电力系统发电特性论文

摘要讨论式教学法改变了传统教学中师生间的“主—从”关系，建立起师生间“主导—主体”关系的现代培养模式，有利于培养学生的自主学习能力、协作意识、民主精神和创造能力。本文介绍了讨论式教学法的概念，分析了讨论式教学法的作用，给出了其实施过程，并结合电力工程概论课程的讨论课实例，介绍了讨论课的选题、分组、讨论形式、评价方法和讨论效果。下面是小编整理的《电力系统发电特性论文 (精选3篇)》，仅供参考，大家一起来看看吧。

电力系统发电特性论文 篇1：

大规模光伏发电并网对互联电力系统阻尼特性的影响及其阻尼控制策略

摘要：针对未来大规模光伏发电系统并网对互联电力系统安全稳定性可能造成的影响，从系统阻尼特性角度展开详细研究。首先建立了适用于稳定分析的光伏发电系统的动态模型，然后搭建了含光伏发电系统的IEEE16机68节点测试系统，采用特征值分析法和模态分析法，研究了光伏发电的不同接入位置以及不同渗透率对互联电力系统阻尼特性造成的影响。结果表明：光伏发电系统不直接参与系统机电振荡，而主要通过对系统潮流的影响改变系统阻尼，并且由于阻尼控制环节的缺失可能对系统阻尼产生一定的负面影响;文中提出的光伏发电系统的阻尼控制策略可有效地抑制该负面影响，进一步提升了互联电力系统对光伏并网的接纳能力。

关键词：光伏并网;光伏系统动态模型;特征值分析;阻尼特性;阻尼控制

文献标志码：A

作者：索江镭　胡志坚　刘宇凯　张子泳

电力系统发电特性论文 篇2：

讨论式教学法在电力工程概论课程教学中的应用

摘 要 讨论式教学法改变了传统教学中师生间的“主—从”关系，建立起师生间“主导—主体”关系的现代培养模式，有利于培养学生的自主学习能力、协作意识、民主精神和创造能力。本文介绍了讨论式教学法的概念，分析了讨论式教学法的作用，给出了其实施过程，并结合电力工程概论课程的讨论课实例，介绍了讨论课的选题、分组、讨论形式、评价方法和讨论效果。

关键词 讨论式教学 创新能力 作用 实施

Application of the Discussion Teaching Method in the

Teaching of Electric Power Engineering

JIANG Yunhao[1][2]， DING Wenfang[1][2]， GONG Li[1][2]

([1]Hubei Collaborative Innovation Center for High-efficiency Utilization of Solar Energy，

Hubei University of Technology， Wuhan， Hubei 430068;

[2]Hubei Engineering Technology Research Center of Power Grid Intelligent Control and Equipment，

Hubei University of Technology， Wuhan， Hubei 430068)

0 引言

課堂教学是大学教学的主要形式之一，是一种目标明确、按计划、有组织、有步骤的教与学的双边活动过程，是高校实现人才培养的主要途径，课堂教学的方式和方法对人才培养目标的实现至关重要。①传统的教学模式以“教师讲授，学生被动接受”的知识传授方式为主。该教学模式虽然具有教学效率高、知识传授系统化等优点，但其忽视了学生的主体性，学生的学习主观能动性难以充分调动，缺乏对学生批判性思维的训练，导致学生的创新意识和创造能力不足。

电力工程概论课程是电气工程及其自动化专业的重要学科基础课程。通过课程的学习要求学生掌握电力系统发电、输变电、配电和用电各环节设备和系统的基本原理，树立电力系统的整体概念;掌握电力系统稳态分析和短路分析的基本原理和方法，了解电厂、变电所电气部分及二次系统的组成和运行特性，掌握电力系统分析、设计、运行、保护等的基本理论和基本方法，为进一步学习其他专业课程奠定基础。由于课程涉及的内容多而学时数少，为提高课堂效率和学生的课程学习质量，在有限的学时数内，使学生获得更多的知识，我们在教学中尝试引入讨论式教学法。

