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關鍵詞：電氣工程技術；電氣學科；發展史
中圖分類號：F407文獻標識碼： A
一、電氣工程技術的發展史
電氣工程（Electrical Engineering）是現代科技領域核心學科之一，傳統的電氣工程定義為用于創造產生電氣與電子系統的有關學科的總和。21世紀的電氣工程概念已經遠遠超出這一范疇，如今電氣工程涵蓋了幾乎所有與電子、光子有關的工程行為。電氣工程的發展程度直接體現了國家的科技進步水平，因此，電氣工程的教育和科研在發達國家大學中始終占據重要地位。
1.電磁學理論的建立及通訊技術的發展
大自然中的雷電使人類對電有了最早、最樸素的認識，天然磁石吸鐵是人類對磁現象的最早觀察，然而，人類對電磁現象的研究始于16世紀的英國，1663年德國科學家蓋利克發明了摩擦起電的儀器，1729年英國科學家發現電荷可以通過金屬傳導等等，這是人類對電的早期實驗，之后又出現了一系列具有里程碑意義的發現與發明。
（1）庫侖定律。1785年法國物理學家庫侖通過扭秤測量靜電力和磁力總結出：兩個電荷之間的作用力與它們間距離的平方成反比，與它們所帶電荷量的乘積成正比，這就是著名的庫侖定律。這一發現的歷史意義在于它標志著人類對電磁現象的研究從定性階段進入了定量階段。
（2）“伏打電池”。1799年意大利物理學家伏特經過反復實驗發現把任何潮濕物體放到兩個不同金屬之間都會產生電流，一年后伏特發明了世界上第一個電池，自此人類對電的研究由靜電擴大到了動電，開辟了電學研究的新領域。
（3）奧斯特發現電流的磁效應和安培右手定則。1820年奧斯特偶然發現通電鉑絲周圍的小磁針發生輕微晃動，之后他經過反復實驗證實了這一發現。其后安培進行了更深入的研究，提出了右手定則，發現了電流方向與磁針轉動方向之間的關系。安培還通過實驗發現了兩個通電導體和兩個通電線圈之間相互作用的規律，從而奠定了電動力學的基礎。
（4）法拉第發現電磁感應。英國科學家法拉第是第一個成功完成磁生電實驗的人，并歸納出產生感應電流的五種情況：一是變化著的電流；二是變化著的磁場；三是運動的穩定電流；四是運動的磁場；五是在磁場中運動的電線。法拉第把這一現象叫做“電磁感應”。電磁感應的發現使生產電成為可能，至今，發電機、電動機、變壓器都是運用電磁感應原理工作的。
（5）麥克斯韋建立電磁場理論。英國數學家、物理學家麥克斯韋總結了前人的一系列成果，用數學方程式表示電磁場，建立了完整的電磁理論體系，揭示了光、電、磁本質上的統一，并預言了電磁波的存在。1873年他出版的電磁場理論經典著作《電磁學通論》是里程碑式的自然科學理論巨著。
任何科學發明與發現都是許許多多的科學家不懈努力的成果，德國物理學家歐姆、高斯、赫茲，美國物理學家亨利，俄國物理學家楞次等等都為電磁理論的形成作出過貢獻，本文不在一一類舉。
電磁理論的建立為無線電通信揭示的發展奠定了基礎，19世紀通信技術取得了突破性成果，先后發明了有線電報、有線電話和無線通信。
2.電工技術的初期發展
人類社會發展歷程中經歷了三次工業革命，對人類的進步起到了巨大的作用。第一次工業革命從18世紀中葉到19世紀中葉，以瓦特發明的蒸汽機為標志，以機械化為特征，中心在英國；第二次工業革命從19世紀后半期到20世紀中葉，以工業生產電氣化為主要標志，其成果是電力、鋼鐵、化工“三大技術”與汽車、飛機和無線電通信“三大文明”，其中心在美國和德國；第三次工業革命從20世紀中葉到21世紀初，以社會生產、生活信息化為特點，又叫新技術革命。第二次工業革命就是從電工技術初創和應用開始的。
（1）直流發電機的誕生。1831年英國企業家研制出了史上第一臺發電機――蒸汽動力永磁發電機；1832年法國科學家匹克斯發明了世界上第一臺直流發動機；1866年西門子發明了自激式勵磁直流發電機；1870年格拉姆發明了實用自激直流發電機，結構可靠，電流穩定，輸出功率大，被各國廣泛采用作為照明燈電源。
（2）遠距離輸電和電力工業技術體系的初步建立。1875年法國巴黎火車站建成世界上最早的一座火力發電廠。愛迪生不僅發明了燈泡，他還在1882年建立了美國第一家直流發電廠，裝有6臺直流發電機，通過電纜輸送照明用電，不過當時的最大輸送距離只有1.6km。之后愛迪生還建立了一座水電站，形成了電力工業體系的雛形。
（3）交流發電機電荷電動機的誕生。1876～1878年俄國人亞布洛切科夫成功試驗了單相交流輸電技術。1885年，英國工程師菲爾安基設計的第一座交流單相發電站建成。同年，美國人威斯汀豪率領的團隊完成了交流發電、供電系統，并創建了交流配電網。1883年，美籍電氣工程師特斯拉發明了世界上第一臺感應電動機，5年后他又發明了兩相異步電動機和交流電傳輸系統。1888年，俄國工程師德布羅夫斯基和德爾伏發明了三相交流制。1891年，德國安裝了世界上第一臺三相交流發電機，并建成了第一條三相交流輸電線路。自此，三相異步電動機得到了廣泛應用，電能逐步取代了蒸汽成為動力源，電力工業得到了迅速發展。
