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關(guān)鍵詞:電力系統(tǒng)分析;課程建設(shè);教學(xué)改革;人才培養(yǎng)
中圖分類號(hào):G642.0 ; ; ; ; ;文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A ; ; ; ; ;文章編號(hào):1007-0079(2014)17-0066-03
黨的十報(bào)告中提出“實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略”和“全面實(shí)施素質(zhì)教育,深化教育領(lǐng)域綜合改革,著力提高教育質(zhì)量,培養(yǎng)學(xué)生社會(huì)責(zé)任感、創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力”。教育部全面部署了深化教育領(lǐng)域綜合改革任務(wù),并印發(fā)了《關(guān)于2013年深化教育領(lǐng)域綜合改革的意見(jiàn)》。在《意見(jiàn)》中明確提出要圍繞考試招生、課程內(nèi)容、創(chuàng)新人才培養(yǎng)、職業(yè)教育培養(yǎng)等方面,推進(jìn)人才培養(yǎng)模式改革。在高等教育系統(tǒng),實(shí)施和深入推進(jìn)試點(diǎn)學(xué)院綜合改革和試點(diǎn)專業(yè)綜合改革,是落實(shí)十報(bào)告要求的具體舉措。
課程改革與建設(shè)是專業(yè)綜合改革的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一,關(guān)乎專業(yè)綜合改革的成效,關(guān)乎教育質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量。課程的教與學(xué)涉及諸多要素和方面,如課程體系、課程內(nèi)容、課程教學(xué)、課程考核、課程資源等,只有實(shí)施整體化、系統(tǒng)化、立體化的綜合改革,才能達(dá)到改革的目標(biāo),取得改革的成效。
電力系統(tǒng)分析課程是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的核心專業(yè)課程,是一門理論性、工程性、技術(shù)性很強(qiáng)的課程。在專業(yè)人才培養(yǎng)過(guò)程中,起著承上啟下的作用,既是后續(xù)課程的基礎(chǔ),也是專業(yè)基礎(chǔ)課程的深化和應(yīng)用,其內(nèi)容都是直接面向工程問(wèn)題的理論分析、技術(shù)分析和經(jīng)濟(jì)分析。根據(jù)本課程的性質(zhì)、作用、地位和特點(diǎn),結(jié)合經(jīng)濟(jì)社會(huì)和電力行業(yè)發(fā)展需求,實(shí)施課程的綜合改革和建設(shè),適應(yīng)新形勢(shì)下對(duì)高素質(zhì)專門人才的培養(yǎng)要求,這是時(shí)展的需要,是電力行業(yè)的需要,是教育教學(xué)改革的需要。
一、以學(xué)用為本,構(gòu)建四位一體課程體系
課程改革要以新的工程教育理念、思想和文化為引領(lǐng),以服務(wù)領(lǐng)域當(dāng)前需求和未來(lái)發(fā)展需求為導(dǎo)向,以培養(yǎng)卓越工程師、技術(shù)人員和建設(shè)者為目標(biāo),構(gòu)建完備的課程體系。體系中各組成部分要功能任務(wù)明確、實(shí)現(xiàn)目標(biāo)清晰,相互間要有機(jī)聯(lián)系、彼此交融,形成一個(gè)完整的課程綜合體。
對(duì)于課程改革來(lái)講,先進(jìn)的教育理念是關(guān)鍵。課程體系構(gòu)建必須要服務(wù)于所秉持的教育理念。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)社會(huì)和電力行業(yè)的快速發(fā)展,傳統(tǒng)的以知識(shí)傳授為目標(biāo),以“教師”為中心,以“教”為主的教育理念已不能與此相適應(yīng)?,F(xiàn)代大學(xué)教育,更加注重能力培養(yǎng)、素質(zhì)培養(yǎng)和精神培養(yǎng),更加注重學(xué)和用。為此,在大學(xué)教育中應(yīng)實(shí)施“三個(gè)轉(zhuǎn)變”,即將專業(yè)知識(shí)教育向?qū)I(yè)能力和職業(yè)能力教育轉(zhuǎn)變,將以教為主向以學(xué)為主轉(zhuǎn)變,將以學(xué)校教育為主向以工程教育為主轉(zhuǎn)變。這“三個(gè)轉(zhuǎn)變”體現(xiàn)了“學(xué)用為本”的教育思想和理念。
在“學(xué)用為本”的指導(dǎo)下,筆者針對(duì)電力系統(tǒng)分析課程,構(gòu)建了理論、實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)和工程四位一體的課程體系。“理論”是以理論教學(xué)和課堂教學(xué)為主,使學(xué)生熟悉在電力系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)行和調(diào)度等方面所涉及的基本問(wèn)題、基本現(xiàn)象、基本概念和基本理論,掌握電力系統(tǒng)分析的建模方法、分析方法、計(jì)算方法和控制方法等,既是知識(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程,也是諸多能力的培養(yǎng)過(guò)程?!皩?shí)驗(yàn)”是以實(shí)踐教學(xué)為主,以物理動(dòng)模系統(tǒng)、電力系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、電力實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)和電力系統(tǒng)分析軟件等為平臺(tái),以標(biāo)準(zhǔn)化示例系統(tǒng)庫(kù)或?qū)嶋H電網(wǎng)局部系統(tǒng)為對(duì)象,開(kāi)展實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)、分析和研究,既有驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),也有設(shè)計(jì)性、研究性實(shí)驗(yàn),還有綜合性實(shí)驗(yàn)、規(guī)定實(shí)驗(yàn)、自選實(shí)驗(yàn),還可自設(shè)實(shí)驗(yàn)等。“設(shè)計(jì)”是以實(shí)踐教學(xué)為主,以工程項(xiàng)目或案例項(xiàng)目為載體,以課程內(nèi)容和相關(guān)規(guī)范、規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)為基礎(chǔ),使學(xué)生熟悉設(shè)計(jì)流程、設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)內(nèi)容,掌握設(shè)計(jì)方法,樹(shù)立工程意識(shí),這是一個(gè)綜合性的實(shí)踐訓(xùn)練過(guò)程?!肮こ獭笔且陨a(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)為場(chǎng)景和環(huán)境,以生產(chǎn)實(shí)踐為途徑,使學(xué)生熟悉電網(wǎng)運(yùn)行中設(shè)備、系統(tǒng)等存在的工程問(wèn)題、工程現(xiàn)象、工程技術(shù)和工程措施等,掌握對(duì)工程問(wèn)題的分析方法。
在這“四位一體”的課程體系中,四者是相互聯(lián)系、相互融合的,你中有我,我中有你。其中,理論是基礎(chǔ),實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)和工程是應(yīng)用,理論中包含有應(yīng)用,應(yīng)用中也包含有理論,兩者可互為植入。在電力系統(tǒng)分析課程體系構(gòu)建中,突出了一體化的整體思想,合理設(shè)計(jì)出各環(huán)節(jié)的內(nèi)容、功能、要求和相互接口條件。
二、跟蹤電力發(fā)展,更新課程內(nèi)容
我國(guó)電力系統(tǒng)的發(fā)展非常迅速,真可謂日新月異。區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)、交直流混合輸配電系統(tǒng)、遠(yuǎn)距離輸電、超特高壓電網(wǎng)、多端直流電網(wǎng)、柔流輸電、新能源規(guī)模接入、微電網(wǎng)、分布式發(fā)電、電動(dòng)汽車接入、智能電網(wǎng)和電力市場(chǎng)等等,使得電力系統(tǒng)中新問(wèn)題、新現(xiàn)象、新特性和新需求不斷涌出。為了確保電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、高效、低碳、環(huán)保,大量先進(jìn)的理論、技術(shù)、方法、工具、設(shè)備和系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中得到應(yīng)用,極大地提升了電力系統(tǒng)的技術(shù)水平和管理水平。在工程上,電力系統(tǒng)分析的內(nèi)容一直在不斷增加和豐富,分析的理論、方法不斷創(chuàng)新和發(fā)展,分析的手段、工具不斷完善和智能。
課程內(nèi)容要服務(wù)于人才定位和培養(yǎng)目標(biāo),要反映出現(xiàn)代電力系統(tǒng)運(yùn)行分析的新問(wèn)題、新概念、新理論和新方法,使課程具有現(xiàn)代性、先進(jìn)性、實(shí)用性和適應(yīng)性。為此,筆者在課程內(nèi)容中引入了電力系統(tǒng)發(fā)展、現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析特點(diǎn)和內(nèi)容、電力市場(chǎng)、現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析工具、交直流混合系統(tǒng)潮流計(jì)算、自動(dòng)發(fā)電控制分析、電力市場(chǎng)下的有功頻率控制分析、無(wú)功電壓協(xié)調(diào)控制分析、基于FACTS的潮流控制、優(yōu)化潮流、低頻振蕩與次同步振蕩等。
課程內(nèi)容的更新做到“四體現(xiàn)”,即體現(xiàn)在教學(xué)文件(教學(xué)大綱)中,體現(xiàn)在講授過(guò)程中,體現(xiàn)在教材(講義)中,體現(xiàn)在教學(xué)資源中。
三、實(shí)施“四導(dǎo)”教學(xué),提升能力培養(yǎng)
課程教學(xué)過(guò)程中,教學(xué)方法是關(guān)鍵。傳統(tǒng)課程教學(xué)注重的是知識(shí)傳授,以教師講授為主,不僅講得多,還講得細(xì),學(xué)生往往處于一種被動(dòng)接受知識(shí)的狀態(tài),缺乏主動(dòng)思考、積極探索和積極參與的精神,學(xué)習(xí)興趣未得到有效激發(fā),學(xué)習(xí)能力未得有效培養(yǎng),學(xué)習(xí)精神未得到有效樹(shù)立,從而造成教學(xué)效果不甚理想的現(xiàn)象。當(dāng)前的大學(xué)教育提出“厚基礎(chǔ)、重實(shí)踐、強(qiáng)能力、敢創(chuàng)新”,人才的培養(yǎng)更加注重能力、素質(zhì)和精神的培養(yǎng)。為此,教育同仁開(kāi)展了大量的教學(xué)方法改革與創(chuàng)新,并取得了許多好的經(jīng)驗(yàn)和好的效果,例如啟發(fā)式教學(xué)、問(wèn)題教學(xué)、案例教學(xué)、項(xiàng)目教學(xué)、任務(wù)教學(xué)、情景教學(xué)等等。
在電力系統(tǒng)分析課程教學(xué)中,實(shí)施“四導(dǎo)”教學(xué),即“導(dǎo)入、導(dǎo)學(xué)、導(dǎo)做、導(dǎo)研”,其目的是在于加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、分析能力、計(jì)算能力、實(shí)踐能力、綜合能力和合作能力的培養(yǎng)?!八膶?dǎo)”教學(xué)的核心是在于教師的“引導(dǎo)”和“指導(dǎo)”作用,學(xué)生的主動(dòng)學(xué)、用意識(shí)。“導(dǎo)入”是指問(wèn)題導(dǎo)入、現(xiàn)象導(dǎo)入、項(xiàng)目導(dǎo)入、方法導(dǎo)入,引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)和理解相關(guān)內(nèi)容的來(lái)龍去脈、工程背景和問(wèn)題本質(zhì),為學(xué)生深入學(xué)習(xí)、探索和應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。“導(dǎo)入”是將學(xué)生引進(jìn)門,關(guān)鍵是要激發(fā)學(xué)生對(duì)相關(guān)內(nèi)容的興趣,認(rèn)識(shí)到其重要性和應(yīng)用價(jià)值?!皩?dǎo)學(xué)”是指導(dǎo)學(xué)生對(duì)相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí),教師主要講授內(nèi)容的重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn),講授解決問(wèn)題的思路和方法,提出衍生問(wèn)題和擴(kuò)展問(wèn)題,通過(guò)交流、探討、啟發(fā),解決學(xué)生學(xué)習(xí)中的疑慮,學(xué)生通過(guò)預(yù)習(xí)、自修、查閱文獻(xiàn)、提問(wèn)、研討等方式進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、主動(dòng)學(xué)習(xí),教師要主動(dòng)向?qū)W生推薦參考書目和文獻(xiàn)?!皩?dǎo)做”是教師通過(guò)項(xiàng)目、案例、任務(wù)引導(dǎo)、指導(dǎo)和輔導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)理論、方法去解決實(shí)際問(wèn)題,通過(guò)這種練習(xí)和訓(xùn)練,能培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和綜合應(yīng)用能力?!皩?dǎo)研”是教師激發(fā)和指導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、探討問(wèn)題、分析問(wèn)題、研究問(wèn)題,尋找解決問(wèn)題的理論和方法,在課程相關(guān)內(nèi)容的研討和研究中,培養(yǎng)學(xué)生的研究能力、創(chuàng)新能力。
四、改革考核方式,實(shí)施科學(xué)評(píng)價(jià)
