递进式综合能力培养的实验教学研究

新工科背景下,高校本科教学越来越重视学生的创新能力培养,以电气工程专业实验教学为例,研究创新能力培养的实验教学方法;并以电力系统综合实验为例,充分利用现有实验设备,研究构建实验教学系统;提出以生为本的递进式实验项目内容设计,引导和培养学生的创新能力。研究充分考虑到创新型人才培养和实验教学方法的普遍性与推广性,对其他学科和专业具有广泛的借鉴意义。

考虑系统运行方式的继电保护在线智能校核

运行方式灵活多变的现代互联电网对继电保护的要求越来越高。根据电网继电保护定值整定和校核相似的特点,结合保护整定思路,提出了考虑系统运行方式的继电保护在线智能校核。首先,结合风险理论和连锁故障理论评估保护重要度,根据重要度由高到低的顺序在线校核保护定值;其次,对于不满足"4性"要求的保护定值,根据其运行方式集进行修订,而满足"4性"要求的保护定值则无需修订。实现了保护定值的在线智能校核,对提高电力系统的安全稳定运行有着重要的理论和现实意义。

面向对象的电网继电保护整定计算管理系统

继电保护装置是电力系统安全、稳定运行的重要保证,因此电网继电保护整定计算尤为重要。继电保护整定计算相关软件的研制可以大大提高整定计算的效率,减轻整定计算人员的工作量。针对传统继电保护整定计算软件的局限性,诸如现有软件在通用性、可扩展性和可维护性方面的不足,利用面向对象技术、数据库技术和.NET插件技术,开发了面向对象的电网继电保护整定计算管理系统。通过某电力系统网络的算例计算,验证了本系统的可靠性和有效性。

考虑保护重要度的继电保护定值在线校核

现代互联电网运行方式灵活多变,对继电保护的要求越来越高。为了使继电保护定值校核和管理更加科学有效,提出了考虑保护重要度的继电保护定值在线校核。首先将风险评估理论和电网连锁故障风险相结合,得出系统综合风险并将其用于衡量各保护的重要度;然后根据重要度从高到低的顺序对所有保护定值进行在线校核。通过IEEE39节点系统的仿真和算法复杂度的分析,验证了该方法的可行性和正确性,避免了传统随机校核各保护定值带来的不足,对提高电力系统的安全稳定运行有着重要意义。

电磁式电流和电压继电器教学实验特性差异性

作为继电保护的基础元件,高校继电保护教学实验普遍开设电流和电压继电器特性实验课程。实验过程中发现在调节电磁式继电器启动值和返回值时,电流继电器比电压继电器有更高稳定性,而且电压继电器更容易受使用年限的影响。收集当前本科实验室的两种电磁式继电器实测数据,通过统计方法归纳两种电磁式继电器实际特性情况。进一步结合两种电磁式继电器的原理,从理论上分析上述现象的原因,从而有助于帮助学生更深入掌握继电器特性。

积木式“继电保护”实验教学方法研究与探索

“继电保护”是一门原理性和实践性很强的专业课程,同时也是学生较难入门和精通的课程。提出了针对“继电保护”实验教学的积木式实验教学法,并给出积木式教学的设计方法、具体实施步骤以及在实施中要解决好的问题,使学生在学习“继电保护”理论知识后能够进行积木式“继电保护”实验教学的实践,及时地消化和吸收“继电保护”原理和知识,最后对积木式实验教学法与传统教学法的效果进行了对比。

电力电子电路探索性实验研究与实现

围绕高等院校开设创新类实验中的关键问题,研讨了探索性实验内容的设计方法,并以电力电子电路探索性实验为例说明方法的应用。针对本科教学实验受限于设备数量、场地面积等,提出了集约式探索性实验平台的构建方案。并设计了"广对象、宽理论"的实验内容框架以提高学生的实验自由度,打破以往实验教学中研究对象和方向单一的局限性。为了提高沟通效率、控制实验时长,提出了一种空间二维实验主题实施模式,并以三相全桥逆变电路故障诊断来说明设计原理。其设计思路是将所研究的问题分解在3个平面上,并在每个平面上具体指出研究对象和方式,直观呈现问题、模型、方法等基本脉络。最后建立科学的考核体系,从理论和实践难度两个角度独立分析,客观评价学生在实验过程中的各种能力。

基于过程总线的继电保护实验平台开发

为了研究继电保护技术在智能变电站的应用,参考标准IEC 61850重新构建微机继电保护装置功能,并引入过程总线技术升级传统电保护实验平台,设计了PC控制的过程总线适配器,解决异构通信端口的设备之间的通信难题;以GOOSE和SMV报文传输继电保护指令为例,介绍了IEC 61850在该实验平台上的应用。借助该实验平台,学生可便利地实施智能变电站的继电保护实验,学习IEC 61850标准。

基于B/S结构的智能电网继电保护在线整定与定值管理一体化系统

提出的智能电网继电保护在线整定与定值管理一体化系统采用B/S模式的体系结构,充分利用了多代理技术的智能,silverlight交互界面设计的友好,C#编程语言的优雅来实现传统整定计算与定值管理的智能化,大大提高了继电保护性能和相关人员的工作效率。采用的优化设计方案保证了系统的可靠性、实时性和同步性。

软化教学实验平台构建及新型实验教学方法研究

为不断提升本专业实践教学质量、培养适应经济社会发展需要的"三创型"人才,针对目前实验教学普遍存在的一些现象,研究构建以学生为中心、开放自主为特征、教学与实践相结合的实验教学新模式。