3.電工理論的建立
（1）電路理論的建立。關于電路的早期研究有：1778年伏特提出了電容的概念，給出了導體上儲存電荷的計算方法Q=CU；1826年歐姆發表了歐姆定律；1831年法拉第提出了電磁感應定律；1832年亨利提出了磁通量計算公式。
1845年德國物理學家基爾霍夫提出了關于任意電路中電流、電壓關系的基本定律：電流定律（任意時刻電路中任何一個節點的各條支路電流的代數和為零）；電壓定律（任何時刻電路中任意一個閉合回路的各元件電壓的代數和為零）。這兩個定律發展了歐姆定律，奠定了電路系統分析的基礎。
1853年英國物理學家湯姆遜推導出了電路震蕩方程，并得出了萊頓瓶發電過程中電流在反復震蕩且不斷衰減的結論，并計算出震蕩頻率與R、L、C參數之間的關系，奠定了動態電路分析的基礎。1855年，湯姆遜還建立了長距離電纜的等效電路模型。
1893年美籍電氣學家施泰因梅茨提出了計算交流電路的方法――“相量法”，其實用、易懂，至今在分析正弦交流電路時依然沿用此法。
其間，赫爾姆霍茲提出的等效發電機原理、基爾霍夫建立的長距離架空線路參數電路模型、亥維賽德找出的求解電路暫態過程運算法、傅立葉用數學方法建立的熱傳導定律等等都對電工理論的豐富和完善起到了重要作用。
（2）電網絡理論的建立。通信技術的興起推動了電網絡理論的發展。1924年，福斯特給出了電感和電容二端網絡的電抗定理，建立了由給定頻率特性設計電路的電網絡理論。
1945年美國科學家伯德總結出了分析線性電路和控制系統的頻域分析方法。1953年梅森創建了采用信號流圖分析復雜回饋系統的方法，并被廣泛應用。20世界50年代美國科學家達默制成了第一批集成電路，從此電路理論中增加了對含源器件的電路分析和綜合。20世紀70年代在L.O.Chua等科學家的努力下，器件建模理論逐漸日趨完善。20世紀中期計算機的出現使電網絡的計算機輔助分析和設計成為電路理論研究中的基本手段。
4.新技術革命對電氣工程技術的推動
20世紀中葉開始的第三次技術革命又稱為新技術革命，以核能、宇航和電子計算機這三大技術為主要標志。這個時期的主要理論是信息論、系統論和控制論，這三大理論的創立為通信工程技術和現代科學技術的研究提供了全新的科學方法。
（1）計算機的升級換代對電氣工程技術的推動。自19世紀第一臺計算機問世以來，經過幾十年的發展，計算機給人類社會帶來了翻天覆地的變化，人類社會從此走進了信息時代。1952年出世的第一代計算機使用的是真空電子管，不僅體積巨大，而且耗電量驚人。1959年～1963年生產的第二代計算機用晶體管替代了真空電子管，大大提高了運算速度，減少了耗電量，減小了體積，運用在了軍事和科研領域。1964年～1970年生產的第三代計算機用集成電路替代了晶體管，不僅極大地提高了運算速度而且降低了成本，計算機開始進入到了普及階段。1971年至今生產的第四代計算機使用了超大規模集成電路，實現了計算機網絡化，計算機普及到了個人。計算機的升級換代推動了控制技術的發展，形成了計算機管理生產系統，提高了生產效率和產品質量。
（2）電子信息技術的發展。電子信息技術是計算機技術和電信技術相結合而形成的技術手段。20世紀通信技術得到了迅猛發展，人類社會生活也由此發生了巨大變革，人類從此進入信息時代。
1920年人們發現電離層對無線電短波有反射作用。1935年人們發現了雷達并廣泛應用于軍事和民用通信領域。1964年美國發射了第一顆地球同步靜止軌道通信衛星，突破了大氣層對無線電波的屏蔽，實現了宇宙范圍的無線電通信。20世紀70年代計算機網絡系統的建立使人們開始通過互聯網獲取信息。20世紀80年代以后尋呼機和移動電話逐步得到廣泛使用，現今信息服務業已成為世界上發展最快的新興行業之一。
電氣工程技術發展史再次印證了這樣兩個真理：一是任何理論的創立和技術的進步都要靠眾多科學家甚至一代代人的不懈努力而實現，特別是在學科相互融合交叉的今天。二是科學技術的每一次重大突破都會導致生產力的跨越式發展和人類社會的巨大進步，科技是第一生產力，創新是社會發展的推動力。
五、電氣學科的形成與發展
按我國高等教育學科劃分，電氣信息學科類屬工學門類（門類編號08），其下設五個一級學科：電氣工程（一級學科編號0808）、電子科學與技術（0809）、信息與通信工程（0810）、控制科學與工程（0811）和計算機科學與技術（0812）。這五個學科有著相同的學科基礎，都是研究電磁現象及其應用的基礎學科與技術工程的綜合，電能的突出優點在于：它既是易于傳輸的工業動力，又是非常可靠的信息載體。電子科學與技術、信息與通信工程和計算機科學與技術都是從電類專業派生出來的弱電學科，在19世紀末電工科學技術已形成了電力與電信兩大分支。
