负荷理论论文十篇

负荷理论论文篇1

在会计学双语多媒体设计时，设计者往往忽略了学习者的工作记忆有限容量的特征，使学习者增加了很多不必要的认知负荷，降低了学习者的学习效率。通过认知负荷理论不仅使我们更深刻地理解学习者的学习过程，同时为教学媒体设计提供强了有力的指导。在会计学双语多媒体设计中的主要思想是在既定的内部认知负荷情况下，运用通道效应、整合效应、标记效应、冗余效应、注意力分散效应等来降低外部认知负荷并提高其关联认知负荷，实现图式的获得与规则的自动化。

(一)充分利用图表，发挥通道效应认知负荷理论中的通道效应是指人的工作记忆可以同时处理不同的感官通道呈现的信息，主要是指视觉信息和听觉信息。在多媒体设计中如果能同时采用视觉和听觉双重感官通道输入信息，不仅可以降低外部认知负荷，又能促进学习者对多种表征信息之间建立联系，而且通过视觉和听觉同时获得的信息更容易形成图示而存储于长期记忆中，提高学习效率。因此在会计学双语的教学中应该充分利用图表，因为图表使学生更容易理解会计业务及会计循环之间的联系，图表即包括静态的也包括动态的视频，在媒体中使用图表很多时候能收到文字无法实现的效果，图表的可视化效果会冲击学生的视觉神经，能提高学生的学习兴趣，提升学习者的关联认知负荷，在图表使用过程中也注意音频效果的配合。

(二)恰当呈现材料，防止注意力分散在学习多个相关信息源的材料时，学习者需要在多种离散的信息源中反复“寻找----匹配”，这种重复的搜索必然会分配注意力资源，使得工作记忆增加负荷，消耗学习者的认知资源，降低学习者的学习效率。认知负荷理论中的整合效应认为，当学习中所需要的相关信息整体呈现比分开呈现能使学生收到更好的学习效率。因此消除分散注意力效应的办法是整合学习材料中相互所指的部分，在多媒体设计中将相关内容的资料以整合方式呈现，这样才能使学习者有效地获得信息。如在讲解会计信息从日记账过记到总账这部分内容时，要在多媒体课件中尽可能把过账的信息在一张PPT上呈现，避免学生在多张PPT中来回搜索相关信息。在会计学双语多媒体设计中要注意不要添加与主题无关的文字、声音或者是画面，因为这些信息会分散学生的注意力，有限的认知资源会被不相关的材料所浪费。

(三)课件设计简单明了，避免冗余效应认知负荷里的减少冗余原则认为，能够应用图像和声音表达清楚的内容就没有必要再加上相关文字解释。国内外既往研究都得出在媒体设计中加入有趣但是与学习内容无关的声音和画面会导致学生对主题内容理解和运用变差。而在实际教学中很多教师强调多媒体的“多”，将课件中加入大量的图片在辅以文字说明和背景音乐，采用多种材料表征方式，提高学生的学习兴趣出发点是好的，但从学生的认知负荷的角度出发就会发现这样表述实质上不仅将多余的信息传递给了学生，同时也会分散学生的注意力。如在会计学双语结账流程的讲解中，课件上一边展示用“T”字账表明的结账流程图，在流程图旁边又加入相关的解释文字，学生在学习此内容时就会一边听老师讲解，一边看流程图，在去阅读旁边的说明文字，这会造成学生的视觉通道中的认知负荷超载，反而影响其学习的效率，解决该问题的最好方式就是把流程图旁边的多余文字删除，因此在会计学双语媒体设计中应该做到以下两点：第一，减少界面中的链接和控制按钮，因为信息的频繁交互会分散学生的注意力增加认知负荷。第二，简化内容，界面不要进行复杂的装饰，教学内容力求简练，能用会计分录说明的问题就不要在去用过多的语言解释。

二、结束语

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贯流式水轮机的流道形式和轴流式水轮机不同，为保证向导水机构均匀供水和形成必要的环量，保证导叶较平滑绕流，轴流式水轮机需设置蜗壳，其流道由蜗壳、导水机构和弯肘型尾水管组成。贯流式水轮机没有蜗壳，流道由圆锥形导水机构和直锥扩散形或S型尾水管组成。通常采用卧轴式布置，从流道进口到尾水管出口，水流沿轴向几乎呈直线流动，避免了水流拐弯形成的流速分布不均导致的水流损失和流态变坏，水流平顺，水力损失小，尾水管恢复性能好，水力效率高。灯泡贯流机组的发电机装置在水轮机流道中的灯泡形壳体内，采用直锥扩散形尾水管，流道短而平直对称，水流特性好。大型贯流机组几乎都是灯泡机组，中小型多采用轴伸式、竖井式等形式。

贯流式水轮机单位过流量大，转速高，水轮机效率高，且高效区宽，加权平均效率也较高，具有比轴流式水轮机更优良的能量特性。其特征参数比转速ns、可达1000以上，比速系数可达3000以上。与轴流式水轮机相比，在相同水头和相同单机容量时，其机组尺寸小，重量轻，材料消耗少，机组造价低。贯流机组电站还可获得年发电量的增加。

贯流式水轮机的空化性能和运行稳定性也优于轴流式水轮机，其空化系数相对较小，机组可靠性高，运行故障率低，可用率高，检修时间缩短，检修周期延长。对于低水头资源开发，贯流式水轮机的稳定运行范围宽，在极低水头时也能稳定运行(如超低水头1.5m以下)，是其他类型的水轮机不可比的。如广东白垢电站，额定水头6.2m，最大水头10.0m，但在1.3m水头时仍能稳定运行。

贯流式水轮发电机组结构紧凑，布置简洁，厂房土建工程量较小，可节省土建投资。贯流机组设备运输和安装重量较轻，施工和设备安装方便，可缩短工期，实现提前发电。根据国内外有关水电站的统计资料，采用灯泡贯流机组比相同容量轴流转桨机组，电站建设投资一般可节省10%～25%，年发电量可增加约3%～5%。如我国广东白垢和广西马骝滩水电站，投资节省分别达22.6%和24%。小型水电站采用轴伸贯流机组与立式轴流机组比较，也可节省建设投资约10%～20%。由此可见，贯流式水轮机是开发低水头水能资源的一种最经济、适宜的水轮机形式，具有资源利用充分、投资节省的优势和电量增值、综合效益增值的效果。

2国内外贯流式水轮机的应用现状

贯流式水轮机自20世纪30年代问世以来，因其优良的技术经济特性和适用性而得到广泛应用和迅速发展，包括灯泡贯流发电机技术在内的贯流机组技术日益成熟，贯流式水电站的开发、设计、运行技术与经验日益丰富。国外水头25m以下的水电开发，已出现取代轴流式水轮机的局面。贯流机组技术在1960～1990的发展最为迅猛，这一时期投入运行的贯流机组，最大单机容量达65.8MW(灯泡贯流，日本只见)，最大水轮机转轮直径达8.2m(竖井贯流，美国墨累)，最高工作水头达22.45m(灯泡贯流，日本新乡第二)。

我国从20世纪60年代开始贯流式水轮机的研究和应用，到20世纪80年代，贯流机组技术及其应用取得突破性的进展，1983年引进设备的第一座大型灯泡贯流机组电站一湖南马迹塘水电站建成，1984年自主开发的广东白垢电站转轮直径5.5m，单机容量10MW灯泡贯流机组投运，标志着具备自行开发研制大型贯流机组设备的能力。贯流式水轮机的应用研究和运行技术也获得了发展，积累了经验。最近20年来，相继开发建成引进设备、技术合作或自行装备的大型灯泡贯流机组电站数十座，如凌津滩、王甫洲、尼那、洪江等。其中洪江水电站最大工作水头27.3m，单机容量45MW，是目前世界上应用水头最高、国内单机容量最大的灯泡贯流机组。国内已运行的灯泡贯流式水轮机最大转轮直径已达7.5m。目前规划或在建的贯流式水电站遍布全国各地，在建的广西长洲水电站装机15台，总装机容量达621.3MW。在西北地区，20世纪80年代开始贯流式水电站的规划设计，并完成了柴家峡等电站的可行性研究。在黄河干流上现已建成青海尼那电站，宁夏沙坡头电站即将竣工，甘肃柴家峡、青海直岗拉卡等电站在建。尼那电站是我国海拔最高的大型灯泡贯流机组电站，沙坡头则是应用于高含沙水流的第一座大型灯泡贯流机组电站，各具特色，为贯流式水电站的开发提供了新的经验。

对于低水头小型水电站，轴伸贯流水轮机和竖井贯流水轮机具有与灯泡贯流水轮机相当的技术经济优势，国外20m以下的小水电开发，已逐步取代轴流机组。据文献介绍，国外已运行的轴伸贯流式水轮机转轮直径达8.6m，单机容量达到31.5MW，最大使用水头达到38m。我国轴伸贯流式水轮机的技术开发起步较晚，自行研制的GZ006、GZ007(5叶片)等转轮的性能达到或超过国际先进水平，但尚没有得到普遍的技术推广和形成相应的生产和市场规模。国内已运行的轴伸贯流水轮机多采用定桨式转轮，最大转轮直径2.75m，单机容量3.5MW，最大使用水头22m。而竖井贯流和全贯流机组技术开发程度较低，应用很少，与国外存在明显差距。

