电力系统分析范文10篇

电力系统自动化技术是保证电力系统安全、优质、经济运行的综合性技术。它是一种自动控制技术，是将信息技术与电力系统相结合，是电气工程类专业学生必备的专业知识之一。随着科技的不断发展和教学模式的不断转变，电气专业电力系统分析教学模式也在不断创新。对电气专业电力系统分析教学模式进行优化，可以使更多的学生对电力系统分析的学习更加感兴趣，提高电力系统分析的教学质量，有利于电气专业人才的培养。

一、应用型电气专业电力系统分析教学中面临的主要问题

1.课程理论较多

电力系统分析中的理论内容过多，虽然涉及面较广，但系统性不强，内容较为抽象，学生在课堂中难以与实际相结合进行理解，且难点较多，学时较多，学生负担较重。由于内容枯燥，学生在课堂上难以提高学习兴趣，难点不能理解，致使学生失去学习的耐心和信心；而且公式较多，数据参数较多，且其中大多源于工程实践，逻辑性和系统性不强，在教学的过程中老师不进行教学方式的改变，学生在学习时往往容易感到枯燥、乏味。

2.教材内容陈旧

教学科研也紧跟时代的步伐，更新速度较快，但一些高校的教材内容仍然处于21世纪初的水平，并没有融入最新的科研成果，比如对于电力系统分析中计算机计算与仿真方法、柔性交流输电系统（FACTS）的基本原理、高压直流输电系统（HVDC）等方面的内容不够重视，不能融入最新的内容。

“电力系统分析”是电气工程专业核心课程主要包括电力系统稳态分析、电力系统暂态分析和与电力系统相关的实验课。该课程实践性强，和企业联系紧密，因此实验实践环节的培养是该课程的重要环节。而有些高校在培养实践环节方面重视不够，本文探讨该课程的实践教学的方法，为“电力系统分析”课程的实践教学提供参考。

1“电力系统分析”课程实践教学主要现状

“电力系统分析”传统教学偏重对理论分析和方法计算。由于“电力系统分析”的计算复杂，包括潮流计算、短路电流计算等，对这些理论计算分析大部分都是以原理为主，实践验证较少，不能让学生在认识中与实际应用结合起来，理论和实践往往脱离。一方面实践环节的内容很少，甚至完全没有，学生很难运用所学知识去分析和解决实际问题，更谈不上培养创新能力，不利于激发学生的创新思维和潜力。另一方面，由于电力电子技术、自动控制技术的快速发展和广泛应用，原有的实践教学方式已不能满足课程建设的需要，表现为“电力系统分析”课程涉及的内容更广泛、综合性强、概念多、计算繁、公式推导复杂等特点，这些都需要实践教学来验证，让学生理解理论知识，但由于学生基础参差不齐，这对教学双方都提出了挑战。塔里木大学是一所以教学为主的综合性大学，电气工程专业是新增专业，起步比较晚，“电力系统分析”课程目前的实践教学还存在着一些问题。一方面存在重理论和知识传授，缺乏对实践和工程能力的培养问题，实践教学和理论教学比较处于辅助作用。另一方面，专业教师对科研重视，在整个学生培养过程中，对实践能力的培养缺乏统一规划和系统安排；实验教学时间少，实验内容不丰富。另外由于资金投入问题，实验基地的建设未能跟上现代化电力系统的发展步伐，高水平的实验人员缺乏。例如《电力系统分析》的电流计算的内容，过多地介绍算法的原理，因实验设备不足，无法上机实践验证。这些问题影响了我校电气工程应用型本科人才的培养质量。

2实践教学方法的探讨

2.1增加与本课程相关前沿科学实践问题的介绍

增加与“电力系统分析”课程相关联的现代化科技知识的介绍，这对提高学生对该课程的兴趣和了解有很大帮助，比如对电网大数据、电网智能化现代化等结合实际电网进行讲解，而作为电气工程专业学生，结合这些最新领域实际知识对“电力系统分析”课程中的电网数据计算了解更深刻。