我國電氣工程一級學科下設五個二級學科：電機與電器（二級學科編號080801）、電力系統及其自動化（080802）、高電壓與絕緣技術（080803）、電力電子與電力傳動（080804）、電工理論與新技術（080805），電氣工程包含的專業基礎理論有電路原理、模擬電子、數字電子、微機原理與接口技術、單片機原理、自動控制原理、電磁理論、MATLAB仿真等。專業理論有電力系統及其暫態分析、電力電子、電機學、高電壓與絕緣、電力拖動、輸配電、工廠企業供電、電力市場等。
19世紀末歐美大學先后設立了電氣工程（Electrical Engineering）專業，100多年來，其名稱雖然沒變，但內涵已隨著科技的飛速發展有了非常大的變化。過去歐美的電氣工程專業是以電力工程為主，現在電子技術和計算機已成為該專業的核心，美國一些著名高校甚至已不開設電力工程研究方向。有些大學把計算機技術從電氣工程系分離了出去，單獨成立了計算機科學系。
我國的電氣工程始于1908年上海南洋公學的電機電工學科，就是上海交大的前身，距今也有100多年的歷史了。1917年該校的電機專科設立了電訊門，即我國最早的無線電專業，如今的電子信息及計算機專業群都是由此發展演化而來的。1932年，清華大學設置了電機系。建國后，我國建立了一大批以工科為主的多科性大學，其中大多設立了電機工程系。1977年以后，大部分高校的“電機工程系”陸續更名為“電氣工程系”，近幾年來，部分高校又把“電氣工程系”發展成為“電氣工程學院”。我國的電氣工程雖然與國外名稱相同，但內涵有很大區別，我國大學一般都是強弱電分開，即電氣類與電信類分設在不同的學院。
100多年以來，電氣工程學科已發展成為覆蓋多門類交叉學科、應用領域廣闊的完善的學科，形成了強弱電結合、軟硬件結合、機電結合的學科特點。
六.國外發達國家電氣工程學科的發展呈現以下趨勢：
（1）在學科中融入大量信息技術知識。在全球信息化的當今，信息技術以指數速度進步，它曾對電氣工程學科的發展起到了巨大的推動作用，還將為電氣工程領域的技術創新提供工具與技術支持，對電氣學科的發展產生了決定性作用。國外發達國家的著名大學（如耶魯大學、麻省理工學院等）大都把電氣工程、通信工程、計算機工程放在同一學院，以利于在電氣工程學科中融入大量的信息技術知識。
（2）與其他學科不斷交叉融合，拓展了研究領域，大量的研究都是在跨學科領域開展的。
（3）與企業聯系密切，科技成果轉換能力強，引領產業技術更新。
七.電氣技術的發展趨勢
與電氣工程學科相關的產業主要有電力工業、電氣裝備制造業以及幾乎所有使用電力的行業，電氣技術的發展與應用也主要集中在這些行業。
1.可再生能源技術
1995年全球可再生能源僅占一次能源的18%，預測到2050年可再生能源要占一次能源的22%，21世紀，光伏技術、風電技術、生物質發電技術等得到了快速發展。下面著重介紹人類的未來能源――氫能。科學家們一直致力于研究把氫能作為人類未來的能源，氫能有其他能源無與倫比的優勢：
（1）清潔。其反應后的生成物為水和氮化氫，對環境沒有污染。
（2）儲量豐富。地球上的海水所含的氫用來發電就夠人類用數億年。
（3）熱值高。單位重量的發熱量叫熱值，氫的熱值是汽油的3倍，煤炭的4倍。現在世界上很多國家正在斥巨資研究這一能源，但目前還處在實驗室階段，距工業應用還有一段距離。
2.輸電信技術
超導技術在電氣工程中的廣泛應用已成為發展趨勢。
（1）超導儲能系統。將電能轉換為電磁能，利用超導線圈儲存起來。超導儲能系統是除電池儲能系統之外的又一儲能系統，其使用將提高電網的安全性。
（2）超導故障限流器。利用超導體超導與正常狀態的轉變特性，快速限制電力系統故障短路電流，保障電網安全。
（3）超導大容量電纜。可大大降低輸電過程中的電耗，提高能源效率。
關鍵詞： 大慶油田；電力集團；用電單位；用電檢查
在科學發展觀的指導下，大慶油田堅持用高科技打好新時期的新會戰，現代科技在油田生產和管理的應用越來越廣泛，電能不僅是油田生產的推動力，還是現代科技得以廣泛應用必不可少的能源。而用電檢查就是為了保障油田正常的供用電秩序和安全生產而從事的檢查、監督、指導、幫助油田用電單位進行安全、經濟、合理用電的行為。
1 大慶油田加強用電檢查的必要性
“大慶電力”是大慶油田有限責任公司所屬電力集團主打品牌，涵蓋發電、供電、電力工程設計與施工、電力營銷、電力技術服務等業務。目前電力集團擁有各類發電機組13臺，總裝機容量1008兆瓦， 35千伏以上變電所271座，各類電壓等級輸電線路3471千米，年發電能力62億千瓦時，年供電能力185億千瓦時，經營規模和技術水平處于全國石油系統電力行業領先地位，各項可比經濟技術指標接近或達到全國一流電力企業標準，為大慶油田生產推進和科技發展乃至人民生活水平的提升提供了重要保障。
然而，隨著油田開發的不斷擴大和新單位的不斷設立，目前電力集團電網負荷與日俱增，其面向的用電客戶僅二級分公司和子公司性質的單位就有68家之多，此外還要擔負油田員工居住區的供電任務，這對油田電網的穩定和平穩運行提出了挑戰。尤其是近年來竊電、非法用電、企業用電操作違規等現象層出不窮，給油田安全生產埋下了風險隱患。因此，無論是電力集團還是油田下屬各單位電力專業技術人員都必須不斷強化用電檢查工作，確保生產生活的正常運行，排除安全隱患。
