电力系统分析精选(九篇)

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第1篇：电力系统分析范文

关键词：电力系统分析；课程建设；教学改革；人才培养

中图分类号：G642.0 ； ； ； ； ；文献标识码：A ； ； ； ； ；文章编号：1007-0079（2014）17-0066-03

党的十报告中提出“实施创新驱动发展战略”和“全面实施素质教育，深化教育领域综合改革，着力提高教育质量，培养学生社会责任感、创新精神、实践能力”。教育部全面部署了深化教育领域综合改革任务，并印发了《关于2013年深化教育领域综合改革的意见》。在《意见》中明确提出要围绕考试招生、课程内容、创新人才培养、职业教育培养等方面，推进人才培养模式改革。在高等教育系统，实施和深入推进试点学院综合改革和试点专业综合改革，是落实十报告要求的具体举措。

课程改革与建设是专业综合改革的关键环节之一，关乎专业综合改革的成效，关乎教育质量和人才培养质量。课程的教与学涉及诸多要素和方面，如课程体系、课程内容、课程教学、课程考核、课程资源等，只有实施整体化、系统化、立体化的综合改革，才能达到改革的目标，取得改革的成效。

电力系统分析课程是电气工程及其自动化专业的核心专业课程，是一门理论性、工程性、技术性很强的课程。在专业人才培养过程中，起着承上启下的作用，既是后续课程的基础，也是专业基础课程的深化和应用，其内容都是直接面向工程问题的理论分析、技术分析和经济分析。根据本课程的性质、作用、地位和特点，结合经济社会和电力行业发展需求，实施课程的综合改革和建设，适应新形势下对高素质专门人才的培养要求，这是时展的需要，是电力行业的需要，是教育教学改革的需要。

一、以学用为本，构建四位一体课程体系

课程改革要以新的工程教育理念、思想和文化为引领，以服务领域当前需求和未来发展需求为导向，以培养卓越工程师、技术人员和建设者为目标，构建完备的课程体系。体系中各组成部分要功能任务明确、实现目标清晰，相互间要有机联系、彼此交融，形成一个完整的课程综合体。

对于课程改革来讲，先进的教育理念是关键。课程体系构建必须要服务于所秉持的教育理念。随着现代科学技术、经济社会和电力行业的快速发展，传统的以知识传授为目标，以“教师”为中心，以“教”为主的教育理念已不能与此相适应。现代大学教育，更加注重能力培养、素质培养和精神培养，更加注重学和用。为此，在大学教育中应实施“三个转变”，即将专业知识教育向专业能力和职业能力教育转变，将以教为主向以学为主转变，将以学校教育为主向以工程教育为主转变。这“三个转变”体现了“学用为本”的教育思想和理念。

在“学用为本”的指导下，笔者针对电力系统分析课程，构建了理论、实验、设计和工程四位一体的课程体系。“理论”是以理论教学和课堂教学为主，使学生熟悉在电力系统规划、设计、运行和调度等方面所涉及的基本问题、基本现象、基本概念和基本理论，掌握电力系统分析的建模方法、分析方法、计算方法和控制方法等，既是知识的学习过程，也是诸多能力的培养过程。“实验”是以实践教学为主，以物理动模系统、电力系统实验系统、电力实时仿真系统和电力系统分析软件等为平台，以标准化示例系统库或实际电网局部系统为对象，开展实验学习、分析和研究，既有验证性实验，也有设计性、研究性实验，还有综合性实验、规定实验、自选实验，还可自设实验等。“设计”是以实践教学为主，以工程项目或案例项目为载体，以课程内容和相关规范、规程、标准、手册为基础，使学生熟悉设计流程、设计要求和设计内容，掌握设计方法，树立工程意识，这是一个综合性的实践训练过程。“工程”是以生产现场为场景和环境，以生产实践为途径，使学生熟悉电网运行中设备、系统等存在的工程问题、工程现象、工程技术和工程措施等，掌握对工程问题的分析方法。

在这“四位一体”的课程体系中，四者是相互联系、相互融合的，你中有我，我中有你。其中，理论是基础，实验、设计和工程是应用，理论中包含有应用，应用中也包含有理论，两者可互为植入。在电力系统分析课程体系构建中，突出了一体化的整体思想，合理设计出各环节的内容、功能、要求和相互接口条件。

二、跟踪电力发展，更新课程内容

我国电力系统的发展非常迅速，真可谓日新月异。区域电网互联、交直流混合输配电系统、远距离输电、超特高压电网、多端直流电网、柔流输电、新能源规模接入、微电网、分布式发电、电动汽车接入、智能电网和电力市场等等，使得电力系统中新问题、新现象、新特性和新需求不断涌出。为了确保电力系统运行的安全、可靠、优质、经济、高效、低碳、环保，大量先进的理论、技术、方法、工具、设备和系统在电力系统中得到应用，极大地提升了电力系统的技术水平和管理水平。在工程上，电力系统分析的内容一直在不断增加和丰富，分析的理论、方法不断创新和发展，分析的手段、工具不断完善和智能。

课程内容要服务于人才定位和培养目标，要反映出现代电力系统运行分析的新问题、新概念、新理论和新方法，使课程具有现代性、先进性、实用性和适应性。为此，笔者在课程内容中引入了电力系统发展、现代电力系统分析特点和内容、电力市场、现代电力系统分析工具、交直流混合系统潮流计算、自动发电控制分析、电力市场下的有功频率控制分析、无功电压协调控制分析、基于FACTS的潮流控制、优化潮流、低频振荡与次同步振荡等。

课程内容的更新做到“四体现”，即体现在教学文件（教学大纲）中，体现在讲授过程中，体现在教材（讲义）中，体现在教学资源中。

三、实施“四导”教学，提升能力培养

课程教学过程中，教学方法是关键。传统课程教学注重的是知识传授，以教师讲授为主，不仅讲得多，还讲得细，学生往往处于一种被动接受知识的状态，缺乏主动思考、积极探索和积极参与的精神，学习兴趣未得到有效激发，学习能力未得有效培养，学习精神未得到有效树立，从而造成教学效果不甚理想的现象。当前的大学教育提出“厚基础、重实践、强能力、敢创新”，人才的培养更加注重能力、素质和精神的培养。为此，教育同仁开展了大量的教学方法改革与创新，并取得了许多好的经验和好的效果，例如启发式教学、问题教学、案例教学、项目教学、任务教学、情景教学等等。

在电力系统分析课程教学中，实施“四导”教学，即“导入、导学、导做、导研”，其目的是在于加强学生的学习能力、分析能力、计算能力、实践能力、综合能力和合作能力的培养。“四导”教学的核心是在于教师的“引导”和“指导”作用，学生的主动学、用意识。“导入”是指问题导入、现象导入、项目导入、方法导入，引导学生认识和理解相关内容的来龙去脉、工程背景和问题本质，为学生深入学习、探索和应用奠定基础。“导入”是将学生引进门，关键是要激发学生对相关内容的兴趣，认识到其重要性和应用价值。“导学”是指导学生对相关内容的学习，教师主要讲授内容的重点、难点、疑点，讲授解决问题的思路和方法，提出衍生问题和扩展问题，通过交流、探讨、启发，解决学生学习中的疑虑，学生通过预习、自修、查阅文献、提问、研讨等方式进行自主学习、主动学习，教师要主动向学生推荐参考书目和文献。“导做”是教师通过项目、案例、任务引导、指导和辅导学生应用所学理论、方法去解决实际问题，通过这种练习和训练，能培养学生的实践能力和综合应用能力。“导研”是教师激发和指导学生去发现问题、探讨问题、分析问题、研究问题，寻找解决问题的理论和方法，在课程相关内容的研讨和研究中，培养学生的研究能力、创新能力。

四、改革考核方式，实施科学评价

课程考核既是对学生学习成果的评价，也是一个决定学生学习方式的指挥棒。过去笔者常常在课程学习结束后，采用一次闭卷笔试进行考核和评价，时间约为2～3小时，试题形式多为填空、选择、判断、简答、分析或计算等。由于考试时间短，试题覆盖面相对较窄，并且识记题多，应用问题少。这种考核方式不能全面评价学生对课程的理解、掌握和熟悉程度，不能考核学生的应用能力水平。在这种考核方式下，致使部分学生一本教材学到底，考前将教材（讲义）、笔记相关内容突击记忆，便能顺利通过考试关，考后也就很快将所学内容遗忘。

为了改变这种考核方式，实施“三多一半”考核方式。所谓“三多”是指多模块、多次数和多形式。将课程内容分为多个模块，例如电力系统基本概念与建模方法模块、电力系统潮流计算模块、电力系统短路计算模块、电力系统稳定分析模块、电力系统优化与调控模块等，每个模块作为一个考试单元，随课程进度组织安排，构建多次考核的考试链。考核形式采用笔试、小作业、大作业和实验相结合，大作业和实验注重应用和综合。所谓“一半”是指笔试考试采取半开卷形式，考前发给学生统一的半张或一张A4纸（盖有学院或系考试专用章），允许学生对课程内容进行总结、提炼，将认为重要的内容写在上面并带入考场，在考试期间学生可以看上面的内容。这种半开卷的形式，不仅可以培养学生总结能力、综合能力，还可以引导学生将精力集中在知识、理论和方法的应用上。