《电力系统分析》是电气工程及其自动化本科类教学的核心课程,做好电力系统分析实习对学生来说至关重要。电力系统分析课程涉及的知识点较多,理解起来有难度,另外由于该课程为专业限选课,在大三下学期才开课,学生对此学习积极性不高。由于该校实验室条件的限制,目前仅有1个场地和硬件资源有限的专业实验室,要开展一些涉及高压部分的实验,需要更多的资金和实验室老师去支持,但这些在短期内暂时无法解决。基于目前的现状,综合了目前常用的PSCAD/EMTDC、BPA、PSASP和Matlab/simulink等常见的电力系统仿真软件的功能和结构特点,将PSCAD仿真软件用于电力系统实习中。PSCAD仿真软件具有完整的元件库,可针对不同的大小交直流系统建模,丰富的可视化界面,可使复杂的电力系统进行可视化[1]。PSCAD还可以通过特殊的接口访问和使用与Matlab命令和工具箱功能的能力,与学生常用的Matlab/simulink可以相互联系起来[2]。采用PSCAD仿真软件可以解决系统规模和复杂性限制、场地条件限制、绝对安全性和接触电力系统中的前沿技术等优点[3],保证学生实习的质量,培养学生学习该课程的积极性,为了以后的学习和工作奠定良好的基础。

1PSCAD电力系统仿真分析软件

PSCAD的概念最初是在1988年被提出,针对Windows系统的PSCAD是在1999年才[4]。目前已成为世界上功能最强大和广泛使用的电力系统仿真软件。PSCAD包括绘图功能、仪表和控制,允许用户以图形化的方式建立电力系统电路,进行仿真后对结果进行分析,还可以使用户在仿真运行中改变参数,对仿真过程进行观测等。PSCAD具备电力系统中从简单无源元件和控制功能到更加复杂的电动机、柔性交流输电设备和输电线路等设备的模型,这些模型都是经过已经编程和测试的仿真模型。如果搭建的电力系统仿真模型中,没有所需的特殊模型,PSCAD可以提供给用户自建模型。PSCAD设有主元件库,提供常用的模型有:(1)无源元件(Passive),包括电阻、电感、电容、固定/可变负载、电抗器和避雷器等;(2)电源(Source),包括电压源、电流源和光伏电源等;(3)仪表(Meters),包括频率/相位/有效值测量表、电压表和电流表等;(4)I/O设备(I/O_Devices),包括数据的导入和导出、其他软件接口和多重运行等;(5)变压器(Transformers),包括单相双/三绕组、三相双/三/四绕组和自耦变压器等;(6)断路器故障(Breakers_Faults),包括单/三相断路器及其定时控制逻辑、模拟单相和三相故障及其定时控制逻辑等;(7)输电线路电缆(Tlines_Cables),包括导纳/阻抗数据或导体/绝缘属性、地阻抗数据以及所有塔和导体的几何位置、电气接口元件等;(8)电动机(Machines),包括笼型感应电动机、绕线感应电动机、同步电动机以及励磁机、调速器、水轮机、汽轮机、风力机和内燃机等;(9)控制元件(ControlSystemsModelingFunctions),包括线性和非线性控制元件;(10)保护(Protection),包括保护信号的采集、监测和继电保护模型等;(11)其他元件(Miscellaneous),包括文件引用/读取、输入输出和节点等。PSCAD仿真软件可以用来仿真模拟进行电力系统中元件参数及其物理含义、电力系统对称和不对称故障仿真、电力系统简单和复杂潮流计算以及有功和无功功率控制等,还可以将电力系统与电力电子结合起来,比如新能源发电技术的应用和电能质量(SVC、STATCOM)的应用等。学生通过自己搭建部分模型,可以亲自操作。