2 大慶油田用電檢查工作現狀
油田電網實現安全平穩運行，離不開電力集團及各用電單位的共同維護，但是目前各單位電氣工程師和電氣專業技術員大都沒有建立強化用電檢查的意識，將用電檢查單純地歸為電力集團這種供電企業應當做的工作，因而忽視了用電檢查工作的開展，而電力集團無論是人力、物力還是財力都較為有限，僅靠自身的力量難以將用電檢查工作細致地貫穿到每一個角落。
2.1 電力集團用電檢查工作存在的問題
2.1.1 電力集團用電檢查監管力度有待提升。電力集團作為大慶油田有限責任公司下屬的一個企業，既要為油田各用電單位提供電力服務，滿足各油田單位生產和生活的用電需要，肩負著維護油田電網安全的重任，又要努力實現增益創收，這是電力集團作為企業而不同于電力監管行政部門的最主要區別。電力集團要實現盈利就必須要考慮成本問題，尤其是隨著油田開發和生產規模的不斷擴大，電力企業檢查成本與日俱增，在成本控制的企業要求下和大慶油田國企編制緊張的背景下，電力集團不可能像行政管理部門那樣隨著用電單位的增加而對應增設新的管理機構，從而導致目前電力集團專業用電檢查隊伍數量和質量的增長速度難以跟上油田開發的速度，不能充分、全面地將用電檢查工作落實到生產生活的方方面面，違法程序私接電源施工、非法用電等現象難以得到有效的控制，提升用電檢查力度已經成為電力集團有效維護電網安全穩定運行的迫切要求。
2.1.2 對油田用電單位缺乏有針對性地用電檢查宣傳。由于油田開發速度的不斷加快，電力集團目前將工作重心主要放在提升發電能力和提供優質服務兩方面，對油田各用電單位所開展的培訓學習和宣傳教育也主要以推廣各項電力業務和提倡生產安全用電為主題，忽視了對各用電單位進行加強用電檢查工作的宣傳，沒有喚起各單位電氣工程師和專業技術員加強用電檢查工作的意識，也導致了各二級單位下屬基層單位尤其是前線單位施工時違規接點事件的頻繁發生，對油田用電秩序和電網安全造成威脅。
2.2 油田各用電單位用電檢查工作存在的問題
2.2.1 油田用電單位沒有對用電檢查引起足夠重視。電力集團作為供電企業，是用電檢查管理的主體單位，負責按月、按季度定期對各油田單位進行用電檢查，而實際上油田各個單位才應當是每天日常用電檢查的實施者。然而由于電力集團缺乏用電檢查管理的培訓和宣傳，導致各用電單位沒有對用電檢查引起足夠重視，僅僅是為了應付上級月度、季度和年度用電檢查而被動地進行用電管理，沒有真正將用電檢查的日常管理落實到位。
2.2.2 用電單位電氣管理人員用電檢查職責不明。油田各用電單位尤其是用電大戶大都是以生產為主的單位，因而大多數單位的電氣工程師和電氣技術員大都以確保生產供電為己任，即將工作重點放在了電力設備、供電線路和生產設備電器電子元件的維修上，一旦出現問題各二級單位電力維修部門和各基層單位電器專業技術員、工程師確實能夠做到及時搶修，第一時間恢復生產供電，為油田生產提供了切實保障。但也因此，各用電單位制定的《電氣管理辦法》和電力管理制度大都以規范電力操作和電力維修為重心，沒有明確為電氣工程師和技術員制訂與用電日常檢查相關的詳細職責，而電力集團制訂的《供用電監督管理辦法》也沒有具體細化到各個用電單位的相應管理崗位，從而導致用電單位電氣管理人員用電檢查職責不明，在平時電氣管理工作中難以把握用電檢查工作的定位。
2.3 電力集團和各用電單位的共性問題
用電檢查人員專業素質有待提升是電力集團和各用電單位存在的共性問題。由于長期以來用電檢查工作與管理的弱化，導致用電檢查人員隊伍的成長也較為緩慢。目前無論是電力集團還是各用電單位用電檢查人員的專業知識水平都有待提升，還不能熟練掌握政策、法規、供用電管理制度和技術標準，加之長期以來用電檢查工作長落實不到位，導致用電檢查不僅缺少先進的設備設施，而且缺乏現場工作管理經驗。
3 強化大慶油田用電檢查工作的建議
3.1 加強用電檢查的監管力度，獎懲分明
電力集團要加強用電檢查的監管力度，不僅要發揮企業內部的力量還要發動群眾協助監管，建立舉報獎勵機制，加大對違規單位的處罰力度，對舉報確實符合實際情況的給予獎勵，并將用電檢查考核與單位年終兌現掛鉤：一方面，如果每季度、每年違規用電發生事故在規定次數以內，則對電力集團給予獎勵，反之則給予扣減；另一方面，對于屢犯的單位年終兌現獎數額和單位領導年終兌現獎數額給予一定比例的扣減。
不僅如此，為了保證用電檢查能夠落到實處，并且真正與績效考評聯系在一起，就必須制定專門的《用電檢查管理辦法》下發給各用電單位，用制度化、規范化來明確電力集團月度、季度巡檢的內容和考評標準，同時也使各用電單位明確日常用電檢查管理的內容和考核標準。
3.2 重點開展用電檢查主題宣傳活動
若要加強用電單位的用電檢查工作，首先就要提高用電單位的電力管理意識。為此，要定期對用電單位特別是容易違規的前線各基層單位的電氣專業人員和管理人員進行用電檢查主題宣傳培訓活動，提升他們用電檢查日常管理的意識，使他們明白用電檢查工作的重點所在，逐漸引導他們將原有“一頭獨大”的工作重心轉變為日常用電檢查和電力維修并重的工作方式。
