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【關(guān)鍵詞】 電氣工程 自動化技術(shù) 供熱建設(shè)
我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展帶動了供熱事業(yè)的發(fā)展，供熱工程在人們?nèi)粘Ｉ钪酗@得越來越重要，其系統(tǒng)規(guī)模逐漸擴大化。電氣工程及其自動化技術(shù)對供熱工程起著至關(guān)重要的作用，但在供熱建設(shè)的過程中遇到了一定的困難，本文就進行了分析。
1 電氣工程及其自動化技術(shù)在供熱建設(shè)中的應(yīng)用
隨著人們對供熱需求的增加，供熱系統(tǒng)規(guī)模也不斷擴大，因此對電氣工程及其自動化技術(shù)的要求就更高。供熱工程不僅要能夠提供人們?nèi)粘Ｋ璧?a href="http://yzcxw.cn/haowen/41733.html" target="_blank">熱能，還要滿足人們的用電需求，這就涉及到電氣工程的安全性及可操作性。目前我國供熱工程中的電氣工程與建筑緊密結(jié)合在一起，以高壓供電和低壓供電的方式滿足人們的日常需求，尤其是其自動化技術(shù)在實際工作中提供了很多便利。
第一，實現(xiàn)了電網(wǎng)調(diào)度的自動化。電網(wǎng)調(diào)度主要是通過連接電力調(diào)度中心的專屬局域網(wǎng)，變電站的終端、發(fā)電廠等進行工作的。在電網(wǎng)調(diào)度過程中運用自動化技術(shù)就大大提高了其工作效率，電網(wǎng)調(diào)度自動化發(fā)揮的功能主要有預(yù)測電力負(fù)荷、自動控制發(fā)電、評估系統(tǒng)狀態(tài)等。在電力生產(chǎn)過程中還能夠通過所采集的數(shù)據(jù)對電網(wǎng)運行情況進行實時分析，將其優(yōu)化達(dá)到電力市場的需求標(biāo)準(zhǔn)。
第二，實現(xiàn)了變電站的自動化。自動化技術(shù)在變電站中應(yīng)用使變電站的監(jiān)控工作得到了更好的落實，電氣設(shè)備的運行狀況能夠被全面監(jiān)視，避免了因人為錯誤操作而帶來的糾紛，提高了變電站運行的安全性和工作效率，在電力生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用。變電站自動化技術(shù)具有以下特點：（1）裝置采用全微機化設(shè)備，電氣設(shè)備的操作與監(jiān)視工作都可在計算機屏幕下可見；（2）電纜采用光纖或計算機電纜，不同于以往的信號電纜，變電站運行管理工作和統(tǒng)計記錄工作實現(xiàn)了自動化。在供熱系統(tǒng)中應(yīng)用電氣工程及其自動化技術(shù)是一個很好的選擇，在充分發(fā)揮電氣工程技術(shù)特點的同時也提高了供熱系統(tǒng)的工作效率。
2 電氣工程在供熱建設(shè)中的難點
目前人們?nèi)粘Ｉ钜呀?jīng)離不開電力，社會各行各業(yè)日常工作的開展都與電力息息相關(guān)，為人們的生活和工作提供了許多便利，但是其自身也會出現(xiàn)一些問題。在供熱系統(tǒng)建設(shè)過程中電氣工程遇到了不少困難，主要表現(xiàn)在電氣工程的安全問題和系統(tǒng)綜合性問題。
（1）電氣設(shè)備及線路的絕緣問題。電氣工程運行中安全性最重要，首先要做到電氣設(shè)備及配電線路具有良好的絕緣性。工作人員必須要嚴(yán)格按照電氣設(shè)備絕緣性標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，可以通過測量絕緣電阻、泄漏電流、回路電阻、耐壓、電容量等進行絕緣性能的評判，以保證設(shè)備安全、穩(wěn)定的運行。
（2）導(dǎo)體載流量的安全問題。在規(guī)定條件下，導(dǎo)體能夠連續(xù)承載而不超過最大承載負(fù)荷的電流量即為導(dǎo)體載流量。電流一旦超出導(dǎo)體的最大安全承受能力，就會使其絕緣性受損，甚至出現(xiàn)漏電，引起人體傷亡或發(fā)生火災(zāi)。電氣設(shè)備的選擇中必須要嚴(yán)格按照設(shè)備的安全載流量進行，切忌盲目選取。
（3）安全距離問題。供熱工程中運用電氣工程必須要考慮各設(shè)備與空間物體或人之間的安全距離，按照各設(shè)備操作的安全性規(guī)定帶電體之間不會有危險發(fā)生的距離，并明確標(biāo)出，以免發(fā)生危險。
（4）電力系統(tǒng)綜合性問題。通常情況下，發(fā)電廠不可能向用戶單獨提供電能，這就降低了其可靠性。此外，發(fā)電廠一旦出現(xiàn)機器故障，需要停機檢修時被供電地區(qū)只能被迫停電，持續(xù)性不強。因此在供熱系統(tǒng)建設(shè)中必須要將提高電力系統(tǒng)的可靠性和持續(xù)性，將發(fā)電廠、用戶和電力網(wǎng)綜合起來，這樣就能夠保證供熱系統(tǒng)能夠穩(wěn)定持續(xù)地運行，才能確保供熱地區(qū)正常穩(wěn)定持續(xù)的獲取電能和熱能。在建設(shè)供熱工程時對電力網(wǎng)電壓進行了分級，輸出電壓越高，電容量就越大，輸送的距離就越遠(yuǎn)，但是高電壓對絕緣設(shè)備的要求就會提高，這就大大增加了供電成本。
3 解決電氣工程在供熱建設(shè)中存在難點的對策
解決電氣工程在供熱建設(shè)中的難點主要是對電氣自動化技術(shù)的革新。電氣自動化組成元件的技術(shù)含量很高，由于一些企業(yè)在生產(chǎn)電氣自動化元件方面缺乏先進的生產(chǎn)技術(shù)，降低了其在電氣自動化行業(yè)的競爭力。因此，電氣自動化生產(chǎn)企業(yè)必須要不斷革新產(chǎn)品，對自動化技術(shù)進行仔細(xì)的研究，才能在技術(shù)領(lǐng)域占有優(yōu)勢，取得較高的競爭力，實現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。電氣自動化行業(yè)中保持產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、性能優(yōu)越才能在同行業(yè)中立于根本之地，企業(yè)可從以下兩個方面考慮提高自身核心競爭力：
第一，對電氣市場需求進行詳細(xì)調(diào)查，努力創(chuàng)新企業(yè)產(chǎn)品，提高企業(yè)的服務(wù)質(zhì)量，最大限度滿足市場的需要。第二，結(jié)合企業(yè)自身的特點，分析企業(yè)存在的不足，將企業(yè)的經(jīng)營模式與管理機制做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。從這兩個方面入手來提高企業(yè)競爭力還能使企業(yè)整體形象得到。只有電氣工程及其自動化技術(shù)自身的問題得到解決，才能在供熱工程建設(shè)中充分發(fā)揮其作用，使供熱系統(tǒng)更加完善。
供熱工程作為國家發(fā)展的基礎(chǔ)建設(shè)設(shè)施之一，在提高人們生活水平中發(fā)揮著重要的作用，供熱工程中的電氣工程及其自動化技術(shù)進一步推動了供熱建設(shè)事業(yè)的發(fā)展。因此，對于電氣工程在供熱建設(shè)中遇到的各種問題與難點，相關(guān)部門必須要予以足夠的重視，盡快找到解決方案，為我國經(jīng)濟發(fā)展做出貢獻。
參考文獻：
[1]徐東海.淺談電氣工程中自動化技術(shù)的運用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2010（24）.