2电力系统仿真实例

电力系统实习主要是去发电厂、变电站等,这些单位出于安全的需要,不会让学生参与实际的操作,往往是只能看。以电力系统故障为例,学生到现场不能体验到故障发生和处理过程,像电力单位的一些工作多年的专业人员,碰到事故和处理事故时,也可能会不知所措。一些高校通过购买专业的物理模拟仿真系统,但这些花费很高、场地大,对于该校现有的资源不可能满足。所以,电力系统中的故障,特别是单相接地短路、两相短路、两相短路接地和三相短路的横向故障,通过PSCAD仿真软件可以模拟故障发生和恢复后各个量的变化。因篇幅有限,这里仅对电力系统横向故障中的三相短路进行介绍。PSCAD软件电力系统仿真软件计算机需求:(1)MicrosoftWindowsVista或Windows7操作系统,32bit或64bit;(2)附件软件IntelFortanComposerXE20112,Microsoft.NETFramwork4.0Full3,MicrosoftVisualC++2010Redistributables;首先通过讲解PSCAD的基本知识,然后设置相关的任务要求,最后以学生为中心,自己动手搭建35kV单侧电源输电系统,如图1所示。其中BAK为断路器,Tline和Tline1的长度均为20km,每公里电抗为0.4Ω的架空线路。负载的有功功率为15MW,无功功率为5MVAR。升压变压器为三角型/星型接法,降压变压器为星型/三角形接法。通过FAULTS模块设置故障,TimedFaultLogic模块设置故障发生时间为0.08s,故障持续时间为0.04s。采用工程研究方法,通过分析数字仿真结果,找出其内在规律,然后再通过理论进行分析,对比在不同量的变化下,电力系统相关量的变化,这样可以有助于学生加深对电力系统故障知识的理解。三相短路故障时电力系统中最严重的故障,以该故障为例对其进行仿真分析。发生三相短路故障时,电源端的三相电压电流波形和故障点的三相电压、三相电流波形如图2所示。由图2可知,发生三相短路故障时,电源端的三相电压只有微小的波动,没有发生显著的变化;电源端的三相电流幅值增大,A相电流呈整体上升趋势,B相和C相电流呈整体下降趋势。故障点电压由于发生三相短路,电压均为0V,当故障切除后,三相电压发生暂态波动,但很快就恢复到正弦变化;在故障发生前,由于故障发生器处于断开状态,因此故障点处的三相电流均为0A,在发生三相短路故障后,由于闭合时有初始输入量和初始状态量,故障点三相幅值都变大,并且A相电流波形上移,C相电流波形下移,在故障排除后,三相电流迅速变为0A。通过电力系统仿真,可以产生如下实习效果:(1)加深了专业理论知识,理论联系实际,有助于学生提高计算机应用、查找文献、分析问题和解决问题的能力;(2)对于电力系统更为复杂的建模系统,学生可以组成团队进行建模,培养团队合作和创新精神;(3)提高了学生学习的积极性,学生根据布置的任务主动去学习,激发了学生学习的欲望,每处理完一个小问题他们感到很有成就感。以上这些都为以后的工作和研究打下坚实的基础。

3结语

摘要：电力系统在促进企业生产建设中具有重要作用，针对对炼化企业电力系统进行分析，从电力系统中存在的问题出发，拟定相关优化方案。从实践中全面实施，以此来提升电力系统的适用性，促进电力系统的稳定运行。

关键词：炼化企业;电力系统;分析

当前许多中、小型炼厂在自身发展过程中由于受到较多影响因素的限制，在实际发展建设过程中忽略了对电力系统的同步优化，从而导致部分电力系统出现超限额运行、设备使用负荷超载，对于后续安全生产工作造成了严重破坏。所以，当前炼化企业需要根据实际电力应用情况对供配电方式进行选取优化，使其既能够稳定运行，也能确保供电系统安全稳定运行。

1炼化企业电力系统存在的问题分析

1.1外部电网应对风险能力较低。当前部分地区主网电压上部在总体电力网上都是并网的，用电部门采取不同措施都无法从根本上实现两个独立电源并存的情况出现。所以目前存在来自不同电网的电源，电网在同时开启运行时，电路之间相互影响的作用力较小。同一电网但是实际电气设备距离较远，其中一个电源出现问题之后，另一处电源不会出现断电现象，此类电源就是双重电源。炼化企业具备此类外部电网结构，会由于变电站发生故障而使得电力企业断电，对于企业经济发展造成重大损失。所以目前炼化企业可以在电路设计阶段采取双回路或是三回路电源与距离较近的变电站进行连接，这样能够确保企业电力系统外部供电环境的安全性[1]。1.2备自投装置无法全面满足企业供电需求。目前在区域变电所以及单元变电所单母线分段都采用备自投装置，在总变电所配电装置中采取双母线接线方式，电力系统在正常运行过程中，母联开关会断开。不同区域变电所备自投装置具有相应的欠压条件且具有延长时间。电网在实际运行中如果出现了相应的问题，备自投自身的可靠动作也无法使得压电动机全部切除，导致电动机实际转速下降。备自投装置与电网变电站备自投装置的基本工作原理相似，未能根据目前炼化企业电力系统实际需求进行设计。在系统启动之前，通过失压启动方式，未能将继电保护动作作为启动条件来缩短实际启动时间。采取延时和无压数据在备用电源上，没有实行相应的跟踪技术来加快切换。综合多方面因素，目前企业备自投装置无法全面实际供电需求。1.3单元变电所中未配备抗“晃电”设备。“晃电”就是由于受到雷击知识发电厂故障以及电网在较短时间内发生短路故障，电网电压实际大幅度的波动较为严重。当电压实际数值较低时且是持续时间较长，交流接触器将释放，致使低压电动机停止转动。变频器在实际运行中会出现电力不平衡等问题，致使电动机停止转动，变频器无法正常有序工作[2]。

