时间：2023-07-27 16:15:06
导语：在电力工程和电气工程区别的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
关键词：电气工程技术；电气学科；发展史
中图分类号：F407文献标识码： A
一、电气工程技术的发展史
电气工程（Electrical Engineering）是现代科技领域核心学科之一，传统的电气工程定义为用于创造产生电气与电子系统的有关学科的总和。21世纪的电气工程概念已经远远超出这一范畴，如今电气工程涵盖了几乎所有与电子、光子有关的工程行为。电气工程的发展程度直接体现了国家的科技进步水平，因此，电气工程的教育和科研在发达国家大学中始终占据重要地位。
1.电磁学理论的建立及通讯技术的发展
大自然中的雷电使人类对电有了最早、最朴素的认识，天然磁石吸铁是人类对磁现象的最早观察，然而，人类对电磁现象的研究始于16世纪的英国，1663年德国科学家盖利克发明了摩擦起电的仪器，1729年英国科学家发现电荷可以通过金属传导等等，这是人类对电的早期实验，之后又出现了一系列具有里程碑意义的发现与发明。
（1）库仑定律。1785年法国物理学家库仑通过扭秤测量静电力和磁力总结出：两个电荷之间的作用力与它们间距离的平方成反比，与它们所带电荷量的乘积成正比，这就是著名的库仑定律。这一发现的历史意义在于它标志着人类对电磁现象的研究从定性阶段进入了定量阶段。
（2）“伏打电池”。1799年意大利物理学家伏特经过反复实验发现把任何潮湿物体放到两个不同金属之间都会产生电流，一年后伏特发明了世界上第一个电池，自此人类对电的研究由静电扩大到了动电，开辟了电学研究的新领域。
（3）奥斯特发现电流的磁效应和安培右手定则。1820年奥斯特偶然发现通电铂丝周围的小磁针发生轻微晃动，之后他经过反复实验证实了这一发现。其后安培进行了更深入的研究，提出了右手定则，发现了电流方向与磁针转动方向之间的关系。安培还通过实验发现了两个通电导体和两个通电线圈之间相互作用的规律，从而奠定了电动力学的基础。
（4）法拉第发现电磁感应。英国科学家法拉第是第一个成功完成磁生电实验的人，并归纳出产生感应电流的五种情况：一是变化着的电流；二是变化着的磁场；三是运动的稳定电流；四是运动的磁场；五是在磁场中运动的电线。法拉第把这一现象叫做“电磁感应”。电磁感应的发现使生产电成为可能，至今，发电机、电动机、变压器都是运用电磁感应原理工作的。
（5）麦克斯韦建立电磁场理论。英国数学家、物理学家麦克斯韦总结了前人的一系列成果，用数学方程式表示电磁场，建立了完整的电磁理论体系，揭示了光、电、磁本质上的统一，并预言了电磁波的存在。1873年他出版的电磁场理论经典著作《电磁学通论》是里程碑式的自然科学理论巨著。
任何科学发明与发现都是许许多多的科学家不懈努力的成果，德国物理学家欧姆、高斯、赫兹，美国物理学家亨利，俄国物理学家楞次等等都为电磁理论的形成作出过贡献，本文不在一一类举。
电磁理论的建立为无线电通信揭示的发展奠定了基础，19世纪通信技术取得了突破性成果，先后发明了有线电报、有线电话和无线通信。
2.电工技术的初期发展
人类社会发展历程中经历了三次工业革命，对人类的进步起到了巨大的作用。第一次工业革命从18世纪中叶到19世纪中叶，以瓦特发明的蒸汽机为标志，以机械化为特征，中心在英国；第二次工业革命从19世纪后半期到20世纪中叶，以工业生产电气化为主要标志，其成果是电力、钢铁、化工“三大技术”与汽车、飞机和无线电通信“三大文明”，其中心在美国和德国；第三次工业革命从20世纪中叶到21世纪初，以社会生产、生活信息化为特点，又叫新技术革命。第二次工业革命就是从电工技术初创和应用开始的。
（1）直流发电机的诞生。1831年英国企业家研制出了史上第一台发电机――蒸汽动力永磁发电机；1832年法国科学家匹克斯发明了世界上第一台直流发动机；1866年西门子发明了自激式励磁直流发电机；1870年格拉姆发明了实用自激直流发电机，结构可靠，电流稳定，输出功率大，被各国广泛采用作为照明灯电源。
（2）远距离输电和电力工业技术体系的初步建立。1875年法国巴黎火车站建成世界上最早的一座火力发电厂。爱迪生不仅发明了灯泡，他还在1882年建立了美国第一家直流发电厂，装有6台直流发电机，通过电缆输送照明用电，不过当时的最大输送距离只有1.6km。之后爱迪生还建立了一座水电站，形成了电力工业体系的雏形。
（3）交流发电机电荷电动机的诞生。1876～1878年俄国人亚布洛切科夫成功试验了单相交流输电技术。1885年，英国工程师菲尔安基设计的第一座交流单相发电站建成。同年，美国人威斯汀豪率领的团队完成了交流发电、供电系统，并创建了交流配电网。1883年，美籍电气工程师特斯拉发明了世界上第一台感应电动机，5年后他又发明了两相异步电动机和交流电传输系统。1888年，俄国工程师德布罗夫斯基和德尔伏发明了三相交流制。1891年，德国安装了世界上第一台三相交流发电机，并建成了第一条三相交流输电线路。自此，三相异步电动机得到了广泛应用，电能逐步取代了蒸汽成为动力源，电力工业得到了迅速发展。
