電網(wǎng)規(guī)劃課程設(shè)計(jì)改革研究

蔡曄

摘要：本文針對(duì)長(zhǎng)沙理工大學(xué)電網(wǎng)規(guī)劃課程設(shè)計(jì)教學(xué)的現(xiàn)狀，闡述電網(wǎng)規(guī)劃課程設(shè)計(jì)教學(xué)及實(shí)踐存在的問(wèn)題，提出通過(guò)更新及優(yōu)化課堂教學(xué)思想和內(nèi)容、采用多元教學(xué)方法以及完善設(shè)計(jì)目標(biāo)和內(nèi)容提高設(shè)計(jì)實(shí)用性等策略對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃課程設(shè)計(jì)進(jìn)行改革。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)規(guī)劃課程；教學(xué)；課程設(shè)計(jì)；改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）33-0128-02

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的快速發(fā)展，我國(guó)電力行業(yè)的技術(shù)不斷發(fā)展成熟，從傳統(tǒng)電力系統(tǒng)逐步升級(jí)到智能電網(wǎng)，并步入能源互聯(lián)網(wǎng)及全球能源互聯(lián)網(wǎng)的領(lǐng)域。在此背景下，現(xiàn)代電網(wǎng)的安全性問(wèn)題成為全國(guó)乃至全世界各國(guó)面臨的具有共性的重大戰(zhàn)略性課題。電力系統(tǒng)規(guī)劃是提高電網(wǎng)的生存性和安全可靠性的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。電力系統(tǒng)規(guī)劃課程設(shè)計(jì)是電氣工程自動(dòng)化專業(yè)的核心課程，有利于提升學(xué)生的綜合素質(zhì)和專業(yè)實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)實(shí)踐和科研能力。本文基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，探索電力系統(tǒng)規(guī)劃課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革策略。

一、電網(wǎng)規(guī)劃課程設(shè)計(jì)教學(xué)的現(xiàn)狀

電網(wǎng)規(guī)劃課程設(shè)計(jì)是以電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析為基礎(chǔ)的一門重要的專業(yè)實(shí)踐課程，主要把電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化作為核心點(diǎn)，其重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)化為解決問(wèn)題的能力。主要目標(biāo)是：學(xué)生能夠掌握運(yùn)用電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程中所學(xué)方法，并能解決一些電網(wǎng)規(guī)劃領(lǐng)域中基本實(shí)際問(wèn)題，提高學(xué)生動(dòng)手實(shí)操能力，建立規(guī)范合格的工程素養(yǎng)，培養(yǎng)工程思維，具有經(jīng)濟(jì)分析頭腦，能解決實(shí)際問(wèn)題，并能多方面綜合考慮問(wèn)題。

在實(shí)際教學(xué)與實(shí)踐過(guò)程中，教師往往是幫助學(xué)生理解任務(wù)書所規(guī)定的設(shè)計(jì)任務(wù)，有計(jì)劃、有針對(duì)性地選擇任務(wù)書中的教學(xué)內(nèi)容，要求學(xué)生獨(dú)立思考、提出問(wèn)題、分析問(wèn)題，并提出解決問(wèn)題的方法。要求學(xué)生對(duì)于所提出的技術(shù)方案應(yīng)有技術(shù)、經(jīng)濟(jì)分析，部分方案有自己的觀點(diǎn)和獨(dú)到的見解。所提交的課程設(shè)計(jì)成果應(yīng)滿足分析正確、方案合理、內(nèi)容翔實(shí)、格式標(biāo)準(zhǔn)等要求。

二、電網(wǎng)規(guī)劃課程設(shè)計(jì)教學(xué)存在的問(wèn)題

電網(wǎng)規(guī)劃課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，針對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)，存在兩個(gè)階段：第一個(gè)階段，傳統(tǒng)方式采用紙筆手算，這一方式具有清晰、明確且容易理解步驟過(guò)程等優(yōu)點(diǎn)，但工作量過(guò)大、精度較低、實(shí)際應(yīng)用少。第二階段，傳統(tǒng)采用窮舉法計(jì)算對(duì)比不同設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性，目前的缺點(diǎn)在于過(guò)于形式化，停留在書面報(bào)告上，其設(shè)計(jì)方案是否具有可行性還需進(jìn)一步驗(yàn)證。因此，在目前的設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程中主要還存在以下問(wèn)題。

