新能源與電力系統(tǒng)研究生課程建設(shè)論文（共2篇）

新能源與電力系統(tǒng)研究生課程建設(shè)論文〔共2篇〕第1篇:新能源與電力系統(tǒng)研究生課程建設(shè)探析大量風(fēng)電、光伏等新能源發(fā)電在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中的接入，使得電網(wǎng)需要在規(guī)劃、運行等多方面作出調(diào)整，以便能更好地適應(yīng)新能源的發(fā)電隨機性和波動性對電力系統(tǒng)電壓、頻率穩(wěn)定性等方面產(chǎn)生的影響。首先介紹了學(xué)院“新能源與電力系統(tǒng)研究生課程的建設(shè)情況，然后對課程構(gòu)造與教學(xué)內(nèi)容設(shè)計、教學(xué)方法與手段、理論環(huán)節(jié)建設(shè)等方面進行了探析。21人類面臨的兩大基本問題是能源問題與環(huán)境問題，發(fā)展新能源是解決這兩大問題的必由之路。新能源是相對于慣例能源而言的，是指采取新技術(shù)和新材料或在新技術(shù)基礎(chǔ)上系統(tǒng)地開發(fā)利用的能源，如太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能等，大部分新能源被轉(zhuǎn)換成電能接入電力系統(tǒng)中。新能源在地理位置上高度分散、受氣候影響大，因而新能源發(fā)電的控制方式比傳統(tǒng)石化燃料發(fā)電復(fù)雜。要將大量新能源電能接入現(xiàn)有電力系統(tǒng)，需要電網(wǎng)在規(guī)劃、運行及控制等眾多方面作出調(diào)整，以便能更好地適應(yīng)新能源隨機性、波動性對電力系統(tǒng)電壓、頻率、穩(wěn)定性等方面帶來的影響。2013年，為促進上海電力學(xué)院電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)研究生適應(yīng)新能源大量并網(wǎng)后電力系統(tǒng)發(fā)展的需要，上海電力學(xué)院電氣工程學(xué)院新開設(shè)了“新能源與電力系統(tǒng)〞研究生專業(yè)選修課程。該課程旨在使學(xué)生對新能源發(fā)電技術(shù)的基本原理、風(fēng)力與光伏發(fā)電等可再生能源并網(wǎng)后電力系統(tǒng)的運行特點有一個全面的了解，并能夠利用電力系統(tǒng)專業(yè)分析方法解決新能源并網(wǎng)給電力系統(tǒng)帶來的新問題，為進一步分析和研究新能源并網(wǎng)后電力系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計、運行打下良好基礎(chǔ)。一、課程構(gòu)造與教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計“新能源與電力系統(tǒng)〞課程的內(nèi)容牽涉電氣、動力、機械、控制等很多學(xué)科領(lǐng)域，其中新能源發(fā)電技術(shù)重要包含太陽能發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電、氫能發(fā)電、天然氣、燃氣發(fā)電、小水力發(fā)電、地?zé)崮馨l(fā)電和海洋能發(fā)電等多種發(fā)電技術(shù)。新能源發(fā)電并網(wǎng)后對電力系統(tǒng)的影響包含規(guī)劃、運行、控制等眾多方面。該課程牽涉“新能源發(fā)電技術(shù)〞與“電力系統(tǒng)分析〞兩部分內(nèi)容，概念多、知識面廣、工程應(yīng)用性強。但授課學(xué)時僅為36學(xué)時，內(nèi)容多，課時少，要在有限的課堂教學(xué)時間內(nèi)使學(xué)生有效把握主要知識，需要合理設(shè)置課程構(gòu)造，并對教學(xué)內(nèi)容進行挑選。在過去10年中，風(fēng)電裝機容量以平均每年30%累計速度迅速增加。截止到2013年，中國風(fēng)電累計裝機已突破90GW，全球總裝機容量到達318GW。中國光伏發(fā)電累計裝機容量到達17.16GW，其中，大規(guī)模光伏電站累計裝機容量到達11.18GW，分布式光伏發(fā)電累計裝機容量到達5.98GW。