时间：2023-07-18 16:27:58
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【关键词】 电气工程 自动化技术 供热建设
我国经济的飞速发展带动了供热事业的发展，供热工程在人们日常生活中显得越来越重要，其系统规模逐渐扩大化。电气工程及其自动化技术对供热工程起着至关重要的作用，但在供热建设的过程中遇到了一定的困难，本文就进行了分析。
1 电气工程及其自动化技术在供热建设中的应用
随着人们对供热需求的增加，供热系统规模也不断扩大，因此对电气工程及其自动化技术的要求就更高。供热工程不仅要能够提供人们日常所需的热能，还要满足人们的用电需求，这就涉及到电气工程的安全性及可操作性。目前我国供热工程中的电气工程与建筑紧密结合在一起，以高压供电和低压供电的方式满足人们的日常需求，尤其是其自动化技术在实际工作中提供了很多便利。
第一，实现了电网调度的自动化。电网调度主要是通过连接电力调度中心的专属局域网，变电站的终端、发电厂等进行工作的。在电网调度过程中运用自动化技术就大大提高了其工作效率，电网调度自动化发挥的功能主要有预测电力负荷、自动控制发电、评估系统状态等。在电力生产过程中还能够通过所采集的数据对电网运行情况进行实时分析，将其优化达到电力市场的需求标准。
第二，实现了变电站的自动化。自动化技术在变电站中应用使变电站的监控工作得到了更好的落实，电气设备的运行状况能够被全面监视，避免了因人为错误操作而带来的纠纷，提高了变电站运行的安全性和工作效率，在电力生产中发挥着重要的作用。变电站自动化技术具有以下特点：（1）装置采用全微机化设备，电气设备的操作与监视工作都可在计算机屏幕下可见；（2）电缆采用光纤或计算机电缆，不同于以往的信号电缆，变电站运行管理工作和统计记录工作实现了自动化。在供热系统中应用电气工程及其自动化技术是一个很好的选择，在充分发挥电气工程技术特点的同时也提高了供热系统的工作效率。
2 电气工程在供热建设中的难点
目前人们日常生活已经离不开电力，社会各行各业日常工作的开展都与电力息息相关，为人们的生活和工作提供了许多便利，但是其自身也会出现一些问题。在供热系统建设过程中电气工程遇到了不少困难，主要表现在电气工程的安全问题和系统综合性问题。
（1）电气设备及线路的绝缘问题。电气工程运行中安全性最重要，首先要做到电气设备及配电线路具有良好的绝缘性。工作人员必须要严格按照电气设备绝缘性标准执行，可以通过测量绝缘电阻、泄漏电流、回路电阻、耐压、电容量等进行绝缘性能的评判，以保证设备安全、稳定的运行。
（2）导体载流量的安全问题。在规定条件下，导体能够连续承载而不超过最大承载负荷的电流量即为导体载流量。电流一旦超出导体的最大安全承受能力，就会使其绝缘性受损，甚至出现漏电，引起人体伤亡或发生火灾。电气设备的选择中必须要严格按照设备的安全载流量进行，切忌盲目选取。
（3）安全距离问题。供热工程中运用电气工程必须要考虑各设备与空间物体或人之间的安全距离，按照各设备操作的安全性规定带电体之间不会有危险发生的距离，并明确标出，以免发生危险。
（4）电力系统综合性问题。通常情况下，发电厂不可能向用户单独提供电能，这就降低了其可靠性。此外，发电厂一旦出现机器故障，需要停机检修时被供电地区只能被迫停电，持续性不强。因此在供热系统建设中必须要将提高电力系统的可靠性和持续性，将发电厂、用户和电力网综合起来，这样就能够保证供热系统能够稳定持续地运行，才能确保供热地区正常稳定持续的获取电能和热能。在建设供热工程时对电力网电压进行了分级，输出电压越高，电容量就越大，输送的距离就越远，但是高电压对绝缘设备的要求就会提高，这就大大增加了供电成本。
3 解决电气工程在供热建设中存在难点的对策
解决电气工程在供热建设中的难点主要是对电气自动化技术的革新。电气自动化组成元件的技术含量很高，由于一些企业在生产电气自动化元件方面缺乏先进的生产技术，降低了其在电气自动化行业的竞争力。因此，电气自动化生产企业必须要不断革新产品，对自动化技术进行仔细的研究，才能在技术领域占有优势，取得较高的竞争力，实现企业的可持续发展。电气自动化行业中保持产品质量稳定、性能优越才能在同行业中立于根本之地，企业可从以下两个方面考虑提高自身核心竞争力：
第一，对电气市场需求进行详细调查，努力创新企业产品，提高企业的服务质量，最大限度满足市场的需要。第二，结合企业自身的特点，分析企业存在的不足，将企业的经营模式与管理机制做适当的调整。从这两个方面入手来提高企业竞争力还能使企业整体形象得到。只有电气工程及其自动化技术自身的问题得到解决，才能在供热工程建设中充分发挥其作用，使供热系统更加完善。
供热工程作为国家发展的基础建设设施之一，在提高人们生活水平中发挥着重要的作用，供热工程中的电气工程及其自动化技术进一步推动了供热建设事业的发展。因此，对于电气工程在供热建设中遇到的各种问题与难点，相关部门必须要予以足够的重视，尽快找到解决方案，为我国经济发展做出贡献。
参考文献：
[1]徐东海.浅谈电气工程中自动化技术的运用[J].中国新技术新产品，2010（24）.
[2]刘海龙.浅谈电气自动化的现状与发展方向[J].黑龙江科技信息，2010（06）.