3.电工理论的建立
（1）电路理论的建立。关于电路的早期研究有：1778年伏特提出了电容的概念，给出了导体上储存电荷的计算方法Q=CU；1826年欧姆发表了欧姆定律；1831年法拉第提出了电磁感应定律；1832年亨利提出了磁通量计算公式。
1845年德国物理学家基尔霍夫提出了关于任意电路中电流、电压关系的基本定律：电流定律（任意时刻电路中任何一个节点的各条支路电流的代数和为零）；电压定律（任何时刻电路中任意一个闭合回路的各元件电压的代数和为零）。这两个定律发展了欧姆定律，奠定了电路系统分析的基础。
1853年英国物理学家汤姆逊推导出了电路震荡方程，并得出了莱顿瓶发电过程中电流在反复震荡且不断衰减的结论，并计算出震荡频率与R、L、C参数之间的关系，奠定了动态电路分析的基础。1855年，汤姆逊还建立了长距离电缆的等效电路模型。
1893年美籍电气学家施泰因梅茨提出了计算交流电路的方法――“相量法”，其实用、易懂，至今在分析正弦交流电路时依然沿用此法。
其间，赫尔姆霍兹提出的等效发电机原理、基尔霍夫建立的长距离架空线路参数电路模型、亥维赛德找出的求解电路暂态过程运算法、傅立叶用数学方法建立的热传导定律等等都对电工理论的丰富和完善起到了重要作用。
（2）电网络理论的建立。通信技术的兴起推动了电网络理论的发展。1924年，福斯特给出了电感和电容二端网络的电抗定理，建立了由给定频率特性设计电路的电网络理论。
1945年美国科学家伯德总结出了分析线性电路和控制系统的频域分析方法。1953年梅森创建了采用信号流图分析复杂回馈系统的方法，并被广泛应用。20世界50年代美国科学家达默制成了第一批集成电路，从此电路理论中增加了对含源器件的电路分析和综合。20世纪70年代在L.O.Chua等科学家的努力下，器件建模理论逐渐日趋完善。20世纪中期计算机的出现使电网络的计算机辅助分析和设计成为电路理论研究中的基本手段。
4.新技术革命对电气工程技术的推动
20世纪中叶开始的第三次技术革命又称为新技术革命，以核能、宇航和电子计算机这三大技术为主要标志。这个时期的主要理论是信息论、系统论和控制论，这三大理论的创立为通信工程技术和现代科学技术的研究提供了全新的科学方法。
（1）计算机的升级换代对电气工程技术的推动。自19世纪第一台计算机问世以来，经过几十年的发展，计算机给人类社会带来了翻天覆地的变化，人类社会从此走进了信息时代。1952年出世的第一代计算机使用的是真空电子管，不仅体积巨大，而且耗电量惊人。1959年～1963年生产的第二代计算机用晶体管替代了真空电子管，大大提高了运算速度，减少了耗电量，减小了体积，运用在了军事和科研领域。1964年～1970年生产的第三代计算机用集成电路替代了晶体管，不仅极大地提高了运算速度而且降低了成本，计算机开始进入到了普及阶段。1971年至今生产的第四代计算机使用了超大规模集成电路，实现了计算机网络化，计算机普及到了个人。计算机的升级换代推动了控制技术的发展，形成了计算机管理生产系统，提高了生产效率和产品质量。
（2）电子信息技术的发展。电子信息技术是计算机技术和电信技术相结合而形成的技术手段。20世纪通信技术得到了迅猛发展，人类社会生活也由此发生了巨大变革，人类从此进入信息时代。
1920年人们发现电离层对无线电短波有反射作用。1935年人们发现了雷达并广泛应用于军事和民用通信领域。1964年美国发射了第一颗地球同步静止轨道通信卫星，突破了大气层对无线电波的屏蔽，实现了宇宙范围的无线电通信。20世纪70年代计算机网络系统的建立使人们开始通过互联网获取信息。20世纪80年代以后寻呼机和移动电话逐步得到广泛使用，现今信息服务业已成为世界上发展最快的新兴行业之一。
电气工程技术发展史再次印证了这样两个真理：一是任何理论的创立和技术的进步都要靠众多科学家甚至一代代人的不懈努力而实现，特别是在学科相互融合交叉的今天。二是科学技术的每一次重大突破都会导致生产力的跨越式发展和人类社会的巨大进步，科技是第一生产力，创新是社会发展的推动力。
五、电气学科的形成与发展
按我国高等教育学科划分，电气信息学科类属工学门类（门类编号08），其下设五个一级学科：电气工程（一级学科编号0808）、电子科学与技术（0809）、信息与通信工程（0810）、控制科学与工程（0811）和计算机科学与技术（0812）。这五个学科有着相同的学科基础，都是研究电磁现象及其应用的基础学科与技术工程的综合，电能的突出优点在于：它既是易于传输的工业动力，又是非常可靠的信息载体。电子科学与技术、信息与通信工程和计算机科学与技术都是从电类专业派生出来的弱电学科，在19世纪末电工科学技术已形成了电力与电信两大分支。