課程考核既是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)成果的評(píng)價(jià),也是一個(gè)決定學(xué)生學(xué)習(xí)方式的指揮棒。過(guò)去筆者常常在課程學(xué)習(xí)結(jié)束后,采用一次閉卷筆試進(jìn)行考核和評(píng)價(jià),時(shí)間約為2~3小時(shí),試題形式多為填空、選擇、判斷、簡(jiǎn)答、分析或計(jì)算等。由于考試時(shí)間短,試題覆蓋面相對(duì)較窄,并且識(shí)記題多,應(yīng)用問(wèn)題少。這種考核方式不能全面評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)課程的理解、掌握和熟悉程度,不能考核學(xué)生的應(yīng)用能力水平。在這種考核方式下,致使部分學(xué)生一本教材學(xué)到底,考前將教材(講義)、筆記相關(guān)內(nèi)容突擊記憶,便能順利通過(guò)考試關(guān),考后也就很快將所學(xué)內(nèi)容遺忘。
為了改變這種考核方式,實(shí)施“三多一半”考核方式。所謂“三多”是指多模塊、多次數(shù)和多形式。將課程內(nèi)容分為多個(gè)模塊,例如電力系統(tǒng)基本概念與建模方法模塊、電力系統(tǒng)潮流計(jì)算模塊、電力系統(tǒng)短路計(jì)算模塊、電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析模塊、電力系統(tǒng)優(yōu)化與調(diào)控模塊等,每個(gè)模塊作為一個(gè)考試單元,隨課程進(jìn)度組織安排,構(gòu)建多次考核的考試鏈。考核形式采用筆試、小作業(yè)、大作業(yè)和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,大作業(yè)和實(shí)驗(yàn)注重應(yīng)用和綜合。所謂“一半”是指筆試考試采取半開(kāi)卷形式,考前發(fā)給學(xué)生統(tǒng)一的半張或一張A4紙(蓋有學(xué)院或系考試專用章),允許學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)、提煉,將認(rèn)為重要的內(nèi)容寫在上面并帶入考場(chǎng),在考試期間學(xué)生可以看上面的內(nèi)容。這種半開(kāi)卷的形式,不僅可以培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)能力、綜合能力,還可以引導(dǎo)學(xué)生將精力集中在知識(shí)、理論和方法的應(yīng)用上。
五、加強(qiáng)資源建設(shè),拓展學(xué)習(xí)時(shí)空
豐富的課程教學(xué)資源有助于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、遞階學(xué)習(xí)和循環(huán)學(xué)習(xí),不受時(shí)空限制,有助于課堂教學(xué)的延伸和擴(kuò)展,有助于立體化教學(xué)的實(shí)施。教學(xué)資源形式多樣,例如教材、講義、指南、習(xí)題、案例、文獻(xiàn)、教案、視頻、影像、工具、網(wǎng)站等。教學(xué)資源建設(shè),應(yīng)以學(xué)生的學(xué)習(xí)需求為導(dǎo)向,以互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)為平臺(tái),以多媒體表現(xiàn)為手段,要具有豐富性、時(shí)效性、娛樂(lè)性、交互性、遞進(jìn)性的特征。
MOOCs和可汗學(xué)院教育思想和教學(xué)模式正引起國(guó)內(nèi)外高等院校的深刻反思和積極應(yīng)對(duì)。在電力系統(tǒng)分析課程中,結(jié)合課程內(nèi)容的邏輯關(guān)系和工程應(yīng)用,設(shè)計(jì)微課程,制作微課程教學(xué)視頻,設(shè)計(jì)微課程測(cè)試小問(wèn)題和試題,巧妙設(shè)計(jì)答案。將微課程在線視頻作為教學(xué)的線上環(huán)節(jié),學(xué)生在課堂外先在線“聽(tīng)課”,課堂內(nèi)則側(cè)重深入的分享、探討和問(wèn)題解決,實(shí)現(xiàn)“翻轉(zhuǎn)課堂”。由于微課程時(shí)間只有幾分鐘,內(nèi)容精短,集中說(shuō)明一個(gè)問(wèn)題,既能輔助教師課堂教學(xué),又可以作為學(xué)生自學(xué)的學(xué)習(xí)材料。在視頻課程中,常會(huì)彈出若干小問(wèn)題,由學(xué)生回答,回答不正確,后續(xù)視頻就不往下走,以檢測(cè)學(xué)生是否明白教師所講的內(nèi)容,有利于學(xué)生集中注意力和積極思考。
在課程網(wǎng)頁(yè)上,按課程模塊提供公開(kāi)視頻課,提供測(cè)試平臺(tái),便于學(xué)生系統(tǒng)連貫地學(xué)習(xí)。提供網(wǎng)上虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,學(xué)生在網(wǎng)上進(jìn)行設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、分析、總結(jié)等。提供案例庫(kù)和項(xiàng)目庫(kù),學(xué)生可自主選擇、探討和完成,學(xué)生也可組成項(xiàng)目組,合作研討完成。創(chuàng)建網(wǎng)上交互空間和論壇,學(xué)生可以自由提問(wèn),教師網(wǎng)上作答,也可以對(duì)提出的問(wèn)題進(jìn)行分類排序,重點(diǎn)回答大家關(guān)心的問(wèn)題;鼓勵(lì)學(xué)生間互教互學(xué),通過(guò)互助解決學(xué)習(xí)中的疑難問(wèn)題。
六、需要處理好的幾個(gè)關(guān)系和問(wèn)題
在課程綜合改革中,要實(shí)現(xiàn)以教為主向以學(xué)為主轉(zhuǎn)變,以課堂為主向以課內(nèi)課外并重轉(zhuǎn)變,以學(xué)校教育向面向工程教育轉(zhuǎn)變,這些都對(duì)教師提出了更高的要求,同時(shí)也要處理好以下幾個(gè)方面的關(guān)系和問(wèn)題。
1.講與學(xué)的關(guān)系
在講與學(xué)的關(guān)系中,就是要處理好教師與學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中的作用問(wèn)題。以學(xué)為主的教學(xué),應(yīng)以學(xué)生為中心,以學(xué)生的學(xué)習(xí)為出發(fā)點(diǎn),培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)能力,保證學(xué)習(xí)效果,提高學(xué)習(xí)質(zhì)量。
教師在教學(xué)過(guò)程中,如果大包大攬、面面俱到,將所有內(nèi)容都講得很細(xì)很透,缺乏啟發(fā)和引導(dǎo),缺少問(wèn)題引入,缺少互動(dòng)和探討,學(xué)生便會(huì)懶于思考,只是一味聽(tīng)講、接受和記憶。這種教學(xué),學(xué)生提不出問(wèn)題,沒(méi)有疑慮,似乎所有內(nèi)容都懂,也很少主動(dòng)查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料,缺乏深入學(xué)習(xí)和探討,只能知其然不知其所以然,知此不知彼。為此,教師在教學(xué)中要注重引入問(wèn)題,講問(wèn)題的背景,講解決問(wèn)題的理論和方法,講思路,講方法,講應(yīng)用,還要拋出未解之問(wèn)題等,給學(xué)生更多的思考空間,側(cè)重思考問(wèn)題、探討問(wèn)題和解決問(wèn)題。
學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中,應(yīng)做好課前、課內(nèi)和課后事。課前,學(xué)生通過(guò)教材、講義和網(wǎng)上資源對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)、思考,并提出問(wèn)題,發(fā)現(xiàn)難點(diǎn),并試著去解決。課內(nèi),學(xué)生要帶著問(wèn)題聽(tīng)課,帶著疑慮聽(tīng)課,帶著思考聽(tīng)課,帶著探討聽(tīng)課,與教師互動(dòng),與教師交流和探討,通過(guò)老師講解,解開(kāi)自己的困惑。課后,學(xué)生要主動(dòng)查閱有關(guān)文獻(xiàn)資料,深入探討和研究相關(guān)問(wèn)題,通過(guò)測(cè)試題和項(xiàng)目應(yīng)用檢驗(yàn)自己的學(xué)習(xí)效果,主動(dòng)應(yīng)用所學(xué)理論和方法去解決實(shí)際問(wèn)題,解釋工程問(wèn)題、現(xiàn)象,把握問(wèn)題本質(zhì)等。
2.學(xué)與做的關(guān)系
學(xué)習(xí)的目的在于應(yīng)用,在于解決問(wèn)題。學(xué)是基礎(chǔ),用是目的,有了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)才能更好地應(yīng)用,只有應(yīng)用和解決實(shí)際問(wèn)題,才能更好、更自覺(jué)地學(xué)習(xí)。所以,學(xué)生的學(xué)習(xí),不能僅停留在看懂、讀懂和學(xué)懂,僅停留在學(xué)習(xí)層面、記憶層面,僅為了考試過(guò)關(guān),而更應(yīng)該注重知識(shí)的應(yīng)用,多實(shí)踐、多練習(xí)、多動(dòng)手。在教學(xué)設(shè)計(jì)中,要為學(xué)生的練習(xí)、訓(xùn)練和實(shí)踐提供資源、平臺(tái)和機(jī)會(huì),要貼近工程。例如,習(xí)題和測(cè)試題的設(shè)計(jì)應(yīng)取自于工程實(shí)例,數(shù)據(jù)、參數(shù)、模型和結(jié)果應(yīng)與工程實(shí)際相符;給出系統(tǒng)、原始數(shù)據(jù)和運(yùn)行條件,能正確建模、分析和計(jì)算,以工程觀點(diǎn)對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析、評(píng)估、評(píng)價(jià),并能提出解決方案、措施或建議;提供工程案例、項(xiàng)目和任務(wù),學(xué)生自行或互助地開(kāi)展設(shè)計(jì)、分析和計(jì)算,提交實(shí)施方案,要有理論、有依據(jù)、有分析,有過(guò)程、有結(jié)論;開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室、仿真平臺(tái),提供各類工具,可在動(dòng)模系統(tǒng)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),也可在計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)上進(jìn)行分析、計(jì)算;在發(fā)電廠、變電所、供配電所或調(diào)度等生產(chǎn)實(shí)踐中,能應(yīng)用所學(xué)理論對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)象、狀態(tài)等進(jìn)行分析和解釋。
在課程學(xué)習(xí)中,要注重培養(yǎng)學(xué)生做到“四會(huì)”,即會(huì)讀、會(huì)用、會(huì)寫、會(huì)講?!皶?huì)讀”就是學(xué)生要會(huì)讀書,會(huì)學(xué)習(xí),有學(xué)習(xí)能力;“會(huì)用”是學(xué)生會(huì)應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題,能理論聯(lián)系實(shí)際,具有工程意識(shí);“會(huì)寫”是學(xué)生要會(huì)撰寫報(bào)告、方案等,有科學(xué)規(guī)范的文字表達(dá)能力;“會(huì)講”是學(xué)生要能進(jìn)行技術(shù)交流,能講清思路、方案等,具有一定的口語(yǔ)表達(dá)能力,敢于進(jìn)行交流、溝通,在交流中獲得認(rèn)可,在交流中得到提高。
3.課程教學(xué)與人才定位
課程教學(xué)應(yīng)符合人才培養(yǎng)定位。從教育層次定位上,有高職高專教育層次、本科教育層次和研究生教育層次。不同層次的課程教學(xué),在其內(nèi)容和教學(xué)方法上應(yīng)與其層次相適應(yīng),不能降低也不能拔高,例如有些升本時(shí)間不長(zhǎng)的本科院校,課程教學(xué)內(nèi)容與高職高專內(nèi)容差別不大,教學(xué)也還多沿用以前的方法;而一些研究性大學(xué)的課程在教學(xué)內(nèi)容又有向研究生教育要求方向發(fā)展。在工科類本科院校人才培養(yǎng)中,有應(yīng)用性人才和創(chuàng)新性人才,或?yàn)槁殬I(yè)技術(shù)人才和學(xué)術(shù)性人才。應(yīng)用性人才的培養(yǎng)更加注重應(yīng)用能力、實(shí)踐能力培養(yǎng),創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)更加注重探索能力、研究能力和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。所以,在構(gòu)架課程體系、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法時(shí),應(yīng)與此相適應(yīng)。否則,會(huì)違背教育規(guī)律,違背人才培養(yǎng)目標(biāo),不能保證人才培養(yǎng)質(zhì)量。
4.課程銜接問(wèn)題
在制訂人才培養(yǎng)方案中,要合理確定課程間的順序銜接和內(nèi)容銜接問(wèn)題,以保證教學(xué)正常進(jìn)行。電力系統(tǒng)分析課程應(yīng)以電路、電機(jī)學(xué)和電子技術(shù)(包括電力電子技術(shù))和自動(dòng)控制原理等為先修課程,發(fā)電廠電氣、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)、電力系統(tǒng)自動(dòng)化等為其后續(xù)課程。在課程順序安排中確有困難時(shí),電力系統(tǒng)課程也可與一些先修或后續(xù)課程交叉同步進(jìn)行,但要注意內(nèi)容的銜接問(wèn)題,否則會(huì)影響教學(xué)質(zhì)量。
將發(fā)電廠課程設(shè)計(jì)和繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)與電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)相結(jié)合,形成三課一體的課程設(shè)計(jì)任務(wù),使得學(xué)生能更好地將多門課程知識(shí)融會(huì)貫通,訓(xùn)練學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。設(shè)置專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn),以多機(jī)電網(wǎng)為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,涵蓋多門課程內(nèi)容,內(nèi)容間相互聯(lián)系,互為耦合,通過(guò)綜合實(shí)驗(yàn)使學(xué)生對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行、保護(hù)、控制、調(diào)度等有更加全面、深入的認(rèn)識(shí)。
參考文獻(xiàn):
[1]羅福午.大學(xué)工程教育16講[M].北京:清華學(xué)出版社,2007.
