李翠英+胡剛+劉金晟+高國芳

摘 要：“電力系統(tǒng)分析”是電氣專業(yè)中的核心課程，其理論性強(qiáng)，概念抽象，難以用實(shí)物操作或演示來講解。本文將仿真軟件作為輔助工具引入到理論教學(xué)中，教學(xué)的方法和手段得到改進(jìn)，使課堂內(nèi)容豐富多彩，易于理解，從而提高了教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：Matlab 仿真 電力系統(tǒng)分析

中圖分類號：TM711-4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）10（b）-0161-02

《電力系統(tǒng)分析》課程是電氣專業(yè)中的核心課程，其理論性很強(qiáng)，概念又比較抽象，難以用實(shí)物操作或演示來講解。因此將仿真軟件作為輔助工具引入到理論教學(xué)中，通過形象的圖形界面直觀地反映電力系統(tǒng)，圖文并茂，加深學(xué)生對電力系統(tǒng)概念的理解。最終使該課程從單一的知識點(diǎn)的講解向復(fù)雜系統(tǒng)應(yīng)用過渡。

1 仿真實(shí)例說明

1.1 建立電路模型

首先有針對的建立電力網(wǎng)絡(luò)模型，如圖1所示。現(xiàn)代電力系統(tǒng)電壓等級越來越高，系統(tǒng)容量越來越大，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜。該電路是由兩臺發(fā)電機(jī)組及其控制設(shè)備組成的一個可變環(huán)型網(wǎng)絡(luò)，通過投切線路，能夠改變系統(tǒng)的接線方式，如切除XLC線路，電力網(wǎng)則變成了一個輻射形網(wǎng)絡(luò)，還可通過改變發(fā)電機(jī)有功、無功，投、切負(fù)荷等方法來改變潮流的分布，系統(tǒng)較有代表性，使用較為靈活。

1.2 實(shí)施操作過程

在課前運(yùn)用仿真軟件如Matlab/simulink，繪制出電力系統(tǒng)的仿真圖。用Matlab/simulink修正各個模塊具體參數(shù)。在課堂上講解操作仿真過程，還可隨時設(shè)置故障類型及參數(shù)，如圖2所示。啟動仿真，在仿真完成后Multimeter彈出波形，如圖3所示，并測量各個時刻的參數(shù)，匯總分析，總結(jié)理論概念。課后可調(diào)動學(xué)生模仿，自行設(shè)計系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和各種運(yùn)行狀態(tài)，學(xué)習(xí)軟件、熟悉概念，互相討論，增加學(xué)習(xí)興趣。

1.3 仿真現(xiàn)象及結(jié)果分析

通過仿真結(jié)果進(jìn)行理論分析。當(dāng)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或負(fù)荷發(fā)生變化時，如雙回變單回或切除負(fù)荷等，各線路和母線電壓，有功、無功功率大小方向都將隨之改變?？梢娤到y(tǒng)的潮流分布與系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和負(fù)荷的分布有關(guān)。通過設(shè)置的短路故障仿真波形，可以看出故障發(fā)展的動態(tài)，短路對系統(tǒng)的影響，合理的控制措施是可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性的。使學(xué)生更加深刻的理解了潮流、短路等抽象概念。

2 結(jié)語

隨著仿真軟件的引入，教學(xué)的方法和手段得到改進(jìn)，使課堂內(nèi)容豐富多彩，易于理解。在運(yùn)行軟件的同時，學(xué)生既學(xué)會了各個元件的名稱，也學(xué)會了搭建電力系統(tǒng)模型。既理解了潮流分析和短路分析等基本概念，也學(xué)會了針對不同的分析計算，需要錄入不同的參數(shù)。同時在授課過程中教師與學(xué)生能充分互動和溝通，課堂氣氛活躍，提高了教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊新偉，胡朦朦.Simulink/SimPowerSystem在電力系統(tǒng)分析教學(xué)中的應(yīng)用[J].高校講壇.科技信息，2013（19）：142-143.

[2] 吳天明.Matlab電力系統(tǒng)設(shè)計與分析[M].北京：國防工業(yè)出版社，2004.

[3] 徐敏，彭瑜.MATLAB在電力系統(tǒng)分析教學(xué)中的應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報，2010，22（3）：152-155.endprint