯(lián)系、僅僅按照專(zhuān)業(yè)單一設(shè)置課程的缺點(diǎn)，在課程體系建設(shè)過(guò)程中采用了課程群建設(shè)思路，一方面可以突出專(zhuān)業(yè)重點(diǎn)，使得學(xué)生對(duì)本專(zhuān)業(yè)各個(gè)方向認(rèn)識(shí)更加明晰；一方面將專(zhuān)業(yè)課程內(nèi)容得到優(yōu)化與整合，減少課時(shí)，使得學(xué)生用最少時(shí)間掌握本專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能，取得了良好的效果［1］。同樣，也可以嘗試將課程群建設(shè)思路引入電力系統(tǒng)分析課程建設(shè)中去。
二、課程群建設(shè)思路簡(jiǎn)介
課程群建設(shè)是上世紀(jì)90年代出現(xiàn)的課程體系建設(shè)主體思路，起始于北京理工大學(xué)“在課程建設(shè)中應(yīng)當(dāng)以教學(xué)計(jì)劃的整體優(yōu)化為目標(biāo)”教學(xué)改革項(xiàng)目。課程群建設(shè)主要注重“課群”的建設(shè)，“課群”的內(nèi)涵如文獻(xiàn)［2］主要分為以下五種：（1）對(duì)教學(xué)計(jì)劃中具有相互影響、相互間可構(gòu)成完整的教學(xué)內(nèi)容體系的相關(guān)課程進(jìn)行重新規(guī)劃、整合的課程；（2）以專(zhuān)業(yè)某方向中一門(mén)或是一門(mén)以上重點(diǎn)課程為基礎(chǔ)，與相關(guān)或是相近的課程組成結(jié)構(gòu)合理、層次清晰、課程間相互連接式的課程群體；（3）若干門(mén)彼此獨(dú)立而相互密切聯(lián)系的課程；（4）內(nèi)容上具有密切相關(guān)、相承或是互補(bǔ)的多門(mén)課程組成的課群；（5）從屬于某個(gè)學(xué)科、相互間有合理分工、能滿(mǎn)足不同專(zhuān)業(yè)教學(xué)要求的系統(tǒng)化的課程群體。針對(duì)目前電力系統(tǒng)教學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，按照第一種課程群內(nèi)涵整合課程體系比較可行與合理。
三、電力系統(tǒng)分析教學(xué)中存在的問(wèn)題
1.理論課課時(shí)減少與教學(xué)內(nèi)容不變之間存在矛盾
目前，國(guó)內(nèi)許多高校正在向建設(shè)應(yīng)用型大學(xué)方向努力，在這一過(guò)程中，勢(shì)必會(huì)增加實(shí)驗(yàn)課和實(shí)訓(xùn)課程的課時(shí)，而在總課時(shí)不變的情況下，理論課課時(shí)會(huì)大為減少，需要學(xué)生掌握的基礎(chǔ)專(zhuān)業(yè)知識(shí)點(diǎn)和內(nèi)容卻沒(méi)有明確刪減，教師為了確保教學(xué)進(jìn)度，往往不能展開(kāi)講解，這樣學(xué)生對(duì)于知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握是不利的［3］。
2.電力系統(tǒng)分析課程特點(diǎn)決定其難度很大
電力系統(tǒng)分析課程主要講解電力系統(tǒng)正常運(yùn)行和故障運(yùn)行時(shí)的分析和計(jì)算方法，基本內(nèi)容包括電力系統(tǒng)短路計(jì)算、電力系統(tǒng)潮流計(jì)算、電力系統(tǒng)分穩(wěn)定性分析計(jì)算等。這門(mén)課程與很多基礎(chǔ)課、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，如電路、電機(jī)學(xué)等聯(lián)系密切，又是后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程如電力系統(tǒng)繼電保護(hù)、電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理等相關(guān)課程的理論基礎(chǔ)。電力系統(tǒng)分析課程具有很強(qiáng)的繼承性，學(xué)生扎實(shí)地學(xué)好前續(xù)課程是學(xué)好電力系統(tǒng)分析課程的最基本的前提；另外，電力系統(tǒng)分析具有具有理論深、內(nèi)容多，概念多、計(jì)算量大、計(jì)算復(fù)雜等特點(diǎn)［4］，而且分析過(guò)程多采用數(shù)學(xué)算法、對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué)分析能力要求很高；這樣，絕大部分學(xué)生的感受對(duì)電力系統(tǒng)分析課程就是很難，特別是基礎(chǔ)較差的學(xué)生容易產(chǎn)生概念和思路模糊，對(duì)整個(gè)教學(xué)內(nèi)容都不理解，課堂聽(tīng)不懂，課下看不會(huì)，進(jìn)而放棄這門(mén)課程學(xué)習(xí)的現(xiàn)象。
3.課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)亟待加強(qiáng)
教學(xué)團(tuán)隊(duì)優(yōu)良是不斷提升教學(xué)質(zhì)量，提高效果的基本保證，特別對(duì)青年教師教學(xué)能力、教學(xué)素養(yǎng)和實(shí)踐技能的培訓(xùn)和培養(yǎng)是學(xué)科建設(shè)長(zhǎng)期、穩(wěn)定、良好發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。
目前，教師業(yè)務(wù)能力和教學(xué)水平提高主要依靠教學(xué)過(guò)程經(jīng)驗(yàn)積累和參與科研項(xiàng)目這兩種方式，教師基本被禁錮在教室與實(shí)驗(yàn)室之間，這樣很容易產(chǎn)生教學(xué)內(nèi)容陳舊、教師照本宣科、科研與生產(chǎn)脫節(jié)、教師視野狹窄、學(xué)生想學(xué)和教師所教的內(nèi)容信息不對(duì)稱(chēng)等現(xiàn)象，既影響了教師能力進(jìn)一步提高，又影響教學(xué)質(zhì)量提升。
四、電力系統(tǒng)課程群建設(shè)整體方案
破解以上難題需要對(duì)電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)建設(shè)方案做系統(tǒng)性、創(chuàng)新性的改革，下面從三方面介紹課程群建設(shè)整體方案。
1.突出課程性質(zhì)、建立課程群
電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的課程覆蓋了強(qiáng)電與弱電的所有課程，還涉及到物理學(xué)中較難的電磁場(chǎng)理論等理論課程。在學(xué)時(shí)較少的情況下，讓學(xué)生對(duì)這些課程都做系統(tǒng)性學(xué)習(xí)是不現(xiàn)實(shí)的，而且學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣也不同，有些學(xué)生對(duì)弱電感興趣，有的學(xué)生對(duì)強(qiáng)電方面的課程感興趣，往往是學(xué)生對(duì)感興趣的課程學(xué)習(xí)動(dòng)力大、學(xué)起來(lái)感覺(jué)輕松而且學(xué)習(xí)效果也好。那么，在制定專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案時(shí)可以按照課程性質(zhì)將課程歸入不同方向，按照方向來(lái)建立課程群；即每個(gè)方向?qū)?yīng)一定數(shù)量關(guān)聯(lián)度大的專(zhuān)業(yè)課程，這些課程形成一個(gè)課程群，該群中的課程作為該方向的必修專(zhuān)業(yè)課，而其它群中的課程可以作為選修課供學(xué)生選擇性學(xué)習(xí)。這樣既突出了專(zhuān)業(yè)方向的重點(diǎn)，使學(xué)生學(xué)習(xí)思路更加清晰、學(xué)習(xí)目的更加明確，同時(shí)也減少了學(xué)生的負(fù)擔(dān)。
對(duì)于電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的課程可以按照下圖1-2將課程分類(lèi)建立課程群。
關(guān)鍵詞：新能源；電力系統(tǒng)；課程建設(shè)；教學(xué)方法
作者簡(jiǎn)介：趙晶晶（1980-），女，重慶人，上海電力學(xué)院電氣工程學(xué)院，副教授；李東東（1976-），男，安徽阜陽(yáng)人，上海電力學(xué)院電氣工程學(xué)院，教授。（上海 200090）
中圖分類(lèi)號(hào)：G643.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）14-0077-02
21世紀(jì)人類(lèi)面臨的兩大基本問(wèn)題是能源問(wèn)題與環(huán)境問(wèn)題，發(fā)展新能源是解決這兩大問(wèn)題的必由之路。新能源是相對(duì)于常規(guī)能源而言的，是指采用新技術(shù)和新材料或在新技術(shù)基礎(chǔ)上系統(tǒng)地開(kāi)發(fā)利用的能源，如太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽艿龋蟛糠中履茉幢晦D(zhuǎn)換成電能接入電力系統(tǒng)中。新能源在地理位置上高度分散、受氣候影響大，因此新能源發(fā)電的控制方式比傳統(tǒng)石化燃料發(fā)電復(fù)雜。要將大量新能源電能接入現(xiàn)有電力系統(tǒng)，需要電網(wǎng)在規(guī)劃、運(yùn)行及控制等諸多方面作出調(diào)整，以便能更好地適應(yīng)新能源隨機(jī)性、波動(dòng)性對(duì)電力系統(tǒng)電壓、頻率、穩(wěn)定性等方面帶來(lái)的影響。
2013年，為促進(jìn)上海電力學(xué)院電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)研究生適應(yīng)新能源大量并網(wǎng)后電力系統(tǒng)發(fā)展的需要，上海電力學(xué)院電氣工程學(xué)院新開(kāi)設(shè)了“新能源與電力系統(tǒng)”研究生專(zhuān)業(yè)選修課程。該課程旨在使學(xué)生對(duì)新能源發(fā)電技術(shù)的基本原理、風(fēng)力與光伏發(fā)電等可再生能源并網(wǎng)后電力系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)有一個(gè)全面的了解，并能夠利用電力系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)分析方法解決新能源并網(wǎng)給電力系統(tǒng)帶來(lái)的新問(wèn)題，為進(jìn)一步分析和研究新能源并網(wǎng)后電力系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)行打下良好基礎(chǔ)。
一、課程結(jié)構(gòu)與教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)
“新能源與電力系統(tǒng)”課程的內(nèi)容涉及電氣、動(dòng)力、機(jī)械、控制等許多學(xué)科領(lǐng)域，其中新能源發(fā)電技術(shù)主要包括太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電、氫能發(fā)電、天然氣、燃?xì)獍l(fā)電、小水力發(fā)電、地?zé)崮馨l(fā)電和海洋能發(fā)電等多種發(fā)電技術(shù)。新能源發(fā)電并網(wǎng)后對(duì)電力系統(tǒng)的影響包括規(guī)劃、運(yùn)行、控制等諸多方面。該課程涉及“新能源發(fā)電技術(shù)”與“電力系統(tǒng)分析”兩部分內(nèi)容，概念多、知識(shí)面廣、工程應(yīng)用性強(qiáng)。但授課學(xué)時(shí)僅為36學(xué)時(shí)，內(nèi)容多，課時(shí)少，要在有限的課堂教學(xué)時(shí)間內(nèi)使學(xué)生有效掌握重要知識(shí)，需要合理設(shè)置課程結(jié)構(gòu)，并對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行篩選。