風(fēng)力發(fā)電和太陽發(fā)電占領(lǐng)新能源發(fā)電總裝機容量的91.5%，是新能源利用的主力軍。生物質(zhì)能、海洋能、地?zé)嵩吹绕渌履茉窗l(fā)電技術(shù)還處于實驗研究或商業(yè)探尋求索階段，市場份額較小。大量隨機性、波動性的風(fēng)電和光伏發(fā)電并網(wǎng)后對電力系統(tǒng)運行帶來較大的影響，十分是中國部分北方地區(qū)千萬千瓦級風(fēng)電場集中接入當?shù)?10kV或220kV電網(wǎng)，對風(fēng)電接入地區(qū)電力系統(tǒng)的運行與控制產(chǎn)生了相當大的影響。因而，該課程將風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)后對電力系統(tǒng)的影響作為課程重要講授內(nèi)容之一。而太陽能光伏發(fā)電裝機容量較小，大型的光伏電站裝機容量一般在幾兆瓦以內(nèi)，假如直接接入當?shù)?10kV或220kV電網(wǎng)，對電網(wǎng)影響不大。但大量的分布式光伏發(fā)電并入配電網(wǎng)后對配電網(wǎng)的影響卻不可忽視，因而該課程將光伏發(fā)電并網(wǎng)后對配電網(wǎng)的影響也作為課程重要講授內(nèi)容之一。其他新能源發(fā)電形式由于裝機容量均較小，對電力系統(tǒng)影響并不大，則用較少的課時泛講。新能源并網(wǎng)后對電力系統(tǒng)的影響包括對電壓、頻率穩(wěn)定、調(diào)度、規(guī)劃、控制等眾多方面，因而課程布置了較多的課時對新能源并網(wǎng)后的電力系統(tǒng)分析進行講授，詳細課時布置如下：新能源發(fā)電及并網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)知識2學(xué)時，風(fēng)力、太陽能光伏發(fā)電6學(xué)時，生物質(zhì)能發(fā)電、氫能發(fā)電、天然氣/燃氣發(fā)電、地?zé)崮馨l(fā)電和海洋能發(fā)電共2學(xué)時，風(fēng)電、光伏功率預(yù)測2學(xué)時，新能源并網(wǎng)的經(jīng)濟性2學(xué)時，海上風(fēng)電2學(xué)時，新能源并網(wǎng)對電力系統(tǒng)的影響共20學(xué)時〔重要包含新能源并網(wǎng)后的消納、電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度、電力系統(tǒng)有功平衡與頻率控制、電力系統(tǒng)無功電壓控制、電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析等〕。二、教學(xué)方法和手段優(yōu)化“新能源與電力系統(tǒng)〞課程教學(xué)中需要積極探尋求索、開掘與課程特點相匹配的教學(xué)方法和手段；強調(diào)知識的系統(tǒng)性、完好性；重視理論與實際、知識深度與廣度的結(jié)合；看重科研動態(tài)的傳遞及科研方法的引導(dǎo)；加強對學(xué)生理論環(huán)節(jié)的培養(yǎng)。1.課程深度與廣度相協(xié)調(diào)課程內(nèi)容在知足廣度的基礎(chǔ)上還應(yīng)保證一定的深度。課程內(nèi)容應(yīng)包含各種新能源發(fā)電技術(shù)基本原理、電力系統(tǒng)分析方法等基礎(chǔ)知識，在新能源發(fā)電控制技術(shù)，電力系統(tǒng)運行、調(diào)度、控制等方面還應(yīng)具有一定深度，進而使得學(xué)生把握分析新能源發(fā)電并網(wǎng)對電力系統(tǒng)影響的方法。2.經(jīng)典理論與科研前沿技術(shù)并重傳統(tǒng)的“電力系統(tǒng)分析〞課程由于理論較深、牽涉面廣、工程性強，歷來被視為電氣專業(yè)難教、難學(xué)的一門課程。新能源發(fā)電并網(wǎng)后，對電力系統(tǒng)的分析還是建立在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)分析方法的基礎(chǔ)上，但又存在傳統(tǒng)分析方法不能解決的新問題。由于新能源發(fā)電發(fā)展時間不長，上述很多新問題還未得到全面解決，因而，在教學(xué)上應(yīng)看重對科研前沿研究結(jié)果的呈現(xiàn)。