1、重点学科：控制理论与控制工程、计算机应用技术、采矿工程、钢铁冶金、材料加工工程、机械电子工程、热能工程。
2、重点培育学科：结构工程、企业管理。
3、国家级卓越工程师计划专业：冶金工程、自动化、机械设计制造及其自动化。
4、国家高等学校特色专业建设点：冶金工程、采矿工程、自动化、稀土工程。
关键词：电气工程；续电器；自动化
随着我国科学与经济的不断进步，更好的推动了电气工程及其及自动化的发展。传统的续电器系统已经不能更好的适应新的工作环境。相关工作人员应该不断的对续电器进行优化，使其可以更好的发挥真正的作用。更好的促进电气工程及其自动化的发展与进步。
1 低压电器中继电器概要
1.1 继电器工作的道理
电气工程及其自动化低压电器中的继电器的回路主要由输出回路与入回路组成，铁芯与线圈等材料又构成了继电器的两种回路。电气工程及其自动化低压电器中继电器在工作过程中主要是用小电流来实现对大电流的限制，进一步达到对低压电器的维护。继电器的使用一方面可以更好的识别出变量的先关结构，另一方面是真正的实现对低压电器的自动化控制。电气工程及其自动化低压电器中继电器的应用通过相关的设备可以更好的实现对电路运行的控制。
1.2 继电器的类别
在电气工程及其自动化低压电器中主要使用三种类别的继电器，电磁、固态以及热继电器。不同种类的继电器又有着不懂的功能和特点。在使用电磁继电器过程中，根据自身之中拥有着的两种回路，在电流输入输出过程中有着紧密的联系，工作人员在工作过程中通常根据实际情况与电磁继电器的特点进行确定使用。工作人员在利用固态继电器时，主要是将固态继电器一面的线路组织用作输入端口，同理将剩下的连接线路当做输出端口，根据自身的相关组件进行输入、输出之间的转变工作。同时根据电流的先关特性又可以将固态继电器分为两种类别，直流、交流固态继电器。热继电器的工作过程主要是通过在工作过程中受到热能的影向产生电阻的电阻丝、两种膨胀性能不同，共同进行压缩的金属片在收到热能的影响下进行热涨改变自身的形态进行工作的，工作人员会根据实际生活中的情况与个继电器的特性进行结合考虑，最终确定继电器的使用。
1.3 继电器的用途
电气工程及其自动化低压电器中继电器在工作过程主要的工作用途可分为三种。首先在利用继电器进行工作时，其可以利用自身的相关设备元件将电流的输出变大，更好的提高了生活中的供电质量。其次，在利用继电器与相关设备一同工作时可以起到一定的监测控制的目的。最后，继电器在使用过程中可以更好的对大功率的电路进行管控。工作人员利用继电器进行科学实验过程中应该准备各种不同种类与规格的加点器，利用继电器的特点进一步提高实验的安全性。
1.4 继电器的使用选择
在电气工程及其自动化低压电器中对继电器进行使用过程中应该注意以下三点。第一，在选择使用的继电器时工作人远远应该以实际情况电流的为依据进行选择，在工业运行过程中低压电气在工作过程中的电流应该低于在平常使其的电流。在继电器运行过程中如果发现电流过大的问题应该立即停止使用并对继电器进行更换，刚好的提高工作过程中的安全性。第二，在使用继电器前一定要对继电器进行全面科学的检测，同时以前期设备的相关条件为基础对继电器进行科学的选择。第三，在选择继电器的过程中一定要以电路与低压电气的差别为依据科学合理的选择继电器。
2 电气工程及其自动化低压电器中继电器的应用
2.1 继电器的测验方法
在电气工程及其自动化低压电器中使用继电器时经常选用三种测验方法：触点测验法、线圈测验法以及释放电压与电流的测验法。首先，线圈测验法。顾名思义，就是利用线圈在继电器中的电阻值进行测验，同时利用专业的设备对继电器的线圈测验，查看继电器系线圈的完整程度。同时还可以利用相关设备对线圈的电阻进行检测。其次是触电测验法。在利用继电器进行工作过程中，继电器触电的相关能力对继电器的问对有着重要的作用，在继电器的使用过程中，利用这种测验方法主要是对继电器的触点进行科学的测验，同过测验所得的结果对继电器的安全性做出科学的检测。最后是释放电压与电流的测验方法，在利用这种方法时，首先应该对总电源的电压进行有规律的提升，对声音进行科学的判断，并对其进行科学的分类，同时工作人员应该对相关的电流电压信息进行科学的整理与收集。更好的对继电器进行科学的测验工作。在利用这种测验方法的同时还要进行多次的测验，尽可能的较少误差的产生。在测验过程中误差经常会出现，只有进行多次的测验才能更好的提高测验的结果，提高继电器的安全性。
2.2 电气工程中继电器的使用
随着我国科学技术的不断进步，进一步推动了电气工程行业的发展，也使得继电器在电气行业的普及。继电器在电气工程中的主要功能是对电路中的低压电器进行完善，更好的促进电路的聘问工作。继电器在工作过程中，其自身的内部结构可以进行转变。继电器中的线圈在通过电流时可以产生电磁，仅一步加强动触点与静触点的结合。在系统断电之后根据相关的电磁相应，衔铁会恢复到开始的位置，进一步使动、静触点在次进行结合。在触点发生改变过程中，真正的实现电流的开与关。
2.3 自动化低压电器中继电器的使用
随着自动化技术不断提高与完善，自动化低压电器中继电器也被更好的使用。继电器在自动化低压电器中进行工作时主要根据各种方面的条件对整个电路中的触电信息电路进行完善的管控，减少了因工作人员因各种因素发生安全隐患的问题。继电器在工作过程中经常对1600V的直流电与1300V的交流电进行管控。在此情况下，自动化低压电器中继电器的应用乐意更好的提高继电系统的动力，在一定情况下进一步促进自动化低压电器行业的发展。
3 结束语
综上所述，随着我国技术与经济的不断发展，电气工程及其自动化低压电器中继电器的使用得到了更好的普及，继电器利用自身的特点，通过的小电流对大电流进行控制，可以更好的促进整个电路的运行安全性，随着继电器的使用，可其更好的提高其行业的发展与进步。
参考文献
[1]武晓婷.继电器在电气工程及其自动化低压电器中的应用[J].科技创新与应用，2015（02）.