五、加强资源建设，拓展学习时空

丰富的课程教学资源有助于学生的自主学习、递阶学习和循环学习，不受时空限制，有助于课堂教学的延伸和扩展，有助于立体化教学的实施。教学资源形式多样，例如教材、讲义、指南、习题、案例、文献、教案、视频、影像、工具、网站等。教学资源建设，应以学生的学习需求为导向，以互联网络为平台，以多媒体表现为手段，要具有丰富性、时效性、娱乐性、交互性、递进性的特征。

MOOCs和可汗学院教育思想和教学模式正引起国内外高等院校的深刻反思和积极应对。在电力系统分析课程中，结合课程内容的逻辑关系和工程应用，设计微课程，制作微课程教学视频，设计微课程测试小问题和试题，巧妙设计答案。将微课程在线视频作为教学的线上环节，学生在课堂外先在线“听课”，课堂内则侧重深入的分享、探讨和问题解决，实现“翻转课堂”。由于微课程时间只有几分钟，内容精短，集中说明一个问题，既能辅助教师课堂教学，又可以作为学生自学的学习材料。在视频课程中，常会弹出若干小问题，由学生回答，回答不正确，后续视频就不往下走，以检测学生是否明白教师所讲的内容，有利于学生集中注意力和积极思考。

在课程网页上，按课程模块提供公开视频课，提供测试平台，便于学生系统连贯地学习。提供网上虚拟实验平台和实验项目，学生在网上进行设计、实验、分析、总结等。提供案例库和项目库，学生可自主选择、探讨和完成，学生也可组成项目组，合作研讨完成。创建网上交互空间和论坛，学生可以自由提问，教师网上作答，也可以对提出的问题进行分类排序，重点回答大家关心的问题；鼓励学生间互教互学，通过互助解决学习中的疑难问题。

六、需要处理好的几个关系和问题

在课程综合改革中，要实现以教为主向以学为主转变，以课堂为主向以课内课外并重转变，以学校教育向面向工程教育转变，这些都对教师提出了更高的要求，同时也要处理好以下几个方面的关系和问题。

1.讲与学的关系

在讲与学的关系中，就是要处理好教师与学生在教学过程中的作用问题。以学为主的教学，应以学生为中心，以学生的学习为出发点，培养学生的学习兴趣、学习能力，保证学习效果，提高学习质量。

教师在教学过程中，如果大包大揽、面面俱到，将所有内容都讲得很细很透，缺乏启发和引导，缺少问题引入，缺少互动和探讨，学生便会懒于思考，只是一味听讲、接受和记忆。这种教学，学生提不出问题，没有疑虑，似乎所有内容都懂，也很少主动查阅相关文献资料，缺乏深入学习和探讨，只能知其然不知其所以然，知此不知彼。为此，教师在教学中要注重引入问题，讲问题的背景，讲解决问题的理论和方法，讲思路，讲方法，讲应用，还要抛出未解之问题等，给学生更多的思考空间，侧重思考问题、探讨问题和解决问题。

学生在教学过程中，应做好课前、课内和课后事。课前，学生通过教材、讲义和网上资源对课程内容进行预习、思考，并提出问题，发现难点，并试着去解决。课内，学生要带着问题听课，带着疑虑听课，带着思考听课，带着探讨听课，与教师互动，与教师交流和探讨，通过老师讲解，解开自己的困惑。课后，学生要主动查阅有关文献资料，深入探讨和研究相关问题，通过测试题和项目应用检验自己的学习效果，主动应用所学理论和方法去解决实际问题，解释工程问题、现象，把握问题本质等。

2.学与做的关系

学习的目的在于应用，在于解决问题。学是基础，用是目的，有了坚实的基础才能更好地应用，只有应用和解决实际问题，才能更好、更自觉地学习。所以，学生的学习，不能仅停留在看懂、读懂和学懂，仅停留在学习层面、记忆层面，仅为了考试过关，而更应该注重知识的应用，多实践、多练习、多动手。在教学设计中，要为学生的练习、训练和实践提供资源、平台和机会，要贴近工程。例如，习题和测试题的设计应取自于工程实例，数据、参数、模型和结果应与工程实际相符；给出系统、原始数据和运行条件，能正确建模、分析和计算，以工程观点对计算结果进行分析、评估、评价，并能提出解决方案、措施或建议；提供工程案例、项目和任务，学生自行或互助地开展设计、分析和计算，提交实施方案，要有理论、有依据、有分析，有过程、有结论；开放实验室、仿真平台，提供各类工具，可在动模系统上进行实验，也可在计算机仿真系统上进行分析、计算；在发电厂、变电所、供配电所或调度等生产实践中，能应用所学理论对系统运行现象、状态等进行分析和解释。

在课程学习中，要注重培养学生做到“四会”，即会读、会用、会写、会讲。“会读”就是学生要会读书，会学习，有学习能力；“会用”是学生会应用所学知识分析问题、解决问题，能理论联系实际，具有工程意识；“会写”是学生要会撰写报告、方案等，有科学规范的文字表达能力；“会讲”是学生要能进行技术交流，能讲清思路、方案等，具有一定的口语表达能力，敢于进行交流、沟通，在交流中获得认可，在交流中得到提高。

3.课程教学与人才定位

课程教学应符合人才培养定位。从教育层次定位上，有高职高专教育层次、本科教育层次和研究生教育层次。不同层次的课程教学，在其内容和教学方法上应与其层次相适应，不能降低也不能拔高，例如有些升本时间不长的本科院校，课程教学内容与高职高专内容差别不大，教学也还多沿用以前的方法；而一些研究性大学的课程在教学内容又有向研究生教育要求方向发展。在工科类本科院校人才培养中，有应用性人才和创新性人才，或为职业技术人才和学术性人才。应用性人才的培养更加注重应用能力、实践能力培养，创新性人才的培养更加注重探索能力、研究能力和创造能力的培养。所以，在构架课程体系、教学内容和教学方法时，应与此相适应。否则，会违背教育规律，违背人才培养目标，不能保证人才培养质量。

4.课程衔接问题

在制订人才培养方案中，要合理确定课程间的顺序衔接和内容衔接问题，以保证教学正常进行。电力系统分析课程应以电路、电机学和电子技术（包括电力电子技术）和自动控制原理等为先修课程，发电厂电气、电力系统继电保护、电力系统自动化等为其后续课程。在课程顺序安排中确有困难时，电力系统课程也可与一些先修或后续课程交叉同步进行，但要注意内容的衔接问题，否则会影响教学质量。

将发电厂课程设计和继电保护课程设计与电力系统课程设计相结合，形成三课一体的课程设计任务，使得学生能更好地将多门课程知识融会贯通，训练学生的综合应用能力。设置专业综合实验，以多机电网为实验对象，涵盖多门课程内容，内容间相互联系，互为耦合，通过综合实验使学生对电力系统运行、保护、控制、调度等有更加全面、深入的认识。

参考文献：

[1]罗福午.大学工程教育16讲[M].北京：清华学出版社，2007.

第2篇：电力系统分析范文

【关键词】《电力系统分析》；实践教学；改革与创新

1 课题的提出

据调查资料数据显示，长期以来，《电力系统分析》始终是我国各高校电气工程专业和电气自动化专业的必修课程，课程设置上包括《电力系统稳态分析》、《电力系统暂态分析》、《电力系统稳定性》、《电力系统继电保护》及《电力系统实验》共五门课程。其中，前四门课程均为理论基础课，在《电力系统分析》教学中占据大量课时，电力专业学生实践操作能力匮乏，导致进入企业后如“茶壶里煮饺子――有货倒不出”，引起学校及社会多方面高度关注。随着电力行业的飞速发展，传统的课程内容、教学方式已经无法适应现代电力工程教育教学发展潮流。过去的《电力系统分析》教学存在诸多问题，具体表现在：①理论基础课程教学过于繁重，课时所占比例过大；②教学方式和教学手段单一，学生缺乏学习兴趣，教学效率低下；③教学内容陈旧，还停留在20世纪八九十年代水平，无法适应现代化电力行业发展。

为了紧跟时代步伐，适应当前时代背景下社会和企业发展对高校电力专业人才培养的客观需求，《电力系统分析》实践环节教学亟待改革创新。

2 浅析实践环节教学改革与创新

2.1 更新教学内容，优化理论基础教学

前面我们已经提到，传统的《电力系统分析》课程内容过于陈旧，从理论课教材中根本无法看到近年来电气工程专业和电气自动化专业学科的最新进展，与当前电力行业生存发展现实严重脱节，无法满足现代化电力企业运行操作的市场需求。因此，在对实践教学环节进行大刀阔斧的改革之前，首先就应更新教学内容，优化理论基础教学。一方面，在充分理解《电力系统分析》课程内容特点的基础上，对过去的四大理论基础课进行归纳重组。具体来讲，就是将传统的《电力系统稳态分析》、《电力系统暂态分析》、《电力系统稳定性》、《电力系统继电保护》课程进行精简压缩、重组优化，由过去的120课时融合缩减至48课时。理论基础教学更加注重实用性和专业性，减轻学生学习压力的同时也减少了教师的教学负担。另一方面，将近年来国内外本专业的科学研究成果作为新内容加入到教材中，在体现当前电力行情的同时体现出教材的时代性。

