风能与动力工程专业范文

导语：如何才能写好一篇风能与动力工程专业，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：风能与动力工程专业；认识实习；拆装实习；风电场仿真实习；毕业实习

中图分类号：G642.44 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）29-0084-03

风能与动力工程专业是适应当前风电等战略性新兴产业发展的良好形势、准确把握当今能源和环境等热点问题的发展方向、适应建设“两型”社会和发展“低碳”经济要求而战略性开设的新兴专业。实习模式是现代高等教育中的一个重要组成部分，是将理论课程中的二次经验知识转化为学生个人的直接实践认识的一个重要手段，是理论教育和生产实践相结合的一个重要方式。[1-2]开展实习模式的研究与实践是“风能与动力工程”专业建设的核心内容之一。通过开展对风电场、风电制造企业、国内相关专业的发展现状、人才需求、人才培养的调研与分析，针对风能与动力工程专业实习教学中存在的问题，结合培养“宽口径、多层次、强能力”应用型专业人才的要求，为提高学生的创新实践能力，课题组从实验室建设、实习基地建设、实习教学内容、实习教学方式等方面对专业实习模式进行了研究与实践，构建了具有特色的“四层次、四结合”的风能与动力工程专业实习模式。

一、风电产业的快速发展迫切需要大量风电专业人才

为了保障国家能源安全、保护生态环境、促进社会和经济的可持续发展，实现“2020年非化石能源消费比重提高到15%、单位国内生产总值二氧化碳减排40%～45%”的目标，近年来我国风电产业迅猛发展，2013年我国风电累计装机容量已达9142万千瓦，占世界累计装机总量的28.7%；新增装机容量已达1610万千瓦，占世界新增装机总量的45.1%，两项指标均已居世界第一位，目前风电已经成为我国的第三大能源，开始引领世界风电发展。[3，4]

根据我国规划，2020年中国风电装机将达到1.5亿kW～2.5亿kW，形成每年4000多亿的工业附加值，提供约50万人的就业岗位。今后几十年，风力发电产业将持续、高速发展，亟需大量的风动专业人才。但由于我国风电是近几年发展起来的新兴产业，之前缺乏这方面的专业教育资源，我国从事风电的技术骨干大多数是从其他行业转行过来的，他们普遍缺少风电方面的系统专业培训和技术学习。实践创新能力强的高级风电专业人才尤为短缺，已经影响了我国风电产业的健康发展。从风电企业新需求的职位来看，风电企业对现场工程师、维护工程师等工程类人才、电气研发设计人才和复合材料专业人才十分需要。[5，6]

二、风电专业人才需要具备过硬的意志和创新实践能力

经过大量调查发现，风电行业与火电行业不同，风电场现场的运行维护人员很少。经过在内蒙古华电辉腾锡勒风电场、江西长岭风电场、湖南郴州仰开湖风电场、湖南邵阳南山风电场、湘电风能、南车时代风电、浙江运达等风电企业实地调研的结果表明，装机容量在5万千瓦左右的风电场，整个风电场的运行、巡检及管理人员总共只需要15～30人；而100万千瓦火电厂一般需要500～1000人，且主要集中在集控运行与设备维护领域。风电行业最大的人才需求在装备制造环节，以及风电场的规划、设计、施工与维护及风力发电机组设计与制造、风能资源测量与评估、风力发电项目开发等风电相关的技术与管理方面。我国风资源主要分布在“三北”（东北、华北、西北）地区、东南沿海及其岛屿地区，主要包括东北三省和内蒙古、甘肃、青海、、新疆、河北等省区；海上风能丰富，我国海上风能资源丰富，海上风速高，很少有静风期；内陆湖泊和特殊地形等只有局部有风能丰富地区。几乎所有风电项目都远离都市，工作环境比较恶劣，风电人才需要具备到边远艰苦地方工作的身体素质和意志品质，大多数风电技术人员都要到现场去。这些特点也导致目前一部分人才不愿转行到风电行业，导致目前风电人才更加紧缺。[5，6]因此，风电人才的需求面虽然很广，但风电专业人才需要具备过硬的意志和创新实践能力。

三、风电专业人才需具备多学科、强实践的知识结构能力

近年来尽管我国风电产业迅猛发展，但由于风电产业是新兴产业，之前没有这方面的技术储备，我国风电产品的自主知识产权和核心技术非常缺乏，导致很多企业都是从国外购买图纸和技术进行生产制造，风电行业人才需要具有较强的国际交流能力；而且，风电是一门涉及机械、流体、材料、电气和控制等多学科的新兴行业，风电产品的开发需要具备多学科的知识体系；另外，风电产品在风电场运行时还面临很多并网控制、安全可靠性、结构优化、制造成本等方面的难题，需要不断研究创新予以解决；此外，风电设备制造和风电场设计、施工、运行与维护是一项集空气动力、机械制造、发电技术、电子控制和高可靠性设计为一体的综合性高新技术工作。风电产业需要有设计、制造、安装、调试及运营管理的系统化的人才培养体系。[5]所以，风电专业人才需具备多学科、强实践、国际化等多方面的知识结构能力和创新意识，给风电专业人才知识结构的设计和实践能力的培养带来很大挑战。

四、风能与动力工程专业实习模式应当遵循的原则

1.符合风能与动力工程专业培养计划要求

长沙理工大学“风能与动力工程”专业实习模式的设置应当以符合“风能与动力工程”专业人才培养目标和就业需求为指导原则。“风能与动力工程”专业人才培养目标：风能与动力工程本科教育是以培养德、智、体、美等全面发展，基础扎实，知识面宽，有较高的综合素质、一定的工程实践能力和创新能力，能胜任风电场的规划、设计、施工、运行与维护及风力发电机组设计与制造、风能资源测量与评估、风力发电项目开发等风能与动力工程专业的技术与管理工作，并能从事其他相关领域的专门技术工作的高级工程技术人才。

