關于電力系統分析課程思政的研究

重慶郵電大學自動化學院 郭 飛

習近平總書記在2016年全國高校思想政治工作會議上對課程思政的重要性作了深刻論斷，會議明確了高校立身之本在于立德樹人，要把思想政治工作貫穿教育教學全過程，為高校課程思政教學改革提出了新的方向與更高的要求。

電力行業是國民經濟發展的支柱性產業，電氣工程學科是我國創辦最早的工程學科之一，更是當前高新技術領域中不可或缺的關鍵學科，電氣工程本科教育具有舉足輕重的作用。因此，開展電氣類本科課程思政建設與探索具有重要意義。電力系統分析作為電氣工程專業的核心課程，在整個本科課程體系中占據重要地位。該課程專業性強、知識點多、公式多、工程性強、難度較大、學時較長，貫穿電氣工程專業學習及后續畢業實習、畢業設計等環節，對于學生掌握專業技能顯得尤為重要，要如何在其中不著形跡地融入思政元素呢？

電力系統分析課程主要講述實際電力系統分析和計算的原理與方法，涉及大量物理建模和數學計算，能夠培養學生踏實肯干、刻苦鉆研的思想品質和嚴謹科學的學風。該門課涉及大量復雜工程問題，真正學懂、弄通、悟透課程核心知識點需要學生強大的思辨能力，反過來促使學生形成強大的唯物主義科學觀。另外，結合我國電網發展狀況，特別是超高壓和特高壓技術的世界領先優勢，能夠極大增強學生的民族自豪感和“四個自信”，為以后的工作和學習注入強大動力。總之，通過本課程學習能夠培養學生求真務實、實踐創新、精益求精的工匠精神，培養學生踏實嚴謹、耐心專注、吃苦耐勞、追求卓越等優秀品質，促使學生樹立社會主義核心價值觀和“四個自信”，從而為中國特色社會主義偉大事業而奮斗不息。因此，研究電力系統分析課程思政具有非常重要的現實意義和實用價值。

從授課內容上來看，電力系統分析主要包含三大計算，即潮流計算、短路計算和穩定計算。為了進一步挖掘課程思政，本文將授課內容細分為十大模塊，并分別從課程思政目標、思政教育元素、教育方法和載體途徑以及預計教學成效四方面闡述電力系統分析課程思政。

一、電力系統分析課程思政淺析

（一）電力系統基本概念

該部分屬于課程第一章內容，主要通過課堂講授電力系統構成、特點、結構及電壓配合等基本概念。為了更好地幫助學生理解電力系統，同樣會引入信息化載體認識實際電力系統。學生通過學習電力系統基本概念，樹立“四個自信”，從而在以后的學習和工作中能夠更好地理解我國電力系統并積極投身于我國電力行業，建設符合中國國情的電力系統。

（二）電力系統數學模型

該部分涉及架空輸電線路、變壓器及同步電機的等值電路和參數計算及電力系統數學模型構建，要正確理解一相等值及分布式參數等概念，并理解實際架空輸電線路的四個等值參數及長距離線路的建模方法。通過理論推導及課堂討論等方式，讓學生學懂、弄懂、悟透電力網絡模型建立的原理和方法，培養學生理論聯系實際、科學嚴謹的理念。

（三）電力系統三相短路暫態分析

該部分涉及恒定電勢源突然三相短路分析、無阻尼繞組同步電機三相短路及有阻尼繞組同步電機三相短路，內容晦澀且比較抽象，涵蓋大量物理概念和數學推導。通過課堂講授加課堂討論等方式，促使學生掌握電力系統三相短路的暫態分析，深刻理解事物外部表現和內在規律之間的關系，樹立探究事物本質的鉆研精神。

（四）電力系統不對稱故障分析

該部分涉及不對稱短路和非全相斷線的分析，首先能夠基于對稱分量法將不對稱故障轉換為對稱故障，然后采用前面知識完成復雜問題求解，該部分涉及知識的前后繼承及融會貫通。在實現知識繼承和進階時，一定要注意轉換的條件和具體要求，從而實現復雜問題的合理分析和準確求解。通過課堂講授及理論推導等方法闡述對稱分量法分析不對稱故障的原理和方法，揭示事物前后相繼、彼此制約的關系，培養學生解決復雜工程問題的能力。