【關(guān)鍵詞】《電力系統(tǒng)分析》;實(shí)踐教學(xué);改革與創(chuàng)新
1 課題的提出
據(jù)調(diào)查資料數(shù)據(jù)顯示,長(zhǎng)期以來(lái),《電力系統(tǒng)分析》始終是我國(guó)各高校電氣工程專業(yè)和電氣自動(dòng)化專業(yè)的必修課程,課程設(shè)置上包括《電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析》、《電力系統(tǒng)暫態(tài)分析》、《電力系統(tǒng)穩(wěn)定性》、《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》及《電力系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)》共五門課程。其中,前四門課程均為理論基礎(chǔ)課,在《電力系統(tǒng)分析》教學(xué)中占據(jù)大量課時(shí),電力專業(yè)學(xué)生實(shí)踐操作能力匱乏,導(dǎo)致進(jìn)入企業(yè)后如“茶壺里煮餃子――有貨倒不出”,引起學(xué)校及社會(huì)多方面高度關(guān)注。隨著電力行業(yè)的飛速發(fā)展,傳統(tǒng)的課程內(nèi)容、教學(xué)方式已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代電力工程教育教學(xué)發(fā)展潮流。過(guò)去的《電力系統(tǒng)分析》教學(xué)存在諸多問(wèn)題,具體表現(xiàn)在:①理論基礎(chǔ)課程教學(xué)過(guò)于繁重,課時(shí)所占比例過(guò)大;②教學(xué)方式和教學(xué)手段單一,學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣,教學(xué)效率低下;③教學(xué)內(nèi)容陳舊,還停留在20世紀(jì)八九十年代水平,無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代化電力行業(yè)發(fā)展。
為了緊跟時(shí)代步伐,適應(yīng)當(dāng)前時(shí)代背景下社會(huì)和企業(yè)發(fā)展對(duì)高校電力專業(yè)人才培養(yǎng)的客觀需求,《電力系統(tǒng)分析》實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)亟待改革創(chuàng)新。
2 淺析實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)改革與創(chuàng)新
2.1 更新教學(xué)內(nèi)容,優(yōu)化理論基礎(chǔ)教學(xué)
前面我們已經(jīng)提到,傳統(tǒng)的《電力系統(tǒng)分析》課程內(nèi)容過(guò)于陳舊,從理論課教材中根本無(wú)法看到近年來(lái)電氣工程專業(yè)和電氣自動(dòng)化專業(yè)學(xué)科的最新進(jìn)展,與當(dāng)前電力行業(yè)生存發(fā)展現(xiàn)實(shí)嚴(yán)重脫節(jié),無(wú)法滿足現(xiàn)代化電力企業(yè)運(yùn)行操作的市場(chǎng)需求。因此,在對(duì)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行大刀闊斧的改革之前,首先就應(yīng)更新教學(xué)內(nèi)容,優(yōu)化理論基礎(chǔ)教學(xué)。一方面,在充分理解《電力系統(tǒng)分析》課程內(nèi)容特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,對(duì)過(guò)去的四大理論基礎(chǔ)課進(jìn)行歸納重組。具體來(lái)講,就是將傳統(tǒng)的《電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析》、《電力系統(tǒng)暫態(tài)分析》、《電力系統(tǒng)穩(wěn)定性》、《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》課程進(jìn)行精簡(jiǎn)壓縮、重組優(yōu)化,由過(guò)去的120課時(shí)融合縮減至48課時(shí)。理論基礎(chǔ)教學(xué)更加注重實(shí)用性和專業(yè)性,減輕學(xué)生學(xué)習(xí)壓力的同時(shí)也減少了教師的教學(xué)負(fù)擔(dān)。另一方面,將近年來(lái)國(guó)內(nèi)外本專業(yè)的科學(xué)研究成果作為新內(nèi)容加入到教材中,在體現(xiàn)當(dāng)前電力行情的同時(shí)體現(xiàn)出教材的時(shí)代性。
通過(guò)充分理解《電力系統(tǒng)分析》課程內(nèi)容特點(diǎn),對(duì)過(guò)去的四大理論基礎(chǔ)課進(jìn)行歸納重組,并加入電氣工程專業(yè)和電氣自動(dòng)化專業(yè)學(xué)科最新理論成果及行業(yè)實(shí)踐動(dòng)態(tài),構(gòu)建新的《電力系統(tǒng)分析》教學(xué)體系。
2.2 轉(zhuǎn)變教學(xué)方法,創(chuàng)新教學(xué)手段
在傳統(tǒng)的《電力系統(tǒng)分析》課堂教學(xué)中,教師過(guò)度注重理論基礎(chǔ)知識(shí)的傳授與講解,忽視了專業(yè)實(shí)踐與行業(yè)現(xiàn)實(shí)的結(jié)合。多采取“教師講、學(xué)生記”的教學(xué)方式;教學(xué)手段也比較單一,學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣,課堂氣氛沉悶,教學(xué)實(shí)效低下。未來(lái)的《電力系統(tǒng)分析》實(shí)踐教學(xué)教師更加善于通過(guò)轉(zhuǎn)變教學(xué)方法,運(yùn)用多種教學(xué)手段提高教學(xué)實(shí)效。在具體實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中,教師在課堂上不斷為學(xué)生提供本學(xué)科的最新研究成果及行業(yè)新聞動(dòng)態(tài),教學(xué)內(nèi)容更加豐富。學(xué)生在課堂上總能聽(tīng)到新知識(shí)、新消息,學(xué)習(xí)積極性顯著提高。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,教育教學(xué)設(shè)備也發(fā)生了翻天覆地的變化,教師應(yīng)充分利用各種新興教學(xué)設(shè)施(如多媒體課件、閉路電視、紀(jì)錄片、專題片、互聯(lián)網(wǎng)等),創(chuàng)新教學(xué)手段,使課堂教學(xué)更加形象直觀、生動(dòng)活潑,吸引學(xué)生注意力,幫助學(xué)生知識(shí)理解,加深學(xué)生學(xué)習(xí)印象,教學(xué)效果顯著。
2.3 充分信任學(xué)生,注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)
《電力系統(tǒng)分析》本身是一門專業(yè)性和實(shí)踐性極強(qiáng)的學(xué)科,實(shí)驗(yàn)是《電力系統(tǒng)分析》的基礎(chǔ),《電力系統(tǒng)分析》教學(xué)的最終目的就是實(shí)踐。高校每年都會(huì)為社會(huì)培養(yǎng)大量的專業(yè)人才,輸送到電力行業(yè)中去。離開(kāi)了實(shí)驗(yàn),《電力系統(tǒng)分析》課程的學(xué)習(xí)就是“紙上談兵”,沒(méi)有任何現(xiàn)實(shí)意義。新形勢(shì)下的《電力系統(tǒng)分析》教育教學(xué)更加注重實(shí)驗(yàn)教學(xué),教師在課程設(shè)計(jì)上增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)安排,充分信任學(xué)生,“放手”讓學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,通過(guò)親身實(shí)踐操作加深理論知識(shí)和本學(xué)科本行業(yè)的理解,為進(jìn)入電力企業(yè)工作實(shí)踐打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在具體實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)注意充分發(fā)揮學(xué)生的自主性、能動(dòng)性和創(chuàng)造性,從實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)到實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)整理、結(jié)果分析,每一步都采用小組合作的方式進(jìn)行。在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中為學(xué)生提供充足的實(shí)驗(yàn)空間,充分信任學(xué)生,增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦能力。
2.4 強(qiáng)化企業(yè)意識(shí),增強(qiáng)學(xué)科實(shí)用性
我們一切的校園課程學(xué)習(xí),最終都將為就業(yè)服務(wù);每一項(xiàng)專業(yè)技能的獲得,都是為將來(lái)踏入社會(huì)走上工作崗位現(xiàn)實(shí)實(shí)踐打基礎(chǔ)。面臨日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),高校在《電力系統(tǒng)分析》課程教學(xué)中應(yīng)增強(qiáng)對(duì)學(xué)生的“企業(yè)培養(yǎng)”,強(qiáng)化企業(yè)意識(shí),從而增強(qiáng)學(xué)科實(shí)用性。高校的教育教學(xué)應(yīng)緊跟時(shí)代步伐,不僅在教學(xué)內(nèi)容上積極引進(jìn)本學(xué)科最新科研成果,在教學(xué)觀念上還應(yīng)主動(dòng)對(duì)接電力行業(yè),積極為學(xué)生創(chuàng)造實(shí)地實(shí)習(xí)機(jī)會(huì),高度重視學(xué)科的實(shí)用性和專業(yè)性。注重學(xué)生工程意識(shí)和實(shí)踐能力的培養(yǎng),立足電力生產(chǎn)和應(yīng)用,強(qiáng)化電力行業(yè)職業(yè)道德、法制法規(guī)教育,注重培養(yǎng)工程設(shè)計(jì)研發(fā)、設(shè)備檢測(cè)操作能力,提高學(xué)生自主解決實(shí)際問(wèn)題的能力,為未來(lái)職業(yè)生涯做好準(zhǔn)備。
3 結(jié)束語(yǔ)
每年,我國(guó)高校都為電氣工程專業(yè)和電氣自動(dòng)化專業(yè)相關(guān)行業(yè)輸送大批高素質(zhì)人才,這些學(xué)生在校園學(xué)習(xí)效果的好壞直接關(guān)系著實(shí)踐工作效率的高低。優(yōu)秀的畢業(yè)生能夠?yàn)樯鐣?huì)和企業(yè)發(fā)展注入活力,相反,則會(huì)成為行業(yè)發(fā)展的負(fù)擔(dān)和阻礙?!峨娏ο到y(tǒng)分析》作為電氣工程專業(yè)和電氣自動(dòng)化專業(yè)的主要課程,奠定了電力相關(guān)專業(yè)學(xué)科學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),在學(xué)科學(xué)習(xí)中占據(jù)著舉足輕重的地位。過(guò)去的教學(xué)存在諸多問(wèn)題,為適應(yīng)社會(huì)和行業(yè)的最新發(fā)展,教師通過(guò)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)上的多方面改革創(chuàng)新取得較好效果。
【參考文獻(xiàn)】
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一、應(yīng)用型電氣專業(yè)電力系統(tǒng)分析教學(xué)中
面臨的主要問(wèn)題
1.課程理論較多
電力系統(tǒng)分析中的理論內(nèi)容過(guò)多,雖然涉及面較廣,但系統(tǒng)性不強(qiáng),內(nèi)容較為抽象,學(xué)生在課堂中難以與實(shí)際相結(jié)合進(jìn)行理解,且難點(diǎn)較多,學(xué)時(shí)較多,學(xué)生負(fù)擔(dān)較重。由于內(nèi)容枯燥,學(xué)生在課堂上難以提高學(xué)習(xí)興趣,難點(diǎn)不能理解,致使學(xué)生失去學(xué)習(xí)的耐心和信心;而且公式較多,數(shù)據(jù)參數(shù)較多,且其中大多源于工程實(shí)踐,邏輯性和系統(tǒng)性不強(qiáng),在教學(xué)的過(guò)程中老師不進(jìn)行教學(xué)方式的改變,學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)往往容易感到枯燥、乏味。
2.教材內(nèi)容陳舊
教學(xué)科研也緊跟時(shí)代的步伐,更新速度較快,但一些高校的教材內(nèi)容仍然處于21世紀(jì)初的水平,并沒(méi)有融入最新的科研成果,比如對(duì)于電力系統(tǒng)分析中計(jì)算機(jī)計(jì)算與仿真方法、柔流輸電系統(tǒng)(FACTS)的基本原理、高壓直流輸電系統(tǒng)(HVDC)等方面的內(nèi)容不夠重視,不能融入最新的內(nèi)容。
3.教學(xué)方法單一
具有大學(xué)教學(xué)資格的老師大多為年齡較大的教授或碩士人才,教學(xué)時(shí)間較長(zhǎng),早已形成了自己獨(dú)有的教學(xué)風(fēng)格,僅對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行抽象的推理和理論分析,很難使學(xué)生對(duì)所授內(nèi)容產(chǎn)生興趣,而且電氣專業(yè)在實(shí)際中的操作性較強(qiáng),僅僅靠理論的學(xué)習(xí)完全不夠。在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天,傳統(tǒng)的教學(xué)模式已不能適應(yīng)現(xiàn)代的教學(xué),需要與科技、與網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合,在進(jìn)行電氣專業(yè)電力系統(tǒng)分析的教學(xué)中結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù),在進(jìn)行理論授課的同時(shí)播放視頻或展示圖片,使得學(xué)生更容易理解,有利于學(xué)生加深記憶。
二、應(yīng)用型電氣專業(yè)電力系統(tǒng)分析教學(xué)模式的改革
為了提高電氣專業(yè)電力系統(tǒng)分析教學(xué)的效率和質(zhì)量,提高學(xué)生對(duì)電力系統(tǒng)分析教學(xué)的興趣,使學(xué)生能夠積極主動(dòng)地參與課程教學(xué),本文就教學(xué)模式進(jìn)行改革,具體措施如下。
1.改變教學(xué)模式,采用多途徑教學(xué)
興趣是學(xué)習(xí)最好的推動(dòng)力。為了提高學(xué)生對(duì)電氣專業(yè)電力系統(tǒng)分析學(xué)習(xí)的興趣,在教學(xué)的過(guò)程中應(yīng)根據(jù)學(xué)生的具體情況和課堂學(xué)習(xí)的效率,采用不同的途徑進(jìn)行教學(xué),如可以通過(guò)多媒體技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)式教學(xué),通過(guò)網(wǎng)絡(luò)授課,提高學(xué)生對(duì)電力系統(tǒng)的學(xué)習(xí)興趣,還可以在課堂的教學(xué)中介紹電力系統(tǒng)分析專業(yè)最前沿的成果及應(yīng)用,幫助學(xué)生了解其應(yīng)用,有利于加深對(duì)電力系統(tǒng)專業(yè)的理解。
2.注重理論與實(shí)踐的結(jié)合,鞏固相關(guān)理論
電氣專業(yè)電力系統(tǒng)的學(xué)習(xí)內(nèi)容相對(duì)較為抽象,且電力系統(tǒng)與其他控制系統(tǒng)不同,常常較復(fù)雜,如電路圖的繪制,電力系統(tǒng)中的時(shí)間控制,與其他設(shè)備的連接和控制,時(shí)間的預(yù)算,參數(shù)的設(shè)置,數(shù)據(jù)的分析等等,學(xué)生很難憑空想象,而且課本知識(shí)大多為平面圖,與實(shí)際操作相差甚遠(yuǎn)。因此在教學(xué)中要注重理論與實(shí)踐相結(jié)合,在授課的過(guò)程中可以播放相關(guān)設(shè)備的實(shí)體圖,也可以帶學(xué)生進(jìn)行實(shí)地參觀,邊參觀邊講解,還可以讓學(xué)生動(dòng)手操作,幫助學(xué)生對(duì)電力系統(tǒng)掌握系統(tǒng)的、全面的認(rèn)識(shí)。
3.充分利用現(xiàn)代科技,及時(shí)補(bǔ)充更新內(nèi)容