通过充分理解《电力系统分析》课程内容特点，对过去的四大理论基础课进行归纳重组，并加入电气工程专业和电气自动化专业学科最新理论成果及行业实践动态，构建新的《电力系统分析》教学体系。

2.2 转变教学方法，创新教学手段

在传统的《电力系统分析》课堂教学中，教师过度注重理论基础知识的传授与讲解，忽视了专业实践与行业现实的结合。多采取“教师讲、学生记”的教学方式；教学手段也比较单一，学生缺乏学习兴趣，课堂气氛沉闷，教学实效低下。未来的《电力系统分析》实践教学教师更加善于通过转变教学方法，运用多种教学手段提高教学实效。在具体实践教学环节中，教师在课堂上不断为学生提供本学科的最新研究成果及行业新闻动态，教学内容更加丰富。学生在课堂上总能听到新知识、新消息，学习积极性显著提高。随着科学技术的进步，教育教学设备也发生了翻天覆地的变化，教师应充分利用各种新兴教学设施（如多媒体课件、闭路电视、纪录片、专题片、互联网等），创新教学手段，使课堂教学更加形象直观、生动活泼，吸引学生注意力，帮助学生知识理解，加深学生学习印象，教学效果显著。

2.3 充分信任学生，注重实验教学

《电力系统分析》本身是一门专业性和实践性极强的学科，实验是《电力系统分析》的基础，《电力系统分析》教学的最终目的就是实践。高校每年都会为社会培养大量的专业人才，输送到电力行业中去。离开了实验，《电力系统分析》课程的学习就是“纸上谈兵”，没有任何现实意义。新形势下的《电力系统分析》教育教学更加注重实验教学，教师在课程设计上增加实验教学课时安排，充分信任学生，“放手”让学生走进实验室，通过亲身实践操作加深理论知识和本学科本行业的理解，为进入电力企业工作实践打下坚实的基础。在具体实验教学设计时，应注意充分发挥学生的自主性、能动性和创造性，从实验方案设计到实验操作、数据整理、结果分析，每一步都采用小组合作的方式进行。在实践教学环节中为学生提供充足的实验空间，充分信任学生，增强学生动手、动脑能力。

2.4 强化企业意识，增强学科实用性

我们一切的校园课程学习，最终都将为就业服务；每一项专业技能的获得，都是为将来踏入社会走上工作岗位现实实践打基础。面临日益激烈的市场竞争，高校在《电力系统分析》课程教学中应增强对学生的“企业培养”，强化企业意识，从而增强学科实用性。高校的教育教学应紧跟时代步伐，不仅在教学内容上积极引进本学科最新科研成果，在教学观念上还应主动对接电力行业，积极为学生创造实地实习机会，高度重视学科的实用性和专业性。注重学生工程意识和实践能力的培养，立足电力生产和应用，强化电力行业职业道德、法制法规教育，注重培养工程设计研发、设备检测操作能力，提高学生自主解决实际问题的能力，为未来职业生涯做好准备。

3 结束语

每年，我国高校都为电气工程专业和电气自动化专业相关行业输送大批高素质人才，这些学生在校园学习效果的好坏直接关系着实践工作效率的高低。优秀的毕业生能够为社会和企业发展注入活力，相反，则会成为行业发展的负担和阻碍。《电力系统分析》作为电气工程专业和电气自动化专业的主要课程，奠定了电力相关专业学科学习的基础，在学科学习中占据着举足轻重的地位。过去的教学存在诸多问题，为适应社会和行业的最新发展，教师通过实践教学环节上的多方面改革创新取得较好效果。

【参考文献】

[1]朱兰，韦钢，符杨，曹炜，金义雄，段建民，涂轶昀，顾丹珍，赵晓莉.“电力系统分析”课程教学及实践环节教学方法[J].电气电子教学学报，2011，S1：128-129， 133.

第3篇：电力系统分析范文

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。

3.教学方法单一

具有大学教学资格的老师大多为年龄较大的教授或硕士人才，教学时间较长，早已形成了自己独有的教学风格，仅对教学内容进行抽象的推理和理论分析，很难使学生对所授内容产生兴趣，而且电气专业在实际中的操作性较强，仅仅靠理论的学习完全不够。在信息技术高速发展的今天，传统的教学模式已不能适应现代的教学，需要与科技、与网络相结合，在进行电气专业电力系统分析的教学中结合网络技术，在进行理论授课的同时播放视频或展示图片，使得学生更容易理解，有利于学生加深记忆。

二、应用型电气专业电力系统分析教学模式的改革

为了提高电气专业电力系统分析教学的效率和质量，提高学生对电力系统分析教学的兴趣，使学生能够积极主动地参与课程教学，本文就教学模式进行改革，具体措施如下。

1.改变教学模式，采用多途径教学

兴趣是学习最好的推动力。为了提高学生对电气专业电力系统分析学习的兴趣，在教学的过程中应根据学生的具体情况和课堂学习的效率，采用不同的途径进行教学，如可以通过多媒体技术进行网络互动式教学，通过网络授课，提高学生对电力系统的学习兴趣，还可以在课堂的教学中介绍电力系统分析专业最前沿的成果及应用，帮助学生了解其应用，有利于加深对电力系统专业的理解。

2.注重理论与实践的结合，巩固相关理论

电气专业电力系统的学习内容相对较为抽象，且电力系统与其他控制系统不同，常常较复杂，如电路图的绘制，电力系统中的时间控制，与其他设备的连接和控制，时间的预算，参数的设置，数据的分析等等，学生很难凭空想象，而且课本知识大多为平面图，与实际操作相差甚远。因此在教学中要注重理论与实践相结合，在授课的过程中可以播放相关设备的实体图，也可以带学生进行实地参观，边参观边讲解，还可以让学生动手操作，帮助学生对电力系统掌握系统的、全面的认识。

3.充分利用现代科技，及时补充更新内容

近年来，计算机辅助教学已被广泛利用，采用多媒体的教学可以节省教学时间，可以有更多的时间进行重点和难点内容的讲解。通过多媒体的教学，播放视频、图像，结合声音、影像等一系列措施，学生能够更加直观、生动地理解教授的内容。多媒体技术与网络技术相结合能够在教学过程中对最新的科研成果进行展示，及时对更新的内容进行补充，有利于学生了解最前沿的电力系统分析的成果，加深对电力系统分析这门课程的理解，提高教学的质量。

三、小结

第4篇：电力系统分析范文

关键词：电力系统分析；培养目标；工程教育认证

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）19-0102-02

一、前言

工程教育认证作为高等教育认证的重要组成部分，属于专业认证，是由专业性认证机构（协会）组织工程技术专业领域的教育界学术专家和相关行业的技术专家，以该行业工程技术从业人员应具备的职业资格为要求，对工程技术领域的相关专业的工程教育质量进行评价、认可并提出改进意见的过程[1]。

我校的电气工程及其自动化专业的综合改革是以工程教育认证工作来引领的，旨在培养能够从事与电气工程有关的装备制造、系统运行、自动控制、信息处理、试验分析、电力电子等技术开发以及计算机应用等领域工作的宽口径复合型工程技术与管理人才。通过模块化课程体系有效地推进培养目标和毕业要求的实现。

《电力系统分析》是电力系统自动化模块的主要专业课，占据整个模块课总学分的1/3。该课程作为《电路基础》、《电磁场》和《电机学》等先导课程的延续以及《电力系统继电保护原理》、《发电厂电气部分》、《电力系统调度》和《高电压技术》等后续课程的基础，发挥着“承前启后”的作用，有着兼具理论性和工程性的特点。该课程的目标定位为：要求学生掌握电力系统的基本内容和基本概念；熟悉电力系统的基本运行方式和调节方法；熟练掌握电力系统的基本分析和计算方法；掌握电力系统各种故障及其分析方法；了解电力系统的稳定性分析，为培养高素质的电力工程技术人才奠定坚实的基础。

在以培养目标为导向、以学生为中心的教育理念驱动下，本文从理论教学和实践教学两方面入手，讨论《电力系统分析》课程基于工程教育认证标准的教学改革。

二、教学内容、方式和方法的探索

（一）教学内容的合理配置

《电力系统分析》主要包括电力系统的稳态分析和暂态分析两部分。重点讲述电力系统的三大常规计算，即潮流计算、短路计算和稳定性计算，这也是本门课程的重点难点所在。其中，稳态分析部分的电网等值电路、电压降落和功率损耗是潮流计算的基础，电力系统正常运行方式的调整与控制是潮流计算的应用。暂态分析部分的同步电机的数学模型是基础，其电磁暂态过程主要针对故障分析时的短路计算，机电暂态过程主要针对稳定性计算[2]。

在教学过程中，三大计算自然要重点讲述，但是其中的计算机算法部分可以适当压缩学时，因为相应的课程实验、课程设计和毕业设计部分会有针对三大计算的具体上机操作。而相应的基础知识部分则需要仔细讲解，尤其是部分同学《电路基础》和《电机学》掌握的比较薄弱，基础知识部分如果进度过快，会导致后边的三大计算根本无法理解和掌握。

《电力系统分析》除了具有较强的理论性，还有一定的工程性。根据已就业同学的信息反馈，在教学过程中，应适当地引入个别工程实例以及目前的电力系统新技术专题，让学生能将所学的理论知识和实际的工程联系起来，激发学习的兴趣和动力。

