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摘要：为适应新形势下《电力系统分析》教学面临的任务，并结合长沙理工大学硬件条件和师资配备情况，提出了一种基于现代仿真软件的《电力系统分析》教学改革方案。拟从教学内容、教学手段改革创新入手，将现代仿真软件工具引入《电力系统分析》的课堂教学中，从而加深学生对基础理论的认识与理解，也培养学生的动手实操能力。
关键词：电力系统分析；现代仿真软件；教学改革
本文引用格式：张永熙等.基于现代仿真软件的《电力系统分析》教学改革初探[J].教育现代化，2019，6（31）：35-36.
The Reform of Power System Analysis Course based on Modern Simulation Software
ZHANG Yong-xi,ZHOU Ren-jun,WANG Yuan-yuan
（Changsha University of Science&Technology,Changsha,Hunan,China）
Abstract:In order to adapt the task of power system analysis courses under current situation,in combination with the hardware condition and teaching resources of Changsha University of Science&Technology,this paper proposes a teaching reform plan for power system analysis courses based on modern simulation software.It is planned to start from the reform and innovation of teaching content and teaching methods,and introduce
modern simulation software tools into the teaching process of Power System Analysis,thus to deepen students’understanding and understanding of basic theory,and also cultivate students’hands-on ability.
Keywords:Power system analysis；modern simulation software；reforming
《电力系统分析》包括《电力系统稳态》和《电力系统暂态分析》，是电气工程及其自动化专业最重要的专业课程之一，该课程延续于《电路》、《电磁场》和《电机学》等先导课程，且是《电力系统继电保护原理》、《发电厂电气部分》等后续专业学习过程的基础，是学生基本专业素质形成与发展的关键课程。该课程的定位为：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基础[1]。
随着当前能源革命的到来与电力体制改革的宏观政策背景，以及计算机技术、现代控制技术和电力电子技术的应用和迅猛发展，“十三五”期间我国智能电网投资预计将达到1750亿元，能源供给及需求方式的转变急速促进下一代智能电网建设的发展，对《电力系统分析》课程教学内容、教学方法、教学手段等方面进行改革势在必行。
《电力系统分析》课程的教学目的是使学生掌握电力系统运行状况分析、电力系统数学描述的方法、复杂电力系统建模、稳态、故障、稳定分析的方法和工程应用。学习的一大难点在于，学生需要训练思维能力，将复杂电力系统抽象为数学模型，根据数学模型去研究电力系统的各个方面，其过程涉及到许多抽象的物理概念和复杂的数学知识。因此，学生在学习过程中常常感到抽象难懂，不易掌握。为适应当今社会对人才素质的需求，注重对学生创新能力和动手实践能力的培养，必须对《电力系统分析》课程进行相应的改革。为此，我们将充分利用学校现有的教学资源，尝试将先进的现代仿真软件引入《电力系统分析》课程的教学中，借助Matlab/Simulink等现代仿真软件作为教学工具，进行仿真演示和研究，弥补实验手段的不足，以帮助学生理解抽象的理论概念知识，并通过具体实践和仿真分析加深学生对书本理论知识的认识[2]。
一《电力系统分析》课程常用的仿真软件