近年來(lái),計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)已被廣泛利用,采用多媒體的教學(xué)可以節(jié)省教學(xué)時(shí)間,可以有更多的時(shí)間進(jìn)行重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容的講解。通過(guò)多媒體的教學(xué),播放視頻、圖像,結(jié)合聲音、影像等一系列措施,學(xué)生能夠更加直觀、生動(dòng)地理解教授的內(nèi)容。多媒體技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合能夠在教學(xué)過(guò)程中對(duì)最新的科研成果進(jìn)行展示,及時(shí)對(duì)更新的內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充,有利于學(xué)生了解最前沿的電力系統(tǒng)分析的成果,加深對(duì)電力系統(tǒng)分析這門課程的理解,提高教學(xué)的質(zhì)量。
三、小結(jié)
關(guān)鍵詞:電力系統(tǒng)分析;培養(yǎng)目標(biāo);工程教育認(rèn)證
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2016)19-0102-02
一、前言
工程教育認(rèn)證作為高等教育認(rèn)證的重要組成部分,屬于專業(yè)認(rèn)證,是由專業(yè)性認(rèn)證機(jī)構(gòu)(協(xié)會(huì))組織工程技術(shù)專業(yè)領(lǐng)域的教育界學(xué)術(shù)專家和相關(guān)行業(yè)的技術(shù)專家,以該行業(yè)工程技術(shù)從業(yè)人員應(yīng)具備的職業(yè)資格為要求,對(duì)工程技術(shù)領(lǐng)域的相關(guān)專業(yè)的工程教育質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)、認(rèn)可并提出改進(jìn)意見(jiàn)的過(guò)程[1]。
我校的電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的綜合改革是以工程教育認(rèn)證工作來(lái)引領(lǐng)的,旨在培養(yǎng)能夠從事與電氣工程有關(guān)的裝備制造、系統(tǒng)運(yùn)行、自動(dòng)控制、信息處理、試驗(yàn)分析、電力電子等技術(shù)開(kāi)發(fā)以及計(jì)算機(jī)應(yīng)用等領(lǐng)域工作的寬口徑復(fù)合型工程技術(shù)與管理人才。通過(guò)模塊化課程體系有效地推進(jìn)培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求的實(shí)現(xiàn)。
《電力系統(tǒng)分析》是電力系統(tǒng)自動(dòng)化模塊的主要專業(yè)課,占據(jù)整個(gè)模塊課總學(xué)分的1/3。該課程作為《電路基礎(chǔ)》、《電磁場(chǎng)》和《電機(jī)學(xué)》等先導(dǎo)課程的延續(xù)以及《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理》、《發(fā)電廠電氣部分》、《電力系統(tǒng)調(diào)度》和《高電壓技術(shù)》等后續(xù)課程的基礎(chǔ),發(fā)揮著“承前啟后”的作用,有著兼具理論性和工程性的特點(diǎn)。該課程的目標(biāo)定位為:要求學(xué)生掌握電力系統(tǒng)的基本內(nèi)容和基本概念;熟悉電力系統(tǒng)的基本運(yùn)行方式和調(diào)節(jié)方法;熟練掌握電力系統(tǒng)的基本分析和計(jì)算方法;掌握電力系統(tǒng)各種故障及其分析方法;了解電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析,為培養(yǎng)高素質(zhì)的電力工程技術(shù)人才奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
在以培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向、以學(xué)生為中心的教育理念驅(qū)動(dòng)下,本文從理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)兩方面入手,討論《電力系統(tǒng)分析》課程基于工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)改革。
二、教學(xué)內(nèi)容、方式和方法的探索
(一)教學(xué)內(nèi)容的合理配置
《電力系統(tǒng)分析》主要包括電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)分析和暫態(tài)分析兩部分。重點(diǎn)講述電力系統(tǒng)的三大常規(guī)計(jì)算,即潮流計(jì)算、短路計(jì)算和穩(wěn)定性計(jì)算,這也是本門課程的重點(diǎn)難點(diǎn)所在。其中,穩(wěn)態(tài)分析部分的電網(wǎng)等值電路、電壓降落和功率損耗是潮流計(jì)算的基礎(chǔ),電力系統(tǒng)正常運(yùn)行方式的調(diào)整與控制是潮流計(jì)算的應(yīng)用。暫態(tài)分析部分的同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型是基礎(chǔ),其電磁暫態(tài)過(guò)程主要針對(duì)故障分析時(shí)的短路計(jì)算,機(jī)電暫態(tài)過(guò)程主要針對(duì)穩(wěn)定性計(jì)算[2]。
在教學(xué)過(guò)程中,三大計(jì)算自然要重點(diǎn)講述,但是其中的計(jì)算機(jī)算法部分可以適當(dāng)壓縮學(xué)時(shí),因?yàn)橄鄳?yīng)的課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)部分會(huì)有針對(duì)三大計(jì)算的具體上機(jī)操作。而相應(yīng)的基礎(chǔ)知識(shí)部分則需要仔細(xì)講解,尤其是部分同學(xué)《電路基礎(chǔ)》和《電機(jī)學(xué)》掌握的比較薄弱,基礎(chǔ)知識(shí)部分如果進(jìn)度過(guò)快,會(huì)導(dǎo)致后邊的三大計(jì)算根本無(wú)法理解和掌握。
《電力系統(tǒng)分析》除了具有較強(qiáng)的理論性,還有一定的工程性。根據(jù)已就業(yè)同學(xué)的信息反饋,在教學(xué)過(guò)程中,應(yīng)適當(dāng)?shù)匾雮€(gè)別工程實(shí)例以及目前的電力系統(tǒng)新技術(shù)專題,讓學(xué)生能將所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)際的工程聯(lián)系起來(lái),激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)力。
(二)教學(xué)方式的多元化
該門課程的理論性較強(qiáng),教學(xué)方式仍以多媒體和板書結(jié)合的教師講解為主。然而課程中涉及到大量的計(jì)算,需要習(xí)題(作業(yè)、課堂討論和課堂測(cè)驗(yàn))來(lái)支撐。由于作業(yè)是在課下完成的,不可避免地出現(xiàn)部分同學(xué)互相抄襲的現(xiàn)象,導(dǎo)致不能通過(guò)作業(yè)來(lái)準(zhǔn)確地反映出學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況。課堂討論和測(cè)驗(yàn)的方式,一來(lái)可以方便教師準(zhǔn)確地觀察學(xué)生的真實(shí)水平,二來(lái)通過(guò)學(xué)生到講臺(tái)上講解習(xí)題,提高學(xué)生課堂的參與度,便于學(xué)生自己找出彼此間的差距,活躍課堂氣氛,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。
除了上述傳統(tǒng)的課堂教學(xué)之外,還可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)課程的形式,將課程相關(guān)的電子資源分享給學(xué)生,并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)論壇的形式,開(kāi)展課程內(nèi)容的相關(guān)討論。
(三)教學(xué)方法的靈活性
《電力系統(tǒng)分析》中有一些比較難以理解的章節(jié),需要采用較為靈活的教學(xué)方法來(lái)授課。比如,同步電機(jī)突然三相短路分析這一節(jié),涉及的內(nèi)容較多,既有電機(jī)方程,又有短路電流計(jì)算,看起來(lái)十分復(fù)雜,尤其對(duì)一部分?jǐn)?shù)學(xué)基礎(chǔ)不好的同學(xué),看到這些復(fù)雜的公式會(huì)直接望而卻步。因此,教學(xué)過(guò)程中不應(yīng)該側(cè)重具體的公式推導(dǎo),而應(yīng)該先從基本思路著手,和之前學(xué)過(guò)的較為基礎(chǔ)的電路知識(shí)進(jìn)行類比講解。比如:把“短路前”和“短路后”看成電路中動(dòng)態(tài)電路的“換路前”和“換路后”;短路電流的計(jì)算方法和“三要素”法相類比,即分別求出起始值、穩(wěn)態(tài)值和直流、交流分量的衰減時(shí)間常數(shù),帶入“三要素”法的表達(dá)式中,得出短路電流的計(jì)算公式。這樣,學(xué)生先從整體思路上有一個(gè)清晰的框架,然后,再針對(duì)每一部分進(jìn)行具體的數(shù)學(xué)計(jì)算,就不會(huì)產(chǎn)生思路不清的困擾。
三、實(shí)踐教學(xué)的探索
如前所述,該門課程具有一定的工程性,需要相應(yīng)的課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和實(shí)習(xí)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),這樣才能使本專業(yè)的畢業(yè)生達(dá)到相應(yīng)的培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求。
(一)基于PSASP的課程實(shí)驗(yàn)[3]
課程實(shí)驗(yàn)設(shè)置的主要目標(biāo)是通過(guò)實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能,加深對(duì)電力系統(tǒng)的理解,學(xué)生利用仿真平成電力系統(tǒng)參數(shù)的錄入、潮流計(jì)算、短路計(jì)算、功率特性和功率極限等實(shí)驗(yàn),初步掌握電力系統(tǒng)的基本分析方法,加強(qiáng)對(duì)電力系統(tǒng)分析知識(shí)的掌握能力。
上述目標(biāo)通過(guò)讓學(xué)生使用PSASP(電力系統(tǒng)分析綜合程序)軟件,在本專業(yè)的電力系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)室完成電力系統(tǒng)潮流計(jì)算仿真、電力系統(tǒng)的短路計(jì)算仿真、單機(jī)―無(wú)窮大系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行方式和電力系統(tǒng)功率特性和功率極限等實(shí)驗(yàn)。學(xué)生通過(guò)上機(jī)實(shí)驗(yàn),能夠基本掌握電力系統(tǒng)的分析方法,甚至個(gè)別同學(xué)還在使用PSASP的同時(shí),使用MATLAB軟件實(shí)現(xiàn)相關(guān)的潮流和短路計(jì)算[4],并對(duì)兩種結(jié)果進(jìn)行比較分析。
(二)課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)
該門課程的課程設(shè)計(jì)是用單獨(dú)的一周時(shí)間來(lái)完成的,具體分配了3個(gè)設(shè)計(jì)題目,由學(xué)生自由分組和選題。主要是希望學(xué)生通過(guò)開(kāi)展課程設(shè)計(jì)鍛煉解決實(shí)際工程問(wèn)題的基本能力(查閱資料、工程問(wèn)題的數(shù)學(xué)計(jì)算和分析、報(bào)告的撰寫及團(tuán)隊(duì)合作)。
課程設(shè)計(jì)題目的選取來(lái)源于相關(guān)的科研項(xiàng)目,以潮流計(jì)算和短路計(jì)算為核心的相關(guān)工程性問(wèn)題。主要考察對(duì)手算潮流和短路計(jì)算基本方法以及計(jì)算機(jī)潮流和短路計(jì)算的掌握情況。具體分組為2人一組,組員過(guò)多,會(huì)導(dǎo)致個(gè)別組員實(shí)際承擔(dān)的工作過(guò)少;一人獨(dú)立完成,時(shí)間不夠充裕。因此,2人一組可以較好地分配工作和保證課程設(shè)計(jì)的順利完成。
課程設(shè)計(jì)的驗(yàn)收工作以現(xiàn)場(chǎng)答辯的方式來(lái)完成,答辯成績(jī)占總成績(jī)的40%。指導(dǎo)老師會(huì)針對(duì)每組提交的設(shè)計(jì)報(bào)告,提出2~3個(gè)問(wèn)題,同時(shí)要求現(xiàn)場(chǎng)演示計(jì)算機(jī)仿真過(guò)程,并根據(jù)具體情況,提出1~2個(gè)問(wèn)題,如果超出3個(gè)問(wèn)題回答不正確,則視為課程設(shè)計(jì)不通過(guò)。答辯過(guò)程中,選擇同一題目的小組之間可以互相提問(wèn)和評(píng)價(jià),該環(huán)節(jié)占答辯成績(jī)的20%。這樣有利于學(xué)生加深對(duì)設(shè)計(jì)題目的理解和認(rèn)識(shí),同時(shí)找出設(shè)計(jì)過(guò)程中的不足以及同他人之間的差距。
畢業(yè)設(shè)計(jì)安排在大四的下學(xué)期,除了《電力系統(tǒng)分析》,其他相關(guān)的專業(yè)課程學(xué)生都已經(jīng)選修完畢,具有一定的綜合運(yùn)用電力系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)的能力。設(shè)計(jì)題目來(lái)源于科研項(xiàng)目中的小項(xiàng)目,以鍛煉學(xué)生開(kāi)展項(xiàng)目研究的能力。
畢業(yè)設(shè)計(jì)比之課程設(shè)計(jì),題目要復(fù)雜得多,是對(duì)整個(gè)大學(xué)期間所學(xué)相關(guān)專業(yè)知識(shí)的整體驗(yàn)收?!峨娏ο到y(tǒng)分析》所學(xué)相關(guān)知識(shí)作為畢業(yè)設(shè)計(jì)題目的核心內(nèi)容,是對(duì)該課程教學(xué)效果的另一種驗(yàn)收形式。相比考試而言,能更加有效地檢驗(yàn)畢業(yè)生是否具備了培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求中羅列的基本能力。
(三)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)
課程相關(guān)的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)由于電力行業(yè)的特殊性,使得學(xué)生只能在變電站和發(fā)電廠進(jìn)行參觀,而不能進(jìn)行具體地操作。這個(gè)過(guò)程中就需要帶隊(duì)的教師能夠在參觀前和參觀過(guò)程中對(duì)所學(xué)知識(shí)的具體應(yīng)用進(jìn)行講解,以提高實(shí)習(xí)的效果。
通過(guò)學(xué)生對(duì)實(shí)習(xí)的反饋情況來(lái)看,大家對(duì)實(shí)習(xí)單位的興趣比較大,在具體參觀過(guò)程中,對(duì)電力設(shè)備和電力系統(tǒng)接線和運(yùn)行方式的認(rèn)識(shí)得到了加深,使原來(lái)僅停留在原理圖和結(jié)構(gòu)圖上的電力系統(tǒng)形象化。同時(shí),學(xué)生對(duì)畢業(yè)后所能從事的工作有了一定的了解,更能激發(fā)相關(guān)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)興趣。
四、結(jié)語(yǔ)
通過(guò)以上教學(xué)內(nèi)容、方式和方法的探索,使學(xué)生能更易于理解和掌握本門課程的理論知識(shí),而實(shí)踐教學(xué)的具體開(kāi)展,則通過(guò)課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)來(lái)確保學(xué)生將所學(xué)的理論知識(shí)用以分析和解決具體的工程性問(wèn)題,更好地達(dá)到本課程的培養(yǎng)目標(biāo),從而自下而上地支撐本專業(yè)學(xué)生的畢業(yè)要求,使培養(yǎng)出的學(xué)生成為電氣工程相關(guān)領(lǐng)域的復(fù)合型工程技術(shù)與管理人才。
參考文獻(xiàn):
[1]林健.工程教育認(rèn)證與工程教育改革和發(fā)展[J].高等工程教育研究,2015,(02):15-19.
