课程教学改革及实验平台设计研究——以电力市场技术支持系统课程为例.doc

课程教学改革及实验平台设计研究——以“电力市场技术支持系统”课程为例 陈永权 刘婷婷 华北电力大学经济与管理学院 摘 要： 本教学改革理论和实践并重, 主要就“电力市场技术支持系统”课程内容和实验平台建设提出了新的思路, 通过设计基于网络的“电力市场技术支持系统”仿真平台, 提升学生的动手能力和创新能力, 为新电力体制改革的顺利进行培养更多人才关键词： 电力市场技术支持系统; 实验平台设计; 信息技术; 作者简介：陈永权 (1971—) , 男, 山西太原人, 博士, 副教授, 研究方向为智慧能源、电力市场、决策支持与专家系统;作者简介：刘婷婷 (1989—) , 女, 内蒙古包头人, 硕士研究生在读, 研究方向为工程管理、电力市场、技术经济与决策评价收稿日期：2017-7-3Received： 2017-7-31 现状和背景分析《国家“十二五”规划纲要》明确指出, 高等院校应积极开展创新教育, 为社会不断输送具有创造性思维和创新能力的各种专业人才电力市场技术支持系统”是一门理论性和实践性都很强的专业课, 在不断加强理论教学改革的同时, 更需要把实验教学体系的改革尽快开展起来电力市场技术支持系统”课程是信息管理专业结合电力行业背景开展的, 非常有特色, 所涵盖的范围非常广泛, 既包括传统的电力市场理论和技术系统, 也包括电力市场环境下的智能电网理论和技术系统。

因而该实验教学平台的建立对于学生较好地运用该课程的理论知识, 掌握实验技能, 培养分析、解决问题的能力及培养动手能力, 造就实用型、应用型、创新型人才有着极其重要的作用, 非常有利于学生熟悉电力行业最新的运营理论和实践随着智慧地球以及智能电网的兴起, 电力市场、信息技术、智能理论处于高科技发展前沿, “电力市场技术支持系统”实验教学改革如何主动适应这种日新月异的高科技发展形势, 培养符合经济发展需要的信息管理专业人才, 也是本文的研究背景之一改革的意义在于提高教学质量, 深化教学改革;有利于学生素质的提高和能力的培养;有助于增强学生的就业竞争力, 提升学校知名度;有助于培养有创新能力的人才;同时可提高教师的综合知识运用能力, 增强使命感、责任感2 课程的改革措施2.1 课程内容的改革教学内容改革突出教学内容的先进性, 突出实践环节的重要性教学内容应及时、充分地反映电力市场化改革的最新动向和信息技术发展的前沿知识, 与时俱进地更新教学内容课堂讲授内容 (见表 1) 主要从电力市场理论和信息技术理论的专业角度来设置, 注重培养学生的综合分析能力;实验课增加设计性、综合性、创造性内容突出实践环节, 改革课程设计实验教学的方法和内容。

实验教学应与电力市场改革进程、信息技术发展、课程体系的变化同步课堂理论学习和上机实验教学紧密结合起来, 上机实验教学注重对学生动手能力的培养, 课堂教学则是对电力市场理论和信息技术理论的理论能力学习理论是实验的前提, 而实验是理论的最好展示和验证通过课堂教学和设计实验, 学生的电力市场技术支持系统的学习质量有了较大提升, 并对其他专业学习起到了很好的示范作用表 1“电力市场技术支持系统”课程内容 下载原表 2.2 实验平台的设计以往的“电力市场技术支持系统”课程实验就是要求学生在规定的时间内开发出电力市场技术支持系统的某个子系统, 这虽然为今天建设统一的仿真平台打下了基础, 但是以往的学生大部分由于软件技术基础薄弱, 无法参与和融入实验中, 因而没有得到很好的训练, 即使能够开发出某一子系统, 也对整个系统没有直观的认识电力市场技术支持系统”仿真平台能够让不同的学生都参与到实验教学中, 通过熟悉系统的使用来理解电力市场的运营, 通过开发子系统同仿真平台接口来训练实际的系统开发能力电力市场技术支持系统”仿真平台是支持模拟电力市场运行的一套软硬件系统的总称仿真平台的主要功能是电力市场的信息处理、合同管理、电力交易计划的编制和计划的安全校核、考核和结算、市场预测等。

平台主界面如图 1所示, 由 8 个系统构成1) 电能量计量子系统 (TMR) 是对电能量数据进行自动采集、远传和存储、预处理、统计分析的子系统, 用于支持电力市场的运营考核、电费结算、经济补偿结算等2) 报价处理子系统 (BPS) 接收市场参与者的注册和申报数据, 并对申报数据进行处理和保存3) 交易管理子系统 (TMS) 包括现货交易系统和实时交易系统1) 现货交易系统是实现电力市场运营的核心功能模块之一, 它依据市场参与者的申报数据, 根据短期负荷预测和系统约束等条件, 进行现货交易计划编制, 经过安全校核后将计划结果传送给市场参与者和相关系统现货交易计划包括日发电计划、辅助服务计划和输电计划, 应能进行输电权交易、输电费用计算及过网费计算2) 实时交易系统依据市场参与者的申报数据, 根据负荷预测和系统约束等条件, 进行实时交易计划编制, 经过安全校核后将计划结果传送给市场参与者和相关系统实时交易包括实时有功交易计划和实时辅助服务计划, 并下发至各市场成员执行4) 结算管理子系统 (SBS) 实现电力市场中所涉及的各种合同的经济结算和计算在电力市场中, 市场参与者的主导目标是在遵守市场秩序和符合竞争规则的前提下追求自身经济利益的最大化。