3.3 規范用電檢查程序，明確用電檢查責任
制定《油田用電檢查管理手冊》，明確用電檢查程序和電力專業人員用電檢查職責。首先，無論是電力集團用電檢查人員還是各二級單位用電檢查人員對下屬基層單位進行用電檢查時，必須先填寫《油田用電檢查審批單》，待審批通過后按照《油田用電檢查管理手冊》規定的各級單位相應的檢查內容進行檢查，在檢查過程中填寫《油田用電檢查現場工作單》記錄檢查結果，《用電檢查工作單》交回單位存檔，作為績效考評的標準。同時，還應當規定用電檢查人員在檢查時必須出示《油田公司用電檢查證》，沒有出示證件的，被檢查單位有權拒絕檢查，否則被檢查單位和個人應當積極配合、提供方便、協助檢查，不得阻礙、干擾、影響用電檢查人員的正常工作。
3.4 培養高技能、高素質的用電檢查人才
無論是作為供電企業的電力集團還是各用電單位，都要加大對用電檢查工作人員的職業培訓，切實提高用電檢查工作人員的政策水平、專業知識水平和現場工作水平。此外，油田還應當提高用電檢查人員的準入門檻，將用電檢查人員分為一至三由高至低三個等級，不同等級檢查人員的月獎金和年終兌現獎都有一定的級差，進而激勵用電檢查工作人員不斷進步。
3.5 引進先進的用電檢查設施，提升用電檢查技術
改善現有的技術手段，引進先進的檢查設備。例如，結合藍牙技術、GPS定位技術和信息技術開發用電檢查現場巡檢系統，對大慶油田用電單位所在區域分版塊地進行巡邏及檢查，為用電設備的正常可靠運行；而隨著電能量采集系統的投入使用，用電檢查工作人員已經能夠自動統計分析任意時段的供電量、線損電量和線損率，有效保障企業利益。
4 結語
在當前大慶油田努力打造行業一流的石油化工基地和科技創新基地的新形勢下，明確用電檢查的重要性，強化大慶油田用電檢查工作，提高電力集團和各用電單位電力檢查的重視程度，不斷解決用電檢查工作中存在的問題，對癥下藥，才能確保用電檢查工作能夠真正為維護油田電網安全平穩運行、提高電力服務質量、推進油田生產和科技發展提供堅持保障！
參考文獻：
論文關鍵詞：電力系統分析；教學研究；教學方法；教學手段
一、引言
“電力系統分析”是電氣工程學科一門重要的專業必修課，在整個電氣工程專業課程體系中起著承上啟下的作用，一方面它將先修的課程，如“電路”、“電機學”、“電磁場”、“自動控制原理”、“計算機編程”、“高等數學”、“線性代數”等知識綜合運用于電力系統運行分析與計算，對培養學生綜合運用所學知識解決實際工程問題的能力有著重要的案例教育作用；另一方面，課程涉及電力系統分析中最基本的知識和分析方法，可為學生學習后續電力系統相關專業知識以及將來從事電力系統相關研究或工作打下重要的基礎。“電力系統分析”課程的特點是，涉及面廣、理論計算多、工程性強、內容抽象難懂，電力系統背景強的院校一般分為兩個學期來講授，時間一般在80個學時以上，并同步開設實驗環節和工程實踐環節。
結合前人的經驗及筆者自身用心的摸索，筆者提出“一明確，二聯系，三重視”的課程教學方法，經實踐證明，該教學方法受到學生和學校督導組的肯定，學生表現出較強的學習興趣，學校效果也良好。現總結出來，希望能給其他開設有少課時“電力系統分析”課程的兄弟院校提供有益的參考。
二、所提出的教學方法
“電力系統分析”課程的特點是，涉及面廣、理論計算多、工程性強、內容抽象難懂，教學過程中，學生容易思路渙散，抓不住重點，聽不懂，最終失去學習興趣等。針對少課時“電力系統分析”課程特點，筆者探索出了一種有效的教學方法，即“一明確，二聯系，三重視”教學法。
（一）一明確
“一明確”是指在教學內容上，既要明確課程總的教學目標，又要明確每一部分的教學目標，以及每一節課的教學目標，即，采用“總分總”的授課思路，讓學生清楚課堂每一時段教師所講的內容是什么，講這些內容的目的是什么，以及這些內容在整個課程中處于什么樣的位置，在電力工程實際中有什么用途等，從而讓學生對授課內容有清楚的把握，置身其中，融入其中，從宏觀和微觀上掌握全部課程內容。例如，“電力系統分析”包括電力系統穩態分析和電力系統暫態分析兩大部分，主要講述了電力系統的三大常規計算，即潮流計算、短路計算和穩定性計算，而課程中諸如電力系統的基本概念、基本理論、數學建模和計算方法等都是為這三大計算做的鋪墊，這些計算的結果又是為電力系統的各項工作。對教師而言，把握了這個教學目標，也就掌握了教學方向，對教材內容的重點和難點能做到心中有數，傳授知識時效率更高。對學生而言，有明確的目標來指引課程學習，學生也就清楚了自己所學的知識點及其用途，同時也容易對這門課產生興趣。