关键词:农林高校;热工基础及流体力学;课程教学;实践创新
当前，在“绿色发展理念”深入人心的时代背景下，农林类高校迎来了很好的历史发展机遇;同时社会和企业对农林类专业人才的需求更加重视质量，对人才的知识深度、广度和对专业基础课、专业特色课核心知识的实践运用能力，均提出了更高要求。提高机械设计制造及其自动化专业学生林业装备系统总体及其子系统技术的掌握程度，拓展学生在林业装备系统上运用专业基础课、专业特色课中核心知识的科研能力，是农林类高教工作者面临的共同课题［4］。
1课程教学剖析
1．1课程内容
“热工基础及流体力学”这门课程是机械设计制造及其自动化专业的一门综合性专业基础课，是后续液压与气体传动、泵与风机、林业机械等专业及特色专业课的重要基础。课程目标包括:掌握工质的热力学性质、热力学第一定律、第二定律、热工转换的规律和理想气体的热力学过程，学会基本的理论分析与计算方法;通过对热量传递的三种基本方式、导热基本理论、对流换热基本规律、黑体辐射基本定律等内容的学习，使学生具备对基本的传热学问题进行分析和总结的能力;掌握流体的主要物理性质和流体静力学的基本理论知识，学会流体上的作用力分析，能够推导流体动力学方程的连续性方程和伯努利方程，针对黏性流体，能对管内流动状态进行判断;能够对“传热学”“工程流体力学”的实验结果进行分析和解释，通过实验数据综合分析工程中的现象及问题，并得到合理有效的结论。总体来看，本课程讲授内容包括工程热力学、传热学以及工程流体力学三大板块的内容，是在高等数学、大学物理、理论力学、材料力学的基础上进行深化学习，拓展到实际的工程问题，所以本课程不仅理论性强，而且工程应用性也很强;与机械设计制造及其自动化专业其他课程相比，该课程涵盖了本应三门独立开设的课程内容，知识难点聚集、微积分公式众多、三大知识板块思维跨度大、学生融会贯通掌握难。但是，学生对课程内容的掌握程度直接影响后续专业特色课程的学习情况。
1．2教学思路
目前，本课程总学时为48学时，理论授课42学时，实验授课6学时。三大板块的教学内容多，理论授课课时较少，矛盾突出:(1)学生由固体学科切换到流体学科的学习需要较长适应期;(2)课程中较多章节内容抽象，且涉及大量公式推导及专业的概念铺垫，加之为了跟上教学进度教学内容更新较快，学生普遍反映课程难度较大;(3)教学内容和后续专业及特色专业课内容衔接性不够紧密;(4)从内容的充实性和课程的结构上来看，“热工基础及流体力学”这门课程的教学内容已经满足要求，但是对接林业机械领域最新技术，强化学生创新思维方面，当前的课程建构仍无能为力;(5)由于本课程的学习不涉及具体的机械装备系统，使得同学们对本课程在专业中的地位认知不足，学习积极性欠佳，这些现状使得提升教学效果难度较大。针对上述课程特点及教学现状，结合农林类高校“机械设计制造及其自动化”专业的实际情况，制定了如下教学思路:(1)授课时，使学生从机电系统、固体力学等学科的思维中切换出来，将空间观测法跟同学们探讨透彻，基于空间观测法开展“热工基础及流体力学”的课程教学。(2)在教学大纲中删除过于抽象、应用面较窄的教学内容，深入讲解与后续“液压与气体传动”“泵与风机”“林业机械”等课程关联度较深的内容，为专业及特色专业课的学习做好扎实铺垫。(3)结合在林业机械领域与“热工基础及流体力学”紧密关联的科研经历，探索寓教学于科研、科研反哺教学的授课模式，强化同学们对“热工基础及流体力学”在“机械设计制造及其自动化”专业里占有重要地位的基础认知，显著提升同门们自愿学习、自主学习的热情。(4)注重思维方式、终身学习意识的培养。教学过程中注重切入问题角度的讲解，使得同学们在明白问题的同时更养成学习思考问题方法的习惯;从固体学科到流体学科是一个较大的跨越，在跨越的过程中，使同学们树立终身学习意识，为以后培养同学们提出、解决林业机械领域学科前沿性、热点性问题的能力打下坚实基础。
2课程构建探讨
在“碳达峰、碳中和”的硬性发展要求及“绿水青山就是金山银山”的发展理念加速推进的浪潮之下，农林高校“机械设计制造及其自动化”专业的毕业生在高等教育系统中的地位不断提升，所以基础专业课程构建更需获得与之地位匹配的重视。一方面，基础专业课课程构建要体现基础知识的深度和广度;另一方面，内容要很好衔接并服务于核心专业课、特色专业课，为学生后期毕业设计、研究生科研深造做好铺垫。
2．1课程内容深度衔接核心专业课
“林业机械”是南京林业大学“机械设计制造及其自动化”专业的核心专业课，内容涵盖林业动力、整地、清理、苗圃、造林、抚育、保护、防火、采伐、采摘、智能化等机械。其中，和“热工基础及流体力学”专业基础课相关的包括动力、清理、保护、采摘等板块。林业动力机械(包括泵、风机)涉及“工程热力学”中热能和机械能之间的转化问题，同时也涉及“工程流体力学中”可压缩混合气体压强、温度变化和装置的动力匹配问题;林业清理机械涉及“工程流体力学中”不可压液态水在管道内部的流动，在雾化器内的流态分布、出口后雾化粒径分布等复杂多相流问题，如图1所示;林业保护机械中喷雾射程、喷雾穿透涉及“工程流体力学中”可压缩流体空气的外部流动及耦合风场、雾滴的多相流动问题，如图2所示;林业采摘机械中，基于负压的采摘系统涉及可压缩流体空气的管内流动问题。从衔接核心专业课的角度来看，一方面，农林类高校“热工基础及流体力学”这门专业基础课程应该深耕“工程热力学”和“工程流体力学”，而“工程流体力学”应该是重点中的重点;另一方面，也好兼顾课程内容的完整性，“传热学”也要适度调整。
