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摘 要:“电力系统分析”是电气专业中的核心课程,其理论性强,概念抽象,难以用实物操作或演示来讲解。本文将仿真软件作为辅助工具引入到理论教学中,教学的方法和手段得到改进,使课堂内容丰富多彩,易于理解,从而提高了教学效果。
关键词:Matlab 仿真 电力系统分析
中图分类号:TM711-4 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)10(b)-0161-02
《电力系统分析》课程是电气专业中的核心课程,其理论性很强,概念又比较抽象,难以用实物操作或演示来讲解。因此将仿真软件作为辅助工具引入到理论教学中,通过形象的图形界面直观地反映电力系统,图文并茂,加深学生对电力系统概念的理解。最终使该课程从单一的知识点的讲解向复杂系统应用过渡。
1 仿真实例说明
1.1 建立电路模型
首先有针对的建立电力网络模型,如图1所示。现代电力系统电压等级越来越高,系统容量越来越大,网络结构也越来越复杂。该电路是由两台发电机组及其控制设备组成的一个可变环型网络,通过投切线路,能够改变系统的接线方式,如切除XLC线路,电力网则变成了一个辐射形网络,还可通过改变发电机有功、无功,投、切负荷等方法来改变潮流的分布,系统较有代表性,使用较为灵活。
1.2 实施操作过程
在课前运用仿真软件如Matlab/simulink,绘制出电力系统的仿真图。用Matlab/simulink修正各个模块具体参数。在课堂上讲解操作仿真过程,还可随时设置故障类型及参数,如图2所示。启动仿真,在仿真完成后Multimeter弹出波形,如图3所示,并测量各个时刻的参数,汇总分析,总结理论概念。课后可调动学生模仿,自行设计系统的网络结构和各种运行状态,学习软件、熟悉概念,互相讨论,增加学习兴趣。
1.3 仿真现象及结果分析
通过仿真结果进行理论分析。当系统的网络结构或负荷发生变化时,如双回变单回或切除负荷等,各线路和母线电压,有功、无功功率大小方向都将随之改变。可见系统的潮流分布与系统的网络结构和负荷的分布有关。通过设置的短路故障仿真波形,可以看出故障发展的动态,短路对系统的影响,合理的控制措施是可以提高系統的稳定性的。使学生更加深刻的理解了潮流、短路等抽象概念。
2 结语
随着仿真软件的引入,教学的方法和手段得到改进,使课堂内容丰富多彩,易于理解。在运行软件的同时,学生既学会了各个元件的名称,也学会了搭建电力系统模型。既理解了潮流分析和短路分析等基本概念,也学会了针对不同的分析计算,需要录入不同的参数。同时在授课过程中教师与学生能充分互动和沟通,课堂气氛活跃,提高了教学效果。
参考文献
[1] 杨新伟,胡朦朦.Simulink/SimPowerSystem在电力系统分析教学中的应用[J].高校讲坛.科技信息,2013(19):142-143.
[2] 吴天明.Matlab电力系统设计与分析[M].北京:国防工业出版社,2004.
[3] 徐敏,彭瑜.MATLAB在电力系统分析教学中的应用[J].电力系统及其自动化学报,2010,22(3):152-155.
关键词:Matlab 仿真 电力系统分析
中图分类号:TM711-4 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)10(b)-0161-02
《电力系统分析》课程是电气专业中的核心课程,其理论性很强,概念又比较抽象,难以用实物操作或演示来讲解。因此将仿真软件作为辅助工具引入到理论教学中,通过形象的图形界面直观地反映电力系统,图文并茂,加深学生对电力系统概念的理解。最终使该课程从单一的知识点的讲解向复杂系统应用过渡。
1 仿真实例说明
1.1 建立电路模型
首先有针对的建立电力网络模型,如图1所示。现代电力系统电压等级越来越高,系统容量越来越大,网络结构也越来越复杂。该电路是由两台发电机组及其控制设备组成的一个可变环型网络,通过投切线路,能够改变系统的接线方式,如切除XLC线路,电力网则变成了一个辐射形网络,还可通过改变发电机有功、无功,投、切负荷等方法来改变潮流的分布,系统较有代表性,使用较为灵活。
1.2 实施操作过程
在课前运用仿真软件如Matlab/simulink,绘制出电力系统的仿真图。用Matlab/simulink修正各个模块具体参数。在课堂上讲解操作仿真过程,还可随时设置故障类型及参数,如图2所示。启动仿真,在仿真完成后Multimeter弹出波形,如图3所示,并测量各个时刻的参数,汇总分析,总结理论概念。课后可调动学生模仿,自行设计系统的网络结构和各种运行状态,学习软件、熟悉概念,互相讨论,增加学习兴趣。
1.3 仿真现象及结果分析
通过仿真结果进行理论分析。当系统的网络结构或负荷发生变化时,如双回变单回或切除负荷等,各线路和母线电压,有功、无功功率大小方向都将随之改变。可见系统的潮流分布与系统的网络结构和负荷的分布有关。通过设置的短路故障仿真波形,可以看出故障发展的动态,短路对系统的影响,合理的控制措施是可以提高系統的稳定性的。使学生更加深刻的理解了潮流、短路等抽象概念。
2 结语
随着仿真软件的引入,教学的方法和手段得到改进,使课堂内容丰富多彩,易于理解。在运行软件的同时,学生既学会了各个元件的名称,也学会了搭建电力系统模型。既理解了潮流分析和短路分析等基本概念,也学会了针对不同的分析计算,需要录入不同的参数。同时在授课过程中教师与学生能充分互动和沟通,课堂气氛活跃,提高了教学效果。
参考文献
[1] 杨新伟,胡朦朦.Simulink/SimPowerSystem在电力系统分析教学中的应用[J].高校讲坛.科技信息,2013(19):142-143.
[2] 吴天明.Matlab电力系统设计与分析[M].北京:国防工业出版社,2004.
[3] 徐敏,彭瑜.MATLAB在电力系统分析教学中的应用[J].电力系统及其自动化学报,2010,22(3):152-155.