《电力系统自动化》 教学改革探讨

孟祥侠++++胡兴志

摘    要：《电力系统自动化》是一门理论与实践并重的学科，以往在教学中存在的困难是内容杂、软硬件结合，系统性不强。本文通过对该课程的教学内容、方法、手段和实践环节等方面进行改革，取得了较好的教学效果，调动了学生的学习积极性。这对提高教学质量，培养宽口径、应用能力强的复合型人才具有重要意义。

关键词： 《电力系统自动化》    教学改革    改革思路

《电力系统自动化》是电气工程及其自动化专业的主干专业课，它涉及电力系统分析、电力电子、现代控制理论、单片机原理和计算机控制技术等学科的知识。该课程特点是理论与实践并重，以往在教学中存在的困难是内容杂、软硬件结合，系统性不强。近几年笔者结合教学探索，对该课程的教学内容、方法、手段和实践环节等方面提出了一些改革思路。

一、本课程的知识体系

《电力系统自动化》课程的知识结构可以划分为如图1所示。自动装置及数据的采集处理一章是计算机数字控制的技术基础，重点应放在硬件电路的各部分构成上，因为计算机硬件电路具有一定的通用性，此处详细讲解，后三部分自动装置的具体应用则可简单介绍。

对于同步发电机的自动并列部分，重点是准同期并列的基本概念、基本原理的讲解，装置的结构部分，着重介绍框图和波形，具体电路不做详细讲解。同步发电机的励磁自动控制系统是本课程的核心，内容多且难度较大，重点应把握励磁自动控制系统的功能、任务和原理框图，装置的结构，只对目前应用的两种典型系统—自并励系统和无刷励磁系统重点介绍，励磁系统中的整流电路部分，在电力电子课程中已详细介绍过，此处只关注输入输出即可。对于频率及有功功率的自动调节部分，由于有电力系统分析的基础，相对容易一些，但同样要重视基本概念、基本原理的讲解。

图1    电力系统自动化知识体系

二、改革传统教学方法、教学手段

1.多媒体与板书相结合

多媒体教学以信息量大、传播速度快、直观效果强的特点，在高校很多课程中取得了显著效果。《电力系统自动化》课程有很多比较直观的装置原理图、装置结构图、硬件电路图，以及一些实际应用的装置实物图、其中的元器件图等，比较适合使用多媒体，可以增强教学活动的主动性和逼真性，增加课堂讲授的信息量，大大提高课堂教学质量。但对于理论性较强的部分，如同步发电机自动励磁控制系统的功能、任务等，仍需使用传统的板书形式，因此，本课程教学应是多媒体与板书相结合。

2.课堂与实物相结合

《电力系统自动化》课程中有较大一部分内容是实际装置，不仅理论性强，实践性也很强，课堂上只靠多媒体和板书讲解，学生会有不真实的感觉。根据教学实践，笔者认为将课堂与实物相结合，效果事半功倍。

图2    实际装置电路板

图3    硬件电路板原理图

图2为笔者制作的一套实际SVC装置控制电路，其中包括计算机控制的硬件电路板。对于自动装置及数据的采集处理一章，在讲授硬件电路的各部分构成时，如能将图2中的硬件电路板给学生演示，同时展示此硬件电路板的原理图3，并将原理图3中的各个元器件与图2中的实际元器件一一对应，让学生对实际电路板和单个元器件先有感性认识，再结合书中的内容详细介绍。经过几年的教学改革，这种课堂与实物相结合的教学方法，对学生有全方位、立体化的感染刺激效应，从而大大调动学生主动思考、探索的积极性。

三、加强实践教学环节

实验作为理论教学的有效补充，是深厚学生理论基础，培养其实践动手能力的一个关键环节。但在实验设备的选购时，要慎重引入成套的“黑匣子”式的仪器设备，以免影响学生的动手能力和创新能力的培养。几年前教研室已引进华中科技大学的WDT-Ⅲ电力系统综合自动化试验台，可以开出同步发电机准同期并列实验、同步发电机励磁控制实验、电力系统功率特性和功率极限实验、单机带负荷实验、复杂电力系统运行方式等多个实验。在实验过程中，应以“学生为主体、教师为主导”的启发式教学鼓励学生独立思考问题、认真分析实验结果。

