电网规划课程设计改革研究

蔡晔

摘要：本文针对长沙理工大学电网规划课程设计教学的现状，阐述电网规划课程设计教学及实践存在的问题，提出通过更新及优化课堂教学思想和内容、采用多元教学方法以及完善设计目标和内容提高设计实用性等策略对电网规划课程设计进行改革。

关键词：电网规划课程；教学；课程设计；改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）33-0128-02

随着社会经济水平的快速发展，我国电力行业的技术不断发展成熟，从传统电力系统逐步升级到智能电网，并步入能源互联网及全球能源互联网的领域。在此背景下，现代电网的安全性问题成为全国乃至全世界各国面临的具有共性的重大战略性课题。电力系统规划是提高电网的生存性和安全可靠性的坚实基础。电力系统规划课程设计是电气工程自动化专业的核心课程，有利于提升学生的综合素质和专业实践能力，培养学生的社会实践和科研能力。本文基于应用型人才培养目标，探索电力系统规划课程设计教学改革策略。

一、电网规划课程设计教学的现状

电网规划课程设计是以电力系统稳态分析为基础的一门重要的专业实践课程，主要把电力系统设计与优化作为核心点，其重要的实践教学环节能够将所学知识转化为解决问题的能力。主要目标是：学生能够掌握运用电力系统稳态分析课程中所学方法，并能解决一些电网规划领域中基本实际问题，提高学生动手实操能力，建立规范合格的工程素养，培养工程思维，具有经济分析头脑，能解决实际问题，并能多方面综合考虑问题。

在实际教学与实践过程中，教师往往是帮助学生理解任务书所规定的设计任务，有计划、有针对性地选择任务书中的教学内容，要求学生独立思考、提出问题、分析问题，并提出解决问题的方法。要求学生对于所提出的技术方案应有技术、经济分析，部分方案有自己的观点和独到的见解。所提交的课程设计成果应满足分析正确、方案合理、内容翔实、格式标准等要求。

二、电网规划课程设计教学存在的问题

电网规划课程设计课程设计过程中，针对设计任务，存在两个阶段：第一个阶段，传统方式采用纸笔手算，这一方式具有清晰、明确且容易理解步骤过程等优点，但工作量过大、精度较低、实际应用少。第二阶段，传统采用穷举法计算对比不同设计方案的经济性和技术性，目前的缺点在于过于形式化，停留在书面报告上，其设计方案是否具有可行性还需进一步验证。因此，在目前的设计教学过程中主要还存在以下问题。

1.设计题目类型过于单一，设计过程枯燥乏味，学生缺乏主动学习兴趣。课程设计任务主要以一个简单的理想电力系統（如无穷大母线环形系统）为研究对象，对其网架结构、潮流、稳定性及经济性进行方案对比分析。设计题目固定化，缺乏工程应用与时俱进的新颖性、创造性，脱离于工程实际状况。学生不能通过工程实际应用去设计自己更感兴趣的方案，因此他们对于课程参与的积极性不高。课程设计逐渐变成了按任务设计师走的按部就班的流程，无法从中获得参与感、成就感，类似在完成一个课堂作业，创新性不够。在这个过程中，学生不能正确认识课程设计的重要性，主动参与积极性不高，难以达到实践目的。由于设计题目比较单一且成熟，再加上发达的网络资源以及配套的设计手册和指导书等资料等，学生的设计思路和模式比较僵化，无须太多的思考创造，便能进行模仿设计，很容易去完成自己的设计任务。

2.课程设计时间安排紧凑，学生难以兼顾考试与课程设计。目前课程设计的时间安排在理论知识学习完成后，基本与理论考试同步。电力系统稳态分析课程本身就比较抽象，学生在日常学习过程中往往还没有完全理解书本概念与公式，再加上考试的压力，学生的重点都集中在理论复习中，无暇思考如何将理论知识应用到课程设计中，只能采取程序化的方法，避重就轻地简单完成设计报告。对为什么要分析供需平衡、为什么要采用不同网架结构分析往往只了解表面，算出一个潮流结果后就简单地得到结论，不能深入地去理解、去分析。对于如何选择合适的经济性和技术性指标对比分析方案的合理性更是一塌糊涂，故难以达到课程设计预期的效果。