2现阶段炼化企业电力系统优化方案探析

一、引言

本课程的先修课程为《高等数学》、《电路》、《电机运行与维护》，后续课程包括《电气设备运行及维护》、《继电保护装置运行》、《顶岗实习》等。

二、课程目标的设定

1.专业能力：能全面掌握电力系统的基本知识；能对电力系统有功及无功功率进行控制与分析；能对电力系统频率和电压进行控制和分析；能对电力系统各种故障运行状态进行分析和计算；能对电力系统安全稳定性进行简单分析和计算；能进行电力系统的规划设计。2.方法能力:分析问题、解决问题的能力；动手操作、独立工作能力；获得与利用信息，探究式的学习能力；工程意识和灵活思维、创新能力。3.社会能力：团队协作能力；交流沟通能力；组织能力；耐心细致的工作能力。

三、课程设计思路

电力系统运行与分析课程基于电网的实际生产过程，以工作过程为导向，归纳提炼典型工作任务，并将行动领域的典型工作任务教学化处理后，按照与实际岗位典型工作任务内容对应的各学习情境组织内容，并且根据任务的复杂程度，以先简单后复杂的顺序排列各学习情境；在各个学习情境中，又按照复杂程度和实际工作程序化各个工作任务。遵循学生职业能力培养的基本规律，以适度、够用的原则，以现场工作任务及工作程序为依据整合、序化教学内容，设计项目教学，教、学、做结合，课堂、实训、实习结合，理论与实践结合。在教学项目实施中，由专业教师组成教学团队，密切配合施教。采用任务驱动教学方法，以学生自主学习为主，教师讲解为辅，激发学生学习兴趣，培养学生自主学习和终身学习的能力。

摘要：分布式发电主要是指发电功率在几千瓦至数百瓦的小型模块化、分散式的发电单元发电模式。当前分布式的发电技术是电网运行的技术发展主要趋势，它的特点是发电容量较小，且主要通过与配电网和电力系统的连接来进行工作。在分布式发电网点进入电网系统后会对配电网络的短路、电流大小和电路走向结构产生不同程度的影响，使得原有的电力系统在运行中产生一系列的问题。如何在分布式发电技术普及的趋势下，减少其对配电网络的影响、保护用电运行结构，使得整体的用电网络系统趋于稳定和安全，是当前相关工作人员需要探究的问题。

关键词：分布式发电；电力系统；发电工作系统

分布式发电的普及既有利于帮助一些特殊用户实现用电要求，也有利于将发电和配电网络推向高科技水平的发展阶段。在帮助配电系统正常运行和分布式发电技术逐步发展的同时，要维护配电网络的正常运行并进行继电保护。为了更好地开展分布式发电的安排工作，首先需要了解分布式发电的不同种类，在用户体验、环境影响和科技发展等多个层面综合考量分布式发电的运用，分析总结出在保护配电网络正常运转的同时，实现分布式发电的更好发展策略。

一、分布式发电的运用优势和重要性

分布式发电的优势主要是在具体的运用中能够缓解随着社会发展对电力负荷峰谷差增大的压力。在当前的电力系统中，由于全国联网的实施，局部的电力系统出现故障时容易通过电网迅速扩展至其他区域，使得整个配电系统面临着更高风险的停电状况。分布式发电的普及能够减少连锁反应的负面影响，同时增加节能环保和可再生能源的运用。当前我国的能源供应日益紧张，在这种现实条件下，电力资源作为一种可再生能源逐渐受到相关部门的重视。分布式的发电技术既符合节约资源保护环境的基本国策，又具有灵活多变、适应性较强的工作优势，成为当前逐步普及的一种发电方式。

二、分布式发电的基本内涵

摘要：自20世纪80年代末至今，我国的仿真技术获得了极大的发展。在电力系统中，应用较多的培训仿真系统有电厂仿真、电网运行工况仿真和变电所仿真。一般说来，凡是需要有一个或一组熟练人员进行操作、控制、管理与决策的实际系统，都需要对这些人员进行培训、教育与培养。