2.满足风电专业人才就业领域的行业需要

风能与动力工程专业本科学生的就业主要集中在风电场、风电制造企业、考研深造等领域，风电专业人才需具备机械、流体、材料、电气和控制等多学科知识结构和复合型工程技术创新实践能力的需要。所以，风能与动力工程专业实习模式的设置应当遵循“宽口径、多层次、强实践”的原则进行具体设置。一方面为风电领域培养高级工程技术人员，另一方面能为风电研究生、风电高层次研究人才的培养提供强有力的支持。

五、风能与动力工程专业实习模式的研究与实践

针对风能与动力工程专业学生实习中遇到的“山高路远坑深、不便实习”、“实习费用昂贵、难以承担”、“实习中只能看、不能动”的难题，通过“校内与校外结合、虚拟与现实结合、学校与企业结合、集中与分散结合”的四结合原则，探索建立了“认识实习、拆装实习、风电场仿真实习、毕业实习”共四个层次的专业实习模式。

1.认识实习模式的研究与实践

“认识实习（风动）”是风能与动力工程专业学生在完成基础理论课程学习后进入专业理论课程学习之前的一个实践教学环节，让学生在学习“电机学、风力机空气动力学、风资源测理与评估、风力发电原理、风电场电气工程、风电机组设计与制造”等专业理论课程前大致了解风电机组的总体构成、控制方式和风电场的运行管理，建立初步概念和认识，为深入理解和掌握专业理论课程知识打下基础。

鉴于湖南省风电场一般位于多风的偏远山区，面临“山高路远坑深、不便实习”、“实习费用昂贵、难以承担”、“实习中只能看、不能动”的难题，本课题组提出了“充分利用多媒体、校内与校外结合”的风能与动力工程专业认识实习模式，即在学生校外参加认识实习之前，在校内精心组织实习动员，除了为学生讲解风电场应注意的安全知识和纪律要求，还播放精心制作的风电视频文件，并邀请风电领域的资深教师为学生讲解有关风电专业知识，让学生在校外参加认识实习之前就对风电有了一个大致的了解；到达风电场以后，再请风电场的专职人员为学生详细讲解风电机组、集中控制室、功率因数补偿、变电站等部分的结构和功能。实践证明，采用这种认识实习模式后，学生在有限的实习经费和有限的实习时间内，大致了解风电机组的总体构成、控制方式和风电场的运行管理，激发了探究式学习的兴趣，取得了良好的学习效果。

2.拆装实习模式的研究与实践

“拆装实习”是风能与动力工程专业学生在学习完“电机学、风力发电原理、风电机组设计与制造”等专业核心课程之后，加深学生对风电机组零部件内部结构及功能与作用的理解、并提高学生的实践动手能力的一个关键实践教学环节。

风电场运行的风电机组的关键零部件（如叶轮、主轴、齿轮箱、发电机、刹车系统、偏航系统、控制系统等）主要位于机舱内，而机舱位于耸立在70～100m高空的塔筒的顶端，并且这些关键零部件一般都体积庞大，拆装与检修都非常困难，学生在现场几乎是不可能进行拆装与检修的。针对这种情况，本课题组提出了“充分利用CAD软件及实验设备资源，虚拟与现实结合”建设风能与动力工程专业拆装实习实验室，形成了独具特色的虚实结合的风动专业拆装实习模式。

课题组组织专业老师利用CAD软件，在第一阶段开发设计了MW级风力机叶片三维模型、风电齿轮箱三维模型、风电塔筒三维模型等CAD模型，使在实验室条件下不可能以实体尺寸建设、也不可能在现场进行实体拆装的庞大实物得以在实验室内进行内部结构展示和拆装练习，增强了学生对整体结构的认识。

另外，课题组还组织专业老师建设了“风动专业拆装实习实验室”，配置了TRM-JX3型风光互补移动实验台、Z-300W（A）小型风力发电机、异步电动机、行星齿轮箱、设备点检故障诊断仪、轴承诊断振动分析仪、粗糙度仪、数字存储示波器等拆装与检修实习设备及仪器，克服了虚拟仿真实验难以反映实际故障的弱点，提高了学生解决实践问题的能力。

3.风电场仿真实习模式的研究与实践

针对风电场建设成本昂贵、风电场地处偏远不便实习、以及实验室建设困难的问题，本课题组提出了“广泛吸引社会资源、学校与企业结合”共建校内风电场仿真实验室，形成产学研良性循环的风电场仿真实习模式。

课题组在建设风能与动力工程专业实验室的过程中，充分发挥我校在能源动力领域的办学优势，广泛吸引社会资源支持新兴产业专业办学，与北京木联能软件技术有限公司签订了《产学研合作协议》和《WEPAS教学版软件赠送协议》，北京木联能软件技术有限公司向我校捐赠19套WEPAS教学软件，总价值为205.2万元，对本专业“风电场建模与仿真”、“风电场仿真实习”课程的教学起到了良好的促进作用。同时，专业师生将软件使用中的一些体会反馈给企业，并开展一些相关研究，促进软件的改进与推广，形成了产学研的良性循环。

另外，课题组还争取中央财政项目支持，购置了35台计算机、1套PH-1移动式气象站、1套PH-1车载气象站、2台PH450手持式气象站、1套气象数据采集软件系统和1套用于复杂地形风电场资源分析的WINDSIM软件，方便学生将实测数据输入计算机，完成真实风电场的仿真实习，提高学生分析实际问题的能力。