1 讨论式教学法的概念和作用

讨论式教学法是为了实现一定的教学目标，在教师的精心准备和指导下，通过预先的设计和组织，促使学生针对教学中的某些问题相互启发、相互学习，以培养学生独立思考能力和创新精神，提高学生灵活运用所学知识分析问题和解决问题的能力的一种课堂教学方法。②讨论式教学的作用主要有以下几点：③④⑤

(1)有利于发挥学生学习的主体作用，充分调动学生的学习积极性和主观能动性。著名教学家苏霍姆林斯基认为：“只有能激发学生去进行自我教育的教育才是真正的教育”。在讨论式教学中，学生变为知识学习的主体，而教师主要起引导作用。学生在课后要根据讨论课的主题积极主动地进行资料的搜集、阅读、分析和整理;在课上学生就有关主题进行发言和讨论。在提问和讨论的过程中，促使学生积极思维，使学生充分参与到学习和讨论中来，提高了学生的学习兴趣，有利于培养学生的自主学习能力。

(2)有利于学生形成批判性思维，深化所学知识，提高所学知识的运用能力。讨论式教学中，学生围绕相关主题展开讨论，需要充分展示自己对问题的综合理解而不仅仅是记忆，思维处于积极的认知状态，对信息的回忆、思考和加工也是多维度的，能促使学生从多角度思考和分析问题，更利于形成批判性思维，有利于所学知识的深化和灵活运用。

(3)有利于培养学生的表达能力以及协作和创新精神。在讨论式教学中，学生在对资料的阅读、分析和整理过程中，提高了自己的书面表达能力;课堂讨论中，学生的发言要语言清晰、逻辑合理，在辩论过程中还需要即兴发挥，这有利于提高学生的口头表达能力。而且，由于学生个体的差异性，在相互讨论过程中，能相互学习，相互启发，更快地实现学生的自我认识、自我完善和自我发展。讨论式教学的互动模式，促使学生互动合作、相互质疑、大胆探索，有利于学生在积极思维和互相讨论、互相启发中产生创新思维的火花，培养了学生的协作精神和创造能力。

2 讨论式教学的实施

讨论式教学的实施一般分为课前准备阶段、课堂讨论阶段和总结评价阶段。

在课前准备阶段，教师和学生都需要做充分准备。教师要根据培养计划和教学大纲对学生培养的目标要求，钻研教材和参考资料，确定讨论题，讨论题要具有针对性和启发性，要有一定的深度和难度。在讨论课前，教师提前布置题目，根据题目的难易程度，要给学生足够的准备时间，做好学生的分组，并指定小组负责人。学生的到讨论题后，以小组为单位，在讨论协商基础上，由组长确定组员的分工任务。学生根据分配的任务进行资料的搜集、阅读、讨论和分析整理，形成发言提纲。

在课堂讨论阶段，教师首先要说明讨论目的、讨论要求和讨论程序等。在讨论过程中，教师的角色更像是“导演”或节目主持人，他要认真倾听学生的发言，参与学生的讨论，组织好讨论过程，要启发、引导和控制好讨论的方向和深度。对学生的发言和讨论多加赞扬和鼓励，充分调动学生的发言和讨论的积极性。

在讨论结束前，需要留有一定的时间对本次讨论进行总结。教师需要进一步强调所讨论问题的主要观点，肯定学生的正确观点，对错误的观点加以指正，使学生对所讨论的问题有统一完整的认识。教师要对学生的讨论加以积极肯定，特别是对学生在讨论中产生的好的思想苗头加以积极鼓励和引导，激发学生的自主学习热情，提高學生学习的主动性、积极性和知识的探究能力。

3 讨论实例

根据课程教学内容，为扩展学生的知识面，提高学生学习的兴趣和积极性，对发电方式教学内容中的可再生能源发电方式开展了讨论式教学。

讨论题目分成三大主题(太阳能光伏发电、潮汐能发电和波浪能发电)，共9个小题。太阳能光伏发电方面的三个小题为：

(1)太阳能光伏发电基本原理是什么?系统构成和各组成部分基本功能是什么?

(2)太阳能光伏发电涉及的关键技术有哪些?目前的技术瓶颈是什么?