参与教师的科研既是理论知识的应用，又是实践环节的提升。根据近几年的经验，笔者发现参与教师科研的学生不仅对《电力系统自动化》课程有较深入的认识，而且对相关课程的掌握都有实质性的提升。

生产实习是教学过程中的另一个重要环节，我们组织学生到电厂参观并跟班实习，强化了学生的工程感性认识。

四、结语

《电力系统自动化》课程理论性和实践性都很强，涉及的知识面很广，其教学改革需要长期的摸索和探索。近年来，笔者通过对该课程的教学内容、方法、手段和实践环节等方面进行改革，取得了较好的教学效果，调动了学生的学习积极性。这对提高教学质量，培养宽口径、应用能力强的复合型人才具有重要意义。

参考文献：

[1]张靠社，张欣伟，宁联辉，等.《电力系统分析》课程的教学改革和实践[J].电力系统及其自动化学报，2008，20（2）：126-128.

[2]王文星.有关发电厂电气部分教学内容的探讨[J].科技信息，2010，（1）：158-196.

[3]谢妍，李素芬，毛哲.“电器与供电”课程教学改革的实践与探索[J].科技信息.

[4]刘飞，汪小将，张海艳.实验课程新教学模式探索[J].科技信息.

基金项目：华北科技学院教育科学研究基金资助项目：“基于PSASP的《电力系统分析》教学改革探索”（项目编号：HKJYZD201305）。

摘    要：《电力系统自动化》是一门理论与实践并重的学科，以往在教学中存在的困难是内容杂、软硬件结合，系统性不强。本文通过对该课程的教学内容、方法、手段和实践环节等方面进行改革，取得了较好的教学效果，调动了学生的学习积极性。这对提高教学质量，培养宽口径、应用能力强的复合型人才具有重要意义。

关键词： 《电力系统自动化》    教学改革    改革思路

《电力系统自动化》是电气工程及其自动化专业的主干专业课，它涉及电力系统分析、电力电子、现代控制理论、单片机原理和计算机控制技术等学科的知识。该课程特点是理论与实践并重，以往在教学中存在的困难是内容杂、软硬件结合，系统性不强。近几年笔者结合教学探索，对该课程的教学内容、方法、手段和实践环节等方面提出了一些改革思路。

一、本课程的知识体系

《电力系统自动化》课程的知识结构可以划分为如图1所示。自动装置及数据的采集处理一章是计算机数字控制的技术基础，重点应放在硬件电路的各部分构成上，因为计算机硬件电路具有一定的通用性，此处详细讲解，后三部分自动装置的具体应用则可简单介绍。

对于同步发电机的自动并列部分，重点是准同期并列的基本概念、基本原理的讲解，装置的结构部分，着重介绍框图和波形，具体电路不做详细讲解。同步发电机的励磁自动控制系统是本课程的核心，内容多且难度较大，重点应把握励磁自动控制系统的功能、任务和原理框图，装置的结构，只对目前应用的两种典型系统—自并励系统和无刷励磁系统重点介绍，励磁系统中的整流电路部分，在电力电子课程中已详细介绍过，此处只关注输入输出即可。对于频率及有功功率的自动调节部分，由于有电力系统分析的基础，相对容易一些，但同样要重视基本概念、基本原理的讲解。

图1    电力系统自动化知识体系

二、改革传统教学方法、教学手段

1.多媒体与板书相结合

多媒体教学以信息量大、传播速度快、直观效果强的特点，在高校很多课程中取得了显著效果。《电力系统自动化》课程有很多比较直观的装置原理图、装置结构图、硬件电路图，以及一些实际应用的装置实物图、其中的元器件图等，比较适合使用多媒体，可以增强教学活动的主动性和逼真性，增加课堂讲授的信息量，大大提高课堂教学质量。但对于理论性较强的部分，如同步发电机自动励磁控制系统的功能、任务等，仍需使用传统的板书形式，因此，本课程教学应是多媒体与板书相结合。

2.课堂与实物相结合

《电力系统自动化》课程中有较大一部分内容是实际装置，不仅理论性强，实践性也很强，课堂上只靠多媒体和板书讲解，学生会有不真实的感觉。根据教学实践，笔者认为将课堂与实物相结合，效果事半功倍。