在過(guò)去10年中，世界風(fēng)電裝機(jī)容量以平均每年30%累計(jì)速度迅速增長(zhǎng)。截止到2013年，中國(guó)風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)已突破90GW，全球總裝機(jī)容量達(dá)到318GW。中國(guó)光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到17.16GW，其中，大規(guī)模光伏電站累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到11.18GW，分布式光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到5.98GW。風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)發(fā)電占據(jù)新能源發(fā)電總裝機(jī)容量的91.5%，是新能源利用的主力軍。生物質(zhì)能、海洋能、地?zé)嵩吹绕渌履茉窗l(fā)電技術(shù)還處于實(shí)驗(yàn)研究或商業(yè)探索階段，市場(chǎng)份額較小。
大量隨機(jī)性、波動(dòng)性的風(fēng)電和光伏發(fā)電并網(wǎng)后對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行帶來(lái)較大的影響，特別是中國(guó)部分北方地區(qū)千萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)電場(chǎng)集中接入當(dāng)?shù)?10kV或220kV電網(wǎng)，對(duì)風(fēng)電接入地區(qū)電力系統(tǒng)的運(yùn)行與控制產(chǎn)生了相當(dāng)大的影響。因此，該課程將風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)后對(duì)電力系統(tǒng)的影響作為課程主要講授內(nèi)容之一。而太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝機(jī)容量較小，大型的光伏電站裝機(jī)容量一般在幾兆瓦以?xún)?nèi)，如果直接接入當(dāng)?shù)?10kV或220kV電網(wǎng)，對(duì)電網(wǎng)影響不大。但大量的分布式光伏發(fā)電并入配電網(wǎng)后對(duì)配電網(wǎng)的影響卻不可忽視，因此該課程將光伏發(fā)電并網(wǎng)后對(duì)配電網(wǎng)的影響也作為課程主要講授內(nèi)容之一。其他新能源發(fā)電形式由于裝機(jī)容量均較小，對(duì)電力系統(tǒng)影響并不大，則用較少的課時(shí)泛講。新能源并網(wǎng)后對(duì)電力系統(tǒng)的影響包含對(duì)電壓、頻率穩(wěn)定、調(diào)度、規(guī)劃、控制等諸多方面，因此課程安排了較多的課時(shí)對(duì)新能源并網(wǎng)后的電力系統(tǒng)分析進(jìn)行講授，具體課時(shí)安排如下：新能源發(fā)電及并網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)2學(xué)時(shí)，風(fēng)力、太陽(yáng)能光伏發(fā)電6學(xué)時(shí)，生物質(zhì)能發(fā)電、氫能發(fā)電、天然氣/燃?xì)獍l(fā)電、地?zé)崮馨l(fā)電和海洋能發(fā)電共2學(xué)時(shí)，風(fēng)電、光伏功率預(yù)測(cè)2學(xué)時(shí)，新能源并網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性2學(xué)時(shí)，海上風(fēng)電2學(xué)時(shí)，新能源并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)的影響共20學(xué)時(shí)（主要包括新能源并網(wǎng)后的消納、電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度、電力系統(tǒng)有功平衡與頻率控制、電力系統(tǒng)無(wú)功電壓控制、電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析等）。
二、教學(xué)方法和手段優(yōu)化
“新能源與電力系統(tǒng)”課程教學(xué)中需要積極探索、發(fā)掘與課程特點(diǎn)相匹配的教學(xué)方法和手段；強(qiáng)調(diào)知識(shí)的系統(tǒng)性、完整性；注重理論與實(shí)際、知識(shí)深度與廣度的結(jié)合；重視科研動(dòng)態(tài)的傳遞及科研方法的引導(dǎo)；加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)踐環(huán)節(jié)的培養(yǎng)。
1.課程深度與廣度相協(xié)調(diào)
課程內(nèi)容在滿(mǎn)足廣度的基礎(chǔ)上還應(yīng)保證一定的深度。課程內(nèi)容應(yīng)包括各種新能源發(fā)電技術(shù)基本原理、電力系統(tǒng)分析方法等基礎(chǔ)知識(shí)，在新能源發(fā)電控制技術(shù)，電力系統(tǒng)運(yùn)行、調(diào)度、控制等方面還應(yīng)具有一定深度，從而使得學(xué)生掌握分析新能源發(fā)電并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)影響的方法。
2.經(jīng)典理論與科研前沿技術(shù)并重
傳統(tǒng)的“電力系統(tǒng)分析”課程由于理論較深、涉及面廣、工程性強(qiáng)，歷來(lái)被視為電氣專(zhuān)業(yè)難教、難學(xué)的一門(mén)課程。新能源發(fā)電并網(wǎng)后，對(duì)電力系統(tǒng)的分析仍是建立在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)分析方法的基礎(chǔ)上，但又存在傳統(tǒng)分析方法不能解決的新問(wèn)題。由于新能源發(fā)電發(fā)展時(shí)間不長(zhǎng)，上述許多新問(wèn)題還未得到全面解決，因此，在教學(xué)上應(yīng)重視對(duì)科研前沿研究成果的呈現(xiàn)。通過(guò)對(duì)新能源并網(wǎng)技術(shù)方面最新科研成果的介紹、高水平學(xué)術(shù)期刊的查閱、電力系統(tǒng)運(yùn)行中實(shí)際問(wèn)題的調(diào)研，培養(yǎng)學(xué)生檢索文獻(xiàn)、查閱資料的能力，引導(dǎo)學(xué)生掌握提出問(wèn)題并分析問(wèn)題的能力。
3.教學(xué)案例的分析與討論
課程教學(xué)過(guò)程中還應(yīng)設(shè)置少量教學(xué)案例分析與討論環(huán)節(jié)。學(xué)生通過(guò)具體案例分析，課堂上以討論的形式讓學(xué)生將自己的觀點(diǎn)表述出來(lái)，不但鍛煉了學(xué)生分析和歸納總結(jié)的能力，同時(shí)也加深了他們對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解和掌握。例如，可讓學(xué)生對(duì)采用不同風(fēng)電機(jī)組類(lèi)型、不同安裝容量，接入不同地區(qū)的實(shí)際風(fēng)電接入案例進(jìn)行分析，以了解風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)后對(duì)接入地區(qū)電力系統(tǒng)的電壓的影響。教學(xué)案例的分析與討論比課本上教條的說(shuō)詞更能引導(dǎo)學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到所學(xué)知識(shí)的實(shí)際價(jià)值，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，從而激發(fā)學(xué)生的興趣，引領(lǐng)學(xué)生去深入理解課程內(nèi)容。
三、實(shí)踐環(huán)節(jié)建設(shè)
實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容對(duì)課程理論的理解幫助較大。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面，課程應(yīng)設(shè)置一些新能源并網(wǎng)后電力系統(tǒng)分析的綜合性實(shí)驗(yàn)，如新能源并網(wǎng)后電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算、暫態(tài)穩(wěn)定性分析、無(wú)功電壓控制等。學(xué)生以實(shí)驗(yàn)小組為單位，實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、參數(shù)調(diào)整計(jì)算、電網(wǎng)接線(xiàn)到數(shù)據(jù)整理、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析和撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告等一整套工作都由實(shí)驗(yàn)小組通過(guò)合作來(lái)完成。通過(guò)新能源并網(wǎng)實(shí)際案例的仿真分析實(shí)踐環(huán)節(jié)，能加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)，有效加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和綜合科研能力。
四、教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)
本課程內(nèi)容涉及電氣、動(dòng)力、機(jī)械、控制等許多學(xué)科領(lǐng)域，因此教學(xué)團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)老中青搭配，從而達(dá)到專(zhuān)業(yè)職務(wù)和知識(shí)結(jié)構(gòu)合理的效果。課程負(fù)責(zé)人應(yīng)為具有較深的學(xué)術(shù)造詣和創(chuàng)新性學(xué)術(shù)思想的本學(xué)科的專(zhuān)家，同時(shí)要具有團(tuán)結(jié)、協(xié)作精神和較好的組織、管理和領(lǐng)導(dǎo)能力。主講教師知識(shí)結(jié)構(gòu)最好能覆蓋電力系統(tǒng)、控制等多個(gè)領(lǐng)域，這樣才能準(zhǔn)確把握課程內(nèi)容的廣度和深度。
五、結(jié)論
本文對(duì)上海電力學(xué)院“新能源與電力系統(tǒng)”研究生課程建設(shè)的方案進(jìn)行了探析。通過(guò)對(duì)上海電力學(xué)院電力系統(tǒng)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)建設(shè)、新能源技術(shù)在電力行業(yè)的發(fā)展態(tài)勢(shì)等方面的分析，制訂了合理的課程結(jié)構(gòu)與教學(xué)內(nèi)容，并發(fā)掘了與課程特點(diǎn)相匹配的教學(xué)方法和手段。課程建設(shè)注重理論與實(shí)際的有效結(jié)合，提出加強(qiáng)課程實(shí)踐環(huán)節(jié)建設(shè)的思想。通過(guò)開(kāi)展課程建設(shè)，找出了該課程教學(xué)的薄弱環(huán)節(jié)，制訂了符合電力專(zhuān)業(yè)的建設(shè)目標(biāo)和滿(mǎn)足電力企業(yè)對(duì)上海電力學(xué)院研究生專(zhuān)業(yè)能力要求的切實(shí)可行的課程建設(shè)發(fā)展規(guī)劃。
參考文獻(xiàn)：
[1]樊艷芳.“電力系統(tǒng)分析”精品課程的調(diào)查分析與思考[J].中國(guó)電力教育,2010,(9):105-107.