我国电气工程一级学科下设五个二级学科：电机与电器（二级学科编号080801）、电力系统及其自动化（080802）、高电压与绝缘技术（080803）、电力电子与电力传动（080804）、电工理论与新技术（080805），电气工程包含的专业基础理论有电路原理、模拟电子、数字电子、微机原理与接口技术、单片机原理、自动控制原理、电磁理论、MATLAB仿真等。专业理论有电力系统及其暂态分析、电力电子、电机学、高电压与绝缘、电力拖动、输配电、工厂企业供电、电力市场等。
19世纪末欧美大学先后设立了电气工程（Electrical Engineering）专业，100多年来，其名称虽然没变，但内涵已随着科技的飞速发展有了非常大的变化。过去欧美的电气工程专业是以电力工程为主，现在电子技术和计算机已成为该专业的核心，美国一些著名高校甚至已不开设电力工程研究方向。有些大学把计算机技术从电气工程系分离了出去，单独成立了计算机科学系。
我国的电气工程始于1908年上海南洋公学的电机电工学科，就是上海交大的前身，距今也有100多年的历史了。1917年该校的电机专科设立了电讯门，即我国最早的无线电专业，如今的电子信息及计算机专业群都是由此发展演化而来的。1932年，清华大学设置了电机系。建国后，我国建立了一大批以工科为主的多科性大学，其中大多设立了电机工程系。1977年以后，大部分高校的“电机工程系”陆续更名为“电气工程系”，近几年来，部分高校又把“电气工程系”发展成为“电气工程学院”。我国的电气工程虽然与国外名称相同，但内涵有很大区别，我国大学一般都是强弱电分开，即电气类与电信类分设在不同的学院。
100多年以来，电气工程学科已发展成为覆盖多门类交叉学科、应用领域广阔的完善的学科，形成了强弱电结合、软硬件结合、机电结合的学科特点。
六.国外发达国家电气工程学科的发展呈现以下趋势：
（1）在学科中融入大量信息技术知识。在全球信息化的当今，信息技术以指数速度进步，它曾对电气工程学科的发展起到了巨大的推动作用，还将为电气工程领域的技术创新提供工具与技术支持，对电气学科的发展产生了决定性作用。国外发达国家的著名大学（如耶鲁大学、麻省理工学院等）大都把电气工程、通信工程、计算机工程放在同一学院，以利于在电气工程学科中融入大量的信息技术知识。
（2）与其他学科不断交叉融合，拓展了研究领域，大量的研究都是在跨学科领域开展的。
（3）与企业联系密切，科技成果转换能力强，引领产业技术更新。
七.电气技术的发展趋势
与电气工程学科相关的产业主要有电力工业、电气装备制造业以及几乎所有使用电力的行业，电气技术的发展与应用也主要集中在这些行业。
1.可再生能源技术
1995年全球可再生能源仅占一次能源的18%，预测到2050年可再生能源要占一次能源的22%，21世纪，光伏技术、风电技术、生物质发电技术等得到了快速发展。下面着重介绍人类的未来能源――氢能。科学家们一直致力于研究把氢能作为人类未来的能源，氢能有其他能源无与伦比的优势：
（1）清洁。其反应后的生成物为水和氮化氢，对环境没有污染。
（2）储量丰富。地球上的海水所含的氢用来发电就够人类用数亿年。
（3）热值高。单位重量的发热量叫热值，氢的热值是汽油的3倍，煤炭的4倍。现在世界上很多国家正在斥巨资研究这一能源，但目前还处在实验室阶段，距工业应用还有一段距离。
2.输电信技术
超导技术在电气工程中的广泛应用已成为发展趋势。
（1）超导储能系统。将电能转换为电磁能，利用超导线圈储存起来。超导储能系统是除电池储能系统之外的又一储能系统，其使用将提高电网的安全性。
（2）超导故障限流器。利用超导体超导与正常状态的转变特性，快速限制电力系统故障短路电流，保障电网安全。
（3）超导大容量电缆。可大大降低输电过程中的电耗，提高能源效率。
关键词： 大庆油田；电力集团；用电单位；用电检查
在科学发展观的指导下，大庆油田坚持用高科技打好新时期的新会战，现代科技在油田生产和管理的应用越来越广泛，电能不仅是油田生产的推动力，还是现代科技得以广泛应用必不可少的能源。而用电检查就是为了保障油田正常的供用电秩序和安全生产而从事的检查、监督、指导、帮助油田用电单位进行安全、经济、合理用电的行为。
1 大庆油田加强用电检查的必要性
“大庆电力”是大庆油田有限责任公司所属电力集团主打品牌，涵盖发电、供电、电力工程设计与施工、电力营销、电力技术服务等业务。目前电力集团拥有各类发电机组13台，总装机容量1008兆瓦， 35千伏以上变电所271座，各类电压等级输电线路3471千米，年发电能力62亿千瓦时，年供电能力185亿千瓦时，经营规模和技术水平处于全国石油系统电力行业领先地位，各项可比经济技术指标接近或达到全国一流电力企业标准，为大庆油田生产推进和科技发展乃至人民生活水平的提升提供了重要保障。
