仿真軟件在“電力系統分析”課程中的應用

李翠英+胡剛+劉金晟+高國芳

摘 要：“電力系統分析”是電氣專業中的核心課程，其理論性強，概念抽象，難以用實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中，教學的方法和手段得到改進，使課堂內容豐富多彩，易于理解，從而提高了教學效果。

關鍵詞：Matlab 仿真 電力系統分析

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

《電力系統分析》課程是電氣專業中的核心課程，其理論性很強，概念又比較抽象，難以用實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中，通過形象的圖形界面直觀地反映電力系統，圖文并茂，加深學生對電力系統概念的理解。最終使該課程從單一的知識點的講解向復雜系統應用過渡。

1 仿真實例說明

1.1 建立電路模型

首先有針對的建立電力網絡模型，如圖1所示。現代電力系統電壓等級越來越高，系統容量越來越大，網絡結構也越來越復雜。該電路是由兩臺發電機組及其控制設備組成的一個可變環型網絡，通過投切線路，能夠改變系統的接線方式，如切除XLC線路，電力網則變成了一個輻射形網絡，還可通過改變發電機有功、無功，投、切負荷等方法來改變潮流的分布，系統較有代表性，使用較為靈活。

1.2 實施操作過程

在課前運用仿真軟件如Matlab/simulink，繪制出電力系統的仿真圖。用Matlab/simulink修正各個模塊具體參數。在課堂上講解操作仿真過程，還可隨時設置故障類型及參數，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，匯總分析，總結理論概念。課后可調動學生模仿，自行設計系統的網絡結構和各種運行狀態，學習軟件、熟悉概念，互相討論，增加學習興趣。

1.3 仿真現象及結果分析

通過仿真結果進行理論分析。當系統的網絡結構或負荷發生變化時，如雙回變單回或切除負荷等，各線路和母線電壓，有功、無功功率大小方向都將隨之改變。可見系統的潮流分布與系統的網絡結構和負荷的分布有關。通過設置的短路故障仿真波形，可以看出故障發展的動態，短路對系統的影響，合理的控制措施是可以提高系統的穩定性的。使學生更加深刻的理解了潮流、短路等抽象概念。

2 結語

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

參考文獻

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

[2] 吳天明.Matlab電力系統設計與分析[M].北京：國防工業出版社，2004.

[3] 徐敏，彭瑜.MATLAB在電力系統分析教學中的應用[J].電力系統及其自動化學報，2010，22（3）：152-155.endprint