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1、重點學(xué)科：控制理論與控制工程、計算機應(yīng)用技術(shù)、采礦工程、鋼鐵冶金、材料加工工程、機械電子工程、熱能工程。
2、重點培育學(xué)科：結(jié)構(gòu)工程、企業(yè)管理。
3、國家級卓越工程師計劃專業(yè)：冶金工程、自動化、機械設(shè)計制造及其自動化。
4、國家高等學(xué)校特色專業(yè)建設(shè)點：冶金工程、采礦工程、自動化、稀土工程。
關(guān)鍵詞：電氣工程；續(xù)電器；自動化
隨著我國科學(xué)與經(jīng)濟的不斷進步，更好的推動了電氣工程及其及自動化的發(fā)展。傳統(tǒng)的續(xù)電器系統(tǒng)已經(jīng)不能更好的適應(yīng)新的工作環(huán)境。相關(guān)工作人員應(yīng)該不斷的對續(xù)電器進行優(yōu)化，使其可以更好的發(fā)揮真正的作用。更好的促進電氣工程及其自動化的發(fā)展與進步。
1 低壓電器中繼電器概要
1.1 繼電器工作的道理
電氣工程及其自動化低壓電器中的繼電器的回路主要由輸出回路與入回路組成，鐵芯與線圈等材料又構(gòu)成了繼電器的兩種回路。電氣工程及其自動化低壓電器中繼電器在工作過程中主要是用小電流來實現(xiàn)對大電流的限制，進一步達(dá)到對低壓電器的維護。繼電器的使用一方面可以更好的識別出變量的先關(guān)結(jié)構(gòu)，另一方面是真正的實現(xiàn)對低壓電器的自動化控制。電氣工程及其自動化低壓電器中繼電器的應(yīng)用通過相關(guān)的設(shè)備可以更好的實現(xiàn)對電路運行的控制。
1.2 繼電器的類別
在電氣工程及其自動化低壓電器中主要使用三種類別的繼電器，電磁、固態(tài)以及熱繼電器。不同種類的繼電器又有著不懂的功能和特點。在使用電磁繼電器過程中，根據(jù)自身之中擁有著的兩種回路，在電流輸入輸出過程中有著緊密的聯(lián)系，工作人員在工作過程中通常根據(jù)實際情況與電磁繼電器的特點進行確定使用。工作人員在利用固態(tài)繼電器時，主要是將固態(tài)繼電器一面的線路組織用作輸入端口，同理將剩下的連接線路當(dāng)做輸出端口，根據(jù)自身的相關(guān)組件進行輸入、輸出之間的轉(zhuǎn)變工作。同時根據(jù)電流的先關(guān)特性又可以將固態(tài)繼電器分為兩種類別，直流、交流固態(tài)繼電器。熱繼電器的工作過程主要是通過在工作過程中受到熱能的影向產(chǎn)生電阻的電阻絲、兩種膨脹性能不同，共同進行壓縮的金屬片在收到熱能的影響下進行熱漲改變自身的形態(tài)進行工作的，工作人員會根據(jù)實際生活中的情況與個繼電器的特性進行結(jié)合考慮，最終確定繼電器的使用。
1.3 繼電器的用途
電氣工程及其自動化低壓電器中繼電器在工作過程主要的工作用途可分為三種。首先在利用繼電器進行工作時，其可以利用自身的相關(guān)設(shè)備元件將電流的輸出變大，更好的提高了生活中的供電質(zhì)量。其次，在利用繼電器與相關(guān)設(shè)備一同工作時可以起到一定的監(jiān)測控制的目的。最后，繼電器在使用過程中可以更好的對大功率的電路進行管控。工作人員利用繼電器進行科學(xué)實驗過程中應(yīng)該準(zhǔn)備各種不同種類與規(guī)格的加點器，利用繼電器的特點進一步提高實驗的安全性。
1.4 繼電器的使用選擇
在電氣工程及其自動化低壓電器中對繼電器進行使用過程中應(yīng)該注意以下三點。第一，在選擇使用的繼電器時工作人遠(yuǎn)遠(yuǎn)應(yīng)該以實際情況電流的為依據(jù)進行選擇，在工業(yè)運行過程中低壓電氣在工作過程中的電流應(yīng)該低于在平常使其的電流。在繼電器運行過程中如果發(fā)現(xiàn)電流過大的問題應(yīng)該立即停止使用并對繼電器進行更換，剛好的提高工作過程中的安全性。第二，在使用繼電器前一定要對繼電器進行全面科學(xué)的檢測，同時以前期設(shè)備的相關(guān)條件為基礎(chǔ)對繼電器進行科學(xué)的選擇。第三，在選擇繼電器的過程中一定要以電路與低壓電氣的差別為依據(jù)科學(xué)合理的選擇繼電器。
2 電氣工程及其自動化低壓電器中繼電器的應(yīng)用
2.1 繼電器的測驗方法
在電氣工程及其自動化低壓電器中使用繼電器時經(jīng)常選用三種測驗方法：觸點測驗法、線圈測驗法以及釋放電壓與電流的測驗法。首先，線圈測驗法。顧名思義，就是利用線圈在繼電器中的電阻值進行測驗，同時利用專業(yè)的設(shè)備對繼電器的線圈測驗，查看繼電器系線圈的完整程度。同時還可以利用相關(guān)設(shè)備對線圈的電阻進行檢測。其次是觸電測驗法。在利用繼電器進行工作過程中，繼電器觸電的相關(guān)能力對繼電器的問對有著重要的作用，在繼電器的使用過程中，利用這種測驗方法主要是對繼電器的觸點進行科學(xué)的測驗，同過測驗所得的結(jié)果對繼電器的安全性做出科學(xué)的檢測。最后是釋放電壓與電流的測驗方法，在利用這種方法時，首先應(yīng)該對總電源的電壓進行有規(guī)律的提升，對聲音進行科學(xué)的判斷，并對其進行科學(xué)的分類，同時工作人員應(yīng)該對相關(guān)的電流電壓信息進行科學(xué)的整理與收集。更好的對繼電器進行科學(xué)的測驗工作。在利用這種測驗方法的同時還要進行多次的測驗，盡可能的較少誤差的產(chǎn)生。在測驗過程中誤差經(jīng)常會出現(xiàn)，只有進行多次的測驗才能更好的提高測驗的結(jié)果，提高繼電器的安全性。
2.2 電氣工程中繼電器的使用
隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷進步，進一步推動了電氣工程行業(yè)的發(fā)展，也使得繼電器在電氣行業(yè)的普及。繼電器在電氣工程中的主要功能是對電路中的低壓電器進行完善，更好的促進電路的聘問工作。繼電器在工作過程中，其自身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以進行轉(zhuǎn)變。繼電器中的線圈在通過電流時可以產(chǎn)生電磁，僅一步加強動觸點與靜觸點的結(jié)合。在系統(tǒng)斷電之后根據(jù)相關(guān)的電磁相應(yīng)，銜鐵會恢復(fù)到開始的位置，進一步使動、靜觸點在次進行結(jié)合。在觸點發(fā)生改變過程中，真正的實現(xiàn)電流的開與關(guān)。
2.3 自動化低壓電器中繼電器的使用
隨著自動化技術(shù)不斷提高與完善，自動化低壓電器中繼電器也被更好的使用。繼電器在自動化低壓電器中進行工作時主要根據(jù)各種方面的條件對整個電路中的觸電信息電路進行完善的管控，減少了因工作人員因各種因素發(fā)生安全隱患的問題。繼電器在工作過程中經(jīng)常對1600V的直流電與1300V的交流電進行管控。在此情況下，自動化低壓電器中繼電器的應(yīng)用樂意更好的提高繼電系統(tǒng)的動力，在一定情況下進一步促進自動化低壓電器行業(yè)的發(fā)展。
3 結(jié)束語
綜上所述，隨著我國技術(shù)與經(jīng)濟的不斷發(fā)展，電氣工程及其自動化低壓電器中繼電器的使用得到了更好的普及，繼電器利用自身的特點，通過的小電流對大電流進行控制，可以更好的促進整個電路的運行安全性，隨著繼電器的使用，可其更好的提高其行業(yè)的發(fā)展與進步。
參考文獻
[1]武曉婷.繼電器在電氣工程及其自動化低壓電器中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（02）.