筆者認為，在講授“電力系統分析”課程的第一堂課時，應該首先明確本課程的教學內容和目標是什么，本課程在電氣工程專業中處于什么樣的位置，有什么樣的用途，應該重點掌握哪些知識，從而讓學生對本門課程有個大致了解，對重點、難點知識在哪里，有較為清晰的知識的方向感。在講每一常規計算時，也要首先明確每一子主線，如在講潮流計算時，這一子主線是：各電力系統元件的參數計算和等值電路電力系統的等值電路節點間的電壓降落和串并聯支路的功率損耗電壓和功率分布計算潮流計算（采用直角坐標或極坐標；迭代求解：牛頓拉佛遜法和PQ分解法）電壓調整頻率調整經濟運行。潮流計算是主線，潮流計算前面的內容是基礎知識，潮流計算后面的內容是進行潮流計算的目的。明白了它們之間的聯系、關系，整個章節內容就能連成一條線進行理解和分析，潮流計算貫穿于整個內容，學起來也就相對容易些。其它兩個常規計算（分支線）也可按如此方法講解。
（二）二聯系
“二聯系”是指在授課方法上，一是要理論聯系實際；二是要前后知識聯系。
“電力系統分析”課程的主干內容是三大常規計算，多數教材的主干內容圍繞著此三大計算進行了詳細的數學推導和分析，理論性較強，很少聯系實際應用。對于少課時的”電力系統分析”課程來說，第一，絕對不能按照傳統“電力系統分析”教材照本宣科，應著重推導思路的講解，揭示其中的難點、重點和注意點，應更加格外的著重聯系實際應用，向學生講解清楚，所講理論計算在實踐中有什么用途，什么場合會用到，如何運用。第二，可結合實際電力系統，進行實例教育，而不是僅僅浮于書本上文字。比如，可以以某個地區的電網為例進行講解，如何建立該實際電網的等值電路和數學模型，如何進行潮流計算和分析，如何將計算結果運用于電網的規劃、設計和運行控制中去，并且給學生提供計算機例程，讓學生了解如何運用計算機手段進行電力系統的計算和分析。這樣，將一個實際的地區電網作為教學例子，始終貫穿于教學中去，從穩態分析到暫態分析，再到穩定性分析，從而給學生提供一個實際應用的例子，讓學生加深理解課本內容，真正掌握電力系統的計算分析方法，提高活學活用的能力，避免出現課堂所學知識與生產實際相脫節的常見弊病。
二是要前后知識聯系，包括本課程內容前后知識的聯系，以及本課程知識與先修課程“電路”、“電機學”、“電磁場”等知識的聯系。例如，“電路”中，學生熟悉的是直流電路和簡單的單相、三相交流電路的計算，已知量和待求量是電壓、電流，多采用解析法進行精確求解。在“電力系統分析”中，涉及的是復雜電力系統三相交流電路，屬于工程計算，工程計算的一個特點是近似計算，應向學生闡明這一點，避免有的學生鉆入牛角尖。在“電力系統分析”中，已知量和待求量不再是電壓和電流，而是功率和電壓矢量，方程的物理本質也發生了變化，不再是節點電流守恒，而是節點功率守恒。所以，在學習“電力系統分析”時，應引導學生注意轉換思維，從所熟悉的“電路原理”的思維，轉換到系統的、高壓的、三相的、具有工程特點的“電力系統分析”的思維，避免理解錯誤和錯誤理解，這是在“電力系統分析”課程教學實踐非常常見的問題。再例如，在電力系統穩態分析中和電力系統暫態分析中，所用的分析方法是不一樣的，在穩態分析中用的是相量分析法，而分析電力系統暫態過程不能直接使用相量分析法。“為什么呢？”通過問題提問，引導學生去主動思考。接著，可簡單回顧“電路”中講授的相量分析法的基礎，以及電力系統穩態和暫態有什么特點，為什么電力系統穩態可以運用相量分析法，而電力系統暫態過程不能直接運用相量分析法，而相量分析法又是三相交流電路分析計算的基礎，那么如何才能使用相量分析法呢？這樣一步一步地讓學生能夠理解到事物的本質，既知道其然，也知道其所以然，從而讓學生知道如何運用所學知識去解決工程實際問題。在講這一節時，還應補充講解相量和向量、矢量的區別，避免出現混淆和用錯。通過這種教學方法，既能鞏固先修課程所學的知識，加深對先修知識的理解，又能加強對現學知識的理解。再例如，電力系統穩態分析、暫態分析和穩定性分析中，所使用的發電機模型是不一樣的，在講后面章節內容時，應解釋清楚本章節所涉及的電力系統運行狀態的特點，為何在本章節使用了與前面章節不同的發電機模型，或為何前面章節的發電機模型不適于本章節所述的電力系統運行狀態等。從而，通過聯系、對比前后知識，讓學生能對所學知識融會貫通，概念清楚，避免出現用錯和錯用的情況。
（三）三重視
“三重視”是指在教學要素上。教學是以教案內容（知識）為載體，教師將教案內容傳授給學生，幫助學生學習并掌握教案內容的活動。以“教”而言，教師為主體，不僅傳授知識，而且展開其內涵；以“學”而言，學生為主體，不僅承繼知識，而且深入其內涵。而學生的學是教學的最終目標。因此，教案、教師和學生組成了教學的三大要素。為了達到理想的教學效果，既要重視教案的質量和水平，又要重視教師的自身水平和講授水平，更要重視學生的學習效果，即，要同時重視課堂教學的三大要素，任一要素不理想，都會影響最終的教學效果。