通過對新能源并網(wǎng)技術(shù)方面最新科研結(jié)果的介紹、高水平學(xué)術(shù)期刊的查閱、電力系統(tǒng)運行中實際問題的調(diào)研，培養(yǎng)學(xué)生檢索文獻、查閱資料的能力，引導(dǎo)學(xué)生把握提出問題并分析問題的能力。3.教學(xué)案例的分析與討論課程教學(xué)經(jīng)過中還應(yīng)設(shè)置少量教學(xué)案例分析與討論環(huán)節(jié)。學(xué)生通過詳細案例分析，課堂上以討論的形式讓學(xué)生將自己的觀點表述出來，不只鍛煉了學(xué)生分析和歸納總結(jié)的能力，同時也加深了他們對所學(xué)內(nèi)容的理解和把握。例如，可讓學(xué)生對采取不同風(fēng)電機組類型、不同安裝容量，接入不同地區(qū)的實際風(fēng)電接入案例進行分析，以了解風(fēng)電場并網(wǎng)后對接入地區(qū)電力系統(tǒng)的電壓的影響。教學(xué)案例的分析與討論比教學(xué)材料上教條的說詞更能引導(dǎo)學(xué)生充足認識到所學(xué)知識的實際價值，明確學(xué)習(xí)目的，進而激發(fā)學(xué)生的興趣，引領(lǐng)學(xué)生去深切進入理解課程內(nèi)容。三、理論環(huán)節(jié)建設(shè)理論教學(xué)內(nèi)容對課程理論的理解幫助較大。在實驗教學(xué)方面，課程應(yīng)設(shè)置一些新能源并網(wǎng)后電力系統(tǒng)分析的綜合性實驗，如新能源并網(wǎng)后電力系統(tǒng)的潮水計算、暫態(tài)穩(wěn)定性分析、無功電壓控制等。學(xué)生以實驗小組為單位，實驗方案設(shè)計、參數(shù)調(diào)整計算、電網(wǎng)接線到數(shù)據(jù)整理、實驗結(jié)果分析和撰寫實驗報告等一整套工作都由實驗小組通過合作來完成。通過新能源并網(wǎng)實際案例的仿真分析理論環(huán)節(jié)，能加深學(xué)生對理論知識的認識，有效加強學(xué)生的動手理論能力和綜合科研能力。四、教學(xué)團隊的建設(shè)本課程內(nèi)容牽涉電氣、動力、機械、控制等很多學(xué)科領(lǐng)域，因而教學(xué)團隊應(yīng)老中青搭配，進而到達專業(yè)職務(wù)和知識構(gòu)造合理的效果。課程負責(zé)人應(yīng)為具有較深的學(xué)術(shù)造詣和創(chuàng)新性學(xué)術(shù)思想的本學(xué)科的專家，同時要具有團結(jié)、協(xié)作精神和較好的組織、管理和領(lǐng)導(dǎo)能力。主講老師知識構(gòu)造最好能覆蓋電力系統(tǒng)、控制等多個領(lǐng)域，這樣能力精確把握課程內(nèi)容的廣度和深度。五、結(jié)論本文對上海電力學(xué)院“新能源與電力系統(tǒng)〞研究生課程建設(shè)的方案進行了探析。通過對上海電力學(xué)院電力系統(tǒng)自動化專業(yè)建設(shè)、新能源技術(shù)在電力行業(yè)的發(fā)展態(tài)勢等方面的分析，制定了合理的課程構(gòu)造與教學(xué)內(nèi)容，并開掘了與課程特點相匹配的教學(xué)方法和手段。課程建設(shè)重視理論與實際的有效結(jié)合，提出加強課程理論環(huán)節(jié)建設(shè)的思想。通過開展課程建設(shè)，找出了該課程教學(xué)的軟弱環(huán)節(jié)，制定了符合電力專業(yè)的建設(shè)目的和知足電力企業(yè)對上海電力學(xué)院研究生專業(yè)能力要求的切實可行的課程建設(shè)發(fā)展規(guī)劃。第2篇:“電力電子在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用〞研究生課程教改與理論研究生課程建設(shè)不同于本科生課程建設(shè)，需要突出應(yīng)用特色和使用新型教學(xué)方法。對“電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用〞課程的教學(xué)內(nèi)容進行了梳理，構(gòu)建了知識模塊。知識模塊重點強調(diào)以應(yīng)用為特色，捉住實際工程應(yīng)用為主的案例，配以基礎(chǔ)知識模塊。