[2]夏道止.電力系統(tǒng)分析[M].第二版.北京:中國(guó)電力出版社,2015.
關(guān)鍵詞:電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析;課程設(shè)計(jì);改革探索;實(shí)踐能力
“電力系統(tǒng)分析”是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的專業(yè)主干課,分為電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析和電力系統(tǒng)暫態(tài)分析。涉及的主要內(nèi)容有潮流計(jì)算、頻率調(diào)整、電壓調(diào)整、短路計(jì)算和穩(wěn)定性分析,具有很強(qiáng)的理論性和綜合性,同時(shí)又具有一定的工程實(shí)踐性,對(duì)學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)起著重要作用[1-2]。基于“電力系統(tǒng)分析”的重要作用和課程特點(diǎn),在人才培養(yǎng)方案中為其設(shè)置了課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),一方面有助于鞏固學(xué)生的理論知識(shí),另一方面有利于提高學(xué)生的實(shí)踐能力。在“電力系統(tǒng)分析”的主要教學(xué)內(nèi)容里,潮流計(jì)算屬于電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析的內(nèi)容,主要研究電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行情況,是電力系統(tǒng)故障分析和穩(wěn)定性分析的基礎(chǔ),因此潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛、最基本和最重要的一種計(jì)算[3-4]。為了突顯潮流計(jì)算的重要作用,“電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析”課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容就是要求學(xué)生通過(guò)Matlab編程完成給定網(wǎng)絡(luò)的潮流分布,但教學(xué)效果不是很理想,并沒(méi)有加深學(xué)生對(duì)潮流計(jì)算的理解。故本文對(duì)“電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析”課程設(shè)計(jì)進(jìn)行了改革和探索。
1傳統(tǒng)課程設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀
(1)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容與實(shí)際脫離我校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)起步較晚,大部分教師都是青年教師,缺少行業(yè)背景和工程實(shí)踐能力。而電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的課程設(shè)計(jì)大部分是由本系老師承擔(dān),這就導(dǎo)致了課程設(shè)計(jì)的選題內(nèi)容相對(duì)單一,理論性較強(qiáng),但與工程實(shí)際相差較遠(yuǎn)。為了克服這方面的缺點(diǎn),適應(yīng)我校應(yīng)用型本科院校的定位,新版的人才培養(yǎng)方案中將一部分的課程設(shè)計(jì)替換為實(shí)驗(yàn)操作,但考慮到“電力系統(tǒng)分析”課程的特點(diǎn)以及沒(méi)有與之配套的實(shí)驗(yàn)室,故仍采用課程設(shè)計(jì)的形式完成實(shí)踐教學(xué)。(2)學(xué)生重視度不夠目前,“電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析”課程設(shè)計(jì)是由指導(dǎo)教師給出設(shè)計(jì)題目,學(xué)生根據(jù)給定的網(wǎng)絡(luò)和各元件的原始參數(shù),對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡(jiǎn)并得到其等值電路,為了減少人工手算的工作量,選擇的網(wǎng)絡(luò)一般比較簡(jiǎn)單,然后根據(jù)化簡(jiǎn)的等值電路求出網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣,最后通過(guò)Matlab編程求出網(wǎng)絡(luò)的潮流分布,得到各母線電壓和各線路的功率。一方面由于設(shè)計(jì)過(guò)程比較枯燥,學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高;另一方面學(xué)生人數(shù)較多,教師指導(dǎo)不到位,導(dǎo)致學(xué)生重視度不夠,抄襲現(xiàn)象比較嚴(yán)重。(3)課程設(shè)計(jì)時(shí)間安排緊湊“電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析”課程設(shè)計(jì)一般安排在理論課程結(jié)束之后的1-2周這段時(shí)間內(nèi),但此時(shí)大部分課程都已結(jié)課,馬上面臨四六級(jí)考試和期末考試,學(xué)生大都將精力放在學(xué)習(xí)上。為了讓學(xué)生有更多的時(shí)間復(fù)習(xí),一般都是每個(gè)班集中連續(xù)做幾天課程設(shè)計(jì),由于時(shí)間安排比較緊湊,學(xué)生容易疲乏,大部分學(xué)生都是草草了事、簡(jiǎn)單應(yīng)付,導(dǎo)致課程設(shè)計(jì)的教學(xué)效果較差,無(wú)法達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。
2課程設(shè)計(jì)的改革
為改變傳統(tǒng)課程設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀,結(jié)合我院的實(shí)際情況,依托現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),“電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析”課程設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)內(nèi)容、實(shí)施方式、指導(dǎo)方式等方面進(jìn)行了改革與探索。2.1課程設(shè)計(jì)內(nèi)容的改革傳統(tǒng)的“電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析”。課程設(shè)計(jì),學(xué)生根據(jù)給定網(wǎng)絡(luò)和原始參數(shù)計(jì)算得到所需的數(shù)據(jù),然后通過(guò)Matlab編程完成相應(yīng)的設(shè)計(jì)任務(wù),然而所需的手工計(jì)算較多,學(xué)生的關(guān)注重點(diǎn)大都在Matlab編程上,不能真正理解潮流計(jì)算的意義。為鞏固學(xué)生的理論知識(shí),減少手工計(jì)算工作量,提高學(xué)習(xí)興趣,利用長(zhǎng)沙同慶電氣信息有限公司的TQXBZ-III多功能繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)對(duì)“電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析”課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容進(jìn)行了改革。此實(shí)驗(yàn)臺(tái)主要用來(lái)完成《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》的相關(guān)實(shí)驗(yàn),但利用其提供的電力網(wǎng)信號(hào)源控制系統(tǒng)軟件可靈活組態(tài)各種結(jié)構(gòu)的電力系統(tǒng)且比較接近電力系統(tǒng)實(shí)際[5],實(shí)現(xiàn)可視化電力系統(tǒng)潮流分析,將傳統(tǒng)的“手工計(jì)算+Mat-lab編程”改變?yōu)椤笆止び?jì)算+實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)仿真”。潮流計(jì)算網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖,如圖1所示。圖1潮流計(jì)算網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖A、B、C3根母線上分別接有負(fù)荷L1、L2、L3且通過(guò)斷路器可靈活控制負(fù)荷的投切,B母線還設(shè)置有容量為30Mvar的補(bǔ)償電容器。電力網(wǎng)信號(hào)源控制系統(tǒng)界面,如圖2所示。將圖1所示的網(wǎng)絡(luò)圖搭建在界面右側(cè),通過(guò)運(yùn)行可直觀看到負(fù)荷變化對(duì)網(wǎng)絡(luò)潮流的影響和投切電容器對(duì)網(wǎng)絡(luò)潮流的影響等,有助于學(xué)生對(duì)仿真結(jié)果的分析,從而加深對(duì)理論知識(shí)的理解,也減少了許多冗雜的計(jì)算,增加了課程設(shè)計(jì)的趣味性,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。切除電容器時(shí)網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算結(jié)果和投入電容器時(shí)網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算結(jié)果,如圖3和圖4所示。圖中的三行數(shù)據(jù)依次為有功功率(MW)、無(wú)功功率(Mvar)和電流(kA),母線處的數(shù)據(jù)為電壓(kV),圖中有功功率和無(wú)功功率都是母線流向線路的。2.2課程設(shè)計(jì)實(shí)施方式的改革傳統(tǒng)的“電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析”。課程設(shè)計(jì)的實(shí)施時(shí)間一般為理論課程結(jié)束后,但此時(shí)大部分學(xué)生會(huì)將精力放在期末考試的復(fù)習(xí)上,無(wú)暇顧及課程設(shè)計(jì)。為保證課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量,在講授潮流計(jì)算的理論知識(shí)時(shí)就將課程設(shè)計(jì)的任務(wù)布置下去,讓學(xué)生帶著目的學(xué)習(xí),待潮流計(jì)算的理論知識(shí)講授結(jié)束后便正式開(kāi)始課程設(shè)計(jì),保證學(xué)生有充足的時(shí)間學(xué)習(xí)電力網(wǎng)信號(hào)源控制系統(tǒng)軟件或Matlab軟件,有效完成課程設(shè)計(jì)的任務(wù)。理論課程全部結(jié)束后,給學(xué)生幾天時(shí)間整理課程設(shè)計(jì)報(bào)告再統(tǒng)一答辯提交,不僅能使學(xué)生加強(qiáng)對(duì)課程設(shè)計(jì)的重視,也能使學(xué)生在答辯過(guò)程中發(fā)現(xiàn)自己的不足。2.3課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)方式的改革我校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的人數(shù)較多,但教師相對(duì)較少,故課程設(shè)計(jì)一般由任課教師一人指導(dǎo),由于指導(dǎo)教師工作量較大往往造成指導(dǎo)不到位的現(xiàn)象。為此,“電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析”的課程設(shè)計(jì)在指導(dǎo)方式上進(jìn)行了改革,將課程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)工作分配給2名教師,每人負(fù)責(zé)2個(gè)班級(jí),每個(gè)班級(jí)的學(xué)生人數(shù)大概為30人,指導(dǎo)教師除了在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行指導(dǎo)外,還建立了“電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析”課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)交流平臺(tái),指導(dǎo)教師可以將學(xué)習(xí)資料上傳,方便學(xué)生隨時(shí)查閱,有問(wèn)題時(shí)可以及時(shí)聯(lián)系指導(dǎo)教師,也方便了學(xué)生之間的交流。
3總結(jié)
“電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析”課程設(shè)計(jì)對(duì)于電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐能力培養(yǎng)起著重要的作用。本文針對(duì)我校“電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析”課程設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題,在設(shè)計(jì)內(nèi)容、實(shí)施方式、指導(dǎo)方式等方面進(jìn)行了改革與探索,不僅鞏固了潮流計(jì)算的理論知識(shí),加深學(xué)生對(duì)潮流計(jì)算的理解,還訓(xùn)練了學(xué)生的建模仿真能力,有助于學(xué)生實(shí)踐能力的提高。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng);小干擾穩(wěn)定性
不同地區(qū)之間的電力系統(tǒng)的多重互聯(lián)能夠大大提高輸電的經(jīng)濟(jì)性,但是這種互聯(lián)電網(wǎng)會(huì)把很多動(dòng)態(tài)問(wèn)題誘發(fā)出來(lái),系統(tǒng)更加復(fù)雜化,降低了穩(wěn)定性。電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行需要滿足一定的基本條件要求,例如電壓、頻率和小干擾等都需要有著相當(dāng)?shù)姆€(wěn)定性,并且這種穩(wěn)定性應(yīng)該是動(dòng)態(tài)的,這些穩(wěn)定性隨著現(xiàn)代社會(huì)對(duì)電網(wǎng)的依賴越來(lái)越大而逐漸被人們重視起來(lái)。從上個(gè)世紀(jì)70年代開(kāi)始,小干擾穩(wěn)定性的失去就已經(jīng)造成了很多嚴(yán)重的事故,對(duì)相關(guān)國(guó)家造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。為了保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性,保證其安全穩(wěn)定運(yùn)行,有必要對(duì)電力系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)定性進(jìn)行分析,保障電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