關(guān)鍵詞：教學(xué) 科研 實(shí)踐 課程體系
以教學(xué)促科研、搞好科研為教學(xué)，是當(dāng)今高等教育教學(xué)改革的主要目標(biāo)。教學(xué)改革涵蓋了學(xué)科建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容、課程體系、教學(xué)方法與手段等多方面，只有全方位的教學(xué)改革才能達(dá)到不斷完善高等教育的目的，從而實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新型、應(yīng)用型、復(fù)合型人才培養(yǎng)的根本目標(biāo)。作為高等院校的工科教師，應(yīng)不斷地改革完善自己所教的課程，為社會(huì)培養(yǎng)有創(chuàng)新思想合格人才。本文針對(duì)電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的《電力系統(tǒng)分析》課程體系和教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了改革與實(shí)踐，提出了“教學(xué)與科研互動(dòng)”的課程教學(xué)創(chuàng)新模式，構(gòu)建了“將教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)際的最新技術(shù)相結(jié)合，豐富課程內(nèi)涵”的課程教學(xué)內(nèi)容改革理念與思路，優(yōu)化了教學(xué)內(nèi)容；創(chuàng)建了以“教學(xué)、科研、實(shí)踐”為主線(xiàn)，更新教學(xué)觀念，改變教學(xué)方法，采用現(xiàn)代化教學(xué)手段，運(yùn)用案例仿真演示，提高教學(xué)效果；實(shí)施了科學(xué)研究與創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合的實(shí)踐體系，利用項(xiàng)目教學(xué)法，提高了學(xué)生綜合素質(zhì)。通過(guò)教學(xué)實(shí)踐，解決了專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)過(guò)程中教學(xué)內(nèi)容繁、多、雜與教學(xué)時(shí)數(shù)偏少的矛盾，將教學(xué)目標(biāo)與企業(yè)技術(shù)需求緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了以教學(xué)促科研、科研為教學(xué)的目的，在我校電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)教學(xué)改革中，應(yīng)用效果顯著。
一、將教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)際的最新技術(shù)相結(jié)合，豐富課程內(nèi)涵
教材的選取與教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化。“電力系統(tǒng)分析”、“發(fā)電廠電氣”、“高電壓技術(shù)”、“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)”等課程是本校電氣工程專(zhuān)業(yè)新開(kāi)課程，這幾門(mén)課程與電力系統(tǒng)的工程實(shí)際有著密切的聯(lián)系，在電氣工程整體學(xué)科框架之下開(kāi)展課程教學(xué)改革與實(shí)踐研究，將“電力系統(tǒng)分析”、“發(fā)電廠電氣”、“高電壓技術(shù)”、“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)”等課程形成課程鏈，優(yōu)化課程體系、整合教學(xué)內(nèi)容、豐富課程內(nèi)涵、培育學(xué)科生長(zhǎng)點(diǎn)、強(qiáng)化電力網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建、運(yùn)行狀態(tài)分析、安全分析等意識(shí)、促進(jìn)課程之間交叉滲透。
目前，電氣工程專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)課程教材的版本很多，現(xiàn)有的很多中文教材從內(nèi)容上看差別不大，教學(xué)內(nèi)容仍然是在“以學(xué)科為中心，知識(shí)為重點(diǎn)”的觀念，偏重于理論和知識(shí)的傳授。特別是數(shù)值計(jì)算在整個(gè)教學(xué)內(nèi)容中占了很大的比例，使學(xué)生把大量的精力用于復(fù)雜計(jì)算，忘記了科學(xué)計(jì)算與工程運(yùn)用的相互關(guān)系，計(jì)算的目的是為了分析問(wèn)題和解決問(wèn)題。由于這些課程研究的是實(shí)際的電力系統(tǒng)中的相關(guān)環(huán)節(jié)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，涉及到大量工程中的知識(shí)和概念，在教材選取和內(nèi)容處理上應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際。通過(guò)認(rèn)真閱讀和研究國(guó)內(nèi)外同名課程的教學(xué)情況和教學(xué)資源，課程組討論了選用中文、外文教材相結(jié)合的原則，“電力系統(tǒng)分析”課程選用外文原版教材。
由于教學(xué)改革的需要，“電力系統(tǒng)分析”課程教學(xué)時(shí)數(shù)比以往減少，教學(xué)內(nèi)容多、繁、雜，學(xué)科專(zhuān)業(yè)技術(shù)發(fā)展快，教材更新慢。要培養(yǎng)創(chuàng)新型、復(fù)合型人才，對(duì)所授課程的教學(xué)目的和知識(shí)內(nèi)涵十分明確，根據(jù)專(zhuān)業(yè)特征，結(jié)合學(xué)科專(zhuān)業(yè)發(fā)展方向和行業(yè)發(fā)展最新技術(shù)，增加新能源的開(kāi)發(fā)與利用、新型電氣設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)、發(fā)展動(dòng)態(tài)、研究熱點(diǎn)等內(nèi)容，將大規(guī)模電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)與安全分析為切入點(diǎn)，優(yōu)化整合教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容，刪除過(guò)時(shí)的知識(shí)，使優(yōu)化后的課程教學(xué)內(nèi)容與知識(shí)結(jié)構(gòu)更加科學(xué)合理、先進(jìn)、實(shí)用。充實(shí)了電氣工程及其自動(dòng)化主干課程的教學(xué)大綱及教學(xué)內(nèi)容，豐富電氣工程專(zhuān)業(yè)課由理論到實(shí)踐的課程體系，把教學(xué)內(nèi)容提升到一個(gè)新的水平，以培養(yǎng)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)思維和創(chuàng)新靈感。
二、以教學(xué)、科研、實(shí)踐為主線(xiàn)，更新教學(xué)觀念，改變教學(xué)方法
培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力，創(chuàng)新能力是傳統(tǒng)教育和現(xiàn)代教育的根本區(qū)別。傳統(tǒng)教學(xué)中，普遍采用的滿(mǎn)堂灌輸?shù)慕虒W(xué)理念和方法，與世界一流大學(xué)的引導(dǎo)式、啟發(fā)式、互動(dòng)式的研究型教學(xué)理念和方法之間，存在較大的差距。有鑒于此，我們對(duì)專(zhuān)業(yè)課程進(jìn)行了改革的嘗試，改傳統(tǒng)的學(xué)科型教學(xué)為應(yīng)用型教學(xué)，使學(xué)生由被動(dòng)的接受者轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)的參與者和積極的研究者。以教學(xué)、科研、實(shí)踐為主線(xiàn)，更新教學(xué)觀念，改變教學(xué)方法。創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，需要科研的支撐，教師擁有敏銳的創(chuàng)新思維才能培養(yǎng)出具有創(chuàng)新能力的學(xué)生，科研工作水平的提高是提高創(chuàng)新型教學(xué)的關(guān)鍵。堅(jiān)持創(chuàng)新教學(xué)與科學(xué)研究相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)教學(xué)科研互動(dòng)。在創(chuàng)新教學(xué)中挖掘科研思想，深入鉆研教學(xué)內(nèi)容每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)涵，面向生產(chǎn)實(shí)際和專(zhuān)業(yè)前沿發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，尋找課題，以挖掘創(chuàng)新潛能和發(fā)現(xiàn)所要解決的問(wèn)題；將科研搞好，也可進(jìn)一步促進(jìn)教學(xué)工作，把科研工作中所取得的一些成果及科研論文中的主要論點(diǎn)引入課堂教學(xué)和指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)中，以此啟發(fā)學(xué)生獨(dú)立意識(shí)與專(zhuān)業(yè)思維，形成師生互動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新靈感。學(xué)生的應(yīng)變素質(zhì)、創(chuàng)新能力就在解決問(wèn)題的過(guò)程中得到培養(yǎng)。
三、采用現(xiàn)代化教學(xué)手段，運(yùn)用案例仿真演示，提高教學(xué)效果
響應(yīng)教育部關(guān)于積極推廣使用現(xiàn)代化教育教學(xué)手段的要求，主要包括：（1）采用多媒體教學(xué)，中、英文相結(jié)合電子教案；（2）教學(xué)要求和電子教案在網(wǎng)上公布（3）利用教師郵箱等答疑和討論；（4）利用電子郵件遞交和批改作業(yè)，（5）仿真教學(xué)。授課主要利用中文講解，加必要的英文術(shù)語(yǔ)，便于學(xué)生課后閱讀和領(lǐng)會(huì)教材內(nèi)容。
