“电力系统分析”课程教学及实践环节教学方法

朱 兰,韦 钢,符 杨,曹 炜,金义雄,段建民,涂轶昀,顾丹珍,赵晓莉

(上海电力学院,上海 200090)

0 引言

“电力系统分析”是电力工程及其自动化专业的核心专业课程,是学习其它专业课的基础,其性质介于学科基础课和专业课之间。该课程既有极强的理论逻辑性,又有一定的工程实践性。本文探讨该课程的教学方式方法,以期进一步提高该课程的教学效果。

1 教学方式方法探讨

1.1 增强理论的形象性

“电力系统分析”课程有些理论的学习略显枯燥,学生由于考试的压力也会更多的关注例题、作业题的求解,而忽视对知识整体的理解。如能借助一些方法,增强理论学习的形象性,可使学生的学习更加轻松且理解的更为透彻。影像、图表是可借助的不错的手段。潮流计算是电力系统中最基本、最常用的一种计算。在学习潮流计算的内容时,我们向学生介绍手算潮流的五种计算方法(开式网的两种计算和闭式网的三种计算),学生通过学习掌握了典型的几种计算方法,但对系统中实际的潮流分布、潮流转移缺少感性认识,此时增加一些实际系统的潮流图展示给学生,学生就会建立系统网络的概念,而不是仅仅停留在已知某些节点电压功率数据,待求某些节点电压功率数据这样纯粹套公式计算的阶段。若实际系统网络及潮流数据由于安全等因素获取受到限制,也可采用其他的网络向学生展示说明。图1为计算机潮流计算部分的一道例题用ETAP软件计算的结果。在课堂教学讲解时出示给学生这样的潮流图,就会加深学生对网络潮流流动的理解。讲解计算机潮流计算中的模型将节点分为三类,分别为:PQ节点、PV节点、平衡节点。结合图1,也能一目了然的解释清楚。此外我们强调PV节点必须具备充足的无功储备,这一点学生往往不是很容易理解,通过图1与图2的对比,在图 2中,当无功不足时,PV节点B3无法支撑要求的电压,导致PV节点转化为PQ节点,通过这样两图对比的形式,学生就能掌握PV节点的特点了。

图 1 四节点 ETAP潮流结算结果图

图2 PV节点无功不足潮流计算结果图

1.2 增强互动式教学

互动式教学可提高学生课堂教学的参与度,激发学生独立思考的积极性,鼓励学生质疑权威,与老师辩论,使教学由“知识传授型”向“综合思维能力训练型”转变。

课堂教学的特点是讲出背景和思想的本质,讲出解决问题的思路和关键,讲出课程内容各部分的逻辑关系,从而使教师从知识的传授者转变为学生学习的激发者、组织者和引导者,使学生在自主学习的基础上主动积极参与,主动地获取知识。如在讲解无功平衡与调压的内容时,有关变压器分接头选择的计算和无功补偿容量的计算,建议学生组织自己的思路,参考书本介绍的方法,自己思考如何解决问题。有的学生提出自己的一些思路,并质疑书本上的变压器分接头选择例题的校验过程。

1.3 增强前沿介绍

积极开发课程资源,加强课程内容与学生生活以及现代社会和科技发展的联系。例如目前全球范围内智能电网的建设正在如火如荼进行,作为电专业的学生有必要适当了解电力系统相关领域最新的研究内容和进展。

在电力系统经济运行的学习中,结合分布式电源的建设与网损的关系,向学生介绍了智能电网的建设概况。欧美国家均在积极规划推动智能电网,意大利及美国已率先试行。意大利的电力公司已经安装和改造了3000万台智能电表,建立起了智能化计量网络。美国多个州已经开始设计智能电网系统,加州完成第一阶段试验性200万户小区AMI的安装。位于科罗拉多州首府丹佛西北40公里的小城波尔得,已经成为全美第一个智能电网城市。GE 、IBM 、西门子、Google、Intel等信息产业龙头都已经投入智能电网业务。2007年10月,华东电网有限公司正式启动智能电网可行性研究项目,密切跟踪国外先进电力企业和研究机构对智能电网的研究成果,并结合华东电网的现状和今后发展的要求,提出了三个阶段的发展思路和行动计划,即在2010年初步建成电网高级调度中心,2020年全面建成具有初步智能特性的数字化电网,2030年真正建成具有自愈能力的智能电网。2009年4日24日,中国国家电网公司总经理刘振亚在剑桥能源研究协会与美国能源协会共同举办的“更坚强的电网-中国与美国展望”会议上发表主旨演讲,提出要建设自主创新、国际领先的坚强智能电网。