4.毕业实习模式的研究与实践

毕业实习是学生在毕业之前进行的一个历时最长的实践环节，也是综合运用所学专业知识、启发毕业设计（论文）工作思路、积累实践工作经验的一个重要环节，让学生在进入企业工作之前进一步提升创新实践能力。

针对风电产业链极度分散分布、多学科的风电专业知识结构需求、风电企业容纳学生实习能力有限以及学生就业需求主要集中在风电制造企业和风电场的特点，本课题组提出了“多学科领域拓展，集中与分散相结合”的风动专业毕业实习模式，允许学生提早联系就业单位实习，实现风动专业学生“宽口径、强能力”培养。

课题组牵头与大唐华银城步南山风电场、华电郴州仰天湖风电场、中电投江西长岭风电场等建立了稳定的风电场实习基地，为专业学生到风电场的集中实习提供了保障；还与湘电集团有限公司、湘潭兴业太阳能科技有限公司、北京木联能软件技术有限公司等签订了产学研合作协议，为部分优秀学生到风电生产企业实习提供了条件；也有部分学生自主联系了福建六鳌风电场、华仪风能有限公司等单位分散实习，有效缓解了风动专业学生集中实习面临的难题。

六、教学效果

在本课题的研究与实践过程中，已将研究成果转化为风能与动力工程专业人才培养计划的修订、完成了“风能与动力工程”（现已按教育部目录统一修改为“新能源科学与工程”）专业人才培养计划2013版的修订工作；研究成果已指导风电专业课程教学大纲的制订、风电专业实习教学环节和实验室条件建设等方面的工作，具有较好的指导意义。

通过本项目研究，针对风能与动力工程专业学生实习中遇到的“山高路远坑深、不便实习”、“实习费用昂贵、难以承担”、“实习中只能看、不能动”的难题，探索提出了“四层次、四结合”的风动专业实习模式，取得了良好的教学效果。

参考文献：

[1]李录平，张拥华.基于工程意识和能力培养的理工院校实践教学改革与探索[J].黑龙江教育，2010，（4）.

[2]李录平，张拥华，周键，等.高等学校实践教育多维度理念探析[J].中国大学教育，2011，（11）.

[3]李俊峰，蔡丰波，乔黎明，等.2013中国风电发展报告[M].北京：中国资源综合利用协会可再生能源专业委员会，2013：9.

[4]国家能源局.国家能源科技“十二五”规划[M].北京：中国电力出版社，2012：4.

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论文关键词：特色专业；热能与动力工程；能源动力；质量工程

为适应国家经济、科技、社会发展对高素质人才的需求，引导不同类型高校根据自己办学定位和发展目标，发挥自身优势，办出专业特色，“十一五”期间教育部、财政部将择优重点建设一批高等学校特色专业，通过优化专业结构，提高人才培养质量，办出专业水平和特色，为同类型高校相关专业建设和改革起到示范和带动作用。

华北电力大学热能与动力工程专业创办于1958年，原名为电厂热能专业，历经五十多年的建设和发展，现已成为本校师资力量最强、就业形势较好、招生人数较多和学生成才率较高的专业之一，本专业累计毕业生人数已达10616人，在校生人数2647人。尤其最近几年，在两大电网公司和五大发电集团共同组成的校理事会的支持和帮助下，学科实力得到了质的飞跃，毕业生就业形势一直保持在全国各专业的前列。华北电力大学能源与动力工程学院已经成为我国发电领域最重要的人才培养基地，得到了发电行业的充分肯定，在我国发电领域具有重要的影响。

华北电力大学热能与动力工程专业紧密结合国家经济和社会发展需求，以培养“厚基础、重实践、强能力”的热动专业技术人才和管理人才为目标，改革人才培养方案，加强课程体系和教材建设，优化师资队伍，强化实践教学，具有鲜明的“热能与动力工程”专业特色和“电力行业”特色，取得了一系列显著效果。

一、建设思路与改革措施

1.建立并形成热动专业人才培养调研机制

通过校理事会定期开展能源动力、发电（火电、气电、风电和核电等）、环保等相关行业的人才需求形势调研和毕业生就业状况研讨与分析，根据国家的人才需求，制定适应不同专业方向的模块化、层次化人才培养方案。

2.以本科教学水平评估所形成的规范性课堂教学、实践教学和教学管理模式为建设起点，加强精品教材的培育和建设

课程教学体现相关领域的最新发展，普遍采用国内外高水平的新版教材，继续组织编写高质量的适用教材，形成深入开展教学研究的有效机制。

3.加强师资队伍建设，改革教师培养和使用机制

有计划地选派青年教师到企业进行锻炼，到国内外高水平大学或研究机构做访问学者或短期合作研究；鼓励和支持教师参加企业的短期高级技术培训、生产一线观摩、调研和相关会议；聘请一定数量的具有企业生产和管理经验的人员兼职授课，形成学校和企业、学校和国内外大学及研究机构的定期人员交流机制。

4.改革实践教学，推进人才培养与生产实践相结合

为了适应我国能源与电力发展对全新实践型、创新型人才的需求，热能与动力工程实验教学中心整合相关实验室资源，依托电站设备状态监测与控制教育部重点实验室为本科生设立的“能动之光”科技创新项目，建成了包含电厂实践教学模块、动力工程基础实验模块、热能动力工程实验模块、创新实验模块的集知识学习、技能拓展、工程训练、创新能力培养为一体的实验教学示范中心。涵盖专业基础实验、专业实验、综合实验、创新实验，能够满足不同专业、不同层次学生的需要，实现理论与实践、校内与校外的无缝链接，体现“厚基础、重实践、强能力”的人才培养特色。