為了讓學(xué)生學(xué)習(xí)并理解電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況，采用電力系統(tǒng)分析和可視化平臺(tái)（Power World Simulator）進(jìn)行系統(tǒng)仿真分析，將電力網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算、短路計(jì)算、無(wú)功補(bǔ)償?shù)冗\(yùn)行結(jié)果可視化顯示在屏幕上，非常直觀，使學(xué)生對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行情況一目了然。幫助學(xué)生更好的理解關(guān)鍵概念，讓學(xué)生立刻看到課堂中學(xué)到的概念如何應(yīng)用在實(shí)際工程，并加深理解，激發(fā)了學(xué)生對(duì)電力系統(tǒng)領(lǐng)域的興趣，提高了教學(xué)效果。
四、堅(jiān)持科學(xué)研究與創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，提高學(xué)生綜合素質(zhì)
根據(jù)專(zhuān)業(yè)建設(shè)的需要，結(jié)合學(xué)科發(fā)展前沿，將實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成集實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)及科學(xué)研究于一體的多功能實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了工程素質(zhì)訓(xùn)練、科學(xué)研究試驗(yàn)與專(zhuān)業(yè)技術(shù)進(jìn)步的有機(jī)結(jié)合。電力網(wǎng)絡(luò)仿真軟件（Power WorldSimulator）在北美地區(qū)等調(diào)度中心成功應(yīng)用，并已在國(guó)內(nèi)南方電網(wǎng)各大電力調(diào)度中心使用。結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生利用課內(nèi)、課外時(shí)間，采用電力網(wǎng)絡(luò)仿真軟件進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，自己動(dòng)手構(gòu)建電力網(wǎng)絡(luò)，將所學(xué)知識(shí)靈活的應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，結(jié)合部分電力網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行及故障狀態(tài)分析，使實(shí)驗(yàn)過(guò)程更接近于實(shí)際的電網(wǎng)環(huán)境，真實(shí)再現(xiàn)實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行的動(dòng)態(tài)過(guò)程，提出系統(tǒng)故障的解決方法，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)于電力網(wǎng)絡(luò)安全的意識(shí)，縮短學(xué)校教育與電力行業(yè)要求的差距，使畢業(yè)生能盡快地勝任工作。提高同學(xué)們學(xué)習(xí)的積極性，對(duì)電力系統(tǒng)的學(xué)習(xí)有了更進(jìn)一步的理解。
結(jié)合電力行業(yè)特征，采用校企互動(dòng)教學(xué)方式，組織學(xué)生到大型火力、水力發(fā)電廠、風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)、變電站等地參觀實(shí)習(xí)，了解發(fā)電廠及變電站實(shí)際生產(chǎn)及運(yùn)行情況，了解企業(yè)技術(shù)需求。針對(duì)企業(yè)需求，結(jié)合仿真軟件組織學(xué)生共同進(jìn)行模塊開(kāi)發(fā)，借助傳統(tǒng)學(xué)科積累，把教學(xué)研究與工程設(shè)計(jì)、科學(xué)研究接軌，大大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。采用項(xiàng)目教學(xué)法，通過(guò)實(shí)施一個(gè)完整的項(xiàng)目，把理論與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來(lái),充分發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能,提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的綜合能力。項(xiàng)目是指以制作或設(shè)計(jì)一種具體的、具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的產(chǎn)品（軟、硬件）為目的的任務(wù)，面對(duì)企業(yè)技術(shù)需求，將教學(xué)內(nèi)容的理論知識(shí)和實(shí)踐技能相結(jié)合，加深對(duì)已有知識(shí)、技能的應(yīng)用，同時(shí)還要求學(xué)生能夠主動(dòng)學(xué)習(xí)新知識(shí)，靈活運(yùn)用新學(xué)到的知識(shí)、技能來(lái)解決項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中所遇到的實(shí)際問(wèn)題。使學(xué)生能將本課程所學(xué)的知識(shí)在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中進(jìn)行演練。在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)查閱必要的參考資料，向教師和專(zhuān)家進(jìn)行請(qǐng)教等多種途徑獲得項(xiàng)目所需的理論知識(shí)和實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的具體方法，為項(xiàng)目的討論做好準(zhǔn)備。對(duì)于分組進(jìn)行的項(xiàng)目，還要集體分工準(zhǔn)備，互相交流，以調(diào)動(dòng)全體成員的積極性和創(chuàng)造性，獨(dú)立提出解決問(wèn)題的方法，寫(xiě)出項(xiàng)目的實(shí)施方案。項(xiàng)目實(shí)施主要靠學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和相互間的協(xié)作為主，在此階段教師隨時(shí)對(duì)學(xué)生遇到的問(wèn)題給予指導(dǎo)，幫助學(xué)生解決在開(kāi)發(fā)過(guò)程中遇到的難題，并督促學(xué)生及時(shí)完成項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃的各個(gè)環(huán)節(jié)，以保證學(xué)生能夠嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，按計(jì)劃完成項(xiàng)目任務(wù)。項(xiàng)目評(píng)定是對(duì)整個(gè)項(xiàng)目教學(xué)實(shí)施情況的驗(yàn)收，也是對(duì)學(xué)生在該項(xiàng)目執(zhí)行過(guò)程中取得的成績(jī)做出評(píng)價(jià)，找出存在的問(wèn)題，為項(xiàng)目的完善設(shè)計(jì)提供依據(jù)。通過(guò)幾年的教學(xué)嘗試，每年有20多名學(xué)生參與項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)工作，并且出色地完成了課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)論文；同時(shí)，教師和學(xué)生深入企業(yè)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，找到了科研工作的切入點(diǎn)，師生共同研究，幫助企業(yè)解決生產(chǎn)過(guò)程中所遇到的難題和關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，部分研究成果已在企業(yè)進(jìn)入試用階段，產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益，形成教學(xué)、科研與實(shí)踐的良性循環(huán)。五、結(jié)語(yǔ)
本文構(gòu)建了以教學(xué)與科研互動(dòng)模式的教學(xué)實(shí)踐體系，提出了將教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)際的最新技術(shù)相結(jié)合，豐富了課程內(nèi)涵，教學(xué)中發(fā)現(xiàn)課程教學(xué)內(nèi)容新體系實(shí)施效果好，并且壓縮了課堂教學(xué)課時(shí)數(shù)；以教學(xué)、科研、實(shí)踐為主線(xiàn)，更新了教學(xué)觀念，改變了教學(xué)方法；采用現(xiàn)代化教學(xué)手段，運(yùn)用案例仿真演示，提高了教學(xué)效果；實(shí)施科學(xué)研究與創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合的課程實(shí)踐體系，依托校企合作，實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)，鍛煉了學(xué)生的獨(dú)立工作能力、綜合職業(yè)能力和協(xié)作精神，縮短了理論與實(shí)際工作的差距，提高了學(xué)生的創(chuàng)新性和學(xué)習(xí)積極性。同時(shí)，老師和學(xué)生共同為企業(yè)解決了技術(shù)難題，企業(yè)為學(xué)生提供了實(shí)習(xí)場(chǎng)地，學(xué)生的綜合素質(zhì)得以提高，就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力和工作適應(yīng)性得以增強(qiáng)，畢業(yè)生深受用人單位歡迎。幾年的教學(xué)實(shí)踐證明，采用教學(xué)與科研互動(dòng)模式的課程體系建設(shè)，是一條切實(shí)可行的教學(xué)改革的途徑。同時(shí)，通過(guò)教學(xué)，提升了教師教學(xué)與科研水平，在我校電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)教學(xué)改革中，應(yīng)用效果顯著。
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論文關(guān)鍵詞：傳統(tǒng)教學(xué)；電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；電網(wǎng)仿真實(shí)驗(yàn)室