在教學(xué)方法上采取團隊研究型教學(xué)形式，精心組織案例教學(xué)，指點學(xué)生從系統(tǒng)到裝配設(shè)計去整體理解裝配基本原理。教學(xué)理論效果表示清楚，課程組織內(nèi)容合理，學(xué)生研究能力有所提升。電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用有較長的歷史。早期的直流輸電采取大功率晶閘管閥作為換流閥，如今輕型直流則采取IGBT器件。自20世紀80年代，柔性溝通輸電〔FACTS〕的概念被提出來后，電力電子技術(shù)深切進入到電力系統(tǒng)的發(fā)、輸、配各環(huán)節(jié)中，成為新型學(xué)科領(lǐng)域。[1，2]學(xué)科方向牽涉電力電子、控制理論、電力系統(tǒng)分析、高電壓等多門學(xué)科領(lǐng)域，具有較強的綜合性。為適應(yīng)新技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)高校大部分電氣工程專業(yè)都開設(shè)了該課程。但該課程內(nèi)容的高深讓學(xué)生和老師都感到困惑。筆者曾討論過本科生課程建設(shè)內(nèi)容，提出了合理的教學(xué)改革方案，[3]但研究生課程建設(shè)不同于本科生課程建設(shè)，研究生課程體系強調(diào)提升應(yīng)用特色和構(gòu)建理論創(chuàng)新教育形式。筆者結(jié)合本身的教學(xué)理論，做了有益探尋求索。一、國內(nèi)高校課程建設(shè)現(xiàn)在狀況對國內(nèi)高校該課程開設(shè)現(xiàn)在狀況進行了調(diào)研，見表1。該課程作為電力系統(tǒng)自動化或者電力電子及其傳動專業(yè)的專業(yè)選修課程。學(xué)分是2學(xué)分的高校為75%，學(xué)分是1學(xué)分的高校為25%。課程名稱不統(tǒng)一，有“復(fù)雜電力電子系統(tǒng)〞、“柔性輸電技術(shù)〞等。授課老師的專業(yè)背景：電力系統(tǒng)專業(yè)背景的老師占90%，電力電子技術(shù)專業(yè)背景的老師占10%。國內(nèi)設(shè)置有傳統(tǒng)的電氣工程專業(yè)的重點大學(xué)均開設(shè)了此課程，一般電力院校也開設(shè)了此課程。課程考核方式中，筆試占80%，作業(yè)占20%。教學(xué)資料包含：清華大學(xué)出版社出版的〔柔性溝通輸電原理與應(yīng)用〕；機械工業(yè)出版社出版的〔柔性溝通輸電系統(tǒng)〕和〔電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用〕；中國水利水電出版社出版的〔柔性輸電技術(shù)概論〕。重點院校在專業(yè)選修課的師資上均裝備了從事該方向的教授級研究人員，一般電力院校則是從事該方向的副教授以上研究人員。選修該課程的研究生根據(jù)導(dǎo)師的研究方向而選修，一般在該方向?qū)嵙^強的高校的課題組的研究生選修較多。通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，重要有下面幾個問題：1.知識點較多且雜亂電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)的輸、發(fā)、配電各個環(huán)節(jié)都有應(yīng)用，課程內(nèi)容豐富，知識面廣。但老師只是在某個問題上有所專研，不可能面面俱到。如：懂電力系統(tǒng)的老師卻不懂裝配；懂裝配的老師卻不懂電力系統(tǒng)。2.研究生條理不一研究生根據(jù)選修方向而選課。電力電子傳動專業(yè)的學(xué)生不懂電力系統(tǒng)；電力系統(tǒng)專業(yè)學(xué)生不懂電力電子技術(shù)。講授某方面知識點過深時，部分學(xué)生就會跟不上老師進度。3.書本跟不上技術(shù)的發(fā)展電力電子技術(shù)極大地推進了生產(chǎn)力，新型技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用非常迅速。如柔性直流輸電技術(shù)在中國從35kV的示范工程發(fā)展到300kV的示范工程，傳統(tǒng)的直流輸電面臨著被柔性直流取代的場面。但現(xiàn)有教學(xué)資料對于柔性直流的介紹卻很少。