一、電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性分析方法
1.數(shù)值仿真法。使用一組微分方程來(lái)描述電力系統(tǒng),根據(jù)電力系統(tǒng)擾動(dòng)的特定性結(jié)合相關(guān)的數(shù)值計(jì)算方法計(jì)算系統(tǒng)變量及其完整的時(shí)間響應(yīng)[1]。小干擾穩(wěn)定性問(wèn)題的本質(zhì)是不能被時(shí)域響應(yīng)最大程度的體現(xiàn)出來(lái),造成系統(tǒng)穩(wěn)定性下降的原因即便使用模擬仿真也不能夠很好的找出來(lái),也就無(wú)從找尋改進(jìn)措施。
2.線性模型基礎(chǔ)上的分析方法。這種方法是利用線性模型研究小干擾穩(wěn)定性,使用微分方程和積分方程描述系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為的變化,在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行點(diǎn)現(xiàn)化,獲得線性模型[2]。目前主流的電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性分析方法就是基于線性模型的,目前來(lái)看主要有特征性分析方法和領(lǐng)域分析兩種,前一種以狀態(tài)空間模型為描述基礎(chǔ),后一種是基于函數(shù)矩陣的方法。
二、特征分析法
目前大多數(shù)電力系統(tǒng)分析軟件都是暫態(tài)穩(wěn)定仿真進(jìn)行操作的,但是實(shí)際中相當(dāng)多的限制條件約束了這種應(yīng)用。相關(guān)結(jié)果受到選擇的擾動(dòng)或者時(shí)域響應(yīng)觀測(cè)量的很大影響,選擇不合理時(shí)系統(tǒng)中的一些關(guān)鍵模式將不能被擾動(dòng)觸發(fā),并且如果選擇不合理,進(jìn)行響應(yīng)的觀察時(shí)很多震蕩模式中不明顯的響應(yīng)可能就是若阻尼模式[3]。因此,進(jìn)行各種不同震蕩模式阻尼特性分析時(shí),單純使用有關(guān)系系統(tǒng)變量時(shí)域可能會(huì)影響觀測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。同時(shí)為了有關(guān)系統(tǒng)震蕩性質(zhì)清晰的表現(xiàn)出來(lái),需要對(duì)這些系統(tǒng)共動(dòng)態(tài)過(guò)程進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的仿真計(jì)算,計(jì)算量巨大。
特征分析方法把整個(gè)電力系統(tǒng)模擬成為線性模型,利用狀態(tài)空間法,把電力系統(tǒng)的線性模型轉(zhuǎn)換成為普通的線性系統(tǒng)表示。
t=t0=v0(Ⅰ)=Av(Ⅱ)
對(duì)狀態(tài)矩陣特征值進(jìn)行求解,之后根據(jù)相關(guān)法電力系統(tǒng)特征值和固有模式之間的對(duì)應(yīng)福安系,在特征值中求出阻尼以及頻率,并在特征向量中求出電力系統(tǒng)穩(wěn)定性定性的定量信息和定性信息。特征分析法的特征值能夠準(zhǔn)確的反映出非震蕩模式的衰減值和頻率阻尼,能夠?yàn)榉治鋈藛T提供更完全準(zhǔn)確的分析資料,這種方法還能夠在早期就發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的不穩(wěn)定性模式,同時(shí)特征值和系統(tǒng)參數(shù)之間的靈敏度能夠由數(shù)值分析提供,系統(tǒng)中小干擾穩(wěn)定性的本質(zhì)就能夠快速提供出來(lái),并能夠在此基礎(chǔ)上進(jìn)行系統(tǒng)穩(wěn)定性改善。除了小干擾穩(wěn)定性能夠使用特征值分析法,系統(tǒng)中各種控制器參數(shù)的調(diào)整分析也可以使用這種方式進(jìn)行。
部分特征分析法。這種方法進(jìn)行電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性分析需要對(duì)右半平面特征值進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算量相對(duì)較小。模型矩陣的稀疏性應(yīng)用這種方法進(jìn)行電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性分析時(shí)能夠得到充分的利用,能夠節(jié)約大量的存儲(chǔ)空間,同時(shí)還能大量減少計(jì)算量。部分特征分析法有降階選擇模式分析法和全維部分特征分析法兩種類型,降階分析法還可以細(xì)分為選擇模式分析法、自激法,而全維特征值分析法也能夠進(jìn)一步細(xì)分為序貫法和子空間法。
三、各種分析方法的適應(yīng)性
(1)全部數(shù)值特征分析法需要對(duì)電力系統(tǒng)中的所有數(shù)值進(jìn)行分析,在小型和中型電力系統(tǒng)中應(yīng)用比較廣泛,但是其巨大的運(yùn)算量限制了其在大型電力系統(tǒng)中的應(yīng)用,但是這種方式的數(shù)值樣本較多,有著非常穩(wěn)定的數(shù)值解,但是這種方法中存在這一個(gè)維數(shù)災(zāi)的問(wèn)題一致存在,尚未解決。
(2)部分特征值法中的SMA法也適用于小型和中型的電力系統(tǒng),能夠一定程度上緩解維數(shù)災(zāi)的問(wèn)題,但是并沒(méi)有徹底解決,有著比較大的處值。
(3)自激法在大型電力系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。一定程度上解決了維數(shù)災(zāi)的問(wèn)題,但是為了能夠找到臨界模式,需要進(jìn)行大量的搜索計(jì)算[4]。
(4)序貫法同樣一般應(yīng)用在大規(guī)模的電力系統(tǒng)中,能夠找到全部的震蕩模式,但是迭代速度比較慢,整體效率不高。
(5)子空間法。這種方法多數(shù)應(yīng)用在大規(guī)模電力系統(tǒng)中,能夠同時(shí)計(jì)算出有關(guān)矩陣deep一組模數(shù),還還能夠計(jì)算出較大的特征值。但是這種方法的收斂性較差。
(6)頻域分析法。在線性化模型的基礎(chǔ)上,結(jié)合研究對(duì)象的實(shí)際情況,選擇合理的輸入和輸出之間的關(guān)系,能夠把系統(tǒng)領(lǐng)域模型用傳遞函數(shù)矩陣的形式表述出來(lái),使用有關(guān)系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)定性進(jìn)行描述。利用多變量NYQUIST穩(wěn)定性原則作為建立領(lǐng)域分析法的基礎(chǔ),有關(guān)系統(tǒng)對(duì)這種分析方法的影響程度不大,能夠?qū)Υ笙到y(tǒng)的小穩(wěn)定性進(jìn)行準(zhǔn)確的分析。
(7)小干擾穩(wěn)定性分析法是一組集合,這種集合由穩(wěn)態(tài)的運(yùn)行點(diǎn)組成,有著較高的小干擾穩(wěn)定性,但是巨大的計(jì)算量限制了其穩(wěn)定性分析。這種方法能夠通過(guò)離線計(jì)算的方式獲得電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性,節(jié)省了大量的在線計(jì)算,有效降低了計(jì)算量,同時(shí)這種方法還能夠直觀的揭示出系統(tǒng)暫態(tài)平衡域的拓補(bǔ)性質(zhì),能夠?yàn)楦鞣N電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性分析提供有效數(shù)據(jù)。
(8)牛頓法潮流數(shù)值延拓算法。牛頓法存在潮流解,但是迭代過(guò)程不一定收斂,牛頓法的收斂條件是F(X)在適當(dāng)球S上非奇異的。采用數(shù)值延拓法就能夠有效解決這個(gè)問(wèn)題。
延拓算法基本思想是對(duì)研究函數(shù)引入?yún)?shù)t,構(gòu)造一簇映像H(x,t)就是映像S(x),t=0時(shí)求出x0,把問(wèn)題轉(zhuǎn)化為同倫方程求解:H(x,t)=0,t∈[0,1],x∈D,解得x=x(t)。
四、結(jié)束語(yǔ)
電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性分析有著很多的方法,但是不同的方法之間有著很大的不同,有著各自的優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn),并且不同方法使用的電力系統(tǒng)規(guī)模也不同,進(jìn)行電力系統(tǒng)小干擾性分析要對(duì)電力系統(tǒng)的實(shí)際情況進(jìn)行全面了解之后選擇比較不同方法的適應(yīng)性,選擇最合適的方法,提高穩(wěn)定性計(jì)算的正確性,為保證國(guó)家電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性運(yùn)行提供保障。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:高速鐵路;牽引供電系統(tǒng);同相供電;分析研究
中圖分類號(hào):U238 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
一、關(guān)于牽引供電系統(tǒng)
1.牽引供電系統(tǒng)能量來(lái)源
我國(guó)電氣化鐵路取電于國(guó)家公用電網(wǎng),外部電源是高速列車所需能量來(lái)源,它在牽引變壓器作用下實(shí)現(xiàn)了將電力系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)變成牽引供電能量。一般普通鐵氣化路,牽引變壓器工作電壓為110KV,但高速鐵路牽引變電所需要外部電源電壓為220KV,目的是使高速鐵路在供電電能提供上有安全可靠外電網(wǎng)保障。
2.牽引供電系統(tǒng)核心
對(duì)于整個(gè)牽引供電系統(tǒng)來(lái)說(shuō),牽引變電所作用如同人的心臟。牽引變電所把電力系統(tǒng)傳送來(lái)的電能,根據(jù)對(duì)電壓和電流不同要求,轉(zhuǎn)變?yōu)檫m用于電力牽引的電能,再分別饋送到鐵路軌道上空架設(shè)的接觸網(wǎng)上,列車通過(guò)受電弓取電而產(chǎn)生牽引動(dòng)力。在一條電氣化鐵路沿線上有多個(gè)牽引變電所,它們之間距離大約為40Km到50Km,并且每個(gè)牽引供電所設(shè)置二臺(tái)牽引變壓器,采用雙電源供電,提高了供電可靠性。牽引變電所中,最主要設(shè)備當(dāng)屬牽引變壓器,因牽引供電需要,牽引變壓器與一般變壓器有較大差別,采用接線方式有三相Yd11接線、單相V/V接線、三相-兩相斯科特接線等。牽引變壓器將電力系統(tǒng)高電壓降低至適合列車運(yùn)行的電壓等級(jí),還起著將三相電轉(zhuǎn)換為單相電功能。牽引變電所除了牽引變壓器之外,還包括與牽引變壓器配套的其它設(shè)備,如高壓斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電壓電流互感器、高低壓開(kāi)關(guān)柜、全封閉組合電器、電容補(bǔ)償裝置等。
二、電氣化鐵路電能質(zhì)量問(wèn)題。
由于牽引供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特殊性和負(fù)荷在時(shí)間、空間上分布隨機(jī)性,造成了電力系統(tǒng)三相嚴(yán)重不平衡。電氣化鐵路普遍存在著電能質(zhì)量問(wèn)題,因而受到電力系統(tǒng)限制。電氣化鐵路影響電力系統(tǒng)主要電能質(zhì)量指標(biāo)有:諧波電流、功率因數(shù)、負(fù)序電流。高速鐵路動(dòng)車組采用大功率交直交牽引傳動(dòng)系統(tǒng),性能良好,功率因數(shù)大幅提高,接近1。諧波電流含量也下降較大,可等同為在既有交直牽引供電系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加了高效有源電力濾波器。但高速動(dòng)車組列車由于牽引電機(jī)功率大幅增加,負(fù)序電流更為明顯。
三、理想牽引供電系統(tǒng)。
理想牽引供電系統(tǒng)是電氣化鐵路在從電力系統(tǒng)取電同時(shí), 把其產(chǎn)生的對(duì)電力系統(tǒng)干擾隔離出來(lái), 也就是說(shuō), 該系統(tǒng)要把電能質(zhì)量控制在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)允許范圍內(nèi)。為使電能質(zhì)量達(dá)標(biāo),可考慮在牽引變電所內(nèi)采取措施,解決負(fù)序電流問(wèn)題,同時(shí)在鐵路牽引網(wǎng)使用統(tǒng)一電壓供電且取消接觸網(wǎng)電分相。
1.理想牽引供電系統(tǒng)構(gòu)成
時(shí)代進(jìn)步造就了大功率電力電子技術(shù)飛速發(fā)展, 而且由于功率半導(dǎo)體器件集成水平、容量大幅提高, 同時(shí)價(jià)格不斷下降, 這就為解決電力系統(tǒng)與牽引供電系統(tǒng)在電能質(zhì)量上存在的矛盾與鐵路自身電分相提供了新思路, 同時(shí)在裝備與技術(shù)方面提供了可能。我們可借鑒一下德國(guó)模式,在牽引變電所通過(guò)三相交流與直流和單相交流全變換方式下實(shí)現(xiàn)同相供電,利用直流環(huán)節(jié)隔離與轉(zhuǎn)換作用,構(gòu)造獨(dú)立于公用電網(wǎng)的供電網(wǎng)絡(luò)。因?yàn)椴捎萌儞Q,并且三相負(fù)荷平衡,并不存在著負(fù)序問(wèn)題,而且鐵路供電臂取消了電分相, 變電所之間能進(jìn)行潮流調(diào)度, 變壓器負(fù)荷率和容量利用率都能得到極大提高。牽引變電所取電是在三相電力系統(tǒng),牽引饋線要增加斷路器和一些相關(guān)保護(hù),我們可仿單相牽引變電所饋線來(lái)實(shí)現(xiàn),各個(gè)斷路器對(duì)應(yīng)著不同故障區(qū)間,分區(qū)所斷路器一般都是閉合的,這樣可以實(shí)現(xiàn)牽引網(wǎng)貫通與供電。
2.理想牽引供電系統(tǒng)限制因素與解決方案
限制理想牽引供電系統(tǒng)因素是國(guó)外電力電子器件依舊比較昂貴, 而且經(jīng)濟(jì)性也較差,但隨著國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程和技術(shù)迅速發(fā)展, 元器件成本將會(huì)大幅下降。現(xiàn)在按照同相供電裝置容量折算為1000元/KVA來(lái)計(jì)算,每20MVA變電所需要增加2000萬(wàn)元。下面是筆者結(jié)合一些資料及本人看法對(duì)推廣理想供電系統(tǒng)給出了一些建議:首先,我們應(yīng)通過(guò)工作備用, 而節(jié)省不必要場(chǎng)地所需及固定備用設(shè)備投資;其次,因避免了電分相從而使列車運(yùn)行變得更平滑, 同時(shí)節(jié)省了自動(dòng)過(guò)分相日常維護(hù)費(fèi)用和一次投資;再者,因牽引變電所容量降低可節(jié)省固定容量電費(fèi),按每個(gè)月固定容量電費(fèi)為15 元/ kvar來(lái)計(jì),降低一個(gè)容量等級(jí)而節(jié)省電費(fèi)數(shù)目是很可觀的;然后,電子器件(如IGBT、IGCT )和集成產(chǎn)品越來(lái)越普及,尤其是國(guó)產(chǎn)化后,它們單價(jià)會(huì)大幅度下降,會(huì)更有助于理想牽引供電系統(tǒng)推廣;最后,可以減少鐵路部門由于電能質(zhì)量問(wèn)題與公共電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商產(chǎn)生糾紛或受罰。當(dāng)前被罰款主要原因是功率因數(shù)問(wèn)題,不過(guò)今后也很難排除會(huì)由于諧波干擾、負(fù)序電流而造成電能質(zhì)量罰款事件。