然而，随着油田开发的不断扩大和新单位的不断设立，目前电力集团电网负荷与日俱增，其面向的用电客户仅二级分公司和子公司性质的单位就有68家之多，此外还要担负油田员工居住区的供电任务，这对油田电网的稳定和平稳运行提出了挑战。尤其是近年来窃电、非法用电、企业用电操作违规等现象层出不穷，给油田安全生产埋下了风险隐患。因此，无论是电力集团还是油田下属各单位电力专业技术人员都必须不断强化用电检查工作，确保生产生活的正常运行，排除安全隐患。
2 大庆油田用电检查工作现状
油田电网实现安全平稳运行，离不开电力集团及各用电单位的共同维护，但是目前各单位电气工程师和电气专业技术员大都没有建立强化用电检查的意识，将用电检查单纯地归为电力集团这种供电企业应当做的工作，因而忽视了用电检查工作的开展，而电力集团无论是人力、物力还是财力都较为有限，仅靠自身的力量难以将用电检查工作细致地贯穿到每一个角落。
2.1 电力集团用电检查工作存在的问题
2.1.1 电力集团用电检查监管力度有待提升。电力集团作为大庆油田有限责任公司下属的一个企业，既要为油田各用电单位提供电力服务，满足各油田单位生产和生活的用电需要，肩负着维护油田电网安全的重任，又要努力实现增益创收，这是电力集团作为企业而不同于电力监管行政部门的最主要区别。电力集团要实现盈利就必须要考虑成本问题，尤其是随着油田开发和生产规模的不断扩大，电力企业检查成本与日俱增，在成本控制的企业要求下和大庆油田国企编制紧张的背景下，电力集团不可能像行政管理部门那样随着用电单位的增加而对应增设新的管理机构，从而导致目前电力集团专业用电检查队伍数量和质量的增长速度难以跟上油田开发的速度，不能充分、全面地将用电检查工作落实到生产生活的方方面面，违法程序私接电源施工、非法用电等现象难以得到有效的控制，提升用电检查力度已经成为电力集团有效维护电网安全稳定运行的迫切要求。
2.1.2 对油田用电单位缺乏有针对性地用电检查宣传。由于油田开发速度的不断加快，电力集团目前将工作重心主要放在提升发电能力和提供优质服务两方面，对油田各用电单位所开展的培训学习和宣传教育也主要以推广各项电力业务和提倡生产安全用电为主题，忽视了对各用电单位进行加强用电检查工作的宣传，没有唤起各单位电气工程师和专业技术员加强用电检查工作的意识，也导致了各二级单位下属基层单位尤其是前线单位施工时违规接点事件的频繁发生，对油田用电秩序和电网安全造成威胁。
2.2 油田各用电单位用电检查工作存在的问题
2.2.1 油田用电单位没有对用电检查引起足够重视。电力集团作为供电企业，是用电检查管理的主体单位，负责按月、按季度定期对各油田单位进行用电检查，而实际上油田各个单位才应当是每天日常用电检查的实施者。然而由于电力集团缺乏用电检查管理的培训和宣传，导致各用电单位没有对用电检查引起足够重视，仅仅是为了应付上级月度、季度和年度用电检查而被动地进行用电管理，没有真正将用电检查的日常管理落实到位。
2.2.2 用电单位电气管理人员用电检查职责不明。油田各用电单位尤其是用电大户大都是以生产为主的单位，因而大多数单位的电气工程师和电气技术员大都以确保生产供电为己任，即将工作重点放在了电力设备、供电线路和生产设备电器电子元件的维修上，一旦出现问题各二级单位电力维修部门和各基层单位电器专业技术员、工程师确实能够做到及时抢修，第一时间恢复生产供电，为油田生产提供了切实保障。但也因此，各用电单位制定的《电气管理办法》和电力管理制度大都以规范电力操作和电力维修为重心，没有明确为电气工程师和技术员制订与用电日常检查相关的详细职责，而电力集团制订的《供用电监督管理办法》也没有具体细化到各个用电单位的相应管理岗位，从而导致用电单位电气管理人员用电检查职责不明，在平时电气管理工作中难以把握用电检查工作的定位。
2.3 电力集团和各用电单位的共性问题
用电检查人员专业素质有待提升是电力集团和各用电单位存在的共性问题。由于长期以来用电检查工作与管理的弱化，导致用电检查人员队伍的成长也较为缓慢。目前无论是电力集团还是各用电单位用电检查人员的专业知识水平都有待提升，还不能熟练掌握政策、法规、供用电管理制度和技术标准，加之长期以来用电检查工作长落实不到位，导致用电检查不仅缺少先进的设备设施，而且缺乏现场工作管理经验。
3 强化大庆油田用电检查工作的建议
3.1 加强用电检查的监管力度，奖惩分明
电力集团要加强用电检查的监管力度，不仅要发挥企业内部的力量还要发动群众协助监管，建立举报奖励机制，加大对违规单位的处罚力度，对举报确实符合实际情况的给予奖励，并将用电检查考核与单位年终兑现挂钩：一方面，如果每季度、每年违规用电发生事故在规定次数以内，则对电力集团给予奖励，反之则给予扣减；另一方面，对于屡犯的单位年终兑现奖数额和单位领导年终兑现奖数额给予一定比例的扣减。
不仅如此，为了保证用电检查能够落到实处，并且真正与绩效考评联系在一起，就必须制定专门的《用电检查管理办法》下发给各用电单位，用制度化、规范化来明确电力集团月度、季度巡检的内容和考评标准，同时也使各用电单位明确日常用电检查管理的内容和考核标准。
3.2 重点开展用电检查主题宣传活动