其系统功能应用流程如图 2 所示5) 合同管理子系统 (CMS) 主要根据其他系统提供的相关数据, 负责完成与电力市场运行相关的各类合同和协议的管理, 如基数电量合同、辅助服务合同、发电公司上网合同等, 并同时追踪合同的执行情况6) 即时信息发布子系统 (SIS) 作为电力市场技术支持系统的重要组成部分, 主要完成电力市场相关信息的发布和接收处理, 使所有市场参与者能够及时地、平等地访问相关的市场信息, 是电力市场各市场成员与交易中心沟通的桥梁7) 市场分析与预测子系统 (MAF) 对电力市场未来情况进行信息采集和分析, 从而使市场参与者提前了解市场未来的发电预期目标、负荷预测、交易价格预测、输电网络可用传输能力及系统安全情况, 以便于交易决策8) 能量管理子系统 (EMS) 用于保障电网的安全稳定运行, 是电力市场的工具, 作为电力市场的执行机构参与整个电力市场的运营过程图 1“电力市场技术支持系统”仿真平台主界面 下载原图图 2 结算管理子系统功能应用流程图 下载原图系统首先由发电商通过报价处理子系统竞价上网, 然后通过报价处理子系统和合同管理子系统, 由交易管理子系统完成交易。

同时交易管理子系统要以电能量计量子系统和能量管理子系统为基础, 与两个系统协调运作实现电力交易最终再经由结算管理子系统完成结算业务在整个流程中 (见图 3) , 信息发布作为一个重要的方面贯穿于整个交易过程电力市场技术支持系统”仿真平台就是要建设集成所有子系统的软件, 这个软件能够运行在网络环境下其能够为学生尽快理解课堂上讲授的电力市场运营理论提供支持, 能够帮助学生分析、设计、开发独立的子系统该系统的最大特色是集成了电力市场技术支持系统的子系统, 可为学生尽快熟悉整体流程和软件平台的特点提供帮助3 实施措施及成效为了贯彻教学改革的措施, 主要采取的措施包括:教学计划进行了重新修订, 将原有的实验教学课时数增加并相应减少理论课堂教学内容;由实验中心配备专职教师对课程内容进行, 并负责课程的所有建设工作;课程改革的内容在课堂上得到很好的体现, 学生分析问题和解决问题的能力有了较大的提升这一新的实验课程在华北电力大学本科学生中试用并推广, 收到了很好的效果, 大大提高了学生的动手能力和分析、解决问题的能力, 为将学生培养成适应时代和社会要求的创新型人才奠定坚实的基础可见, 此改革中建立了一个基于Java 开发平台结合 Multi-Agent 技术的“电力市场技术支持系统”仿真平台, 充分利用先进的网络技术和信息技术, 能实现能量管理、交易管理、电能量计量、结算、合同管理、报价处理、市场分析与预测、交易信息发布、报价辅助、即时信息发布等功能, 以满足日新月异教学内容变化的需要, 实现教学手段和方法的飞跃。

因而基于 B/S 结构的“电力市场技术支持系统”仿真平台能够灵活地适应学生不同的实验要求, 比如帮助学生理解电力市场运营流程, 帮助学生根据不同的市场规则开发其中的子系统4 结语总之, 本教学改革理论和实践并重, 实验平台开发的 8 个子系统, 基本涵盖了“电力市场技术支持系统”课程实验绝大部分内容和知识点, 并兼顾了全校各专业学生的不同需要本实验教学项目在现有模拟软件平台基础上, 充分考虑了互联网环境下的实验项目, 体现了与时俱进的特点图 3“电力市场技术支持系统”应用流程图 下载原图参考文献[1]尚金成, 黄永皓, 康重庆, 等.电力市场技术支持系统设计与关键技术研究[M].北京:中国电力出版社, 2002. [2]国家电力监管委员会.电力市场技术支持系统功能规范[M].北京:中国电力出版社, 2003. [3]华东电力市场运营规则 (印发稿) [S].华东电力公司, 2005. [4]刘广一, 于尔铿, 谢开.电力市场中技术支持系统的总体结构[J].电网技术, 1998, 22 (11) :64-68. [5]于尔铿, 刘广一, 周京阳, 等.能量管理系统 (EMS) [M].北京:科学出版社, 1998. [6]王锡凡, 王秀丽, 陈晧勇.电力市场基础[M].西安:西安交通大学出版社, 2003. 。