关键词：仿真技术电力系统

自20世纪80年代末至今，我国的仿真技术获得了极大的发展。在电力系统中，应用较多的培训仿真系统有电厂仿真、电网运行工况仿真和变电所仿真。一般说来，凡是需要有一个或一组熟练人员进行操作、控制、管理与决策的实际系统，都需要对这些人员进行培训、教育与培养。早期的培训大都是经过理论讲解和现场实习，通过实际操作经验的积累来完成的，这种培训方式因是在实际运行的系统上进行操作，不仅培训成本高、培训时间长，而且有些故障只能在实际发生时才能得到实际操作的机会，致使一部分知识只有感性认识，得不到实际操作的锻炼。随着系统规模的加大、复杂程度的提高，特别是造价日益昂贵，训练时因操作不当引起的破坏而带来的损失大大增加，因此，提高系统运行安全性、可靠性事关重大。为解决这些问题，出现了培训仿真系统，模拟实际系统的工作状况和运行环境，以避免运用实际系统时可能带来的危险性及高昂的代价。

变电所培训仿真系统集仿真技术、图形图象技术、数据库等技术于一体，依据变电所电力设备实物、一次设备和二次设备接线图进行设计，如主控室、控制屏、保护屏及设备连接状况，可在模拟设备和二次接线图上进行相应操作，采用鼠标点击的操作方式，简单、直观、易学(见图1)。这种方式使变电运行人员的培训手段大大更新，提高了培训效率，缩短了培训周期。也进一步提高了运行人员的正确判断和处理事故的能力，防止事故扩大化和缩短事故处理时间，从而确保电网安全、可靠、经济运行。

图1

1变电所仿真的现状

【摘要】基于超星学习通的教学模式可以促进教师教学工作的信息化和高效化，可以激发学生学习的自主性和积极性，加强师生之间的沟通和互动。以专科电力系统分析课程为例，在2020年疫情防控期间，采用超星学习通进行在线教学，从课程的设计和建设、教学实践活动和应用效果等多方面论述基于学习通的在线教学模式实践情况。从应用效果综合分析，基于学习通的在线教学模式达到了与线上、线下混合教学相同的预期效果，而且优于传统课堂。

【关键词】在线教学模式；超星学习通；电力系统分析课程

移动互联网时代促进了移动终端学习这种新型学习方式的出现。以手机和平板电脑等移动设备为载体，门类繁多的教育APP可以满足不同学习者及不同学习层次的需求，利用移动教育APP进行学习成为当前的一种潮流。［1］移动教育APP是指具有一定教育性，内容主要涉及学习和教学方面的应用软件。移动教育APP的开发，为移动学习的开展搭建了丰富的支持平台。［2］因此，将移动教育APP合理地引入课堂，成为传统课堂教学模式改革的一种尝试。［3］正是基于这样的技术背景，笔者以疫情防控期间所授的电力系统分析课程为例，探究将超星学习通APP应用于课堂教学中，给传统课堂教学和学生课后学习注入崭新活力。超星学习通APP是由超星集团推出的一款满足师生移动学习的综合性应用软件，其知识传播和管理分享平台是基于人工神经系统原理所开发的。［4］学习通APP的学习形式是依据构建主义理论来组织的。在该学习系统内，学习者利用移动智能设备来进行学习。学习通的具体使用方法是：教师首先在手机上安装超星学习通客户端，以教师的身份建立课程，然后通过网页版“超星泛雅”导入学生名单，或者通过发送课程的邀请码邀请学生加入课程。教师通过网页版“超星泛雅”进行课程目录的搭建、课程资源的上传、学习任务和活动的设计等工作来组织教学活动。学生通过下载学习通APP查看课程教学资源，参与教学活动来进行学习。笔者在2019年对2017级发电和供电专业学生进行过线上、线下的混合教学模式教学改革实践。线上使用学习通APP，线下采用传统课堂教学相结合的形式，以“课堂教学为主，学习通APP为辅”的模式开展教学。具体为：在课堂上讲解专业课知识，而学习通APP供学生进行课前预习、课上抢答和课后复习等活动。2020年春季疫情防控期间，在学生不能返校的情况下，对2018级发电和供电专业学生的授课中，电力系统分析课程使用学习通APP在线教学的方式，达到了线上、线下混合教学的效果，且优于课堂教学效果。

