时间：2023-06-27 15:24:58
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关键词：电力系统；继电保护；课程改革
中图分类号：TM7文献标识码：A 文章编号：1009-0118（2011）-12-0-02
一、前言
电力系统继电保护课程改革主要是从化课程设置出发，以继电保护的理论知识及其综合运用为目的，通过课程改革，不断强化学生巩固、加深和扩大专业知识，从而达到继电保护专业知识的灵活运用，理论联系实际，解决实际问题。
二、电力系统继电保护课程改革的必要性
电力系统继电保护是电力系统继电保护及其自动化专业的主要课程。但是目前针对该课程的教学仍然止步于以教师为中心的传统的教学模式上缺乏实践指导性，应向以学生为中心的教学模式改变。
（一）继电保护课程涉及广泛的其他专业知识，包括电工基础、电机学、电力系统故障计算等多方面的相关知识。然而继电保护课程教学只达到使学生初步掌握继电保护理论层面的知识。没有从根本上达到培养专业实用性人才的目的。
（二）基于现有继电保护教学的教材的不完善性，导致现有教学模式存在与实际脱节的情况，导致学生学不到真本事，造成专业性人才培养存在应用性瓶颈。
（三）继电保护课程的属性管辖不明，导致专业性教学得不到应有的重视。造成专业性人才就业不对接，学生缺乏深入学习继电保护知识的兴趣，教学达不到培养实用型人才的要求。
三、电力系统继电保护课程改革的基本思路
（一）加强理论教学，强化电力系统继电保护原理的学习
下面通过最简单的过电流保护装置为例，来说明继电保护的组成和基本工作原理。
1、线路过电流保护装置的原理。过电流保护的原理是通过线路中的电流增大来引起反应的一种保护装置。具体的工作过程如下：电流继电器KA的线圈是用于测量线路中的电流值和监视被保护线路的运行状态。它接在被保护线路电流互感器TA的二次回路上，如果出现线路发生短路故障，继电器的动作电流就会小于流经继电器KA线圈回路的电流，电流继电器就会立即感应，触点闭合，接通逻辑回路中时间继电器KT的线圈回路，时间继电器启动并经延时后触点闭合，接通执行回路中的信号继电器KS和断路器QF跳闸线圈YR回路，使断路器QF跳闸，切除故障。线路图如图1所示：
微机继电保护是以微型计算机为核心的，微机继电保护硬件包括以下五个部分：数据采集单元、数据处理单元、开关量输入/输出系统、通信接口、电源部分。其原理分析如下：
交流电压、电流经过电压互感器和电流互感器输入到计算机保护的输入通道。借助配置的多路输入通道，通过多路转换开关将每个输入电气量按输入时间前后分开，依次送到A/D转换器，然后将模拟量转换为数字量后输入计算机系统进行相应的运算处理，判断是否发生故障，通过开关量输出通道输出，经光电隔离电路送到出口继电器，从而接通跳闸线圈启动调整回路。
（二）强化继电保护整定计算能力训练，强化学习记忆
电力系统继电保护课程改革中必须加强整定计算的训练，强化学生记忆。例如电流速断保护整定计算公式时应运用合理的方法使学生面对复杂的公式形成简化清晰的记忆模式。
1、动作电流：Idz=KkI(3)dmax2
继电器动作电流：
其中：Kk―可靠系数，DL型取1.2，GL型取1.4
Kjx ―接线系数，接相上为1，相差上为√3
I(3)dmax2―变压器二次最大三相短路电流
Ki―电流互感器变比
Ku―变压器的变比
一般计算公式：按躲过变压器空载投运时的励磁涌流计算速断保护值，其公式为：
其中：Kk―可靠系数，取3~6。
Kjx ―接线系数，接相上为1，相差上为√3
I1e―变压器一次侧额定电流
Ki―电流互感器变比
2、速断保护灵敏系数校验：
其中：I(2)dmin1―变压器一次最小两相短路电流
Idzj ―速断保护动作电流值
Ki―电流互感器变比
四、改进电力系统继电保护实践教学的思考
（一）改革继电保护实践教学模式，培养学生的创新能力
从构建完善的继电保护实践教学体系出发，不断更新实践教学内容，从而提高学生的自主学习主动性，强化学生理论学习，有利于提高学生的创新性设计能力。
（二）强化实训，就业憧憬联动学习热情
定期安排学生到电厂、变电站等进行实训参观，通过课程与实训对接，使学生加强对课堂内容的理解，使学生对专业知识的应用充满憧憬，从而提高其学习热情。
（三）完善课程设计和毕业设计，培养学生的综合思维能力
完善课程设计和毕业设计评估体系，从全方位提高学生自主设计的能力，充分激发学生的专业综合能力，让学生积极参与实际案例分析处理、实际生产的设计、安装、调试和改造等，促进学生理论联系实践，真正做到顶岗实习、岗前达标的要求。
五、加快专业建设，优化课程设置
加强电力系统继电保护的课程定位、明确教学课程目标、更新完善课程内容、制定实用的授课计划和考核方案。
（一）通过对专业课程的学习，使学生初步建立起继电保护的概念、形成继电保护知识体系的基本轮廓和框架、了解继电保护整体运作模式，对继电保护的一般流程有初步的、比较清晰的认识。
（二）培养学生从继电保护分析应用的角度综合分析问题和解决问题的能力，重点掌握从事继电保护实际工作所需的基本能力和基本技能，促进其职业素养的养成和职业能力的培养，为将来从事相关工作打下基础。
课程优化要以继电保护工作过程为导向，以实践创新设计任务为载体，根据学生未来职业发展规律，考虑相关专业职业能力培养对于本课程的要求，将真实工作过程中的典型工作任务加以分解，将每个学习环节所涉及的内容细分成具体的技能和任务对学生进行训练，最终形成完整的继电保护教学管理体系。
六、完善教学方案，深化继电保护的教学改革，全面提高教学质量
以最新的行业技术人才要求为导向，制定继电保护课程教学实施方案。课程安排以帮助学生掌握继电保护专业知识与技能为定位，注重理论与实践相结合、知识传授与技能训练相结合。
课程改革后，教学方案设计要打破传统教学的章节设计，以工作流程为导向，将相关内容进行了取舍和整合，运用模块法将课程细分，针对教学任务分别设计相应教学情境，由情境引出任务，导入教学知识点，进而引导学生完成任务。设置案例教学，以使学生在有限的教学时间内迅速进入专业角色。根据教学方案设计教学课件。全面完善继电保护课程升级。
综上所述，通过电力系统继电保护课程改革的探究，提出新的教学方案，促进继电保护教学取得更好效果是当前继电保护教学的要求。全面促进学生理论联系实践，真正培养符合电力系统要求的继电保护技能型人才。继电保护的课程改革将在高校继电保护课程教学得到推广和使用。
参考文献：
[1]梁志坚,李啸骢.继电保护课群的优化与改进[J].中国电力教育,2008,(13).