高等院校電氣工程及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)是為發(fā)電廠、供電公司、農(nóng)電局、送變電公司、大型工礦企業(yè)等培養(yǎng)從事電氣工程及自動(dòng)化領(lǐng)域的電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)與運(yùn)行、電氣設(shè)備安裝與檢修、試驗(yàn)分析、研制開(kāi)發(fā)、信息處理及經(jīng)營(yíng)管理等方面的高級(jí)工程技術(shù)人才。隨著我國(guó)電力行業(yè)的迅猛發(fā)展，對(duì)電力行業(yè)的人才素質(zhì)要求越來(lái)越高。而現(xiàn)在我國(guó)高校電力專(zhuān)業(yè)的課程設(shè)置體系已不能完全滿(mǎn)足電力行業(yè)的發(fā)展要求。比如：現(xiàn)有的一些理論教材已經(jīng)用了幾十年，出現(xiàn)了理論與實(shí)際相脫離，理論教學(xué)與實(shí)際訓(xùn)練相脫離等現(xiàn)象，導(dǎo)致學(xué)生缺少創(chuàng)新思維。正是基于這種現(xiàn)象，沈陽(yáng)工程學(xué)院電氣工程系通過(guò)幾年的努力，利用中央與地方共建項(xiàng)目資金的支持，開(kāi)展了基于電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)放式電力工程實(shí)踐基地群之一的電網(wǎng)仿真實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)與研究，學(xué)生通過(guò)在電網(wǎng)仿真實(shí)驗(yàn)室的學(xué)習(xí)，可以大大提高他們的理論水平與實(shí)際崗位的技術(shù)水平，能夠更好地適應(yīng)電力行業(yè)發(fā)展的要求。
一、特色電網(wǎng)仿真實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)
從2006年開(kāi)始，我們利用中央與地方共建項(xiàng)目資金的支持，按照電力系統(tǒng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要，開(kāi)展了具有特色的電網(wǎng)仿真實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)。我們先后走訪了清華大學(xué)、北京電科院、河北省電力培訓(xùn)中心、湖南大學(xué)電氣工程學(xué)院、貴州省電力培訓(xùn)中心、四川省電力仿真培訓(xùn)中心、四川交通大學(xué)電氣工程系、遼寧省電力調(diào)度中心等單位。通過(guò)深入的調(diào)查研究，最后根據(jù)我們的設(shè)計(jì)方案，采用學(xué)校招標(biāo)形式，與清華大學(xué)在2007年簽訂了電力工程實(shí)踐基地群之一的具有特色的電網(wǎng)仿真實(shí)驗(yàn)室共建項(xiàng)目的協(xié)議。通過(guò)幾年的艱苦努力，該實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)已建設(shè)完畢。
二、特色電網(wǎng)仿真實(shí)驗(yàn)室的功能
基于成熟的電網(wǎng)調(diào)度員仿真培訓(xùn)系統(tǒng)（DTS）的技術(shù)平臺(tái)，建立一個(gè)包含典型省電網(wǎng)、地區(qū)電網(wǎng)、區(qū)縣電網(wǎng)的統(tǒng)一電力系統(tǒng)模型，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一模型的數(shù)字仿真，逼真模擬各級(jí)電網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)和故障運(yùn)行情況；同時(shí)利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成完整的調(diào)度自動(dòng)化模擬系統(tǒng)，完整地模擬各級(jí)電網(wǎng)調(diào)度的物理環(huán)境。
電網(wǎng)仿真實(shí)驗(yàn)室集繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置、計(jì)算機(jī)通訊、數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控（Supervisory Control And Data Acquisition，簡(jiǎn)稱(chēng)SCADA）、電力系統(tǒng)分析計(jì)算、電力系統(tǒng)靜態(tài)仿真和電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真為一體，幾乎覆蓋整個(gè)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)室里學(xué)生可以得到電力系統(tǒng)運(yùn)行控制、分析計(jì)算等全方位的訓(xùn)練。
在DTS的實(shí)際調(diào)度應(yīng)用中，學(xué)員坐在學(xué)員室中充當(dāng)“調(diào)度員”接受培訓(xùn)，學(xué)員室中配備有與實(shí)際調(diào)度室一致的（或接近的）能量管理系統(tǒng)（Energy Management System，簡(jiǎn)稱(chēng)EMS）和軟硬件系統(tǒng)（即學(xué)員臺(tái)），讓學(xué)員有一種身臨其境的感覺(jué)；而教員在教員室里，利用教員臺(tái)在培訓(xùn)前準(zhǔn)備教案（教案源自于實(shí)際電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)斷面和實(shí)際的電網(wǎng)模型以及參數(shù)），在培訓(xùn)中控制培訓(xùn)過(guò)程，具體指導(dǎo)培訓(xùn)工作的進(jìn)行，并在培訓(xùn)結(jié)束后評(píng)價(jià)學(xué)員的調(diào)度能力。在培訓(xùn)進(jìn)行過(guò)程中，學(xué)員與教員之間的通信采用電話(huà)或計(jì)算機(jī)信息交互進(jìn)行，來(lái)模擬調(diào)度時(shí)調(diào)度員和廠站值班員之間的通信方式。在這種方式下，整個(gè)培訓(xùn)過(guò)程都由教員與學(xué)員之間“一對(duì)一”地完成，這種做法符合現(xiàn)場(chǎng)需要，它利于教員了解每一個(gè)學(xué)員對(duì)調(diào)度規(guī)程的熟練程度和操作情況，以及他們對(duì)故障的應(yīng)變能力。
仿真教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可以滿(mǎn)足多位學(xué)員同時(shí)獨(dú)立接受仿真培訓(xùn)的要求，也可以實(shí)現(xiàn)教員與學(xué)員“一對(duì)多”的模式，這樣指導(dǎo)老師通過(guò)教員臺(tái)（主工作站）向各學(xué)員終端下達(dá)教案，也可設(shè)置預(yù)想的故障，在仿真實(shí)驗(yàn)過(guò)程中控制進(jìn)程，具體指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，并在實(shí)驗(yàn)中觀察學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作情況，給予必要的指導(dǎo)。
在統(tǒng)一模型下的電網(wǎng)仿真培訓(xùn)，還可以實(shí)現(xiàn)多級(jí)調(diào)度的聯(lián)合仿真培訓(xùn)，讓學(xué)員了解上下級(jí)調(diào)度的協(xié)調(diào)配合，訓(xùn)練聯(lián)合反事故的能力。
新建成的特色電網(wǎng)仿真實(shí)驗(yàn)室，除具有以上功能外，針對(duì)沈陽(yáng)工程學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“我院”）的具體情況，還開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)了以下幾種功能。
（1）變電站仿真系統(tǒng)能與電網(wǎng)仿真聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，電網(wǎng)仿真和變電站仿真在電網(wǎng)模型、數(shù)據(jù)庫(kù)、人機(jī)界面、功能模塊等多個(gè)方面實(shí)現(xiàn)一體化，兩套系統(tǒng)共享公共的電網(wǎng)模型，共享公共的設(shè)備參數(shù)和仿真畫(huà)面，對(duì)于公共的部分，用戶(hù)只需要維護(hù)一套模型和參數(shù)。電網(wǎng)仿真和變電站仿真可以各自單獨(dú)運(yùn)行，也可以聯(lián)合仿真。聯(lián)合仿真時(shí)，兩套系統(tǒng)共享同一套電網(wǎng)模型，在任一系統(tǒng)中進(jìn)行操作或設(shè)定故障后，兩套系統(tǒng)均能自動(dòng)響應(yīng)，并各自給出正確、完整的二次設(shè)備動(dòng)作信息。作為電網(wǎng)仿真中的一個(gè)深度仿真的變電站，可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度和變電站運(yùn)行值班人員的聯(lián)合仿真培訓(xùn)。
（2）利用DTS電網(wǎng)數(shù)字仿真培訓(xùn)系統(tǒng)硬件平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)放式《電力系統(tǒng)分析》實(shí)驗(yàn)，這樣在建成的電網(wǎng)仿真教學(xué)實(shí)驗(yàn)室中，就可以進(jìn)行面向電網(wǎng)運(yùn)行值班的調(diào)度員仿真培訓(xùn)，也可以進(jìn)行面向基礎(chǔ)教學(xué)的電力系統(tǒng)分析仿真試驗(yàn)，而且教員可以方便地在兩套系統(tǒng)之間進(jìn)行切換。
（3）電網(wǎng)仿真實(shí)驗(yàn)室不但可以滿(mǎn)足電氣工程系各專(zhuān)業(yè)的電網(wǎng)環(huán)節(jié)實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)需求，而且可以為學(xué)院節(jié)省大量的實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)。
（4）為電氣自動(dòng)化的學(xué)生做畢業(yè)設(shè)計(jì)提供軟件平臺(tái)，達(dá)到鍛煉學(xué)生自主設(shè)計(jì)的目的。
三、特色電網(wǎng)仿真實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)新
新建成的電網(wǎng)仿真實(shí)驗(yàn)室與國(guó)內(nèi)其它院校電網(wǎng)仿真實(shí)驗(yàn)室相比，具有以下幾方面的創(chuàng)新之處。
首先，它不是單一的電網(wǎng)仿真實(shí)驗(yàn)室，而是集電網(wǎng)仿真、電網(wǎng)仿真與變電站仿真聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)、電力系統(tǒng)分析實(shí)驗(yàn)、學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)等多功能為一體的實(shí)驗(yàn)室。學(xué)生可以根據(jù)課堂或自己需要，在電網(wǎng)仿真系統(tǒng)、電力系統(tǒng)分析實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)三套系統(tǒng)之間任意切換，互不干擾。