二、建设成果

热能与动力工程专业是一门跨学科、综合性强、重实践的学科，着重培养基础扎实、知识面宽、能力强、素质高，德、智、体全面发展的，集现代信息技术与热能动力工程知识为一体的高级专门技术人才和管理人才，要求学生通过四年的学习不仅要掌握全面的理论知识，而且必须具备较强的实际操作能力，以适应现代能源、电力行业相关领域对高级人才的需求。华北电力大学热能与动力工程专业以国家能源电力需求为建设导向，从方向凝练、人才培养、教学体系构建、师资建设、教材建设、实验室建设等方面进行全方位探索和实践，取得了丰硕的成果。

1.专业建设别具特色，人才培养模式灵活多样

为适应国家能源电力行业发展的需要，热能与动力工程专业依托一级学科“动力工程及工程热物理”博士点，在热能与动力工程和电厂集控运行方向的基础上，拓展专业方向，开设燃气轮机联合循环、核工程与核技术、制冷与空调工程、新能源等专业方向，覆盖主要发电形式，具有鲜明的电力特色。通过与国家大型企业合作，采用“订单+联合”的培养模式，使专业教育符合社会的发展需求，满足了国家对社会紧缺的复合型拔尖创新人才和应用人才的需要，进一步提高高等教育教学质量，推进人才培养模式改革。

2.加强基础、突出能力、注重创新，构建高质量人才培养体系

按照“夯实基础、突出能力、注重创新、全面发展”的指导思想制定热能与动力工程专业人才培养方案，既加强培养学生厚重的基础，又注重培养学生的创新精神和实践能力。近年来热能与动力工程及相关专业方向毕业生的一次签约率超过98%，毕业生因“作风扎实、动手能力强、有较强的创新精神”深得能源电力行业及其他用人单位的广泛赞誉。

3.优化师资队伍结构、积极打造优秀教学团队

高水平教师队伍是专业建设的有力保障。近年来，热能与动力工程专业按“博士化、工程化、国际化”要求进行师资队伍建设，引进急需人才、培养未来人才、用好现有人才，新引进的教师均为名牌高校的博士或博士后，有数名教师在华北电力科学研究院进行为期半年的工程化训练，有计划、分年度派教师赴美国、法国、英国、丹麦、日本等能源和电力较发达国家的高校或研究机构做访问学者。目前热能与动力工程专业教学团队教师队伍职称结构、年龄结构、学位结构合理，2007年被评为北京市优秀教学团队。

4.以精品课程建设为核心打造课程体系，带动教材建设

根据热能与动力工程专业课程建设计划，以创建精品课程为课程体系建设重点，核心课程全部建成精品课程，同时带动热能与动力工程专业的教材建设，有力推动了热能与动力工程专业的建设水平。到目前为止，已建成1门国家级精品课程、7门省市级精品课程、3门学校精品课程；国家“十一五”规划教材3门及其他教材12门。

5.建设特色实验中心，构建分层次、模块化的实验教学体系

热能与动力工程实验教学中心构建了“专业基础-专业-综合-创新”分层次、模块化的实验教学体系，进一步丰富了华北电力大学“四模块”（基础实验模块、校内实践模块、仿真实验模块、校外实践模块）实践教学体系的内涵。2007年8月热能与动力实验教学中心顺利通过北京市教委组织的专家组评审，荣获北京市高等学校实验教学示范中心称号。

三、鲜明特色

华北电力大学热能与动力工程特色专业时刻以国家能源电力需求为建设导向，以其包容并蓄、均衡有道的精神，不断派生出一批新专业和学科方向，并将继续不断强化内涵、扩展外延，满足国家对能源电力不断发展的新需求，具有鲜明的专业特色。

1.突出专业特色和行业特色

华北电力大学热能与动力工程专业以为国家能源与电力工业培养热动专业技术人才和管理人才为主要目标，专业建设紧密结合国家经济和社会发展需求，具有鲜明的“热能与动力工程”专业特色和“电力行业”特色。

2.支撑学校的大电力学科体系

近年来，热能与动力工程专业针对国家能源结构调整和节能减排工作所形成的新的人才需求，调整和优化了专业方向的设置，从热能与动力工程专业孵化出来的风能与动力工程、核科学与核技术等专业成为华北电力大学大电力学科体系的重要组成部分，进一步提升学校服务于我国能源电力发展的能力和水平。

3.理论与实践教学体系完备，特色鲜明

从复合型人才培养角度出发，建立了以能力培养为主线，分层次、多模块相互衔接的理论与实验教学体系，课程设置实现了系列化、层次化、模块化、厚基础、宽口径，增加学生学习的选择性、自主性，体现“重实践、强能力”的人才培养特色。

4.探索创新人才培养的新模式

积极进行人才培养模式、课程体系、教学内容和教学方法的改革，通过设立“创新人才培养实验班”，采用校企联合“订单式”人才培养模式，为全校本科创新人才培养起到推动和示范作用。

热能与动力工程专业创新人才培养实验班从2007年开始试办，选派优秀博士生导师做班主任，因材施教，2007级实验班学生在大一第二学期末一次性全部顺利通过国家四级英语考试。实践证明创新人才培养实验班是成功的。

