《電力系統(tǒng)分析》課程教學(xué)模式探究

胡亞娟 張洪華

摘要：《電力系統(tǒng)分析》是電氣工程專業(yè)重要的專業(yè)課，課程的特點(diǎn)是專業(yè)概念多、概念抽象、綜合性和應(yīng)用性強(qiáng)，它涉及的知識(shí)面較廣，有《高等數(shù)學(xué)》的微積分、《大學(xué)物理》的電學(xué)和磁場等及《自動(dòng)控制》相關(guān)理論知識(shí)又結(jié)合了《電機(jī)學(xué)》中的工程應(yīng)用知識(shí)。教學(xué)難度較大，本文對(duì)應(yīng)用性本科《電力系統(tǒng)分析》課程的內(nèi)容、方法、教學(xué)手段和實(shí)踐教學(xué)等方面進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：《電力系統(tǒng)分析》；教學(xué)方法；教學(xué)手段；實(shí)踐教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）02-0200-02

一、引言

《電力系統(tǒng)分析》是電氣工程及其自動(dòng)化學(xué)科的專業(yè)課程，課程的特點(diǎn)是專業(yè)概念多、概念抽象、綜合性和應(yīng)用性強(qiáng)，它涉及的知識(shí)面較廣，有《高等數(shù)學(xué)》的微積分、《大學(xué)物理》的電學(xué)和磁場等，同時(shí)《自動(dòng)控制》的相關(guān)理論知識(shí)又結(jié)合了《電機(jī)學(xué)》中的工程應(yīng)用知識(shí)，因此教學(xué)難度較大，在學(xué)生學(xué)習(xí)的過程中，存在著因遺忘知識(shí)、體系不連貫、畏難、綜合應(yīng)用吃不消等情況。結(jié)合學(xué)院向培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用型人才轉(zhuǎn)型，我系就《電力系統(tǒng)分析》課程從內(nèi)容、方法和手段及實(shí)踐教學(xué)等方面做了一些探索和實(shí)踐，針對(duì)本課程在改型過程中的一些問題本文進(jìn)行探討。

二、課程內(nèi)容

在課程內(nèi)容上，以提升解決問題能力為主線，對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容劃分必須掌握內(nèi)容和重難點(diǎn)內(nèi)容。對(duì)輸電線、變壓器和同步發(fā)電機(jī)三種元件的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、等值電路和參數(shù)計(jì)算等基礎(chǔ)內(nèi)容要求熟練掌握，為后續(xù)理論分析和計(jì)算夯實(shí)基礎(chǔ)。暫態(tài)過程中的對(duì)稱短路和不對(duì)稱短路分析計(jì)算及穩(wěn)態(tài)運(yùn)行過程中的潮流計(jì)算為教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，在講授過程中，如對(duì)同步發(fā)電機(jī)的暫態(tài)電抗上通過板書畫出磁場在定子轉(zhuǎn)子中走過的路徑來理解它的產(chǎn)生和變化，再通過理論推導(dǎo)去給出表達(dá)式。在教學(xué)過程中本著先易后難、逐步加深、層層深入的方式，著重培養(yǎng)學(xué)生分析問題和計(jì)算的能力。

為了增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在課堂上增加介紹了電力系統(tǒng)的最新應(yīng)用，如增加了新能源技術(shù)、分布式發(fā)電技術(shù)、智能電網(wǎng)以及“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展等新理論和新技術(shù)。

三、教學(xué)方法

為了啟發(fā)學(xué)生積極思維和培養(yǎng)學(xué)生的邏輯能力，采用多種教學(xué)方法，提高學(xué)生對(duì)本學(xué)科的認(rèn)識(shí)和了解，從而利用所學(xué)知識(shí)解決問題的能力。在教學(xué)中主要采用了對(duì)比的教學(xué)方法。在不對(duì)稱故障教學(xué)中，采用比較方法將三相對(duì)稱短路、單相接地短路、兩相短路及兩相接地短路聯(lián)系起來進(jìn)行對(duì)比，將起到事半功倍的效果。在有功功率平衡和無功功率平衡的內(nèi)容中，對(duì)頻率調(diào)整與電壓調(diào)整的特點(diǎn)進(jìn)行比較學(xué)習(xí)。在潮流計(jì)算中，將環(huán)網(wǎng)和簡單閉式網(wǎng)的功率分布計(jì)算過程進(jìn)行比較學(xué)習(xí)。