3贯流式水轮机的应用及技术发展探讨

我国水电资源丰富，第四次水力资源复查成果显示，全国江河水电资源蕴藏量达7亿kW，可开发量5亿kW，经济可开发量4亿kW。现已开发量1亿kW，只占到经济可开发量的25%。我国江河的低水头水力资源，根据文献估算，水头在10m左右的资源量占到可开发资源的约500，达0.2亿kW以上。此外，我国大陆和岛屿海岸线蕴藏着巨大的海洋潮汐能资源，可开发量超过0.21亿kW，尚未进行规模开发。以上数据说明，我国适用于贯流式水轮机开发的低水头水能资源蕴藏巨大，贯流式水轮机应用前景广阔，需求巨大。经过40余年的研究与实践，我国对贯流机组设备开发、研制以及贯流水电站设计和运行技术都取得了很大的发展和成就。对于25m以下低水头水电开发，优先选择贯流机组，已基本形成共识。但目前国内贯流机组设备技术和供给能力还不能满足水电建设的需要，许多大型或顶级的机组设备需要国际市场供货，国内外同类产品在设备性能、单位千瓦材料消耗等技术方面存在着较明显的差别，中小型贯流机组产品的多样性和技术适应性也不能满足国内或适应国际市场的需求。由于研发能力和技术水平的限制，又影响贯流式水轮机的广泛应用。因此，全面提升我国贯流式水轮机的技术水平，任务迫切，意义深远。

推进我国贯流水轮机技术的进步，应当关注贯流机组大型化技术的发展，并致力于提高国内贯流机组整体技术水平。

根据对贯流式水轮机的应用及其技术发展的分析，应用水头逐渐提高、贯流机组大型化是国际贯流水轮机技术发展的趋势，这也和我国低水头水电开发对大型贯流机组的应用需求相吻合。贯流机组对开发低水头水电资源具有优势，而这些资源的开发地点往往位于经济发达、人口稠密的平原或河谷地区，自然资源富集或处于交通要道(如黄河上游等地区)。这类水电资源经济合理的开发，要求实现发电、防洪、航运等综合利用功能，保护生态环境和土地资源，减少移民搬迁及交通设施等淹没、浸没及赔偿，修建高坝大库通常已不适宜。为了优化开发方案和工程总体布置，便于工程综合功能经济地实现，有利于保护生态和环境等资源，往往需要采用单机容量(机组尺寸)更大或应用水头更高的贯流机组。

大型化贯流式水轮机的水力设计不存在重大的技术难题，但机组设计、制造与安装等方面的一些关键技术，以灯泡机组为例，灯泡体及水轮机的支承结构，轴系的分析计算、大吨位轴承的设计制造，发电机的设计，发电机的通风冷却，机组的刚度及振动特性的评估、优化，大尺寸机组的安装技术等，存在较大的技术难度和经济风险。近年，我国水电业界结合湖南洪江、广西恶滩扩建工程、四川桐子林等水电站机组的选型设计，对此进行了研究。在洪江水电站，对采用灯泡贯流机组的关键技术及制造难度，与日本只见、俄罗斯萨拉托夫等电站的大型灯泡机组进行了对比研究，结论是技术可行。该工程已成功实施，成为我国贯流电站技术进步的典型案例。而恶滩扩建工程采用灯泡贯流机组方案，其应用水头和单机容量等设计参数，机组设计制造的技术难度均已超越了世界上已运行的同类电站机组，研究表明采用灯泡贯流机组在技术上是可行的。两座电站的经济分析数据也都表明，可节省建设投资和获得年电量的增加，特别是恶滩扩建工程采用8台75MW灯泡贯流机组与采用4台150MW轴流转桨机组的方案比较，前者首台机组提前9个月发电，工程总工期缩短一年，其提前发电的电费收入，与比后者高出的投资差基本相抵(贯流机组方案设备投资概算按采用2台进口、6台合作编制)，每年还可多获得约3%的电量增加，其经济性明显优越。上述研究也说明，开发、应用25～35m水头段的贯流式水轮机和单机容量75MW及以上的灯泡贯流机组，技术上可行，经济上仍处于有利和合理范畴。

全面提高我国贯流式水轮机的整体技术水平，实现包括产品研制技术(水力开发、结构分析、制造工艺、试验研究等)及产品的技术性能、贯流式水轮机应用开发和运行等技术水平的全面提升，结合国内实际和借鉴国际先进经验，应加强计算机及信息技术如计算机CFD、FE、CAD/CAM等及现代制造技术在贯流式水轮机开发、研制和运行等领域的推广和应用，还应加强对国际先进技术的引进、消化和吸收．研究具有自主知识产权的贯流式水轮机产品和技术，这是提升我国贯流式水轮机技术和产业竞争力的必然途径。此外，我国的各类水电资源开发，包括广大农村中小低水头资源及海洋潮汐能源的规模开发，需要技术经济特性优越的，包括各类贯流式水轮机在内的多样性的水轮发电机组设备，因此，应加强对轴伸贯流式水轮机的研究和推广应用，完善轴伸贯流水轮机转轮的研究并形成系列型谱；应加强对用于潮汐能源开发的双向可逆贯流机组、全贯流机组及竖井贯流机组的技术开发和研究；对齿轮增速技术及设备在贯流机组的应用，以及贯流水轮机适用的调速设备的开发等技术课题，应进行全面的规划布局和系统的研究。

负荷理论论文篇3

关键词 灰色理论；负荷预测；灰色预测；基本理论

中图分类号：TM715 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）20-0175-01

1 负荷预测的目的和意义

电力系统的重要工作之一，就是负荷预测。其预测的准确与否对于电力市场的建立具有重要的意义，这主要表现在如下几个方面：：1）准确的负荷预测是电力系统经济运行的主要依据。它可以使调度部门经济地安排、调整机组运行方式和电网购电计划等。2）准确的负荷预测是电力系统安全分析的基础。它可使安全分析得出的结论更接近真实，及时发现系统临界状态，确保电力系统运行的安全性和稳定性。3）准确的负荷预测是合理安排电网运行的基本要求。为了确保电网的可靠性运行，各种发电设备和供电设备都要在运行一段时间后检修，而准确的负荷预测可以使调度部门合理安排设备检修和机组的启停，以充分保证发电备用容量的充足和电网运行环境的可靠。通过上面的论述可知，对于电厂内部发电机组的经济合理的投入和停用，始终保持电网安全可靠地运行，降低不必要的并网容量，检修计划的合理安排，发电成本的降低，经济效益的提高和社会的稳步发展，电力负荷的准确预测都是至关重要的。

2 国内外对于电力负荷研究的现状

电力负荷的预测是近几十年发展起来的科学预测技术，这种负荷预测的技术在国外开始研究的较早。并且在实际的工作当中，将这种技术逐步的应用。通过漫长的认识过程，我国才开始重视负荷预测。在新的市场体制下，电力网高速的发展推动下，迫使负荷预测被提到了一个新的高度。多年以来，无论是国内学术界，还是国外学术界，都对电力系统的负荷预测进行了大量而充分的研究。截止到目前，已经有上百种方法被提出用于负荷预测。但是，大多数还处于研究阶段，并未得到实际的应用。

从20世纪六、七十年代开始至今，对于负荷预测，大体上可以分成两个阶段：第一个阶段，这一个阶段，还在沿用传统的方法进行负荷预测。也就是，在这个阶段，沿用了在经济领域使用的预测技术。对于负荷序列本身的规律的研究，是这一阶段研究的重点。通过对负荷的历史状况与其他相关因素之间的关系，完善并建立了统计模型。在第一阶段中，使用的预测方法主要有以下几种：回归分析法、时间序列法、趋势外推法。第二个阶段，在这个阶段，一些智能化的预测手段被提出，如：通过建立专家系统模型，人工神经网络模型等，对负荷进行预测。与此同时，灰色系统理论、非线性系统理论、小波分析理论等技术方法被提出。