其次，由于實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)仿真與變電站仿真聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，可以使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)，而且也會(huì)收到較好的實(shí)習(xí)效果。比如：在電網(wǎng)仿真中，假如有35kV、66kV、110kV、220kV、500kV等不同的廠站，可以在變電站仿真中找到與它匹配的廠站，兩者能達(dá)到同步運(yùn)行，這樣學(xué)生就可以既看到電網(wǎng)仿真中系統(tǒng)廠站的設(shè)備運(yùn)行情況，又可以看到變電站仿真中實(shí)際的三維畫(huà)面和動(dòng)作過(guò)程，效果非常理想。
另外，畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)教育的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，也是最重要的環(huán)節(jié)之一，它可以衡量一個(gè)學(xué)校的教學(xué)水平，也是衡量一個(gè)畢業(yè)生能力的重要標(biāo)準(zhǔn)，做好學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)是非常重要的。我們利用電網(wǎng)仿真軟件平臺(tái)，獨(dú)立設(shè)計(jì)了畢業(yè)設(shè)計(jì)軟件平臺(tái)，讓學(xué)生可以任意組建電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模型，通過(guò)拓?fù)溥M(jìn)行各種電力系統(tǒng)分析計(jì)算，達(dá)到鍛煉學(xué)生自主設(shè)計(jì)的目的。這也開(kāi)創(chuàng)了我院發(fā)電專(zhuān)業(yè)學(xué)生開(kāi)展畢業(yè)設(shè)計(jì)改革的新篇章。
四、特色電網(wǎng)仿真實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)實(shí)意義
特色電網(wǎng)仿真實(shí)驗(yàn)室是按照電力系統(tǒng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要，根據(jù)以“面向企業(yè)、立足崗位、突出實(shí)踐”為指導(dǎo)思想的“技術(shù)崗位型”培養(yǎng)模式來(lái)建設(shè)的。
通過(guò)電網(wǎng)仿真實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與研究，可以整合現(xiàn)有發(fā)電專(zhuān)業(yè)的課程設(shè)置體系，構(gòu)建新的課程體系和教學(xué)內(nèi)容，使該體系具有很強(qiáng)的針對(duì)性和靈活方便性。同時(shí)可以做到情景交融，生動(dòng)形象。即根據(jù)電力行業(yè)崗位需求，真正做到真實(shí)模擬電力系統(tǒng)設(shè)備，來(lái)作為學(xué)生的訓(xùn)練手段。比如：可以讓學(xué)生自己模擬某一地區(qū)真實(shí)電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障。怎么進(jìn)行處理，用到了哪些專(zhuān)業(yè)知識(shí)？學(xué)生的處理結(jié)果會(huì)由評(píng)判系統(tǒng)給分。而且這個(gè)處理過(guò)程必須和實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)一樣。這樣就可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)員的學(xué)習(xí)積極性和提高實(shí)踐工作能力，達(dá)到實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)崗位的技能要求。
在教學(xué)過(guò)程中，老師需要知道學(xué)生對(duì)于哪些知識(shí)點(diǎn)掌握比較模糊，哪些知識(shí)點(diǎn)已經(jīng)掌握了，還有哪些知識(shí)點(diǎn)只需要對(duì)個(gè)別進(jìn)行輔導(dǎo)，哪些知識(shí)點(diǎn)是需要對(duì)多數(shù)人進(jìn)行強(qiáng)調(diào)的。學(xué)生需要有方便的手段將這些信息實(shí)時(shí)向老師反饋。在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，老師需要控制實(shí)驗(yàn)的節(jié)奏，掌握每個(gè)學(xué)生的完成狀況，統(tǒng)一導(dǎo)演實(shí)驗(yàn)的進(jìn)程。同時(shí)在進(jìn)行聯(lián)合實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，生生之間，師生之間必須通過(guò)信息交互進(jìn)行有效的協(xié)調(diào)，更好地完成實(shí)驗(yàn)，達(dá)到預(yù)期的效果。本實(shí)驗(yàn)室在這些方面都做了較深刻的研究，為老師和學(xué)生提供了方便的交流手段，這樣就可以使教學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程變得積極、互動(dòng)，收到良好的教學(xué)效果。
關(guān)鍵詞：EDSA；潮流計(jì)算；輔助教學(xué)
中圖分類(lèi)號(hào)：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）19-0069-02
近些年來(lái)，隨著電力系統(tǒng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，像PWS、PSASP、MATPOWER、PSCAD、MATLAB-PSAT等電力系統(tǒng)分析仿真軟件已日趨成為電氣工程師的主要應(yīng)用工具。另外，利用電力系統(tǒng)分析仿真軟件作為課堂輔助教學(xué)軟件還有利于幫助學(xué)生理解基本概念，加深對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的認(rèn)識(shí)。美國(guó)EDSA公司開(kāi)發(fā)的電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析軟件包，是一個(gè)功能強(qiáng)大的電力電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)、分析、模擬、控制的綜合性的工具軟件包，廣泛適用于包括太空站、核電站、潛水艇、海上石油平臺(tái)、煉油廠、化工廠、發(fā)電廠、電網(wǎng)、機(jī)場(chǎng)及其空中指揮與管制設(shè)施、醫(yī)院等各種設(shè)施的電力、電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析。該軟件可分析最多包含2000個(gè)節(jié)點(diǎn)和8000個(gè)支路的復(fù)雜系統(tǒng)。該軟件不僅能用于電力系統(tǒng)及相關(guān)領(lǐng)域的工程設(shè)計(jì)與科研，還可用于高等學(xué)校電氣工程及相關(guān)專(zhuān)業(yè)的仿真教學(xué)。本文首先介紹EDSA軟件包的功能特點(diǎn)，然后以電力系統(tǒng)潮流計(jì)算為例，闡述EDSA仿真軟件在“電力工程基礎(chǔ)”課程教學(xué)中的應(yīng)用。該軟件可為電氣工程類(lèi)的仿真教學(xué)提供參考。
一、EDSA的功能特點(diǎn)
EDSA是由美國(guó)EDSA公司開(kāi)發(fā)的全圖形英文界面的電力系統(tǒng)仿真分析/計(jì)算高級(jí)應(yīng)用軟件。EDSA軟件是全球電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)和分析的標(biāo)準(zhǔn)軟件，也是目前唯一通過(guò)ISO9001質(zhì)量認(rèn)證和10CFR50（美國(guó)聯(lián)邦法規(guī)核能卷）規(guī)定的電力系統(tǒng)綜合仿真軟件。該軟件擁有直觀及友好的操作界面、強(qiáng)大而完善的計(jì)算分析功能、開(kāi)放式數(shù)據(jù)庫(kù)連接，能對(duì)電力電氣系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算、分析、模擬及控制。EDSA的分析應(yīng)用程序與Drafix CAD相組合，并且內(nèi)置了Autodesk公司的CAD引擎，可以讓用戶(hù)在進(jìn)行輸入和編輯的過(guò)程中輕松地復(fù)制、粘貼和拖拽，非常方便地繪制直流、交流、單相、三相乃至交/直流混合系統(tǒng)。EDSA提供完整的圖形和編輯器，以最簡(jiǎn)潔的方式建立單線(xiàn)圖。利用單線(xiàn)圖的編輯工具條，可以圖形化地增加、刪除、移動(dòng)或聯(lián)接設(shè)備；放大或縮小；顯示或隱藏網(wǎng)絡(luò)；改變?cè)O(shè)備大小、方向、符號(hào)或顯示方法；輸入設(shè)備屬性；設(shè)置運(yùn)行狀態(tài)等。可以按照不同的連接方式、不同的運(yùn)行要求、不同的負(fù)載狀況、不同的電氣工程參數(shù)、不同的計(jì)算參數(shù)等來(lái)設(shè)置或改變系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行各種計(jì)算與分析。EDSA的計(jì)算分析設(shè)計(jì)模塊種類(lèi)繁多、功能強(qiáng)大，包括諧波分析、潮流計(jì)算、短路計(jì)算、電機(jī)啟動(dòng)、暫態(tài)穩(wěn)定、最優(yōu)潮流、可靠性分析、直流系統(tǒng)分析、地下電纜系統(tǒng)、變電站接地和繼電保護(hù)配合等分析計(jì)算功能。作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的國(guó)際一流軟件，目前EDSA軟件產(chǎn)品已在國(guó)際上廣泛推廣。在我國(guó)，ABB、西門(mén)子、北京石化公司、大慶油田設(shè)計(jì)院以及部分高校科研院所等單位都已成為它的用戶(hù)。
二、基于EDSA的潮流計(jì)算仿真應(yīng)用