关键词：地理信息系统电子商务物流客户关系管理
一、引言
随着Internet的不断普及，电子商务的迅猛发展，世界已进入信息时代,发展信息产业、建设信息高速公路和培养信息建设人才已经成为重要的发展战略。人们不仅需要利用互联网快速检索和交互使用各种社会经济、商务信息,同时越来越迫切需求将这些信息与地理信息有机地匹配和结合起来,以获得这些经济信息的空间分布及其相互关系。
地理信息系统作为一种以采集、贮存、管理、分析和描述整个与地理分布有关数据的空间信息系统,与人类生存、地区的发展和进步密切关联,在我国已受到愈来愈多的重视。
二、地理信息系统概述
地理信息系统(GeographicInformationSystem,GIS)是以地理空间数据为基础,按照地理特征的关联,将多方面的数据以不同层次联系起来,构成现实世界模型,并在此基础上采用模型分析方法,提供多种动态的地理信息,为辅助决策而建立起来的计算机技术系统。
1.GIS的特点
GIS具有其他信息管理系统所不可比拟的优点,其最大的特点就是具备对空间数据的管理功能。具体来讲包括如下几个方面:
(1)共同管理空间数据和属性数据：这是GIS最显著的特点之一。GIS不仅具有管理属性数据的功能,还能采集、管理、分析和输出多种地理空间信息,并且将属性数据集成到空间数据之上,不仅直观而且可实现两者互相查询。
(2)具备强大的空间分析能力：由于空间数据和属性数据的集成以及地理空间模型方法的应用,使GIS具备空间分析、多要素综合分析和动态预测等功能，能够满足地理研究和辅助决策。
(3)具有丰富的信息：GIS数据库中不仅包含丰富的地理信息，还包含与地理信息有关的其它信息，如人口分布、环境污染、区域经济情况、交通情况等。
2.GIS的发展
20世纪70年代后，由于计算机硬件和软件技术的飞速发展，促使GIS朝着实用方向迅速发展，一些发达国家先后建立了许多专业性的土地信息系统和地理信息系统。20世纪80年代，计算机技术的提高为GIS普及和推广应用提供了硬件基础，GIS软件的研制和开发也取得了很大成绩，涌现出一些有代表性的GIS软件，如Arc/Info、MGE、System9等。GIS的普及和推广应用又使得其理论研究不断完善，使GIS理论、方法和技术趋于成熟，开始有效地解决全球性的难题，例如全球沙漠化、全球可居住区的评价、厄尔尼诺现象、酸雨等问题。
我国GIS的起步较晚，到20世纪70年代末才提出开展GIS研究。进入20世纪80年代后迅速发展，在理论探索、规范探讨、实验技术、软件开发、系统建立、人才培养和区域性试验等方面都取得了突破和进展。1994年4月，我国专门成立了“中国GIS协会”,此后又成立了“中国GIS技术应用协会”,加强了国内各种GIS学术交流，研制推出了Geostar、Citystar、MapGIS等具有自主版权的GIS软件。
网络技术的出现，使得Internet成为GIS新的系统平台。利用互联网技术，在Web上空间数据，供用户浏览和使用，是GIS发展的必然趋势。与传统的GIS技术相比，WebGIS具有访问范围广、平立、系统维护升级方便等特点。
多媒体技术和三维技术也正在进入GIS中，以改善GIS的数据采集、数据处理以及成果表达与输出的效能，发挥声、像等多媒体的应用。目前，图形图像的立体显示己成功地融入数字摄影测量系统(DPS)中，DPS与GIS的集成和多媒体技术的应用将把我们感兴趣的东西变成一个虚拟实体，我们可以通过GIS的输出系统用视觉、听觉、触觉、嗅觉等来感知它。“数字地球”的概念必将成为现实。
随着GIS的深入发展，GIS系统与其它学科结合更加紧密，3S(地理信息系统GIS、遥感RS、全球定位系统GPS)或5S(前面3S加上数字摄影测量系统DPS、专家系统ES)的集成，使得测绘、遥感、制图、地理、管理和决策科学相互融合，成为快速而实时的空间信息分析和决策支持工具，使GIS广泛用于交通、城市规划、公安侦破、车船驾驶、农作物规划和科学耕种等。GIS己经涉及到社会科学、自然科学的许多领域，GIS必将发展成为集社会科学、自然科学于一体的全球性、综合性软科学。
三、GIS在电子商务中的应用
电子商务是在Internet开放的网络环境下,基于浏览器/服务器应用方式,实现消费者的网上购物、企业之间的网上交易和在线电子支付的一种新型的商业运营模式。互联网固有的特性既赋予了电子商务有别于传统商务无法比拟的优点，随着电子商务的应用和研究的深入，已经证明电子商务是必须以传统商务为基础，是不能脱离传统商务独立存在。
GIS虽然是地理学研究的成果,但它集地理学、计算机科学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学、信息科学和管理科学为一体,是多学科集成。这种集成使GIS能对各种信息进行加工、处理、融合和应用,为各种用户提供信息服务和管理决策依据。特别是目前WebGIS的发展能更好地适应电子商务的网络化需求。
1.在电子商务物流管理中的应用
电子商务离不开传统物流，GIS使传统流通企业在运作方式、技术、管理水平和经营理念上发生了根本性变化,使物流表现出许多新的特点,如信息化、自动化、网络化、智能化、柔性化。将GIS引入到电子商务下的物流管理中,符合GIS和电子商务的特点,也符合物流业的发展。
GIS具有强大的数据管理功能,所存储的信息不仅包括以往的属性和特征,还具有了统一的地理定位信息。因此能将各种信息进行复合和分解,形成空间和时间上连续分布的综合信息,支持各种分析和决策。这是其他信息系统所不具备的优势之一。
(1)交通路线的选择。在电子商务的物流管理中,涉及到物质实体的空间转移，运输和仓储站中成本的70%以上，因此交通运输方式及路线的选择问题直接影响物流成本的多少。这都属于空间信息的管理,这正是GIS数据管理的强项。在基于GIS的物流分析中,对于网络中最优路径的选择首先要确定影响最优路径选择的因素,如经验时间、几何距离、道路质量、拥挤程度等,采用层次分析法,确定每条道路的权值。物流分析中的路径可以分为这样三种情况:
①两个特定的地点之间的最佳路径；②一个地点到任意点之间,从一个地点到多个地点之间,车辆数量以及行驶路线选择；③网络中从多个地点运往多个地点的最优路径选择配对。
对于前两种情况都可以采用经典的Dijkstra算法实现。对于第三种情况,可以采用管理运筹学的运输模型结合Dijkstra算法实现,可以选用Floyd算法或是根据著名的旅行商问题(亦称货郎担问题)的解法求解。在求得最优路径的基础上,再根据现有车辆运行情况可确定车辆调配计划。
(2)机构设施地理位置的选择。对于供应商、配送中心、分销商和用户而言,需求和供给这两方面都存在着空间分布上的差异，此外供应商和分销商其服务范围和销售市场范围也具有一定的空间分布形式，因此物流设施的布局是电子商务下物流管理所必须面临的问题，其合理程度直接影响利润获取的多少。机构设施地理位置的选择包括位置的评价和优化。评价是对于现有设施的空间位置分布模式的评价,而优化是对于最佳位置的搜寻。地理位置的合理布局实质上就是在距离最小化和利润最大化两者之间寻求平衡点。现有的针对市场功能区域进行空间分析和模拟的模型很多,如Batty的裂点方程、Peily的零售重力模型、Tobler的价格场和作用风以及空间线性优化模型。
(3)车辆运输动态管理。全球卫星定位系统(GlobalPositionSystem,GPS)是20世纪产生的一项高科技系统。在物流领域，GPS能广泛地应用于各个环节，如用于汽车的定位、跟踪、调度，这样能极大地避免物流的延迟和错误运输的现象，货主可以随时对货物进行全过程的跟踪与定位管理。此外还能掌握空中交通以及铁路运输中有关货物的动态信息，增强了供应链的透明度和控制能力，提高了整个物流系统的效益和客户服务的水平。GIS能接收GPS数据，并将它们显示在电子地图上，这在很大程度上能帮助企业动态地进行物流管理。
2.数字城市——电子商务和运营平台
数字城市的核心是地理空间信息科学，地理空间信息科学的技术体系中最基础和基本的技术核心是“3S”技术及其集成。
数字城市是以空间信息为核心、以网络为支撑的城市信息管理与服务体系。数字城市建设的任务就是利用现代高科技手段，充分采集、整合和挖掘城市各种空间信息资源，建立面向政府、企业、社区和公众服务的信息平台、信息应用系统等。地理信息系统平台是数字城市建设的核心任务之一，它为城市发展和信息化建设提供统一的空间定位与基础信息公共平台，进而实现城市信息资源按照地理空间位置的整合和共享。
