電網規(guī)劃課程設計改革研究

蔡曄

摘要：本文針對長沙理工大學電網規(guī)劃課程設計教學的現狀，闡述電網規(guī)劃課程設計教學及實踐存在的問題，提出通過更新及優(yōu)化課堂教學思想和內容、采用多元教學方法以及完善設計目標和內容提高設計實用性等策略對電網規(guī)劃課程設計進行改革。

關鍵詞：電網規(guī)劃課程；教學；課程設計；改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）33-0128-02

隨著社會經濟水平的快速發(fā)展，我國電力行業(yè)的技術不斷發(fā)展成熟，從傳統(tǒng)電力系統(tǒng)逐步升級到智能電網，并步入能源互聯網及全球能源互聯網的領域。在此背景下，現代電網的安全性問題成為全國乃至全世界各國面臨的具有共性的重大戰(zhàn)略性課題。電力系統(tǒng)規(guī)劃是提高電網的生存性和安全可靠性的堅實基礎。電力系統(tǒng)規(guī)劃課程設計是電氣工程自動化專業(yè)的核心課程，有利于提升學生的綜合素質和專業(yè)實踐能力，培養(yǎng)學生的社會實踐和科研能力。本文基于應用型人才培養(yǎng)目標，探索電力系統(tǒng)規(guī)劃課程設計教學改革策略。

一、電網規(guī)劃課程設計教學的現狀

電網規(guī)劃課程設計是以電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析為基礎的一門重要的專業(yè)實踐課程，主要把電力系統(tǒng)設計與優(yōu)化作為核心點，其重要的實踐教學環(huán)節(jié)能夠將所學知識轉化為解決問題的能力。主要目標是：學生能夠掌握運用電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程中所學方法，并能解決一些電網規(guī)劃領域中基本實際問題，提高學生動手實操能力，建立規(guī)范合格的工程素養(yǎng)，培養(yǎng)工程思維，具有經濟分析頭腦，能解決實際問題，并能多方面綜合考慮問題。

在實際教學與實踐過程中，教師往往是幫助學生理解任務書所規(guī)定的設計任務，有計劃、有針對性地選擇任務書中的教學內容，要求學生獨立思考、提出問題、分析問題，并提出解決問題的方法。要求學生對于所提出的技術方案應有技術、經濟分析，部分方案有自己的觀點和獨到的見解。所提交的課程設計成果應滿足分析正確、方案合理、內容翔實、格式標準等要求。

二、電網規(guī)劃課程設計教學存在的問題

電網規(guī)劃課程設計課程設計過程中，針對設計任務，存在兩個階段：第一個階段，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程等優(yōu)點，但工作量過大、精度較低、實際應用少。第二階段，傳統(tǒng)采用窮舉法計算對比不同設計方案的經濟性和技術性，目前的缺點在于過于形式化，停留在書面報告上，其設計方案是否具有可行性還需進一步驗證。因此，在目前的設計教學過程中主要還存在以下問題。

1.設計題目類型過于單一，設計過程枯燥乏味，學生缺乏主動學習興趣。課程設計任務主要以一個簡單的理想電力系統(tǒng)（如無窮大母線環(huán)形系統(tǒng)）為研究對象，對其網架結構、潮流、穩(wěn)定性及經濟性進行方案對比分析。設計題目固定化，缺乏工程應用與時俱進的新穎性、創(chuàng)造性，脫離于工程實際狀況。學生不能通過工程實際應用去設計自己更感興趣的方案，因此他們對于課程參與的積極性不高。課程設計逐漸變成了按任務設計師走的按部就班的流程，無法從中獲得參與感、成就感，類似在完成一個課堂作業(yè)，創(chuàng)新性不夠。在這個過程中，學生不能正確認識課程設計的重要性，主動參與積極性不高，難以達到實踐目的。由于設計題目比較單一且成熟，再加上發(fā)達的網絡資源以及配套的設計手冊和指導書等資料等，學生的設計思路和模式比較僵化，無須太多的思考創(chuàng)造，便能進行模仿設計，很容易去完成自己的設計任務。

2.課程設計時間安排緊湊，學生難以兼顧考試與課程設計。目前課程設計的時間安排在理論知識學習完成后，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，學生在日常學習過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，學生的重點都集中在理論復習中，無暇思考如何將理論知識應用到課程設計中，只能采取程序化的方法，避重就輕地簡單完成設計報告。對為什么要分析供需平衡、為什么要采用不同網架結構分析往往只了解表面，算出一個潮流結果后就簡單地得到結論，不能深入地去理解、去分析。對于如何選擇合適的經濟性和技術性指標對比分析方案的合理性更是一塌糊涂，故難以達到課程設計預期的效果。