(3)太阳能光伏发电应用前景如何，举一个在运行太阳能光伏发电厂实例，并加以介绍。

潮汐能发电和波浪能发电的小题内容与太阳能光伏发电的一样，只是将太阳能光伏发电换成潮汐能发电和波浪能发电。

讨论分组和讨论形式：全班45名同学，分成3个大组，9个小组，每个大组确定一个主题，大组内每个小组确定该主题内的一个小题。由指定的小组长和组员协商确定各组员分工，进行资料的搜集、阅读和整理，在该主题大组内进行相互讨论，最终完成小组选题的发言稿。课堂讨论时，先由各小组推荐的发言人在讲台给大家进行所选题目的阐述，然后大家就有关疑问进行提问和讨论，教师也要参与其中，对讨论过程进行控制和引导。讨论结束后，教师对讨论主题进行概括和总结。

讨论结果的评价方式：讨论课的评分要保证公正民主，由小组内自评、小组间互评和教师自评构成。小组内自评由组长根据组员贡献大小对组员进行给分;小组间互评由其他小组对该小组的发言和表现给小组整体分;教师自评由教师根据小组对讨论题目的准备情况、发言和讨论过程中的表现以及应变能力给小组整体分。

4 结语

本次讨论课的选题涉及该领域的发展方向又是国家重点关注的领域，虽然有的题目具有一定的难度和深度，但学生表现出极大的热情，课堂讨论热烈。通过本次课堂讨论，能使学生对有关方向形成一定的宏观认识，激发了学生学习的积极性和主动性。讨论式教学法一改师生间“主—从”关系的传统培养模式，而采用师生间基于“主导—主体”关系的现代培养模式，有利于建立师生间的合作、平等、民主、友爱的师生关系，有利于培养学生的自主学习能力、协作意识、民主精神和创造性。

教研项目：湖北省教研项目(2015285)

注释

① 孙彦波.讨论式教学法在大学课堂教学中的应用研究[D].华中科技大学，2008.

② 顾明远.教育大辞典[M].上海：上海教育出版社，1990.

③ 伏荣超，徐武汉.新课程理念下的讨论式教学与主体参与[J].中国教育学刊，2004(11)：19-22.

④ 孙跃.培养大学生创新能力的有效方法——讨论式教学[J].中国电力教育，2010(27)：54-56.

⑤ 彭人哲.讨论式教学：价值、形式和前提[J].教育理论与实践，2011(24)：47-48.

作者：蒋云昊　丁稳房 　宫力

电力系统发电特性论文 篇3：

基于发电成本与环境效益的风电最佳接入容量分析

摘要：

为充分了解风电接入电力系统后对发电成本及环境效益的影响，计算符合系统运行经济性的风电接入容量，建立了风电最佳接入容量优化模型。采用该模型分析了不同容量火电机组在不同功率下的煤耗特性变化，并通过对火电机组深度调峰补偿调动火电机组调峰积极性;引入火电排污成本以充分体现风电接入后的环境效益，加入弃风惩罚费用来保障风电优先调度。采用粒子群算法并结合主动搜索技术(active explore basic particle swarm optimization， AEPSO)对模型进行求解，有效解决了粒子群算法易陷入局部最优的问题。最后以某地区实际电力系统为例，计算得出了在最经济运行模式下的风电接入容量，验证了模型的合理性。该研究可为相关决策部门制定风电发展规划提供参考。

关键词：风能;发电成本;环境效益;粒子群算法;主动搜索技术;最佳接入容量

doi： 10.7535/hbgykj.2017yx05006

近年来，风力发电因其技术成熟、成本低廉、开发潜力巨大及无污染等优点在世界各国都得到了快速发展[1]。风电并网不仅有效降低了系统运行成本[2]，还会带来显著的环境效益[34]。然而由于风电出力具有的随机性、间歇性及反调峰性等特点[5]，随着风电渗透率的不断提高，大规模风电接入电网要求现有运行中的火电机组大幅参加系统调峰，这一方面将为系统安全运行埋下隐患[67]，另一方面也会造成系统运行成本的上升;当风电并入容量增加到一定程度时，系统为接纳风电增加的成本甚至有可能抵消掉风电接入带来的环境效益。基于此，有必要探索系统在安全运行约束下最经济运行时的风电接入容量。

