在电力系统潮流计算教学过程中,晦涩难懂的公式和复杂的算法加大了学生的理解难度,使学生比较苦恼,导致其学习兴趣下降。随着经济水平的不断提高,电力系统的电压等级越来越高,电力系统的结构也日益复杂,利用计算机仿真软件来对一些复杂的电力系统进行分析计算已经非常普遍。利用虚拟仿真软件进行实验,可让学生更好地掌握所学的理论知识[1]。
在电力系统领域中,利用计算机进行潮流计算的各种算法和软件日益成熟,并且还在不断发展。但是利用电子计算机来进行潮流仿真的一部分软件都需要使用者自己来制订计算流程并且编写相应的程序,对于多数不精通编程的用户与学生而言有相当大的难度。为此,本文探讨利用电力系统分析软件包(PSASP)建设适于学生简单操作即可进行复杂电力系统潮流计算的仿真实验项目。
PSASP全称为Power System Analysis Software Package,是由中国自主开发的一套功能强大且易于使用的电力系统分析综合程序,它有非常强大的数据库,可以方便地录入数据并在软件中进行多种计算,目前已成为多所高校的科研与教学工具[2]。PSASP具有以下仿真功能:潮流计算、暂态稳定性、短路计算、网损分析、电压稳定性、最优潮流和无功优化、继电保护调整等[3]。学生可以通过掌握该电力系统仿真工具,减少进行手算潮流的时间,提高对科研与学习的兴趣;通过仿真教学也可以进一步加深学生对复杂网络潮流计算理论知识的理解,能在很大程度上解决学生在学习中遇到的困难,具有显著的教学效果。该软件为电气工程专业学习电力系统设计、运行和分析研究的学生提供了简单实用的辅助工具。
1 教改背景 电力系统潮流算法
2 目标实验案例的选择
3 PSASP虚拟仿真实验项目建设
4 实验项目的正确性验证
5 结语
一是利用PSASP软件进行仿真实验,指导学生快速搭建好电力系统模型,输入设备基本参数,通过虚拟仿真安全、直观地将实验结果展示出来,解决了多数学生不精通使用编程进行潮流计算的问题,方便学生理解所学理论知识,让学生切实了解潮流计算的方法,有助于提高学生的兴趣。学生也可以在搭建好的电力系统基础上进行短路电流计算、暂态实验、统一潮流控制等多项拓展性实验,进行更为深入的分析研究。该软件具有显著的教学作用。
二是利用MatLab/Simulink对相同的电力系统进行潮流计算仿真后,通过比较两者物理母线电压的幅值和相角发现两者仿真结果几乎一致,说明两款软件都可以对电力系统进行潮流计算仿真,证明了利用PSASP搭建模型时参数设置的正确性以及该系统的收敛性。PSASP软件可以成为学生学习潮流计算时很好的辅助工具。
参考文献
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王彦文 范泽宇 耿瑞 周明 司佳宁 中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院 |