3 灰色系统的基本理论

使用电力负荷的历史数值和现在数值，来预测出未来数值，是负荷预测的一大特点。因此，研究人员需要通过科学合理的预测手段，才能对所研究的随机不确定事件做出准确地分析预测，进而获得负荷的未来发展趋势及可能出现的状况。但是，对于电力负荷的未来，其发展又是不确定的，一定会受到来自各个方面的影响，例如：人类的生产活动，复杂多变的气候等等。并且，来自各个方面的影响又不是确定不变的，是在时刻变化发展的，无形当中又增加了预测的难度。对于复杂多变的外部影响，有些是人们根据经验可以预先判断的，而有些是无法预见到的，再有一些临时的突况，就会直接影响到预测的准确性。作为一门新兴的科学预测手段，灰色理论是通过对不完全确知的信息进行研究，通过对现在已经掌握的部分信息进行提取，整理，生成有价值的信息，从而形成对未来发展的有效控制。介于黑色系统和白色系统之间的系统，既是灰色系统。而信息不完全的系统是，对于信息只是掌握了一部分的系统。严格意义上来说，相对于黑色系统与白色系统，灰色系统是绝对的。相应的，我们可以使用“黑”和“白”来分别表示信息的未知和信息的完全明确，使用“灰”来表示一部分信息已知，一部分信息未知。所以，可以对于信息不知的系统定义为黑色系统，对于信息已知的系统定义为白色系统，一部分信息已知、一部分未知的系统定义为灰色系统。由此可知，灰色系统的一大特征就是信息的不完全性。灰色系统理论又与数据统计有根本上的区别，前者是对于未来科学规律的研讨，而后者是对于历史规律的研讨。灰色系统理论又与模糊数学存在本质区别，在于对内涵和外延处理的方式不同。前者体现在着重外延的明确性，后者体现在着重内涵的明确性上。从分析的手段上来看，灰色系统又与传统的方法一致，即整体化、优化、模型化原则。灰色系统分析法较比传统的数理统计又存在几大优点：对于不确定量，使之量化，利用灰色数学来处理不确定量，使之量化，进而知道事物在任何时刻的运动规律；不是把对数据的观测过程作为研究手段，而是通过累加或者累减来使变化的灰色量逐渐白化作为预测手段。从以上所介绍的负荷预测理论相关知识可以看出，不确定因素始终贯穿于整个灰色预测的全过程，同时也受到来自外界的不断变化的诸多因素的影响。据此，由于误差的存在，无论使用哪一种预测的方法，都直接影响到预测的准确性，误差小，能够达到高准确性，误差大，就会降低准确性。

4 灰色预测在短期和中长期负荷预测中的意义

作为电力部门，负荷预测是一项常规的日常工作。无论对于用户来说，还是对于电力企业本身来说，预测结果的准确与否，都直接关系到用户或者企业的利益。正确的预测电力负荷，既能保证为人民日常生活提供充足的电力，也为全国电力规划的编制提供了充分的依据。综上，准确的电力负荷预测，既能保证工业的正常运作，又能促进国民经济的快速发展。

5 结论

目前，负荷预测从开始的研究提出，到现在的广泛应用，至今仍在发展。至今，从负荷预测的方法、负荷预测的技术，以及分析思路上都在继续不断创新。同时，也是指导我们进行负荷预测研究的指南针。

参考文献

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近年来，随着科技的发展和国际交流的频繁，作为国际性语言，英语的地位显得更加重要，这也就对我国的大学英语教学，尤其是阅读教学提出了更高的要求。最新的《大学英语课程教学要求》明确规定了大学英语的阅读教学目标“在于培养学生的英语阅读理解能力和提高学生的阅读速度；培养学生的逻辑思维能力和提高学生的阅读技能；帮助学生扩大词汇量、吸收语言和文化背景知识，增强学生的英语语感和培养学生的阅读兴趣”。阅读是英语学习中的一个传统项目。然而，传统英语教学存在着时间和空间上的局限性，教材更新慢，阅读资源缺乏，学生处于被动的阅读状态，互动性差，兴趣低。教师课堂教学手段单一，教师在设计教学内容方面缺乏主动性与创新性，课堂上没有图文并茂的多媒体课件，没有丰富生动的音频视频资料，缺乏个性化学习的条件，这就很难激发学生学习外语的兴趣和动力。

计算机多媒体的普及给外语教学带来了机遇与挑战。丰富多彩的多媒体网络辅助的英语阅读教学模式取代了传统单一的英语阅读教学。几乎各种多媒体英语阅读教学软件都对阅读材料作了图文并茂的注释。这些注释不仅可以以文字、图像的方式出现而且还可以是动画、录像等。同时，超文本系统设计使各种注释得以链接，这样当学生遇到不熟悉的概念时可以直接点击该词或词组加以查阅从而扫除理解障碍。但是，直至目前为止，对这些阅读注释的设计几乎没有系统的理论指导。一些研究已证明多维呈现的材料可以促进学习；同时另有研究发现添加过量的信息会加重学习者的认知负荷从而阻碍学习。鉴于此，本文拟从认知负荷理论出发探讨认知负荷与阅读理解能力之间的关系以及如何在此理论基础上进行更为合理的大学英语阅读课程设计。

一认知负荷理论概述

认知负荷理论是由John Sweller 等人在20 纪纪80 年代从认知资源分配的角度提出的一种新教学理论。工作记忆容量的有限性是认知负荷理论提出的基础。人类认知体系是由处理信息的工作记忆和储存各种信息的长时记忆构成的。工作记忆一次只能储存大约7 个信息组块，处理2~4 个信息组块。认知负荷是在某种场合下施加到工作记忆中的智力活动的总数量，对认知负荷起主要作用的是工作记忆必须注意的内容数量。过多的信息会使工作记忆超载而导致信息处理效率低下甚至失败。认知负荷理论按认知负荷的不同来源将认知负荷分为内在认知负荷（学习材料本身的难度）、外在认知负荷（教学设计的复杂度）和相关认知负荷（学习者在学习过程中的努力程度）三类。内在认知负荷是指正在加工处理材料的类型、内容的难度等。如果材料含有的信息量很少，其中的信息源都可以被单独的理解，那么该材料就有较低的认知负荷; 如果材料含有的信息量很多，并且必须把所有的信息源结合起来才能理解材料，那么该材料就有较高的认知负荷。外在的认知负荷源于呈现教学材料的方式，是由教学模式来决定的，它以教学设计结果的形式存在，可以通过改变教学设计来减少认知负荷。相关认知负荷直接跟学习过程，比如图式的构建及自动化过程相关。

认知负荷理论的提出不仅使我们对学习过程有了更深刻的理解，而且为教学设计特别是多媒体网络教学环境下的教学设计提供了理论基础。近年来，国内外相关学者对多媒体教学环境下认知负荷的产生因素、认知负荷理论在多媒体教学中的应用等方面进行了研究。Barbara & Anderson （2007）探讨了对话设置和认知负荷对指称词语运用的影响[1]。Schwamborn（2011）阐述了多媒体教学中不同概括程度的图片对学生认知负荷和理解力的影响[2]。季月、石玲（2013）探讨了外语多媒体教学信息呈现中的视听干扰问题[3]。一系列国内外相关多媒体教学研究已证明为了确保多媒体教学环境下教学设计的有效性，教学设计者在进行教学设计时应当考虑到认知负荷的影响。在英语阅读教学中，教师为了让学生更好地理解语篇内容对所阅读文章附加的各种信息可能会产生相关认知负荷，有利于图式的形成及自动化从而促进学习。但是也可能会出乎教师意外，产生外在认知负荷阻碍学习。例如，所加信息对于学习者来说是多余的（他们已经知道）或者学习材料的内在认知负荷加上附加信息产生的负荷超出了学习者的认知容量。

二大学英语阅读课程设计

1 根据多通道效应减轻认知负荷

通道效应是指同时利用视觉和听觉两个通道呈现不同形式信息(文本和图形)，其学习效果要好于利用视觉或听觉单一通道呈现。当需要加工的信息将某个信息加工通道塞满时，若将其中部分需要加工的信息转移到另外的信息加工通道加工就会减轻前一加工通道的认知负荷。相对来讲，工作记忆中的听觉加工与视觉加工是独立的，若教师能够根据通道效应原则，在设计阅读材料时往往都是在视觉通道中进行加工的阅读材料同时利用视觉和听觉两个通道呈现于学生面前，就会有效分流认知负荷，扩大学生的工作记忆容量，减少由单一的视觉或听觉通道来加工信息而产生的认知负荷，进而收到良好的学习效果。

2 基于注意力分散效应整合信息呈现方式减轻认知负荷Tarmizi & Sweller 把由于样例中包含两种或多种分散信息源而导致学习者的学习效果较差称为分散注意效应[4]。当单一的信息源不能提供足够信息时，学习者为了理解所学内容必须不断地重复进行寻找和匹配, 整合各种不同的信息源，在多种信息源之间分配他们的注意力。这种耗时耗力的信息整合过程将会给学习者带来较大的外在认知负荷，从而影响了学习效果。注意分散效应普遍存在于各种教学环境中，阻碍着学习者的学习进程。若单一信息呈现形式即可表达明确完整的信息内容，则无需采用多元呈现形式，否则就会产生信息冗余，增加不必要的外在认知负荷。若确需采用多元呈现方式，为了减少这样的认知负荷，教师可将两个乃至多个互为补充的信息源整合在一起。当相同内容的信息以实际的物理整合方式呈现时可以有效地防止学习者注意力的分散，从而促进学习。

因此，为了减轻外在认知负荷，提高学生的学习效果，教师在进行大学英语阅读教学设计时应根据认知规律充分考虑教学媒体间的时间临近与空间临近来降低学生的认知负荷。例如，将阅读语篇和注释性文字尽量放在同一个界面上，尽量避免使用超链接来显示注释；如果需要同时呈现文字与图片，则尽量使文字嵌入到或者临近图片。把相互关联的内容尽量放在同一个屏幕上可以最大限度地避免分散学生的注意力，减轻工作记忆的压力。

3 消除冗余信息减轻外在认知负荷

相同信息以不同的形式多次或重复出现会阻碍学习者的学习效果。因为同一信息若以不同形式呈现在学习者面前，必然会使学习者分配认知资源来分析联系各种信息呈现形式，注意力会分散，这一过程会给学习者带来较高的外在认知负荷，进而影响学习效果。因此，我们应该对多来源信息进行整合，通过有效的方法去除教学中出现的冗余信息，减轻工作记忆的压力。只有这样才能最大限度地降低外在认知负荷，获得学习图式，从而收到较好的学习效果。