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关键词：能源动力；人才培养模式；应用型本科；创新

作者简介：徐有宁（1962-），男，辽宁沈阳人，沈阳工程学院能源与动力学院院长，教授；关多娇（1978-），女，锡伯族，辽宁沈阳人，沈阳工程学院能源与动力学院，副教授。（辽宁 沈阳 110136）

基金项目：本文系辽宁省高等教育教学改革研究项目资助的阶段性研究成果。

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）26-0015-03

在我国，许多地方本科高校是由高职高专层次的院校升级来的，此类高校应是以培养应用型人才为主，它不同于学术型（或基础型）人才，也不同于技能型人才。办学层次的提高要求高校人才培养的目标也随之提高，更注重培养学生在生产或工作实践中具体应用专业理论知识解决实际问题的能力，强调理论、知识、方法、能力的协调发展。同时，这类高校原来“按专业培养”的模式使专业口径小，学生知识面狭窄，不能满足企业对多元化人才的要求，也越来越不适应教育部对国内本科教育提出的培养目标“知识面宽、基础扎实、能力强、素质高”。沈阳工程学院是应用型本科院校，能源与动力工程学院在为地方经济服务的办学实践中，根据地方和行业人才的需求，在人才培养目标与模式、人才培养模式的实现方面进行了探索和改革。

一、明确人才培养目标

人才培养必须先明确人才培养目标、人才培养模式。能源与动力工程学院能源动力类专业优势突出，其培养目标定位于面向市场，以职业为取向，与国际接轨，为能源电力行业、装备制造业培养应用型工程技术人才。综合我院目前已经形成的热能与动力工程专业、建筑环境与设备工程专业、风能与动力工程专业和核工程与核技术专业（以下称“专业群”），培养的能源动力类工程应用型人才未来都要从事专业技术领域以及相关专业领域的与系统、设备紧密相连的设计、制造、安装、调试、运行、检修、管理和服务等工作，因此我们必须把“具备全面系统的工程意识，务实求是的工程素质，综合的工程知识结构，较强的工程实践能力，自主获取知识的能力的高素质应用型专门人才”作为四个专业共同的人才培养目标。

二、改革人才培养模式

对于人才培养模式的改革主要集中在以下几个方面：

一是基于人才培养的基本要求，构建模块化的教学体系，进行各专业方向的理论教学体系和实践教学体系的深层融合与优化。

二是对理论知识体系下的课程设置进行调整。立足于专业基本知识，适度拓宽学生的专业知识面，满足学生的未来发展需要，特别是满足学生就业后的发展需要，为学生由单一专业型人才转变为复合型专业人才奠定结实的专业理论基础。

三是对实践教学体系下的实践教学内容进行深化和拓宽。整体工程素质的培养，使学生掌握基本实验中的验证性内容，个性化工程素质的培养，努力让学生参与科研训练和科研项目，在实践中开发培养能力的新的实验、实践内容，实现教学层次从“验证性”到“综合性”、“设计性”的递进。

四是对四个专业方向人才培养基本要求相同或相近的部分进行课程内容、教学资源的有机融合和拓展，并构建共同的专业大类的基础课程平台。这种模块式人才培养模式的框架如图1所示。

三、人才培养模式的实现

在应用型创新人才培养的实践中，我院按照能源动力类岗位群和市场经济对人才的需要，确定岗位群的基本要求（能力），明确培养目标，按照教学规律，提出了“一条主线、两个体系、三级平台”这种人才培养模式，如图1所示。这样的框架结构既考虑各专业方向（热能与动力工程、建筑环境、风能、核能）的共同基础，又兼顾各专业方向特色，这是我们搭建模块、设置课程体系的依据，各模块在教学中所占比例根据相关要求和市场对人才的需求动态调整，达到对于人才培养目标的总体最优。一条主线就是将“培养具有创新素质的应用型工程师”这条主线贯穿于整个人才培养过程；两个体系就是实践教学体系和理论教学体系，两大体系相对独立，又相互支撑、相互渗透；三级平台就是通识教育平台、学科大类基础教育平台和专业（方向）技术教育平台。以我院的专业群建设为例，它们同属于能源科学、能源工程的专业背景，可以通过共享前两级平台的资源，淡化专业方向的概念，培养学生的“大工程观”意识，使每个专业的口径都可以在现有基础上有所拓宽。

1.课程体系改革

（1）专业课程内容应能灵敏、动态、开放地反映科技进步和社会发展的现实，把学科发展的最新成果作为课程内容的重要选项，做到灵活、动态地调整模块里课程体系的内容和各模块在教学中所占比例。

（2）在通识课程阶段将专业概论性的课程融入，以渐进式的授课内容安排讲授概述性的专业知识。使学生在学习基础课和专业基础课时，就对专业有较明确的认知，做到学习目标明确。

（3）在课程中及时补充、更新相关的行业标准和工程通用标准，解释标准中条文的原因和意义；以课程设计和主题讨论的形式进行学习，使学生及时学习最新的工程知识和行业专业知识。

2.实践教学体系改革

实践教学内容在设计时既要考虑实践教学的承继性和可持续性，兼顾行业和企业对人才实践技能的要求，确保培养出的人才具有前沿的知识和先进的技能，也要确保实践教学能顺利开展，以系统性观点合理安排各种实践性环节，形成新的实验与工程实践教学体系，如表1所示。

具体的改革措施包括：集中的实践教学平台——建设动力工程实践教学中心；产、学、研互相融合，以科研项目、省市重点实验室平台和工程实践中心为依托，培养专业实践和创新能力；加强基于课程的实验环节的课时和内容，实现实验内容从“验证性”到“综合性”、“设计性”的递进；将各专业获得的多项与专业知识相关的技术发明专利和成果，通过课程和毕业设计传授给学生，增加专业设计性内容和新的科研成果；开展多种形式的工程实践教学，如校内的仿真机培训、安装检修实习以及在电厂的顶岗实习等；组织指导学生参与多种科技活动比赛，锻炼学生的专业实践能力、工程应用能力，培养学生的创新素质。