關(guān)鍵詞:農(nóng)林高校;熱工基礎(chǔ)及流體力學(xué);課程教學(xué);實踐創(chuàng)新
當(dāng)前，在“綠色發(fā)展理念”深入人心的時代背景下，農(nóng)林類高校迎來了很好的歷史發(fā)展機遇;同時社會和企業(yè)對農(nóng)林類專業(yè)人才的需求更加重視質(zhì)量，對人才的知識深度、廣度和對專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)特色課核心知識的實踐運用能力，均提出了更高要求。提高機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)學(xué)生林業(yè)裝備系統(tǒng)總體及其子系統(tǒng)技術(shù)的掌握程度，拓展學(xué)生在林業(yè)裝備系統(tǒng)上運用專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)特色課中核心知識的科研能力，是農(nóng)林類高教工作者面臨的共同課題［4］。
1課程教學(xué)剖析
1．1課程內(nèi)容
“熱工基礎(chǔ)及流體力學(xué)”這門課程是機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的一門綜合性專業(yè)基礎(chǔ)課，是后續(xù)液壓與氣體傳動、泵與風(fēng)機、林業(yè)機械等專業(yè)及特色專業(yè)課的重要基礎(chǔ)。課程目標(biāo)包括:掌握工質(zhì)的熱力學(xué)性質(zhì)、熱力學(xué)第一定律、第二定律、熱工轉(zhuǎn)換的規(guī)律和理想氣體的熱力學(xué)過程，學(xué)會基本的理論分析與計算方法;通過對熱量傳遞的三種基本方式、導(dǎo)熱基本理論、對流換熱基本規(guī)律、黑體輻射基本定律等內(nèi)容的學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備對基本的傳熱學(xué)問題進行分析和總結(jié)的能力;掌握流體的主要物理性質(zhì)和流體靜力學(xué)的基本理論知識，學(xué)會流體上的作用力分析，能夠推導(dǎo)流體動力學(xué)方程的連續(xù)性方程和伯努利方程，針對黏性流體，能對管內(nèi)流動狀態(tài)進行判斷;能夠?qū)Α皞鳠釋W(xué)”“工程流體力學(xué)”的實驗結(jié)果進行分析和解釋，通過實驗數(shù)據(jù)綜合分析工程中的現(xiàn)象及問題，并得到合理有效的結(jié)論?？傮w來看，本課程講授內(nèi)容包括工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)以及工程流體力學(xué)三大板塊的內(nèi)容，是在高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、理論力學(xué)、材料力學(xué)的基礎(chǔ)上進行深化學(xué)習(xí)，拓展到實際的工程問題，所以本課程不僅理論性強，而且工程應(yīng)用性也很強;與機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)其他課程相比，該課程涵蓋了本應(yīng)三門獨立開設(shè)的課程內(nèi)容，知識難點聚集、微積分公式眾多、三大知識板塊思維跨度大、學(xué)生融會貫通掌握難。但是，學(xué)生對課程內(nèi)容的掌握程度直接影響后續(xù)專業(yè)特色課程的學(xué)習(xí)情況。
1．2教學(xué)思路
目前，本課程總學(xué)時為48學(xué)時，理論授課42學(xué)時，實驗授課6學(xué)時。三大板塊的教學(xué)內(nèi)容多，理論授課課時較少，矛盾突出:(1)學(xué)生由固體學(xué)科切換到流體學(xué)科的學(xué)習(xí)需要較長適應(yīng)期;(2)課程中較多章節(jié)內(nèi)容抽象，且涉及大量公式推導(dǎo)及專業(yè)的概念鋪墊，加之為了跟上教學(xué)進度教學(xué)內(nèi)容更新較快，學(xué)生普遍反映課程難度較大;(3)教學(xué)內(nèi)容和后續(xù)專業(yè)及特色專業(yè)課內(nèi)容銜接性不夠緊密;(4)從內(nèi)容的充實性和課程的結(jié)構(gòu)上來看，“熱工基礎(chǔ)及流體力學(xué)”這門課程的教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)滿足要求，但是對接林業(yè)機械領(lǐng)域最新技術(shù)，強化學(xué)生創(chuàng)新思維方面，當(dāng)前的課程建構(gòu)仍無能為力;(5)由于本課程的學(xué)習(xí)不涉及具體的機械裝備系統(tǒng)，使得同學(xué)們對本課程在專業(yè)中的地位認(rèn)知不足，學(xué)習(xí)積極性欠佳，這些現(xiàn)狀使得提升教學(xué)效果難度較大。針對上述課程特點及教學(xué)現(xiàn)狀，結(jié)合農(nóng)林類高?！皺C械設(shè)計制造及其自動化”專業(yè)的實際情況，制定了如下教學(xué)思路:(1)授課時，使學(xué)生從機電系統(tǒng)、固體力學(xué)等學(xué)科的思維中切換出來，將空間觀測法跟同學(xué)們探討透徹，基于空間觀測法開展“熱工基礎(chǔ)及流體力學(xué)”的課程教學(xué)。(2)在教學(xué)大綱中刪除過于抽象、應(yīng)用面較窄的教學(xué)內(nèi)容，深入講解與后續(xù)“液壓與氣體傳動”“泵與風(fēng)機”“林業(yè)機械”等課程關(guān)聯(lián)度較深的內(nèi)容，為專業(yè)及特色專業(yè)課的學(xué)習(xí)做好扎實鋪墊。(3)結(jié)合在林業(yè)機械領(lǐng)域與“熱工基礎(chǔ)及流體力學(xué)”緊密關(guān)聯(lián)的科研經(jīng)歷，探索寓教學(xué)于科研、科研反哺教學(xué)的授課模式，強化同學(xué)們對“熱工基礎(chǔ)及流體力學(xué)”在“機械設(shè)計制造及其自動化”專業(yè)里占有重要地位的基礎(chǔ)認(rèn)知，顯著提升同門們自愿學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)的熱情。(4)注重思維方式、終身學(xué)習(xí)意識的培養(yǎng)。教學(xué)過程中注重切入問題角度的講解，使得同學(xué)們在明白問題的同時更養(yǎng)成學(xué)習(xí)思考問題方法的習(xí)慣;從固體學(xué)科到流體學(xué)科是一個較大的跨越，在跨越的過程中，使同學(xué)們樹立終身學(xué)習(xí)意識，為以后培養(yǎng)同學(xué)們提出、解決林業(yè)機械領(lǐng)域?qū)W科前沿性、熱點性問題的能力打下堅實基礎(chǔ)。
2課程構(gòu)建探討
在“碳達(dá)峰、碳中和”的硬性發(fā)展要求及“綠水青山就是金山銀山”的發(fā)展理念加速推進的浪潮之下，農(nóng)林高?！皺C械設(shè)計制造及其自動化”專業(yè)的畢業(yè)生在高等教育系統(tǒng)中的地位不斷提升，所以基礎(chǔ)專業(yè)課程構(gòu)建更需獲得與之地位匹配的重視。一方面，基礎(chǔ)專業(yè)課課程構(gòu)建要體現(xiàn)基礎(chǔ)知識的深度和廣度;另一方面，內(nèi)容要很好銜接并服務(wù)于核心專業(yè)課、特色專業(yè)課，為學(xué)生后期畢業(yè)設(shè)計、研究生科研深造做好鋪墊。
2．1課程內(nèi)容深度銜接核心專業(yè)課
“林業(yè)機械”是南京林業(yè)大學(xué)“機械設(shè)計制造及其自動化”專業(yè)的核心專業(yè)課，內(nèi)容涵蓋林業(yè)動力、整地、清理、苗圃、造林、撫育、保護、防火、采伐、采摘、智能化等機械。其中，和“熱工基礎(chǔ)及流體力學(xué)”專業(yè)基礎(chǔ)課相關(guān)的包括動力、清理、保護、采摘等板塊。林業(yè)動力機械(包括泵、風(fēng)機)涉及“工程熱力學(xué)”中熱能和機械能之間的轉(zhuǎn)化問題，同時也涉及“工程流體力學(xué)中”可壓縮混合氣體壓強、溫度變化和裝置的動力匹配問題;林業(yè)清理機械涉及“工程流體力學(xué)中”不可壓液態(tài)水在管道內(nèi)部的流動，在霧化器內(nèi)的流態(tài)分布、出口后霧化粒徑分布等復(fù)雜多相流問題，如圖1所示;林業(yè)保護機械中噴霧射程、噴霧穿透涉及“工程流體力學(xué)中”可壓縮流體空氣的外部流動及耦合風(fēng)場、霧滴的多相流動問題，如圖2所示;林業(yè)采摘機械中，基于負(fù)壓的采摘系統(tǒng)涉及可壓縮流體空氣的管內(nèi)流動問題。從銜接核心專業(yè)課的角度來看，一方面，農(nóng)林類高校“熱工基礎(chǔ)及流體力學(xué)”這門專業(yè)基礎(chǔ)課程應(yīng)該深耕“工程熱力學(xué)”和“工程流體力學(xué)”，而“工程流體力學(xué)”應(yīng)該是重點中的重點;另一方面，也好兼顧課程內(nèi)容的完整性，“傳熱學(xué)”也要適度調(diào)整。