1.潮流分析步驟。（1）通過(guò)菜單欄定義繪圖頁(yè)面大小，頁(yè)面的文本注解顯示電氣元件（節(jié)點(diǎn)和支路）的位置，CAD頁(yè)面上的層的屬性以及這些電氣元件的對(duì)齊方式。在操作過(guò)程中唯一需要注意的是電氣元件對(duì)齊方式的選擇，它分為節(jié)點(diǎn)對(duì)齊方式和支路對(duì)齊方式兩種。電氣元件的對(duì)齊方式?jīng)Q定了電氣元件本身放置在CAD的繪圖頁(yè)面上的位置和互聯(lián)方式。用戶(hù)可以通過(guò)集成在CAD界面中的節(jié)點(diǎn)和支路屬性編輯器來(lái)查看電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是否正確地被輸入。（2）數(shù)據(jù)輸入。大體可分為四步操作：第一步，確定要放置的電氣元件類(lèi)型，例如發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)、母線(xiàn)節(jié)點(diǎn)、負(fù)荷節(jié)點(diǎn)、變壓器支路、電纜支路以及斷路器支路等。第二步，確定適當(dāng)?shù)脑骷?duì)齊方式，例如發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)及母線(xiàn)節(jié)點(diǎn)，可以選擇對(duì)齊繪圖紙的網(wǎng)格；將發(fā)電機(jī)和母線(xiàn)節(jié)點(diǎn)互聯(lián)起來(lái)的變壓器支路，可以選擇其一端對(duì)齊發(fā)電機(jī)的標(biāo)注點(diǎn)，另一端對(duì)齊母線(xiàn)中點(diǎn)。第三步，將該電氣元件放置在圖紙上合適的位置。第四步，針對(duì)不同的電氣元件輸入相應(yīng)參數(shù)。如發(fā)電機(jī)的參數(shù)有電壓大小、容量以及暫態(tài)和次暫態(tài)電抗等；輸電線(xiàn)的參數(shù)有長(zhǎng)度，單位長(zhǎng)度的正、負(fù)、零序電抗等等。當(dāng)然，EDSA也提供許多常用的不同規(guī)格的電氣元件參數(shù)，供用戶(hù)直接選擇，不必再行輸入。（3）數(shù)據(jù)輸入完畢，調(diào)用Analysis菜單中的Load Flow下的AC命令進(jìn)行負(fù)荷潮流計(jì)算。EDSA仿真軟件提供了好幾種潮流算法，如牛頓-拉夫遜法、快速解耦法、高斯-賽德?tīng)柗ǖ鹊龋筛鶕?jù)實(shí)際情況選擇不同的算法。另外，分析報(bào)告可以選擇多種輸出格式，如文本格式、自定義的圖文結(jié)合的PDF報(bào)告格式等。針對(duì)仿真分析結(jié)果，如果需要修改，可以直接返回CAD集成環(huán)境作相應(yīng)改動(dòng)。
2.算例仿真。本文以某地區(qū)220kV電力系統(tǒng)為例加以說(shuō)明。首先搭建如圖1所示的系統(tǒng)，并利用這一系統(tǒng)進(jìn)行潮流計(jì)算仿真分析。
設(shè)備參數(shù)如表1所示。
選擇快速解耦法，點(diǎn)擊“計(jì)算”按鈕后，出現(xiàn)迭代次數(shù)和運(yùn)行時(shí)間對(duì)話(huà)框。同時(shí)，分析結(jié)果采用文本文件的格式輸出。為了發(fā)揮圖形界面的直觀性，EDSA軟件還提供了單線(xiàn)圖標(biāo)注功能，即負(fù)荷潮流計(jì)算的各種結(jié)果可選擇性地標(biāo)注到單線(xiàn)圖上，比如節(jié)點(diǎn)電壓的角度、負(fù)荷側(cè)的功率因數(shù)、節(jié)點(diǎn)電壓降、支路功率損耗、支路潮流等等。通過(guò)上述潮流分析流程可以看出，采用EDSA軟件進(jìn)行潮流計(jì)算可靠而且方便，是電氣工作者分析系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的一個(gè)有利工具。
EDSA仿真軟件具有良好的交互性及強(qiáng)大功能，它在實(shí)際工程中廣泛應(yīng)用。為了提高《電力工程基礎(chǔ)》課程的教學(xué)效果，做到理論聯(lián)系實(shí)際，可以將EDSA引入到實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。這樣，不僅能幫助學(xué)生加深對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的認(rèn)識(shí)，而且可以提高學(xué)生的工程應(yīng)用能力。EDSA是一款非常優(yōu)秀的教學(xué)輔助軟件，應(yīng)在該軟件的輔助教學(xué)應(yīng)用方面開(kāi)展積極的拓展。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞 電力自動(dòng)化；故障分析；方法研究
中圖分類(lèi)號(hào)TM6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2013）95-0149-02
隨著科技的不斷進(jìn)步，我國(guó)的電力事業(yè)也得到了進(jìn)一步的發(fā)展，電力系統(tǒng)在穩(wěn)定性和安全性方面也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。電力自動(dòng)化已經(jīng)被應(yīng)用到社會(huì)生活中的方方面面，也受到了越來(lái)越多的人的關(guān)注。但是，在電力自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用中還存在著很多的問(wèn)題，我們要首先對(duì)電力自動(dòng)化應(yīng)用的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，針對(duì)可能存在的問(wèn)題進(jìn)行解決方法的研究，才能促進(jìn)電力自動(dòng)化的不斷進(jìn)步和發(fā)展。
1 電力自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)狀
要實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化，就離不開(kāi)先進(jìn)的現(xiàn)代化技術(shù)手段，依靠電子以及計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)進(jìn)行通信，同時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信的技術(shù)將電力系統(tǒng)中的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和傳輸，不論是用戶(hù)的資料、離線(xiàn)的信息，還是配電的數(shù)據(jù)、地理數(shù)據(jù)和整個(gè)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)都會(huì)被進(jìn)行整合并進(jìn)行集中的處理。這樣就能夠使電力的供應(yīng)變成一個(gè)自動(dòng)化操作的體系，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)籌管理以及對(duì)電力設(shè)備的運(yùn)行狀況的監(jiān)測(cè)。電力自動(dòng)化的技術(shù)在電力系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用，不僅能夠使供電單位與用戶(hù)之間保持更加緊密的聯(lián)系，還能夠起到提高電力供應(yīng)系統(tǒng)在管理和供電質(zhì)量等方面的技術(shù)水平的作用，為電力系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益方面的提高做出準(zhǔn)備。
從內(nèi)容方面來(lái)進(jìn)行分析，電力自動(dòng)化技術(shù)主要有四個(gè)方面的內(nèi)容，第一，變電站里面進(jìn)行綜合管理的自動(dòng)化系統(tǒng)，進(jìn)行全面的管理需要依托于先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行，完成保護(hù)繼電器、控制測(cè)量的量、記錄故障波動(dòng)、處理傳輸工作以及維持運(yùn)動(dòng)等一系列的工作，多臺(tái)機(jī)器共享資源數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)一體化的服務(wù)的整個(gè)系統(tǒng)就是綜合管理系統(tǒng)。綜合管理的系統(tǒng)能夠完成記錄事件、監(jiān)測(cè)參數(shù)、采集數(shù)據(jù)以及保護(hù)繼電器等一系列的工作。其次，進(jìn)行饋線(xiàn)管理的系統(tǒng)，它的工作是診斷饋電線(xiàn)路中的故障、進(jìn)行控制監(jiān)測(cè)的工作、重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)以及隔離故障等等。同時(shí)饋線(xiàn)管理還具有實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行的功能，能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)移負(fù)荷、補(bǔ)償無(wú)工以及隔離故障的工作。再次，通信的系統(tǒng)。它可以通過(guò)有線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)，甚至是管線(xiàn)等多種形式來(lái)進(jìn)行。采用光纖通信的形式來(lái)完成通信的話(huà)，需要光端機(jī)和光接口板等設(shè)備，它的優(yōu)點(diǎn)在于具有較強(qiáng)的抗干擾的能力和較大的通信容量，同時(shí)工作造成的損耗也比較少。但是它也有缺點(diǎn)，同一般的通信方式進(jìn)行比較，建設(shè)方面的成本會(huì)比較高。
電力自動(dòng)化在發(fā)展過(guò)程中主要有三種表現(xiàn)形式，第一，如果配電網(wǎng)主要是環(huán)形電纜并且電壓為10KV，那么可以把Fru加裝在環(huán)形柜上面。第二，如果是輻射或者樹(shù)狀的電網(wǎng)，通過(guò)重合器和分段器的方式來(lái)進(jìn)行管理，不但可以使電網(wǎng)工作效率得到提高，還能夠有效減少建設(shè)方面的投入。第三，如果配電網(wǎng)以環(huán)形電纜為主，且電壓是10KV，應(yīng)用重合器來(lái)完成與環(huán)網(wǎng)柜的配合，就能夠使電力控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
2 電力自動(dòng)化故障分析的方法