教案內容是教師的教和學生的學的對象，為了達到理想的教學效果，首先，教案內容應該是學生感興趣的東西，在主觀上愿意并樂意持續去學習并掌握的東西。因此，應清晰掌握學生的學習心理，并在教學內容上，盡最大可能的滿足學生的學習預期。經調查，大學生在學習知識時往往注重實用、能學到東西、有助于未來職業發展，如果簡單易懂、充滿趣味，那么更好。而“電力系統分析”的主干內容是三大常規計算，理論抽象，枯燥難懂，那么，如何將課程內容往學生感興趣的方向去靠，是值得研究的問題。筆者經過幾年來的用心探索，總結出來以下幾點：1、教案內容不應是課本內容的簡單重述和再現，應是補充了當今生產實踐中活的實際內容，應與生產實際相同步，讓學生能了解到校門外、課本外、學術外的生產實際，而不僅僅是課本上死的文字和虛而不實的理論知識；2、教案內容應充滿知識性，應向學生適量提供一些與本課程或本專業相關的科學與技術，以提高學生的專業能力，擴大知識面和信息量，讓學生切實感受到學有所獲，而不是感到虛度光陰；3、由于本課程大量運用了先修的課程內容，如“電路”、“電機學”、“電磁場”、“數值分析”等，在準備教案時，應將先學的課程知識巧妙的融會貫通于本課程內容中，一來加深對先學知識的理解，二來給學生提供一個活學活用的實例，讓學生可以以此為例，在以后的工作中舉一反三，提高知識應用能力；4、應補充本課程領域國內外同行當前的技術狀況和發展動態，從而讓學生了解就職于工作崗位上的前輩們正在從事的事情，從而對自己的未來職業有個初步的了解，意識到在學校里、課堂上還應補充的知識；以上四點是在準備教案時應注意的地方，高水平的教案是教師的水平和責任心的體現，需要多年用心的摸索、推敲和積累。
在教學中，教師的作用是編寫教案、課堂教學以及解答疑惑。除了按上文提出的原則準備教案內容和進行課堂教學外，教師還應注重自身水平的不斷提高與進步，包括自身知識水平的提高和講授水平的提高。高水平的教案內容和講課水平需要教師日復一日、年復一年的用心積累和不斷摸索，平日里應心系學生，認真推敲，站在學生的角度去思考問題，準備教案。課堂師生互動環節，首先，可以引導學生去主動的思考，而不是被動的接受；二是可以讓學生參與到教學中來，而不是死板地坐在下面，麻木的機械式的收聽教師的講演；三是，可以對課堂節奏，稍事停頓和修整，讓學生緊繃的腦神經也得以休整。當發現學生的學習效果與預期出現偏差時，應及時調整課程進度和節奏、教學方式和方法。
關鍵詞：數據挖掘；運營監測；電力運行；應用分析
1 數據挖掘技術分析
1.1 大數據挖掘平臺的背景
在信息時代的激烈競爭中，作為供電企業，為了提高企業的管理水平，需要通過對公司的運營情況進行分析，全面客觀的反映公司整體發展水平，不斷提高企業的競爭能力。而進行分析，必須需要大量的數據作為技術支撐，下面，筆者就大數據挖掘平臺技術對電力運營監測工作的應用進行探討。
1.2 大數據挖掘平臺的現狀
大數挖掘平臺主要是利用平臺系統與供電企業生產、經營、財務、物資、可視化個性展示、ERP、統一視頻監控等多個系統中取數，通過接口接入海量數據平臺中時行存儲歷史數據，及時收集當前的數據。任務是對數據（供電量、售電量、售電均價、線損率、電費收入以及其它的各項數據指標）分類以及對信息的預處理數據預測進行分析，可以進行數據的穿透查詢，其中信息預處理是以由兩個（監測和分析）或兩個以上的變量值進行分析，得出兩者之間存在的規律，稱之為信息預處理。數據預處理有簡單處理和復雜處理，目的是對數據庫中的隱藏知識進行研究分析，結合相關重要的參數使得挖掘出的數據更符合應用的要求。數據的預測是結合歷史的數據總結出數據的規律，對同一類型的數據進行比較，可以運用數據的預測方式使得挖掘技術更好的展現。
1.3 大數據挖掘平臺的概念
大數據挖掘平臺是利用計算機軟件應用技術大量收集數據，而人工系統的挖掘數量往往會給企業工作人員造成工作量，工作效率不高，而且不能確保數據的質量。數據挖掘是通過分析每個數據，從大量數據中尋找其規律的技術。近年來，數據挖掘技術引起了信息產業界的廣泛關注，其主要原因在于存在大量數據，可以被廣泛使用，且迫切需要將這些數據轉換成有用的信息和知識。在人工智能領域，數據挖掘也習慣上被稱之為數據庫中的知識發現，一般應用于商務管理、生產控制、市場分析、工程設計和科學探索等領域。
數據挖掘與傳統的數據分析（如查詢、報表、聯機應用分析）的本質區別是數據挖掘是在沒有明確假設前提下去挖掘信息、發現知識。數據挖掘所得到的信息應該具有先前未知、有效和可實用三個特征。數據挖掘發現的那些不能靠直覺發現、甚至是違背直覺的信息和知識，挖掘出的信息越是出人意料，就越有可能具有價值。
2 大數據挖掘技術的流程展現
2.1 大數據挖掘平臺的應用
近年來，數據挖掘在電力系統中的應用還偏重于在一些專業領域的專業分析，成果主要還集中在研究探索階段，有些領域逐漸的引入了數據挖掘的概念進行了模型設計及驗證工作，但還未真正的開始廣泛應用。研究領域主要集中在電力系統的動態安全評估、負荷經濟調度、負荷預測、故障診斷等方面。
2.1.1 在電力系統動態安全評估中的應用
K.R.Niazi等提出了基于人工神經網絡和決策樹混合方法在電力系統在線安全評估中的應用。文獻[1]提出了電力系統在線動態安全預防中如何應用決策樹技術來測試每個發電調度的動態安全性，并且通過發電再分配來提供正確的指導，優化發電容量，節約發電成本。如何使用Kernel回歸樹方法在線安全評估和監控電力系統，處理頻率穩定性問題。如何描述從決策樹學習中提取規則，并利用該規則來獲得必要的控制措施，將暫態不安全穩定的電力系統保持安全的動態控制技術。