一个实用、可行的城市规划信息系统，不但可以满足规划管理部门的城市规划、城市建设、城市管理、辅助决策的要求，而且能够提供出行、购物、旅游、交通、教育、文化、娱乐、房产交易、证券交易等综合信息服务，是数字城市与大众的联系纽带。
地图信息服务是城市综合信息服务的一个重要部分，可以建立企业机构的各个地理位置数据库，为企业管理人员和客户灵活方便掌握企业机构的地理分布情况和相关资料，并在此平台的基础上提供企业门户网站向客户宣传介绍企业相关信息和业务，也可作为第三方企业单位的宣传和广告啊分布平台，起到提升企业形象的作用，为企业获取相关收益。
3.客户关系管理中的应用
GIS作为一种空间信息输入、处理、存储、管理、分析和输出的技术，其应用的核心在于空间现象、过程和规律的可视化分析，表面上GIS与客户关系管理（CRM）不相关，但实际上，GIS提供全方位的信息，历史的、现在的、空间的、属性的。通过这些可以获得客户资料以及与企业相关的综合数据,如用户的历史购买力、购买行为、年龄构成、地理分布;所在区域的交通状况、经济发展程度、消费水平等。从而帮助企业做出企业和客户的空间分布、物流、营销等方面的决策。与此相联系的是一系列通用数据库文件，它具有常用的状态信息，包括各种事件记录、资源调查、交通状况以及生产流通、存储与销售状况等内容。这些图形由许多彩色图形标志，如线段、圆圈组成，这些图形可与背景地图叠加，显示客户关系管理中有关区域的变量之间的分布特征，与此同时，还可以通过地理信息子系统，显示客户关系管理产品配送路线，区域商业环境等。GIS系统为整个系统提供了更为直观、形象的图形分析和管理工具。在此基础上,进行如消费趋势分析、销售力量分析、目标市场分析以及潜在客户分析等,为管理者提供决策支持。
组件式GIS软件，使GIS应用可视直接嵌入到CRM系统中，实现无缝集成；采用关系数据库，将GIS数据于CRM数据统一存储和管理。随着InternetGIS技术的发展，GIS在CRM中的应用更加广阔。
四、结束语
地理信息系统与电子商务历史上是独立并分开发展的不同系统,但是在当今信息化、网络化的时代,各种信息技术的整合是大势所趋。无论从技术特征上、体系结构上、操作的可行性上来讲,它们的结合都是切实可行的,而且是有价值的。将GIS技术引入到电子商务的物流管理、客户关系管理,不仅开拓了GIS的应用领域,同时也促进电子商务自身的发展。
参考文献:
[1]张铎:电子商务与物流[M].北京清华大学出版社,2000.1
[2]陈述彭鲁学军周成虎:地理信息系统导论[M].北京科学教育出版社,2000.1
[3]陈倬李根洪:数字城市地理空间基础框架建设的初步研究[A].成都地图出版社2002
【关键词】电力系统;概率优化调度
一、前言
电力系统是由发输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统，主要作用就是把一次资源转换成动力供人们生产生活，目前，全球社会生产生活主要动力都来源于电能资源产生的动力，虽然目前倡导绿色能源、太阳能和风能，但是，这些能源开发技术要求比较高，所以，电力依然是现在最重要的动力来源。为了保证电力资源的有效供应，就要努力克服电力系统运行过程中存在的各种问题，充分协调电力系统在运行中存在的各种不确定因素，并根据这些不确定因素的概率进行风险评估和对预知风险进行预防。以此来促进电力系统的安全经济性运行，推动电力行业的改革和发展，提高国家的综合经济水平。电力系统调度的示意图如图1所示：
图1 电力系统调度分级管理示意图
概率优化调度的含义是指，在电力系统运行过程中利用概率优化调度对影响系统顺利运行的各种不稳定因素进行协调，把经济价值作为引导电力系统概率优化调度的引导线索，实现电力行业社会效益为导向，统筹运行过程中存在的风险为电力系统调度概率优化的基本含义。
概率优化的特点主要由四个方面，其一，具有安全性和可靠性，在电力系统中使用概率优化的方法，必然会以经济价值为尺度，电力系统概率优化是不需要人为干预，所以具有安全性和可靠性的特点;其二，概率优化是以系统整体指标为中心的方式，概率优化以系统运行中出现的小概率事件判断对整个系统的影响，在对风险的判断上具有全面性;其三，概率优化调度对电力系统运行中存在的风险具有预知功能，风险事故的发生是由过去和现在存在的问题累计造成的，在对电力系统进行概率优化分析的时候，利用对运行中存在的不稳定因素，结合时间因素的情况下，对未知风险的预测，这种对风险的预测是有准确性的;其四，概率优化调度具有经济性，电力行业在发展中也要追求社会效益和经济效益，概率优化就是以实现企业社会效益为导向，因此，概率优化调度是符合经济发展规律的。
二、电力系统概率优化调度存在的问题
（一）风险评估与系统优化调度决策之间的问题
在电力系统中风险评估，主要是通过度量电力系统的质量安全水平，为优化调度决策提供信息。但是，目前电力系统中的风险评估研究延续了可靠性评估的流程，在风险评估中主要是对已知运行方式的评估，忽略了对电力系统运行条件下未来运行方式的风险评估。例如，风险评估专家在评估电力工程电网进行有效风险估测的时候，会根据电网线的质量进行使用寿命的预测估计，对于在使用过程中暴风、雨、血对电网线的影响没有进行详细分析，这就导致电网系统的寿命达不到预期年限，或者在超出使用年限电网线老化造成安全事故的情况。
（二）风险度量和表达与电力系统概率优化调度之间的问题
在电力行业中，传统的风险度量值是一个期望值，电力系统概率优化调度是具体的实施方案，这两者并没有充分结合起来，没有办法为运行调度部门进行概率优化调度工作提供调整策略，不能得出直观准确的风险评估值，运行调度人员也无法在把握风险水平的基础上制定具体实施方案。
（三）电力系统经济性、安全性和概率优化调度之间的问题
有研究结果显示，电力系统中经济性和安全性不可能同时存在，两者是矛盾体。在电力系统中要充分保证各项工程安全顺利运行，人力、物力和财力的耗费是巨大的。所以，在传统电力系统中经济性和安全性是无法同时兼顾的。如何在电力系统概率优化调度实现两者的兼容，对电力系统的发展具有重要意义。
（四）机组故障与概率优化调度之间存在的问题
在电力系统中，发电机在运行过程中可能存在随机停运的问题，这个随机事件会对电力系统概率优化调度产生重要作用。在电力系统实际运行过程中，发电机组随机停运的概率是比较大的，目前的可靠性研究分析是难以反映出概率优化调度所对应的电力系统在运行过程中的风险水平。市场需求的负荷波动性，对发电机组优化调度决策的经济型和有效性都会产生较大的影响，如果实际需求负荷和平均期望值相差太远，对发电机组的影响会更大。
三、电力系统概率优化调度理论研究
（一）电力系统概率优化调度理论运行风险研究
随着电力系统规模的扩大和电力系统的复杂程度增加，传统的可靠性研究已经不能直接应用在电力系统的风险评估和概率优化调度决策中了，主要是因为它们的本质不同，两者的研究方向哦侧重点和表达上都是有差别的。因此，在电力系统对运行风险进行评估决策就要将可靠性研究和概率优化调度理论两者融合考虑。
关于电力系统运行风险研究思路，主要是对设备元件的寿命建立直观的模型、电力系统运行过程中随机扰动因素进行预测、随机因素对电力系统影响程度综合分析以及概率优化调度决策。总之，对于运行风险的研究，依靠风险评估方法展开，在风险研究思路中也借鉴了可靠性研究的优点。
（二）概率优化调度理论和风险相结合
风险指的是对未来毫无预见性出现的事故，但是风险具有累积性，所以人们可以根据对已知情况的了解来推测未来情况，以便于能够采用相对应的措施把未来可能造成的损失降低到最小程度。电力系统在运行中的风险因素包括：运行条件、度量和运行中不确定因素，概率优化调度可以对这些风险因素做出分析，以此来制定出降低电力系统在未来运行中带来的风险。
（三）发电机组的概率优化调度