在多媒体网络环境下，教师为了激发学生的学习兴趣往往在阅读材料中加入一些与学习内容无关的动画、图片或声音。这些设计虽然使得教学课件看起来鲜活生动，但是这部分内容反倒会把学生的注意力分散到不必要加工的信息上，而使需要加工的信息无法得到充分处理。这就造成了有限的认知资源的不必要浪费，并进而减少了认知资源在目标学习中的投入。因此，教师在对教学媒体进行选择时要突出必要的加工材料，减少不必要的信息。

4 依据空间临近原则设计阅读材料

Mayer（2008）基于双重编码理论、认知负荷理论等归纳总结出了八条多媒体信息设计原则，其中很重要的一项信息呈现原则就是空间临近原则[5]。依据该原则，相关文本与画面等信息在屏幕上临近呈现时，学生更容易同时将不同呈现形式的信息纳入工作记忆中进行整合加工，建立起内在的有意义的联系；而当文本与相应信息隔开呈现时，学习者需要分配认知资源来整合空间上分离内容上相关连的信息，从而给有限的工作记忆带来过多的认知负荷。同时，阅读过程中频繁跳转的注意焦点也容易让学习者认知超载。因此，教师在进行课堂教学设计时应充分考虑“临近原则”，依据大脑工作原理，对各种信息的呈现位置进行合理编排，例如：对阅读语篇中单词进行注释时尽量让注释紧随被注释词之后，或者通过可开关的子界面使阅读语篇界面与释义界面并排或错落呈现于同一界面。这样的呈现方式主次分明，记忆跨度小，避免了由于空间隔离给学习者带来的认知负荷，从而促进学习。

总之，认知负荷理论认为工作记忆容量的有限性是制约学习的主要因素。合理的分配认知资源将会有效的提高学习效果。教学设计者应在认知负荷理论指导下，尽量从学习者的认知规律出发来设计阅读教学材料，比如：消除过量信息的输入，层次分明地显示出与课文主题相关的材料，并给学生留出空间进行发挥；注重关联效应的应用，增加材料元素间的互动性，减少认知负荷，帮助学生构建基本的信息认知图式；避免认知中的信息累赘，利用相关的材料内容整合信息可以减轻认知负荷，促进有效学习；重视分散注意效应，尽量减少学生“寻找———匹配”的过程，从而减少认知负荷。

参考文献

[1]Barbara, H. & H. Anderson. Introducing objects in spokendialogue: The influence of conversational setting andcognitive load on the articulation and use of referring expressions[J]. Language and Cognitive Processes, 2007(3):272-296.

[2]Schwamborn, A. Cognitive load and instructionally supportedlearning with provided and learner-generated visualizations[J]. Computer in Human Behavior, 2011, 1: 89-93.[3]季月,石玲.关于外语多媒体教学信息呈现中视听干扰问题的探讨[J].外语电化教学，2013(3): 41-45.

负荷理论论文篇5

【关键词】 认知负荷理论；二元均值不等式链；设计策略

二元均值不等式链（21a+1b≤ab≤a+b2≤a2+b22（a>0，b>0），当且仅当a=b时，等号成立）既是基本不等式的拓展，也是高等数学中均值不等式Hn（调和平均数）≤Gn（几何平均数）≤An（算术平均数）≤Qn（方幂平均数）的特例.二元均值不等式链（以下称为不等式链）是现行中学数学教材中唯一的基本不等式链，其蕴含着简洁统一的数学美.多年来，其证明方式多种多样，不同的证明方法从代数、几何、三角、函数、向量、统计、方程等角度展开[13].但在实际教学中，对不等式链的重视不够，只是简单利用代数方式得出结论，学生很难体会到不等式链的内在本质.教师在不等式链的教学中如何寻求知识间的内在联系，选择恰当的证明方法，以帮助学生建构完善的知识体系，是一个值得思考的问题.

认知负荷理论要求教学设计充分考虑到工作记忆的容量限制，以降低学生的外在认知负荷并适当增加相关认知负荷[45].我国当前有关教学设计的研究大多从教师的“教”入手，致力于“有效地教”的理论建构与现实践行，却在一定程度上有意或无意地忽视了“有效地学”[6].课堂的教学效果体现在学生学得怎么样，而不是教师教得多精彩.教师在进行教学设计时忽略了学生的认知能力，在对知识的整体把握和呈现方式等方面增加了学生的认知负荷.在已有研究的基础上，以不等式链为例，基于认知负荷理论进行教学设计，以最大程度降低学生的认知负荷，帮助学生加深对不等式链的理解，建构知识体系.

1 认知负荷理论

人类只能监控工作记忆中的内容，其他所有认知内容除非进入工作记忆，否则均是隐形的，但工作记忆容量十分有限，大概一次能保存七项信息.由于工作记忆常用于处理信息，导致其只能同时处理两到三个信息项[7].为保证学习效果，需要加工的信息总量应控制在记忆系统的容量内.当解决①α=30°|sinα；②α=15°|sinα两个问题时，在工作记忆中需要加工和存储的信息总量存在差异.Sweller等人将工作记忆在完成任务过程中需要加工和存储信息的全部数量称为认知负荷[8].

在信息加工和存储过程中，施加的认知负荷取决于材料的内在本质（内在认知负荷）、材料的呈现方式（外在认知负荷）以及工作记忆在对学习任务进行建构或自动化的过程中承受的负荷（相关认知负荷）[45].由于内在认知负荷是被处理材料的固有属性，它不能通过教学设计进行修改.良好的教学设计应考虑降低学生的外在认知负荷并适当增加学生的相关认知负荷.

2 “二元均值不等式链”教学设计

不等式链是“人教版”高中数学选修45中基本不等式的拓展内容，作为正数的调和平均数、几何平均数、算术平均数与平方平均数的大小关系，对学生不等式的学习具有重要意义，有助于学生形成良好的知识体系.但不等式链的形式复杂，是学生学习的难点.在进行教学设计时，新旧知识是否建立联系、课件中教学内容的呈现是否简洁、教师的教学言语是否恰当等都会影响学生的认知负荷.在充分考虑以上因素的情况下，进行如下的不等式链教学设计.

2.1 教学内容处理设计

将不等式链的代数形式（如图1）与几何形式（如图2）相结合，考虑到新旧知识之间的联系，选用切割线定理模型，进行教学设计.采用合作探究，建构模型的教学方式，培养学生分析问题和解决问题的能力.

在不等式链的教学设计中，通过几何表征和代数表征讲解不等式链可以使学习者更深入地理解其复杂的结构特征，并促进学生将该知识应用于几何领域，因为每种表征方式都为学生提供了独特的视角.

2.2 教学过程设计

⑴ 在复习基本不等式与切割线定理的基础上，教师引导学生进行小组合作探究建构不等式ab

当讲授不等式链这个内容时，学生需要理解不等式链涉及的四个平均数之间的复杂关系，学生的内在认知负荷较高.在这种情况下，建立新旧知识间的联系是降低学生认知负荷总量的前提，否则，认知负荷总量可能超过工作记忆的容量，阻碍学生学习.教师引导学生建构简单模型，使不等式链与基本不等式的知识联系起来，培养学生合作探究，数学建模的能力.

⑵以学生小组探究建构的不等式ab

教学内容上，对已得到的几何模型进行深入探究，避免由于引入新模型，增加学生额外的工作记忆负荷.呈现形式上，采用①②③④标识线段，改变以往利用大写字母标识线段的方式，避免在图形搜索过程中，学生的工作记忆系统需要保持的文字或符号信息过多，引起较大的外在认知负荷，降低学习效率.

⑶在得知线段①②数学表达式分别为ab、a+b2的情况下，教师引导学生探究线段③④的表达式.首先简化已有模型，只呈现与目标线段直接相关的内容，其余内容隐去.其次将已知线段的表达式标记在图形中，学生通过观察，利用射影定理可得出线段③的数学表达式为aba+b2.教师引导学生对aba+b2进行变形，并指出21a+1b为正数a、b的调和平均数，线段④的表达式a2+b22为正数a、b的平方平均数.

在已知线段①②表达式的基础上，欲求线段③④的数学表达式.学生已经了解原模型的形状，在计算线段③④的过程中，将原模型中的圆形、部分线段隐去，简化成三角形，以降低学生的外在认知负荷.此时，学生很容易发现三角形中蕴含的解决问题的信息，提高课堂教学的效率.

图10⑷在得出不等式链的基础上（图10），教师进行语言表述“基本不等式满足当且仅当a=b时，③=①=②=④.”

设计意图 通过简单的课件呈现辅助语言表述，可以避免屏幕上显示文本与语言表述的重复，否则，学生将在工作记忆中对相同内容进行两次处理.这种重复处理的过程可能中断工作记忆中有益的认知过程.利用基本不等式的典型特征类比不等式链，引导学生从代数角度进一步猜想并证明，培养学生分析问题、解决问题的能力.