一电力系统分析微课程设计与建设

1􀆰学情分析学情分析是微课程设计与建设的基础工作。［5］电力系统分析课是电力类专科中非常重要的专业课，是学生参加国家电网高校毕业生招聘考试的考试科目，也是专升本考试的必考科目。这门课程的特点是理论性强、实践性强且与电力生产实际紧密相关。这些特点导致电力系统分析课程的教学内容相对抽象，不易理解。专科的电力系统分析课程难度的设置虽然低于本科课程，但是重点掌握内容和知识点相一致。伴随高考扩招政策的出台，学生两极分化比较严重，部分学生的学习基础较差、学习兴趣度不高、缺乏自主学习的能力。以2019年为例，学校吉林地区发电厂电力系统专业（专科）的最高分是442分，最低分是376分。现有的教学模式如果依托于传统课堂，主要依靠黑白板、实物展示或者PPT课件等形式开展，容易导致教与学互动不足，学生课堂参与度低。教学模式课前、课堂和课后相互分离。虽然教师有对于课前预习以及课后作业的设定、安排，但往往因为教师无法得到及时性的反馈与评价，加之时间的分散，导致学生真正投入预习、复习的积极性不高。实际上，作为完整的教学过程，课前、课堂和课后的教学环节如何能够借助教育APP有效衔接，针对学生的差异提供个性化学习模式，提高学生的学习兴趣、学习效果和学习能力是非常有意义的。2􀆰微课程设计和建设建设微课程的主要工作是建立微课程教学资源库。［6］微课程教学资源库包括教学的微视频、教学课件、电子教案和资料库等。其中核心部分是微视频的制作和编辑，笔者使用EV录屏软件进行屏幕的录制。视频制作按照电力系统分析课程的知识点进行拆解。视频时间不宜过长，时长控制在10～15分钟，但是内容尽量详细，应该结合例题和生产实际案例进行讲解。资料库主要是电子习题，包括选择题、判断题、填空题、简答题和计算题。习题练习可以辅助学生完成知识点的内化和巩固。笔者编辑了电力系统分析电子习题库，用于在线教学的课前自学检测、课堂知识点巩固和课后知识点复习等环节。课堂知识点巩固环节以作业的形式发放，题目控制在10道题左右，目的是让学生充分消化知识点、验证教学效果。课后知识点复习环节，以作业或者章节测试的形式发放，试题控制在10～15道，目的是对易错知识点进行强化练习。期末考试前发放2～3套考试题，便于学生自己检查知识的漏点，也方便教师了解学生对知识的掌握情况，从而及时进行有针对性的答疑。

二基于学习通平台的在线教学实践

［摘要］电气工程及其自动化专业是传统的工程学科。可以针对电气工程及其自动化本科生“厚基础、宽口径、重能力”的培养要求，提出电力工程课程群的建设目标，分析课程群内不同课程的特点。优化课程群建设的具体方案，包括课程优化、实验优化及考核优化等三个角度。

［关键词］电力工程；课程群；优化方案

电气工程及其自动化专业作为传统的工程学科，已有上百年的发展历史。为适应新时期社会对电气工程人才的不同需求，国内外高校不断推动电气工程教育的发展与改革，教育理念也随着时代的发展而变化，从原来的“重理论轻实践”，逐步发展为“厚基础、宽口径、重能力”。[1][2]电力工程作为电气工程及其自动化本科生培养的主干课程，是电气工程本科生人才培养的重点课程，也是整个电气工程专业的基础课程。[3]可见，如何提高电力工程课程的教学水平，这对于提高本科生的教育水平及毕业质量有着重要的意义。电力工程作为一门整合工厂供电及电力系统分析两门课程的综合性课程，对构建本科生电力系统知识体系具有举足轻重的作用。课程内容的丰富性造成了学时紧张、讲课内容泛而不精的情况。为解决该问题，可以从宏观层面出发，将若干电力工程相关课程内容统一整合，从而优化学时，突出重点，推动电力工程课程群建设，使学生对电力系统的整体设备运行、调度、保护及设计有一个完整的了解，最终让学生构建完整的电力工程知识体系，满足电力工业对人才发展的需求。这样，加紧推进电力工程课程群建设与实践，就成为了电气工程本科生教育改革的首要任务。

一、课程群建设理念简介

20世纪90年代，北京理工大学在题为《在课程建设中应当以教学计划的整体优化为目标》的教育改革项目中，首先提出了课程群建设的总体思路，继而逐渐发展成为学科教育改革的新兴理念，为国内众多高校教育改革提供了参考。课程群的主要内涵为[4]：整合三门及三门以上学科相关课程，相互传承，相互渗透，相互补充，从而整合课程授课内容，使课程结构合理，层次清晰，进一步挖掘课程的整体优势，从而建立起学科优势。课程群不仅能使学生能够在较短的学时内掌握重点、有效的知识，构建坚实的知识体系，也能使教师在授课过程中将有限的知识点讲透讲精。课程群的整体是全面而严谨的，这就避免了原来单一课程为求知识全面而进行“蜻蜓点水”般的讲课模式。