2．2匹配三大板块关系，优化课程结构
建议协调、平衡三大板块的课时占比，同时明晰课程内容的内在逻辑关系，在此基础上进一步优化课程结构。在“工程热力学”(热能的间接应用)板块中，我们将实现热力学能向机械能转化的媒介称之为“工质”，媒介一般是“单一气体”或者“混合气体”，热力学第一定律、热力学第二定律、工质热力学性质及理想气体的热力过程等课程内容和专业核心课程林业机械吻合度较好。“工程流体力学”中，对流体的终结性定义是“抓不起来的物体”，一般性的定义是“气体和液体”的总称，但课程内容中流体基本概念的铺垫、流体静力学、流体运动学、流体动力学及黏性流体等课程内容都是基于不可压的液体，同为流体，但气体和液体的性质及研究重点相差甚远，“气体”这种流体相关课程内容的缺失为后续专业核心课程的学习带来很大知识结构缺陷。“传热学”(热能的直接应用)中，对导热、对流传热(混合传热，主要是流体和固体之间)、辐射传热的基本原理、工程应用等课程内容做了比较详细的讲解，但是后续专业核心课程对传热学中的知识需求很少，仅仅在脉动燃烧技术这一研究领域有所涉及。总体来看，不管是“工程热力学”中的“工质”，还是“工程流体力学”中的“气体”，再或者“对流换热”中的“流体”，其中“气体”是课程的“最大公约数”，也是和林业机械这一专业核心课程相关的“最大公约数”。鉴于此，“工程热力学”教学内容总体上可以维持不变，部分章节可以简化，不重要的知识点减少不必要的推导，侧重理论、公式概念的理解和应用，这样可省出一部分课时。总课时不变的情况下可以合理缩减“传热学”的课时，对辐射传热只做一般性介绍;考虑到相似原理在流体力学的试验研究中也有重要应用，可以在这里对相似准则进行深入讲解，省出较多课时。将“工程流体力学”放在最突出的位置，省出来的课时分配给这一部分;增加可压缩流体“漩涡势流理论”“相似理论中的量纲分析法”、包括气体动力学中“扰动在外空间流场中的传播”及“管内气体的流动”等内容，以匹配林业机械核心专业课。
2．3树立自主学习、终身学习意识
目前，流体力学板块中关于可压缩流体的课程内容匮乏，教学中会鼓励同学们在MOOC上寻找优秀资源进行线上学习，使同学们树立自主学习意识。通过工程流体力学板块，我们在体力学的范畴内将研究运动的方法由拉格朗日法提升到欧拉法，这是一个显著的改变，也是重要的进步，通过这一步，有助于培养同学们的终身学习意识。
结语
关键词 电力系统及其自动化；规划与设计；科技与管理；多重效益
中图分类号TM711 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）80-0092-02
电力系统及其自动化工作流程就是在中心地带安装计算机系统，实施对中心发电站和变电站周围系统的监控，形成立体的网络监控系统，使信息的传达和指令的传输能够及时、畅通。中心计算机负责总体的指挥和调控，以及各种数据的处理、异常事故的自动回复等，通过计算机与软件之间的结合，使自动化的程度不断的加深，达到系统合理可靠的运行目的[1]。随着技术发展，电力系统及其自动化技术得到广泛应用，电力系统及其自动化技术的数据共享、数据整合能力，安全监视、安全保障能力得到提高，日渐成熟的电力系统及其自动化技术改变了电力行业的旧有格局，开辟着电力行业的现代化新篇：电力系统及其自动化的安全性能和稳定性的提高满足着老百姓的高要求的同时，也因为电力系统及其自动化插上了信息化的翅膀，实现了电力工作人员对电网及电力系统的有效实时监控，电力故障能得到及时排除解除，电力系统有更足够的安全保障。但是就中国的情况讲，电力系统及其自动化的方向是全面布局DMS系统，高效提高电气管理水平，适应电力系统及其自动化技术的发展。为此，本文就电力系统及其自动化从规划与设计到建成后的科技投入与管理及要放长远眼光考虑的“多重效益”进行“全景”式透析，力求解读出个中味道。
1 “近景”：规划与设计奠基电力系统及其自动化
电力系统及其自动化与电能生产、输送及分配密切相关，通过对电力系统及自动化的规划与设计是为了实现电力系统及其自动化的效率的最高化，设备功能的全面释放，使电力系统对电能传输的效率得到提升，为国家创造电能利用的隐形财富。因此，规划与设计是布局一个新的电力系统及其自动化最首要考虑的一个问题，不然等工程上马，系统正常投入运行就得不偿失了。
首先，为满足社会企业及用户对电能的高需求状况 ，对早期电力系统重新规划是一项综合性的改造活动 ，可显著提高原先系统的运行功能[2]。在我国，电力系统的规划与设计就担负着这样一个历史包袱：这就是我国幅员辽阔，电网建设极为复杂，电力需求量也极大，还有不可绕过的一点是电力系统及其自动化改革晚，传统技术和设备仍旧掣肘着我国的电力系统及其自动化的步伐。如此，在追赶美英等先进技术的同时，对传统电力系统及其自动化的再规划与设计也成为奠基我们现代电力系统及其自动化的重要课程；
其次，包括对传统电力系统的再规划与设计在内，电力系统的规划与设计包含了发电、输电、变电与配电、用电等多环节，通过对风能、核能、热能、潮汐能等电能生产方式产生的原始电能的转化及供应输送做电力系统及自动化的科学高效绿色生态设计与规划，满足用户对用电、用电设备的运行要求，同时也减少资源消耗。例如，这种规划与设计的过程可体现在电力系统在各环节或者不同层次都具有的信息控制系统，为电能的生产进行测量、控制、调节、通信、保护及调度；