基于发电机组的重要性和在电力系统中实际运行过程中存在的随机停运问题，电力系统的概率优化调度理论可以制订出优化调度决策。概率优化调度是围绕机组负荷平衡进行调度研究，充分根据机组随机停运等故障和负荷波动，进一步结合电力系统概率优化调度理论对风险水平的作用能力，实现保证发电机组旋转能量和市场需求中中断负荷的优化配置。在电力系统运行下获取机组故障和负荷波动，是实现电力系统概率优化调度的基本条件。运行状态下的发电机组状态概率规律是依据运行条件的发生变化和随着时间的推延发生变化，在电力系统概率优化调度中机组未来运行状态的最佳概率是通过滚动修订完成的，然而要实现这个目标，就要对电力系统大量元件进行基础研究。对于发电机组概率优化调度理论研究主要数学模型中的费用函数和目标函数，把发电机组输出功率和机组停运事件发生的概率放进费用函数中进行详细分析，在分析过程中可以看出来，在机组发生停运状态下，为了保持电力系统供需平衡，仍在运行的发电机组就要在做调整，这些安全矫正措施都会产生相应的费用，对费用的详细分析可以让电力行业对预知的风险提前做好准备，以便于在实际机组发生停运事件的时候，电力系统还可以顺利运行，社会的生产生活才不会受到影响。
当然，在对机组故障做概率优化调度分析的时候，要考虑其中的约束条件，其中约束主要表现为一定时间里，机组寿命等其他特性决定机组输出功率是有限制的。对机组数学模型的概率优化调度分析包括：考虑发电机组停运事件的概率和具体的调度成本，只有这样机组功率等式约束力和出力现值才能相等，即电力系统概率优化调度。
（四）电力系统概率优化调度理论在输电元件停运问题的研究
电力系统中输电是整个环节中相当重要的环节之一，它主要是把在电力系统中完成转换的一次能源输送到生产生活的各个环节，因此，输电网络的安全性和可靠性对于整个电力系统的运行有着极其重要的作用。输电元件停运会引起系统混乱的问题，它会造成输电网络中断，从而影响人们的生产生活和整个电力系统的安全运行，电力系统构建概率优化调度理论，可以有效的协调输电元件故障停运事件发生的概率和带来的严重影响，解决安全性和经济性之间的问题。概率优化系统主要是通过将输电元件发生故障的概率、维持电力系统运行的成本、发生停运事故的安全矫正成本和电网负荷平衡联系起来，有效量化产生的矛盾，实现电力协调概率优化调度决策。对输电元件停运问题的研究主要采用的是概率优化中的目标函数建模法，目标函数清晰的描述了输电元件停运造成事故前后，其电力系统中输电元件的状态以及引发事故的概率，在输电元件故障发生后电网的载荷程度，在目标函数中加入电网安全价值函数，从而构成概率优化调度中对于输电元件安全性和经济性的融合。
当然，在输电元件停运问题中运用概率优化调度理论，也要注意使用目标函数的约束条件，即输电元件停运矫正调整措施的牵制。
（五）概率优化对于电力系统中综合效益的重要意义
随着市场经济大发展，电力行业为了自身的发展，也提高了对电力系统整体运行带来的综合效益的重视程度，即成本和收益。为协调电力系统中运行综合效益的概率优化调度，在概率优化调度之前，要对运行过程中随机事件发生的概率做一定的考虑，调度决策要考虑发电侧和负荷需求侧的函数，从而制定适应电力系统综合效益的调度决策。在制定调度决策时要注意的内容具体包含注意输电元件故障停运事件发生的概率和机组停运的概率。只有这样才能概率优化调度决策和故障后果之间的有效衔接，实现电力系统综合效益的目标，避免调度方式中存在的弊端对调度决策的影响。
（六）电力系统概率优化调度问题解算方式
在构建电力系统的概率优化调度理论过程中从不同的研究层面对概率优化调度理论进行了数学模型的分析，系统的分析了概率优化调度方式对电力系统运行的安全性、可靠性和经济性发展的重要意义。但是，将概率优化调度运用到实际的电网中还是有很多问题需要解决的，概率优化调度解算方式主要是通过分析可靠性研究模型的优点，吸取传统的分解处理方法，以此降低问题的解算规模，提高解算效率。解算问题的快速解决法概率优化调度在电力系统中的应用奠定了良好基础，电力系统自身就是复杂的系统，概率优化调度的应用是为了化复杂为简便，因此，在建立概率优化调度理论的时候要以最简单高效的方式，这样才能便于电力系统的采用，也才能起到概率优化在电力系统中作用。
四、结束语
本文通过对电力系统概率优化调度的概念分析，以建立数学模型的方式从不同研究层面具体剖析了概率优化在电力系统中发挥的巨大作用，构建概率优化调度可以实现电力系统安全、可靠和经济的顺利运行，有效实现了电力系统中运行风险和调度决策之间的有机结合。全球经济一体化的发展，国家与国家之间的交流越来越频繁，保证电力系统安全、有效和顺利的运行，才能保证生产生活的发展，避免在经济发展中由于电力系统出现问题影响整个经济系统的瘫痪，使电力系统高效发展，促进概率优化调度理论和电力系统的融合是有重要意义的。概率优化调度理论在电力系统应用中各个方面的优点已经充分展现出来，两者的有机整合不仅能促进电力行业的快速、顺利的发展，也能促进国家经济的高效发展。
参考文献
[1]查浩，韩学山，杨朋朋等.电网运行状态下的概率优化调度[J].中国电机工程学报，2008，28（28）：54-60.
[2]查浩.电力系统概率优化调度理论研究[D].山东大学，2009.
[3]张勇军，任震.电力系统动态无功优化调度的调节代价[J].电力系统自动化，2005，29（2）：34-38，60
关键词：电力系统；配电线路；无功补偿；存在问题；对策分析
中图分类号： TM73 文献标识码： A 文章编号：
一、前言
改革开放以来，我国的经济得到了迅速的发展，社会主义市场经济体制得到不断的完善，科学技术得到不断的突破，不仅仅大大的改善了我国的经济发展状况，改善了我国的经济发展结构，也极大的带动了电力事业的发展，伴随着社会主义经济的全面繁荣发展，我国对电力的需求量也大大增加，对供电，配电水平和质量有了更高的要求。但是，由于我国的电力事业发展起步较晚，虽然发展迅速，但是依然存在着很多问题，在快速发展的途中，面临着来自各个方面的干预和限制，使得我国的电力系统中依旧存在着很多缺陷和不足。比如目前变电站普遍存在着供电半径长、电压质量差、功率因数低、无功功率分配不合理等状况。因此，在新时期，加强对电力系统中配电线路的无功补偿研究具有社会现实意义。
二、无功补偿概述
无功补偿是指为满足电力网和负荷端电压水平及经济运行的要求，必须在电力网和负荷端设置的无功电源，如电容器、调相机等。
我国的电力事业起步较晚，虽然这些年发展十分迅速，但是从整体而言，发展不均衡，区域差别大，同时，在电力网络逐渐完善的过程中，长期存在着一个弊端，那就是我国的变电站很多时候都存在着无功补偿的容量不足，且在此过程中配备缺乏规范性，造成配备不合理的现象，虽然电力设备和相关的技术在近些年得到了更多的重视，技术有了突破，设备也有了更新，但是，一些关系到核心技术的快速响应设备依旧严重缺乏。伴随着我国城乡经济的全面发展，大功率的非线性负荷量也大幅度增加，整个电网在运行过程中，面临的无功冲击和各种谐波污染情况也越来越严重，由于无功调节的手段缺乏，或者是调节效率低下，母线的电压变化很大，电压合格率较低，同时，电网的配电系统中的线损率逐渐上升。
实施无功补偿可以很大程度的让整个电网中的电压更加稳定，既可以让整个电网系统的安全防护战略得到贯彻落实，也能够使得电网的运行更为安全稳定，如此，便推动了整个电网的运行质量，使得电网中的电能质量得到提升，使得整个系统运行状况得到改善。
三、电力系统中无功补偿方案存在的问题分析
伴随着我国电力事业的发展，结合笔者多年的电力事业工作经验，从用户在用电过程中的反馈情况，以及外部特性和相关的各项指标而言，在现阶段使用的一些无功补偿自动补偿器都存在着一些问题，主要而言，表现在，其一，目前的自动补偿方式一般都是针对采样点的数据进行分析计算，这样一来，控制器间会缺乏必要的信息交流，其二，采用的算法相对而言比较落后，控制器难以综合整个电力网络运行的状况，从而难以让整个无功潮流的分布从整体而言，难以获得最佳的经济效益。其三，对电网的遥测技术相对缺乏，难以适应不断发展进步的发展要求。因此，要想保证优质的电力输配送，需要结合具体的情况做出分析，并提出解决方案措施和改进措施。
1.智能型单节点最优无功补偿的实现
在进行电力系统的配电线路无功补偿过程中，要达到无功补偿最优控制的目的，需要在特定的所给定的补偿电容的基础上，找到一种允许的控制方式，从而可以使得电路的功率因素可以变得最大，如果在现场是三相平衡或者是负荷相对较小的一些无关紧要的节点，一般而言，可以使用单片机作为比较核心的控制器，在此过程中，可以运用线性规划的控制算法，通过这种方式可以更好的控制投切电容器的容量，如此，可以达到最为优化的控制效果。
补偿电容采用步进控制以提高控制精度