2．2匹配三大板塊關(guān)系，優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)
建議協(xié)調(diào)、平衡三大板塊的課時占比，同時明晰課程內(nèi)容的內(nèi)在邏輯關(guān)系，在此基礎(chǔ)上進一步優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)。在“工程熱力學(xué)”(熱能的間接應(yīng)用)板塊中，我們將實現(xiàn)熱力學(xué)能向機械能轉(zhuǎn)化的媒介稱之為“工質(zhì)”，媒介一般是“單一氣體”或者“混合氣體”，熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律、工質(zhì)熱力學(xué)性質(zhì)及理想氣體的熱力過程等課程內(nèi)容和專業(yè)核心課程林業(yè)機械吻合度較好?！肮こ塘黧w力學(xué)”中，對流體的終結(jié)性定義是“抓不起來的物體”，一般性的定義是“氣體和液體”的總稱，但課程內(nèi)容中流體基本概念的鋪墊、流體靜力學(xué)、流體運動學(xué)、流體動力學(xué)及黏性流體等課程內(nèi)容都是基于不可壓的液體，同為流體，但氣體和液體的性質(zhì)及研究重點相差甚遠(yuǎn)，“氣體”這種流體相關(guān)課程內(nèi)容的缺失為后續(xù)專業(yè)核心課程的學(xué)習(xí)帶來很大知識結(jié)構(gòu)缺陷?！皞鳠釋W(xué)”(熱能的直接應(yīng)用)中，對導(dǎo)熱、對流傳熱(混合傳熱，主要是流體和固體之間)、輻射傳熱的基本原理、工程應(yīng)用等課程內(nèi)容做了比較詳細(xì)的講解，但是后續(xù)專業(yè)核心課程對傳熱學(xué)中的知識需求很少，僅僅在脈動燃燒技術(shù)這一研究領(lǐng)域有所涉及?？傮w來看，不管是“工程熱力學(xué)”中的“工質(zhì)”，還是“工程流體力學(xué)”中的“氣體”，再或者“對流換熱”中的“流體”，其中“氣體”是課程的“最大公約數(shù)”，也是和林業(yè)機械這一專業(yè)核心課程相關(guān)的“最大公約數(shù)”。鑒于此，“工程熱力學(xué)”教學(xué)內(nèi)容總體上可以維持不變，部分章節(jié)可以簡化，不重要的知識點減少不必要的推導(dǎo)，側(cè)重理論、公式概念的理解和應(yīng)用，這樣可省出一部分課時?？傉n時不變的情況下可以合理縮減“傳熱學(xué)”的課時，對輻射傳熱只做一般性介紹;考慮到相似原理在流體力學(xué)的試驗研究中也有重要應(yīng)用，可以在這里對相似準(zhǔn)則進行深入講解，省出較多課時。將“工程流體力學(xué)”放在最突出的位置，省出來的課時分配給這一部分;增加可壓縮流體“漩渦勢流理論”“相似理論中的量綱分析法”、包括氣體動力學(xué)中“擾動在外空間流場中的傳播”及“管內(nèi)氣體的流動”等內(nèi)容，以匹配林業(yè)機械核心專業(yè)課。
2．3樹立自主學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)意識
目前，流體力學(xué)板塊中關(guān)于可壓縮流體的課程內(nèi)容匱乏，教學(xué)中會鼓勵同學(xué)們在MOOC上尋找優(yōu)秀資源進行線上學(xué)習(xí)，使同學(xué)們樹立自主學(xué)習(xí)意識。通過工程流體力學(xué)板塊，我們在體力學(xué)的范疇內(nèi)將研究運動的方法由拉格朗日法提升到歐拉法，這是一個顯著的改變，也是重要的進步，通過這一步，有助于培養(yǎng)同學(xué)們的終身學(xué)習(xí)意識。
結(jié)語
關(guān)鍵詞 電力系統(tǒng)及其自動化；規(guī)劃與設(shè)計；科技與管理；多重效益
中圖分類號TM711 文獻標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708（2012）80-0092-02
電力系統(tǒng)及其自動化工作流程就是在中心地帶安裝計算機系統(tǒng)，實施對中心發(fā)電站和變電站周圍系統(tǒng)的監(jiān)控，形成立體的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，使信息的傳達(dá)和指令的傳輸能夠及時、暢通。中心計算機負(fù)責(zé)總體的指揮和調(diào)控，以及各種數(shù)據(jù)的處理、異常事故的自動回復(fù)等，通過計算機與軟件之間的結(jié)合，使自動化的程度不斷的加深，達(dá)到系統(tǒng)合理可靠的運行目的[1]。隨著技術(shù)發(fā)展，電力系統(tǒng)及其自動化技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，電力系統(tǒng)及其自動化技術(shù)的數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)整合能力，安全監(jiān)視、安全保障能力得到提高，日漸成熟的電力系統(tǒng)及其自動化技術(shù)改變了電力行業(yè)的舊有格局，開辟著電力行業(yè)的現(xiàn)代化新篇：電力系統(tǒng)及其自動化的安全性能和穩(wěn)定性的提高滿足著老百姓的高要求的同時，也因為電力系統(tǒng)及其自動化插上了信息化的翅膀，實現(xiàn)了電力工作人員對電網(wǎng)及電力系統(tǒng)的有效實時監(jiān)控，電力故障能得到及時排除解除，電力系統(tǒng)有更足夠的安全保障。但是就中國的情況講，電力系統(tǒng)及其自動化的方向是全面布局DMS系統(tǒng)，高效提高電氣管理水平，適應(yīng)電力系統(tǒng)及其自動化技術(shù)的發(fā)展。為此，本文就電力系統(tǒng)及其自動化從規(guī)劃與設(shè)計到建成后的科技投入與管理及要放長遠(yuǎn)眼光考慮的“多重效益”進行“全景”式透析，力求解讀出個中味道。
1 “近景”：規(guī)劃與設(shè)計奠基電力系統(tǒng)及其自動化
電力系統(tǒng)及其自動化與電能生產(chǎn)、輸送及分配密切相關(guān)，通過對電力系統(tǒng)及自動化的規(guī)劃與設(shè)計是為了實現(xiàn)電力系統(tǒng)及其自動化的效率的最高化，設(shè)備功能的全面釋放，使電力系統(tǒng)對電能傳輸?shù)男实玫教嵘?，為國家?chuàng)造電能利用的隱形財富。因此，規(guī)劃與設(shè)計是布局一個新的電力系統(tǒng)及其自動化最首要考慮的一個問題，不然等工程上馬，系統(tǒng)正常投入運行就得不償失了。
首先，為滿足社會企業(yè)及用戶對電能的高需求狀況 ，對早期電力系統(tǒng)重新規(guī)劃是一項綜合性的改造活動 ，可顯著提高原先系統(tǒng)的運行功能[2]。在我國，電力系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計就擔(dān)負(fù)著這樣一個歷史包袱：這就是我國幅員遼闊，電網(wǎng)建設(shè)極為復(fù)雜，電力需求量也極大，還有不可繞過的一點是電力系統(tǒng)及其自動化改革晚，傳統(tǒng)技術(shù)和設(shè)備仍舊掣肘著我國的電力系統(tǒng)及其自動化的步伐。如此，在追趕美英等先進技術(shù)的同時，對傳統(tǒng)電力系統(tǒng)及其自動化的再規(guī)劃與設(shè)計也成為奠基我們現(xiàn)代電力系統(tǒng)及其自動化的重要課程；