四、同相供電系統(tǒng)
為降低負(fù)序電流影響, 要把供電臂相位依次接入電力系統(tǒng)三相中的某一相,也就是換相,這樣沿線供電臂將使用不同相位電壓進(jìn)行供電,在分區(qū)所處需設(shè)置電分相裝置。電分相是列車運(yùn)行、尤其是高速列車運(yùn)行的薄弱環(huán)節(jié),完成同相供電是提高列車平穩(wěn)舒適性和安全性的有效方法。現(xiàn)行供電方式存在問(wèn)題的最有效解決方法就是在牽引變電所采取以負(fù)序、無(wú)功補(bǔ)償為核心的對(duì)稱補(bǔ)償技術(shù),從而實(shí)現(xiàn)同相供電,也就是全線用同一相位單相電壓來(lái)供電。它與單相牽引變壓器有一點(diǎn)是一樣的,可以避免在牽引變電所出口使用電分相。考慮到同一電力系統(tǒng)不同進(jìn)線處系統(tǒng)短路容量也不同,進(jìn)而承受負(fù)序電流能力也不同。為了減少不必要的設(shè)備浪費(fèi)和投資,可將同相供電系統(tǒng)中的變電所分成三種:不補(bǔ)償,僅僅用牽引變壓器;半補(bǔ)償, 對(duì)于補(bǔ)償負(fù)序要有適度要求;全補(bǔ)償, 要求實(shí)現(xiàn)對(duì)稱補(bǔ)償, 尤其對(duì)負(fù)序有較強(qiáng)抑制能力。
根據(jù)不同接線, 在變電所進(jìn)行對(duì)稱補(bǔ)償時(shí), 有一些技術(shù)上難度。按理論上,當(dāng)功率因數(shù)是1,同時(shí)只補(bǔ)償負(fù)序的時(shí)候,最小全補(bǔ)償容量與牽引負(fù)荷功率相等。實(shí)現(xiàn)對(duì)稱補(bǔ)償方式有兩種: 一種是無(wú)功補(bǔ)償方式,它既可以無(wú)源(SVC裝置)同時(shí)也可以有源(SVG裝置),主要采用平衡變壓器進(jìn)行最優(yōu)補(bǔ)償,如Scott接線方式,同日本不等邊Scott接線方式不同, 這種變壓器次級(jí)繞組匝數(shù)n1與變壓器次級(jí)繞組匝數(shù)n2相等,當(dāng)全補(bǔ)償時(shí),負(fù)序電流為0,取消變電所出口電分相。它的缺點(diǎn)是電力系統(tǒng)任一相電壓或線電壓無(wú)法與供電臂電壓U同相,也就是無(wú)法與相鄰變電所對(duì)應(yīng)相電壓( 如YN, vd 接線)或線電壓( 如單相接線、V/V接線) 的供電臂實(shí)現(xiàn)同相,供電臂有再生反饋電流通過(guò)之時(shí)補(bǔ)償要反性。此種補(bǔ)償對(duì)每種接線方式能不能適用要做具體分析;另一種為有源補(bǔ)償模式,采用變電所平衡接線變壓器與潮流控制器( PFC)相配合。當(dāng)功率因數(shù)為1時(shí),PFC提供一半牽引負(fù)荷有功功率即可消除負(fù)序。它的優(yōu)點(diǎn)是供電臂電壓可與電力系統(tǒng)相電壓或線電壓設(shè)置成同相,也就是可以與其他V/V接線或單相變電所實(shí)現(xiàn)輸出電壓同相。供電臂有再生反饋電流時(shí),PFC向電力系統(tǒng)發(fā)送一半再生功率。當(dāng)所有牽引變電所達(dá)到國(guó)家電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)時(shí),可將分區(qū)所相聯(lián),減少電分相。這其中需要探討的是, 在電力系統(tǒng)要求牽引變電所三相接入條件下,現(xiàn)有高速鐵路AT供電方式牽引變電所多使用V/X接線,想要實(shí)現(xiàn)對(duì)稱補(bǔ)償,取消電分相、消除負(fù)序, 只能采用SVG或SVC, 還必須在三個(gè)端口進(jìn)行補(bǔ)償, 這增加了技術(shù)難度,若采用兩個(gè)端口補(bǔ)償, 則補(bǔ)償容量非最優(yōu)。
五、新型AT供電模式。
自耦變壓器AT是普通雙繞組變壓器的一種特殊連接, 它的特點(diǎn)是低壓與高壓繞組間不僅有電路直接聯(lián)系,而且還有磁路耦合, 其傳遞的功率為傳導(dǎo)功率和感應(yīng)功率之和, 也就是說(shuō), 之所以功率傳遞比普通雙繞組變壓器大是因?yàn)榇嬖趥鲗?dǎo)功率。因AT 高低壓繞組之間有直接電路聯(lián)系, 便要求高壓側(cè)與低壓側(cè)具有同樣絕緣水平, 常用于高低側(cè)電壓相對(duì)接近場(chǎng)合。
目前,世界高速鐵路AT供電方式主要為2 X 27.5KV法國(guó)模式和55KV日本模式。我國(guó)這兩種模式均有采用,京津線采用2 X 27.5KV法國(guó)模式,京秦線則采用55KV日本模式。我們可以借鑒這兩種模式設(shè)計(jì)出一種新模式,該模式應(yīng)該具有以下幾個(gè)特點(diǎn):一是相同供電能力下,日本模式要求牽引變電所饋線、母線導(dǎo)線截面更小, 這有利于接觸網(wǎng)懸掛輕型化,新模式借鑒;二是新模式同日本模式相比, 牽引變電所內(nèi)可不設(shè)AT, 將AT布置在線路上,簡(jiǎn)化了系統(tǒng), 增加設(shè)計(jì)選擇靈活性,并節(jié)約了成本;三是同法國(guó)模式相比, 新模式牽引變壓器不需要中間抽頭,能很大程度簡(jiǎn)化牽引變壓器制造難度,而且還省去了牽引變電所回流線布置;四是我們牽引側(cè)開(kāi)關(guān)由2 X 27.5KV模式提升為55kV雙極開(kāi)關(guān),開(kāi)關(guān)絕緣等級(jí)提高, 不過(guò)工作電流要比2 X 27.5KV模式小, 在高壓側(cè)使用220KV大容量供電條件下, 方便于開(kāi)關(guān)選型;五是新模式供電能力高于法國(guó)模式, 與日本模式相同, 在增加供電能力同時(shí), 有助于減少電分相數(shù)目,延長(zhǎng)供電臂。
六、牽引供電系統(tǒng)分析與建議
一是我們需要認(rèn)真研究新型AT供電模式,填補(bǔ)日本模式與法國(guó)模式的缺陷。新型AT供電模式不僅要適用于理想牽引供電系統(tǒng),也要適用于現(xiàn)行供電系統(tǒng);二是AT供電系統(tǒng)的斷路器和絕緣等級(jí)均應(yīng)配套設(shè)計(jì);三是我國(guó)電氣化鐵路供電系統(tǒng)相對(duì)于世界來(lái)說(shuō)具有多種牽引變壓器接線形式和AT供電方式, 需要結(jié)合我國(guó)高速鐵路實(shí)際,設(shè)計(jì)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)并且最適合的新模式;四是我們?cè)诮鉀Q電能質(zhì)量問(wèn)題同時(shí), 要實(shí)現(xiàn)電氣化鐵路無(wú)分相化;五是我國(guó)高速鐵路牽引變電所大多采用三相方式接入電力系統(tǒng),平衡接線最節(jié)省補(bǔ)償裝置容量,也便于和單相變電所相互配合,從而形成同相供電系統(tǒng)來(lái)盡可能避免電分相,這也同樣適用于既有線改造。
總之,當(dāng)今電力電子技術(shù)迅速發(fā)展普及,而高速鐵路電能質(zhì)量問(wèn)題也是急待研究解決的課題。我們?yōu)榱私鉀Q電能質(zhì)量問(wèn)題,設(shè)計(jì)出一種供電系統(tǒng)。本文簡(jiǎn)介了牽引供電系統(tǒng)與理想牽引供電系統(tǒng),相形比較之中所存在問(wèn)題有待我們?nèi)ソ鉀Q,還有在對(duì)日本、法國(guó)供電模式分析比較之中,能得到適合我們的AT供電模式。
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【關(guān)鍵詞】低頻振蕩 抑制措施 電力系統(tǒng)
電力系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)發(fā)展初期,發(fā)電廠同步發(fā)電機(jī)聯(lián)系較為緊密,阻尼繞組會(huì)產(chǎn)生足夠大的阻尼,抑制振蕩發(fā)展,低頻振蕩在那時(shí)少有產(chǎn)生。隨著電網(wǎng)規(guī)模互聯(lián)的不斷擴(kuò)大,出現(xiàn)了大型電力系統(tǒng)之間的互聯(lián),電力系統(tǒng)聯(lián)系因而變得越來(lái)越密切,世界許多地區(qū)電網(wǎng)都發(fā)現(xiàn)了0.2Hz至2.5Hz范圍內(nèi)的低頻振蕩,低頻振蕩問(wèn)題逐漸受到業(yè)內(nèi)關(guān)注。電力系統(tǒng)低頻振蕩一旦發(fā)生,如果沒(méi)有及時(shí)抑制,將會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)不穩(wěn)定乃至解列,嚴(yán)重威脅電力系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運(yùn)行,甚至誘發(fā)聯(lián)鎖事故,造成嚴(yán)重后果。
1 低頻振蕩產(chǎn)生的原因
1.1 負(fù)阻尼導(dǎo)致低頻振蕩
有文獻(xiàn)記載了運(yùn)用阻尼轉(zhuǎn)矩的方法,針對(duì)單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)分析低頻振蕩的原因,最主要的原因是系統(tǒng)中產(chǎn)生負(fù)阻尼因素,從而抵消系統(tǒng)自有的正阻尼性,導(dǎo)致系統(tǒng)的總阻尼很小甚至為負(fù)值。如果系統(tǒng)阻尼很小,在受到擾動(dòng)后,系統(tǒng)中功率振蕩始終難以平息,就會(huì)造成等幅或減幅的低頻振蕩。如果系統(tǒng)阻尼為負(fù)值,在受到擾動(dòng)后,低頻振蕩會(huì)不斷積累增加,影響系統(tǒng)穩(wěn)定。
1.2 發(fā)電機(jī)電磁慣性導(dǎo)致低頻振蕩
電力系統(tǒng)中勵(lì)磁控制是通過(guò)調(diào)整勵(lì)磁電壓來(lái)改變勵(lì)磁電流,從而達(dá)到調(diào)整發(fā)電機(jī)運(yùn)行工況的目的??刂苿?lì)磁電流就是在調(diào)整氣隙合成磁場(chǎng),它使得發(fā)電機(jī)機(jī)端的電壓調(diào)整為所需值,同時(shí)也調(diào)整了電磁轉(zhuǎn)矩。故改變勵(lì)磁電流大小便可以調(diào)整電磁轉(zhuǎn)矩和機(jī)端電壓。在勵(lì)磁自動(dòng)控制時(shí),因發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組有電感,勵(lì)磁電流比勵(lì)磁電壓滯后,故會(huì)產(chǎn)生一個(gè)滯后的控制,滯后的控制在一定因素下會(huì)引起系統(tǒng)低頻振蕩。
1.3 電力系統(tǒng)非線性奇異現(xiàn)象導(dǎo)致低頻振蕩
依據(jù)小擾動(dòng)分析法,系統(tǒng)的特征根中有一個(gè)零根或一對(duì)虛根時(shí),系統(tǒng)處在穩(wěn)定邊界;系統(tǒng)的特征根都為負(fù)實(shí)部時(shí),系統(tǒng)處于穩(wěn)定的;系統(tǒng)特征根中有一對(duì)正實(shí)部的復(fù)數(shù)或一個(gè)正實(shí)數(shù)時(shí),系統(tǒng)處于不穩(wěn)定。而實(shí)際情況是非線性系統(tǒng)在臨近虛軸時(shí)會(huì)產(chǎn)生奇異現(xiàn)象。這種奇異現(xiàn)象表現(xiàn)在即便系統(tǒng)全部特征根都帶負(fù)實(shí)部,在小的擾動(dòng)時(shí),非線性也可能造成系統(tǒng)狀態(tài)、特性的突變,導(dǎo)致低頻振蕩增幅的發(fā)生。
1.4 過(guò)于靈敏的勵(lì)磁調(diào)節(jié)導(dǎo)致低頻振蕩
為了給系統(tǒng)運(yùn)行變化提供快速靈敏的調(diào)節(jié)控制,電力系統(tǒng)里現(xiàn)在廣泛采用數(shù)字式、高強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)、高增益的快速勵(lì)磁系統(tǒng)??焖賱?lì)磁系統(tǒng)可以使勵(lì)磁控制時(shí)間常數(shù)減小,但從控制方面分析,過(guò)于靈敏的調(diào)節(jié)控制,在較小擾動(dòng)時(shí)會(huì)作出過(guò)大的反應(yīng),過(guò)大的反應(yīng)會(huì)使系統(tǒng)產(chǎn)生超出預(yù)期的調(diào)節(jié),這種調(diào)節(jié)又會(huì)反作用于系統(tǒng),造成更進(jìn)一步擾動(dòng)。如此反復(fù)循環(huán),如不及時(shí)干預(yù),系統(tǒng)的低頻振蕩逐漸積累,最終難以控制。
1.5 不合適的控制方式導(dǎo)致低頻振蕩
在擾動(dòng)發(fā)生時(shí),電磁轉(zhuǎn)矩和機(jī)端電壓對(duì)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流的要求是相反的,勵(lì)磁調(diào)節(jié)很難同時(shí)達(dá)到兩者的要求,如果控制要求是抑制系統(tǒng)中的低頻振蕩,卻采用與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速?zèng)]有直接關(guān)系的信號(hào)作為輸入控制量的控制方式,那么有分析在一定條件下會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的增幅低頻振蕩。
以上分析低頻振蕩產(chǎn)生的原因各有側(cè)重,從不同角度對(duì)低頻振蕩產(chǎn)生的機(jī)理進(jìn)行了解釋,對(duì)提出抑制低頻振蕩的措施提供了基礎(chǔ)依據(jù)。
2 抑制低頻振蕩的措施
2.1 目前采用電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(PSS)是抑制低頻振蕩較常用的措施
加裝電力系統(tǒng)穩(wěn)定器后,不但可以阻尼區(qū)域間振蕩模式,同時(shí)也阻尼局部振蕩模式。電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的輸入信號(hào)可以是發(fā)電機(jī)頻率偏差、轉(zhuǎn)速偏差、功率偏差、或者是幾個(gè)的組合。通常采用相位補(bǔ)償?shù)姆椒▽?duì)其進(jìn)行整定。確定電力系統(tǒng)穩(wěn)定器安裝地點(diǎn)應(yīng)依據(jù)與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速偏差對(duì)應(yīng)的參與因子,用這個(gè)參與因子可對(duì)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行一級(jí)掃描,然后采用頻率和留數(shù)響應(yīng)法再進(jìn)行更精確的計(jì)算,最終確定適當(dāng)?shù)陌惭b位置?,F(xiàn)有文獻(xiàn)已提出電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的缺點(diǎn),即當(dāng)其投入后,機(jī)組的無(wú)功功率會(huì)有波動(dòng),波動(dòng)幅度根據(jù)不同的有功負(fù)載也是不同的,而且未表現(xiàn)出周期性,克服較為困難。
2.2 采用直流小信號(hào)調(diào)制