这样一些国内外最新的智能电网研究概况的介绍,使学生对电力系统近年及将来的发展建设有一些认识,将电力发展的大环境与个人的职业发展相结合,增加自己毕业后的思考。教师同时鼓励感兴趣的学生可参加一些有关的校园讲座,增加知识面;鼓励学生阅读专业杂志,扩大其专业视野;鼓励学生多查找专业文章,上学术期刊网;鼓励学生参与一些学校的课题或科创项目,增加实践机会,提升个人能力,这样不但培养了学生查找信息和自学的能力,也培养了他们独立思考、积极进取的精神。

1.4 增强企业培养

在我校“立足电力、立足应用、立足一线,精心打造电力工程师的摇篮”的教学方针的指导下,本课程教学也适当增加有关企业培养的内容,对接电力行业,重视知识、能力、素质的协同发展,定位于培养高素质、有理想、有纪律、有文化、应用型的“专业理论+工程实践+创新与市场能力”的电力技术人才。可适当邀请企业人员讲解无功平衡与调压、有功平衡与调频、经济运行等部分知识内容。做到:

1、培养学生的工程意识,将课堂电力相关理论教学与电力生产实践进行结合。培养学生的服务意识,养成良好的电力工程师职业道德。增强学生的沟通能力、协调能力、团队合作能力,为未来的电力职业生涯打好基础;

2、增强学生的实践能力、设计能力以及创新能力。在课堂理论教学与课内实验的基础上,使学生掌握现代电力系统的基本知识与技能,具有初步的电力行业研究、开发和工程实际工作能力,进一步提高学生解决实际问题的能力。

1.5 增强励志教育

通过教学发现,有的学生表现会很矛盾。有时表现很自信,有时又极其自卑,尤其重修班的学生会表现较为明显。通过与学生沟通,感到学生本身都是很可爱的,不过可能经历过一些或大或小的事情,而沉迷了一段时间。学生这时的学习积极性是需要特别保护的,给他们一些理解和鼓励,会使学生增加面对困难的勇气。在重修班上作者曾经给学生讲过这样一则网上的故事:

在一次讨论会上,一位著名的演说家没讲一句开场白,手里却高举着一张20美元的钞票。?面对会议室里的200个人,他问:“谁要这20美元?”一只只手举了起来。他接着说:“我打算把这20美元送给你们中的一位,但在这之前,请准许我做一件事。”他说着将钞票揉成一团,然后问:“谁还要?”仍有人举起手来。?他又说:“那么,假如我这样做又会怎么样呢?”他把钞票扔到地上,又踏上一只脚,并且用脚碾它。尔后他拾起钞票,钞票已变得又脏又皱。?“现在谁还要?”还是有人举起手来。“朋友们,你们已经上了一堂很有意义的课。无论我如何对待那张钞票,你们还是想要它,因为它并没贬值,它依旧值20美元。人生路上,我们会无数次被自己的决定或碰到的逆境击倒、欺凌甚至碾得粉身碎骨。我们觉得自己似乎一文不值。但无论发生什么,或将要发生什么,在上帝的眼中,你们永远不会丧失价值。在他看来,肮脏或洁净,衣着齐整或不齐整,你们依然是无价之宝。”?

学生听后若有所思。生命的价值取决于我们本身!虽然在课堂上占用了几分钟,但老师和学生的距离近了,学生的信心增加了。

2 结语

本文对《电力系统分析》课程的教学方式方法进行了初步的探讨。《电力系统分析》课程在我校电气工程及其自动化专业人才培养方案(教学计划)中具有极其重要的地位,在本专业(及其前身“电力系统及其自动化”专业)的教学活动中一直倍受师生重视。本文从五个方面提出了《电力系统分析》课程及实践环节的教学方式方法的讨论。本文青年教师多次旁听老教师韦钢老师、符杨老师、曹炜老师的授课,受益匪浅,在此表示诚挚感谢!

[1]余贻鑫,奕文鹏.智能电网[J].电网与清洁能源,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]电气工程及其自动化专业“卓越工程师培养计划”企业实践培养初步方案

[4]上海电力学院《电力系统分析》校级精品课程建设结题报告