一般可在得出需投切组数n1后一次投入,但由于存在实际电容值与标称值不一致,且在运行中电容器可能损坏等因素,可能产生控制误差,同时也容易造成对电网的冲击过大。所以,在实际运行时,采用步进控制,即每个时间间隔投切一组电容器,直到n1组投切完毕为止。
（二）优化时间控制
在步进投切电容器时,采用不等距时间控制,先以较小的时间间隔t1完成前n1-1组电容的投切,等待一段时间t2后,观察电网各项参数,确认可继续投切电容器后,计算通断率,再完成最后一组电容器的投切工作。这样,在保证控制精度的同时,提高系统动作的快速性,实现精度约束下的智能型最优时间控制。在实际控制中,电容容量随电压变化而波动,电容分级的量化误差ΔQ′也是变化的。ΔQ是额定电压为UN时的量化误差;U为实际电压。控制器根据电压变化自动修正量化误差,使得每次控制误差小于ΔQ ′/2 。当电容已“加满”或“减空”而仍需增减电容时,控制器将输出最大或最小值,从而避免了由于执行机构产生误动作而对电网造成的冲击。
2.变电所的二次集中补偿的方式
此方式指的是将变电所的母线(10干伏)上集中进行电容器的配置安装。而补偿的容毓则是根据主变容量15％—30％进行配备，但是，此方式对配电网来说具有以下的缺点：由于配电网其负荷具有很强的季节性．并且设备的负载率较低．因而变电所选择的无功补偿容量不能很好地适应各个季节的变化以及昼夜之问的大幅度变化所需无功负荷的需要。
3.配电线路其杆上的集中补偿方式
采用这种补偿方式，一般而言，多指在线路的各个负荷集中点上，选择集中点实施电容器的集中安装，用这种补偿方式，相对于一些变电所的二次集中补偿方式而言，具有相对的比较优势，同时，这种方式也需要有些也问题和缺陷要解决，所以要有选择性的进行使用。
4.智能型无功控制策略
采集线路中三相电压和电流信号，跟踪系统中的无功变化，取无功功率作控制物理量，取用户设定功率因数做投切参考限量，依据模糊控制理论，智能选择电容器组合，针对星角结合情况智能投切；通过设定过压与欠压保护值，设置低谷高电压禁投与高峰低电压禁切电压值，以无功功率为投切门限值，科学限制电压条件，使其具有缺相保护功能，同时采用智能控制理论设置电容投切控制，以自动及时地投切电容补偿，补偿无功功率容量；根据配电系统三相中每一相无功功率大小，智能选择电容器组合；依据“取平补齐”原则投入电网，实现电容器投切的智能控制，提高补偿精度。
5.智能无功补偿容量选择
智能无功补偿容量的主要达成目的是平衡线路的无功功率。因其补偿容量计算与选择较为复杂，目前多根据静态容量极值进行选择。主要为单负荷就地补偿容量选择和多负荷补偿容量选择。
四、结束语
伴随着我国经济的迅速发展，国民经济的增长和人民生活水平的提高将会对我国的供配电线路有着更为严格的要求，在此过程中，合理选择无功补偿方案和补偿容量，科学应用无功补偿技术，设计配置无功补偿设备，能有效提高电压的稳定性，保证电网电压的质量，提高发输电设备的利用率，降低电力系统设备的损坏和有功网损，减少能耗和发电费用，从而使得电力系统能够更好的服务于社会主义经济建设。
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论文摘要：通过对电力电子与自控系统实验教学的改革，总结了北京建筑工程学院实验中心实践教学改革的经验，将课程中涉及的理论、实践和工程实训进行多层次、模块化划分并有机结合，提高了学生的分析问题、解决问题和创新能力。
论文关键词：实践教学；创新能力；模块化；教学体系
科学技术和现代经济的高速发展需要基础知识和专业宽厚、具备创新精神和创造能力的高素质人才。突出综合素质与能力培养是高等学校本科教育的目标。教育部早在《关于加强高等学校本科教学工作提高教育质量的若干意见》文件中明确指出：“实践教学对于提高学生综合素质、培养学生的创新精神与实践能力具有特殊作用。”因此，高等教育必须适应社会经济发展对人才的需求，实践教学始终是人才培养的重要环节，有着其他教学过程无法替代的显著作用。应用型人才应具有一定的理论基础、较高的专业技能和很强的工程实践应用能力。根据北京建筑工程学院“立足首都，面向全国，依托建筑业，服务城市化”努力培养为城市化服务的、德智体美全面发展、具有工程实践能力和创新意识的应用型高级专门人才的办学基本定位，针对北京地区二类学生的学习基础，结合北京建筑工程学院（以下简称“我院”）的办学特色和历届毕业生的追踪反馈信息及建筑生产企业对高校教学的要求，对“电力电子”、“电机拖动与自控系统”及“交流调速”课程体系进行系列实验教学改革。
一、课程体系总体结构
根据我院办学定位，提出了以“工程应用能力”培养为主线，专业内容以“应用为目的”，基础理论以“够用为尺度”的教学改革思想。通过对课程的基础理论和实践环节进行调整，强调了掌握概念、强化技能、培养工程应用能力的教学重点。明确了专业课程教育目的是为北京市城市经济建设培养从事建筑行业及相关领域的工程技术应用型人才。建立起了以北京重点实验室“建筑电气与智能化实验教学中心”为核心，搭建起多层次、模块化教学为主平台，辅以多元化教学方式的实践基地。
二、传统课程存在的问题
目前，我国普通高等学校的教学模式普遍存在着重理论轻实践的现象。由于我院电气工程及自动化专业是由传统工业企业自动化过渡而来的，是一个强电为主，强弱电技术、计算机技术相互渗透的宽口径专业，而“电力电子”、“电机拖动与自控系统”及“交流调速”课程的特点是所涉及的基础理论和知识面广，要求基础理论扎实，学生要有很强的分析问题和解决问题能力以及实践能力。而传统课程表现出教材厚、内容广、学时多，教学过程强调的是知识的系统性和理论的完整性，缺乏工程应用的针对性和实用性，尤其是课程所设及的内容不能结合建筑领域，学生不知上述课程学完以后在建筑行业能有什么用处，学习积极性不高，这种学术型的教学模式显然不适应对高级应用型人才培养的办学目标，因此，对上述课程改革势在必行，为了强调工程应用能力的培养，首先需要改革的便是实践教学环节。
三、教学内容的改革与实践
1.改革实验教学体系，探索新的实验教学方法
近年来，我院实验中心在如何拓宽学生素质培养平台，强化创新意识、创新能力的培养等方面进行了一系列有针对性的研究和实践。
（1）调整实践教学计划。在学时安排上增加了实验学时，压缩了理论学时，如电力电子实验课由过去的6学时改为8学时，并增加了2周电力电子综合大实验。将“交流调速”与“直流拖动控制系统”两门课程合并，原实验学时不变。把原有3周直流调速系统设计大实验改为4周交、直流调速系统综合实训。为此，新购进20套实验设备。同时为了提高实验设备的利用率，将“电力电子”、“交流调速”、“电机拖动与自控系统”课程的实验分为不同学期，这样可以使学生由过去的3个人一组改为2个人一组，增加了学生的动手能力。
（2）完善实验教学体系。在实验中心的正确领导下，和任课教师一起修改了实验教学计划、实验大纲，重新编写了实验指导书。完善了学生重修、重做一般性实验、综合性实验、设计性试验及实训管理制度，学生实验登记制度。从教学管理上督促学生从思想上重视实践能力的培训。
（3）重视实验考核和实验成绩。在实验教学的考核上，强调要严格按照实验教学大纲和项目中规定的考核标准进行，既有实际操作技能的考试，同时增加了笔试内容，提高实验成绩在期末成绩的比重，平时实验成绩占期末总成绩20%~30%，特别注重过程考核和综合能力测评，以确保实验教学质量。对于综合实验，设计型大实验及实训课，采用单独考试，以答辩的形式进行考核。几年来取得了明显效果。
现在“电力电子”、“交流调速”、“电机拖动与控制系统”的实验教学正按照教学改革计划制定的实验教学体系有目的、有步骤地进行和完善。从已完成的实验项目来看，教学的目的性、针对性及其实际效果都有了明显的提高。 转贴于 2.建立多层次、模块化教学体系
根据对人才所需知识、能力和素质结构的要求，重新构建了电专业教学体系，确定了由易到难循序渐进的分层次、模块化教学方法，强调了理论与实践并重，理论为应用服务的原则，增大实践教学环节比重，采用“基础、综合、设计和实训”多层次实践教学模式，体现以培养具有独立思考和创新精神和创新能力为重点的教育特色。
