研究生“电能质量分析与控制”课程改革

王允建 艾永乐

[摘 要] “电能质量分析与控制”是电气工程专业研究生的必修课程。为了提高教学质量和培养学生的创新能力，在多年教学实践的基础上，引入一些电能质量方面的前沿科研成果和国外优秀硕博論文，采用双语教学、研讨式教学及较全面的考核方式等，从教学内容、教学方式及考核机制三个方面，进行了一些改革。通过“电能质量分析与控制”课程的改革实践，全面提高了研究生的课程教学质量和学生的科研创新能力，能更好地适应社会发展对人才的要求。

[关键词] 电能质量分析与控制;教学改革;研究生课程

[基金项目] 2018年度河南省科技厅科技攻关项目“大功率微网储能变流器关键技术研究”（172102310569）

[作者简介] 王允建（1973—），男，山东巨野人，博士，河南理工大学电气工程与自动化学院副教授，硕士生导师，主要从事电网络的理论与教学研究;艾永乐（1963—），男，河南辉县人，博士，河南理工大学电气工程与自动化学院教授，硕士生导师，主要从事电能质量检测和新能源发电研究。

[中图分类号] G643    [文献标识码] A      [文章编号] 1674-9324（2021）30-0062-04     [收稿日期] 2021-03-22

一、引言

近年来，随着招生规模的扩大和培养类型的增加及对科研创新能力要求的不断提高，单一的教学模式、滞后的课程内容和考核方式，已成为研究生素质培养的制约因素。按传统模式培养难以达到培养研究生目标的要求，难以适应社会需求。

社会的发展对研究生的综合素质提出了更高的要求。而课程学习对夯实基础、培养学生综合素质至关重要。“电能质量分析与控制”是电气工程专业硕士研究生的重要课程，旨在使学生对电能质量有一个全面的认识和掌握，高度重视电能质量下降对供用电系统运行的危害与影响，并能够利用科学方法和手段，发现、分析、解决电能质量面临的新问题。该课程特点是标准多、理论多，且书本内容滞后于实际，与同时代的科技水准相比，存在较大差距。在电力工程飞速发展的今天，现场最先进的技术和设备不会及时地出现在高校教科书中，课程实验资源十分有限而将最前沿的应用技术转化为课程实验项目，更具滞后性。“电能质量分析与控制”的学习必须理论结合实际，以高等数学作为理论分析基础，以解决实际电能质量问题为目的[1]。单一的理论教学对学生能力的培养作用有限，学生的学习兴趣不高，学后不会用。针对上述问题，结合笔者多年研究生教学和培养经验，以及河南理工大学硕士研究生“电能质量分析与控制”开设情况，从教学内容、教学方式和考核机制方面进行改革，提高教学水平，激发学生的学习兴趣和积极性，从而提高教学效果，培养学生的创新思维，以适应社会对人才的需要。

二、教学内容的改革

“电能质量分析与控制”课程主要涉及电力系统中电能质量问题的起因、特性、检测和处理方法，内容包括传统电能质量分析与改善措施、现代电能质量控制原理与应用、电能质量评估指标和方法等。目前，该课程的教学内容主要依靠教材，内容陈旧，所学知识与社会发展脱节。随着科技的快速发展，电力电子产品的使用在社会经济活动中日益普及，尤其是工矿企业为提高生产效率、节约能源和减小环境污染而采用的现代化电力电子设备，这些现代化的电力电子设备又带来新电能质量问题，并成为电能质量问题的主要来源。随着电力行业深化改革，发电与输配电体制分离，电能按质按量论价，电网已经实行商业化运营与市场交易。供电企业必须最大限度地满足用户对用电量的需求以及对不同电能形态变换的需要，而用电企业则非常迫切地需要了解供电的电能质量。现代化的电力电子设备带来新电能质量问题，由此产生了电能质量的测试、分析与治理新理论和新技术，如何在有限的教学时间内，通过引入新的前沿知识，开阔学生视野，培养创新意识，提高科研能力，具有一定的挑战性。

因此，在教学中除教科书的内容以外，需要添加一些新理论和新技术。教材为纲，添加新知识点和新技术才是挂在网上的网，用点结网，以适应当前科学技术的发展和国家对培养人才的需求。

将最新前沿科技文献应用于教学。针对某个具体的电能质量问题，查找国外高质量优秀硕博论文，如Correcting Current Imbalances in Three-phase Four-wire Distribution Systems 和 Analysis of the Propagation of Voltage Fluctuations Created by Electric Arc Furnaces等英文文献用于教学。将这些文献发给学生，要求学生认真阅读并追溯问题来源，与探究式学习相结合，教学讲解难点和处理问题的思路与技巧，有利于学生掌握最新科技前沿和科研动态，提高学生对电能质量问题的认识，培养学生的学习兴趣。

在教学中适当引入教师正在进行的研究课题[2]。如某企业经常发生断路器无故跳闸和烧电机现象，怀疑是电网谐波超标。在教学中介绍针对该电网如何布置测量点，使用了哪些仪器，如何处理测量数据等知识和方法，提高学生的学习兴趣，了解处理问题的方法思路。

以教材内容为主干，补充电能质量分析与提高的最新成果。学生既能了解行业最新动态，又能学以致用，兴趣浓热情高。

三、教学方式的改革

虽然教育界探讨和采用多种形式的授课方式，但在实际授课的过程中仍普遍使用的是“满堂灌”授课方法。这种教师讲授为主、学生被动接受的授课方式，学生缺乏主动性和积极性，思想消极被动，缺乏探索精神，创新力不足。

在“电能质量分析与控制”课程的教学方式上，采用双语教学、研讨式教学、启发式教学，营造开放的教学环境，引导学生自主学习、探究学习和研讨学习，并增加实践教学，有利于提高教学质量。