“電力系統(tǒng)分析”課程教學及實踐環(huán)節(jié)教學方法

朱 蘭,韋 鋼,符 楊,曹 煒,金義雄,段建民,涂軼昀,顧丹珍,趙曉莉

(上海電力學院,上海 200090)

0 引言

“電力系統(tǒng)分析”是電力工程及其自動化專業(yè)的核心專業(yè)課程,是學習其它專業(yè)課的基礎,其性質介于學科基礎課和專業(yè)課之間。該課程既有極強的理論邏輯性,又有一定的工程實踐性。本文探討該課程的教學方式方法,以期進一步提高該課程的教學效果。

1 教學方式方法探討

1.1 增強理論的形象性

“電力系統(tǒng)分析”課程有些理論的學習略顯枯燥,學生由于考試的壓力也會更多的關注例題、作業(yè)題的求解,而忽視對知識整體的理解。如能借助一些方法,增強理論學習的形象性,可使學生的學習更加輕松且理解的更為透徹。影像、圖表是可借助的不錯的手段。潮流計算是電力系統(tǒng)中最基本、最常用的一種計算。在學習潮流計算的內容時,我們向學生介紹手算潮流的五種計算方法(開式網(wǎng)的兩種計算和閉式網(wǎng)的三種計算),學生通過學習掌握了典型的幾種計算方法,但對系統(tǒng)中實際的潮流分布、潮流轉移缺少感性認識,此時增加一些實際系統(tǒng)的潮流圖展示給學生,學生就會建立系統(tǒng)網(wǎng)絡的概念,而不是僅僅停留在已知某些節(jié)點電壓功率數(shù)據(jù),待求某些節(jié)點電壓功率數(shù)據(jù)這樣純粹套公式計算的階段。若實際系統(tǒng)網(wǎng)絡及潮流數(shù)據(jù)由于安全等因素獲取受到限制,也可采用其他的網(wǎng)絡向學生展示說明。圖1為計算機潮流計算部分的一道例題用ETAP軟件計算的結果。在課堂教學講解時出示給學生這樣的潮流圖,就會加深學生對網(wǎng)絡潮流流動的理解。講解計算機潮流計算中的模型將節(jié)點分為三類,分別為:PQ節(jié)點、PV節(jié)點、平衡節(jié)點。結合圖1,也能一目了然的解釋清楚。此外我們強調PV節(jié)點必須具備充足的無功儲備,這一點學生往往不是很容易理解,通過圖1與圖2的對比,在圖 2中,當無功不足時,PV節(jié)點B3無法支撐要求的電壓,導致PV節(jié)點轉化為PQ節(jié)點,通過這樣兩圖對比的形式,學生就能掌握PV節(jié)點的特點了。

圖 1 四節(jié)點 ETAP潮流結算結果圖

圖2 PV節(jié)點無功不足潮流計算結果圖

1.2 增強互動式教學

互動式教學可提高學生課堂教學的參與度,激發(fā)學生獨立思考的積極性,鼓勵學生質疑權威,與老師辯論,使教學由“知識傳授型”向“綜合思維能力訓練型”轉變。

課堂教學的特點是講出背景和思想的本質,講出解決問題的思路和關鍵,講出課程內容各部分的邏輯關系,從而使教師從知識的傳授者轉變?yōu)閷W生學習的激發(fā)者、組織者和引導者,使學生在自主學習的基礎上主動積極參與,主動地獲取知識。如在講解無功平衡與調壓的內容時,有關變壓器分接頭選擇的計算和無功補償容量的計算,建議學生組織自己的思路,參考書本介紹的方法,自己思考如何解決問題。有的學生提出自己的一些思路,并質疑書本上的變壓器分接頭選擇例題的校驗過程。

1.3 增強前沿介紹

積極開發(fā)課程資源,加強課程內容與學生生活以及現(xiàn)代社會和科技發(fā)展的聯(lián)系。例如目前全球范圍內智能電網(wǎng)的建設正在如火如荼進行,作為電專業(yè)的學生有必要適當了解電力系統(tǒng)相關領域最新的研究內容和進展。

在電力系統(tǒng)經濟運行的學習中,結合分布式電源的建設與網(wǎng)損的關系,向學生介紹了智能電網(wǎng)的建設概況。歐美國家均在積極規(guī)劃推動智能電網(wǎng),意大利及美國已率先試行。意大利的電力公司已經安裝和改造了3000萬臺智能電表,建立起了智能化計量網(wǎng)絡。美國多個州已經開始設計智能電網(wǎng)系統(tǒng),加州完成第一階段試驗性200萬戶小區(qū)AMI的安裝。位于科羅拉多州首府丹佛西北40公里的小城波爾得,已經成為全美第一個智能電網(wǎng)城市。GE 、IBM 、西門子、Google、Intel等信息產業(yè)龍頭都已經投入智能電網(wǎng)業(yè)務。2007年10月,華東電網(wǎng)有限公司正式啟動智能電網(wǎng)可行性研究項目,密切跟蹤國外先進電力企業(yè)和研究機構對智能電網(wǎng)的研究成果,并結合華東電網(wǎng)的現(xiàn)狀和今后發(fā)展的要求,提出了三個階段的發(fā)展思路和行動計劃,即在2010年初步建成電網(wǎng)高級調度中心,2020年全面建成具有初步智能特性的數(shù)字化電網(wǎng),2030年真正建成具有自愈能力的智能電網(wǎng)。2009年4日24日,中國國家電網(wǎng)公司總經理劉振亞在劍橋能源研究協(xié)會與美國能源協(xié)會共同舉辦的“更堅強的電網(wǎng)-中國與美國展望”會議上發(fā)表主旨演講,提出要建設自主創(chuàng)新、國際領先的堅強智能電網(wǎng)。