图2    实际装置电路板

图3    硬件电路板原理图

图2为笔者制作的一套实际SVC装置控制电路，其中包括计算机控制的硬件电路板。对于自动装置及数据的采集处理一章，在讲授硬件电路的各部分构成时，如能将图2中的硬件电路板给学生演示，同时展示此硬件电路板的原理图3，并将原理图3中的各个元器件与图2中的实际元器件一一对应，让学生对实际电路板和单个元器件先有感性认识，再结合书中的内容详细介绍。经过几年的教学改革，这种课堂与实物相结合的教学方法，对学生有全方位、立体化的感染刺激效应，从而大大调动学生主动思考、探索的积极性。

三、加强实践教学环节

实验作为理论教学的有效补充，是深厚学生理论基础，培养其实践动手能力的一个关键环节。但在实验设备的选购时，要慎重引入成套的“黑匣子”式的仪器设备，以免影响学生的动手能力和创新能力的培养。几年前教研室已引进华中科技大学的WDT-Ⅲ电力系统综合自动化试验台，可以开出同步发电机准同期并列实验、同步发电机励磁控制实验、电力系统功率特性和功率极限实验、单机带负荷实验、复杂电力系统运行方式等多个实验。在实验过程中，应以“学生为主体、教师为主导”的启发式教学鼓励学生独立思考问题、认真分析实验结果。

参与教师的科研既是理论知识的应用，又是实践环节的提升。根据近几年的经验，笔者发现参与教师科研的学生不仅对《电力系统自动化》课程有较深入的认识，而且对相关课程的掌握都有实质性的提升。

生产实习是教学过程中的另一个重要环节，我们组织学生到电厂参观并跟班实习，强化了学生的工程感性认识。

四、结语

《电力系统自动化》课程理论性和实践性都很强，涉及的知识面很广，其教学改革需要长期的摸索和探索。近年来，笔者通过对该课程的教学内容、方法、手段和实践环节等方面进行改革，取得了较好的教学效果，调动了学生的学习积极性。这对提高教学质量，培养宽口径、应用能力强的复合型人才具有重要意义。

参考文献：

[1]张靠社，张欣伟，宁联辉，等.《电力系统分析》课程的教学改革和实践[J].电力系统及其自动化学报，2008，20（2）：126-128.

[2]王文星.有关发电厂电气部分教学内容的探讨[J].科技信息，2010，（1）：158-196.

[3]谢妍，李素芬，毛哲.“电器与供电”课程教学改革的实践与探索[J].科技信息.

[4]刘飞，汪小将，张海艳.实验课程新教学模式探索[J].科技信息.

基金项目：华北科技学院教育科学研究基金资助项目：“基于PSASP的《电力系统分析》教学改革探索”（项目编号：HKJYZD201305）。

摘    要：《电力系统自动化》是一门理论与实践并重的学科，以往在教学中存在的困难是内容杂、软硬件结合，系统性不强。本文通过对该课程的教学内容、方法、手段和实践环节等方面进行改革，取得了较好的教学效果，调动了学生的学习积极性。这对提高教学质量，培养宽口径、应用能力强的复合型人才具有重要意义。

关键词： 《电力系统自动化》    教学改革    改革思路

《电力系统自动化》是电气工程及其自动化专业的主干专业课，它涉及电力系统分析、电力电子、现代控制理论、单片机原理和计算机控制技术等学科的知识。该课程特点是理论与实践并重，以往在教学中存在的困难是内容杂、软硬件结合，系统性不强。近几年笔者结合教学探索，对该课程的教学内容、方法、手段和实践环节等方面提出了一些改革思路。

一、本课程的知识体系

《电力系统自动化》课程的知识结构可以划分为如图1所示。自动装置及数据的采集处理一章是计算机数字控制的技术基础，重点应放在硬件电路的各部分构成上，因为计算机硬件电路具有一定的通用性，此处详细讲解，后三部分自动装置的具体应用则可简单介绍。