3 “不等式链”教学设计中体现的设计策略

为降低学生的认知负荷，在二元均值不等式链教学设计中，体现了以下教学设计策略：

3.1 多元表征教学内容

在讲解某数学知识时，尝试以几何、代数、函数、向量、统计、方程等不同的形式进行处理.这体现了认知负荷理论的多元表征原则，即自然科学的大多数领域中，信息可以通过图形、表格、文本或公式等不同的表示形式来呈现，以增加相关认知负荷，有助于学生理解知识.

教师在进行教学设计时，要以多种方式表征同一知识点，使知识成为学习者思维导图中的一点，而不是单独的知识片段，帮助学生形成良好的知识体系.同时，将知识以不同的形式表达，可以使学生从不同角度认识知识，深入理解其内涵.

3.2 建立新旧知识的联系

在讲解某数学知识时，要设法将其与已有知识联系起来进行教学设计，以防止给学生施加过高的认知负荷.这体现出认知负荷理论的相邻性原则，即在时间或空间上呈现意义相邻的内容，以增加相关认知负荷，提高教学的有效性.

教师在进行教学设计处理教学内容时，要设法在学生已有知识的基础上架起通向新知的桥梁，达到知识的同化与顺应，以帮助学生形成良好的知识体系.

3.3 减少全新信息源的引入

教学设计中各信息源之间要具有联系，减少全新信息源的引入，避免认知负荷的提高.这体现了认知负荷理论的分散注意原则，即在进行教学设计时，要避免学习者将注意力分散在多个信息源上，减少学习者在心理上对不必要内容的整合，以降低外在认知负荷，提高学习效率.

教师在进行教学设计时，要避免过多地引入新问题，可以就一个问题由浅入深地进行探究，这样可以减少学生对新问题的再整合过程，降低外在认知负荷.

3.4 减少图形搜索过程

在进行几何图形相关的教学设计时，要减少字母的应用，尽量采用“符号标识+语言引导”的形式组织教学.这体现认知负荷理论的形式化原则，即当借助多媒体解释问题时，信息应以听觉材料辅助直观的视觉材料进行呈现，以降低外在认知负荷，提高课堂学习效率.

图12例如在不等式链的教学设计中，同一问题可以有多种呈现方式.图11，学生对线段（AD、DN等）的搜索时间是影响学生学习效率的一个重要因素.图形搜索过程中工作记忆系统需要保持文字或符号信息，从而引起较大的外在认知负荷.而图12的呈现方式，教师利用简单的言语表述就可以引导学生对四条线段进行计算.

3.5 简洁呈现教学内容

在对课件进行设计时，将无关内容隐去，简洁呈现，突出重点.例如在均值不等式链的教学设计中，将原模型简化为三角形进行讲解体现这一策略.这体现出认知负荷理论的相干性原则，即在借助多媒体解释内容时，应当包含较少的无关文本和声音，降低外在认知负荷，有利于学生理解教学内容.

在进行教学设计时，不相干的图片、声音或音乐等内容，都会增加学生的认知负荷，进而影响学生的学习.简单地说，在设计利用多媒体呈现教学内容时，简单的材料比复杂的修饰材料学习效果好.

3.6 注重语言引导

在教学过程中，注重语言的引导，减少课件中显示的文本内容，学生学习效果好.这体现了认知负荷理论的冗余性原则，即在借助多媒体呈现内容时，应避免屏幕显示文本与语言表述产生冗余效应，避免外在认知负荷的增加.

例如不等式链教学设计（图3），在复习切割线定理（分割、分行呈现）的基础上，以简单的图示呈现问题，教师用语言表述“同学们能利用切割线定理建构一个几何模型得出不等式ab 基于认知负荷理论，从教学内容的处理、教学过程的开展、教学课件的设计、师生语言交流等方面进行教学设计，以增加学生的相关认知负荷，并降低学生的外在认知负荷.教师在日常教学中，要全面考虑并设计教学各环节，应用多元表征教学内容、建立新旧知识的联系、减少全新信息源的引入、减少图形搜索的过程、简洁呈现教学内容、注重语言引导等策略进行教学设计，提高学生课堂学习效率，鼓励学生探索知识，培养学生的创造思维.

参考文献

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负荷理论论文篇6

关键词 健美操 运动训练 负荷监控

中图分类号：G831.3 文献标识：A 文章编号：1009-9328（2016）06-040-01

改革开放以来，随着我国政治、经济、科技、文化等社会各领域的纵深发展，中国的国际地位不断攀升。如今我国已有实力站在国际的舞台之上，并且更多的注重人文体育，因此就要改变和完善不合理训练原则，多关注运动员的训练过程而不仅仅是结果，更加了解运动训练中运动员所承受的负荷，在不同的年龄阶段进行不同素质的训练，施加不同的训练负荷，更好的培养和塑造优秀健美操运动员。

一、对健美操、运动负荷和监控概念的理解

健美操是在音乐伴奏下、以身体练习为基本手段、以有氧运动为基础，达到增进健康、塑造形体和娱乐目的的一项体育运动。

运动负荷是指在运动时，通过不同的练习方法和手段，或在比赛时运动员由于心理或者生理受到刺激而表现出来的一种“应激状态”。运动负荷包括运动量和运动强度，对运动负荷的科学监控也包括这两个方面的内容，只有在了解了运动负荷概念的基础上，才能进一步实施对运动负荷的监控。

监控是在运动训练过程中， 通过记录、测量、测试等手段获取运动训练的反馈信息， 以此评价运动训练安排与运动员现实状态的关系， 进而对训练计划进行调整、修改，从而控制训练过程的活动。

二、对健美操运动负荷的监控研究

健美操的运动负荷是实现体育教学目标的重要因素，如果运动中负荷过小，达不到锻炼效果，运动负荷过大，则影响身体健康。无论是普通人、运动员，进行何种负荷的运动对其进行科学监控都是有必要的，都应避免运动中负荷的不足与过多，以实现发挥最佳训练效果的目的。

在健美操运动中，常用心率来反映运动强度和生理负荷量，心率是调控运动负荷的重要依据之一。表面上看，运动中心率似乎仅反映了心脏跳动的频率，但实质上，运动中心率由于运动强度、VO2max和能量代谢呈线性关系，能较可靠地反映出人体心血管的机能状况，通过它可以比较准确地了解身体机能对运动刺激的即刻反应或慢性适应。一般用下列指标来反映健美操的运动负荷： 训练次数、训练时间、单个动作数量、组合动作数量、成套动作质量和成套动作数量。负荷量和负荷强度构成负荷的整体，它们彼此依存而又相互影响，任何负荷的量都是一定的强度为条件而存在的，任何负荷的强度又都以一定的量为其存在的必要基础。一个方面的变化必然会导致另一个方面的相应变化，一定要综合两方面考虑。可以通过对血红蛋白、血尿素、血睾酮、肌酸激酶的监测，一方面了解运动员机能状况，为训练计划的及时调整提供参考依据；另一方面试图通过研究为竞技健美操运动员机能评定提供参考依据。

运动负荷包括负荷强度和负荷量，负荷强度是指身体练习时，运动时对机体的刺激深度；负荷量是指训练中所承受的生理、心理负荷所消耗的热量。二者是运动负荷的两个方面，共同存在于运动负荷之中，二者同样是相互联系，相辅相成，不可分割。一般情况下认为运动训练的负荷强度是以运动训练的负荷量为基础的，训练的刚开始阶段通常是以低的强度进行的，然后逐渐增加负荷量，最后在保持该一定负荷量的基础上逐渐提高练习的强度，即逐渐增加负荷强度。

总体来说，对竞技健美操运动员生理生化机能监控的研究比较少，且研究指标单一，几个指标综合评定运动训练效果的研究目前尚未见报道，通过对以上指标的研究与分析，可以作为健美操训练负荷监控的重要指标。

三、结论

通过对健美操运动负荷的训练监控的了解以及相关文献的阅读、分析与总结，主要得出以下结论：

没有运动负荷就不是运动训练。无论是健美操运动员还是普通人，所在的任何一项运动都会产生一定的负荷，“负荷”作为身体练习量度，是控制运动训练过程的主要因素。要想达到一定的训练效果就必须对运动员施加一定的负荷。没有目的就没有运动负荷的监控。监控是在一定训练目的的指导下进行的，是指掌握对象不任意活动或超出范围。

对健美操运动进行训练负荷监控应根据所选项目即健美操运动的特点选择有代表性的指标进行监控，以达到最佳的训练效果，可用的运动负荷监控指标一般有心率、RPE、也可借鉴其他负荷监控指标如肌酸激酶（CK）、尿蛋白（UP）、血尿素氮（BUN）、血红蛋白（HB）、血睾酮（ST）、尿胆原（URO）等指标对健美操运动训练进行监控，心率和RPE可作为训练监控的初步指标，对训练负荷进行初步的监测，然后可进一步利用生理、生化指标进行运动负荷的监控，随着科技的进步与竞技体育的提高，对运动训练负荷的监控也在一步步的进步，但是仍有很多需要改进地方这就需要我们在今后的研究中进一步完善和提高。

参考文献：

负荷理论论文篇7

Abstract： Cost control is an important part of Interruptible Load Management（ILM） from large industrial customers' perspective， which has an guiding significance to develop strategy on both customer and Power Grid Corp. The paper， firstly， discusses the cost structure in detail， in which a model for evaluating the cost of Interruptible Load to a single plant is presented. Secondly， the paper explores benefit and stratage of Interruptible Load from both cost and compensation based on costing. Finally， the paper futher studies on the relationship among cost， load and compensation， and elaborates the enterprise' sensitivity to the compensation will decrease when compensation cost incrase. The conclusion provides some guidance for the development of strategy of interruptible Load to large industrial customers and some sugegestions for the determination of the compensation price to power grid corp.