（二）教学方式的多元化

该门课程的理论性较强，教学方式仍以多媒体和板书结合的教师讲解为主。然而课程中涉及到大量的计算，需要习题（作业、课堂讨论和课堂测验）来支撑。由于作业是在课下完成的，不可避免地出现部分同学互相抄袭的现象，导致不能通过作业来准确地反映出学生对知识的掌握情况。课堂讨论和测验的方式，一来可以方便教师准确地观察学生的真实水平，二来通过学生到讲台上讲解习题，提高学生课堂的参与度，便于学生自己找出彼此间的差距，活跃课堂气氛，激发学习兴趣。

除了上述传统的课堂教学之外，还可以通过网络课程的形式，将课程相关的电子资源分享给学生，并通过网络论坛的形式，开展课程内容的相关讨论。

（三）教学方法的灵活性

《电力系统分析》中有一些比较难以理解的章节，需要采用较为灵活的教学方法来授课。比如，同步电机突然三相短路分析这一节，涉及的内容较多，既有电机方程，又有短路电流计算，看起来十分复杂，尤其对一部分数学基础不好的同学，看到这些复杂的公式会直接望而却步。因此，教学过程中不应该侧重具体的公式推导，而应该先从基本思路着手，和之前学过的较为基础的电路知识进行类比讲解。比如：把“短路前”和“短路后”看成电路中动态电路的“换路前”和“换路后”；短路电流的计算方法和“三要素”法相类比，即分别求出起始值、稳态值和直流、交流分量的衰减时间常数，带入“三要素”法的表达式中，得出短路电流的计算公式。这样，学生先从整体思路上有一个清晰的框架，然后，再针对每一部分进行具体的数学计算，就不会产生思路不清的困扰。

三、实践教学的探索

如前所述，该门课程具有一定的工程性，需要相应的课程实验、课程设计、毕业设计和实习等实践教学环节，这样才能使本专业的毕业生达到相应的培养目标和毕业要求。

（一）基于PSASP的课程实验[3]

课程实验设置的主要目标是通过实验，培养学生的基本实验技能，加深对电力系统的理解，学生利用仿真平成电力系统参数的录入、潮流计算、短路计算、功率特性和功率极限等实验，初步掌握电力系统的基本分析方法，加强对电力系统分析知识的掌握能力。

上述目标通过让学生使用PSASP（电力系统分析综合程序）软件，在本专业的电力系统仿真实验室完成电力系统潮流计算仿真、电力系统的短路计算仿真、单机―无穷大系统稳态运行方式和电力系统功率特性和功率极限等实验。学生通过上机实验，能够基本掌握电力系统的分析方法，甚至个别同学还在使用PSASP的同时，使用MATLAB软件实现相关的潮流和短路计算[4]，并对两种结果进行比较分析。

（二）课程设计和毕业设计

该门课程的课程设计是用单独的一周时间来完成的，具体分配了3个设计题目，由学生自由分组和选题。主要是希望学生通过开展课程设计锻炼解决实际工程问题的基本能力（查阅资料、工程问题的数学计算和分析、报告的撰写及团队合作）。

课程设计题目的选取来源于相关的科研项目，以潮流计算和短路计算为核心的相关工程性问题。主要考察对手算潮流和短路计算基本方法以及计算机潮流和短路计算的掌握情况。具体分组为2人一组，组员过多，会导致个别组员实际承担的工作过少；一人独立完成，时间不够充裕。因此，2人一组可以较好地分配工作和保证课程设计的顺利完成。

课程设计的验收工作以现场答辩的方式来完成，答辩成绩占总成绩的40%。指导老师会针对每组提交的设计报告，提出2～3个问题，同时要求现场演示计算机仿真过程，并根据具体情况，提出1～2个问题，如果超出3个问题回答不正确，则视为课程设计不通过。答辩过程中，选择同一题目的小组之间可以互相提问和评价，该环节占答辩成绩的20%。这样有利于学生加深对设计题目的理解和认识，同时找出设计过程中的不足以及同他人之间的差距。

毕业设计安排在大四的下学期，除了《电力系统分析》，其他相关的专业课程学生都已经选修完毕，具有一定的综合运用电力系统相关知识的能力。设计题目来源于科研项目中的小项目，以锻炼学生开展项目研究的能力。

毕业设计比之课程设计，题目要复杂得多，是对整个大学期间所学相关专业知识的整体验收。《电力系统分析》所学相关知识作为毕业设计题目的核心内容，是对该课程教学效果的另一种验收形式。相比考试而言，能更加有效地检验毕业生是否具备了培养目标和毕业要求中罗列的基本能力。

（三）实习环节

课程相关的认识实习和生产实习由于电力行业的特殊性，使得学生只能在变电站和发电厂进行参观，而不能进行具体地操作。这个过程中就需要带队的教师能够在参观前和参观过程中对所学知识的具体应用进行讲解，以提高实习的效果。

通过学生对实习的反馈情况来看，大家对实习单位的兴趣比较大，在具体参观过程中，对电力设备和电力系统接线和运行方式的认识得到了加深，使原来仅停留在原理图和结构图上的电力系统形象化。同时，学生对毕业后所能从事的工作有了一定的了解，更能激发相关专业课程的学习兴趣。

四、结语

通过以上教学内容、方式和方法的探索，使学生能更易于理解和掌握本门课程的理论知识，而实践教学的具体开展，则通过课程实验、课程设计、毕业设计和实习环节来确保学生将所学的理论知识用以分析和解决具体的工程性问题，更好地达到本课程的培养目标，从而自下而上地支撑本专业学生的毕业要求，使培养出的学生成为电气工程相关领域的复合型工程技术与管理人才。

参考文献：

[1]林健.工程教育认证与工程教育改革和发展[J].高等工程教育研究，2015，（02）：15-19.

[2]夏道止.电力系统分析[M].第二版.北京：中国电力出版社，2015.

第5篇：电力系统分析范文

关键词：电力系统稳态分析；课程设计；改革探索；实践能力

“电力系统分析”是电气工程及其自动化专业的专业主干课，分为电力系统稳态分析和电力系统暂态分析。涉及的主要内容有潮流计算、频率调整、电压调整、短路计算和稳定性分析，具有很强的理论性和综合性，同时又具有一定的工程实践性，对学生的专业素质培养起着重要作用［1－2］。基于“电力系统分析”的重要作用和课程特点，在人才培养方案中为其设置了课程设计环节，一方面有助于巩固学生的理论知识，另一方面有利于提高学生的实践能力。在“电力系统分析”的主要教学内容里，潮流计算属于电力系统稳态分析的内容，主要研究电力系统的稳态运行情况，是电力系统故障分析和稳定性分析的基础，因此潮流计算是电力系统中应用最广泛、最基本和最重要的一种计算［3－4］。为了突显潮流计算的重要作用，“电力系统稳态分析”课程设计的内容就是要求学生通过Matlab编程完成给定网络的潮流分布，但教学效果不是很理想，并没有加深学生对潮流计算的理解。故本文对“电力系统稳态分析”课程设计进行了改革和探索。

1传统课程设计的现状

（1）课程设计内容与实际脱离我校电气工程及其自动化专业起步较晚，大部分教师都是青年教师，缺少行业背景和工程实践能力。而电气工程及其自动化专业的课程设计大部分是由本系老师承担，这就导致了课程设计的选题内容相对单一，理论性较强，但与工程实际相差较远。为了克服这方面的缺点，适应我校应用型本科院校的定位，新版的人才培养方案中将一部分的课程设计替换为实验操作，但考虑到“电力系统分析”课程的特点以及没有与之配套的实验室，故仍采用课程设计的形式完成实践教学。（2）学生重视度不够目前，“电力系统稳态分析”课程设计是由指导教师给出设计题目，学生根据给定的网络和各元件的原始参数，对网络进行化简并得到其等值电路，为了减少人工手算的工作量，选择的网络一般比较简单，然后根据化简的等值电路求出网络的节点导纳矩阵，最后通过Matlab编程求出网络的潮流分布，得到各母线电压和各线路的功率。一方面由于设计过程比较枯燥，学生学习兴趣不高；另一方面学生人数较多，教师指导不到位，导致学生重视度不够，抄袭现象比较严重。（3）课程设计时间安排紧凑“电力系统稳态分析”课程设计一般安排在理论课程结束之后的1－2周这段时间内，但此时大部分课程都已结课，马上面临四六级考试和期末考试，学生大都将精力放在学习上。为了让学生有更多的时间复习，一般都是每个班集中连续做几天课程设计，由于时间安排比较紧凑，学生容易疲乏，大部分学生都是草草了事、简单应付，导致课程设计的教学效果较差，无法达到预期的目标。