基于链表法的复杂配电网单相接地故障在线定位

基于独特的链表分析模式,提出了一种处理复杂配电网单相接地故障在线定位问题的新方法。利用馈线终端单元(FTU)获取单相接地故障信息,然后以树枝为单位根据其首末节点故障信息进行故障一次定位,再沿正方向根据树枝内区域首末节点故障信息不一致完成二次精确定位。针对树枝交叉区域故障和数据缺失及畸变等情况,提出了相应的解决策略。算法原理简单,定位准确,运算速度快,容错性强,满足在线定位的要求。通过算例分析,验证了算法的正确性和可行性。

柔性互联配电网研究现状综述及其发展探索

随着社会需求和电网技术的不断发展,柔性互联配电网逐渐成为未来智能配电网的发展趋势,而高渗透率分布式电源的接入和电力电子装置控制策略的复杂性,给柔性互联配电网的发展带来了严峻挑战。为此首先分析柔性互联配电网相比常规配电网的优势,并介绍柔性互联配电网发展面临的机遇与挑战;然后对配电网柔性互联关键装备和技术、柔性互联配电网结构形态与运行控制关键技术进行综述,分析软联络开关、柔性环网控制装置和电力电子变压器等柔性互联装置的基本结构和原理;最后基于现有研究对新形势下柔性互联配电网发展关键问题进行探索。所述研究旨在为柔性互联配电网的发展提供科学依据和借鉴意义。

考虑节点电气介数的多组同基最小断点集选取方法

最小断点集(MBPS)是复杂环网配合整定计算的起点,其解往往具有多组,需要从中选取最理想的一组。考虑潮流对节点的实际利用情况以及节点对断点保护脆弱性的影响状况,提出了以节点电气介数指标来衡量保护的脆弱程度,给出了一种求取多组同基最小断点集的选取方法。相对于已有的多组同基MBPS选取方法,所选指标更符合电力系统潮流的传播特点以及潮流对节点的实际利用情况,所选取的MBPS更为合适,最后通过算例验证了该算法的有效性和合理性。

直流斩波实验升压失效问题分析

不可控整流电路作为升压斩波电路电源进行实验时,存在电源输入跟随负载电阻变化的问题,一定程度上影响对电路性能的分析。参考NMCL系列本科实验用电路,深入分析电路结构,并采用Matlab/simulink软件搭建仿真电路,定量分析负载呈现不同特性时对升压斩波实验性能的影响,指出实验分析中存在的误区。根据仿真的波形和分析数据,指出了负载的最优设置方式,有助于帮助师生理解单一升压斩波电路、复合电路的工作特性。

适应新工科发展的产业实验教学方法研究

实验教学作为沟通大学理论知识与动手实践、生产应用的桥梁,在促进新工科发展中起着关键作用,但面临着教学实践场所、设备匮乏等一系列问题。本文首先分析了新工科背景下实验教学面临的挑战,提出了产业实验教学的新思路。并以我校电气学科为例,阐述了产业实验教学特点。最后以电力系统综合实验为例,具体构建了符合新工科要求的电力系统产业实验教学方法。

继承式创新能力提升的实验内容设计探索

围绕着"继承式创新能力提升"的人才培养目标,以电力电子综合实验为例,探索"问题"导入式的实验教学体系重构方法,保留经典实验教学内容,并有选择、有规模地融入学科新技术和工程生命周期问题,力求突出重点、明确特色。为了灵活组织教学内容,提出了一种实验知识脉络图展示方法,帮助学生有过渡性地理解工程行业实践需求,发现创新切入点、提高创新活动效用。

主控回路共用电源的三相桥式整流逆变电路研究

针对NMCL系列实验电路与教科书存在较大差异,实验数据、波形与理想值存在较大偏差,学生难以理解其中内涵等问题,参考实验教学电路,深入分析电路结构,考虑到主控回路共用电源特征,使用Matlab/Simulink搭建仿真电路,给出了三相桥式整流逆变的输出波形、输出测量值和晶闸管电压变化波形。通过理论与仿真的比较分析,引导学生探索电源内阻变化、电压波动、同步电压偏差等对测量结果的影响。

基于轻型高电压实验系统的实验教学研究

高压技术是电气工程与自动化专业的必修课,高压实验教学是专业课的重要组成部分,对提高学生的实践能力和创新能力,培养学生的思维能力、分析问题和解决问题的能力,培养适应当前需要的人才起着非常重要的作用。基于轻型高电压实验系统,从实验平台建设、实验教学项目研究与实验教学模式改革三个方面进行研究,提出了新的教学内容和模式。

基于Simulink的冲击电压放电试验仿真系统

雷电冲击电压放电试验用以检测电力设备在运行过程中承受暂时过电压及雷电过电压时的绝缘水平,是系统中常见的设备绝缘测试方法。传统的测试方法涉及的设备元器件多,搭建试验平台较为繁琐,且参数计算与测试过程用时较长,因此测试效率较低。本论文研究了一种基于Simulink的冲击电压放电试验仿真系统,该系统首先对试验设备进行建模,通过仿真的方法计算合理的试验参数,运行得出理想的试验结果,再以此作为依据在测试平台上进行试验。采用冲击电压放电试验仿真系统进行雷电冲击电压放电试验,可大幅缩短试验时间,提高测试效率。

一种半虚拟的电气本科实验教学研究

针对现有的实验教学方式容易受限于实验设备、实验手段的约束,提出“物理平台+虚拟仿真”的本科实验教学研究,将物理平台生动具体的优点和虚拟仿真可扩展性强的优点结合,丰富本科实验教学手段。首先探究各种现有实验教学方法的优缺点,具体说明“物理平台+虚拟仿真”的半虚拟本科实验教学研究,最后以本科继电保护实验课程为例,具体说明电气专业半虚拟实验教学情况。