电力系统的设计、运行、控制和理论研究等都离不开数字仿真。电力系统仿真软件不受系统规模和结构复杂性的限制，已成为分析和研究电力系统必不可少的常用工具。当前在电力系统中常用的仿真软件有很多种，主要包括：
（1）PSASP:PSASP（Power system analysis software package）由中国电力科学院研发，是当前我国进行电力系统计算和仿真的常用软件，具有资源共享、使用方便、高度集成、界面友好等优点。PSASP基于电网基础数据库、固定模型库以及用户自定义模型库的支持，可进行电力系统的潮流计算、短路计算、继电保护整定计算等各种分析计算。另外，PSASP具有图模一体化的功能，图形、数据自动对应，所见即所得[3]。
（2）Matlab/Simulink:Matlab软件是由美国Math Works公司开发的计算机仿真软件。其中，Simulink软件是由matlab软件提供的动态系统建模、仿真和分析的集成环境。同时也是一种集框图和交互仿真能力于一体的非线性动态系统仿真工具。输入、输出和控制简单，易行[4]。
（3）DigSLIENT：DigSLIENT是 由 德 国DigSLIENT GmbH公司开发的电力系统仿真软件。DigSLIENT提供了非常全面的电力系统元件模型库，包含了几乎所有电力系统常用分析计算功能：如潮流计算、短路计算、机电暂态和电磁暂态计算、谐波分析及小干扰稳定性分析等。
二仿真软件在《电力系统分析》课程教学中的实际应用
以上介绍的所有现代仿真软件都可以应用到《电力系统分析》课程的仿真教学中，并且它们都具有不同的优势。其中PSASP具有强大的运算功能和灵活的输出形式，MATLAB/SIMULINK具有丰富的模块库与精准的结果分析方法。为此，我们探索了采用现代仿真软件进行配套教学，在教学实践中加入了电力系统潮流计算、短路电流计算的内容。在本文中，我们以电力系统潮流计算为例，介绍现代仿真软件在《电力系统分析》教学中的具体应用。
电力系统潮流计算牵涉到大量复杂的计算，过往学习多采用手工方法计算系统潮流，只能适用于简单的2-3机系统，计算过程单一、繁琐，易出现错误。而忽视了现有潮流计算最常用的计算机算法，与实际应用严重脱轨，不符合当前企业实际情况和发展需求。教材往往只介绍潮流计算的计算机算法原理，而没有应用程序以及具体上机实践锻炼，无法达到培养学生实际能力的目的。为此，教师在教学过程中就需要加强计算机在电力系统计算中应用内容的介绍，以培养学生的实践能力。
具体地，将《电力系统分析》课程与现代仿真软件相结合，采用开放性、综合性的教学方式，注重对学生软件实操能力的培养，让不同层次的学生都有所发展、有所提高。在教学过程中：首先向学生讲述潮流计算的原理，然后结合书本介绍计算程序框图，然后再基于PSASP或者MATLAB进行电力系统潮流计算的实验。并鼓励学有余力的同学利用课余时间自行编写潮流计算的源程序，以加深对书本内容的理解，培养自己独立思考问题和解决问题的能力。这样一来，整个教学过程形成一个良好的闭环，学生的基本理论得到了巩固，动手实操能力也得到了提高。其中主要利用现代仿真软件完成以下教学环节：1）学生利用仿真平台完成电力系统参数的录入并检查数据的正确性、完整性；2）通过软件对电力系统进行建模并仿真分析；3）计算出系统的潮流分布以及各个节点的电压值；4）将仿真分析的结果与手算结果进行对比分析。[5]。
三 结语
通过基于现代化仿真软件的《电力系统分析》课程教学新手段与新方法，将电力系统分析课程的重点与难点部分与现代仿真软件相结合，采用开放性、综合性的教学方式，注重对学生软件实操能力的培养，让不同层次的学生都有所发展、有所提高。提高学生对工程设计工具和信息技术工具的应用能力和实操能力，为以后工作奠定良好基础。
参考文献
[1]陈珩.电力系统稳态分析（第四版）[M].北京：中国电力出版社，2015.
[2]张靠社,张欣伟，宁联辉，等．《电力系统分析》课程的教学改革和实践[J].电力系统及其自动化学报，2008，20(2):126-128．
[3]中国电力科学研究院.电力系统分析综合程序(PSASP)用户手册[M].北京:中国电力科学研究院,2006.
[4]于群,曹娜．Matlab/Simulink电力系统建模与仿真[M]．北京：机械工业出版社，2011.
[5]安军,初壮.电力系统潮流计算课程设计改革研究[J].现代经济信息.2014,42(11):422-424.
[6]冯婉,张文娟,张志刚.《电力系统分析》课程教学改革与实践[J].教育现代化,2016,3(35):175-176.
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