2课程设计的改革

为改变传统课程设计的现状，结合我院的实际情况，依托现有的实验平台，“电力系统稳态分析”课程设计在设计内容、实施方式、指导方式等方面进行了改革与探索。2．1课程设计内容的改革传统的“电力系统稳态分析”。课程设计，学生根据给定网络和原始参数计算得到所需的数据，然后通过Matlab编程完成相应的设计任务，然而所需的手工计算较多，学生的关注重点大都在Matlab编程上，不能真正理解潮流计算的意义。为巩固学生的理论知识，减少手工计算工作量，提高学习兴趣，利用长沙同庆电气信息有限公司的TQXBZ－III多功能继电保护实验台对“电力系统稳态分析”课程设计的内容进行了改革。此实验台主要用来完成《电力系统继电保护》的相关实验，但利用其提供的电力网信号源控制系统软件可灵活组态各种结构的电力系统且比较接近电力系统实际［5］，实现可视化电力系统潮流分析，将传统的“手工计算＋Mat－lab编程”改变为“手工计算＋实验系统仿真”。潮流计算网络结构图，如图1所示。图1潮流计算网络结构图A、B、C3根母线上分别接有负荷L1、L2、L3且通过断路器可灵活控制负荷的投切，B母线还设置有容量为30Mvar的补偿电容器。电力网信号源控制系统界面，如图2所示。将图1所示的网络图搭建在界面右侧，通过运行可直观看到负荷变化对网络潮流的影响和投切电容器对网络潮流的影响等，有助于学生对仿真结果的分析，从而加深对理论知识的理解，也减少了许多冗杂的计算，增加了课程设计的趣味性，提高了学生的学习兴趣。切除电容器时网络的潮流计算结果和投入电容器时网络的潮流计算结果，如图3和图4所示。图中的三行数据依次为有功功率（MW）、无功功率（Mvar）和电流（kA），母线处的数据为电压（kV），图中有功功率和无功功率都是母线流向线路的。2．2课程设计实施方式的改革传统的“电力系统稳态分析”。课程设计的实施时间一般为理论课程结束后，但此时大部分学生会将精力放在期末考试的复习上，无暇顾及课程设计。为保证课程设计的质量，在讲授潮流计算的理论知识时就将课程设计的任务布置下去，让学生带着目的学习，待潮流计算的理论知识讲授结束后便正式开始课程设计，保证学生有充足的时间学习电力网信号源控制系统软件或Matlab软件，有效完成课程设计的任务。理论课程全部结束后，给学生几天时间整理课程设计报告再统一答辩提交，不仅能使学生加强对课程设计的重视，也能使学生在答辩过程中发现自己的不足。2．3课程设计指导方式的改革我校电气工程及其自动化专业的人数较多，但教师相对较少，故课程设计一般由任课教师一人指导，由于指导教师工作量较大往往造成指导不到位的现象。为此，“电力系统稳态分析”的课程设计在指导方式上进行了改革，将课程设计的指导工作分配给2名教师，每人负责2个班级，每个班级的学生人数大概为30人，指导教师除了在实验室进行指导外，还建立了“电力系统稳态分析”课程设计的学习交流平台，指导教师可以将学习资料上传，方便学生随时查阅，有问题时可以及时联系指导教师，也方便了学生之间的交流。

3总结

“电力系统稳态分析”课程设计对于电气工程及其自动化专业学生的实践能力培养起着重要的作用。本文针对我校“电力系统稳态分析”课程设计存在的问题，在设计内容、实施方式、指导方式等方面进行了改革与探索，不仅巩固了潮流计算的理论知识，加深学生对潮流计算的理解，还训练了学生的建模仿真能力，有助于学生实践能力的提高。

参考文献

［1］石赛美，黄肇．“电力系统分析”课程设计的教学改革研究［J］．福建电脑，2018，34（11）：84－85．

［2］徐志伟，丁旭东，姜燕．基于应用型本科的“电力系统分析”课程教学改革研究［J］．无线互联科技，2019，16（6）：90－91．

［3］杨徉，莫礼平，彭丽．电力系统分析课程设计与潮流计算综合实验设备相结合的研究［J］．科技视界，2018（6）：15－16．

［4］杨艳．基于电力系统潮流计算方法的基本介绍［J］．科技资讯，2019，17（25）：28－29．

第6篇：电力系统分析范文

【关键词】电力系统；小干扰稳定性

不同地区之间的电力系统的多重互联能够大大提高输电的经济性，但是这种互联电网会把很多动态问题诱发出来，系统更加复杂化，降低了稳定性。电力系统的安全运行需要满足一定的基本条件要求，例如电压、频率和小干扰等都需要有着相当的稳定性，并且这种稳定性应该是动态的，这些稳定性随着现代社会对电网的依赖越来越大而逐渐被人们重视起来。从上个世纪70年代开始，小干扰稳定性的失去就已经造成了很多严重的事故，对相关国家造成了严重的经济损失。为了保证电力系统的稳定性，保证其安全稳定运行，有必要对电力系统的小干扰稳定性进行分析，保障电力系统的安全运行。

一、电力系统小干扰稳定性分析方法

1.数值仿真法。使用一组微分方程来描述电力系统，根据电力系统扰动的特定性结合相关的数值计算方法计算系统变量及其完整的时间响应[1]。小干扰稳定性问题的本质是不能被时域响应最大程度的体现出来，造成系统稳定性下降的原因即便使用模拟仿真也不能够很好的找出来，也就无从找寻改进措施。

2.线性模型基础上的分析方法。这种方法是利用线性模型研究小干扰稳定性，使用微分方程和积分方程描述系统动态行为的变化，在稳态运行点现化，获得线性模型[2]。目前主流的电力系统小干扰稳定性分析方法就是基于线性模型的，目前来看主要有特征性分析方法和领域分析两种，前一种以状态空间模型为描述基础，后一种是基于函数矩阵的方法。

二、特征分析法

目前大多数电力系统分析软件都是暂态稳定仿真进行操作的，但是实际中相当多的限制条件约束了这种应用。相关结果受到选择的扰动或者时域响应观测量的很大影响，选择不合理时系统中的一些关键模式将不能被扰动触发，并且如果选择不合理，进行响应的观察时很多震荡模式中不明显的响应可能就是若阻尼模式[3]。因此，进行各种不同震荡模式阻尼特性分析时，单纯使用有关系系统变量时域可能会影响观测结果的准确性。同时为了有关系统震荡性质清晰的表现出来，需要对这些系统共动态过程进行长时间的仿真计算，计算量巨大。

特征分析方法把整个电力系统模拟成为线性模型，利用状态空间法，把电力系统的线性模型转换成为普通的线性系统表示。

t=t0=v0（Ⅰ）=Av（Ⅱ）

对状态矩阵特征值进行求解，之后根据相关法电力系统特征值和固有模式之间的对应福安系，在特征值中求出阻尼以及频率，并在特征向量中求出电力系统稳定性定性的定量信息和定性信息。特征分析法的特征值能够准确的反映出非震荡模式的衰减值和频率阻尼，能够为分析人员提供更完全准确的分析资料，这种方法还能够在早期就发现系统中的不稳定性模式，同时特征值和系统参数之间的灵敏度能够由数值分析提供，系统中小干扰稳定性的本质就能够快速提供出来，并能够在此基础上进行系统稳定性改善。除了小干扰稳定性能够使用特征值分析法，系统中各种控制器参数的调整分析也可以使用这种方式进行。

部分特征分析法。这种方法进行电力系统小干扰稳定性分析需要对右半平面特征值进行计算，计算量相对较小。模型矩阵的稀疏性应用这种方法进行电力系统小干扰稳定性分析时能够得到充分的利用，能够节约大量的存储空间，同时还能大量减少计算量。部分特征分析法有降阶选择模式分析法和全维部分特征分析法两种类型，降阶分析法还可以细分为选择模式分析法、自激法，而全维特征值分析法也能够进一步细分为序贯法和子空间法。

三、各种分析方法的适应性

（1）全部数值特征分析法需要对电力系统中的所有数值进行分析，在小型和中型电力系统中应用比较广泛，但是其巨大的运算量限制了其在大型电力系统中的应用，但是这种方式的数值样本较多，有着非常稳定的数值解，但是这种方法中存在这一个维数灾的问题一致存在，尚未解决。

（2）部分特征值法中的SMA法也适用于小型和中型的电力系统，能够一定程度上缓解维数灾的问题，但是并没有彻底解决，有着比较大的处值。

（3）自激法在大型电力系统中应用广泛。一定程度上解决了维数灾的问题，但是为了能够找到临界模式，需要进行大量的搜索计算[4]。

（4）序贯法同样一般应用在大规模的电力系统中，能够找到全部的震荡模式，但是迭代速度比较慢，整体效率不高。

（5）子空间法。这种方法多数应用在大规模电力系统中，能够同时计算出有关矩阵deep一组模数，还还能够计算出较大的特征值。但是这种方法的收敛性较差。

（6）频域分析法。在线性化模型的基础上，结合研究对象的实际情况，选择合理的输入和输出之间的关系，能够把系统领域模型用传递函数矩阵的形式表述出来，使用有关系统的小干扰稳定性进行描述。利用多变量NYQUIST稳定性原则作为建立领域分析法的基础，有关系统对这种分析方法的影响程度不大，能够对大系统的小稳定性进行准确的分析。

（7）小干扰稳定性分析法是一组集合，这种集合由稳态的运行点组成，有着较高的小干扰稳定性，但是巨大的计算量限制了其稳定性分析。这种方法能够通过离线计算的方式获得电力系统小干扰稳定性，节省了大量的在线计算，有效降低了计算量，同时这种方法还能够直观的揭示出系统暂态平衡域的拓补性质，能够为各种电力系统的暂态稳定性分析提供有效数据。

（8）牛顿法潮流数值延拓算法。牛顿法存在潮流解，但是迭代过程不一定收敛，牛顿法的收敛条件是F（X）在适当球S上非奇异的。采用数值延拓法就能够有效解决这个问题。

延拓算法基本思想是对研究函数引入参数t，构造一簇映像H（x，t）就是映像S（x），t=0时求出x0，把问题转化为同伦方程求解：H（x，t）=0，t∈[0，1]，x∈D，解得x=x（t）。

四、结束语

电力系统小干扰稳定性分析有着很多的方法，但是不同的方法之间有着很大的不同，有着各自的优势和缺点，并且不同方法使用的电力系统规模也不同，进行电力系统小干扰性分析要对电力系统的实际情况进行全面了解之后选择比较不同方法的适应性，选择最合适的方法，提高稳定性计算的正确性，为保证国家电力系统的安全稳定性运行提供保障。

参考文献

[1]戴宏伟，等.计及模型不确定性的电力系统小干扰稳定性分析[M].天津大学出版社，2012.