（1）基础性实验。基础性实验多以验证性为主，属于培养学生的认识实践能力。主要对学生进行实验基本知识、基本方法、基本技能的规范性、严谨性训练和指导。通过这些基础实验，使学生掌握常用仪器、仪表的使用，学会参数测试、实验数据的记录，实验结果分析等基本实验技能。以培养学生实验操作能力为目的，巩固深化理论知识。这其中安排了锯齿波触发器实验、单相桥式可控整流实验、三相半波可控整流实验、三相全波可控整流实验、开环直流调速系统实验、单闭环直流调速系统实验和三相交流调压调速试验等。通过这些实验教学，加深了学生对基础理论知识的理解，培养了学生学习的兴趣，养成了严谨、求实、科学、思维开放的实验作风。
（2）综合性实验。综合性实验是培养学生动手能力、开发智力和创新意识而进行的实验教学。要求学生对所学的知识能灵活掌握，培养学生对专业理论知识的应用能力，锻炼学生综合实验技能，积累科学实验经验。在验证性实验的基础上，形成具有综合知识内容的综合性实验。主要安排了三相可控整流仿真系统实验、双闭环直流调速系统试验、异步电动机SPWM与电压空间矢量变频调速系统实验、基于DSP的矢量变换控制与直接转矩控制变频调速系统实验。这些实验涉及到模电、数电、电力电子、自控系统、电机拖动、自控理论及交流调速等课程。学生通过综合性实验，将这些知识有机的串联起来，达到了培养学生综合应用知识和创新能力的目的。
（3）综合设计性实验。主要是培养学生独立分析问题和解决问题的能力、科学的研究和创新能力。创新能力是在认识能力、应用能力培养的基础上进行更高层次的能力培养。我们在实践教学方法中采用了开放式的实践教学模式，学生可以随时进出实验室。我们主要教学计划是：第一，安排2周时间，通过电力电子等课程所学知识，设计制作一台不间断稳压电源；第二，安排3周时间，设计调试直流拖动双闭环调速控制系统。
综合设计性实验课一改过去教师扶着学生走的传统实验方法，而让学生自己设计原理图、硬件电路及流程图。并亲自动手焊接、调试电路。这对学生是一种全新的实验方式，在这里将给学生一定的自主权，使他们面对实际问题来发挥自己的聪明才智，检验自己的学识水平，在解决实际问题中来提高自己分析问题和解决问题的能力。学生学会了查阅文件资料，撰写论文，总结经验，最后拿出自己的设计制作实验成果，为今后科学研究打下基础。
（4）工程实训。注重培养学生的专业技能和动手能力，强化工程应用能力和实操训练是工科院校教学实践的内容。结合我院的办学定位和行业特色，明确了专业课程教育目的是为北京市城市经济建设培养从事建筑行业及相关领域的工程技术应用型人才。为此，电信学院建立了“建筑电气智能控制中心”实训基地和电力电子与电力传动控制系统大兴校区实训基地。两个实训基地，可完成电梯控制系统、风机水泵交流变频调速控制系统、空调控制系统、消防控制系统、动力和照明配电系统、低压电器控制设备等内容的实训。这些系统完全是建筑电气领域中真实系统的微缩，完全模拟实际系统运行的真实情况，是真实可操作的实验系统。它突出行业特点，整个工程实训过程也就是巩固理论、扩展知识面、增加动手能力和开拓智力的过程。它使以往所学的知识在紧张的思维设计、巧妙的具体使用中得到升华，并在解决一个又一个的难题中得到乐趣。
学生在实训基地中既可接受实际操作的职业素质训练和职业技能训练，又可以对现代建筑中的几大典型电气控制系统建立真实的感官认识和工程应用技能操作训练，对未来所从事的行业充满信心，可以更好地找到理论与实践的结合点。
关键词：起重机;安全;继电保护
Abstract: Along with the development of modern industrial progress, people on the crane requirement, some large and high speed crane constantly amplification. Relay protection of crane is very important, but also makes people pay more attention to the role of this protection device. Based on the background and development trend of electric power system, relay protection for crane application and improvement of discussion, power systems for the safe production and provide a theoretical reference.
Keywords: crane; safety; relay protection
随着生产及进出口规模的扩大，集装箱装卸在海路运输业中的作用日益提升,为了满足对工作量大，效率高等需求，岸边集装箱箱起重机自动化程度越来越高,起重机能否高效安全稳定的工作者对于码头,对整个行业来说非常的重要，而安全则是重中之重,是集装箱起重机生产厂家长期面对的问题之一，而继电保护就成为起重机安全运行成功的垫脚石。
一、继电保护的基本原理
继电保护装置是指在电力系统中电气元件由于受到破损不能正常工作，然后继电器通过判断起到跳闸或者发出报警信号的一种自动保护装置。这种装置能够保证机器的安全性以及修复的简单性。继电保护装置的构成包括测量比较元件、逻辑判断元件、执行输出元件。这些元素是阶梯运行，缺一不可。通过测量与之前给定元件的物理参量进行准确比较，分析处理信息，然后根据测量的结果比如输出信号的性质，持续时间等判断故障的范围是元件内还是元件外的，最后做出保护措施跳闸或者报警信号的等，最后通过根据前一命令的指令进行发出信号，跳闸等指令。
继电保护的保护分区是为了保护在指定范围内的故障，不属于范围内的不采取控制，这样可以减少因故障跳闸引起的停电区域，也可以将没有影响到得部分起到保护作用，然后继续工作。所以电力系统中每个继电保护的界限划分的很清楚。当电力系统发生故障，继电保护就会及时的切除故障，所以继电保护的特点就是速度快、有选择性，灵敏性，可靠性。
二、继电器保护在集装箱起重机上的应用
当起重机发生故障时，继电保护作用显得尤为重要，这是一种重要的反事故的工作控制。灵敏性是继电保护的主要特点。当元件在继电保护的划分区域内发生障碍，在系统的运行下，无论故障位置，还是故障类型是否有过渡电阻都能够进行灵敏的判断进行继电保护作用。当起重机的电力系统在工作运行时出现故障，比如短路，短路有几种基本形式，一般有单项小电流接地，两相短路，两相接地短路等。这时候继电保护会通过辅助触点发出信号到PLC由PLC进行处理，或者直接对控制的电路进行跳闸等形式确保机器的安全性。
在起重机上继电器在继电保护中发挥不可或缺的作用。一般使用的有电磁继电器，主要就是产生电磁效应，由铁心，导线，衔铁片，触点簧片组成。其工作原理就是当电路通过一定量的电流时，衔铁就会因为电磁力的作用克服了簧片的拉力，向铁心靠拢，使得两点相接构成通路，当电路中断电的时候，电磁力也随之消失，衔铁因为没有电磁力的作用会被簧片的作用力拉回原处，使得两触点分开，构成断路确保了机器的使用安全，这样相接，分开在电路中就形成了导通与断路的作用。所以电磁继电器的装置基本能够符合快速性，灵敏性的特点。但是随着科技的进步，这种继电器也会随之改变。继电器也有物理参量，有一定的加载电压和电流，它原有的物理参量决定了继电器能够控制电路中的电压和电流的大小，使用时如果超出此值就会影响继电保护的工作状态，会破坏继电器的触点。不同起重机的继电保护装置有所不同，但是工作原理是相同的。起重机的继电保护一般具有可靠性还有安全性，这样给机器本身的正常运作提供很大的便捷，及时发出信号及时作出判断，所以继电保护在起重机上的使用是由元件的调控到继电保护装置的分配达到指定命令的控制措施。
三、改进和发展方向
由于科技的发展，企业现代化的需要不断提高，继电保护的在起重机上的改进和发展是一个迫在眉睫的问题。现时代的光电技术和计算机的发展速度飞猛提升，新型光学电压，电流互感器的发展前景很大。随着对电力需求的日益增加，传统的电磁感应已经不能满足对快节奏时代的运用，体积大，容量小，绝缘结构复杂同时耗费大量的铜线这种现象已经难以满足电力系统的发展要求。电流互感器已经成为一种潮流慢慢会取代电磁互感器，这种技术的产生式时代进步的一个象征，数字时代的来临必将会解决老式电磁互感器存在的一些弊端，采用数字时电压，电流互感器，实现数字运用的功能，将物理参数变成数字量，再用光信号去传输，这样的数字技术不仅节约了成本还提高了工作效率。新型的光学技术不仅体积小，质量轻而且与传统的电压、电流互感器相比工作效率已经操纵会变得简单。充分发挥了快速性，可靠性，实时性，简单性的处理特点。起重机上的电力系统如果采用这种数字技术，不仅提高了机器的运行效率，更能给企业带来更多的收益。微处理器的数字保护装置已经广泛运用于电力保护系统之中作为新型的能源。目前一些保护装置，计算测量仪这些设备都需要这种低功率，而且节约型的电压电流互感器。传统的互感器必将被这些新型的数字技术所取代。这对电力系统特别是继电保护作用有着重大的意义。