二、电力工程课程群建设方案

随着时代的发展，硕士学位是工程师的入职门槛已经形成共识。英美国家拥有发达的电力工程硕士教育，其培养模式与国内有很大不同。例如，英国的工程学硕士学制多为1年，美国的工程学硕士培养年限普遍在2年左右，而国内工科硕士培养的学制大多为3年。本文就具备典型意义的英国曼彻斯特大学（TheUniversityofManchester，简称曼大）和美国伊利诺伊理工学院（IllinoisInstituteofTechnology，简称IIT）的两个全日制电力工程应用型硕士学位项目，进行培养情况的简要介绍和比较分析。

曼大MScofE-Power培养模式

课程设置英国曼彻斯特大学创建于1824年，是一所声名卓著的综合性大学，其在电力工程领域的教学和科研，历史悠久，实力强劲。曼大的1年制电力系统工程理学硕士MasterofScienceElectricalPowerSystemsEngineering（简称MScofE-Power）项目包含8门必修课及1篇毕业论文，其课程安排如表1。通常，曼大1门课程会在1个学期内修完，授课约30学时，课下对应自习时间约为1:4，总共的学习时间约为150小时，对应15个学分。毕业论文是60个学分，对应的独立学习时间是600小时，这样学生总共需要180个必修学分才能获得学位。MScofE-Power授课时间大致分为两部分：通常秋季学期从9月中旬开学到圣诞节止。圣诞假期为3周左右，然后是春季学期，从1月中旬到6月中旬。毕业论文工作从春季学期开始，通常会持续至暑假内，论文交卷截止时间一般是在次年9月上旬。这里用课程号代表具体课程，就表1中的课程内容依次做简要介绍。1.EEEN60302介绍最基本的电力系统架构与电力设备以及相关联的电路分析基础。2.EEEN60312介绍电力系统的建模和大电网的稳态分析与短路故障计算。3.EEEN60372讲授如何就发电厂电气部分进行设计，也包括在全生命周期成本背景下对电力设备资产管理与状态监测的介绍，以及高电压实验课。4.EEEN60321介绍电力系统优化调度与电力市场及技术经济学方面的内容。5.EEEN60076就电力系统的小干扰稳定和大扰动稳定的研究方法进行介绍，以及对供电质量和电力系统可靠性方面的问题进行介绍。6.EEEN60342介绍电力系统中各种类型和场景下的继电器和保护方案，并要求学生结合PSCAD软件对电流保护和距离保护进行实践给出课程报告。7.EEEN60352主要就新兴智能电网技术和低碳技术与电力系统的融合展开介绍。8.EEEN60357结合工程项目建设背景，为研究生提供研究方法、产品或服务开发技术和市场研究方面的培训。9.EEEN60070毕业论文具体结合课程学习中的某科学主题，在教师指导下由学生独立展开系统研究，以展示学生在处理实际问题时应用专业知识的能力，不需要答辩，但将由教师评审给出成绩。可以看出，MScofE-Power项目紧紧围绕电力工业所需，设置了内容丰富的专业课程。由于曼大等多数英国高校本科是三年制，前期以通识教育为主，涉及到的专业课程较少，能看出表1中的大多数课程内容对应着我国电力本科高年级常规课程，如电力系统分析、发电厂电气部分、电力系统继电保护、高电压技术等几门专业主干课以及相应的本科毕业（论文）设计。基于此，加之每门课程的学时数相当少，其所能到达的专业深度也就很有限，1年制MScofE-Power文凭的厚度与国内硕士文凭无疑是有差距的。课程教学与考核模式结合EEEN60372对课程的教学及考核模式做介绍。EEEN60372旨在：使学生对发电厂电气部分进行设计的基本原则有清晰理解；使学生通过办公软件、电子表格以及基于商业软件包的计算等来完成对发电厂项目中主要电气部分进行的设计；使学生了解电力系统中资产管理的相关技术；使学生了解电力系统设备型式试验过程和/生产/调试/检测过程中使用的电气测量技术和状态诊断方法。课程涉及的教学形式包括：教师课堂教学PowerPoint演示和黑板书写讲解（Lecture）、有助教参与的小组课程学习讨论（Tutorial）、高电压实验课、基于TurningPoint平台的课程网络学习(e-learning)等。具体时间分配为，32学时Lectures、6学时高电压实验课、4学时Tutorials以及108学时课下学生自修学习Independentstudy。课程考核为，学生三个小时的笔试成绩占比为80%，学生所提交一份关于传输线路设计的课程报告占比为20%。