关键词：可中断负荷；成本构成；成本计算；效益分析；中断补偿电价

Key words： interruptible load；cost structure；cost calculation；benefit analysis；compensation price

中D分类号：F275.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）04-0005-03

0 引言

可中断负荷作为需求侧响应的重要组成部分，也是能效电厂可以实时调度的一种重要的调峰能力。用户需要根据自身的负荷特性、生产计划、中断效益等与电力公司签订相应的合同，就可中断负荷的响应方式达成一致。大工业用户由于负荷容量大、计划性强等原因，是需求侧可中断负荷管理的主要承载者，在需求侧管理的实施过程中有着极为重要的作用。由于不同行业的负荷特性、生产内容与生产结构等有较大差别，因此不同类型的用电行业可中断能力并不相同[1-4]。

本文根据对单个工业用电户的可中断负荷中断成本的构成和计算方法进行了研究；并在成本计算的基础上，进行了可中断负荷的成本效益的分析；最后结合实例分析对工业用户中断策略的选择提出了指导性的意见，并为供电企业在制定可中断负荷补偿费用提供了参考。

1 可中断负荷成本构成与计算模型

对于一个具备可中断能力[5]的工厂来说，可中断负荷成本就是负荷中断带来的经济损失，与工厂生产系统的结构、生产运行的方式、生产管理的方式以及生产内容都有关系。可中断负荷成本一方面包括中断导致的失去价值的生产成本（废品价值的浪费、设备折旧的增加等）；另一方面包括为了恢复生产或弥补损失而额外增加的生产成本（劳动成本、原材料成本、能耗费用、设备的额外维护成本等）。

综上所述，单个工业用电户的可中断负荷成本构成如下[6]：①废品损失；②生产成本；③启停成本；④节约成本；⑤其他成本。

1.1 废品损失

废品包括可修复废品与不可修复废品。

3 实例分析

广州市某集装箱制造企业生产用电设备超过500台，总负荷31278kW，在提前4h通知的情况下，可中断负荷占总负荷的64%。根据上文提出方法对该厂的可中断成本进行计算，电能成本CE（t）以当地大工业分时电价为准，其他相关数据均由财务部门和生产设备管理部门提供，假设当天14：00-16：00需要中断2h，计算结果如表1所示。

4 结论

详细论述了单个工业用电户可中断负荷的成本构成以及计算方法，从企业的角度对可中断负荷的成本效益进行了分析；从充分性和必要性两个角度论证了企业通过可中断负荷的响应获益的条件；为企业可中断负荷的响应策略提供了理论上的支持。最后进行了实例分析，通过本文提出的成本计算及效益分析方法，可以为企业可中断负荷的响应策略的制订提供一定的指导，并对电网公司中断补偿电价的确定提出了一些可供参考的意见。

参考文献：

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负荷理论论文篇8

关键词：负荷，负荷预测

Abstract: the development of electric power load forecasting began in the 1980 s. The earliest power load forecasting work depend entirely on the forecasters operation experience, no scientific theories do guidance, prediction error often larger. Along with the development of the electric power industry, electric power system is complicated, simply rely on artificial prediction has been far from meeting the requirements of the forecast. Therefore, request power load forecasting more scientific and more accurate, greatly contributed to the electric power load forecasting theory research development.

Keywords: load, load forecasting

中图分类号：C39 文献标识码：A 文章编号：

引言

随着国民经济的发展和人们生活水平的不断提高，电力负荷将不断增长，正确的预测电力负荷是保证国民经济各个部门及人们生活的电力需要，是电力工业自身建行发展的需要，也是电力规划的基础。作为电力规划工作的重要组成部分，电力负荷预测成为地区和电网的电力发展速度、电力建设规模、电力工业布局、能源资源平衡以地区或电网资金和人力资源的需求和平衡提供可靠的依据，它对于保证电力工业的建行发展，及对国民经济的发展均有着十分重要的意义。当前，电力企业走向市场化对电力负荷预测提出了新的要求，需要充分引用最先进的科学预测理论，做出符合市场需求的科学预测，是预测手段及预测结果满足市场经济化的电力发展。

负荷预测的概念、特点及分类

负荷指电力需求量或者用电量，而需求量是指能量的时间变化率，即功率。也可以说，负荷指发电厂、供电地区或电网在某一瞬间所承担的工作负荷。对用户来说，用电负荷是指连接在电网的用户所有用电设备在某一瞬间所消耗的功率之和。电力系统负荷预测是指从已知的经济、社会发展和电力系统需求情况出发，在正确理论的指导下，通过调查研究掌握大量翔实的历史数据并加以分析的基础上，运用可靠的方法与手段，探索事物间的内在联系和发展规律，以未来年份经济、社会发展情况的预测结果为依据，对电力负荷的发展趋势做出科学合理的估计与预测。因此，电力系统负荷预测实际上是对电力市场需求的预测，核心是根据预测对象的历史资料，建立数学模型来表述其发展变化的规律，从而得到合理的预测结果，为电力系统管理部门做出正确的决策提供依据和保证。

负荷预测按不同的分类标准可以作以下几种不同的划分。按时间划分负荷预测可以分为长期、中期、短期、超短期以及节日预测。负荷的长期预测一般指10年以上并以年为单位的预测,中期预测指5年左右并以年为单位的预测,它们的意义在于帮助决定电网的规划、增容和改建,是电力规划部门的重要工作之一。按预测内容分类,负荷预测可以分为城市民用负荷、商业负荷、农村负荷、工业负荷以及其它负荷的预测。按特性分类根据负荷预测表示的不同特性,常常又分为最高负荷、最低负荷、平均负荷、负荷峰谷差、高峰负荷平均、低谷负荷平均、平段负荷平均、全网负荷、母线负荷、负荷率等类型的负荷预测,以满足供电、用电部门管理工作的需要。

负荷预测的意义

电力用户是电力工业的服务对象，随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，电力负荷将不断增长。中长期负荷预测主要用于新的发电机组的安装与电网的增容和改建。正确地预测电力负荷是保证国民经济各部门及人民生活的电力需要，是电力工业自身健康发展的需要，也是电力规划的基础。作为电力规划工作的重要组成部分，电力负荷预测为地区或电网的电力发展速度、电力建设规模、电力工业布局、能源资源平衡，地区或电网间的电力余缺调剂，以及地区或电网资金和人力资源的需求与平衡提供可靠的依据，它对于保证电力工业的健康发展，乃至对于国民经济的发展均有着十分重要的意义。

影响电力负荷的因素有很多，其中存在一些难以量化的因素，如政策、经济等

影响，这些因素之间又存在着一定的相关关系，因此，需要用复杂度更高的参数组

来表述电力负荷在这些因素影响下的变化趋势，如何分析参数间的联系就成了研究

重点。

因此需要引入计量经济学的协整理论探求用电量及其影响因素的动态均衡关系。在此基础上的预测方法能够得到更为准确的预测结果，能够为电力规划提供更可靠的依据。电力负荷预测是计划用电管理、合理安排电网运行方式和制定机组检修计划的前提，是对发电、输电和电能分配等工作进行合理安排的必要前提。它对电网的安全、经济运行具有重要意义，也是电网营销决策时必须考虑的因素。它的重要性表现在几个方面：（1）负荷预测工作是电力系统增容规划的基础。（2）准确的负荷预测有利于进行市场营销分析，采取适合的营销策略组合。（3）准确的负荷预测有利于电网采取正确的运行方式。

负荷预测的方法

负荷预测的方法有很多种，用的比较多的有回归分析法、趋势预测方法、时间序列预测法，常用的还有概率预测法、弹性系数法、产值单耗法、专家系统预测法等。随着负荷预测技术的发展，近年来又出现了人工神经网络方法、模糊聚类法、小波分析、优选组合预测等。这些方法都有各自的优缺点，在预测中要针对当地的实际情况采取相应的预测方法。

1.电力弹性预测法：电力弹性系数是电量平均增长率与国内生产总值之间的比值，根据国内生产总值增长速度结合电力弹性系数得到规划期的总用电量。同时由于弹性系数值受到预测期的经济发展水平、产业结构科技及工艺水平、生活水平、电价水平及节电政策和措施等诸多因素的影响，所以如何确定预测期的电力弹性系数成为这种方法的关键。电力弹性系数法的优点是能较好地把握电力负荷增长的趋势及范围，但是由于近年来产业结构的调整，使得弹性系数意义在淡化，具体地区弹性系数波动太大，因此目前更倾向于以弹性系数法作为中长期负荷预测结果校核的一种手段。