[2]张明锋，邓凯，陈波，等.中国风电产业现状与发展[J].机电工程，2010，27（l）：1-4.

第7篇：电力系统分析范文

关键词：高速铁路；牵引供电系统；同相供电；分析研究

中图分类号：U238 文献标识码：A 文章编号：

一、关于牵引供电系统

1．牵引供电系统能量来源

我国电气化铁路取电于国家公用电网，外部电源是高速列车所需能量来源，它在牵引变压器作用下实现了将电力系统能量转变成牵引供电能量。一般普通铁气化路，牵引变压器工作电压为110KV，但高速铁路牵引变电所需要外部电源电压为220KV，目的是使高速铁路在供电电能提供上有安全可靠外电网保障。

2．牵引供电系统核心

对于整个牵引供电系统来说，牵引变电所作用如同人的心脏。牵引变电所把电力系统传送来的电能，根据对电压和电流不同要求，转变为适用于电力牵引的电能，再分别馈送到铁路轨道上空架设的接触网上，列车通过受电弓取电而产生牵引动力。在一条电气化铁路沿线上有多个牵引变电所，它们之间距离大约为40Km到50Km，并且每个牵引供电所设置二台牵引变压器，采用双电源供电，提高了供电可靠性。牵引变电所中，最主要设备当属牵引变压器，因牵引供电需要，牵引变压器与一般变压器有较大差别，采用接线方式有三相Yd11接线、单相V/V接线、三相-两相斯科特接线等。牵引变压器将电力系统高电压降低至适合列车运行的电压等级，还起着将三相电转换为单相电功能。牵引变电所除了牵引变压器之外，还包括与牵引变压器配套的其它设备，如高压断路器、隔离开关、电压电流互感器、高低压开关柜、全封闭组合电器、电容补偿装置等。

二、电气化铁路电能质量问题。

由于牵引供电系统结构特殊性和负荷在时间、空间上分布随机性，造成了电力系统三相严重不平衡。电气化铁路普遍存在着电能质量问题，因而受到电力系统限制。电气化铁路影响电力系统主要电能质量指标有：谐波电流、功率因数、负序电流。高速铁路动车组采用大功率交直交牵引传动系统，性能良好，功率因数大幅提高，接近1。谐波电流含量也下降较大，可等同为在既有交直牵引供电系统基础上增加了高效有源电力滤波器。但高速动车组列车由于牵引电机功率大幅增加，负序电流更为明显。

三、理想牵引供电系统。

理想牵引供电系统是电气化铁路在从电力系统取电同时, 把其产生的对电力系统干扰隔离出来, 也就是说, 该系统要把电能质量控制在相关标准或国家标准允许范围内。为使电能质量达标，可考虑在牵引变电所内采取措施，解决负序电流问题，同时在铁路牵引网使用统一电压供电且取消接触网电分相。

1．理想牵引供电系统构成

时代进步造就了大功率电力电子技术飞速发展, 而且由于功率半导体器件集成水平、容量大幅提高, 同时价格不断下降, 这就为解决电力系统与牵引供电系统在电能质量上存在的矛盾与铁路自身电分相提供了新思路, 同时在装备与技术方面提供了可能。我们可借鉴一下德国模式,在牵引变电所通过三相交流与直流和单相交流全变换方式下实现同相供电,利用直流环节隔离与转换作用,构造独立于公用电网的供电网络。因为采用全变换,并且三相负荷平衡,并不存在着负序问题,而且铁路供电臂取消了电分相, 变电所之间能进行潮流调度, 变压器负荷率和容量利用率都能得到极大提高。牵引变电所取电是在三相电力系统，牵引馈线要增加断路器和一些相关保护，我们可仿单相牵引变电所馈线来实现,各个断路器对应着不同故障区间，分区所断路器一般都是闭合的,这样可以实现牵引网贯通与供电。

2．理想牵引供电系统限制因素与解决方案

限制理想牵引供电系统因素是国外电力电子器件依旧比较昂贵, 而且经济性也较差，但随着国产化进程和技术迅速发展, 元器件成本将会大幅下降。现在按照同相供电装置容量折算为1000元/KVA来计算,每20MVA变电所需要增加2000万元。下面是笔者结合一些资料及本人看法对推广理想供电系统给出了一些建议：首先，我们应通过工作备用, 而节省不必要场地所需及固定备用设备投资；其次，因避免了电分相从而使列车运行变得更平滑, 同时节省了自动过分相日常维护费用和一次投资；再者，因牵引变电所容量降低可节省固定容量电费，按每个月固定容量电费为15 元/ kvar来计,降低一个容量等级而节省电费数目是很可观的；然后，电子器件（如IGBT、IGCT ）和集成产品越来越普及,尤其是国产化后,它们单价会大幅度下降，会更有助于理想牵引供电系统推广；最后，可以减少铁路部门由于电能质量问题与公共电网运营商产生纠纷或受罚。当前被罚款主要原因是功率因数问题,不过今后也很难排除会由于谐波干扰、负序电流而造成电能质量罚款事件。

四、同相供电系统

为降低负序电流影响, 要把供电臂相位依次接入电力系统三相中的某一相,也就是换相，这样沿线供电臂将使用不同相位电压进行供电,在分区所处需设置电分相装置。电分相是列车运行、尤其是高速列车运行的薄弱环节，完成同相供电是提高列车平稳舒适性和安全性的有效方法。现行供电方式存在问题的最有效解决方法就是在牵引变电所采取以负序、无功补偿为核心的对称补偿技术,从而实现同相供电,也就是全线用同一相位单相电压来供电。它与单相牵引变压器有一点是一样的,可以避免在牵引变电所出口使用电分相。考虑到同一电力系统不同进线处系统短路容量也不同，进而承受负序电流能力也不同。为了减少不必要的设备浪费和投资,可将同相供电系统中的变电所分成三种:不补偿,仅仅用牵引变压器；半补偿, 对于补偿负序要有适度要求；全补偿, 要求实现对称补偿, 尤其对负序有较强抑制能力。

根据不同接线, 在变电所进行对称补偿时, 有一些技术上难度。按理论上，当功率因数是1，同时只补偿负序的时候,最小全补偿容量与牵引负荷功率相等。实现对称补偿方式有两种: 一种是无功补偿方式,它既可以无源（SVC装置）同时也可以有源（SVG装置），主要采用平衡变压器进行最优补偿，如Scott接线方式，同日本不等边Scott接线方式不同, 这种变压器次级绕组匝数n1与变压器次级绕组匝数n2相等，当全补偿时，负序电流为0，取消变电所出口电分相。它的缺点是电力系统任一相电压或线电压无法与供电臂电压U同相,也就是无法与相邻变电所对应相电压( 如YN, vd 接线)或线电压( 如单相接线、V/V接线) 的供电臂实现同相，供电臂有再生反馈电流通过之时补偿要反性。此种补偿对每种接线方式能不能适用要做具体分析；另一种为有源补偿模式,采用变电所平衡接线变压器与潮流控制器( PFC)相配合。当功率因数为1时，PFC提供一半牵引负荷有功功率即可消除负序。它的优点是供电臂电压可与电力系统相电压或线电压设置成同相，也就是可以与其他V/V接线或单相变电所实现输出电压同相。供电臂有再生反馈电流时，PFC向电力系统发送一半再生功率。当所有牵引变电所达到国家电能质量标准时，可将分区所相联，减少电分相。这其中需要探讨的是, 在电力系统要求牵引变电所三相接入条件下，现有高速铁路AT供电方式牵引变电所多使用V/X接线，想要实现对称补偿，取消电分相、消除负序, 只能采用SVG或SVC, 还必须在三个端口进行补偿, 这增加了技术难度，若采用两个端口补偿, 则补偿容量非最优。

五、新型AT供电模式。

自耦变压器AT是普通双绕组变压器的一种特殊连接, 它的特点是低压与高压绕组间不仅有电路直接联系，而且还有磁路耦合, 其传递的功率为传导功率和感应功率之和, 也就是说, 之所以功率传递比普通双绕组变压器大是因为存在传导功率。因AT 高低压绕组之间有直接电路联系, 便要求高压侧与低压侧具有同样绝缘水平, 常用于高低侧电压相对接近场合。

