研究生“電能質量分析與控制”課程改革

王允建 艾永樂

[摘 要] “電能質量分析與控制”是電氣工程專業研究生的必修課程。為了提高教學質量和培養學生的創新能力，在多年教學實踐的基礎上，引入一些電能質量方面的前沿科研成果和國外優秀碩博論文，采用雙語教學、研討式教學及較全面的考核方式等，從教學內容、教學方式及考核機制三個方面，進行了一些改革。通過“電能質量分析與控制”課程的改革實踐，全面提高了研究生的課程教學質量和學生的科研創新能力，能更好地適應社會發展對人才的要求。

[關鍵詞] 電能質量分析與控制;教學改革;研究生課程

[基金項目] 2018年度河南省科技廳科技攻關項目“大功率微網儲能變流器關鍵技術研究”（172102310569）

[作者簡介] 王允建（1973—），男，山東巨野人，博士，河南理工大學電氣工程與自動化學院副教授，碩士生導師，主要從事電網絡的理論與教學研究;艾永樂（1963—），男，河南輝縣人，博士，河南理工大學電氣工程與自動化學院教授，碩士生導師，主要從事電能質量檢測和新能源發電研究。

[中圖分類號] G643 ? ?[文獻標識碼] A ? ? ?[文章編號] 1674-9324（2021）30-0062-04 ? ? [收稿日期] 2021-03-22

一、引言

近年來，隨著招生規模的擴大和培養類型的增加及對科研創新能力要求的不斷提高，單一的教學模式、滯后的課程內容和考核方式，已成為研究生素質培養的制約因素。按傳統模式培養難以達到培養研究生目標的要求，難以適應社會需求。

社會的發展對研究生的綜合素質提出了更高的要求。而課程學習對夯實基礎、培養學生綜合素質至關重要。“電能質量分析與控制”是電氣工程專業碩士研究生的重要課程，旨在使學生對電能質量有一個全面的認識和掌握，高度重視電能質量下降對供用電系統運行的危害與影響，并能夠利用科學方法和手段，發現、分析、解決電能質量面臨的新問題。該課程特點是標準多、理論多，且書本內容滯后于實際，與同時代的科技水準相比，存在較大差距。在電力工程飛速發展的今天，現場最先進的技術和設備不會及時地出現在高校教科書中，課程實驗資源十分有限而將最前沿的應用技術轉化為課程實驗項目，更具滯后性?！半娔苜|量分析與控制”的學習必須理論結合實際，以高等數學作為理論分析基礎，以解決實際電能質量問題為目的[1]。單一的理論教學對學生能力的培養作用有限，學生的學習興趣不高，學后不會用。針對上述問題，結合筆者多年研究生教學和培養經驗，以及河南理工大學碩士研究生“電能質量分析與控制”開設情況，從教學內容、教學方式和考核機制方面進行改革，提高教學水平，激發學生的學習興趣和積極性，從而提高教學效果，培養學生的創新思維，以適應社會對人才的需要。

二、教學內容的改革

“電能質量分析與控制”課程主要涉及電力系統中電能質量問題的起因、特性、檢測和處理方法，內容包括傳統電能質量分析與改善措施、現代電能質量控制原理與應用、電能質量評估指標和方法等。目前，該課程的教學內容主要依靠教材，內容陳舊，所學知識與社會發展脫節。隨著科技的快速發展，電力電子產品的使用在社會經濟活動中日益普及，尤其是工礦企業為提高生產效率、節約能源和減小環境污染而采用的現代化電力電子設備，這些現代化的電力電子設備又帶來新電能質量問題，并成為電能質量問題的主要來源。隨著電力行業深化改革，發電與輸配電體制分離，電能按質按量論價，電網已經實行商業化運營與市場交易。供電企業必須最大限度地滿足用戶對用電量的需求以及對不同電能形態變換的需要，而用電企業則非常迫切地需要了解供電的電能質量。現代化的電力電子設備帶來新電能質量問題，由此產生了電能質量的測試、分析與治理新理論和新技術，如何在有限的教學時間內，通過引入新的前沿知識，開闊學生視野，培養創新意識，提高科研能力，具有一定的挑戰性。

因此，在教學中除教科書的內容以外，需要添加一些新理論和新技術。教材為綱，添加新知識點和新技術才是掛在網上的網，用點結網，以適應當前科學技術的發展和國家對培養人才的需求。

將最新前沿科技文獻應用于教學。針對某個具體的電能質量問題，查找國外高質量優秀碩博論文，如Correcting Current Imbalances in Three-phase Four-wire Distribution Systems 和 Analysis of the Propagation of Voltage Fluctuations Created by Electric Arc Furnaces等英文文獻用于教學。將這些文獻發給學生，要求學生認真閱讀并追溯問題來源，與探究式學習相結合，教學講解難點和處理問題的思路與技巧，有利于學生掌握最新科技前沿和科研動態，提高學生對電能質量問題的認識，培養學生的學習興趣。

在教學中適當引入教師正在進行的研究課題[2]。如某企業經常發生斷路器無故跳閘和燒電機現象，懷疑是電網諧波超標。在教學中介紹針對該電網如何布置測量點，使用了哪些儀器，如何處理測量數據等知識和方法，提高學生的學習興趣，了解處理問題的方法思路。

以教材內容為主干，補充電能質量分析與提高的最新成果。學生既能了解行業最新動態，又能學以致用，興趣濃熱情高。

三、教學方式的改革

雖然教育界探討和采用多種形式的授課方式，但在實際授課的過程中仍普遍使用的是“滿堂灌”授課方法。這種教師講授為主、學生被動接受的授課方式，學生缺乏主動性和積極性，思想消極被動，缺乏探索精神，創新力不足。

在“電能質量分析與控制”課程的教學方式上，采用雙語教學、研討式教學、啟發式教學，營造開放的教學環境，引導學生自主學習、探究學習和研討學習，并增加實踐教學，有利于提高教學質量。