基于matlab仿真技术的电力工程概论课程教学改革探讨.doc

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1、基于Matlab仿真技术的电力工程概论课程教学改革探讨摘要：Matlab仿真技术已成为重要的科研和工程设计工具，为了改进传统教学方法，提高电力工程概论课程的教学效果，将Matlab仿真技术融入课堂教学。本文以开式电力网潮流计算为例，介绍了系统的Matlab/Simulink仿真建模方法，并对如何由仿真结果引导学生积极思考，激发学生的学习积极性进行了探讨。关键词：电力工程；Matlab；幵式电力网；潮流计算中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号:1674-9324(2017)10-0118-02一、引

2、言电力工程概论课程以电力系统为主，是电气工程专业的重要专业课。该课程的研究对象是电力系统，具有很强的工程性，而传统的授课方式主要采用板书和PPT,学生的学习兴趣不高，特别是涉及烦琐计算的内容，学生觉得比较枯燥。将基于Matlab的电力系统仿真技术融入电力工程概论课程的教学中，可以激发学生的学习兴趣，提高学生学习的积极性和主动性，促进学生的积极思考和主动实践，从而有助于克服传统教学的局限性，提升教学质量。二、Matlab/Simulink简介Matlab是美国MathWorks公司研制的商用数学软件，己成为科

3、研和工程设计的重要工具之一。欧美发达国家的高校己经将Matlab仿真技术融入教学屮，取得了很好的教学效果。在电力工程概论教学过程屮，教师可以针对电力系统分析实例，在课堂介绍Matlab仿真模型的搭建过程、仿真设置和运行、仿真结果，并对仿真结果进行必要的分析和讲解。在仿真过程屮，可以方便的对模型和参数进行修改，并可对系统的工作工程加以动态显示。通过仿真演示有利于提高学生学习的兴趣，加深学生对有关知识点的理解和掌握。三、仿真实例本文以一个简单的开式电力网为例，介绍系统的仿真过程。(熊信银主编《电气工程基础》第1

4、51页例题6-5)开式电力M如图1所示，线路额定电压为llOkV,电力网首端电压为118kV,负荷为:■LDb=(O.4+J15.8)MVA,BLDC=(8.6+j7.5)MVA,BLDd=(12.2+j8.8)MVA,分析节点电压和功率分布。仿真系统图如图2所示。1.仿真模型构建。线路采用n型等效电路，负荷采用SeriesRLCLoad。由于线路存在对地电容、电源不能直接和线路相联，采用电源Us和小电阻串联再与线路相连的方式。小电阻可以采用SeriesRLCBranch；电压和电流测量模块、示波器显示模块

5、Scope,功率测量Power模块都可从Simulink模块中得到。图2的仿真模型中只给出了对节点a和节点d进行电压和功率测量的模块，对其他节点的测量方法相同。2.仿真结果。节点a的电压和功率仿真结果如图3、图4所示。根裾仿真结果，节点a的电压约118kV,有功约为43丽，无功约为33MVar,仿真结果与课木的近似计算结果基木一致。将图3和图4的仿真结果展示给学生，可以让学生清楚的认识到系统工作时节点a的电压、电流和功率大小，改变系统参数时，可以快速的得到新的仿真结果，并且可以让学生将仿真的结果和书本的例题

6、的近似计算结果进行比较和分析，加深学生对知识点的理解，提高计算能力和应用能力。节点d的仿真结果如图5、图6所示。根据节点d的电压和功率仿真结果可知，节点的电压由于线路的电压损耗而降低。引导学生将仿真结果和课木例题的计算结果进行比较，并提出思考问题和课后作业：电压和功率的仿真和计算结果偏差相较节点a的变大的原因是什么；进一步提高理论计算精度的方法是什么；按照课本的方法，进行第二轮潮流计算，并对计算结果和第一轮的计算结果以及仿真结果进行比较和分析。由仿真模块PowerGUI的Steady-StateVoltag

7、esandCurrents分析工具，可以直接得到电源、测量模块、负荷、线路等的电压和电流峰值或有效值，如图7所示。该模块给出的是相电压，如需线电压只要进行简单的换算即可。通过该模块的介绍和演示，可以让学生进一步熟悉仿真模块的功能、使用和分析方法，提高学生学习的兴趣和效果。四、结语木文介绍了电力工程概论课程的地位、作用和特点，并指出传统课程教学方法的不足之处，对将Matlab仿真技术融入电力工程概论课堂教学进行了探讨。文中简介了Matlab仿真软件在电力系统仿真方面的主要模块和功能，并通过一个简单开式电力网潮

8、流计算的例子，对Matlab仿真模型的构建和仿真结果的分析进行了介绍，并探讨了如何通过仿真引导学生积极思考来激发学习的主动性，提高学习效果和学习能力。参考文献：[1]熊信银，张步涵.电气工程基础[M].第二版.武汉:华屮科技大学出版社,2010.[2]王晶，翁国庆，张有病.电力系统的MATLAB/SIMULINK仿真与应用[M].西安电子科技大学出版社,2008.[3]陈兰岚.Matlab电气仿真技术在电力电子教