目前，世界高速铁路AT供电方式主要为2 X 27.5KV法国模式和55KV日本模式。我国这两种模式均有采用,京津线采用2 X 27.5KV法国模式，京秦线则采用55KV日本模式。我们可以借鉴这两种模式设计出一种新模式，该模式应该具有以下几个特点：一是相同供电能力下,日本模式要求牵引变电所馈线、母线导线截面更小, 这有利于接触网悬挂轻型化，新模式借鉴；二是新模式同日本模式相比, 牵引变电所内可不设AT, 将AT布置在线路上,简化了系统, 增加设计选择灵活性，并节约了成本；三是同法国模式相比, 新模式牵引变压器不需要中间抽头,能很大程度简化牵引变压器制造难度,而且还省去了牵引变电所回流线布置；四是我们牵引侧开关由2 X 27.5KV模式提升为55kV双极开关,开关绝缘等级提高, 不过工作电流要比2 X 27.5KV模式小, 在高压侧使用220KV大容量供电条件下, 方便于开关选型；五是新模式供电能力高于法国模式, 与日本模式相同, 在增加供电能力同时, 有助于减少电分相数目，延长供电臂。

六、牵引供电系统分析与建议

一是我们需要认真研究新型AT供电模式,填补日本模式与法国模式的缺陷。新型AT供电模式不仅要适用于理想牵引供电系统，也要适用于现行供电系统；二是AT供电系统的断路器和绝缘等级均应配套设计；三是我国电气化铁路供电系统相对于世界来说具有多种牵引变压器接线形式和AT供电方式, 需要结合我国高速铁路实际,设计出具有自主知识产权并且最适合的新模式；四是我们在解决电能质量问题同时, 要实现电气化铁路无分相化；五是我国高速铁路牵引变电所大多采用三相方式接入电力系统，平衡接线最节省补偿装置容量，也便于和单相变电所相互配合,从而形成同相供电系统来尽可能避免电分相,这也同样适用于既有线改造。

总之，当今电力电子技术迅速发展普及，而高速铁路电能质量问题也是急待研究解决的课题。我们为了解决电能质量问题，设计出一种供电系统。本文简介了牵引供电系统与理想牵引供电系统，相形比较之中所存在问题有待我们去解决，还有在对日本、法国供电模式分析比较之中，能得到适合我们的AT供电模式。

参考文献

[1] 李群湛, 贺建闽. 牵引供电系统分析[M]. 成都:西南交通大学出版社, 2007.

[2] 黄辉.椭圆形截面墩柱承载力计算.铁道建筑，2011.

[3] 解绍锋, 李群湛等. 同相供电系统对称补偿装置控制策略研究[J]. 铁道学报, 2002.

[4] 李群湛. 牵引变电所电气分析及综合补偿技术[M]. 北京: 中国铁道出版社, 2006.

第8篇：电力系统分析范文

【关键词】低频振荡 抑制措施 电力系统

电力系统联网发展初期，发电厂同步发电机联系较为紧密，阻尼绕组会产生足够大的阻尼，抑制振荡发展，低频振荡在那时少有产生。随着电网规模互联的不断扩大，出现了大型电力系统之间的互联，电力系统联系因而变得越来越密切，世界许多地区电网都发现了0.2Hz至2.5Hz范围内的低频振荡，低频振荡问题逐渐受到业内关注。电力系统低频振荡一旦发生，如果没有及时抑制，将会导致电网不稳定乃至解列，严重威胁电力系统的稳定安全运行，甚至诱发联锁事故，造成严重后果。

1 低频振荡产生的原因

1.1 负阻尼导致低频振荡

有文献记载了运用阻尼转矩的方法，针对单机无穷大系统分析低频振荡的原因，最主要的原因是系统中产生负阻尼因素，从而抵消系统自有的正阻尼性，导致系统的总阻尼很小甚至为负值。如果系统阻尼很小，在受到扰动后，系统中功率振荡始终难以平息，就会造成等幅或减幅的低频振荡。如果系统阻尼为负值，在受到扰动后，低频振荡会不断积累增加，影响系统稳定。

1.2 发电机电磁惯性导致低频振荡

电力系统中励磁控制是通过调整励磁电压来改变励磁电流，从而达到调整发电机运行工况的目的。控制励磁电流就是在调整气隙合成磁场，它使得发电机机端的电压调整为所需值，同时也调整了电磁转矩。故改变励磁电流大小便可以调整电磁转矩和机端电压。在励磁自动控制时，因发电机励磁绕组有电感，励磁电流比励磁电压滞后，故会产生一个滞后的控制，滞后的控制在一定因素下会引起系统低频振荡。

1.3 电力系统非线性奇异现象导致低频振荡

依据小扰动分析法，系统的特征根中有一个零根或一对虚根时，系统处在稳定边界；系统的特征根都为负实部时，系统处于稳定的；系统特征根中有一对正实部的复数或一个正实数时，系统处于不稳定。而实际情况是非线性系统在临近虚轴时会产生奇异现象。这种奇异现象表现在即便系统全部特征根都带负实部，在小的扰动时，非线性也可能造成系统状态、特性的突变，导致低频振荡增幅的发生。

1.4 过于灵敏的励磁调节导致低频振荡

为了给系统运行变化提供快速灵敏的调节控制，电力系统里现在广泛采用数字式、高强励倍数、高增益的快速励磁系统。快速励磁系统可以使励磁控制时间常数减小，但从控制方面分析，过于灵敏的调节控制，在较小扰动时会作出过大的反应，过大的反应会使系统产生超出预期的调节，这种调节又会反作用于系统，造成更进一步扰动。如此反复循环，如不及时干预，系统的低频振荡逐渐积累，最终难以控制。

1.5 不合适的控制方式导致低频振荡

在扰动发生时，电磁转矩和机端电压对调节励磁电流的要求是相反的，励磁调节很难同时达到两者的要求，如果控制要求是抑制系统中的低频振荡，却采用与转子转速没有直接关系的信号作为输入控制量的控制方式，那么有分析在一定条件下会导致系统的增幅低频振荡。

以上分析低频振荡产生的原因各有侧重，从不同角度对低频振荡产生的机理进行了解释，对提出抑制低频振荡的措施提供了基础依据。

2 抑制低频振荡的措施

2.1 目前采用电力系统稳定器（PSS）是抑制低频振荡较常用的措施

加装电力系统稳定器后，不但可以阻尼区域间振荡模式，同时也阻尼局部振荡模式。电力系统稳定器的输入信号可以是发电机频率偏差、转速偏差、功率偏差、或者是几个的组合。通常采用相位补偿的方法对其进行整定。确定电力系统稳定器安装地点应依据与发电机转速偏差对应的参与因子，用这个参与因子可对发电机组进行一级扫描，然后采用频率和留数响应法再进行更精确的计算，最终确定适当的安装位置。现有文献已提出电力系统稳定器的缺点，即当其投入后，机组的无功功率会有波动，波动幅度根据不同的有功负载也是不同的，而且未表现出周期性，克服较为困难。

2.2 采用直流小信号调制

在交、直流并联运行的系统中，可以采用直流小信号调制的方法，增加抑制系统低频振荡的阻尼。直流小信号调制器输入量可选取多种信号，包括：整流侧或者逆变侧频率、两侧频率偏差、线路电流偏差和线路功率偏差。已有研究提出调制信号采用并联交流联络线的功率变化速度，不但可以消除长距离通讯通道可能存在不稳定性，而且可以有效迅速地抑制区域间的低频振荡模式。直流小信号调制的缺点在于应用范围受限，且应用经验不足。

2.3 采用柔流输电系统（FACTS）装置是抑制低频振荡最有发展和前景的措施

所谓柔流输电系统，是基于电力电子技术的控制设备，通过串并联混合方式或单独串联、并联接入输电网系统，用来增大电力传输能力和增强可控性的交流输电系统。在上世纪末期，柔流输电系统技术从最初的第一代、第二代很快发展到现在的第三代技术。柔流输电系统装置主要设备包括动态稳定器（SVC）、静止同步补偿器（STATCOM）、静止同步串联补偿器（SSSC）等。柔流输电系统装置的特点是调节迅速灵活，能够良好的改善系统稳定性，增加系统低频振荡的阻尼。例如静止无功补偿器（SVC）可以快速调节电压，通过平滑、快速地调节感性和容性无功功率，实现动态补偿。当大容量的互联电力系统受到较大扰动，发生低频功率振荡或电压振荡时，迅速调节系统的潮流从而提高系统内振荡阻尼，起到抑制、阻尼的作用，提高了输电系统的静态稳定性和输电能力。

3 结束语

通过分析引起电力系统低频振荡的原因，比较了常见的抑制低频振荡的措施，说明柔流输电系统（FACTS）装置技术作为现代抑制低频振荡的热点措施，随着电力电子技术的快速发展，成本的进一步降低，必将具有更为广阔的发展前景。

参考文献

[1]彭炜东，薛福文.电力系统稳定器（PSS）及其在三峡机组的应用[J].中国电机工程学会2004年学术年会论文集，2004.

[2]李红川，闫广新，黄耀德.新型静止无功补偿器（SVC）在电力系统中的应用[J].新疆电力技术，2009.