3.教学方式、教学方法改革

（1）兴趣性引导学习。对低年级学生安排专业教育，在实验室参观、了解专业内容、发展趋势、先进技术和本专业成绩，提供动手操作条件，增加其专业知识学习兴趣。对二年级学生开放实验室，在动手实践中产生兴趣、提出问题，从而引导其进一步学习。

（2）项目教学法的运用促进理论、实践的融合。将理论讲解和主题课程设计等实践环节相融合，以知识的系统性、整体认知性作为教学的主要目标，加强知识的理解和应用能力培养。以现场实际问题作为课程主题教学的题目进行讨论式、问题式教学，也将其作为课程设计的题目，锻炼学生分析解决实际问题的能力。

（3）专业技能课程使用“分层教学”方法，使基本理论和新技术有机融合。“一层”的知识包括基本概念、理论、主要设备结构、系统和设备运行常识，此层次内容所有学生必须掌握；“二层”的知识主要是设备的故障原因分析、排除手段，设备运行的主要规律，训练学生在工作岗位所需的技能；“三层”知识更加注重定量计算与问题分析方法、前沿技术等内容，训练学生分析、解决问题的能力，拓展专业视野。

4.课程考核方式改革

在学习效果评价方式上，计划合理运用网络教学平台，融合实践考核手段，采取有助于学生掌握、运用基本理论与基本技能，综合考核学生素质能力的“全方位过程考核”方式。在考核中，强调理论结合实践能力的考核，注重实际能力和素质的考核，突出过程考核，以促进学生对知识的理解和应用。根据课程特点，不同的课程采取不同的考核方式。以热能与动力工程专业下的课程体系为例，机械基础类课程在以往的基础上增加工程标准专题讨论内容，热力设备类和电气设备类课程增加了网络教学平台测试、工程标准专题讨论等环节，等等。

能源与动力工程专业课程体系的设置情况如表2所示。

5.教学团队建设

近年来，通过每年选派2-3名教师到电力企业进行工程实践，利用现有的省、市级重点实验室与我专业有良好合作关系的国内外知名院校进行合作科研，引进实践能力强的教师或聘请兼职，为年轻教师提供指导学生参加大学生科技竞赛的机会等多项重要举措，已初步建立了一支适合应用型人才培养的，具有较强的实践能力、工程应用能力、工程创新能力，具有较高的专业教学水平、专业素养，适应专业技术发展、适应创新型专业特色人才培养需求的专职和兼职教师队伍。

四、结论

沈阳工程学院能源与动力学院能源动力类专业是以能源与动力工程专业为核心的专业群，经过几十年的建设和发展，教学条件、师资队伍、实验条件都上了一个新台阶，为东北乃至全国的电力行业的人才培养和技术服务作出了重大贡献，得到了发电行业的充分肯定，2012年被国家电网公司确立为全国6所电力本科院校之一。创新应用型本科院校能源动力类专业人才培养模式，可以系统化知识体系，多元化就业渠道；可以实现学生的递进式能力培养，理论与实践的统一；可以整合教学资源，提高教学质量和办学水平；可以加强专业群建设，提高专业建设水平和质量。随着国家经济建设的高速发展，对电力高校提出了越来越高的要求，我们将通过构建全新的、具有能源动力类专业特色的人才培养模式，逐步探索应用型本科院校实现培养目标的最优化、最合理的途径。

参考文献：

[1]左志远，杨晓西.低碳经济背景下的热能与动力工程专业建设探索[J].中国电力教育，2011，（9）：69-70.

[2]刘惠洲.实践性应用型人才培养模式的探索[J].现代教育管理，

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[3]许淑慧，覃伟年.地方高校应用型人才培养模式探析[J].广西民族大学学报（哲学社会科学版），2012，（5）.

[4]刘明久，李友勇，常景玲，等.校企合作培养创新型人才的实践与思考[J].河南科技学院学报，2010，（4）.

[5]郭磊.卓越工程师培养计划下的热能与动力工程专业实践教学改革[J].湖南农机，2011，（11）.

[6]张风华，倪正顺，邵军，等.以创新素质培养为核心的应用型本科人才培养模式的创新与实践[J].包装学报，2010，（1）：85-89.

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[8]阮谢永，蒋胜永，朱敏杰.地方高校工科专业应用型人才培养模式探讨[J].实验室研究与探索，2012，（2）.

篇4

涉电学科主要本科专业均设在《目录》中工学门类下，涉及能源动力类、电气类、土木类、水利类、核工程类和农业工程类六个专业类。能源动力类下设“能源与动力工程”一种基本专业和“新能源科学与工程”一种特设专业；电气类下设“电气工程及其自动化” 一种基本专业和“智能电网信息工程”及“电气工程与智能控制”两种特设专业；土木类、水利类、核工程类、农业工程类下设的涉电基本专业分别为“建筑电气与智能化”、“水利水电工程”、“核工程与核技术”、“农业电气化”（见下表）。

下面，就将国内高校涉电学科主要本科专业概况依据收集到的有关资料，逐一进行介绍。涉及到相关高校的名单部分一般以学校的自然地理布局依次罗列，排名不分先后。

能源与动力工程

专业解读

在1998年版的《普通高等学校本科专业目录》中，能源动力类下设专业为“热能与动力工程”。《普通高等学校本科专业目录（2012年）》颁布后，各高校在招生专业名称上进行了调整，即将原来“热能与动力工程”专业改为“能源与动力工程”专业。