[WT][BW(D(4mm，，)MD2][BG(!][BHDWG8mm，WK16mm，WK142mm，WK12mmW][HT5”SS]第5期

王健，等：

基于发电成本与环境效益的风电最佳接入容量分析

[BG)][BW)][HT]

[BW(S(4mm，，)MD2][BG(!][BHDWG8mm，WK8mm，WK147mm，WK15mmW][HT5”SS][]

河北工业科技第34卷[BG)][BW)]

现有的大多数文献都是在系统调峰容量及线路传输功率约束下，通过优化开机方式和常规机组出力探索以消纳风电最大的系统优化调度方案[810]，但往往忽视了风电接入电网潜在的环境效益及为接纳风电支出的常规机组的调峰成本。本文从发电成本与环境效益两个角度建立了含风电场的电力系统运行模型，揭示了在不同风

电接入容量下火电发电量、污染物排放量及系统调峰成本变化，进而得到了以实现系统综合发电成本最低为目标的风电最佳接入容量。

1风电最佳接入容量优化模型分析

1.1模型建立

含风电场的电力系统运行特性分析是指在满足系统各种约束条件下，充分发挥风电的低碳环保效益，合理优化火电与风电出力，使得在调度周期内系统总发电成本最小。为更全面的反映接入风电后系统效益变化，在模型中引入火电排污费、火电深度調峰补偿成本及调峰不足导致弃风后的惩罚费用。

1)煤耗量

对于同一火电机组，火电煤耗随着机组出力降低而升高，所以额定工况下为火电机组最经济的运行方式。火电机组的煤耗特性可用式(1)表示：

[WTBX]f(Pi)=aiP2i+biPi+ci， (1)

式中：Pi为有功输出;ai，bi，ci为机组i煤耗特性参数。

2)火电排污环境成本

燃煤火电消耗的主要是煤炭和水，产生的污染物主要包括[WT]SO2，NOx，CO及烟尘等大气污染物。根据中国现行的环保政策，火电厂要为其造成的环境污染付费，收费标准按照《排污费征收使用管理条例》的规定由式(2)决定：

[WTBX]Ce=μ·∑[DD(]k[]i=1[DD)][SX(]Gi[]Ni[SX)]， (2)

式中：Ce为火电机组排污成本;μ为每当量污染物收取的费用;Gi为第i种污染物的排放量，kg;Ni为第i种[WT]污染物当量值，kg。

火电厂排放污染物当量值如表1所示。

文献[11]给出了计算燃煤火电各污染物排放量的常规方法，通过详细的公式可比较准确地计算各污染物排放量。本文采用文献[12]中的污染物排放量的简化计算方法，各污染物排放量可看作只和煤耗与污染物排放率2个参数有关，如式(3)所示：

[WTBX]Ex=η×Sx，[JZ)][JY] (3)

式中：Ex为火电机组污染物x单位电量的排放量，η为煤耗率;Sx为污染物x单位电量的排放率。

各污染物排放率按表2确定。

3)火电深度调峰补偿成本

随着风电装机比例不断增大，电网对系统调峰能力的需求越来越高，能否充分发挥火电机组的调峰能力将对风电的消纳量产生直接影响。所以，完善电力系统火电调峰补偿机制将有助于提高火电机组调峰积极性，保障风电消纳。

根据文献[13]对不同容量的火电机组，划分其有偿和无偿调峰界限。如表3所示，调峰补偿标准以β=500元/(MW·h)计。

4)弃风惩罚费用

系统发生弃风时，会影响电力系统的节能、环保效益和电量效益，为体现系统接纳风电的优先级，出现弃风时在系统综合成本中加入一定的弃风惩罚费用。弃风惩罚标准根据中国火电上网电价及售电价格的平均值，取0.4元/(kW·h)[14]。