2.1.2 在電力系統負荷預測中的應用
電力負荷預測是電力調度一項非常重要工作，它關系到電廠各機組的運行計劃。文獻[2]結合區域電網氣象負荷數據庫，設計決策樹形式的數據挖掘模型，并應用于日負荷預測。以一種運用C4.5和CART算法的基于BP網絡加權組合的數據模型，并基于此設計出一種高精度的短期負荷預測系統。運用時間序列模型使用已有的數據序列預測負荷，用自適應決策樹對存儲在數據庫中的用戶用電記錄、季節、氣候等相關屬性進行聚類，制定合適的收費表，而且分析出用戶與其他屬性之間的相關聯的一些特點。
2.1.3 在電力系統故障診斷中的應用
電力系統故障診斷是通過利用有關電力系統及其保護裝置的信息來識別故障元件位置（區域）、類型和誤動作裝置，其中故障元件識別是關鍵問題。文獻[3]將基于事件序列的故障診斷模型用于高壓輸電線系統故障診斷領域，依據故障事件序列在時空特性上的關聯性，用動態規劃算法的優化相似性原理挖掘事件之間的關聯性和蘊含的知識，將診斷問題的求解轉化為尋求與實時故障事件序列模式最相似的，運算操作代價最小的標準故障序列模式，以實現對異常事件序列模式中的畸形事件的糾錯，保證故障診斷系統的高容錯性。基于粗糙集理論的故障診斷決策約簡新算法，從而建立故障綜合知識庫用于電網故障診斷。論述了用數據挖掘技術對變壓器油中各種氣體成分進行聚類分析，從而可以再預先不知道變壓器故障類型的情況下得出變壓器油中各種氣體成分含量與故障之間的直接關聯，為故障診斷提供依據。
2.1.4 在工程造價方面的應用
工程造價是一個多變量、非線性的復雜過程，利用已建工程的歷史造價資料，將數據挖掘與人工神經網絡相結合，構建工程造價模型，并運用在電網工程造價預測和預算審查中，可以克服現有人工審查帶來的主觀性和片面性影響，提高工程造價預測的準確性。
2.1.5 在營銷支持方面的應用
基于電力營銷的實際數據，從“量（電量）、價（電價）、費（電費）、損（線損）”等方面進行關聯規則、聚類挖掘。比如講用電客戶根據其屬性特性進行聚類分組，進行信用評價，防范惡意欠費。檢測用電異常情況，防著竊電行為發生。
2.2 大數據挖掘平臺的功能
大數據挖掘技術從數據庫到技術的運用過程中有不同的運行步驟，在確定業務對象問題方面可根據數據的準備對所有業務對象進行分析研究處理，保障數據的質量從而為進一步的分析工作做準備。在數據的轉換方面應建立一個針對性的分析模型，挖掘數據的成功關鍵因素，對所得的數據進行預處理，完善挖掘技術的措施，使數據分析工作自動順利的運行。在數據挖掘技術的結果分析上，應對數據結果做出正確的評估，與知識理念共同分析，完善數據挖掘技術的每一步結構。主要有以下三個方面的功能：
2.2.1 監測功能
（1）10千伏配網停運。手動導入Excel數據，對各地市公司10千伏線路停運情況進行匯總統計。
（2）項目預算執行情況。手動導入Excel數據，將項目預算執行情況按照專業和實施單位兩個維度分別進行統計。
（3）物資供應鏈。從數據中心定時抽取ERP數據并進行加工處理，使用Tableau工具對物資供應鏈全過程進行全面監測。
（4）配網運行。從數據中心定時抽取ERP數據并進行加工處理，使用Tableau工具對低電壓、重過載和三相不平衡事件進行全面監測。
2.2.2 運營可視化功能
將Tableau報告布局根據各地市大屏合適尺寸進行調整和展示。
2.2.3 分析功能
主要功能有統計數據和成果共享兩大模塊。（1）統計數據：將綜合計劃執行情況報表、供電單位經營指標完成情況表和生產報表中部分數據填入月報模板，導入到數據庫，在頁面上根據不同指標生成各類圖表。（2）成果共享：將省公司和地市公司每月的運營情況分析報告、專題分析報告、即時分析報告以及資料上傳到服務器，供大家交流和參考。
3 結束語
隨著信息的高速發展，數據挖掘技術在高速的社會發展下面臨著諸多挑戰，需要對數據挖掘技術必須作出優化處理措施，維護數據挖掘中的各種問題，完善數據挖掘技術的運用手段，使數據挖掘能夠長久地在未來時代中持續發展。
參考文獻
[1]Karapidakis E S， Hatziargyriou N D. Online preventive dynamic security of isolated power systems using decision trees [J].IEEE Transactions on Power System s， 2002，17（2）：297-304.
[2]朱六璋，袁林，黃太貴.短期負荷預測的實用數據挖掘模型[J].電力系統自動化，2004，28（3）：49-52.
[3]趙冬梅，韓月，高曙.電網故障診斷的決策表約簡新算法[J].電力系統自動化，2004，28（4）：63-66.