若要加强用电单位的用电检查工作，首先就要提高用电单位的电力管理意识。为此，要定期对用电单位特别是容易违规的前线各基层单位的电气专业人员和管理人员进行用电检查主题宣传培训活动，提升他们用电检查日常管理的意识，使他们明白用电检查工作的重点所在，逐渐引导他们将原有“一头独大”的工作重心转变为日常用电检查和电力维修并重的工作方式。
3.3 规范用电检查程序，明确用电检查责任
制定《油田用电检查管理手册》，明确用电检查程序和电力专业人员用电检查职责。首先，无论是电力集团用电检查人员还是各二级单位用电检查人员对下属基层单位进行用电检查时，必须先填写《油田用电检查审批单》，待审批通过后按照《油田用电检查管理手册》规定的各级单位相应的检查内容进行检查，在检查过程中填写《油田用电检查现场工作单》记录检查结果，《用电检查工作单》交回单位存档，作为绩效考评的标准。同时，还应当规定用电检查人员在检查时必须出示《油田公司用电检查证》，没有出示证件的，被检查单位有权拒绝检查，否则被检查单位和个人应当积极配合、提供方便、协助检查，不得阻碍、干扰、影响用电检查人员的正常工作。
3.4 培养高技能、高素质的用电检查人才
无论是作为供电企业的电力集团还是各用电单位，都要加大对用电检查工作人员的职业培训，切实提高用电检查工作人员的政策水平、专业知识水平和现场工作水平。此外，油田还应当提高用电检查人员的准入门槛，将用电检查人员分为一至三由高至低三个等级，不同等级检查人员的月奖金和年终兑现奖都有一定的级差，进而激励用电检查工作人员不断进步。
3.5 引进先进的用电检查设施，提升用电检查技术
改善现有的技术手段，引进先进的检查设备。例如，结合蓝牙技术、GPS定位技术和信息技术开发用电检查现场巡检系统，对大庆油田用电单位所在区域分版块地进行巡逻及检查，为用电设备的正常可靠运行；而随着电能量采集系统的投入使用，用电检查工作人员已经能够自动统计分析任意时段的供电量、线损电量和线损率，有效保障企业利益。
4 结语
在当前大庆油田努力打造行业一流的石油化工基地和科技创新基地的新形势下，明确用电检查的重要性，强化大庆油田用电检查工作，提高电力集团和各用电单位电力检查的重视程度，不断解决用电检查工作中存在的问题，对症下药，才能确保用电检查工作能够真正为维护油田电网安全平稳运行、提高电力服务质量、推进油田生产和科技发展提供坚持保障！
参考文献：
论文关键词：电力系统分析；教学研究；教学方法；教学手段
一、引言
“电力系统分析”是电气工程学科一门重要的专业必修课，在整个电气工程专业课程体系中起着承上启下的作用，一方面它将先修的课程，如“电路”、“电机学”、“电磁场”、“自动控制原理”、“计算机编程”、“高等数学”、“线性代数”等知识综合运用于电力系统运行分析与计算，对培养学生综合运用所学知识解决实际工程问题的能力有着重要的案例教育作用；另一方面，课程涉及电力系统分析中最基本的知识和分析方法，可为学生学习后续电力系统相关专业知识以及将来从事电力系统相关研究或工作打下重要的基础。“电力系统分析”课程的特点是，涉及面广、理论计算多、工程性强、内容抽象难懂，电力系统背景强的院校一般分为两个学期来讲授，时间一般在80个学时以上，并同步开设实验环节和工程实践环节。
结合前人的经验及笔者自身用心的摸索，笔者提出“一明确，二联系，三重视”的课程教学方法，经实践证明，该教学方法受到学生和学校督导组的肯定，学生表现出较强的学习兴趣，学校效果也良好。现总结出来，希望能给其他开设有少课时“电力系统分析”课程的兄弟院校提供有益的参考。
二、所提出的教学方法
“电力系统分析”课程的特点是，涉及面广、理论计算多、工程性强、内容抽象难懂，教学过程中，学生容易思路涣散，抓不住重点，听不懂，最终失去学习兴趣等。针对少课时“电力系统分析”课程特点，笔者探索出了一种有效的教学方法，即“一明确，二联系，三重视”教学法。
（一）一明确
“一明确”是指在教学内容上，既要明确课程总的教学目标，又要明确每一部分的教学目标，以及每一节课的教学目标，即，采用“总分总”的授课思路，让学生清楚课堂每一时段教师所讲的内容是什么，讲这些内容的目的是什么，以及这些内容在整个课程中处于什么样的位置，在电力工程实际中有什么用途等，从而让学生对授课内容有清楚的把握，置身其中，融入其中，从宏观和微观上掌握全部课程内容。例如，“电力系统分析”包括电力系统稳态分析和电力系统暂态分析两大部分，主要讲述了电力系统的三大常规计算，即潮流计算、短路计算和稳定性计算，而课程中诸如电力系统的基本概念、基本理论、数学建模和计算方法等都是为这三大计算做的铺垫，这些计算的结果又是为电力系统的各项工作。对教师而言，把握了这个教学目标，也就掌握了教学方向，对教材内容的重点和难点能做到心中有数，传授知识时效率更高。对学生而言，有明确的目标来指引课程学习，学生也就清楚了自己所学的知识点及其用途，同时也容易对这门课产生兴趣。