其次，包括對傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的再規(guī)劃與設(shè)計在內(nèi)，電力系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計包含了發(fā)電、輸電、變電與配電、用電等多環(huán)節(jié)，通過對風(fēng)能、核能、熱能、潮汐能等電能生產(chǎn)方式產(chǎn)生的原始電能的轉(zhuǎn)化及供應(yīng)輸送做電力系統(tǒng)及自動化的科學(xué)高效綠色生態(tài)設(shè)計與規(guī)劃，滿足用戶對用電、用電設(shè)備的運行要求，同時也減少資源消耗。例如，這種規(guī)劃與設(shè)計的過程可體現(xiàn)在電力系統(tǒng)在各環(huán)節(jié)或者不同層次都具有的信息控制系統(tǒng)，為電能的生產(chǎn)進行測量、控制、調(diào)節(jié)、通信、保護及調(diào)度；
第三，電力系統(tǒng)及其自動化的規(guī)劃設(shè)計還與電力工程的打造緊密相關(guān)，電力工程是融合電工技術(shù)、電工理論及有關(guān)技術(shù)、工藝、材料、制造因素的集中反映，是電力系統(tǒng)及其自動化先進不先進的決定性元素。電力工程的規(guī)劃與設(shè)計重點在電源、電網(wǎng)、負(fù)荷中心，為了打造優(yōu)質(zhì)的電力工程項目，設(shè)計時就可以用計算機作控制中心，對電力工程各個部分進行全面調(diào)控，保證其可行，經(jīng)得起時間的檢驗；
最后，電力系統(tǒng)及其自動化的規(guī)劃與設(shè)計需要遵循成本原則，以少投入，從元件、設(shè)備等方面控制造價，成本原則直接影響到產(chǎn)品的定價，經(jīng)濟效益高是客戶接受的必然因素；堅持安全原則，電力系統(tǒng)及其自動化首要考慮的要素就是安全，其安全性和穩(wěn)定性涉及電力設(shè)備、電力設(shè)備的安全使用，網(wǎng)絡(luò)的操作安全及數(shù)據(jù)安全方面。此外，電力系統(tǒng)還應(yīng)堅持配備系統(tǒng)監(jiān)測的模塊等措施以落實安全性的要求；堅持周期原則，在規(guī)定期間內(nèi)完成，考慮詳細(xì)，有嚴(yán)格方案，不影響用戶對產(chǎn)品的使用。
2 “中景”：科技與管理提質(zhì)電力系統(tǒng)及其自動化
電力系統(tǒng)的集成度提高，電力系統(tǒng)及其自動化的形成發(fā)展由市場需求所驅(qū)動，市場需求對電力系統(tǒng)及其自動化的質(zhì)量提升起著關(guān)鍵性作用。為此，打破傳統(tǒng)的信息孤島，進行數(shù)據(jù)方面的整合與應(yīng)用，實現(xiàn)相關(guān)信息與多源信息的無縫對接，多維度多側(cè)面展示數(shù)據(jù)間的關(guān)聯(lián)，成為電力系統(tǒng)及其自動化未來的發(fā)展趨勢。這就趨勢的破冰與形成是一種對電力系統(tǒng)及其自動化大幅提質(zhì)的過程。這其中莫不與電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)人才的培養(yǎng)，專業(yè)的改革與實踐相關(guān)。就人才培養(yǎng)與專業(yè)課程的而言，筆者認(rèn)為，要應(yīng)用課程學(xué)建設(shè)思路，加強應(yīng)用型教學(xué)、減少對理論的依賴，對電力系統(tǒng)及其自動化的專業(yè)的建設(shè)方案系統(tǒng)性和創(chuàng)新性的改革；類似衢州這類浙江省的欠發(fā)達(dá)地區(qū)還應(yīng)該充分運用仿真技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)資源教學(xué)及當(dāng)?shù)厮髽I(yè)的優(yōu)勢，加強專業(yè)的“接地氣效應(yīng)”。但科技與管理更是電力系統(tǒng)及自動化提質(zhì)的兩把利劍。
2.1 技術(shù)科技化——提質(zhì)“硬劍”
1）先進化的科技裝備。先進技術(shù)裝備為我國電力系統(tǒng)及其自動化的生產(chǎn)運營提供了良好平臺，給予了很大支撐?？煽毓枵餮b置的問世，代表了電力系統(tǒng)傳動技術(shù)的一次巨大的跨越，從此以后，電能的變換和控制正式步入了電力電子器件構(gòu)成的變流器時代[3]。以電力電子器件變革經(jīng)歷的三個階段為契機，電力科技裝備一次比一次先進，電力系統(tǒng)及其自動化的裝備已經(jīng)呈現(xiàn)高頻技術(shù)的發(fā)展趨勢，不僅自動化的色彩越發(fā)濃厚，更增加了環(huán)保、節(jié)能、智能化等特點。以電力科技裝備在風(fēng)力發(fā)電中的運用為例，諸如發(fā)動機組的設(shè)備對發(fā)電量損耗大，出于節(jié)約能源的出發(fā)點，在高低壓電的轉(zhuǎn)化中，用風(fēng)機水泵變頻機替代原先使用的變頻器，就改變了電能轉(zhuǎn)化中耗能大、效率低等問題?？傊?，我們要從電力系統(tǒng)及其自動化的科技設(shè)備革新和技術(shù)的不斷發(fā)展上謀求新路，探索發(fā)展科技設(shè)備對提高電力的生產(chǎn)質(zhì)量；
2）科技裝備的信息化。電網(wǎng)的壯大，實現(xiàn)對電網(wǎng)高效地實時監(jiān)控需要憑借電力系統(tǒng)及其自動化所用科技裝備的信息化水準(zhǔn)。依托電力裝備的信息化，實現(xiàn)對電網(wǎng)的綜合監(jiān)控不說，電站工作人員能更加詳細(xì)準(zhǔn)確地了解電力系統(tǒng)運行狀況，快速準(zhǔn)確判斷故障位置及故障原因，遙控操作變的容易，對各種數(shù)據(jù)的分析變得簡便。電力系統(tǒng)及其自動化在科技裝備的信息化的各種案例，如體現(xiàn)在對包括測量儀表、自動裝置及遠(yuǎn)動裝置等變電站二次設(shè)備的功能進行組合和優(yōu)化，利用計算機技術(shù)、通信技術(shù)等信息化技術(shù)實現(xiàn)對變電站輸、配電線路，設(shè)備的監(jiān)視、測量、控制等。
2.2 管理現(xiàn)代化——提質(zhì)“軟劍”
一方面是日常管理要做到“優(yōu)化提質(zhì)”。電網(wǎng)的發(fā)展帶來企業(yè)管理思想、管理方法的創(chuàng)新，及其在電力系統(tǒng)及其自動化的應(yīng)用，促進電力系統(tǒng)管理水平的提升。換句話說，如何提高電網(wǎng)信息的采集、加工等環(huán)節(jié)的速度及準(zhǔn)確性需要管理；電力工程的施工、監(jiān)管過程涉及的部門多，電力施工人員的工作技能參差不齊，工程選用什么樣的物料、工程的進度有什么安排，工程技術(shù)管理的流程等很多方面需要管理； 在電力系統(tǒng)及其自動化的具體運用中，繼電保護的保護元件經(jīng)常會出現(xiàn)異常情況，影響供電秩序，產(chǎn)生安全隱患甚至安全事故，這就需要對電力系統(tǒng)進行有效地安全管理。這些都是電力系統(tǒng)及其自動化日常涉及到得一些管理，對這些日常管理就要做到“優(yōu)化提質(zhì)”。
另一方面是應(yīng)急管理要做到“優(yōu)中見質(zhì)”。電力系統(tǒng)及其自動化的發(fā)展， 電網(wǎng)的規(guī)模獲得擴大，電網(wǎng)的緊密度比以往更令人咋舌，由此也帶來了電網(wǎng)的穩(wěn)定問題，一些小概率的聯(lián)級事故、外部災(zāi)害也可能引起系統(tǒng)失穩(wěn)，進而引發(fā)系統(tǒng)癱瘓，造成不必要災(zāi)難性停電事故。為此，電力系統(tǒng)及其自動化的應(yīng)急管理考驗著管理者的管理智慧。如何做到應(yīng)急管理的“優(yōu)中見質(zhì)”，例如，電力系統(tǒng)故障后，工作人員應(yīng)就近在故障元件邊上的區(qū)域搜索緩解故障情況的負(fù)荷削減節(jié)點，幫助系統(tǒng)恢復(fù)到安全狀態(tài)，并將故障影響降低到最小范圍。而工作人員采取的方法可以很多：利用慢同調(diào)分群算法將系統(tǒng)中的發(fā)電機組聚合成若干虛擬發(fā)電機群節(jié)點，最大限度地減小割集的搜索空間，在考慮拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和潮流方向的基礎(chǔ)上，將網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點向虛擬發(fā)電機群節(jié)點聚合，并在 Laplace分區(qū)策略的基礎(chǔ)上提出了一個新的權(quán)重指標(biāo)來衡量兩個相鄰節(jié)點之間的“距離”，以改進 Laplace 分區(qū)策略[4]。這就是一種有效應(yīng)急“優(yōu)中見質(zhì)”的方法。
3 “遠(yuǎn)景”：多重效益注腳電力系統(tǒng)及其自動化