总之，工业生产的规模不断增长，起重机发挥了不可或缺的作用，物料搬运所需要的费用不断的提升，导致企业所需的大型或高速起重机的猛增，但是工作量的日益增大，人们对起重机的可靠性、安全性、操作性的要求就不断提升，简单的操作，容易的维护，这样才是新时代科技进步的代表，继电保护作为一种电力系统的一种保护装置对起重机的保护系统提供了简单，可靠的控制。机器出现故障这种保护措施的几种特性发挥了重大作用，所以电力系统提供的是一种性能良好，工作可靠性高的一种保护装置，但是随着科技的发展，光电技术以及计算机的不断进步，这种技术将会被数字技术所取代，慢慢的将起重机的保护装置将会做的更加完善，更符合人们对工作要求简单，操作灵活的要求。
参考文献：
关键词：教学改革；电气工程概论；互动式教学法；教学效果
作者简介：韩杨（1982-），男，四川成都人，电子科技大学机电学院，讲师。（四川 成都 611731）
基金项目：本文系电子科技大学中央高校基本科研项目（项目编号：2672011ZYGX2011J093）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）10-0057-02
“电气工程概论”课程是电气工程及其自动化专业的专业基础课。课程围绕电气工程领域的几个主要分支——电机电器及其控制、电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术、电力电子与电力传动、电工新技术等方面进行全面系统的介绍。通过该课程的学习，学生对电气学科的发展历史和应用现状有全景式的了解，对进一步深入电气工程学科类专业学习起到导航作用，并逐步培养对电气科学与工程的崇尚与追求的专业精神以及创新意识。[1，2]
实践表明，学生总是习惯于知识的“定量”化灌输模式，而对于这样一门以“定性”介绍为主、没有公式讲解和详细专业理论分析的课程，最初还有些不适应。如何激发学生对电气专业的兴趣，引导学生通过网络搜索和图书馆资料查询等手段，去主动了解和掌握一些专业知识背景，是课堂教学中需要着重思考和实践的课题。[3-5]笔者经过两三年的电气工程概论教学后，在重点讲述电力系统自动化、电力电子与电力传动等的基础上，把互动式教学方法成功应用到教学实践中。课堂教学表明，这对于提升学生学习兴趣和培养学生自主学习能力方面是非常有效的。
一、 采用互动式教学方法，探索改革教学模式
“电气工程概论”课程涵盖内容多，采用传统满堂灌式教学方法，效果不佳。笔者通过教学实践，摸索出一套有效的方法，教学安排按照如下顺序：教师理论讲解—多媒体PPT展示—视频演示—给学生布置课后调研题目—学生自主学习、分组研讨、制作PPT—学生课堂专题演讲—同学问答互动、教师总结—教师提出整改意见—学生课后再次收集资料、完成研究报告。这种互动式方法培养了学生对课程的兴趣，使他们在PPT演讲、书面表达、创新能力培养方面都起到积极作用。
二、调整更新教学内容，提升课堂教学质量
1.课程绪论
（1）主要内容：电气工程在国民经济中的地位；电气科学与工程的发展简史、前景、理论基础和常用计算机程序，譬如EMTP、MATLAB、BPA、EMTDC、PSPICE等。应达要求：了解电气科学与工程的产生过程；了解电气工程及其自动化专业的二级学科分布；了解电气工程学科的发展前景和在国民经济中的主要应用和作用。
（2）教学设计：围绕使学生对本课程的专业背景、主要应用前景有一个清晰的认识和激发其对本专业的热爱这一目标来展开。在讲授过程中，补充智能电网、新能源的开发利用技术等当前国内外的研究热点，扩展学生的专业视野。
2.电机电器及其控制技术
（1）主要内容：电机的作用及其发展简史；电机的分类与结构、应用领域、选用与运行控制；电机学的研究内容概要；电器的发展历史和分类。应达要求：了解电机的基本作用、发展简史、电器的发展历史；理解电机在国民经济中的应用领域；掌握电机的可逆原理；理解电机学的主要研究内容、高压电器与低压电器的基本结构与作用；掌握电机分类方法和不同类别的电机特点。
（2）教学设计：介绍电机与电器学科的概况、发展简史，使学生对电机学等后续专业基础课程以及电机的微机控制技术等专业课程的学习建立初步的感性认识。通过FLASH制作的同步电机励磁过程和旋转磁场模拟动画来加强学生对电机学理论知识的理解。对于电器部分，通过图片的形式向学生展示各种电器，增强学生的感性认识；对于高压电器部分，由于装置体积庞大，采用视频录相讲解的方法，拉近学生对高压电器的感性距离。
3.电力系统及其自动化技术
（1）主要内容：电力系统发展简史；电力系统简介；发电厂、电网概述；电力市场简介；电力新技术与发展趋势。应达要求：了解电力系统的发展简史和我国电力工业的发展概况、交直流输电技术的发展过程、各种类型的能源发电原理及其特点；了解电力市场的概念、电力新技术的发展趋势；理解电力系统的功能与作用、现代电力系统的主要特点和运行过程。
（2）教学设计：主要讲授电力系统的概况、基本概念，内容涉及发、输、供、配、用几大部分，按发电部分、电网运行与调度、电力应用三个环节顺序介绍。教学过程中首先从系统的角度对电力系统进行介绍，使学生建立对电力系统整体功能及结构的认识，在此基础上，进一步对各个组成部分分别阐述。在讲述电力系统发展前沿技术的时候，本着自动化、数字化、智能化的发展主线，将智能电网的概念引入课堂。
4.电力电子技术与电力传动
（1）主要内容：电力电子技术的作用与发展简史；电力电子技术的特点和研究内容、应用领域；电力电子技术的地位、发展方向和电力传动概况。应达要求：了解电力电子技术的作用、发展历史；了解电力电子技术的主要应用领域和新技术的发展趋势；了解电力传动的主要应用领域；理解电力电子技术的概念与特点和直流电机、交流电机传动的基本原理。
（2）教学设计：介绍电力电子技术的作用、历史、主要特点及其发展趋势。电力电子技术是我院电气专业一门重要的专业课程。对半导体变流技术的发展历程进行讲授，让学生明确电力电子技术的本质和重要意义；将实验室电力电子器件作为道具，在课堂上实物演示，让学生建立感性认识。在讲述电力传动部分时，结合工程实践进行案例教学，使学生明确电力传动在工业中的应用概况；结合科研课题，将典型案例通过PPT向学生展示。
5.高电压与绝缘技术
（1）主要内容：高电压与绝缘技术发展简史及主要内容；高电压新技术及其在各领域的应用。应达要求：了解高电压与绝缘技术的作用；了解高电压的产生原理和试验设备；了解高电压新技术及其在各领域的应用；理解基本的高电压及绝缘试验操作。
（2）教学设计：介绍高电压与绝缘技术的发展历程、应用领域及其试验技术。本章具有很强的专业背景，因此在教学时，采用了PPT讲授和视频演示相结合的教学手段，突出高电压技术的产生背景、发展历程、试验条件和环境等，达到让学生建立一个感性认识的目的。
6.电工新技术
（1）主要内容：电工新技术发展趋势、超导电工技术、聚变电工技术、磁流体技术、可再生能源技术、磁悬浮列车技术、燃料电池技术、飞轮储能技术和微机电系统。应达要求：了解电工新技术的发展趋势、超导电工技术、磁聚变电工技术的基本原理及应用，磁流体发电和推进技术、磁悬浮列车技术、燃料电池技术及应用，飞轮储能技术及应用和微机电系统的基本概念。
（2）教学设计：主要以PPT讲授为主。对超导电工、聚变电工、可再生能源发电、燃料电池技术和微机电系统等前沿技术进行专题概述。
三、改革教学方法，创新互动式教学模式
1.注重课堂引导，激发学生学习兴趣
在教学过程中，借助网络资源，向学生介绍电气行业的应用情况和相关企业的产品和市场情况，譬如给学生介绍联合证卷行业深度分析“电力电子，我们可以看得更远”，重点介绍电力电子变频器、整流设备、无功补偿设备SVG、开关电源、直流输电装备等技术的实际工程应用，介绍相关企业和上市公司产品和市场概况，激发了学生的学习兴趣。
2.加强课堂互动，调动学生积极性