笔者认为，在讲授“电力系统分析”课程的第一堂课时，应该首先明确本课程的教学内容和目标是什么，本课程在电气工程专业中处于什么样的位置，有什么样的用途，应该重点掌握哪些知识，从而让学生对本门课程有个大致了解，对重点、难点知识在哪里，有较为清晰的知识的方向感。在讲每一常规计算时，也要首先明确每一子主线，如在讲潮流计算时，这一子主线是：各电力系统元件的参数计算和等值电路电力系统的等值电路节点间的电压降落和串并联支路的功率损耗电压和功率分布计算潮流计算（采用直角坐标或极坐标；迭代求解：牛顿拉佛逊法和PQ分解法）电压调整频率调整经济运行。潮流计算是主线，潮流计算前面的内容是基础知识，潮流计算后面的内容是进行潮流计算的目的。明白了它们之间的联系、关系，整个章节内容就能连成一条线进行理解和分析，潮流计算贯穿于整个内容，学起来也就相对容易些。其它两个常规计算（分支线）也可按如此方法讲解。
（二）二联系
“二联系”是指在授课方法上，一是要理论联系实际；二是要前后知识联系。
“电力系统分析”课程的主干内容是三大常规计算，多数教材的主干内容围绕着此三大计算进行了详细的数学推导和分析，理论性较强，很少联系实际应用。对于少课时的”电力系统分析”课程来说，第一，绝对不能按照传统“电力系统分析”教材照本宣科，应着重推导思路的讲解，揭示其中的难点、重点和注意点，应更加格外的着重联系实际应用，向学生讲解清楚，所讲理论计算在实践中有什么用途，什么场合会用到，如何运用。第二，可结合实际电力系统，进行实例教育，而不是仅仅浮于书本上文字。比如，可以以某个地区的电网为例进行讲解，如何建立该实际电网的等值电路和数学模型，如何进行潮流计算和分析，如何将计算结果运用于电网的规划、设计和运行控制中去，并且给学生提供计算机例程，让学生了解如何运用计算机手段进行电力系统的计算和分析。这样，将一个实际的地区电网作为教学例子，始终贯穿于教学中去，从稳态分析到暂态分析，再到稳定性分析，从而给学生提供一个实际应用的例子，让学生加深理解课本内容，真正掌握电力系统的计算分析方法，提高活学活用的能力，避免出现课堂所学知识与生产实际相脱节的常见弊病。
二是要前后知识联系，包括本课程内容前后知识的联系，以及本课程知识与先修课程“电路”、“电机学”、“电磁场”等知识的联系。例如，“电路”中，学生熟悉的是直流电路和简单的单相、三相交流电路的计算，已知量和待求量是电压、电流，多采用解析法进行精确求解。在“电力系统分析”中，涉及的是复杂电力系统三相交流电路，属于工程计算，工程计算的一个特点是近似计算，应向学生阐明这一点，避免有的学生钻入牛角尖。在“电力系统分析”中，已知量和待求量不再是电压和电流，而是功率和电压矢量，方程的物理本质也发生了变化，不再是节点电流守恒，而是节点功率守恒。所以，在学习“电力系统分析”时，应引导学生注意转换思维，从所熟悉的“电路原理”的思维，转换到系统的、高压的、三相的、具有工程特点的“电力系统分析”的思维，避免理解错误和错误理解，这是在“电力系统分析”课程教学实践非常常见的问题。再例如，在电力系统稳态分析中和电力系统暂态分析中，所用的分析方法是不一样的，在稳态分析中用的是相量分析法，而分析电力系统暂态过程不能直接使用相量分析法。“为什么呢？”通过问题提问，引导学生去主动思考。接着，可简单回顾“电路”中讲授的相量分析法的基础，以及电力系统稳态和暂态有什么特点，为什么电力系统稳态可以运用相量分析法，而电力系统暂态过程不能直接运用相量分析法，而相量分析法又是三相交流电路分析计算的基础，那么如何才能使用相量分析法呢？这样一步一步地让学生能够理解到事物的本质，既知道其然，也知道其所以然，从而让学生知道如何运用所学知识去解决工程实际问题。在讲这一节时，还应补充讲解相量和向量、矢量的区别，避免出现混淆和用错。通过这种教学方法，既能巩固先修课程所学的知识，加深对先修知识的理解，又能加强对现学知识的理解。再例如，电力系统稳态分析、暂态分析和稳定性分析中，所使用的发电机模型是不一样的，在讲后面章节内容时，应解释清楚本章节所涉及的电力系统运行状态的特点，为何在本章节使用了与前面章节不同的发电机模型，或为何前面章节的发电机模型不适于本章节所述的电力系统运行状态等。从而，通过联系、对比前后知识，让学生能对所学知识融会贯通，概念清楚，避免出现用错和错用的情况。
（三）三重视
“三重视”是指在教学要素上。教学是以教案内容（知识）为载体，教师将教案内容传授给学生，帮助学生学习并掌握教案内容的活动。以“教”而言，教师为主体，不仅传授知识，而且展开其内涵；以“学”而言，学生为主体，不仅承继知识，而且深入其内涵。而学生的学是教学的最终目标。因此，教案、教师和学生组成了教学的三大要素。为了达到理想的教学效果，既要重视教案的质量和水平，又要重视教师的自身水平和讲授水平，更要重视学生的学习效果，即，要同时重视课堂教学的三大要素，任一要素不理想，都会影响最终的教学效果。