第三，电力系统及其自动化的规划设计还与电力工程的打造紧密相关，电力工程是融合电工技术、电工理论及有关技术、工艺、材料、制造因素的集中反映，是电力系统及其自动化先进不先进的决定性元素。电力工程的规划与设计重点在电源、电网、负荷中心，为了打造优质的电力工程项目，设计时就可以用计算机作控制中心，对电力工程各个部分进行全面调控，保证其可行，经得起时间的检验；
最后，电力系统及其自动化的规划与设计需要遵循成本原则，以少投入，从元件、设备等方面控制造价，成本原则直接影响到产品的定价，经济效益高是客户接受的必然因素；坚持安全原则，电力系统及其自动化首要考虑的要素就是安全，其安全性和稳定性涉及电力设备、电力设备的安全使用，网络的操作安全及数据安全方面。此外，电力系统还应坚持配备系统监测的模块等措施以落实安全性的要求；坚持周期原则，在规定期间内完成，考虑详细，有严格方案，不影响用户对产品的使用。
2 “中景”：科技与管理提质电力系统及其自动化
电力系统的集成度提高，电力系统及其自动化的形成发展由市场需求所驱动，市场需求对电力系统及其自动化的质量提升起着关键性作用。为此，打破传统的信息孤岛，进行数据方面的整合与应用，实现相关信息与多源信息的无缝对接，多维度多侧面展示数据间的关联，成为电力系统及其自动化未来的发展趋势。这就趋势的破冰与形成是一种对电力系统及其自动化大幅提质的过程。这其中莫不与电力系统及其自动化专业人才的培养，专业的改革与实践相关。就人才培养与专业课程的而言，笔者认为，要应用课程学建设思路，加强应用型教学、减少对理论的依赖，对电力系统及其自动化的专业的建设方案系统性和创新性的改革；类似衢州这类浙江省的欠发达地区还应该充分运用仿真技术、网络资源教学及当地水利企业的优势，加强专业的“接地气效应”。但科技与管理更是电力系统及自动化提质的两把利剑。
2.1 技术科技化——提质“硬剑”
1）先进化的科技装备。先进技术装备为我国电力系统及其自动化的生产运营提供了良好平台，给予了很大支撑。可控硅整流装置的问世，代表了电力系统传动技术的一次巨大的跨越，从此以后，电能的变换和控制正式步入了电力电子器件构成的变流器时代[3]。以电力电子器件变革经历的三个阶段为契机，电力科技装备一次比一次先进，电力系统及其自动化的装备已经呈现高频技术的发展趋势，不仅自动化的色彩越发浓厚，更增加了环保、节能、智能化等特点。以电力科技装备在风力发电中的运用为例，诸如发动机组的设备对发电量损耗大，出于节约能源的出发点，在高低压电的转化中，用风机水泵变频机替代原先使用的变频器，就改变了电能转化中耗能大、效率低等问题。总之，我们要从电力系统及其自动化的科技设备革新和技术的不断发展上谋求新路，探索发展科技设备对提高电力的生产质量；
2）科技装备的信息化。电网的壮大，实现对电网高效地实时监控需要凭借电力系统及其自动化所用科技装备的信息化水准。依托电力装备的信息化，实现对电网的综合监控不说，电站工作人员能更加详细准确地了解电力系统运行状况，快速准确判断故障位置及故障原因，遥控操作变的容易，对各种数据的分析变得简便。电力系统及其自动化在科技装备的信息化的各种案例，如体现在对包括测量仪表、自动装置及远动装置等变电站二次设备的功能进行组合和优化，利用计算机技术、通信技术等信息化技术实现对变电站输、配电线路，设备的监视、测量、控制等。
2.2 管理现代化——提质“软剑”
一方面是日常管理要做到“优化提质”。电网的发展带来企业管理思想、管理方法的创新，及其在电力系统及其自动化的应用，促进电力系统管理水平的提升。换句话说，如何提高电网信息的采集、加工等环节的速度及准确性需要管理；电力工程的施工、监管过程涉及的部门多，电力施工人员的工作技能参差不齐，工程选用什么样的物料、工程的进度有什么安排，工程技术管理的流程等很多方面需要管理； 在电力系统及其自动化的具体运用中，继电保护的保护元件经常会出现异常情况，影响供电秩序，产生安全隐患甚至安全事故，这就需要对电力系统进行有效地安全管理。这些都是电力系统及其自动化日常涉及到得一些管理，对这些日常管理就要做到“优化提质”。
另一方面是应急管理要做到“优中见质”。电力系统及其自动化的发展， 电网的规模获得扩大，电网的紧密度比以往更令人咋舌，由此也带来了电网的稳定问题，一些小概率的联级事故、外部灾害也可能引起系统失稳，进而引发系统瘫痪，造成不必要灾难性停电事故。为此，电力系统及其自动化的应急管理考验着管理者的管理智慧。如何做到应急管理的“优中见质”，例如，电力系统故障后，工作人员应就近在故障元件边上的区域搜索缓解故障情况的负荷削减节点，帮助系统恢复到安全状态，并将故障影响降低到最小范围。而工作人员采取的方法可以很多：利用慢同调分群算法将系统中的发电机组聚合成若干虚拟发电机群节点，最大限度地减小割集的搜索空间，在考虑拓扑结构和潮流方向的基础上，将网络中的其他节点向虚拟发电机群节点聚合，并在 Laplace分区策略的基础上提出了一个新的权重指标来衡量两个相邻节点之间的“距离”，以改进 Laplace 分区策略[4]。这就是一种有效应急“优中见质”的方法。
3 “远景”：多重效益注脚电力系统及其自动化
