刘志嘉

（鄂尔多斯应用技术学院 内蒙古·鄂尔多斯 017000）

0 前言

应用技术型本科院校，是指以应用技术类型为办学定位，注重培养学生应用实践能力的高等院校。针对应用型本科院校的特点，以电力系统分析课程及相关实践课程为对象，探索以实践教学为主体，理论教学与实践教学相结合的具有应用型本科特色的电力系统分析课程的教学体系是非常必要的。本人自2019年以来，一直从事一线教学工作，并且自2019年以来一直讲授《电力系统分析》《电力系统综合实验》《电力系统课程设计》等几门课程，目前已完成两轮的授课。通过两轮的授课，一方面充分体会到这几门课程对于学生来说属于难度较高的课程，另一方面也发现这几门课程作为支撑本专业的核心课程对学生具有非常重要的意义。为了提高教学质量，本文以本校电气工程及其自动化专业的核心课程《电力系统分析》为出发点，结合与本门课程相配套的《电力系统综合实验》《电力系统课程设计》等课程，探索上述几门课程的相互关系，结合实际进行了一次教学改革的探索。同时，将上述几门课程与认知实习及电力系统仿真教学相结合，完成了一个相对较为完整的以《电力系统分析》课程为核心的教学体系的建设。

1 课程体系的探索与实践

电力系统分析课程体系主要包含理论课程，实践教学与实验教学等几部分。理论课程即电力系统分析课程，是电气工程及其自动化专业的核心课。实践课程即认知实习、课程设计等课程。实验教学包括电力系统仿真及电力系统综合实验等。图1清晰的表明了电力系统分析课程体系包含的内容，及相互的关系。由于电力系统分析理论课程内容课程内容涉及面广，专业术语多，工程性强，公式多，计算量大等，导致学生学习本门课程时会遇到较大的困难。因此，需要将电力系统分析课程作为一个课程体系进行建设，降低学生学习的困难，同时提高学生的学习兴趣。通过理论与实践相结合的方式，以理论教学指导实践教学，以实践教学促进理论学习，两者相结合，使学生既有理论知识基础，也具备一定的实践能力，为培养复合型电气工程领域人才提供良好的契机，同时也能为学生今后走向工作岗位，解决实际问题时提供充足的理论知识。

图1：电力系统分析课程体系

为建设电力系统分析课程体系，主要进行以下几方面的探索与实践：

1.1 通过认知实习提高学生的学习兴趣

俗话说得好纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。大学生普遍存在的问题是缺少实践的机会。学生们学习了很多理论知识，却不能够运用到实处，因此缺乏对理论的学习兴趣。通过认知实习可以有效提高学生对理论知识的理解，同时提升学生自主学习的积极性，由被动学习转向主动学习。本学期我院19级电气专业的学生去鄂尔多斯周边的发电厂、变电站进行的认知实习，通过实习令学生对电力系统的发电、输电、变电有了充分的了解，同时也了解了发电厂、变电站的运行方式，为后续电力系统分析课程的学习奠定了一定的基础。为后续理论课程的开展提供良好的开端。

1.2 在课程导入环节引入图片、视频等多媒体教学辅助手段，帮助学生理解问题

从认知的角度讲，人对图片、视频等信息的理解要比简单的文字性描述更加深刻。因此相对于枯燥、乏味的文字性的描述，在课程中加入一些图片、视频等素材，对于学生理解问题更有帮助。例如，对于电力系统分析课程来说，推导输电线路、变压器、发电机等的数学模型，是本门课程的一个重要环节，而增加图片素材可以使学生对发电机、变压器、输电线路这些电力设备先有一个形象的认知，为后续这些电气设备数学模型教学的展开提供了良好的开端。同时通过图片、视频学生也对所学习的内容有了更加深刻的印象。通过一些实物案例的展示，对理论的讲述也带来了一定的便利。

1.3 录制微课对重点、难点内容如发电机、变压器等数学模型的建立，潮流计算等进行重点讲授

大学课堂由于学时的限制，大部分内容一般只讲一遍，一些重点、难点问题，基础较差的学生在课堂上一般是难以完全理解的，而老师由于教学任务本身就比较重，因此也难以抽出时间进行专门的答疑。当今各种教学辅助的APP的发展令这类问题可以很好的解决。依据课堂上学生普遍反映的重点、难点问题，将其录制成微课，发布到APP上，学生不会的时候可以反复观看，这样不仅解放了老师的精力，同时也提升了教学效果，起到了双赢的目的。

1.4 运用课程设计环节，促进电力系统分析理论课程的学习

电力系统课程设计是以变电站设计、线路潮流计算、线路模型计算等作为课题的一门实践课程。老师提出3到5个课题，根据班级容量，进行分组，每组成员人数以3-5人为宜。同时作为课程设计，由于课堂容量较大，有可能分组较多，如超过课题的数量可以通过修改数据的方法，防止各组之间抄袭。以环网潮流计算为例，本课程设计是针对一个简单的3节点环网进行的一个潮流计算的题目，下图为3节点环网潮流计算的数据，可以通过修改各个节点的功率以及各个支路的阻抗，对每个选择改题目的小组下发一组不同的数据，这样就可以有效的防止各组之间互相抄袭的问题。本课题需要学生通过手算的方式和计算机算法相结合的方法来完成整个潮流计算。

图2：3节点环网潮流计算

本题目的潮流计算具体步骤如下：

（1）将环网从1点拆开变为双端供电网络。

（2）计算功率的大致分布，以便得到功率分点的信息。

（3）找到功率分点后，在功率分点处将其分成两段。

（4）计算线路损耗的功率。

（5）计算线路上的压降。

（6）最后得到各个节点的电压和功率的分布（如需精确结果则需要进行迭代计算）。

从上述过程来看，本课程设计计算量较大，并且需要综合运用电力系统分析当中学到的知识，在运用计算机进行潮流计算中还需要对编程知识有比较深入的了解。因此，通过本课程设计可以令学生得到比较综合的锻炼。一方面通过课程设计提高了学生对电力系统分析中核心部分的潮流计算加深了理解，另一方面，通过课程设计也使学生编程能力有了一定的提升。学生从课程设计当中不仅可以了解潮流计算的核心，而且也更加直观的了解了环网潮流计算中的要点和难点，促进了对电力系统分析理论课程的学习和掌握。

1.5 充分利用仿真平台和实验环节，提高学生的动手能力

应用型本科院校更注重学生实践能力的培养，因此我校对实践环节的教学非常重视，在实验室投入方面也非常巨大，我院自2017年招收第一批电气工程及其自动化专业本科生以来，投入了大量的资金，购置的电力系统综合实验平台可以完成诸如一机—无穷大系统稳态运行方式实验、单机带负荷实验、电力系统调度自动化实验等诸多实验。通过实验可以令学生了解实际电力系统的运行情况，掌握电力系统运行的规律，提前感受电力系统运行过程中可能遇到的问题以及这些问题的解决方法。同时，运用仿真平台如MATLAB、PSASP、PSCAD等仿真软件，运用现代仿真平台可以以较小代价，完成诸如潮流计算，短路电流计算等课题的研究。

2 总结

总之，对于应用型本科院校电力系统分析课程体系的建设还在进行之中，通过本课程体系的建设不仅为学生学习后续课程如电力系统继电保护，工厂供电，发电厂电气部分等专业课打下良好的基础。同时也为学生走上相关工作岗位后拥有良好的专业素质，提升就业竞争力提供了有利的条件。对于电力系统分析课程体系目前尚处于摸索阶段，今后，还需要结合企业的实际需求，对教学内容及教学过程进行更加细致的改革与探索。