（五）交流電網功率傳輸規律

該部分涉及電壓降落、電壓損耗、電壓偏移等基本概念以及各自的理論推導公式。在此基礎上，推導出交流電網功率傳輸的公式，揭示其傳輸規律。由于該部分涉及大量理論推導和抽象思維，主要通過課堂講授及多媒體等方式進行，要求學生能夠掌握電壓降落的計算及推理過程。從思政角度來說，培養學生揭示事物內在要素與表現方式之間相互關系的能力，并形成踏實鉆研及發散聯系的思維習慣。

（六）潮流計算基本原理與方法

該部分主要包括簡單電力系統、兩端供電網絡的潮流計算原理和方法，其中涉及前推回代法用于建立電力系統潮流計算。在此基礎上提出復雜電力系統潮流計算問題，并引入牛頓-拉夫遜法和PQ分解法用于解決復雜電力系統潮流計算。通過課堂講授基本知識，讓學生自己動手編寫潮流計算程序，從而能夠更好地掌握該部分知識。從思政角度來說，讓學生明確實踐是檢驗真理的唯一標準，只有自己動手編寫程序，才能真正理解電力系統潮流計算，從而實現理性認識到實踐的飛躍。

（七）功率平衡及電壓、頻率調整

功率平衡包括有功功率平衡和無功功率平衡，二者分別對應頻率調整和電壓調整。從電力系統實際工況來看，電壓調整和頻率調整既在某種程度上相互獨立，又在一定程度上相互影響，需要具體情況具體分析。從專業知識角度要求學生掌握各類功率電壓和符合的特性、發電機PQ極限圖及電壓和頻率調整的各種措施和方法。從思政角度來說，培養學生系統思維，厘清整體和部分的關系，實現二者有機結合。

（八）電力系統經濟運行

電力系統經濟運行包括電力網絡損耗計算原理和方法、電網經濟運行方式及各類發電廠機組間有功功率的經濟分配原理和方法。通過作圖法引入等微增率準則并進一步構建拉格朗日函數來解決最優化問題，通過課堂理論講授及課堂討論等方式讓學生掌握火電廠、水電廠機組間有功功率的經濟分配。從思政角度來看，培養學生樹立技術經濟概念，既要從技術角度解決問題，又要考慮經濟成本，同時要樹立生態文明概念，把專業知識學習和生態問題結合起來統籌考慮。

（九）電力系統電磁功率特性

電力系統電磁功率特性包括簡單單機-無窮大系統的電磁功率特性及復雜電力系統電磁功率特性，前者又分別包含隱極式和凸極式發電機，同時還涵蓋了系統結構發生改變時其電磁功率特性的變化規律。從專業知識角度來說，要求學生能夠計算簡單系統電磁功率并能夠對其進行分析，掌握功率極限、穩定區間等基本概念。從思政角度來看，堅持價值引導與知識傳授相結合，培養學生踏實肯干、勤奮鉆研、愛崗敬業、艱苦奮斗的精神，增強學生投身生態文明建設的責任感和使命感。

（十）電力系統穩定計算

電力系統穩定包括靜態穩定和暫態穩定，前者涉及李雅普諾夫動力學穩定問題，對于復雜電力系統需要小擾動法進行線性化處理。后者涉及系統較大改變，通過數值計算方法如分段計算法或改進歐拉算法獲取功角隨時間變化的規律。二者均涉及復雜理論推導和大量計算，需要學生刻苦鉆研、求真務實地分析問題和解決問題。該部分要求學生掌握穩定分析的基本原理和方法，深刻悟透分段計算法和改進歐拉算法，樹立社會主義核心價值觀，提高電力系統專業素養，培養精益求精的工匠精神。

二、結語

作為電氣工程專業的一門核心課程，電力系統分析在整個專業課程體系中占據重要地位，貫穿學生專業學習的整個過程。在高校教育立德樹人的根本上，需要在本門課程中不著痕跡地引入思政內容，保證專業知識傳授和思政教育協同育人，為國家培養新一代的電氣人。電力系統分析包括穩態和暫態兩大部分，主要內容是潮流計算、短路計算和穩定計算，本文將授課內容細分為十大模塊，針對每一個模塊分別從四個方面闡述課程思政，以期為后續電氣類課程思政的教學改革提供理論依據和借鑒參考。