2.灰色预测法：灰色系统理论自80年代由我国学者提出以来，已在各个领域得到广泛应用。特别是在电力负荷预测中取得了一定的成绩，它是自动控制科学和运筹数学方法相结合的一门新理论，它为系统研究提供了新的科学方法和数学手段。部分信息已知、部分信息未知的系统称为灰色系统。它把一切随机过程看作是在一定范围内变化的、与时间有关的灰色过程。对灰色量不是从统计规律的角度应用大样本进行研究，而是采用数据生成的方法，将杂乱无章的原始数据整理成规律性强的生成序列再作研究。灰色预测技术的优点是要求数据少，不考虑分布规律、不考虑变化趋势、运算方便、短期预测精度高、易于检验等。缺点是当数据的离散程度越大，即数据灰度越大，则预测精度越差，不适合电力系统的长期若干年的预测。

3.趋势外推法：当电力负荷依时间变化呈现某种上升或下降的趋势，并且无明显的季节波动，又能找到一条合适的函数曲线反映这种变化趋势时，就可以用时间t为自变量，时序数值y为因变量，建立趋势模型y＝f(t)。当有理由相信这种趋势能够延伸到未来时，赋予变量t所需要的值，可以得到相应时刻的时间序列未来值。这就是趋势外推法。

4.弹性系数法：弹性系数是电量平均增长率与国内生产总值之间的比值，根据国内生产总值的增长速度结合弹性系数得到规划期末的总用电量。弹性系数法是从宏观上确定电力发展同国民经济发展的相对速度，它是衡量国民经济发展和用电需求的重要参数。该方法的优点是：方法简单，易于计算。缺点是：需做大量细致的调研工作。

5.回归分析法：回归预测是根据负荷过去的历史资料，建立可以进行数学分析的数学模型。用数理统计中的回归分析方法对变量的观测数据统计分析，从而实现对未来的负荷进行预测。回归模型有一元线性回归、多元线性回归、非线性回归等回归预测模型。其中，线性回归用于中期负荷预测。

6.时间序列法：就是根据负荷的历史资料，设法建立一个数学模型，用这个数学模型一方面来描述电力负荷这个随机变量变化过程的统计规律性；另一方面在该数学模型的基础上再确立负荷预测的数学表达式，对未来的负荷进行预测。

7.专家系统法：专家系统预测法是对数据库里存放的过去几年甚至几十年的，每小时的负荷和天气数据进行分析，从而汇集有经验的负荷预测人员的知识，提取有关规则，按照一定的规则进行负荷预测。实践证明，精确的负荷预测不仅需要高新技术的支撑，同时也需要融合人类自身的经验和智慧。因此，就会需要专家系统这样的技术。专家系统法，是对人类的不可量化的经验进行转化的一种较好的方法。但专家系统分析本身就是一个耗时的过程，并且某些复杂的因素(如天气因素)，即使知道其对负荷的影响，但要准确定量地确定他们对负荷地区的影响也是很难的。专家系统预测法适用于中、长期负荷预测。

8.神经网络法：神经网络预测技术，可以模仿人脑做智能化处理，对大量非结构性、非确定性规律具有自适应功能。ANN应用于短期负荷预测比应用于中长期负荷预测更为适宜。因为，短期负荷变化可以认为是一个平稳随机过程。而长期负荷预测可能会因政治、经济等大的转折导致其模型的数学基础的破坏

9.小波分析预测技术：小波分析是一种时域-频域分析法，它在时域和频域上同时具有良好的局部化性质，并且能根据信号频率高低自动调节采样的疏密，它容易捕捉和分析微弱信号以及信号、图像的任意细小部分。

结论

负荷预测的方法很多，一些在很多领域运用很成功的预测方法如回归预测等方法同样在电力负荷预测领域也有着广泛的应用。这些方法本身总的来说是很有效的，也积累了很多成功的经验，但是这些方法的使用过程同时存在着一些需要深入探讨和挖掘的问题。进入二十一世纪，随着我国经济的飞速发展，能源供给出现短缺，在电能方如何实现削峰填谷，降低电力高峰负荷，提高负荷率，成为电力需求侧管理的首任务。本文拟通过对电力负荷特性分析预测方法进行研究，探索变负荷特性，提高电力负荷率，以达到电力能源的健康、可持续发展。负荷特性分析和预测是负荷管理的基础，只有认识和分析电力负荷的现状，测未来负荷趋势，才能找到负荷管理工作的切入点，寻找切实可行的管理办法。

参 考 文 献

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电力学院学报,1997,17(2):18-23.

负荷理论论文篇9

【关键词】负荷理论；计算机；辅助教学；课堂

一、认知负荷理论简析

认知负荷是指人在学习或任务完成过程中进行信息加工所耗费的认知资源的总量。认知负荷理论是由澳大利亚新南威尔士大学的认知心理学家约翰・斯威勒(John Swdler)于1988年首先提出来的，它以Miller 等人早期的研究为基础。

1、人类的认知结构。认知负荷理论假设人类的认知结构由短时记忆和长时记忆组成。其中短时记忆它的容量有限，一次只能存储5―9条基本信息或信息块。长时记忆于1995年由Ericsson和Kintsch等提出。长时记忆的容量几乎是无限的。长时记忆是学习的中心。如果长时记忆中的内容没有发生变化，则不可能发生持久意义上的学习。认知负荷理论认为教学的主要作用是在长时记忆中存储信息。知识以图式的形式存储于长时记忆中。图式根据信息元素的使用方式来组织信息，它提供知识组织和存储的机制，从而可以减少工作记忆负荷。

2、认知负荷理论。认知负荷是表示处理具体任务时加在学习者认知系统上的负荷的多维结构。CLT认为有认知负荷三种类型的：内部认知负荷，外部认知负荷和关联认知负荷。由于元素间交互形成的负荷称为内部认知负荷，它取决于所要学习材料本身的性质（如学习内容的难度、深度等）与学习者的专业知识之间的交互，教学设计者不能对它产生直接的影响。外部认知负荷是超越内部认知负荷的额外负荷也称无效认知负荷，它主要是指学习材料呈献给学习者方式，多是由设计不当的教学引起的。重新对信息进行组织和改善活动设计，可以有效降低外在认知负荷。相关认知负荷是由学习材料的组织和呈现形式所引起的有利于信息加工与获得的认知负荷,也称为有效认知负荷。它有利于学生优化认知结构，把无序复杂的信息转变为有序信息。这三种类型的认知负荷是相互叠加的。为了促进有效学习的发生，在教学过程中应尽可能减少外部认知负荷，增加相关认知负荷，并且使总的认知负荷不超出学习者个体能承受的认知负荷。

二、计算机辅助教学

计算机辅助教学(Computer Aided Instruction，简称CAI)是在计算机辅助下进行的各种教学活动，以对话方式与学生讨论教学内容、安排教学进程、进行教学训练的方法与技术。CAI为学生提供一个良好的个人化学习环境。综合应用多媒体、超文本、人工智能、网络通信和知识库等计算机技术，克服了传统教学情景方式上单、片面的缺点。

计算机辅助教学模式：目前CAI系统通常采用的教学模式有以下6种：(1)练习：包括编排题目、比较答案及登记分数，通常作为正常教学的补充；(2)个别指导：包括教授规则、评估学生的理解和提供应用的环境等；(3)对话与咨询：又称为“苏格拉底”教学模式，允许学生与计算机之间进行比较自由的“谈话”；(4)游戏：创造一个带竞争性的学习环境，游戏的内容和过程与教学目标相联系；(5)模拟：用计算机模仿真实现象(自然的或人为的现象)，并加以控制，如模拟化学或物理实验和飞机、车船驾驶训练等；(6)问题求解：让学生以多种途径运用规则和概念，得到问题的解，既要求学生不仅知道问题的正确答案，而且掌握其解答过程。

三、计算机辅助教学降低认知负荷的原理

认知科学领域的最新研究结果表明, 工作记忆至少由两个信息处理器组成。这两个处理器一个处理听觉信息, 另一个处理视觉信息, 且以部分独立的方式运作。因此, 通过使用两种处理器, 可以扩大工作记忆的信息处理容量并增强工作记忆效率。为此, 认知负荷理论主张采用视觉和听觉双重感官模式输入材料, 以减少或降低记忆负荷。Mousavi 等人将学生分为两组学习解决同样的几何问题, 第一组以视觉形式呈现几何问题和它的证明过程; 第二组以视觉形式呈现几何问题, 以听觉形式呈现证明过程。结果表明, 与第一种条件相比, 学生在第二种条件下解决问题所用的时间更短。实际上许多研究均表明, 同时利用视觉和听觉两个通道呈现不同形式信息, 其学习效果要好于利用视觉或听觉单一通道呈现。

计算机辅助教学能充分调动学习者多重感官通道。计算机辅助教学在对学习任务进行处理, 使其变为相对独立的、低关联的多个元素材料, 从而减小内在认知负荷, 同时在减小外部认知负荷的情况下提高相关认知负荷。