教案内容是教师的教和学生的学的对象，为了达到理想的教学效果，首先，教案内容应该是学生感兴趣的东西，在主观上愿意并乐意持续去学习并掌握的东西。因此，应清晰掌握学生的学习心理，并在教学内容上，尽最大可能的满足学生的学习预期。经调查，大学生在学习知识时往往注重实用、能学到东西、有助于未来职业发展，如果简单易懂、充满趣味，那么更好。而“电力系统分析”的主干内容是三大常规计算，理论抽象，枯燥难懂，那么，如何将课程内容往学生感兴趣的方向去靠，是值得研究的问题。笔者经过几年来的用心探索，总结出来以下几点：1、教案内容不应是课本内容的简单重述和再现，应是补充了当今生产实践中活的实际内容，应与生产实际相同步，让学生能了解到校门外、课本外、学术外的生产实际，而不仅仅是课本上死的文字和虚而不实的理论知识；2、教案内容应充满知识性，应向学生适量提供一些与本课程或本专业相关的科学与技术，以提高学生的专业能力，扩大知识面和信息量，让学生切实感受到学有所获，而不是感到虚度光阴；3、由于本课程大量运用了先修的课程内容，如“电路”、“电机学”、“电磁场”、“数值分析”等，在准备教案时，应将先学的课程知识巧妙的融会贯通于本课程内容中，一来加深对先学知识的理解，二来给学生提供一个活学活用的实例，让学生可以以此为例，在以后的工作中举一反三，提高知识应用能力；4、应补充本课程领域国内外同行当前的技术状况和发展动态，从而让学生了解就职于工作岗位上的前辈们正在从事的事情，从而对自己的未来职业有个初步的了解，意识到在学校里、课堂上还应补充的知识；以上四点是在准备教案时应注意的地方，高水平的教案是教师的水平和责任心的体现，需要多年用心的摸索、推敲和积累。
在教学中，教师的作用是编写教案、课堂教学以及解答疑惑。除了按上文提出的原则准备教案内容和进行课堂教学外，教师还应注重自身水平的不断提高与进步，包括自身知识水平的提高和讲授水平的提高。高水平的教案内容和讲课水平需要教师日复一日、年复一年的用心积累和不断摸索，平日里应心系学生，认真推敲，站在学生的角度去思考问题，准备教案。课堂师生互动环节，首先，可以引导学生去主动的思考，而不是被动的接受；二是可以让学生参与到教学中来，而不是死板地坐在下面，麻木的机械式的收听教师的讲演；三是，可以对课堂节奏，稍事停顿和修整，让学生紧绷的脑神经也得以休整。当发现学生的学习效果与预期出现偏差时，应及时调整课程进度和节奏、教学方式和方法。
关键词：数据挖掘；运营监测；电力运行；应用分析
1 数据挖掘技术分析
1.1 大数据挖掘平台的背景
在信息时代的激烈竞争中，作为供电企业，为了提高企业的管理水平，需要通过对公司的运营情况进行分析，全面客观的反映公司整体发展水平，不断提高企业的竞争能力。而进行分析，必须需要大量的数据作为技术支撑，下面，笔者就大数据挖掘平台技术对电力运营监测工作的应用进行探讨。
1.2 大数据挖掘平台的现状
大数挖掘平台主要是利用平台系统与供电企业生产、经营、财务、物资、可视化个性展示、ERP、统一视频监控等多个系统中取数，通过接口接入海量数据平台中时行存储历史数据，及时收集当前的数据。任务是对数据（供电量、售电量、售电均价、线损率、电费收入以及其它的各项数据指标）分类以及对信息的预处理数据预测进行分析，可以进行数据的穿透查询，其中信息预处理是以由两个（监测和分析）或两个以上的变量值进行分析，得出两者之间存在的规律，称之为信息预处理。数据预处理有简单处理和复杂处理，目的是对数据库中的隐藏知识进行研究分析，结合相关重要的参数使得挖掘出的数据更符合应用的要求。数据的预测是结合历史的数据总结出数据的规律，对同一类型的数据进行比较，可以运用数据的预测方式使得挖掘技术更好的展现。
1.3 大数据挖掘平台的概念
大数据挖掘平台是利用计算机软件应用技术大量收集数据，而人工系统的挖掘数量往往会给企业工作人员造成工作量，工作效率不高，而且不能确保数据的质量。数据挖掘是通过分析每个数据，从大量数据中寻找其规律的技术。近年来，数据挖掘技术引起了信息产业界的广泛关注，其主要原因在于存在大量数据，可以被广泛使用，且迫切需要将这些数据转换成有用的信息和知识。在人工智能领域，数据挖掘也习惯上被称之为数据库中的知识发现，一般应用于商务管理、生产控制、市场分析、工程设计和科学探索等领域。
数据挖掘与传统的数据分析（如查询、报表、联机应用分析）的本质区别是数据挖掘是在没有明确假设前提下去挖掘信息、发现知识。数据挖掘所得到的信息应该具有先前未知、有效和可实用三个特征。数据挖掘发现的那些不能靠直觉发现、甚至是违背直觉的信息和知识，挖掘出的信息越是出人意料，就越有可能具有价值。
2 大数据挖掘技术的流程展现
2.1 大数据挖掘平台的应用
近年来，数据挖掘在电力系统中的应用还偏重于在一些专业领域的专业分析，成果主要还集中在研究探索阶段，有些领域逐渐的引入了数据挖掘的概念进行了模型设计及验证工作，但还未真正的开始广泛应用。研究领域主要集中在电力系统的动态安全评估、负荷经济调度、负荷预测、故障诊断等方面。