为了加强课堂互动，采用了PPT讲解和视频教学相结合的方法，进行多个专题介绍。譬如：核裂变之历史回顾、中广核集团介绍、日本核事故回顾、欧洲核聚变装置、中国托克马克聚变装置、日本新干线与中国高速铁路、国家电网、南方电网公司宣传片；汽轮发电机、水轮发电机安装视频和三峡发电厂简介。学生观看完视频后，进行提问：裂变和聚变的区别是什么？日本核泄漏事故的原因是什么？避免核事故的方法有哪些？日本新干线和中国高铁的技术要点有哪些？汽轮机和水轮机的原理是什么等等。鼓励学生回答问题，凡是举手回答问题的学生，在平时成绩上加2分，调动了学生的积极性。随后，教师进行总结评论。
3.推行专题报告，活跃课堂气氛
采用学生专题演讲方法，激发自主学习兴趣和收集整理资料的能力。学生3人一组，分工协作完成资料收集、PPT制作和课后研究报告撰写。学生报告题目有：智能电网概述、电气化铁路接触网介绍、电能存储技术的发展概况、地热发电的现状与技术要点、PLC的原理与应用、国内外智能电网发展趋势、柔性太阳能电池、国内外高压直流输电工程简介、电力系统柔性输配电技术、城市轨道交通供电系统和电动汽车电源系统等等。学生报告后，其他学生提3～5个问题，报告者首先作答，教师随后总结，并对相关技术问题进行详细讲解。对提问的同学，在平时成绩上加2分。这样课堂气氛非常活跃，学生争先恐后举手发言。
四、结束语
通过和学生的沟通发现，学生非常喜爱这种互动式教学方法，感觉课堂不再枯燥，而是充满活力，在知识获取和创新、演讲能力和书面表达方面都得到全面的锻炼，收获颇丰。学生的积极性被充分调动起来了，课堂气氛活跃，学生学习中找到了快乐，对电气工程专业提升了兴趣。教学实践表明，互动式教学方法在电气工程概论课程的应用是成功的。
参考文献：
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关键词：电力电子应用；知识模块；团队教学
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）11-0075-02
电力电子技术在电力系统中的应用有较长的历史。早期的直流输电采用大功率晶闸管阀作为换流阀，现在轻型直流则采用IGBT器件。自20世纪80年代，柔流输电（FACTS）的概念被提出来后，电力电子技术深入到电力系统的发、输、配各环节中，成为新型学科领域。[1，2]学科方向涉及电力电子、控制理论、电力系统分析、高电压等多门学科领域，具有较强的综合性。
为适应新技术的发展，国内高校大部分电气工程专业都开设了该课程。但该课程内容的高深让学生和教师都感到困惑。笔者曾讨论过本科生课程建设内容，提出了合理的教学改革方案，[3]但研究生课程建设不同于本科生课程建设，研究生课程体系强调提高应用特色和构建实践创新教育模式。笔者结合自身的教学实践，做了有益探索。
一、国内高校课程建设现状
对国内高校该课程开设现状进行了调研，见表1。
该课程作为电力系统自动化或者电力电子及其传动专业的专业选修课程。学分是2学分的高校为75%，学分是1学分的高校为25%。课程名称不统一，有“复杂电力电子系统”、“柔性输电技术”等。授课教师的专业背景：电力系统专业背景的教师占90%，电力电子技术专业背景的教师占10%。国内设置有传统的电气工程专业的重点大学均开设了此课程，一般电力院校也开设了此课程。课程考核方式中，笔试占80%，作业占20%。教材包括：清华大学出版社出版的《柔流输电原理与应用》；机械工业出版社出版的《柔流输电系统》和《电力电子技术在电力系统中的应用》；中国水利水电出版社出版的《柔性输电技术概论》。重点院校在专业选修课的师资上均配备了从事该方向的教授级研究人员，一般电力院校则是从事该方向的副教授以上研究人员。选修该课程的研究生依据导师的研究方向而选修，一般在该方向实力较强的高校的课题组的研究生选修较多。通过调研发现，主要有以下几个问题：
1.知识点较多且杂乱
电力电子技术在电力系统的输、发、配电各个环节都有应用，课程内容丰富，知识面广。但教师只是在某个问题上有所专研，不可能面面俱到。如：懂电力系统的教师却不懂装置；懂装置的教师却不懂电力系统。
2.研究生层次不一
研究生依据选修方向而选课。电力电子传动专业的学生不懂电力系统；电力系统专业学生不懂电力电子技术。讲授某方面知识点过深时，部分学生就会跟不上教师进度。
3.书本跟不上技术的发展
电力电子技术极大地推进了生产力，新型技术在电力系统中的应用非常迅速。如柔性直流输电技术在中国从35kV的示范工程发展到300kV的示范工程，传统的直流输电面临着被柔性直流取代的局面。但现有教材对于柔性直流的介绍却很少。
二、上海电力学院课程建设现状
上海电力学院于2005年开设了本科课程，本科课程名称为“柔性输电技术”，在2009年开设了研究生课程，研究生课程名称为“电力电子技术在电力系统中的应用”。本科生课程的学分为1分，研究生课程的学分为2分。研究生授课教师均为副教授以上研究人员，在该方向上都有过研究经历。现主讲教师为2名，一位为电力系统背景，一位为电力电子技术背景。考核方式为大作业形式，教材采用上海电力学院教师编写的《柔性输电技术概论》。在“电力电子技术在电力系统中的应用”课程的多年专业教学中，存在如下几个教学问题：
1.教学内容过于深奥
该技术处于学科前沿领域，科学专著较多，但教材较少，可选择的教材《柔性输电技术概论》偏重于柔流输电，《电力电子技术在电力系统中应用》偏重于电力电子。教学内容方面有与电力电子技术重复之处，未能与专业核心课程很好的衔接。
2.教学方法未与时俱进
研究生专业教学与本科教学有极大的不同，理论的深度和广度都超于本科教学。面向本科的教学方法不适应研究生教学。研究生教育要培养创新人才，教师要引导学生去发现问题、解决问题。
三、教学内容构建
针对知识点内容分散和衔接度不够紧密等问题，笔者对教学知识点进行梳理，如表2所示。知识内容体系构建为五大模块：学科综述、基础理论、发、输、配应用。对知识模块中的教学内容和知识点做了设计。对电力电子装置的应用有所选取，抓住实际工程中主要应用的类型。在教学内容组织上，教学重点放在发、输、配的应用上，尤其是输电网的应用。发电应用主要讲述风力发电机组的控制；输电网应用主要介绍串补、并补装置和柔性直流输电；配电网应用主要介绍有源滤波器装置。基础知识模块的内容设计是为了应用做准备，该模块介绍了电力电子装置接入电力系统的建模方法和大功率变量器拓扑结构的基础知识。这些属于电力电子装置的共性知识。这种教学内容的安排可以承接电力电子和电力系统基础知识，又能强调本门课程的特色。
四、团队研讨型学习方式
传统教学方法以灌输为主，选修课的教学方法采用传统教学方法，教学效果不好。文献[4]介绍了团队教学方法在控制理论课程中的应用。“电力电子技术在电力系统中的应用”课程也引入了团队教学方式。团队教学牵涉两个方面：教师要设计好研究内容，学生要分工明确。团队教学组织见表3。在研究内容上以应用为主进行划分，按照发输配环节，给学生若干个任务。如可控串补装置在电力系统应用中可以组建一个3人的团队：1人研究可控串补提高系统输送能力，侧重于电力系统；1人研究可控串补的控制算法；1人研究可控串补的装置设计。可控串补的理论从机电暂态到电磁暂态各个层面均有，学生任务各有侧重。在考核环节，学生的成绩由团队学习质量和论文质量两部分综合评分。团队学习质量和论文质量各占50%。
五、教学反馈
学期结束后了解到，教学效果较好。学生团队90%完成任务，10%的学生团队接近完成任务。各专业的学生都能较好地分工融入团队，对装置的原理能深入理解。通过仿真计算环节，学生们普遍提高了研究能力和创新能力。通过对知识点的梳理，教师对本课程知识点的理解更加全面，学科知识融合度也大幅提高。但由于团队教学课堂上不能花费大量时间指导学生，加上团队课外交流不够，也影响了团队教学组织质量。对于存在的问题，将在以后的教学中采用流程优化、加强监督等措施加以改进。
参考文献：
[1]张文亮，汤广福，查鲲鹏，等.先进电力电子技术在智能电网中的应用[J].中国电机工程学报，2010，30（4）：1-6.
[2]王仲鸿，沈裴，吴铁铮.FACTS技术研究现状及其在中国的应用与发展[J].电力系统自动化，2000，24（23）：1-5.
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