電力系統(tǒng)及其自動化“近景”與“中景”的布局都是為了實現(xiàn)電力系統(tǒng)及其自動化的“多重效益”，環(huán)保效益、社會效益、經(jīng)濟效益多多重效益并重是電力系統(tǒng)及其自動化的最好注腳，電力系統(tǒng)及其自動化之于經(jīng)濟的功效自不必多言，它對中國經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的調(diào)整，產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型都有特殊的意義，本文就“碳排放”和“可再生”兩個關(guān)鍵詞進行簡述。
3.1 關(guān)鍵詞“碳排放”——重構(gòu) “綠色目標(biāo)”
2006年來，我國碳排放超美國成為世界第一碳排放大國，在能源保障供應(yīng)充足及為社會提供強勁發(fā)展動力的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)經(jīng)濟低碳可持續(xù)發(fā)展成為各方共識，可持續(xù)發(fā)展意味著作為碳排放最大部門電力行業(yè)的需要轉(zhuǎn)型。換句話說，全球多變的氣候和焦灼的能源問題為電力系統(tǒng)及其自動化的“綠色重構(gòu)”提供了歷史性的機遇。怎樣實現(xiàn)電力系統(tǒng)及其自動化對電力產(chǎn)業(yè)的“綠色重構(gòu)呢”？電力系統(tǒng)及其自動化首先依據(jù)電力碳排放及強度作為評價內(nèi)容評價各地電力低碳發(fā)展。但是僅以碳排放強度及碳排放總量不能客觀評價各地電力低碳工作，還需要根據(jù)各地的能源特征、電源機構(gòu)、居民用電習(xí)慣等特點，對電力系統(tǒng)及其自動化的碳排放做結(jié)構(gòu)分解，透徹分析各地電力碳排放的成因等因素，最后依據(jù)電力系統(tǒng)及其自動化的系統(tǒng)特點和自動化的程度對各地低碳發(fā)展線路做針對性部署。
3.2 關(guān)鍵詞“可再生”——造?！皬V普大眾”
電力系統(tǒng)及其自動化在其建設(shè)、生產(chǎn)運營中，投資、成本、產(chǎn)量等因素會因為內(nèi)外環(huán)境的變化而變化，進而與我們對其所作出經(jīng)濟評價的預(yù)測值有一定差異，對項目能產(chǎn)生的經(jīng)濟效益產(chǎn)生影響。但是基于利用“可再生”能源基礎(chǔ)上的電力系統(tǒng)及自動化，無疑能造福到“廣普大眾”。這是因為可再生能源的能源密度低，資源分布廣，適宜小規(guī)模開發(fā)利用。比如，在資源、條件允許的情況下，電力用戶能安裝小型的光伏發(fā)電系統(tǒng)，在城市的空閑場地和建筑屋面，農(nóng)村荒山荒坡，農(nóng)民房前屋后都可利用光伏電站發(fā)電，按人均1千瓦光伏發(fā)電，全國超過10億千瓦，看上去數(shù)字有點大，但是每千瓦的光伏發(fā)電系統(tǒng)安裝個位數(shù)的太陽能電板就行，利用好這樣的可再生能源是電力系統(tǒng)及其自動化未來的額一個方向。
參考文獻
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關(guān)鍵詞：電氣工程及其自動化；電能變換與控制方向；培養(yǎng)方案；課程設(shè)置；實踐環(huán)節(jié)
作者簡介：巫付專（1965-），男，河南安陽人，中原工學(xué)院電子信息學(xué)院，教授；王耕（1967-），男，河南鄭州人，中原工學(xué)院電子信息學(xué)院，副教授。（河南 鄭州 450007）
中圖分類號：G642 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）17-0018-02
近年來我國經(jīng)濟持續(xù)高速增長，傳統(tǒng)能源消耗量大幅增長，引發(fā)的能源短缺和環(huán)境污染等問題成為制約我國經(jīng)濟又好又快發(fā)展的瓶頸。為此，發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)勢在必行?！犊稍偕茉窗l(fā)展“十二五”規(guī)劃》提出，至2015年底并網(wǎng)風(fēng)電累計裝機容量要達(dá)到1億千瓦，年發(fā)電量要達(dá)到1900億千瓦時。光伏發(fā)電裝機要達(dá)到1400萬千瓦，光熱發(fā)電裝機100萬千瓦，太陽能熱水器推廣面積要達(dá)到4億平方米。政策上還首次提出地?zé)崮?、潮汐能和海洋能的發(fā)展目標(biāo)?！吨袊履茉串a(chǎn)業(yè)發(fā)展與安全報告（2011—2012）》指出，我國新能源產(chǎn)業(yè)總體而言對外依存度較高，風(fēng)能產(chǎn)業(yè)、光伏產(chǎn)業(yè)、生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)與地?zé)岙a(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備及核心技術(shù)尚需從歐美輸入。
電能變換與控制技術(shù)作為新能源產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵設(shè)備的核心技術(shù)之一，隨著我國新能源產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展、國家科研投入的不斷加大，高校和科研院所近年來也研究出了大批科研成果。例如僅2012年11月19～20日在福州大學(xué)召開國家自然科學(xué)基金電工學(xué)科2008/2010 年度批準(zhǔn)項目交流會就有研究成果120余項，其理論水平和實驗室級的成果已接近或達(dá)到歐美水平。然而這些成果工業(yè)化的過程中卻嚴(yán)重滯后于世界先進水平。造成這種局面固然有很多原因，但是人才培養(yǎng)“頻譜”的欠缺也是其中的原因之一。這些科研成果主要由教師、博士和碩士來完成，本科生很少涉足，國內(nèi)高校開設(shè)相應(yīng)本科專業(yè)方向的學(xué)校也很少，這就造成了將科研成果轉(zhuǎn)化為工業(yè)產(chǎn)品人才的匱乏。2012年11月16日《江南時報》報道：“能源動力類（就業(yè)率94.71%）、材料科學(xué)類（就業(yè)率93.71%）、電氣信息類（就業(yè)率92.70%）等與新能源、新材料、服務(wù)外包等新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)專業(yè)的畢業(yè)生就業(yè)優(yōu)勢明顯?！薄傲己玫漠a(chǎn)業(yè)發(fā)展不僅給相關(guān)專業(yè)畢業(yè)生帶來了就業(yè)底氣，也給薪資待遇提升留下了想象空間。”據(jù)統(tǒng)計，近兩年內(nèi)電氣信息類畢業(yè)生的平均工資為3778元，仍有很大的上升空間。省內(nèi)電氣信息類企業(yè)將傳統(tǒng)的電工技術(shù)與計算機、電子、自動控制、系統(tǒng)工程及信息處理等新技術(shù)相結(jié)合，具有廣闊的應(yīng)用前景，規(guī)模正不斷壯大，就職畢業(yè)生對該類企業(yè)的發(fā)展趨勢充滿信心?！逼渌貐^(qū)的招聘也有同樣信息出現(xiàn)。對于快速發(fā)展的新能源產(chǎn)業(yè)而言，應(yīng)用型人才供應(yīng)面臨嚴(yán)重不足。因此，亟待加大該產(chǎn)業(yè)人才的培養(yǎng)力度，以滿足新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展對應(yīng)用型人才的迫切需求。
一、目前相關(guān)專業(yè)開設(shè)的現(xiàn)狀
近幾年國內(nèi)僅有十幾所高校增設(shè)了核能相關(guān)專業(yè)，大多數(shù)高校是在原有熱能與動力工程等專業(yè)基礎(chǔ)上增設(shè)了部分與新能源有關(guān)的選修課程作為對新能源領(lǐng)域知識的一種補充，或進行了專業(yè)名稱的更改。所有這些無論是課程內(nèi)容設(shè)置的科學(xué)性還是人才培養(yǎng)的專業(yè)性，尚不能適應(yīng)完全國家對新能源領(lǐng)域?qū)I(yè)人才的需求。對于新能源產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵設(shè)備及核心技術(shù)之一的電能變換與控制更是涉及很少。