2.1.1 在电力系统动态安全评估中的应用
K.R.Niazi等提出了基于人工神经网络和决策树混合方法在电力系统在线安全评估中的应用。文献[1]提出了电力系统在线动态安全预防中如何应用决策树技术来测试每个发电调度的动态安全性，并且通过发电再分配来提供正确的指导，优化发电容量，节约发电成本。如何使用Kernel回归树方法在线安全评估和监控电力系统，处理频率稳定性问题。如何描述从决策树学习中提取规则，并利用该规则来获得必要的控制措施，将暂态不安全稳定的电力系统保持安全的动态控制技术。
2.1.2 在电力系统负荷预测中的应用
电力负荷预测是电力调度一项非常重要工作，它关系到电厂各机组的运行计划。文献[2]结合区域电网气象负荷数据库，设计决策树形式的数据挖掘模型，并应用于日负荷预测。以一种运用C4.5和CART算法的基于BP网络加权组合的数据模型，并基于此设计出一种高精度的短期负荷预测系统。运用时间序列模型使用已有的数据序列预测负荷，用自适应决策树对存储在数据库中的用户用电记录、季节、气候等相关属性进行聚类，制定合适的收费表，而且分析出用户与其他属性之间的相关联的一些特点。
2.1.3 在电力系统故障诊断中的应用
电力系统故障诊断是通过利用有关电力系统及其保护装置的信息来识别故障元件位置（区域）、类型和误动作装置，其中故障元件识别是关键问题。文献[3]将基于事件序列的故障诊断模型用于高压输电线系统故障诊断领域，依据故障事件序列在时空特性上的关联性，用动态规划算法的优化相似性原理挖掘事件之间的关联性和蕴含的知识，将诊断问题的求解转化为寻求与实时故障事件序列模式最相似的，运算操作代价最小的标准故障序列模式，以实现对异常事件序列模式中的畸形事件的纠错，保证故障诊断系统的高容错性。基于粗糙集理论的故障诊断决策约简新算法，从而建立故障综合知识库用于电网故障诊断。论述了用数据挖掘技术对变压器油中各种气体成分进行聚类分析，从而可以再预先不知道变压器故障类型的情况下得出变压器油中各种气体成分含量与故障之间的直接关联，为故障诊断提供依据。
2.1.4 在工程造价方面的应用
工程造价是一个多变量、非线性的复杂过程，利用已建工程的历史造价资料，将数据挖掘与人工神经网络相结合，构建工程造价模型，并运用在电网工程造价预测和预算审查中，可以克服现有人工审查带来的主观性和片面性影响，提高工程造价预测的准确性。
2.1.5 在营销支持方面的应用
基于电力营销的实际数据，从“量（电量）、价（电价）、费（电费）、损（线损）”等方面进行关联规则、聚类挖掘。比如讲用电客户根据其属性特性进行聚类分组，进行信用评价，防范恶意欠费。检测用电异常情况，防着窃电行为发生。
2.2 大数据挖掘平台的功能
大数据挖掘技术从数据库到技术的运用过程中有不同的运行步骤，在确定业务对象问题方面可根据数据的准备对所有业务对象进行分析研究处理，保障数据的质量从而为进一步的分析工作做准备。在数据的转换方面应建立一个针对性的分析模型，挖掘数据的成功关键因素，对所得的数据进行预处理，完善挖掘技术的措施，使数据分析工作自动顺利的运行。在数据挖掘技术的结果分析上，应对数据结果做出正确的评估，与知识理念共同分析，完善数据挖掘技术的每一步结构。主要有以下三个方面的功能：
2.2.1 监测功能
（1）10千伏配网停运。手动导入Excel数据，对各地市公司10千伏线路停运情况进行汇总统计。
（2）项目预算执行情况。手动导入Excel数据，将项目预算执行情况按照专业和实施单位两个维度分别进行统计。
（3）物资供应链。从数据中心定时抽取ERP数据并进行加工处理，使用Tableau工具对物资供应链全过程进行全面监测。
（4）配网运行。从数据中心定时抽取ERP数据并进行加工处理，使用Tableau工具对低电压、重过载和三相不平衡事件进行全面监测。
2.2.2 运营可视化功能
将Tableau报告布局根据各地市大屏合适尺寸进行调整和展示。
2.2.3 分析功能
主要功能有统计数据和成果共享两大模块。（1）统计数据：将综合计划执行情况报表、供电单位经营指标完成情况表和生产报表中部分数据填入月报模板，导入到数据库，在页面上根据不同指标生成各类图表。（2）成果共享：将省公司和地市公司每月的运营情况分析报告、专题分析报告、即时分析报告以及资料上传到服务器，供大家交流和参考。
3 结束语
随着信息的高速发展，数据挖掘技术在高速的社会发展下面临着诸多挑战，需要对数据挖掘技术必须作出优化处理措施，维护数据挖掘中的各种问题，完善数据挖掘技术的运用手段，使数据挖掘能够长久地在未来时代中持续发展。
参考文献
[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，黄太贵.短期负荷预测的实用数据挖掘模型[J].电力系统自动化，2004，28（3）：49-52.
[3]赵冬梅，韩月，高曙.电网故障诊断的决策表约简新算法[J].电力系统自动化，2004，28（4）：63-66.