本专业是国家重点发展领域之一，发展前景广阔。本专业的目标是培养既掌握热能与动力工程专业的基础理论知识、计算技能，又具备从事相关领域工作所需要的经济管理知识和能力，能够从事电力行业相关领域的科学技术应用、研究、开发和管理的高级人才。目前热能与动力工程专业已经从面向传统火力发电，拓展出一些新的专业方向。现本专业的专业方向包括：热能动力、集控运行、燃气轮机及其联合循环、核能发电、风力发电等。

主要课程

本专业的主要课程有：力学、工程热力学、工程流体力学、传热学、汽轮机原理、锅炉原理、热力发电厂、泵与风机、自动控制理论、工程图学、机械设计基础、电工技术基础、电子技术基础以及各专业方向的专业课。

就业方向

本专业学生毕业后就业面广，适应能力强。就业方向：⑴大型现代化电力企业从事生产、经营和管理工作；⑵各级政府部门及事业单位从事能源、动力方面的节能、规划、建设、运营、咨询和监管等工作；⑶科研院所、大专院校从事能源与动力相关领域的研究与开发、教学、管理等工作。主要就业单位有：电力公司、电力设计院、电力规划院、电力科学研究院、电力建设部门、电力工程公司、大中专院校和研究院（所）、咨询与技术服务类公司、火力发电厂、大型核电站、燃气-蒸汽联合循环电厂、风力发电厂等。

开设院校

目前开设“能源与动力工程”专业的高校共有188所，其中“985工程”高校23所，“211工程”高校29所。

“985工程”高校：北京航空航天大学、北京理工大学、东北大学、同济大学、中国农业大学、天津大学、大连理工大学、吉林大学、哈尔滨工业大学、上海交通大学、东南大学、山东大学、湖南大学、华南理工大学、重庆大学、电子科技大学、西北工业大学、中国科学技术大学、华中科技大学、中南大学、中山大学、四川大学、西北农林科技大学。

“211工程”高校：北京交通大学、北京工业大学、北京科技大学、华北电力大学、华北电力大学（保定）、太原理工大学、哈尔滨工程大学、华东理工大学、苏州大学、南京航空航天大学、河海大学、河北工业大学、大连海事大学、南京理工大学、中国矿业大学（徐州）、合肥工业大学、中国石油大学（华东）、武汉理工大学、贵州大学、长安大学、南京师范大学、南昌大学、郑州大学、西南交通大学、大学、青海大学、新疆大学、中国石油大学（北京）、哈尔滨工业大学（威海）。

新能源科学与工程

专业解读

“新能源科学与工程”为2011年教育部批准设置的本科专业，2012年将原有的风能与动力工程和新能源科学与工程合并统一改为“新能源科学与工程”，为能源动力类下的特设专业。本培养在风能、太阳能、地热、生物质能等新能源领域从事相关工程技术领域的开发研究、工程设计、优化运行及生产管理工作的跨学科复合型高级工程技术人才，和具有较强工程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新能源领域教学、科研、技术开发、工程应用、经营管理等方面的专业人才需求。

主要课程

本专业课程组除了高等数学、大学物理等工程技术基础课群外，还有风能与动力工程、流体力学、传热学、能源系统工程、可再生能源及其利用、风力发电原理等专业平台课群；光伏材料与太阳能电池、风力发电场等专业选修课群等。

就业方向

本专业根据能源类型的不同为划分为不同的方向，主要有生物质能方向（生物质发电与生物燃料等新能源设备及系统的设计、开发、集成、制造以及新工艺的应用技术等），风力发电方向（风力发电机组与风电场的设计、制造、建设、运行、试验研究、项目投资与管理）、太阳能光伏发电方向（面向太阳能电池设计、制造，光伏电站设计、运行与控制）等等。在就业方向上，生物质能方向主要在大型现代化电力及能源企业、新能源发电设备制造企业、能源与环保企业从事设计、生产、经营和管理工作，在各级政府部门及事业单位从事新能源电力、节能等方面的规划、建设、运营、咨询和监管等工作以及在与新能源相关的科研、教学等企事业单位工作；风力发电方向可在电网公司、五大发电公司、能源企业、研究所、设计院、风力发电设备制造企业、风电场等单位从事风电场的规划、设计、施工、运行与维护，风电机组设计、制造与研究，风力发电技术项目开发等风能与动力工程专业的技术咨询与管理工作以及在其他相关领域从事专门技术工作。太阳能光伏发电方向可在研究所、设计院、大型电力企业、太阳能发电设备制造企业及太阳能电站等单位从事太阳能发电系统设计、规划、制造、施工及运行管理，太阳能发电系统集成产业的技术与管理，太阳能发电技术项目开发等相关的技术与管理工作。

开设院校

据不完全统计，目前开设本专业的高校约有30所，其中“985工程”高校3所，“211工程”高校8所。

“985工程”高校：东北大学、浙江大学、西安交通大学。

“211工程”高校：河海大学、华北电力大学、贵州大学、新疆大学、东北农业大学、南京理工大学。

电气工程及其自动化

专业解读

“电气工程及其自动化”专业主要包括电力系统及其自动化、继电保护与自动远动技术、电力电子技术、城市供用电技术、高电压及信息技术、电力市场6个专业方向。主要培养具备电气工程理论基础，掌握电力系统技术知识及应用能力，熟悉电力工业的科学技术与发展，能够从事电气工程及其自动化领域相关的生产制造、工程设计、系统运行、系统分析、技术开发、教育科研、经济管理等方面工作的特色鲜明的复合型高级工程技术人才。