四、教學(xué)手段

為了提高學(xué)生對(duì)電力系統(tǒng)分析課程的興趣，在《電力系統(tǒng)分析》的教學(xué)過程中，將傳統(tǒng)板書方式和多媒體教學(xué)結(jié)合在一起，交替使用。

（一）板書

用PPT給學(xué)生傳授內(nèi)容時(shí)，在理論推導(dǎo)上有很大的弊病，放映的太快，學(xué)生還沒有反應(yīng)過來就過去了，所以在公式的推導(dǎo)上，如電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)變換，化簡、零序網(wǎng)絡(luò)、開式網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算及簡單閉式網(wǎng)絡(luò)的功率分布等，都是重點(diǎn)內(nèi)容，要通過所學(xué)的電路知識(shí)和必要的簡化推導(dǎo)出來。在講授這些內(nèi)容時(shí)采用板書，放慢速度，一步一步推導(dǎo)。

（二）制作圖庫

對(duì)經(jīng)常出現(xiàn)在課本的各種電力網(wǎng)元件，如高壓輸電分裂導(dǎo)線、電力變壓器、新型變電站內(nèi)配電盤等照相成冊(cè)在課堂講授時(shí)給學(xué)生觀看，加深學(xué)生的認(rèn)識(shí)。

（三）建立影視庫

通過放映愛迪生和特斯拉天才之爭來講述為什么傳統(tǒng)電力系統(tǒng)電力輸送采用高壓交流的發(fā)式。電力系統(tǒng)分析中短路危害對(duì)學(xué)生而言很抽象，通過篩選網(wǎng)上的錄像，把發(fā)生短路時(shí)沖擊電流對(duì)設(shè)備的危害以及短路電流放電拉弧的過程播放給學(xué)生，從不同的應(yīng)用角度去了解學(xué)習(xí)。

五、實(shí)踐教學(xué)

實(shí)踐教學(xué)對(duì)理論教學(xué)有很好的促進(jìn)作用。通過實(shí)驗(yàn)，可以把在課堂上晦澀難懂的知識(shí)以一種比較直接的方式放映出來，讓學(xué)生更好地理解所學(xué)知識(shí)。在實(shí)驗(yàn)前提出問題，讓學(xué)生帶著問題做實(shí)驗(yàn)，讓他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中通過結(jié)論來驗(yàn)證理論。如進(jìn)行同步發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同期并列運(yùn)行實(shí)驗(yàn)，掌握準(zhǔn)同期并列條件；電力系統(tǒng)功率特性模擬實(shí)驗(yàn)來體會(huì)各種提高功率極限措施的方法；通過一機(jī)—無窮大系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行方式實(shí)驗(yàn)來了解在對(duì)稱穩(wěn)定的情況下，輸電系統(tǒng)的各種運(yùn)行狀態(tài)與運(yùn)行參數(shù)的數(shù)值變化范圍，等等。最后在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上進(jìn)行總結(jié)，完成過程分析和對(duì)理論的新理解。

六、結(jié)論

《電力系統(tǒng)分析》是一門非常重要且綜合性很強(qiáng)的課程，如何上好這門課，不是一朝一夕能完成的，它需要我們?cè)诮虒W(xué)中及時(shí)根據(jù)學(xué)生的接受情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，并且要不斷擴(kuò)展自己的知識(shí)面和深入了解課程的前沿，從而提升自己的教學(xué)水平和能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]何仰贊，溫增銀.電力系統(tǒng)分析[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2002.

[2]夏道止.電力系統(tǒng)分析[M].北京：中國電力出版社，2004.

Abstract："Power System Analysis" is an important professional course in electrical engineering.Its characteristics are many professional concepts，abstract concepts，comprehensiveness and strong application.It involves a wide range of knowledge，including the calculus of "Higher Mathematics"，the electrical and magnetic fields of the "University Physics"，and the related theoretical knowledge of "Automatic Control".It also combines engineering application knowledge in electromechanics.It is difficult to teach.This paper discusses the contents，methods，teaching methods and practical teaching of the "Power System Analysis" course of applied undergraduate course.

Key words："Power System Analysis"；teaching methods；teaching methods；practice teaching