电力系统及其自动化“近景”与“中景”的布局都是为了实现电力系统及其自动化的“多重效益”，环保效益、社会效益、经济效益多多重效益并重是电力系统及其自动化的最好注脚，电力系统及其自动化之于经济的功效自不必多言，它对中国经济结构的调整，产业的转型都有特殊的意义，本文就“碳排放”和“可再生”两个关键词进行简述。
3.1 关键词“碳排放”——重构 “绿色目标”
2006年来，我国碳排放超美国成为世界第一碳排放大国，在能源保障供应充足及为社会提供强劲发展动力的基础上，实现经济低碳可持续发展成为各方共识，可持续发展意味着作为碳排放最大部门电力行业的需要转型。换句话说，全球多变的气候和焦灼的能源问题为电力系统及其自动化的“绿色重构”提供了历史性的机遇。怎样实现电力系统及其自动化对电力产业的“绿色重构呢”？电力系统及其自动化首先依据电力碳排放及强度作为评价内容评价各地电力低碳发展。但是仅以碳排放强度及碳排放总量不能客观评价各地电力低碳工作，还需要根据各地的能源特征、电源机构、居民用电习惯等特点，对电力系统及其自动化的碳排放做结构分解，透彻分析各地电力碳排放的成因等因素，最后依据电力系统及其自动化的系统特点和自动化的程度对各地低碳发展线路做针对性部署。
3.2 关键词“可再生”——造福“广普大众”
电力系统及其自动化在其建设、生产运营中，投资、成本、产量等因素会因为内外环境的变化而变化，进而与我们对其所作出经济评价的预测值有一定差异，对项目能产生的经济效益产生影响。但是基于利用“可再生”能源基础上的电力系统及自动化，无疑能造福到“广普大众”。这是因为可再生能源的能源密度低，资源分布广，适宜小规模开发利用。比如，在资源、条件允许的情况下，电力用户能安装小型的光伏发电系统，在城市的空闲场地和建筑屋面，农村荒山荒坡，农民房前屋后都可利用光伏电站发电，按人均1千瓦光伏发电，全国超过10亿千瓦，看上去数字有点大，但是每千瓦的光伏发电系统安装个位数的太阳能电板就行，利用好这样的可再生能源是电力系统及其自动化未来的额一个方向。
参考文献
[1]王四明.电力系统及其自动化技术的应用探析[J].现代阅读，2012（7）：18.
[2]许文杰.电力系统规划与电力工程设计的研究[J].科技传播，2012（1）：13.
关键词：电气工程及其自动化；电能变换与控制方向；培养方案；课程设置；实践环节
作者简介：巫付专（1965-），男，河南安阳人，中原工学院电子信息学院，教授；王耕（1967-），男，河南郑州人，中原工学院电子信息学院，副教授。（河南 郑州 450007）
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）17-0018-02
近年来我国经济持续高速增长，传统能源消耗量大幅增长，引发的能源短缺和环境污染等问题成为制约我国经济又好又快发展的瓶颈。为此，发展新能源产业势在必行。《可再生能源发展“十二五”规划》提出，至2015年底并网风电累计装机容量要达到1亿千瓦，年发电量要达到1900亿千瓦时。光伏发电装机要达到1400万千瓦，光热发电装机100万千瓦，太阳能热水器推广面积要达到4亿平方米。政策上还首次提出地热能、潮汐能和海洋能的发展目标。《中国新能源产业发展与安全报告（2011—2012）》指出，我国新能源产业总体而言对外依存度较高，风能产业、光伏产业、生物质能产业与地热产业的关键设备及核心技术尚需从欧美输入。
电能变换与控制技术作为新能源产业关键设备的核心技术之一，随着我国新能源产业的迅速发展、国家科研投入的不断加大，高校和科研院所近年来也研究出了大批科研成果。例如仅2012年11月19～20日在福州大学召开国家自然科学基金电工学科2008/2010 年度批准项目交流会就有研究成果120余项，其理论水平和实验室级的成果已接近或达到欧美水平。然而这些成果工业化的过程中却严重滞后于世界先进水平。造成这种局面固然有很多原因，但是人才培养“频谱”的欠缺也是其中的原因之一。这些科研成果主要由教师、博士和硕士来完成，本科生很少涉足，国内高校开设相应本科专业方向的学校也很少，这就造成了将科研成果转化为工业产品人才的匮乏。2012年11月16日《江南时报》报道：“能源动力类（就业率94.71%）、材料科学类（就业率93.71%）、电气信息类（就业率92.70%）等与新能源、新材料、服务外包等新兴产业相关专业的毕业生就业优势明显。”“良好的产业发展不仅给相关专业毕业生带来了就业底气，也给薪资待遇提升留下了想象空间。”据统计，近两年内电气信息类毕业生的平均工资为3778元，仍有很大的上升空间。省内电气信息类企业将传统的电工技术与计算机、电子、自动控制、系统工程及信息处理等新技术相结合，具有广阔的应用前景，规模正不断壮大，就职毕业生对该类企业的发展趋势充满信心。”其他地区的招聘也有同样信息出现。对于快速发展的新能源产业而言，应用型人才供应面临严重不足。因此，亟待加大该产业人才的培养力度，以满足新能源产业发展对应用型人才的迫切需求。
一、目前相关专业开设的现状
近几年国内仅有十几所高校增设了核能相关专业，大多数高校是在原有热能与动力工程等专业基础上增设了部分与新能源有关的选修课程作为对新能源领域知识的一种补充，或进行了专业名称的更改。所有这些无论是课程内容设置的科学性还是人才培养的专业性，尚不能适应完全国家对新能源领域专业人才的需求。对于新能源产业关键设备及核心技术之一的电能变换与控制更是涉及很少。