二、上海電力學(xué)院課程建設(shè)現(xiàn)在狀況上海電力學(xué)院于2005年開設(shè)了本科課程，本科課程名稱為“柔性輸電技術(shù)〞，在2009年開設(shè)了研究生課程，研究生課程名稱為“電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用〞。本科生課程的學(xué)分為1分，研究生課程的學(xué)分為2分。研究生授課老師均為副教授以上研究人員，在該方向上都有過研究經(jīng)歷?，F(xiàn)主講老師為2名，一位為電力系統(tǒng)背景，一位為電力電子技術(shù)背景。考核方式為大作業(yè)形式，教學(xué)資料采取上海電力學(xué)院老師編寫的〔柔性輸電技術(shù)概論〕。在“電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用〞課程的多年專業(yè)教學(xué)中，存在如下幾個教學(xué)問題：1.教學(xué)內(nèi)容過于深奧該技術(shù)處于學(xué)科前沿領(lǐng)域，科學(xué)專著較多，但教學(xué)資料較少，可選擇的教學(xué)資料〔柔性輸電技術(shù)概論〕側(cè)重于柔性溝通輸電，〔電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用〕側(cè)重于電力電子。教學(xué)內(nèi)容方面有與電力電子技術(shù)反復(fù)之處，沒有能與專業(yè)核心課程很好的銜接。2.教學(xué)方法未與時俱進研究生專業(yè)教學(xué)與本科教學(xué)有極大的不同，理論的深度和廣度都超于本科教學(xué)。面向本科的教學(xué)方法不適應(yīng)研究生教學(xué)。研究生教育要培養(yǎng)創(chuàng)新人才，老師要引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。三、教學(xué)內(nèi)容構(gòu)建針對知識點內(nèi)容分散和銜接度不夠嚴密等問題，筆者對教學(xué)知識點進行梳理，如表2所示。知識內(nèi)容體系構(gòu)建為五大模塊：學(xué)科綜述、基礎(chǔ)理論、發(fā)、輸、配應(yīng)用。對知識模塊中的教學(xué)內(nèi)容和知識點做了設(shè)計。對電力電子裝配的應(yīng)用有所選取，捉住實際工程中重要應(yīng)用的類型。在教學(xué)內(nèi)容組織上，教學(xué)重點放在發(fā)、輸、配的應(yīng)用上，尤其是輸電網(wǎng)的應(yīng)用。發(fā)電應(yīng)用重要講述風(fēng)力發(fā)電機組的控制；輸電網(wǎng)應(yīng)用重要介紹串補、并補裝配和柔性直流輸電；配電網(wǎng)應(yīng)用重要介紹有源濾波器裝配?；A(chǔ)知識模塊的內(nèi)容設(shè)計是為了應(yīng)用做預(yù)備，該模塊介紹了電力電子裝配接入電力系統(tǒng)的建模方法和大功率變量器拓撲構(gòu)造的基礎(chǔ)知識。這些屬于電力電子裝配的共性知識。這種教學(xué)內(nèi)容的布置能夠承接電力電子和電力系統(tǒng)基礎(chǔ)知識，又能強調(diào)本門課程的特色。四、團隊研討型學(xué)習(xí)方式傳統(tǒng)教學(xué)方法以灌輸為主，選修課的教學(xué)方法采取傳統(tǒng)教學(xué)方法，教學(xué)效果欠好。文獻[4]介紹了團隊教學(xué)方法在控制理論課程中的應(yīng)用。“電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用〞課程也引入了團隊教學(xué)方式。團隊教學(xué)牽涉兩個方面：老師要設(shè)計好研究內(nèi)容，學(xué)生要分工明確。團隊教學(xué)組織見表3。在研究內(nèi)容上以應(yīng)用為主進行劃分，根據(jù)發(fā)輸配環(huán)節(jié)，給學(xué)生若干個任務(wù)。如可控串補裝配在電力系統(tǒng)應(yīng)用中能夠組建一個3人的團隊：1人研究可控串補提升系統(tǒng)輸送能力，著重于電力系統(tǒng)；1人研究可控串補的控制算法；1人研究可控串補的裝配設(shè)計?？煽卮a的理論從機電暫態(tài)到電磁暫態(tài)各個層