对于同步发电机的自动并列部分，重点是准同期并列的基本概念、基本原理的讲解，装置的结构部分，着重介绍框图和波形，具体电路不做详细讲解。同步发电机的励磁自动控制系统是本课程的核心，内容多且难度较大，重点应把握励磁自动控制系统的功能、任务和原理框图，装置的结构，只对目前应用的两种典型系统—自并励系统和无刷励磁系统重点介绍，励磁系统中的整流电路部分，在电力电子课程中已详细介绍过，此处只关注输入输出即可。对于频率及有功功率的自动调节部分，由于有电力系统分析的基础，相对容易一些，但同样要重视基本概念、基本原理的讲解。

图1    电力系统自动化知识体系

二、改革传统教学方法、教学手段

1.多媒体与板书相结合

多媒体教学以信息量大、传播速度快、直观效果强的特点，在高校很多课程中取得了显著效果。《电力系统自动化》课程有很多比较直观的装置原理图、装置结构图、硬件电路图，以及一些实际应用的装置实物图、其中的元器件图等，比较适合使用多媒体，可以增强教学活动的主动性和逼真性，增加课堂讲授的信息量，大大提高课堂教学质量。但对于理论性较强的部分，如同步发电机自动励磁控制系统的功能、任务等，仍需使用传统的板书形式，因此，本课程教学应是多媒体与板书相结合。

2.课堂与实物相结合

《电力系统自动化》课程中有较大一部分内容是实际装置，不仅理论性强，实践性也很强，课堂上只靠多媒体和板书讲解，学生会有不真实的感觉。根据教学实践，笔者认为将课堂与实物相结合，效果事半功倍。

图2    实际装置电路板

图3    硬件电路板原理图

图2为笔者制作的一套实际SVC装置控制电路，其中包括计算机控制的硬件电路板。对于自动装置及数据的采集处理一章，在讲授硬件电路的各部分构成时，如能将图2中的硬件电路板给学生演示，同时展示此硬件电路板的原理图3，并将原理图3中的各个元器件与图2中的实际元器件一一对应，让学生对实际电路板和单个元器件先有感性认识，再结合书中的内容详细介绍。经过几年的教学改革，这种课堂与实物相结合的教学方法，对学生有全方位、立体化的感染刺激效应，从而大大调动学生主动思考、探索的积极性。

三、加强实践教学环节

实验作为理论教学的有效补充，是深厚学生理论基础，培养其实践动手能力的一个关键环节。但在实验设备的选购时，要慎重引入成套的“黑匣子”式的仪器设备，以免影响学生的动手能力和创新能力的培养。几年前教研室已引进华中科技大学的WDT-Ⅲ电力系统综合自动化试验台，可以开出同步发电机准同期并列实验、同步发电机励磁控制实验、电力系统功率特性和功率极限实验、单机带负荷实验、复杂电力系统运行方式等多个实验。在实验过程中，应以“学生为主体、教师为主导”的启发式教学鼓励学生独立思考问题、认真分析实验结果。

参与教师的科研既是理论知识的应用，又是实践环节的提升。根据近几年的经验，笔者发现参与教师科研的学生不仅对《电力系统自动化》课程有较深入的认识，而且对相关课程的掌握都有实质性的提升。

生产实习是教学过程中的另一个重要环节，我们组织学生到电厂参观并跟班实习，强化了学生的工程感性认识。

四、结语

《电力系统自动化》课程理论性和实践性都很强，涉及的知识面很广，其教学改革需要长期的摸索和探索。近年来，笔者通过对该课程的教学内容、方法、手段和实践环节等方面进行改革，取得了较好的教学效果，调动了学生的学习积极性。这对提高教学质量，培养宽口径、应用能力强的复合型人才具有重要意义。

参考文献：

[1]张靠社，张欣伟，宁联辉，等.《电力系统分析》课程的教学改革和实践[J].电力系统及其自动化学报，2008，20（2）：126-128.

[2]王文星.有关发电厂电气部分教学内容的探讨[J].科技信息，2010，（1）：158-196.

[3]谢妍，李素芬，毛哲.“电器与供电”课程教学改革的实践与探索[J].科技信息.

[4]刘飞，汪小将，张海艳.实验课程新教学模式探索[J].科技信息.

基金项目：华北科技学院教育科学研究基金资助项目：“基于PSASP的《电力系统分析》教学改革探索”（项目编号：HKJYZD201305）。