3算例分析

[WT]本文基于中国西北某地区典型日实际负荷特性及该地区风电场的实际出力数据，采用本文建立的风电最佳接入容量优化模型，并应用带主动性搜索的粒子群算法求解模型，分析在接入不同容量风电后系统运行成本和环境效益变化。系统火电机组运行参数及煤耗特性参数[1617]如表4所示。此时，系统综合调峰深度为λ=31.89%，煤炭价格取α[WT]=400元/t。该典型日内负荷率及风电归一化出力值如表5所示，系统最大负荷为4 747 MW。

采用本文的算法对模型求解，得出在不同风电渗透率下系统综合成本变化如图1所示。由图1可知，曲线的最低点处的坐标分别对应系统最佳风电接入容量(1 100 MW)及系统最低综合发电成本(1 309.9万元)，系统其他运行结果变化如表6所示。

由表6可知，随着风电装机容量的不断提高，火电发电量逐渐降低，风电的电力效益逐渐显现，替代火电承担了更多的系统负荷;污染物排放量也随着风电并网容量的升高而逐步减少，这体现了风电并入电网后的环境效益;而系统综合成本却随风电容量的增加呈现先减少后增加的趋势。

这说明，在一定程度上，风电容量的增加有助于降低系统的总发电成本，这体现了风电的经济性，但当风电增加到一定比例时，对风电损失的惩罚费用及为接纳风电付出的火电深度调峰补偿成本将超过风电带来的环境与节能效益。

风电装机容量为1 400 MW时，系统综合发电成本降到最低，相对于无风电并入时，污染物排放当量减少了126 t，火电发电量减少了0.100 1(亿kW·h)，系统综合发电成本降低了99.4万元，风电的节能减排效益得到很好体现。

风电装机容量为1 100 MW时，弃风比例为025%，故1 100 MW可近似看作该地区发生弃风的临界风电装机容量值，而此时综合发电成本为1 320.0万元;风电装机容量为1 400 MW时，系统将会出现11.57%的弃风，但系统综合发电成本降至最低为1 309.9万元，比发生弃风时的临界装机容量值时减少10.1万元。由此可知，在以全额消纳风电的前提下评估得出的最大风电装机容量下，系统综合发电成本未必是最低的。

图2表示了在不同调峰深度下的系统综合发电成本变化。随着调峰深度的升高，曲线的最低点相应的向右下方迁移，即系统最佳风电接入容量逐渐提高，同时在最佳风电接入容量下的系统最低发电成本也逐渐降低。

图3表示了在不同煤炭价格下的综合发电成本变化。由图3可知，风电最佳接入容量并不因煤炭价格的改变而变化，只有系统综合发电成本随着煤炭价格的升高而增加。

图4表示了风电出力系数分别为1，0.9和0.8时，在风电不同装机容量下系统综合发电成本的变化，随着风电出力系数的降低，曲线变化呈现整体向右偏移的趋势，即风电最佳接入容量逐渐提高，而系统最低综合发电成本并未因风电出力系数的不同而改变。

4结语

本文建立了基于发电成本与环境效益的风电最佳接入容量优化模型，通过对模型求解及对结果的分析基本可以得到以下结论。

1)风电并网可带来显著的环境效益且有助于降低系统总体发电成本，但风电装机容量过大反而会造成系统总体发电成本的反弹，在风电为1 400 MW时的并网容量下系统综合成本最低。

2)从系统综合发电成本的角度，以全额消纳风电为前提评估得出的最大风电接入容量与以达到系统综合发电成本最低得出的风电最佳接入容量并不一致，在最佳风电接入容量下，系统会出现一定比例的弃风。

3)提高系统综合调峰深度可提高风电最佳接入容量，同时有助于降低在最佳接入容量下的系统综合发电成本;而煤炭价格的变化对系统最佳接入容量基本无影响，只是改变了系统最低发电成本;不同风电出力系数，对应不同的系统最佳風电接入容量，但系统最低综合发电成本几乎不变。

本文方法可为相关决策部门制定风电发展规划提供参考。因不同地区的电源结构及风资源条件有较大差异，故按本文模型计算得出的不同地区风电最佳接入容量会有所不同。

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作者：王健沈超孙伟