1.設(shè)計(jì)題目類型過(guò)于單一，設(shè)計(jì)過(guò)程枯燥乏味，學(xué)生缺乏主動(dòng)學(xué)習(xí)興趣。課程設(shè)計(jì)任務(wù)主要以一個(gè)簡(jiǎn)單的理想電力系統(tǒng)（如無(wú)窮大母線環(huán)形系統(tǒng)）為研究對(duì)象，對(duì)其網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、潮流、穩(wěn)定性及經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行方案對(duì)比分析。設(shè)計(jì)題目固定化，缺乏工程應(yīng)用與時(shí)俱進(jìn)的新穎性、創(chuàng)造性，脫離于工程實(shí)際狀況。學(xué)生不能通過(guò)工程實(shí)際應(yīng)用去設(shè)計(jì)自己更感興趣的方案，因此他們對(duì)于課程參與的積極性不高。課程設(shè)計(jì)逐漸變成了按任務(wù)設(shè)計(jì)師走的按部就班的流程，無(wú)法從中獲得參與感、成就感，類似在完成一個(gè)課堂作業(yè)，創(chuàng)新性不夠。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生不能正確認(rèn)識(shí)課程設(shè)計(jì)的重要性，主動(dòng)參與積極性不高，難以達(dá)到實(shí)踐目的。由于設(shè)計(jì)題目比較單一且成熟，再加上發(fā)達(dá)的網(wǎng)絡(luò)資源以及配套的設(shè)計(jì)手冊(cè)和指導(dǎo)書等資料等，學(xué)生的設(shè)計(jì)思路和模式比較僵化，無(wú)須太多的思考創(chuàng)造，便能進(jìn)行模仿設(shè)計(jì)，很容易去完成自己的設(shè)計(jì)任務(wù)。

2.課程設(shè)計(jì)時(shí)間安排緊湊，學(xué)生難以兼顧考試與課程設(shè)計(jì)。目前課程設(shè)計(jì)的時(shí)間安排在理論知識(shí)學(xué)習(xí)完成后，基本與理論考試同步。電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程本身就比較抽象，學(xué)生在日常學(xué)習(xí)過(guò)程中往往還沒有完全理解書本概念與公式，再加上考試的壓力，學(xué)生的重點(diǎn)都集中在理論復(fù)習(xí)中，無(wú)暇思考如何將理論知識(shí)應(yīng)用到課程設(shè)計(jì)中，只能采取程序化的方法，避重就輕地簡(jiǎn)單完成設(shè)計(jì)報(bào)告。對(duì)為什么要分析供需平衡、為什么要采用不同網(wǎng)架結(jié)構(gòu)分析往往只了解表面，算出一個(gè)潮流結(jié)果后就簡(jiǎn)單地得到結(jié)論，不能深入地去理解、去分析。對(duì)于如何選擇合適的經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性指標(biāo)對(duì)比分析方案的合理性更是一塌糊涂，故難以達(dá)到課程設(shè)計(jì)預(yù)期的效果。

3.學(xué)生無(wú)法熟練運(yùn)用所學(xué)知識(shí)。溫故而知新，學(xué)習(xí)需要時(shí)常回顧舊的知識(shí)，才能達(dá)到不斷了解體會(huì)而知新，從而最后在設(shè)計(jì)實(shí)踐中將以前的東西活學(xué)活用，解決自己面臨的設(shè)計(jì)任務(wù)。電網(wǎng)規(guī)劃課程設(shè)計(jì)雖然只是電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析學(xué)完后的一個(gè)重要的核心實(shí)踐環(huán)節(jié)，但是它也要求學(xué)生能夠以電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析為基礎(chǔ)，對(duì)以往學(xué)到的電機(jī)、電路及工程管理的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行有效合理的融合運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)解決實(shí)際工程任務(wù)目的。但是在電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)同學(xué)們根本無(wú)法在新學(xué)到的電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析的知識(shí)的基礎(chǔ)上做到聯(lián)系以往學(xué)到的相關(guān)專業(yè)知識(shí)，靈活運(yùn)用、舉一反三能力有所欠缺。