电气工程及其自动化专业在1998年国家教育目录合并前包括电力系统自动化、电机、绝缘技术等强电专业。由于其涉及的专业领域非常宽泛，所以各高校培养方案的设置通常分方向设置，即在专业课学习阶段按专业目录合并前的专业进行设置。与能源产业关键设备及核心技术之一电能变换与控制相对应的电力电子与电力传动二级学科由于相对传统电机电器、电力系统自动化等学科发展较晚等原因，开设电能变换与控制专业方向的高校很少。
由于新能源产业迅速发展，与之相适应的电力电子技术也得到了迅速发展与完善，为在电气工程及其自动化专业本科阶段开设电能变换与控制提供了理论基础。
二、专业培养目标及规格
电气工程及其自动化专业电能变换与控制方向面向新能源产业，根据能源领域的发展趋势和国民经济发展需要，需培养在新能源科学中电能变换与控制研究及其利用的技术开发与实施等方面既有扎实的理论基础又有较强实践和创新能力的专门人才，以满足国家战略性新兴产业发展对该领域教学、科研、技术开发、工程应用、经营管理等方面的专业人才需求。本专业培养掌握电路电子与电工技术、控制理论与系统、计算机与微处理器应用技术，强调强弱电点结合、元件系统结合、软硬件结合和基础知识，体现了强电与电力电子、自动控制、计算机等技术相结合的专业特点。
毕业生应获得以下几方面的知识与能力：具备较扎实的本专业领域必需的自然科学基础理论知识和较好的外语综合能力；系统掌握本专业技术基础理论知识和必要的专业知识；掌握电能转换与控制、信号分析与处理、电机学、新能源发电、电气工程方面等方面的知识；了解本专业学科的前沿与发展趋势；获得电能变化与控制系统的分析、开发与研究方面的工程实践训练；能从事新绿色能源的研发工作（例如光伏发电、风力发电、混合动力汽车）；能从事电力系统的分析预测试；能从事电能质量分析与调节系统的研发与设计工作等；具有一定的人文社会科学、经济管理知识及相关工程技术知识，掌握文献检索、资料查询的一般方法；具有较强的工作适应能力；能从事新能源领域里的科学研究与管理工作。
三、专业课程体系
1.培养方案课程安排
针对本专业的特点，所以教学计划安排应该使得在专业教学阶段的理论与实践并重。专业课阶段课程安排的建议如下：
公共基础课：“高等数学”、“大学物理”、“大学英语”等。
人文通识课：“原理”、“法律基础”、“艺术鉴赏”等。
专业基础课：“电路”、“模拟电子”、“数字电子”。
专业平台课：“自动控制控原理”、“电机拖动基础”、“单片机原理”、“自控原理”、“C语言”、“可编程控制器PLC及系统集成”、“信号分析与处理”等。
专业必修课：“电力工程”、“新能源发电”、“电能变换与控制（上、下）”、“DSP技术”等。
专业任选课：“微型电网工程”、“柔性输配电技术”、“人工智能与智能控制”、“智能电网”、“电力系统网络通讯”、“变配电运行自动化”、“电气CAD”、“检测技术与仪表”、“电动汽车概论”、“电能质量与谐波治理”等。
工具课：“MATLAB”、“AotoCAD”、“protelXP”、“Proteus”、“multsim”等。
本培养方案将课程分为上述6个部分，其中公共基础课、人文通识课、专业基础课和专业平台课的设置与目前的电气工程及其自动化保持不变。专业必修课和专业任选课是电能变换与控制方向的主要专业课程。“新能源发电”主要讲述太阳能光伏发电技术、太阳能热发电技术、风力发电技术、生物质能发电技术的原理；“电能转化与控制”（上）主要讲述电能变换的基本原理，包括DC/DC、AD/DC和DC/AC变换，可采用传统电力电子的教学内容与教材。“电能转化与控制”（下）主要讲述PWM的控制方法（包括SPWM、SVPWM、滞环控制和三角波比较控制以及瞬时无功理论等）以及在新能源（光伏发电、风力发电等）中的应用实例分析。DSP技术主要讲述目前应用最为广泛的TI公司TMS320LF2812的原理与应用。工具课“MATLAB”可在第二学期开设，“AotoCAD”、“protelXP”、“Proteus”、“multsim”放在期末实践环节结合课程设计进行。专业课设置如表1所示。
2.实践环节设置
实验教学环节改革将注重培养学生的工程系统能力、实践中运用知识的能力、解决较复杂工程问题的能力、管理决策能力，还有创新研发能力等。通过合理统筹优化实践教学部分激发学生的工程实践兴趣和勇于创新的精神，使学生的专业素质满足电能变换与控制工程师培养标准。
（1）实践教学环节改革将关注以下几点：
1）加强综合性、设计性实验的开发，在统筹优化、合理安排所有实验课的基础上提高实验课质量，增加综合性、设计性实验，增强学生动手能力、分析问题、解决问题的能力。
2）增设企业中常用仿真软件的教学实践课程，提高学生多种仿真软件的应用能力。
3）增设工程能力综合训练内容。
（2）本计划实践环节主要分两个阶段实施。
1）第一阶段：工程能力基本训练阶段。内容：金工、电工实习、各门主要课程课内实验、电子技术的课程设计、单片机课程设计、PLC的课程设计、工程制图、制板及仿真软件的应用等。目标：达到初步分析问题、解决问题的能力，具备实际工程所需的基本技能。