四、认知负荷理论对计算机辅助教学的启示

1、多媒体课件应注意信息的呈现方式。多媒体学习把文字、图形、声音、动画、视频等多种元素结合起来。内容丰富多样、画面精彩，比单一媒体呈现更形象生动，能提供更丰富的信息呈现方式。因此, 随着计算机和网络技术的普及，多媒体被普遍应用于教学和学习过程中。那么，是不是越丰富的信息呈现就能取得越好的学习效果呢？事实上，现有的许多多媒体教学课件反而加入过为丰富的教学内容，并降低了学习材料的内在关联性，从而加大了学生认知负荷。对于这一现象,认知负荷理论可以为我们提供一个反思的视角，用多媒体呈现知识，一方面，多方面表达方式可以相互补充从而提高学习绩效；另一方面，这种方式会竞争认知资源。而人的认知资源是有限的，设计不良的多媒体课件比传统教学更容易造成学生的认知超负荷。所以在设计多媒体作品，要注重有效信息的呈现，尽量避免和教学无关信息的出现。还应注意信息的呈现方式，信息要利用多通道传输，例如文字和图片都是通过视觉通道来传输，而文字和声音是通过视觉和听觉两种通道传输，学习资源利用同一通道传输可能会增大学生认知负荷导致学习效果不如预期。但是信息的呈现方式既不应该太过多元也不应该单一刻板毫无生气，要把握好一个度。

2、在应用计算机辅助教学应注意与学生的交流。相关性认知负荷要求教学者在传授新知识的过程中，要考虑学生的认知状态。因为在教学中，若教学者没有太关注这一方面的情况，缺少了与学生互动或仅仅只是灌输知识，这样极易引起学习者的认知负荷，教学效果大大降低。元认知提示对多媒体学习的影响元认知监控提示对记忆测试成绩没有显著影响，但有效提高了迁移成绩,。在内在、外在认知负荷较低情况下, 增加元认知监控活动有更好的学习迁移效果。因此在在应用计算机辅助教学时要注意与学生的互动，可以通过问答的方式让学生参与，从而让学生对其所学的知识及时回顾并反思，让学生对自己学习情况进行评价，即对元认知进行监控，从而增加相关认知负荷提高迁移成绩。

3、利用计算机辅助教学时应与传统教育相结合。现代教育技术是一种很好的教学辅助手段和工具，而并非万能工具。因此教学者可以利用现代教育技术手段来辅助教学，但并非一味地采用现代教育技术手段，而忽略甚至抛弃传统教学手段。所以在用计算机辅助教学时，应该先对学习材料进行有序的加工，超额的信息加工会加大学生学习负荷和延长其学习所用时间。这就对教师的教学设计与材料处理能力有所要求。在实际课堂教育中，板书的作用比较突出，用板书突出重点，让学生能掌握整堂课的重点，从而增强记忆效能而降低认知负荷。

【参考文献】

[1]龚德英.多媒体学习中增加相关认知负荷影响学生学习的实验研究[D].西南师范大学,2005.

[2]张慧,张凡.认知负荷理论综述[J].教育研究与实验,1999(4).

[3]潘吟松,覃翠华.认知负荷理论及其对多媒体教学的启示[J].广西师范学报(自然科学版),2011(04).

负荷理论论文篇10

关键词：电网规划；配电网；空间负荷预测；网架规划

中图分类号：U665文献标识码：A

电力系统规划分为电源规划和电网规划。这里只对电网规划进行分析。本文根据武夷山市发展的特点，结合武夷山市中压配电网规划经验，总结出一套较适合经济发展较迅速武夷山市的中压配网规划方法。本文重点介绍了空间负荷预测这种比较适合武夷山市的负荷预测的方法，并提出几种较灵活较可靠接线方式的规划方案，最后结合具体实例演示了该规划方法实现过程，并证明了该方法的实用性、可靠性、经济性，为以后的武夷山市中压电网规划提供参考。

一，现状网分析

武夷山市配电网现状网分析的目的在于彻底摸清电网状况，找出其中存在的问题和隐患，为电网规划改造提供理论依据。这就要求以科学的系统分析理论为基础，按照全面、合理、严密的评估步骤，给出客观的量化分析结果。中压配电网现状分析包括变电站以及中低压配电网分析，其中变电站分析包括主变负载率、容载比、无功补偿等，中低压配电网分析包括电网结构、线路负载情况、配变容量分析等。根据以上配电网各方面分析，对电网的各项指标进行了综合评价，确定了现状电网的运行状况，为电网的规划提供指导。目前，现状网分析多采用基于区间层次分析法对现状网络进行了综合评价，突破了传统规划方法多定性分析、少定量分析，为近期电网建设项目提供了定量数据支持，提高了项目的决策水平与资金的使用效率。

二，负荷预测

我们在做武夷山市电网规划负荷预测时，将目标年与中间年负荷预测区分讨论。目标年：采用负荷密度指标法，此类方法通过横向比较，深入调查，找到本地区发展到某一特定时刻的饱和指标，通过细致而缜密的计算，可得到目标年的总量及空间分布结果，有比较强的空间把握能力，适应的预测期限较远，具备较强的可干预性，能适应突发事件。中间年：趋势外推法，利用历史数据通过各种数学模型进行趋势外推，以获得目标时间段的总量发展规律，目前常用的预测模型主要有弹性系数法、时间序列、灰色系统、相关分析法和等增长率法。

1，空间负荷预测方法

该方法将负荷预测总量分配到各个供电小区，通过对每个单元小区内的负荷进行预测，求得最后结果。常用的空间负荷预测模型为负荷密度模型：该模型首先将供电区域内的用地按用地性质分类，然后根据不同性质用地的单位面积负荷值进行预测。在空间电力负荷的预测过程中，由于所掌握的原始数据不同，同时每个规划区域都可能有自己的一些特点，经常会遇到一些需要特殊处理的问题。分别如下：1）大电力负荷用户的特殊处理。好处：在深入分析的基础上，提高一些大的电力用户所在小区的负荷预测精度，将对整体的提高空间负荷预测的合理性有至关重要的影响。方法：考虑到大的电力用户所能提供的与其负荷发展相关的原始信息一般会更为齐全，一种比较好的方法是对大用户依据其自身的原始资料单独进行负荷的分析预测。这样可以保证大用户所在小区的负荷预测准确性。2）多场景预测。所谓多场景预测，是针对规划区域内可能存在的一些可能建也可能不建或具置不太明确的大负荷用户而言的。随着时间的推移，大用户的建设方案会愈来愈具体，预测者可以根据所得到的信息，不断对空间负荷预测结果进行修正，使得最终的空间负荷预测结果满足配电系统规划的要求，据此获得合理的规划结果。3）总量控制与武夷山市规划的不协调性。问题出现的原因：在空间负荷的综合预测方法中，由于空间负荷的预测以武夷山市规划部门的规划结果为依据，这样的规划常常不能适当考虑武夷山市发展的自然规律性，出于政治或其他原因过于理想化。

解决问题的两条途径：1）调整规划方案。在武夷山市规划结果中，经过科学的分析论证，暂时舍弃掉一些发展还明显比较遥远的区域，收缩武夷山市范围，将原来理想的武夷山市规划调整为现实可行的规划；2）调整负荷总量预测结果。以武夷山市规划结果为主要依据，暂时不做总量约束，先获得空间负荷预测的初步结果，然后叠加成总负荷并与直接预测得到的总负荷进行对比分析，在必要的情况下，对总负荷预测结果进行适当的调整。当然，这样的调整如果太大，则有背负荷发展的自然规律，需要重处理。

2，其他负荷预测方法

包括时间序列模型、相关分析模型、分项指标分析模型、弹性系数模型、增长率模型、灰色系统模型等。这些方法已得到普遍应用，而且如果原始数据可信性强的话，往往能得到比较满意的预测结果。

3，配电网规划中的架空线路接线方式

不同母线（变电站）出线的两回馈线环式接线方式即“手拉手”接线方式，是目前架空配电网中比较常见的接线方式。这种接线方式中两回馈线分别来自两路电源（可以取自同一变电站的不同母线段或不同变电站），在两回线路的末端进行联络。运行方式一般采用开环运行。“手拉手”接线方式的可靠性相比单电源辐射接线方式有很大的提高，同时该接线方式接线清晰、运行比较灵活。线路故障或者电源故障时，在线路负荷允许的情况下，通过切换操作可以使非故障段恢复供电。在这种接线方式中，线路的备用容量为50%，每回线路正常运行时的最大负荷只能达到线路允许载流量的1/2。若系统中一回线路的电源出线故障时，可将联络开关闭合，从另一回线路送电，相应的供电线路将达到满载运行。

由于该地区电网基础较弱，现状线路环网率较低，可靠性较差，然而该地区的经济发展较迅速，负荷增长较快，故在2010~2013年间多采用单环网接线，这种接线方式较灵活、操作安全且供电可靠性较高，既解决了该地区的环网情况又满足了负荷发展的需要。然而，随着地区经济的发展达到饱和状态，负荷密度的增加，且由于武夷山市中的征地及变电站的建立越来越受到限制，为了满足负荷发展的需要，在2014~2015年间，架空线路多采用多分段多联络接线模式，电缆线路多采用“N供一备”接线模式。这两种接线模式的联络线和备用线皆可以就近引接，线路的理论利用率也较高，比较符合武夷山市发展的要求。

结语

本文根据武夷山市发展特点，结合武夷山市中压配电网规划经验，总结出一套较适合经济发展较迅速武夷山市的中压配网规划方法。电力工作者应当关注新理论、新技术和智能优化算法的前沿发展，将它们运用到电网规划的研究中去，不断突破现有的传统规划方法，以推动配电网建设、改造工程更加快速地发展。

参考文献：