三、電網(wǎng)規(guī)劃課程設(shè)計(jì)改革的策略

1.教學(xué)方法的改革。電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析這門課的教學(xué)過(guò)程及方法要有所改進(jìn)。以往都是老師在講課本上抽象的理論知識(shí)和公式，學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)，并不知道這些知識(shí)在電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用。在講解相關(guān)知識(shí)時(shí)應(yīng)在PPT中附加實(shí)際方案應(yīng)用場(chǎng)景，估計(jì)效果會(huì)更好。在電網(wǎng)規(guī)劃課程設(shè)計(jì)中，需要同學(xué)們提高自身的思考能力。部分老師在進(jìn)行電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)教學(xué)指導(dǎo)時(shí)，沒有充分了解學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)狀況，在給學(xué)生講解時(shí)就用類似于“書上寫得很詳細(xì)具體，大家可以翻看任務(wù)書或者教材，所以我沒必要再浪費(fèi)時(shí)間進(jìn)行講解”這樣的理由搪塞過(guò)去。但是，由于電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析這門專業(yè)課本身具有的抽象性和專業(yè)性，往往是一些書上寫得很詳細(xì)具體的題目，學(xué)生也弄不明白為什么要這么做，只是知道為了應(yīng)付考試而死記硬背下計(jì)算過(guò)程。同理，在課程設(shè)計(jì)中，也不明白為什么要這么設(shè)計(jì)，或者差點(diǎn)的學(xué)生根本不知道如何實(shí)現(xiàn)舉一反三，只想著去問(wèn)老師，但是經(jīng)過(guò)老師這么一說(shuō)也不再去請(qǐng)教老師。所以，在電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析這門課的學(xué)習(xí)過(guò)程中，老師應(yīng)該充分考慮所有學(xué)生的實(shí)際情況，包括個(gè)別同學(xué)對(duì)知識(shí)的掌握情況，不要覺得題目過(guò)于簡(jiǎn)單就讓同學(xué)們自己看書，應(yīng)該充分啟發(fā)每一個(gè)學(xué)生，讓他們都能夠獨(dú)立地進(jìn)行思考，同時(shí)，在上課時(shí)引入與實(shí)際工程的關(guān)系。

2.課程設(shè)計(jì)布置的時(shí)間及方式的改革。以往課程設(shè)計(jì)都是安排在電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程完成之后，兩者之間連接是脫節(jié)的，學(xué)生在設(shè)計(jì)中消極怠工，主動(dòng)參與積極性不高，收獲不大。如果將課程設(shè)計(jì)內(nèi)容分別按知識(shí)點(diǎn)分散到整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，讓學(xué)生隨著課堂進(jìn)度逐步完成相關(guān)點(diǎn)的設(shè)計(jì)工作，就可以避免以往傳統(tǒng)教學(xué)模式的弊端。隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的普遍發(fā)展，課程設(shè)計(jì)過(guò)程及方法上不再局限于以前傳統(tǒng)的手算潮流，運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行潮流分析、經(jīng)濟(jì)性分析及技術(shù)分析已經(jīng)非常簡(jiǎn)潔高效，而且學(xué)生此時(shí)已經(jīng)完成了Matlab的學(xué)習(xí)，對(duì)于計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用掌握已經(jīng)有初步的能力。根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，可以讓部分能力強(qiáng)的學(xué)生嘗試著應(yīng)用計(jì)算機(jī)（如PSASP、PSCAD等）去完成設(shè)計(jì)內(nèi)容，并驗(yàn)證方案的正確與否，使學(xué)生的創(chuàng)新積極性得到提高。

3.課程設(shè)計(jì)內(nèi)容上要有改進(jìn)。盡可能地豐富設(shè)計(jì)題目，增加內(nèi)容的新穎性和多樣化，改變?nèi)蝿?wù)書模式化、程序化的現(xiàn)象。電網(wǎng)設(shè)計(jì)的題目以大綱為準(zhǔn)，在滿足大綱要求的情況下，所涉及的題目中應(yīng)該盡可能地包含多電壓等級(jí)環(huán)形電網(wǎng)、輻射形電網(wǎng)設(shè)計(jì)。豐富課程設(shè)計(jì)的題目，盡量保證每個(gè)同學(xué)的任務(wù)不一樣，但是又能實(shí)現(xiàn)小范圍內(nèi)設(shè)計(jì)思路一致，培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作、相互交流與共同進(jìn)步的能力。也可鼓勵(lì)部分學(xué)生到企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際情況中進(jìn)行選題，增加課程設(shè)計(jì)題目的新穎性和類型。學(xué)生通過(guò)自主選題可以給自己充分的發(fā)揮空間，提出更優(yōu)的設(shè)計(jì)方案，可以提高學(xué)生的設(shè)計(jì)興趣，使設(shè)計(jì)內(nèi)容更加豐富完整。

四、結(jié)束語(yǔ)

電網(wǎng)規(guī)劃課程設(shè)計(jì)是一個(gè)涉及多方面知識(shí)的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，可以提高學(xué)生動(dòng)手能力和分析問(wèn)題、解決實(shí)際工程應(yīng)用問(wèn)題的能力，提高學(xué)生實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神。電力企業(yè)需要的是實(shí)用復(fù)合型人才，因此我們的教學(xué)實(shí)踐也應(yīng)當(dāng)以培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)為目的，始終將工程應(yīng)用貫穿于理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的，優(yōu)化教學(xué)資源，整合教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)方法，取得良好的實(shí)踐效果，爭(zhēng)取為培養(yǎng)電氣工程專業(yè)技術(shù)人才起到積極作用。