電氣工程及其自動化專業(yè)在1998年國家教育目錄合并前包括電力系統(tǒng)自動化、電機、絕緣技術(shù)等強電專業(yè)。由于其涉及的專業(yè)領(lǐng)域非常寬泛，所以各高校培養(yǎng)方案的設(shè)置通常分方向設(shè)置，即在專業(yè)課學(xué)習(xí)階段按專業(yè)目錄合并前的專業(yè)進行設(shè)置。與能源產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵設(shè)備及核心技術(shù)之一電能變換與控制相對應(yīng)的電力電子與電力傳動二級學(xué)科由于相對傳統(tǒng)電機電器、電力系統(tǒng)自動化等學(xué)科發(fā)展較晚等原因，開設(shè)電能變換與控制專業(yè)方向的高校很少。
由于新能源產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，與之相適應(yīng)的電力電子技術(shù)也得到了迅速發(fā)展與完善，為在電氣工程及其自動化專業(yè)本科階段開設(shè)電能變換與控制提供了理論基礎(chǔ)。
二、專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及規(guī)格
電氣工程及其自動化專業(yè)電能變換與控制方向面向新能源產(chǎn)業(yè)，根據(jù)能源領(lǐng)域的發(fā)展趨勢和國民經(jīng)濟發(fā)展需要，需培養(yǎng)在新能源科學(xué)中電能變換與控制研究及其利用的技術(shù)開發(fā)與實施等方面既有扎實的理論基礎(chǔ)又有較強實踐和創(chuàng)新能力的專門人才，以滿足國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展對該領(lǐng)域教學(xué)、科研、技術(shù)開發(fā)、工程應(yīng)用、經(jīng)營管理等方面的專業(yè)人才需求。本專業(yè)培養(yǎng)掌握電路電子與電工技術(shù)、控制理論與系統(tǒng)、計算機與微處理器應(yīng)用技術(shù)，強調(diào)強弱電點結(jié)合、元件系統(tǒng)結(jié)合、軟硬件結(jié)合和基礎(chǔ)知識，體現(xiàn)了強電與電力電子、自動控制、計算機等技術(shù)相結(jié)合的專業(yè)特點。
畢業(yè)生應(yīng)獲得以下幾方面的知識與能力：具備較扎實的本專業(yè)領(lǐng)域必需的自然科學(xué)基礎(chǔ)理論知識和較好的外語綜合能力；系統(tǒng)掌握本專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)理論知識和必要的專業(yè)知識；掌握電能轉(zhuǎn)換與控制、信號分析與處理、電機學(xué)、新能源發(fā)電、電氣工程方面等方面的知識；了解本專業(yè)學(xué)科的前沿與發(fā)展趨勢；獲得電能變化與控制系統(tǒng)的分析、開發(fā)與研究方面的工程實踐訓(xùn)練；能從事新綠色能源的研發(fā)工作（例如光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、混合動力汽車）；能從事電力系統(tǒng)的分析預(yù)測試；能從事電能質(zhì)量分析與調(diào)節(jié)系統(tǒng)的研發(fā)與設(shè)計工作等；具有一定的人文社會科學(xué)、經(jīng)濟管理知識及相關(guān)工程技術(shù)知識，掌握文獻檢索、資料查詢的一般方法；具有較強的工作適應(yīng)能力；能從事新能源領(lǐng)域里的科學(xué)研究與管理工作。
三、專業(yè)課程體系
1.培養(yǎng)方案課程安排
針對本專業(yè)的特點，所以教學(xué)計劃安排應(yīng)該使得在專業(yè)教學(xué)階段的理論與實踐并重。專業(yè)課階段課程安排的建議如下：
公共基礎(chǔ)課：“高等數(shù)學(xué)”、“大學(xué)物理”、“大學(xué)英語”等。
人文通識課：“原理”、“法律基礎(chǔ)”、“藝術(shù)鑒賞”等。
專業(yè)基礎(chǔ)課：“電路”、“模擬電子”、“數(shù)字電子”。
專業(yè)平臺課：“自動控制控原理”、“電機拖動基礎(chǔ)”、“單片機原理”、“自控原理”、“C語言”、“可編程控制器PLC及系統(tǒng)集成”、“信號分析與處理”等。
專業(yè)必修課：“電力工程”、“新能源發(fā)電”、“電能變換與控制（上、下）”、“DSP技術(shù)”等。
專業(yè)任選課：“微型電網(wǎng)工程”、“柔性輸配電技術(shù)”、“人工智能與智能控制”、“智能電網(wǎng)”、“電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊”、“變配電運行自動化”、“電氣CAD”、“檢測技術(shù)與儀表”、“電動汽車概論”、“電能質(zhì)量與諧波治理”等。
工具課：“MATLAB”、“AotoCAD”、“protelXP”、“Proteus”、“multsim”等。
本培養(yǎng)方案將課程分為上述6個部分，其中公共基礎(chǔ)課、人文通識課、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)平臺課的設(shè)置與目前的電氣工程及其自動化保持不變。專業(yè)必修課和專業(yè)任選課是電能變換與控制方向的主要專業(yè)課程?！靶履茉窗l(fā)電”主要講述太陽能光伏發(fā)電技術(shù)、太陽能熱發(fā)電技術(shù)、風(fēng)力發(fā)電技術(shù)、生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)的原理；“電能轉(zhuǎn)化與控制”（上）主要講述電能變換的基本原理，包括DC/DC、AD/DC和DC/AC變換，可采用傳統(tǒng)電力電子的教學(xué)內(nèi)容與教材?！半娔苻D(zhuǎn)化與控制”（下）主要講述PWM的控制方法（包括SPWM、SVPWM、滯環(huán)控制和三角波比較控制以及瞬時無功理論等）以及在新能源（光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等）中的應(yīng)用實例分析。DSP技術(shù)主要講述目前應(yīng)用最為廣泛的TI公司TMS320LF2812的原理與應(yīng)用。工具課“MATLAB”可在第二學(xué)期開設(shè)，“AotoCAD”、“protelXP”、“Proteus”、“multsim”放在期末實踐環(huán)節(jié)結(jié)合課程設(shè)計進行。專業(yè)課設(shè)置如表1所示。
2.實踐環(huán)節(jié)設(shè)置
實驗教學(xué)環(huán)節(jié)改革將注重培養(yǎng)學(xué)生的工程系統(tǒng)能力、實踐中運用知識的能力、解決較復(fù)雜工程問題的能力、管理決策能力，還有創(chuàng)新研發(fā)能力等。通過合理統(tǒng)籌優(yōu)化實踐教學(xué)部分激發(fā)學(xué)生的工程實踐興趣和勇于創(chuàng)新的精神，使學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)滿足電能變換與控制工程師培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)。
（1）實踐教學(xué)環(huán)節(jié)改革將關(guān)注以下幾點：
1）加強綜合性、設(shè)計性實驗的開發(fā)，在統(tǒng)籌優(yōu)化、合理安排所有實驗課的基礎(chǔ)上提高實驗課質(zhì)量，增加綜合性、設(shè)計性實驗，增強學(xué)生動手能力、分析問題、解決問題的能力。
2）增設(shè)企業(yè)中常用仿真軟件的教學(xué)實踐課程，提高學(xué)生多種仿真軟件的應(yīng)用能力。
3）增設(shè)工程能力綜合訓(xùn)練內(nèi)容。
（2）本計劃實踐環(huán)節(jié)主要分兩個階段實施。
1）第一階段：工程能力基本訓(xùn)練階段。內(nèi)容：金工、電工實習(xí)、各門主要課程課內(nèi)實驗、電子技術(shù)的課程設(shè)計、單片機課程設(shè)計、PLC的課程設(shè)計、工程制圖、制板及仿真軟件的應(yīng)用等。目標(biāo)：達(dá)到初步分析問題、解決問題的能力，具備實際工程所需的基本技能。