2）第二阶段：工程能力综合训练阶段。内容：取消单门专业课的课程设计，增设综合课程设计，在第7学期期末进行，时间为3周，题目结合新能源发电所需的技术选定，要求学生按全国大学生电子设计大赛的型式提交作品及实验报告。目标：使学生具备对所学知识和技能的综合运用能力，具备初步电能变换与控制系统设计与调试能力。
3.校企联合毕业设计
毕业设计是学生能力培养最后一个环节，主要锻炼学生综合运用所学科学理论方法和技术手段分析并解决工程实际问题的能力，培养学生的创新意识和进行设计、技术改造与创新的初步能力。[2]毕业设计安排在第8学期进行，此环节时间为15周。采用校内指导教师和企业指导教师共同指导的方式。毕业设计题目的选取可以紧扣新能源发电中电能变换与控制关键技术，突出电能变换与控制常用控制策略、信号检测方法等的应用，强调硬件电路的设计与调试、软件的编程。目的是使学生在毕业设计的过程中初步掌握新能源发电中电能变换与控制的关键技术。
四、结论
我国新能源产业正在迅速发展，该方面专业技术人才的缺失已成为其进一步发展的瓶颈。高等学校应认真研究，及时培养出社会急需的人才，服务社会。本文就在电气工程及其自动化专业基础上开设电能变换与控制方向进行了分析；针对新能源发电所需的知识结构提出了主要课程的设置，并对实践环节和毕业设计进行了详细分析；给出了电气工程及其自动化专业开设电能变换与控制方向的培养方案。要想将培养方案落实到实处还有很多工作要做，比如师资的建设、实验室的建设、教材的建设等等。
参考文献：
一、引言
随着我国各行各业的发展，各类产业的用电需求越来越大。无论是生产还是生活，人们与电力的关系已变得密不可分。所以，电力在人类社会中正扮演者愈来愈重要的角色。但是据了解，电气工程及其自动化无论是在过去的开发时期，还是现在的使用时期，都需要消耗大量能源，在电力的生产和传输过程中都存在着可避免的能量损耗。通过电气工程及其自动化的知识与技术，提出节能设计的方案，使电力生产和传输得更加节能。
二、电气工程及其自动化存在的问题
（一）自动化程度不够高从电网调度来看，相比发达国家，我国的电网调节的自动化程度还不够高。目前我国现有技术不能将电网的各环节联系在一起加以控制，只能实现对单个系统或设备的控制。因此需要人员来做协调控制，可能会造成人为误差，使得需要调节的时候没能做出正确的抉择而导致能源的浪费。此外，电力仪表的作用也不容忽视。电力仪表是可以监测、分析电能质量和电力故障的重要仪器。如果想要进一步实现节能，则离不开对电网中各代表性节点的监测，而现有的电力仪表多用来监测、判断电力故障并给出相应的措施，所以需要进一步发展电力仪表，以监测更多的数据来实现节能。
（二）部分线路传输损耗较高在电网的实际运行中存在着各种各样的损耗，例如传输过程中的变压器损耗，电力电缆损耗、无功损耗等。由于这些损耗是由电流通过导体，使导体发热而产生的，因此此类损耗无法避免，但可以通过采取一定的手段使得在保证电网安全、稳定运行的前提下，将损耗降到最低，让电能尽可能少的转化成其他能量，从而达到节能。
（三）新能源的并网运行不够可靠目前我国新能源主要为风力发电与太阳能发电，相比火力发电、水力发电、核电，后者只要运行得当、保证其稳定性即可实现其并网运行。而风力发电与太阳能发电这类新能源对天气的要求很高，贸然并网，如果用户端用电需求突然升高，而当地却为阴天或无风的天气，如果不加大周围火电厂的供电量，那么供电平衡将会破坏，甚至导致整个电网出现重大事故；反之，当用户端用电需求量突然降低，同样如果不采取相应措施，新能源发电厂发出的电能就会过剩，并以其他形式能量释放，造成严重的浪费。而天气的变化十分复杂，所以如果想要真正利用好新能源，以目前的科学技术来看是远远不够的。
三、电气工程及其自动化节能设计方向
（一）提升AVC系统性能在电网中，AVC系统指的是电网的自动电压无功控制，其能够保证电能质量、输电效率，降低网络损耗，使供电系统稳定、经济地运行。因此，如果对该系统稍加改动，即可提升电网的节能运行性能。而目前我国的AVC系统缺乏全局运行的监视、系统数据太多人工处理麻烦，使得工作效率低等问题。所以要想发展AVC系统则需要改进系统的界面，使得数据更加直观；提升AVC系统的分析功能，使其达到人工智能的水平，能在不断的分析结果中不断学习，从而达到精确的自我分析来帮助工作人员判断。
（二）更换线路传输上文中已提到，线路中的传输损耗主要由导体发热产生。而导体发热的主要原因是由于电阻阻值偏大，导致流过的电能被转化为了热能，因此只要合理降低传输线路上导体的电阻即可降低损耗。降低导体的电阻，一般可以采用适当增大导体截面积的方法。目前在我国的配电网中，部分线路还存在着导体截面小、线路老化、线损率较大的情况。此外，配电网中的变压器也存在基本参数偏大的情况。所以，应更换老化的设备与高能耗的线路和变压器，还要加强建设出更加合理的电网结构。
（三）使新能源并网变得可靠要想让家家户户安全地使用新能源，就必须先解决新能源并网的问题。要想实现并网运行，就必须满足四个基本条件：发电机与系统的频率、相序、相位、电压均相同。这些条件现可以满足，但这仍然不够。由于新能源受天气影响，发电的质量会受到影响，比如当阳光照射强度发生变化时，发电过程中就会改变输出功率、产生一定的谐波。由于这种不确定因素均与天气相关，所以只要将天气中的某些可测得的、有效的数字参数与发电出力联系在一起，得到新能源发电规律的曲线，并反馈给电网调度员，即可实现新能源并网运行。