這樣一些國內外最新的智能電網(wǎng)研究概況的介紹,使學生對電力系統(tǒng)近年及將來的發(fā)展建設有一些認識,將電力發(fā)展的大環(huán)境與個人的職業(yè)發(fā)展相結合,增加自己畢業(yè)后的思考。教師同時鼓勵感興趣的學生可參加一些有關的校園講座,增加知識面;鼓勵學生閱讀專業(yè)雜志,擴大其專業(yè)視野;鼓勵學生多查找專業(yè)文章,上學術期刊網(wǎng);鼓勵學生參與一些學校的課題或科創(chuàng)項目,增加實踐機會,提升個人能力,這樣不但培養(yǎng)了學生查找信息和自學的能力,也培養(yǎng)了他們獨立思考、積極進取的精神。

1.4 增強企業(yè)培養(yǎng)

在我?！傲⒆汶娏?、立足應用、立足一線,精心打造電力工程師的搖籃”的教學方針的指導下,本課程教學也適當增加有關企業(yè)培養(yǎng)的內容,對接電力行業(yè),重視知識、能力、素質的協(xié)同發(fā)展,定位于培養(yǎng)高素質、有理想、有紀律、有文化、應用型的“專業(yè)理論+工程實踐+創(chuàng)新與市場能力”的電力技術人才。可適當邀請企業(yè)人員講解無功平衡與調壓、有功平衡與調頻、經濟運行等部分知識內容。做到:

1、培養(yǎng)學生的工程意識,將課堂電力相關理論教學與電力生產實踐進行結合。培養(yǎng)學生的服務意識,養(yǎng)成良好的電力工程師職業(yè)道德。增強學生的溝通能力、協(xié)調能力、團隊合作能力,為未來的電力職業(yè)生涯打好基礎;

2、增強學生的實踐能力、設計能力以及創(chuàng)新能力。在課堂理論教學與課內實驗的基礎上,使學生掌握現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本知識與技能,具有初步的電力行業(yè)研究、開發(fā)和工程實際工作能力,進一步提高學生解決實際問題的能力。

1.5 增強勵志教育

通過教學發(fā)現(xiàn),有的學生表現(xiàn)會很矛盾。有時表現(xiàn)很自信,有時又極其自卑,尤其重修班的學生會表現(xiàn)較為明顯。通過與學生溝通,感到學生本身都是很可愛的,不過可能經歷過一些或大或小的事情,而沉迷了一段時間。學生這時的學習積極性是需要特別保護的,給他們一些理解和鼓勵,會使學生增加面對困難的勇氣。在重修班上作者曾經給學生講過這樣一則網(wǎng)上的故事:

在一次討論會上,一位著名的演說家沒講一句開場白,手里卻高舉著一張20美元的鈔票。?面對會議室里的200個人,他問:“誰要這20美元?”一只只手舉了起來。他接著說:“我打算把這20美元送給你們中的一位,但在這之前,請準許我做一件事?！彼f著將鈔票揉成一團,然后問:“誰還要?”仍有人舉起手來。?他又說:“那么,假如我這樣做又會怎么樣呢?”他把鈔票扔到地上,又踏上一只腳,并且用腳碾它。爾后他拾起鈔票,鈔票已變得又臟又皺。?“現(xiàn)在誰還要?”還是有人舉起手來?！芭笥褌?你們已經上了一堂很有意義的課。無論我如何對待那張鈔票,你們還是想要它,因為它并沒貶值,它依舊值20美元。人生路上,我們會無數(shù)次被自己的決定或碰到的逆境擊倒、欺凌甚至碾得粉身碎骨。我們覺得自己似乎一文不值。但無論發(fā)生什么,或將要發(fā)生什么,在上帝的眼中,你們永遠不會喪失價值。在他看來,骯臟或潔凈,衣著齊整或不齊整,你們依然是無價之寶?！?

學生聽后若有所思。生命的價值取決于我們本身!雖然在課堂上占用了幾分鐘,但老師和學生的距離近了,學生的信心增加了。

2 結語

本文對《電力系統(tǒng)分析》課程的教學方式方法進行了初步的探討?！峨娏ο到y(tǒng)分析》課程在我校電氣工程及其自動化專業(yè)人才培養(yǎng)方案(教學計劃)中具有極其重要的地位,在本專業(yè)(及其前身“電力系統(tǒng)及其自動化”專業(yè))的教學活動中一直倍受師生重視。本文從五個方面提出了《電力系統(tǒng)分析》課程及實踐環(huán)節(jié)的教學方式方法的討論。本文青年教師多次旁聽老教師韋鋼老師、符楊老師、曹煒老師的授課,受益匪淺,在此表示誠摯感謝!

[1]余貽鑫,奕文鵬.智能電網(wǎng)[J].電網(wǎng)與清潔能源,2009,25(1)

[2]M arken Paul E,Marczewski John J,D'Aquila Robert,etc.VFT-a smart transmission technology that is compatible with the existing and future grid[C].IEEE Power Sy stems Conference&Exhibition,15-18 Mar.,2009

[3]電氣工程及其自動化專業(yè)“卓越工程師培養(yǎng)計劃”企業(yè)實踐培養(yǎng)初步方案

[4]上海電力學院《電力系統(tǒng)分析》校級精品課程建設結題報告