电力系统综合设计课程教学措施论文

时间:2021-08-31

电力系统综合设计课程教学措施论文

  针对电力系统综合设计课程现状及问题,本文从电力系统综合设计的教学内容,现代软件掌握应用以及课程教学实施等方面进行了探讨,确保学生掌握相应的专业知识,满足培养目标的要求。

  1引言

  电力系统综合设计课程是电气工程及其自动化专业的实践教学环节,通常安排在第7学期,满足学生专业课程知识综合应用,使用现代工具分析、设计、预测、解决复杂的工程问题等培养目标的要求,培养学生熟悉电力系统设计的规范、电力行业的法律法规以及团队合作的精神。

  2课程设计现状及问题

  电力系统综合设计涵盖专业知识广,综合性强。一个课题的内容需要多个同学组成团队共同完成,部分学生不能完成相应的设计内容。主要原因包括:课程设计任务量大;利用软件能力低,不能有效使用软件进行计算,不积极参与课堂设计导致上课玩手机、计算错误、进度慢、抄袭设计稿不合格的现象。本文针对课程设计的现状及问题,达到培养学生专业素质,培养目标的要求,从电力系统综合设计的教学内容、应用工具、学生参与度,“雨课堂”等方面进行了探讨。

  3电力系统综合设计教学

  3.1适中的设计内容任务量

  为了确保学生在限定的时间完成高质量的课程设计,教师所确定的课题设计的任务量应适中,对设计的内容和工作量作适当的估计,既要防止出现要求过高,而设计条件不足的现象,也要防止设计工作过于简单,形成陪衬,得不出有用的结果的'现象,保证设计任务饱满,内容充实。经典的电力系统综合设计案例:某区域的电力系统规划,主要涉及的核心专业课程包括电力系统分析、发电厂电气部分、电力系统继电保护等课程。随着电力系统特高压、柔性直流输电技术的发展,电力系统综合设计除了经典的规划设计内容,相应的特高压、柔性直流输电的设计也相应包含在内。教师进行课题任务的讲解,学生应认真阅读,明确课程设计的课题内容。

  具体设计内容如下:

  (1)电网规划:运用所学的电力系统分析基本原理,进行功率平衡分析、选择系统电压等级;根据电力系统运行要求进行技术经济比较确定最终电网接线方案、选择系统各发电厂变电站主变的型号;对最终电网接线方案进行电力系统不同运行方式下的潮流、调压、短路计算;绘制电网接线图。

  (2)多端柔性直流输电设计:设计拓扑结构、确定控制策略,在PSCAD/EMTDC下搭建基于MMC并联三段柔性直流输电电力系统的仿真模型,对以下典型情况进行仿真分析:主换流站未达到运行极限、主换流站达到运行极限,通过图形进行仿真分析。

  (3)特高压直流输电设备:换流阀、换流变压器、平波电抗器、交流滤波器、直流滤波器、直流避雷器、交流避雷器、无功补偿设备、控制保护装置和远动通信设备等。

  (4)发电厂变电站电气一次系统设计:主接线选择、厂用电设计、短路电流计算、电气设备选型与校验,绘制符合标准的电气主接线图(A3图纸)。

  (5)继电保护设计:确定电力网、发电厂或变电所内一个或多个高压电器的保护配置方案,设计软件流程图,明确体现保护的实现过程;进行继电保护的整定计算和校验;根据短路电流和负荷电流,查电气设备手册,选定保护所用元器件的型号;绘制保护的展开图;选择合适的保护装置。

  3.2熟练掌握电力系统综合设计软件工具

  3.2.1电力系统综合设计软件工具电力系统设计所应用的现代仿真、计算、分析的软件有:电力系统分析综合程序(power system analysis software package)PSASP、电力系统仿真软件Power World(PWS)、(matrix&laboratory)MATLAB、(Power Systems Computer Aided Design)PSCAD、电力电气分析电能管理的综合分析软件系统(Electrical PowerSys-tem Analysis&Operation Software)ETAP,具体应用如表1所示。学生应根据具体的设计选择现代软件工具进行设计。3.2.2现代工具的课题应用为了使学生熟练掌握现代软件工具的应用,教师准备两个案例方案:第一个实验案例,学生只需要根据实验案例的步骤,按照顺序完整做一遍,并得出实验的结果。这个过程,使学生熟悉了相应软件工具的具体应用。第二个案例是需要学生按照第一个案例的步骤自己独立完成,进一步巩固软件的学习使用。这一部分作为成绩记录在设计中,以督促学生练习掌握软件。

  3.3学生积极参与课堂的措施

  3.3.1明确设计要求设计要求包括设计进度、考核标准、独立设计、设计报告、答辩等。每个学生需要按进度完成相应的设计。使学生明确考核标准,考核标准不同的等级。每次进度完成之后进行评分考核给出相应的成绩。电力系统设计需要学生共同完成,不同的团队具有不同的设计方案;一个团队的组成成员具有自己相应独立设计内容。这样可以使学生积极完成相应的设计内容,独立思考,相互交流,避免抄袭。设计报告手写,要求层次分明,语句通顺,设计合理、计算正确,有一定的见解。答辩能回答与设计有关的问题。

  3.3.2应用“雨课堂”的教学方式应用雨课堂的教学方式提高学生的参与度,根据教学进度完成相应的设计部分,每次进度之前都有教师做相应引导的课堂讲授课程。为了让更多的学生有效地参与课堂,教师课前做好充足的准备工作,应用“雨课堂”的教学方式,设计问题激发学生的兴趣,使每个学生参与课堂的讨论与教学互动中。其次,教师讲授知识之后,由学生在电脑应用相应的软件系统做出相应的内容,直接提交。教师根据学生提交的内容给学生相应的分数,并对内容进行讲解。

  4结语

  针对课程设计现状及问题性,对电力系统综合设计教学进行了探讨,达到学生应用相应的软件工具和专业知识综合解决实际工程的目的。

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