IIT的MEngofPower培养模式

课程设置创建于1890年的伊利诺伊理工学院是一所传统的电力系统教育和科研强校，其电力工程硕士MasterofPowerEngineering（简称IITMEngofPower）的培养在美国高校中具备一定的代表意义。美国的工程学硕士分为理学硕士（MasterofScience）和工程硕士（MasterofEngineering）两大类型，前者侧重于学术研究，后者侧重于职业发展。IITMEngofPower定位于为电力系统、电力电子和电气驱动以及电机等专业方向培养高端应用型技术人才，项目要求至少完成30个课程学分，通常学生1学期会选3门课。美国高校的学分制度与英国不同，其一门课程的学分数通常定义为一学期内，该门课程在每一教学周内授课的小时数，这和我国高校的学分制度类似。这里就IIT课程号含义做简单说明，举例如ECE418PowerSystemAnalysis。其中ECE为DepartmentofElectricalandComputerEngineering的简写，意味着是ECE系开设的课程。ECE418数字中的第一位4代表400级别，适用的年级为本科四年级；如果该数字是5就代表500级别，是适用于硕士和博士研究生的常规课程，通常3个学分；如果该数字是7，代表是侧重于博士生前沿知识专题的短期课程，一般2个学分，该数字是6的情况，通常指的是小组研讨或博士学位论文。ECE418中数字的第二位和第三位通常表示子类，指代具体学科范畴内的具体课程，这样ECE418就和具体的一门电力系统分析课程对应了。MEngofPower专业课程学分的选取主要被限定在三个课程组中，即构成专业基础的核心课程组CoreCourses、构成专业方向的电力系统课程组PowerSystems和电力电子与电气驱动课程组PowerElectronicsandMotorDrives，任选课程的专业学分很有限，其各范围的可选取学分数如图1所示。这里结合选课规则及图1，对三个课程组所提供的课程进行介绍。CoreCourses课程组包括8门课，如表2所示。其中ECE418和ECE419理论课程内容相同，ECE419多包含1个学分的实验，要求从其中必选其一。同理ECE412和ECE512课程内容相同，ECE412多包含1个学分的实验，其作为可选课程之一。在ECE411、ECE420、ECE412（或ECE512）、ECE537和ECE551等5门课程中，要求至少选取3门。PowerSystems课程组主要包括：ECE417配电工程、ECE554电力系统继电保护、ECE555电力市场运行、ECE560电力系统动力学与稳定性、ECE563人工智能在智能电网中的应用、ECE582微电网的设计与运行等18门课程。PowerElectronicsandMotorDrives课程组主要包括：ECE438控制系统、ECE539电机的计算机辅助设计、ECE548新能源发电技术、ECE550电力电子动态控制、ECE764车载电力系统等12门课程。要求从每个专业课程组中至少选修两门课程，限于篇幅，各课程不再逐一列表。任选课GeneralElectives被限定在其所在电气系所提供的选修课目录中，不超过4-6个学分。在课程层次中，MEngofPower要求申请学位的30个学分，至少有18个学分是500级别课程，400级别课程不能超过12个学分，短期课程的学分最多可申请6个。英美两国在师资聘用、教材内容选取、教学模式等方面有相似，由前所述看出MEngofPower课程内容与MScofE-Power表1中课程有交集，相比较MEngofPower选课的自由度更高以及授课更扎实。具体表现在如MEngofPower可选课程的范围很宽，且层次丰富，从本科生课程到博士生课程，可选课程的范围超过40门；同一门“电力系统分析”，MEngofPower的课时数比MScofE-Power要多一倍；培养学制也更长，自然其文凭的含金量也更足。课程教学与考核模式介绍举例如ECE550，主要介绍新能源接入智能电网的逆变器控制技术，排课16周，3个学分。开学初，教师将公布本期课程的教学大纲和时间安排，并介绍负责作业答疑和上机指导的助教与学生见面。授课过程中，教师在讲解智能电网新兴技术的同时也会介绍本领域的前沿学术动态，师生常常会就教学内容展开提问和讨论，课堂氛围活跃。教师布置3个project课题作为考核，成绩占比分别为20%、40%和40%，project需要学生们自行组建团队基于专业软件协作完成，并需要团队成员们在现场通过幻灯片或视频等形式展示其共同的研究成果，教师据此进行成绩评定。为激发学生的学习潜力和热情，教师还布置了课程相关的研究论文写作纳入成绩评定，作为附加分40%。

与我国电力工程专业硕士培养的比较