在交、直流并聯(lián)運(yùn)行的系統(tǒng)中,可以采用直流小信號(hào)調(diào)制的方法,增加抑制系統(tǒng)低頻振蕩的阻尼。直流小信號(hào)調(diào)制器輸入量可選取多種信號(hào),包括:整流側(cè)或者逆變側(cè)頻率、兩側(cè)頻率偏差、線路電流偏差和線路功率偏差。已有研究提出調(diào)制信號(hào)采用并聯(lián)交流聯(lián)絡(luò)線的功率變化速度,不但可以消除長(zhǎng)距離通訊通道可能存在不穩(wěn)定性,而且可以有效迅速地抑制區(qū)域間的低頻振蕩模式。直流小信號(hào)調(diào)制的缺點(diǎn)在于應(yīng)用范圍受限,且應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)不足。
2.3 采用柔流輸電系統(tǒng)(FACTS)裝置是抑制低頻振蕩最有發(fā)展和前景的措施
所謂柔流輸電系統(tǒng),是基于電力電子技術(shù)的控制設(shè)備,通過(guò)串并聯(lián)混合方式或單獨(dú)串聯(lián)、并聯(lián)接入輸電網(wǎng)系統(tǒng),用來(lái)增大電力傳輸能力和增強(qiáng)可控性的交流輸電系統(tǒng)。在上世紀(jì)末期,柔流輸電系統(tǒng)技術(shù)從最初的第一代、第二代很快發(fā)展到現(xiàn)在的第三代技術(shù)。柔流輸電系統(tǒng)裝置主要設(shè)備包括動(dòng)態(tài)穩(wěn)定器(SVC)、靜止同步補(bǔ)償器(STATCOM)、靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償器(SSSC)等。柔流輸電系統(tǒng)裝置的特點(diǎn)是調(diào)節(jié)迅速靈活,能夠良好的改善系統(tǒng)穩(wěn)定性,增加系統(tǒng)低頻振蕩的阻尼。例如靜止無(wú)功補(bǔ)償器(SVC)可以快速調(diào)節(jié)電壓,通過(guò)平滑、快速地調(diào)節(jié)感性和容性無(wú)功功率,實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。當(dāng)大容量的互聯(lián)電力系統(tǒng)受到較大擾動(dòng),發(fā)生低頻功率振蕩或電壓振蕩時(shí),迅速調(diào)節(jié)系統(tǒng)的潮流從而提高系統(tǒng)內(nèi)振蕩阻尼,起到抑制、阻尼的作用,提高了輸電系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性和輸電能力。
3 結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)分析引起電力系統(tǒng)低頻振蕩的原因,比較了常見(jiàn)的抑制低頻振蕩的措施,說(shuō)明柔流輸電系統(tǒng)(FACTS)裝置技術(shù)作為現(xiàn)代抑制低頻振蕩的熱點(diǎn)措施,隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展,成本的進(jìn)一步降低,必將具有更為廣闊的發(fā)展前景。
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作者單位
【關(guān)鍵詞】雙饋風(fēng)電機(jī)組 小干擾穩(wěn)定 風(fēng)力發(fā)電 特征值分析 振蕩模態(tài) 衰減模態(tài)
隨著現(xiàn)代工業(yè)化的不斷發(fā)展,人們對(duì)物質(zhì)生活的追求,環(huán)境污染、資源短缺等問(wèn)題日益嚴(yán)峻。風(fēng)能作為一種可再生、無(wú)污染的清潔型能源,在我國(guó)已經(jīng)有了廣泛的利用和發(fā)展。目前我國(guó)風(fēng)能資源可開(kāi)發(fā)量為2.5億kW,資源可發(fā)面積約20萬(wàn)km2,另有約7900萬(wàn)kW潛在可開(kāi)發(fā)量。海上10m高度可開(kāi)發(fā)和利用的風(fēng)能儲(chǔ)量約為7.5億kW。
風(fēng)電機(jī)組的裝機(jī)容量越來(lái)越大,電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)上需要承擔(dān)的負(fù)荷也越來(lái)越多,當(dāng)發(fā)電機(jī)的阻尼繞組不能完全吸收系統(tǒng)振蕩下所產(chǎn)生的能量時(shí),電力系統(tǒng)中的幅值振蕩將不斷增長(zhǎng),這時(shí)電力系統(tǒng)是小干擾不穩(wěn)定的。電力系統(tǒng)時(shí)刻遭受著一些小的擾動(dòng),因此一個(gè)小干擾不穩(wěn)定的系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中是難以正常運(yùn)行的。雙饋風(fēng)電機(jī)組具有能夠提高風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率,減少風(fēng)電機(jī)組機(jī)械部件所受應(yīng)力,對(duì)風(fēng)電機(jī)組發(fā)出的有功無(wú)功進(jìn)行分別控制,提高電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性等優(yōu)勢(shì),是目前國(guó)際上運(yùn)用最廣泛的風(fēng)電機(jī)組。在2010年我國(guó)已經(jīng)安裝的風(fēng)電機(jī)組中變速風(fēng)電機(jī)組占了88.2%,其中雙饋風(fēng)電機(jī)組占了14.1%。
小干擾穩(wěn)定性問(wèn)題已經(jīng)成為現(xiàn)代電力系統(tǒng)中一個(gè)比較重要的問(wèn)題,國(guó)內(nèi)外不少課題在這方面進(jìn)行了研究。文獻(xiàn)考慮了時(shí)間延時(shí)存在的情況,對(duì)李雅普諾夫方程進(jìn)行變換,研究了電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定的影響。文獻(xiàn)改變接入后風(fēng)電機(jī)組的出力大小,分析振蕩模式下的阻尼特性與頻率變換,研究結(jié)果表明,阻尼比變化較大,但系統(tǒng)仍是小干擾穩(wěn)定的。文獻(xiàn)建立了基于定子磁鏈定向控制策略的雙饋風(fēng)機(jī)實(shí)用機(jī)電暫態(tài)模型,并以新英格蘭10機(jī)39節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)為例,對(duì)風(fēng)電場(chǎng)接入的小干擾穩(wěn)定進(jìn)行分析,其中有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)接入后系統(tǒng)是小干擾不穩(wěn)定的。文獻(xiàn)研究了可能引起雙饋風(fēng)電機(jī)組小干擾不穩(wěn)定的三種方式:雙饋風(fēng)電機(jī)組代替了同步發(fā)電機(jī)、同步發(fā)電機(jī)的出力減少、雙饋風(fēng)電機(jī)組控制與相鄰的同步發(fā)電機(jī)的阻尼轉(zhuǎn)矩相互作用。
1 特征值分析法
λ表示狀態(tài)矩陣A'的特征值,f表示頻率振蕩,ζ表示阻尼比,它決定了系統(tǒng)振蕩幅值的衰減率和衰減特性,在實(shí)際電路中阻尼比一般要大于0.05才可以接受。P表示參與矩陣,P中的各元素稱為參與因子,其度量了第i個(gè)模態(tài)與第k個(gè)狀態(tài)變量相互參與程度。、分別為狀態(tài)矩陣A'的左右特征根。
2 雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)模型
雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)模型包含了雙饋發(fā)電機(jī)模型、機(jī)械系統(tǒng)模型和變頻器模型。其中文獻(xiàn)中已經(jīng)詳細(xì)描述了機(jī)械系統(tǒng)模型,本文主要考慮雙饋發(fā)電機(jī)模型和變頻器模型。
2.1 雙饋發(fā)電機(jī)建模
雙饋發(fā)電機(jī)模型由電壓模型、磁鏈模型、功率模型與轉(zhuǎn)矩模型組成。為了簡(jiǎn)化模型,對(duì)其做如下假設(shè):
(1)忽略定子d、q繞組的暫態(tài)
(2)在定子電壓方程中,定子旋轉(zhuǎn)的角速度ω定義為1
2.2 變頻器建模
2.2.1 轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器模型
轉(zhuǎn)子側(cè)的變頻器能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)輸出的有功功率和無(wú)功功率進(jìn)行解耦控制,通過(guò)轉(zhuǎn)子電流和來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)子電壓的調(diào)節(jié),圖1所示即為轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器的控制框圖。
圖1中KP1和KI1、KP2和KI2、KP3和KI3分別表示轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器的有功控制環(huán)節(jié)、電流控制環(huán)節(jié)以及無(wú)功控制環(huán)節(jié)的比例和積分增益。和分別表示轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器有功功率與無(wú)功功率的參考數(shù)值。和分別表示轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器有功功率與無(wú)功功率的實(shí)際測(cè)量值。
2.2.2 電網(wǎng)側(cè)變頻器模型
電網(wǎng)側(cè)變頻器的功能是保持直流電壓的穩(wěn)定,實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子與電網(wǎng)之間的無(wú)功交換,通過(guò)電網(wǎng)側(cè)的電流和來(lái)控制直流電壓和無(wú)功功率的控制,圖2所示即為電網(wǎng)側(cè)變頻器模型。
圖2中Kp4和KI4、KP5和KI5、KP6和KI6分別表示電網(wǎng)側(cè)變頻器的直流電壓控制環(huán)節(jié)、無(wú)功功率控制環(huán)節(jié)與電流控制環(huán)節(jié)的比例和積分增益。和分別表示電網(wǎng)側(cè)電壓的參考數(shù)值和實(shí)際測(cè)量值。和分別表示轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器與電網(wǎng)側(cè)之間無(wú)功功率交換的參考數(shù)值和實(shí)際測(cè)量值。和分別表示電網(wǎng)側(cè)變頻器d軸與q軸電流的參考數(shù)值。
3 仿真結(jié)果分析與討論
算例分析所采用的系統(tǒng)如圖3所示,其中部分參數(shù)參照了文獻(xiàn)。
圖3所示的電力系統(tǒng)包含了4個(gè)同步發(fā)電機(jī),每臺(tái)發(fā)電機(jī)均采用的是三階實(shí)用模型,發(fā)電機(jī)中的勵(lì)磁系統(tǒng)采用的是一階勵(lì)磁控制模型。為了便于分析,可將雙饋風(fēng)電機(jī)組等效為1臺(tái)雙饋風(fēng)電機(jī),并以1臺(tái)雙饋風(fēng)電機(jī)的等效模型代入電力系統(tǒng)中進(jìn)行分析。將50臺(tái)工作在相同狀態(tài)下的雙饋風(fēng)電機(jī)組接入圖3中的母線8(雙饋風(fēng)電機(jī)組的參數(shù)參照了文獻(xiàn)),從母線8處接入,相當(dāng)于是從兩個(gè)區(qū)域之間接入。利用了MATLAB對(duì)圖3所示的系統(tǒng)進(jìn)行了仿真研究,包含了系統(tǒng)狀態(tài)矩陣的特征值計(jì)算,左右特征向量計(jì)算,參與矩陣的計(jì)算以及振蕩模式分析等,根據(jù)所得的結(jié)果分析雙饋風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性的影響。
雙饋風(fēng)電機(jī)組接入電力系統(tǒng)產(chǎn)生了振蕩模態(tài)與衰減模態(tài),由表一的特征值可以看出存在5對(duì)振蕩模態(tài),5個(gè)衰減模態(tài)。其中屬于低頻振蕩(),但是其相關(guān)的振蕩模態(tài)具有較好的阻尼特性(),其余振蕩模態(tài)對(duì)應(yīng)的振蕩頻率相對(duì)較高,相應(yīng)的阻尼也比較大(大于0.05),具有良好的阻尼特性。
由圖4分析可知,振蕩模態(tài)中的低頻振蕩(λ1,2)主要與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)差、風(fēng)電機(jī)的軸系的扭轉(zhuǎn)角度與暫態(tài)電勢(shì)的d軸分量有關(guān),也就是與風(fēng)電機(jī)的暫態(tài)過(guò)程(、)和轉(zhuǎn)子側(cè)的磁通量有關(guān)(根據(jù)公式8可知,與成比例)。振蕩頻率較高的振蕩(λ5,6、λ9,10)主要與發(fā)電機(jī)的暫態(tài)電勢(shì)以及風(fēng)電機(jī)組的輸出功率的差值有關(guān),也就是與轉(zhuǎn)子側(cè)的磁通量(與成比例,與成比例)與風(fēng)電機(jī)組轉(zhuǎn)子側(cè)輸出的有功功率和無(wú)功功率有關(guān)??焖僬袷幠J剑é?,4和λ7,8)主要與與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)差、風(fēng)電機(jī)的軸系的扭轉(zhuǎn)角度,風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速,暫態(tài)電勢(shì)的q軸分量有關(guān),也就是與風(fēng)電機(jī)的暫態(tài)過(guò)程(、、)和轉(zhuǎn)子側(cè)的磁通()有關(guān)。
表1中對(duì)應(yīng)的5個(gè)衰減模態(tài)(λ11、λ12、λ13、λ14、λ15)都表現(xiàn)出了較快的衰減過(guò)程,根據(jù)圖4分析可知,衰減模態(tài)λ12與λ13分別與轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器的直流電壓Vdc和風(fēng)電機(jī)中的槳距角β有關(guān)。λ11主要與轉(zhuǎn)子側(cè)磁通量有關(guān)。λ14主要與風(fēng)電機(jī)組轉(zhuǎn)子側(cè)輸出的有功功率和電網(wǎng)側(cè)輸出的電壓有關(guān)。λ15主要與電網(wǎng)側(cè)輸出的電壓與無(wú)功功率有關(guān)。
4 結(jié)論
雙饋風(fēng)電機(jī)組接入電力系統(tǒng)存在著不同頻率的振蕩模態(tài)與衰減模態(tài)。其中振蕩模態(tài)均具有較好的阻尼特性,其主要與風(fēng)電機(jī)組的暫態(tài)電勢(shì),轉(zhuǎn)子側(cè)的磁通量以及轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器的有功功率和無(wú)功功率有關(guān)。衰減模態(tài)均具有較快的衰減速度,這些衰減模態(tài)主要與轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器輸出的有功功率、電網(wǎng)側(cè)變頻器輸出的電壓與無(wú)功功率,風(fēng)電機(jī)的槳距角以及電網(wǎng)側(cè)變頻器的直流電壓有關(guān)。
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作者簡(jiǎn)介
楊杰(1990-),男,江蘇省南通市人?,F(xiàn)在西安工程大學(xué)電信學(xué)院碩士在讀。主要研究方向?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)。