作者单位

第9篇：电力系统分析范文

【关键词】双馈风电机组 小干扰稳定 风力发电 特征值分析 振荡模态 衰减模态

随着现代工业化的不断发展，人们对物质生活的追求，环境污染、资源短缺等问题日益严峻。风能作为一种可再生、无污染的清洁型能源，在我国已经有了广泛的利用和发展。目前我国风能资源可开发量为2.5亿kW，资源可发面积约20万km2，另有约7900万kW潜在可开发量。海上10m高度可开发和利用的风能储量约为7.5亿kW。

风电机组的装机容量越来越大，电力系统网络上需要承担的负荷也越来越多，当发电机的阻尼绕组不能完全吸收系统振荡下所产生的能量时，电力系统中的幅值振荡将不断增长，这时电力系统是小干扰不稳定的。电力系统时刻遭受着一些小的扰动，因此一个小干扰不稳定的系统在实际运行过程中是难以正常运行的。双馈风电机组具有能够提高风能转换效率，减少风电机组机械部件所受应力，对风电机组发出的有功无功进行分别控制，提高电网运行的稳定性等优势，是目前国际上运用最广泛的风电机组。在2010年我国已经安装的风电机组中变速风电机组占了88.2%，其中双馈风电机组占了14.1%。

小干扰稳定性问题已经成为现代电力系统中一个比较重要的问题，国内外不少课题在这方面进行了研究。文献考虑了时间延时存在的情况，对李雅普诺夫方程进行变换，研究了电力系统小干扰稳定的影响。文献改变接入后风电机组的出力大小，分析振荡模式下的阻尼特性与频率变换，研究结果表明，阻尼比变化较大，但系统仍是小干扰稳定的。文献建立了基于定子磁链定向控制策略的双馈风机实用机电暂态模型，并以新英格兰10机39节点的系统为例，对风电场接入的小干扰稳定进行分析，其中有两个节点接入后系统是小干扰不稳定的。文献研究了可能引起双馈风电机组小干扰不稳定的三种方式：双馈风电机组代替了同步发电机、同步发电机的出力减少、双馈风电机组控制与相邻的同步发电机的阻尼转矩相互作用。

1 特征值分析法

λ表示状态矩阵A'的特征值，f表示频率振荡，ζ表示阻尼比，它决定了系统振荡幅值的衰减率和衰减特性，在实际电路中阻尼比一般要大于0.05才可以接受。P表示参与矩阵，P中的各元素称为参与因子，其度量了第i个模态与第k个状态变量相互参与程度。、分别为状态矩阵A'的左右特征根。

2 双馈风力发电机模型

双馈风力发电机模型包含了双馈发电机模型、机械系统模型和变频器模型。其中文献中已经详细描述了机械系统模型，本文主要考虑双馈发电机模型和变频器模型。

2.1 双馈发电机建模

双馈发电机模型由电压模型、磁链模型、功率模型与转矩模型组成。为了简化模型，对其做如下假设：

（1）忽略定子d、q绕组的暂态

（2）在定子电压方程中，定子旋转的角速度ω定义为1

2.2 变频器建模

2.2.1 转子侧变频器模型

转子侧的变频器能够实现对输出的有功功率和无功功率进行解耦控制，通过转子电流和来实现对转子电压的调节，图1所示即为转子侧变频器的控制框图。

图1中KP1和KI1、KP2和KI2、KP3和KI3分别表示转子侧变频器的有功控制环节、电流控制环节以及无功控制环节的比例和积分增益。和分别表示转子侧变频器有功功率与无功功率的参考数值。和分别表示转子侧变频器有功功率与无功功率的实际测量值。

2.2.2 电网侧变频器模型

电网侧变频器的功能是保持直流电压的稳定，实现转子与电网之间的无功交换，通过电网侧的电流和来控制直流电压和无功功率的控制，图2所示即为电网侧变频器模型。

图2中Kp4和KI4、KP5和KI5、KP6和KI6分别表示电网侧变频器的直流电压控制环节、无功功率控制环节与电流控制环节的比例和积分增益。和分别表示电网侧电压的参考数值和实际测量值。和分别表示转子侧变频器与电网侧之间无功功率交换的参考数值和实际测量值。和分别表示电网侧变频器d轴与q轴电流的参考数值。

3 仿真结果分析与讨论

算例分析所采用的系统如图3所示，其中部分参数参照了文献。

图3所示的电力系统包含了4个同步发电机，每台发电机均采用的是三阶实用模型，发电机中的励磁系统采用的是一阶励磁控制模型。为了便于分析，可将双馈风电机组等效为1台双馈风电机，并以1台双馈风电机的等效模型代入电力系统中进行分析。将50台工作在相同状态下的双馈风电机组接入图3中的母线8（双馈风电机组的参数参照了文献），从母线8处接入，相当于是从两个区域之间接入。利用了MATLAB对图3所示的系统进行了仿真研究，包含了系统状态矩阵的特征值计算，左右特征向量计算，参与矩阵的计算以及振荡模式分析等，根据所得的结果分析双馈风电机组并网对电力系统小干扰稳定性的影响。

双馈风电机组接入电力系统产生了振荡模态与衰减模态，由表一的特征值可以看出存在5对振荡模态，5个衰减模态。其中属于低频振荡（），但是其相关的振荡模态具有较好的阻尼特性（），其余振荡模态对应的振荡频率相对较高，相应的阻尼也比较大（大于0.05），具有良好的阻尼特性。

由图4分析可知，振荡模态中的低频振荡（λ1，2）主要与发电机的转差、风电机的轴系的扭转角度与暂态电势的d轴分量有关，也就是与风电机的暂态过程（、）和转子侧的磁通量有关（根据公式8可知，与成比例）。振荡频率较高的振荡（λ5，6、λ9，10）主要与发电机的暂态电势以及风电机组的输出功率的差值有关，也就是与转子侧的磁通量（与成比例，与成比例）与风电机组转子侧输出的有功功率和无功功率有关。快速振荡模式（λ3，4和λ7，8）主要与与发电机的转差、风电机的轴系的扭转角度，风力机转速，暂态电势的q轴分量有关，也就是与风电机的暂态过程（、、）和转子侧的磁通（）有关。

表1中对应的5个衰减模态（λ11、λ12、λ13、λ14、λ15）都表现出了较快的衰减过程，根据图4分析可知，衰减模态λ12与λ13分别与转子侧变频器的直流电压Vdc和风电机中的桨距角β有关。λ11主要与转子侧磁通量有关。λ14主要与风电机组转子侧输出的有功功率和电网侧输出的电压有关。λ15主要与电网侧输出的电压与无功功率有关。

4 结论

双馈风电机组接入电力系统存在着不同频率的振荡模态与衰减模态。其中振荡模态均具有较好的阻尼特性，其主要与风电机组的暂态电势，转子侧的磁通量以及转子侧变频器的有功功率和无功功率有关。衰减模态均具有较快的衰减速度，这些衰减模态主要与转子侧变频器输出的有功功率、电网侧变频器输出的电压与无功功率，风电机的桨距角以及电网侧变频器的直流电压有关。

参考文献

[1]郝雪峰.国内风力发电发展状况分析[J].山东工业技术，2015（15）：136.

[2]关宏亮，杨以涵，戴慧珠.大规模风电场接入电力系统的小干扰稳定性研究[D].保定：华北电力大学，2008.

[3]国网能源研究院.中国新能源发电分析报告[M].北京：中国电力出版社，2011.

[4]YANG Bo，SUN Yuan-zhang.A novel stabilization approach for small signal disturbance of power system with time-varying delay[J].J.Cent. South Univ，2013，（20）：3522-3527.

[5]孟明，赵强.含双馈型风电场的电网小干扰稳定性分析[J].电力科学与工程，2013，29（1）：1-7.

[6]范伟，赵书强.考虑风力发电的电力系统小干扰稳定性分析[J].华北电力大学学报，2009，36（2）：23-27.

[7]王忱，石立宝，姚良忠，王黎明，倪以信.大规模双馈型风电场的小扰动稳定分析[J].中国电机工程学报，2010，30（4）：63-70.

[8]M.Jafarian，A.M.Ranjbar.The impact of wind farms with doubly fed induction generators on power system electromechanical oscillations[J]. Renewable Energy，2013，50（1）：780-785.

[9]石佳莹，沈沉，刘锋.双馈风电机组动力学特性对电力系统小干扰稳定的影响分析[J].电力系统自动化，2013，37（18）：7-13.

[10]Bhinal Mehta，Praghnesh Bhatt，Vivek Pandya.Small signal stability analysis of power systems with DFIG based wind power penetration [J].Electrical Power and Energy Systems，2014（58）：64-74.

[12]张会参，张葛祥.双馈风力发电机模型仿真与并网运行研究[D].成都：西南交通大学，2013.

[13]Hüseyin Altun，Sedat Sünter.Modeling， simulation and control of wind turbine driven doubly-fed induction generator with matrix converter on the rotor side[J].Electrical Engineering，2013，Vol.95 （2），pp.157-170.

[14]王锡凡，方万良，杜正春.现代电力系统分析[M].北京：科学出版社，2007.

[15]（印）科萨里，（印）纳格拉斯.现代电力系统分析[M].北京：清华大学出版社，2009.

[16]王阳，鲁宗相，闵勇，时珊珊.基于降阶模型的多电源微电网小干扰分析[J].电工技术学报，2013，27（1）：1-8.

作者简介

杨杰（1990-），男，江苏省南通市人。现在西安工程大学电信学院硕士在读。主要研究方向为智能电网。