“電力工程”教材建設與教學改革

鞠 平,馬宏忠,衛志農,袁 越,張利民

(河海大學能源與電氣學院,江蘇南京 210098）

“電力工程”教材建設與教學改革

鞠 平,馬宏忠,衛志農,袁 越,張利民

(河海大學能源與電氣學院,江蘇南京 210098）

“電力工程”是電氣工程及其自動化專業的核心專業課程,該專業幾經變革分合,教學要求與社會需求不斷變化。電力工程類教材建設必須適應社會發展的要求。本文結合我校主編的《電力工程》教材,分析了電力工程類教材的國內外現狀,研究了電力工程學科的知識體系,在此基礎上,著重介紹了該教材的內容體系與特色,并提出了當今《電力工程》教材的教學要求。

電力工程;教材;知識系統

“電力工程”是電氣工程及其自動化專業的核心專業課程,它綜合了以往“電力系統穩態分析”、“電力系統暫態分析”、“電氣設備”和“電力系統繼電保護”等多門課程的內容。其特點是內容多,覆蓋面寬,與其它專業課程聯系緊密,所以各高校均十分重視“電力工程”課程的建設[1]。

筆者結合當前電力工程的發展需求,汲取兄弟高校相關教材的優點,編寫出版了《電力工程》教材[2](普通高等學校電氣工程與自動化類“十一五”規劃教材)。

1 《電力工程》教材的國內外現狀

我國早期工科大學所設的電氣類專業共五個:電機電器及其控制、電力系統及其自動化、高電壓與絕緣技術、工業自動化和電氣技術。上世紀90年代,我國開始將五個專業合并為電氣工程及其自動化專業。本專業的培養目標主要是讓學生掌握電能的產生、傳輸和利用。

國內本專業采用的教材較多的是《電力系統穩態分析》[3]和《電力系統暫態分析》[4]這兩本教材。專業合并后,電力工程或者電力系統方面的學分為5學分,這兩本教材就顯得過深了。近幾年出版的幾本教材,如《電力系統分析》和《電能系統基礎》,大都簡化了原有內容。國外也有幾本相關教材,比如《Electric Power System s》[5]的覆蓋內容相當寬,但未具體詳細展開,只給出描述和基本方法。

2 電力工程學科的知識體系

電力工程專業所需的知識內容非常豐富,可以從電力工程技術和電力工程科學兩個角度進行概括:①電力工程技術:主要立足于設備,包括電源、輸電和配電等;②電力工程科學:主要立足于系統,內容及相應的課程名稱如圖1所示。

圖1 電力工程科學結構圖

3 本教材的特色

由于該課程內容多和學時相對較少,因此在編寫《電力工程》教材時對基礎內容進行精選、優化和整合,突出電力系統的基本理論知識和基本計算方法,并注重與工程實際相結合。本教材內容分為四篇:電力設備、電力系統穩態、電力系統暫態和電力工程設計與管理。合適的次序應該是先了解元件,再了解系統,最后學會設計。本教材具有如下特色。

(1)注重體系上的模塊式結構,以便讓不同專業靈活選用。它既可以作為電氣工程及其自動化專業的“電力工程”或者“電力系統”課程的教材,同時也可以作為其它弱電專業有關電力工程行業背景課程的教材。

(2)內容安排比較注重與其它課程(包括研究生課程)的銜接。

(3)注重理論與實際相結合,尤其強調工程中定量分析與定性分析結合的重要性。

(4)注重內容的綜合性,實際上該教材內容可以包括以前的“電力系統分析”和“電氣設備”等互相關聯的幾門課程內容。

(5)注重納入新知識、新技術和新方法,比如直流輸電技術、電能質量、電壓穩定和電力市場等。

(6)對一些內容講解方法進行了創新,比如同步發電機三相短路電流推導和電壓穩定的講解。

(7)注重基本點、要點和難點的講解,注重教學的啟發互動。思考練習題分為課堂和課后兩種。

4 對課堂教學的要求

對于不同的專業或專業方向,教師可以根據具體情況對教材進行選講。即使是電氣工程及其自動化專業,根據各個高校的學分數情況和培養側重點不同,也可以選用不同的篇章內容。

本書有部分選講內容,主要供學生課外閱讀。習題中還有一些研究型題目。

由于各高校專業課的學時數在逐步減少,在教學中應該采取靈活多樣的教學方法和手段。本課程提供了全部電子教案,對一些有動態過程或動作順序的內容,采用動畫的形式。如發電廠的生產過程、倒閘操作和二次回路動作等內容,需要有視頻和動畫相配合。但對于大多數內容,仍建議教師以講授為主,以電子課件為輔;對重要的公式推導和相量圖繪制等內容仍需要在黑板上板書講授。

5 結語

“電力工程”是電氣工程及其自動化專業的一門重要課程。我校電氣工程學科結合二十余年的教學經驗,對“電力工程”課程進行不斷研究、總結和提高。我們在此基礎上編輯出版了《電力工程》教材,供電力工程及其自動化專業使用,其它相關專業也可選用。

限于筆者水平和實踐經驗,教材許多地方尚屬教學改革探索,書中難免有不足或有待改進之處,尚希讀者不吝指正。

[1] 孫麗華,劉慶瑞,趙靜.《電力工程》課程教材建設與教學改革探究[J].石家莊:中國電力教育,2008,9

[2] 鞠平.電力工程[M].北京:機械工業出版社,2009,2

[3] 陳珩.電力系統穩態分析[M].北京:中國電力出版社,1995(第二版)

[4] 李光琦.電力系統暫態分析[M].北京:中國電力出版社,2007(第三版)

[5] B.M.Weedy,B.J.Cory.Electric Power Systems,John Wiley&Sons,4th Edition,1999,Newyo rk

Textbook Construction and Teaching Reform of Electric Power Engineering

JU Pin,MA Hong-zhong,WEIZhi-nong,YUAN Yue,ZHANG Li-ming

(Collegeo f Energy and E lectrica l Eng ineering,Hoha iUniversity,Nan jing 210098,Ch ina)

Electrical Power Engineering is the core course of themajor of electricalengineering and automation.after several changes of this major in our country,teaching requirem ents and social needs change correspondingly.The textbook construction of Electrical Power Engineeringmust adapt the need of social development.Combined w ith Electrical Power Engineering edited by our university,this paper analyzes the research status at home and abroad of this kind o f tex tbooks,studies the know ledge of discip line of electrical powerengineering.Based on it,this paper highlights the content and characteristics of Electrical Power Engineering,and proposes the teaching requirements of this textbook nowadays.

electrical power engineering;textbook;know ledge system

G642

A

1008-0686(2011)02-0093-02

2009-11-25;

2011-2-15

鞠 平(1962-),男,博士,教授,主要從事電力系統穩定與控制方面的教學與研究工作,E-mail:pju@hhu.edu.cn

馬宏忠(1962-),男,博士,教授,主要從事電力設備監測與故障診斷方面的教學與研究工作,E-mail:hhumhz@163.com