3.學生無法熟練運用所學知識。溫故而知新，學習需要時?；仡櫯f的知識，才能達到不斷了解體會而知新，從而最后在設計實踐中將以前的東西活學活用，解決自己面臨的設計任務。電網規(guī)劃課程設計雖然只是電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析學完后的一個重要的核心實踐環(huán)節(jié)，但是它也要求學生能夠以電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析為基礎，對以往學到的電機、電路及工程管理的相關知識進行有效合理的融合運用，實現解決實際工程任務目的。但是在電網規(guī)劃設計的過程中，發(fā)現同學們根本無法在新學到的電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析的知識的基礎上做到聯系以往學到的相關專業(yè)知識，靈活運用、舉一反三能力有所欠缺。

三、電網規(guī)劃課程設計改革的策略

1.教學方法的改革。電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析這門課的教學過程及方法要有所改進。以往都是老師在講課本上抽象的理論知識和公式，學生被動學習，并不知道這些知識在電網規(guī)劃設計中的具體應用。在講解相關知識時應在PPT中附加實際方案應用場景，估計效果會更好。在電網規(guī)劃課程設計中，需要同學們提高自身的思考能力。部分老師在進行電網規(guī)劃設計教學指導時，沒有充分了解學生的實際學習狀況，在給學生講解時就用類似于“書上寫得很詳細具體，大家可以翻看任務書或者教材，所以我沒必要再浪費時間進行講解”這樣的理由搪塞過去。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具體的題目，學生也弄不明白為什么要這么做，只是知道為了應付考試而死記硬背下計算過程。同理，在課程設計中，也不明白為什么要這么設計，或者差點的學生根本不知道如何實現舉一反三，只想著去問老師，但是經過老師這么一說也不再去請教老師。所以，在電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析這門課的學習過程中，老師應該充分考慮所有學生的實際情況，包括個別同學對知識的掌握情況，不要覺得題目過于簡單就讓同學們自己看書，應該充分啟發(fā)每一個學生，讓他們都能夠獨立地進行思考，同時，在上課時引入與實際工程的關系。

2.課程設計布置的時間及方式的改革。以往課程設計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，學生在設計中消極怠工，主動參與積極性不高，收獲不大。如果將課程設計內容分別按知識點分散到整個教學過程中，讓學生隨著課堂進度逐步完成相關點的設計工作，就可以避免以往傳統(tǒng)教學模式的弊端。隨著計算機應用技術的普遍發(fā)展，課程設計過程及方法上不再局限于以前傳統(tǒng)的手算潮流，運用計算機軟件進行潮流分析、經濟性分析及技術分析已經非常簡潔高效，而且學生此時已經完成了Matlab的學習，對于計算機軟件應用掌握已經有初步的能力。根據學生的實際情況，可以讓部分能力強的學生嘗試著應用計算機（如PSASP、PSCAD等）去完成設計內容，并驗證方案的正確與否，使學生的創(chuàng)新積極性得到提高。

3.課程設計內容上要有改進。盡可能地豐富設計題目，增加內容的新穎性和多樣化，改變任務書模式化、程序化的現象。電網設計的題目以大綱為準，在滿足大綱要求的情況下，所涉及的題目中應該盡可能地包含多電壓等級環(huán)形電網、輻射形電網設計。豐富課程設計的題目，盡量保證每個同學的任務不一樣，但是又能實現小范圍內設計思路一致，培養(yǎng)他們的團隊協作、相互交流與共同進步的能力。也可鼓勵部分學生到企業(yè)生產實際情況中進行選題，增加課程設計題目的新穎性和類型。學生通過自主選題可以給自己充分的發(fā)揮空間，提出更優(yōu)的設計方案，可以提高學生的設計興趣，使設計內容更加豐富完整。

四、結束語

電網規(guī)劃課程設計是一個涉及多方面知識的重要教學環(huán)節(jié)，可以提高學生動手能力和分析問題、解決實際工程應用問題的能力，提高學生實踐能力，培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神。電力企業(yè)需要的是實用復合型人才，因此我們的教學實踐也應當以培養(yǎng)學生的工程意識為目的，始終將工程應用貫穿于理論教學與實踐教學的，優(yōu)化教學資源，整合教學內容，改革教學方法，取得良好的實踐效果，爭取為培養(yǎng)電氣工程專業(yè)技術人才起到積極作用。