第一，應(yīng)用排除法來(lái)進(jìn)行故障的分析。所謂的排除法，就是對(duì)于與自動(dòng)化目標(biāo)相背離或者矛盾的分支進(jìn)行排除。整個(gè)電力自動(dòng)化的管理流程與系統(tǒng)建設(shè)都是相當(dāng)復(fù)雜的，對(duì)于故障的特征和起因進(jìn)行判斷的有效方法之一便是排除法，舉例來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行自動(dòng)化管理的過(guò)程中，如果母線(xiàn)的接地信號(hào)出現(xiàn)異常，需要進(jìn)行調(diào)度的一方發(fā)出警告，顯示某個(gè)變電站的接地信號(hào)的一項(xiàng)出現(xiàn)問(wèn)題，那么應(yīng)該首先采取系統(tǒng)分析的辦法，對(duì)警報(bào)的正確性進(jìn)行判斷。如果發(fā)現(xiàn)警報(bào)實(shí)際是一個(gè)錯(cuò)誤信號(hào)，就要對(duì)與自動(dòng)化聯(lián)系緊密的一次或是二次儀器進(jìn)行分析，判斷是設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題還是自動(dòng)化系統(tǒng)本身的不完善。當(dāng)確認(rèn)警報(bào)為正確信號(hào)時(shí)，就要對(duì)警報(bào)指出的地點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的檢查，需要有效分析問(wèn)題變電站的母線(xiàn)和饋線(xiàn)是否存在著單項(xiàng)接地的問(wèn)題。這樣的情形下，一旦出現(xiàn)線(xiàn)路的短接或者斷開(kāi)，調(diào)度端能夠?qū)ψ冸娬締雾?xiàng)接地信號(hào)的實(shí)際情況進(jìn)行正確的反應(yīng)，也就是對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行是否正常進(jìn)行反饋。但是我們也不能把排除法看得太過(guò)絕對(duì)，要想進(jìn)行正確的故障分析，還是需要工作人員對(duì)專(zhuān)業(yè)技術(shù)進(jìn)行專(zhuān)研，不斷的在實(shí)踐中積累經(jīng)驗(yàn)才是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。
第二，采用系統(tǒng)分析的方法進(jìn)行故障分析。這種方法要依托于先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)以及計(jì)算機(jī)科技對(duì)自動(dòng)化體系進(jìn)行全面的分析和了解，就拿子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，也就是作用的原理、電力系統(tǒng)以及電力的設(shè)備。系統(tǒng)分析的辦法就是通過(guò)系統(tǒng)的相關(guān)原則和綜合性來(lái)對(duì)系統(tǒng)中的故障進(jìn)行排查的方法。這種方式從性質(zhì)上來(lái)講是一種通過(guò)邏輯來(lái)進(jìn)行推理的辦法，如果能夠從原理和作用等方面對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行全面的了解，就能夠?qū)赡艹霈F(xiàn)的故障進(jìn)行預(yù)防和處理。
第三，采用換件法進(jìn)行故障分析。換件法是應(yīng)用在故障部位已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)以后，或者是短時(shí)間內(nèi)沒(méi)有被修復(fù)的設(shè)備中，通過(guò)選用備用的元件進(jìn)行更換來(lái)排除故障的辦法。這些元件可以短時(shí)間內(nèi)使電力系統(tǒng)恢復(fù)正常，這樣就能夠給其它修復(fù)方法的使用提供可能。
第四，應(yīng)用電源檢查法進(jìn)行故障的分析。我們知道，在電力自動(dòng)化系統(tǒng)投入運(yùn)行一定的時(shí)間以后，就會(huì)步入一個(gè)比較穩(wěn)定的時(shí)期。在這個(gè)時(shí)期，就電力設(shè)備來(lái)說(shuō)，故障發(fā)生的概率相對(duì)較低，如果出現(xiàn)設(shè)備的故障，就要對(duì)電源的電壓情況進(jìn)行檢查，觀察電路的接觸情況是否良好。自動(dòng)化系統(tǒng)中的很多設(shè)備都是直流電壓，只要其中的一個(gè)出現(xiàn)故障，就可能給整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)帶來(lái)問(wèn)題。
3 結(jié)論
近年來(lái)，電力自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，它不僅在企業(yè)的建設(shè)投入以及社會(huì)價(jià)值等方面起到促進(jìn)的作用，還能夠?qū)﹄娋W(wǎng)的安全、穩(wěn)定發(fā)展提供保證。雖然，在實(shí)際的供電工作中，電力自動(dòng)化的運(yùn)行中還有很多的問(wèn)題，但是采用正確的辦法進(jìn)行故障的分析，能夠有效的緩解和排除故障，這就要求我們?cè)诠ぷ髦胁粩嘣鲩L(zhǎng)專(zhuān)業(yè)知識(shí)、進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)的積累，為電力自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
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電氣工程及自動(dòng)化主要的是電氣工程專(zhuān)業(yè)和自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)課程結(jié)合。專(zhuān)業(yè)課程有：
專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課有：電工基礎(chǔ)、PLC編程，工程力學(xué)、電路、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電機(jī)學(xué)、電力電子技術(shù)、自控理論。
主要專(zhuān)業(yè)課有：電力系統(tǒng)分析、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)、現(xiàn)代電氣傳動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等。電路原理、電子技術(shù)基礎(chǔ)、電機(jī)學(xué)、電力電子技術(shù)、電力拖動(dòng)與控制、計(jì)算機(jī)技術(shù)(語(yǔ)言、軟件基礎(chǔ)、硬件基礎(chǔ)、單片機(jī))、信號(hào)與系統(tǒng)、控制理論。
專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)：電機(jī)與控制實(shí)驗(yàn)、電氣工程系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、電力電子實(shí)驗(yàn)。
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摘要 針對(duì)電力系統(tǒng)仿真分析中幾種常用的同步發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了深入的研究和比較，通過(guò)采用電力系統(tǒng)分析綜合程序EPRl－7節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真分析。結(jié)果表明采用不同的導(dǎo)出模型和同一導(dǎo)出模型不同階次的發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)定性是有差異的。在同一故障下，采用階數(shù)越高的同步發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型，系統(tǒng)的穩(wěn)定性水平越高。最后，論文給出了一般情況下電力系統(tǒng)仿真分析中同步發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型的選擇方法。
關(guān)鍵詞 電力系統(tǒng) 同步發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型 暫態(tài)穩(wěn)定
1 引言
我國(guó)電力工業(yè)已進(jìn)入大系統(tǒng)、大機(jī)組、高電壓及自動(dòng)化的發(fā)展階段。超高壓、長(zhǎng)輸電線(xiàn)的出現(xiàn)，使系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)面臨諸多問(wèn)題，建立更精確地描述同步發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型是十分必要的。電力系統(tǒng)數(shù)字仿真因具有不受原型系統(tǒng)規(guī)模和結(jié)構(gòu)復(fù)雜性限制，能保證被研究系統(tǒng)的安全性，且具有良好的經(jīng)濟(jì)性、方便性等優(yōu)點(diǎn)，在電力系統(tǒng)各個(gè)領(lǐng)域中已獲得了廣泛應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)字仿真一股包括建立數(shù)學(xué)模型、建立數(shù)字仿真模型和仿真實(shí)驗(yàn)。大量電力系統(tǒng)工程研究和事故仿真表明，模型與參數(shù)對(duì)電力系統(tǒng)仿真精度與可信度有重大影響。常用的同步發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型由同步發(fā)電機(jī)電路方程及轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程兩部分組成。同步發(fā)電機(jī)電路方程又分為基本方程和導(dǎo)出模型兩類(lèi)。對(duì)于不同的假設(shè)條件，同步發(fā)電機(jī)模型可作不同程度的簡(jiǎn)化，因此同步發(fā)電機(jī)的導(dǎo)出模型也有不同的形式。同一假設(shè)條件下，不同的同步發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型，其主要區(qū)別在于電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組數(shù)，如果轉(zhuǎn)子d軸、q軸各有兩個(gè)繞組，每一個(gè)轉(zhuǎn)子繞組有一個(gè)一階微分方程，則稱(chēng)之為轉(zhuǎn)子四階模型，連同轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程兩階方程，整個(gè)發(fā)電機(jī)方程組為六階模型。如果轉(zhuǎn)子繞組數(shù)減少，則發(fā)電機(jī)方程組的階數(shù)也相應(yīng)減少。本文以同步發(fā)電機(jī)6階模型為例，介紹兩種不同假設(shè)條件下同步發(fā)電機(jī)的導(dǎo)出模型，簡(jiǎn)要介紹了其簡(jiǎn)化模型。并通過(guò)PSASP中EPRI－7節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)進(jìn)行仿真計(jì)算，比較采用不同的同步發(fā)電機(jī)模型時(shí)，對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析的影響。在此基礎(chǔ)上提出一種在一般情況下進(jìn)行電力系統(tǒng)仿真計(jì)算時(shí)選取同步發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型的方法。可以在不同目的地電力系統(tǒng)仿真計(jì)算中應(yīng)用。
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