3.学生无法熟练运用所学知识。温故而知新，学习需要时常回顾旧的知识，才能达到不断了解体会而知新，从而最后在设计实践中将以前的东西活学活用，解决自己面临的设计任务。电网规划课程设计虽然只是电力系统稳态分析学完后的一个重要的核心实践环节，但是它也要求学生能够以电力系统稳态分析为基础，对以往学到的电机、电路及工程管理的相关知识进行有效合理的融合运用，实现解决实际工程任务目的。但是在电网规划设计的过程中，发现同学们根本无法在新学到的电力系统稳态分析的知识的基础上做到联系以往学到的相关专业知识，灵活运用、举一反三能力有所欠缺。

三、电网规划课程设计改革的策略

1.教学方法的改革。电力系统稳态分析这门课的教学过程及方法要有所改进。以往都是老师在讲课本上抽象的理论知识和公式，学生被动学习，并不知道这些知识在电网规划设计中的具体应用。在讲解相关知识时应在PPT中附加实际方案应用场景，估计效果会更好。在电网规划课程设计中，需要同学们提高自身的思考能力。部分老师在进行电网规划设计教学指导时，没有充分了解学生的实际学习状况，在给学生讲解时就用类似于“书上写得很详细具体，大家可以翻看任务书或者教材，所以我没必要再浪费时间进行讲解”这样的理由搪塞过去。但是，由于电力系统稳态分析这门专业课本身具有的抽象性和专业性，往往是一些书上写得很详细具体的题目，学生也弄不明白为什么要这么做，只是知道为了应付考试而死记硬背下计算过程。同理，在课程设计中，也不明白为什么要这么设计，或者差点的学生根本不知道如何实现举一反三，只想着去问老师，但是经过老师这么一说也不再去请教老师。所以，在电力系统稳态分析这门课的学习过程中，老师应该充分考虑所有学生的实际情况，包括个别同学对知识的掌握情况，不要觉得题目过于简单就让同学们自己看书，应该充分启发每一个学生，让他们都能够独立地进行思考，同时，在上课时引入与实际工程的关系。

2.课程设计布置的时间及方式的改革。以往课程设计都是安排在电力系统稳态分析课程完成之后，两者之间连接是脱节的，学生在设计中消极怠工，主动参与积极性不高，收获不大。如果将课程设计内容分别按知识点分散到整个教学过程中，让学生随着课堂进度逐步完成相关点的设计工作，就可以避免以往传统教学模式的弊端。随着计算机应用技术的普遍发展，课程设计过程及方法上不再局限于以前传统的手算潮流，运用计算机软件进行潮流分析、经济性分析及技术分析已经非常简洁高效，而且学生此时已经完成了Matlab的学习，对于计算机软件应用掌握已经有初步的能力。根据学生的实际情况，可以让部分能力强的学生尝试着应用计算机（如PSASP、PSCAD等）去完成设计内容，并验证方案的正确与否，使学生的创新积极性得到提高。

3.课程设计内容上要有改进。尽可能地丰富设计题目，增加内容的新颖性和多样化，改变任务书模式化、程序化的现象。电网设计的题目以大纲为准，在满足大纲要求的情况下，所涉及的题目中应该尽可能地包含多电压等级环形电网、辐射形电网设计。丰富课程设计的题目，尽量保证每个同学的任务不一样，但是又能实现小范围内设计思路一致，培养他们的团队协作、相互交流与共同进步的能力。也可鼓励部分学生到企业生产实际情况中进行选题，增加课程设计题目的新颖性和类型。学生通过自主选题可以给自己充分的发挥空间，提出更优的设计方案，可以提高学生的设计兴趣，使设计内容更加丰富完整。

四、结束语

电网规划课程设计是一个涉及多方面知识的重要教学环节，可以提高学生动手能力和分析问题、解决实际工程应用问题的能力，提高学生实践能力，培养学生创新精神。电力企业需要的是实用复合型人才，因此我们的教学实践也应当以培养学生的工程意识为目的，始终将工程应用贯穿于理论教学与实践教学的，优化教学资源，整合教学内容，改革教学方法，取得良好的实践效果，争取为培养电气工程专业技术人才起到积极作用。