2）第二階段：工程能力綜合訓(xùn)練階段。內(nèi)容：取消單門專業(yè)課的課程設(shè)計，增設(shè)綜合課程設(shè)計，在第7學(xué)期期末進行，時間為3周，題目結(jié)合新能源發(fā)電所需的技術(shù)選定，要求學(xué)生按全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽的型式提交作品及實驗報告。目標(biāo)：使學(xué)生具備對所學(xué)知識和技能的綜合運用能力，具備初步電能變換與控制系統(tǒng)設(shè)計與調(diào)試能力。
3.校企聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計
畢業(yè)設(shè)計是學(xué)生能力培養(yǎng)最后一個環(huán)節(jié)，主要鍛煉學(xué)生綜合運用所學(xué)科學(xué)理論方法和技術(shù)手段分析并解決工程實際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和進行設(shè)計、技術(shù)改造與創(chuàng)新的初步能力。[2]畢業(yè)設(shè)計安排在第8學(xué)期進行，此環(huán)節(jié)時間為15周。采用校內(nèi)指導(dǎo)教師和企業(yè)指導(dǎo)教師共同指導(dǎo)的方式。畢業(yè)設(shè)計題目的選取可以緊扣新能源發(fā)電中電能變換與控制關(guān)鍵技術(shù)，突出電能變換與控制常用控制策略、信號檢測方法等的應(yīng)用，強調(diào)硬件電路的設(shè)計與調(diào)試、軟件的編程。目的是使學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計的過程中初步掌握新能源發(fā)電中電能變換與控制的關(guān)鍵技術(shù)。
四、結(jié)論
我國新能源產(chǎn)業(yè)正在迅速發(fā)展，該方面專業(yè)技術(shù)人才的缺失已成為其進一步發(fā)展的瓶頸。高等學(xué)校應(yīng)認(rèn)真研究，及時培養(yǎng)出社會急需的人才，服務(wù)社會。本文就在電氣工程及其自動化專業(yè)基礎(chǔ)上開設(shè)電能變換與控制方向進行了分析；針對新能源發(fā)電所需的知識結(jié)構(gòu)提出了主要課程的設(shè)置，并對實踐環(huán)節(jié)和畢業(yè)設(shè)計進行了詳細(xì)分析；給出了電氣工程及其自動化專業(yè)開設(shè)電能變換與控制方向的培養(yǎng)方案。要想將培養(yǎng)方案落實到實處還有很多工作要做，比如師資的建設(shè)、實驗室的建設(shè)、教材的建設(shè)等等。
參考文獻：
一、引言
隨著我國各行各業(yè)的發(fā)展，各類產(chǎn)業(yè)的用電需求越來越大。無論是生產(chǎn)還是生活，人們與電力的關(guān)系已變得密不可分。所以，電力在人類社會中正扮演者愈來愈重要的角色。但是據(jù)了解，電氣工程及其自動化無論是在過去的開發(fā)時期，還是現(xiàn)在的使用時期，都需要消耗大量能源，在電力的生產(chǎn)和傳輸過程中都存在著可避免的能量損耗。通過電氣工程及其自動化的知識與技術(shù)，提出節(jié)能設(shè)計的方案，使電力生產(chǎn)和傳輸?shù)酶庸?jié)能。
二、電氣工程及其自動化存在的問題
（一）自動化程度不夠高從電網(wǎng)調(diào)度來看，相比發(fā)達(dá)國家，我國的電網(wǎng)調(diào)節(jié)的自動化程度還不夠高。目前我國現(xiàn)有技術(shù)不能將電網(wǎng)的各環(huán)節(jié)聯(lián)系在一起加以控制，只能實現(xiàn)對單個系統(tǒng)或設(shè)備的控制。因此需要人員來做協(xié)調(diào)控制，可能會造成人為誤差，使得需要調(diào)節(jié)的時候沒能做出正確的抉擇而導(dǎo)致能源的浪費。此外，電力儀表的作用也不容忽視。電力儀表是可以監(jiān)測、分析電能質(zhì)量和電力故障的重要儀器。如果想要進一步實現(xiàn)節(jié)能，則離不開對電網(wǎng)中各代表性節(jié)點的監(jiān)測，而現(xiàn)有的電力儀表多用來監(jiān)測、判斷電力故障并給出相應(yīng)的措施，所以需要進一步發(fā)展電力儀表，以監(jiān)測更多的數(shù)據(jù)來實現(xiàn)節(jié)能。
（二）部分線路傳輸損耗較高在電網(wǎng)的實際運行中存在著各種各樣的損耗，例如傳輸過程中的變壓器損耗，電力電纜損耗、無功損耗等。由于這些損耗是由電流通過導(dǎo)體，使導(dǎo)體發(fā)熱而產(chǎn)生的，因此此類損耗無法避免，但可以通過采取一定的手段使得在保證電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運行的前提下，將損耗降到最低，讓電能盡可能少的轉(zhuǎn)化成其他能量，從而達(dá)到節(jié)能。
（三）新能源的并網(wǎng)運行不夠可靠目前我國新能源主要為風(fēng)力發(fā)電與太陽能發(fā)電，相比火力發(fā)電、水力發(fā)電、核電，后者只要運行得當(dāng)、保證其穩(wěn)定性即可實現(xiàn)其并網(wǎng)運行。而風(fēng)力發(fā)電與太陽能發(fā)電這類新能源對天氣的要求很高，貿(mào)然并網(wǎng)，如果用戶端用電需求突然升高，而當(dāng)?shù)貐s為陰天或無風(fēng)的天氣，如果不加大周圍火電廠的供電量，那么供電平衡將會破壞，甚至導(dǎo)致整個電網(wǎng)出現(xiàn)重大事故；反之，當(dāng)用戶端用電需求量突然降低，同樣如果不采取相應(yīng)措施，新能源發(fā)電廠發(fā)出的電能就會過剩，并以其他形式能量釋放，造成嚴(yán)重的浪費。而天氣的變化十分復(fù)雜，所以如果想要真正利用好新能源，以目前的科學(xué)技術(shù)來看是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。
三、電氣工程及其自動化節(jié)能設(shè)計方向
（一）提升AVC系統(tǒng)性能在電網(wǎng)中，AVC系統(tǒng)指的是電網(wǎng)的自動電壓無功控制，其能夠保證電能質(zhì)量、輸電效率，降低網(wǎng)絡(luò)損耗，使供電系統(tǒng)穩(wěn)定、經(jīng)濟地運行。因此，如果對該系統(tǒng)稍加改動，即可提升電網(wǎng)的節(jié)能運行性能。而目前我國的AVC系統(tǒng)缺乏全局運行的監(jiān)視、系統(tǒng)數(shù)據(jù)太多人工處理麻煩，使得工作效率低等問題。所以要想發(fā)展AVC系統(tǒng)則需要改進系統(tǒng)的界面，使得數(shù)據(jù)更加直觀；提升AVC系統(tǒng)的分析功能，使其達(dá)到人工智能的水平，能在不斷的分析結(jié)果中不斷學(xué)習(xí)，從而達(dá)到精確的自我分析來幫助工作人員判斷。
（二）更換線路傳輸上文中已提到，線路中的傳輸損耗主要由導(dǎo)體發(fā)熱產(chǎn)生。而導(dǎo)體發(fā)熱的主要原因是由于電阻阻值偏大，導(dǎo)致流過的電能被轉(zhuǎn)化為了熱能，因此只要合理降低傳輸線路上導(dǎo)體的電阻即可降低損耗。降低導(dǎo)體的電阻，一般可以采用適當(dāng)增大導(dǎo)體截面積的方法。目前在我國的配電網(wǎng)中，部分線路還存在著導(dǎo)體截面小、線路老化、線損率較大的情況。此外，配電網(wǎng)中的變壓器也存在基本參數(shù)偏大的情況。所以，應(yīng)更換老化的設(shè)備與高能耗的線路和變壓器，還要加強建設(shè)出更加合理的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。
（三）使新能源并網(wǎng)變得可靠要想讓家家戶戶安全地使用新能源，就必須先解決新能源并網(wǎng)的問題。要想實現(xiàn)并網(wǎng)運行，就必須滿足四個基本條件：發(fā)電機與系統(tǒng)的頻率、相序、相位、電壓均相同。這些條件現(xiàn)可以滿足，但這仍然不夠。由于新能源受天氣影響，發(fā)電的質(zhì)量會受到影響，比如當(dāng)陽光照射強度發(fā)生變化時，發(fā)電過程中就會改變輸出功率、產(chǎn)生一定的諧波。由于這種不確定因素均與天氣相關(guān)，所以只要將天氣中的某些可測得的、有效的數(shù)字參數(shù)與發(fā)電出力聯(lián)系在一起，得到新能源發(fā)電規(guī)律的曲線，并反饋給電網(wǎng)調(diào)度員，即可實現(xiàn)新能源并網(wǎng)運行。