主要课程

本专业的主要课程有：高等数学、工程数学、大学英语、大学物理、计算机语言及应用、信号与系统、电子技术基础、自动控制理论、电路、电机学、电磁场、电力系统分析、电力电子技术、发电厂电气部分、高电压技术、继电保护等。

就业方向

本专业学生毕业后主要在电力公司、电力设计院、电力规划院、电力建设部门、电力科研开发部门、发电厂以及与电力生产密切相关的设备制造企业从事相关的工作。

开设院校

目前开设本专业的高校约有480所，其中“985工程”高校24所，“211工程”高校39所。

“985工程”高校：清华大学、北京理工大学、天津大学、东北大学、北京航空航天大学、中国农业大学、大连理工大学、吉林大学、哈尔滨工业大学、复旦大学、上海交通大学、东南大学、浙江大学、同济大学、厦门大学、山东大学、湖南大学、华中科技大学、中南大学、华南理工大学、重庆大学、电子科技大学、西北工业大学、西安工业大学。

“211工程”高校：北京林业大学、河北工业大学、太原理工大学、辽宁大学、北方工业大学、华北电力大学、华北电力大学（保定）、大连海事大学、东北师范大学、东北林业大学、东华大学、南京理工大学、江南大学、南京师范大学、哈尔滨工程大学、东北农业大学、华东理工大学、上海大学、南京航空航天大学、河海大学、安徽大学、福州大学、南昌大学、合肥工业大学、中国石油大学（华东）、郑州大学、暨南大学、广西大学、西南交通大学、贵州大学、大学、武汉理工大学、海南大学、长安大学、青海大学、西安电子科技大学、新疆大学、石河子大学、中国地质大学（北京）。

智能电网信息工程

专业解读

“智能电网信息工程”是国家发展战略新兴产业和进行国家智能电网建设的急需专业，为电气类下的特设专业。培养具有扎实的专业理论和专业技能，具备较强的综合素质和一定的创新精神，掌握信息采集和处理的基本理论和电力系统通信技术，掌握电力系统生产、运行的规律和特点，并对智能电网体系结构和关键技术有一定认识，可以在信息化、自动化、互动化的电力系统领域从事研究、开发、设计、制造、运行维护与管理等工作的复合型高级工程技术人才。

主要课程

本专业的主要课程有：高等数学、大学物理、计算机语言及应用、信号与系统、电子技术基础、自动控制理论、电路、电机学、电磁场、电力系统分析、电力电子技术、智能电网技术、通信原理、物联网、无线传感网络、传感器与检测、单片机原理、嵌入式系统等。

就业方向

本专业学生毕业后主要在电网公司、发电公司、科研设计、高等院校、相关行业或部门从事设计、开发、生产运行与管理、科学研究、技术支持等工作。

开设院校

目前开设本专业的高校主要有：

华北电力大学、重庆邮电大学、青岛科技大学、南京工程学院、南京邮电大学、南京理工大学、广东技术师范学院、长春工程学院等。

电气工程与智能控制

专业解读

“电气工程与智能控制”专业主要培养能够在工业企业运动控制、过程控制、供电技术、检测与自动化仪表、信息处理等领域从事系统分析、系统设计、系统运行维护、科技开发等方面工作的具有创新精神和良好的英语沟通能力的复合型工程技术人才。

主要课程

本专业的主要课程有：电路与电子技术、机械设计基础、微机原理及接口、电机与拖动基础、自动控制理论、传感器与检测技术、设备信息管理系统、智能化控制系统、液压与气动等。

就业方向

本专业学生毕业后，主要从事现代企业特别是外企的生产和管理的自动控制、电气设备的系统控制和运行维护等方面的工作，也可从事科研工作。

开设院校

目前开设本专业的高校主要有：

上海海事大学、辽宁工程技术大学、中北大学等。

建筑电气与智能化

专业解读

“建筑电气与智能化”属于工学大类，土建类。随着信息化技术的发展，国民经济对数字化城市、绿色与智能建筑的要求越来越高，各行各业用信息技术来改造传统产业是大势所趋，而建筑智能化是与信息技术紧密结合的朝阳产业，社会对“建筑电气与智能化”专业人才的需求量会越来越大。

本专业主要学习电工技术、控制理论等基础理论，学习计算机网络与综合布线、楼宇自动化及建筑电气的理论和技术，学生受到现代电气自动化工程师的基本训练，具有进行楼宇自动化系统和建筑电气系统的设计、运行、实验研究的基本能力。

主要课程

主要课程有：电气控制与可编程、建筑制图与识图、电工基础、电子技术基础、应用电机技术、电气CAD、制冷与空调技术、楼宇给排水、楼宇综合自动化、电梯技术等。实践课程内容包括：认识实习、电工实习、生产实习、毕业实习、课程设计、毕业设计等。

就业方向

本专业学生毕业后主要在各类企事业单位、科研、设计、施工等部门从事建筑电气与智能化领域的研究、设计、生产和开发、运行、管理、维修等工作。如：⑴建筑电气专业强弱电设计、施工、监理；⑵智能建筑系统的开发、安装、调试和维护；⑶建筑设备的研发、安装、调试、维护；⑷电子设备的研究、开发与维护；⑸计算机控制系统与工业控制系统的软硬件研发。

开设院校

目前开设本专业的高校有28所：

北京建筑工程学院、沈阳建筑大学、南京工业大学、盐城工学院、杭州电子科技大学、青岛理工大学、郑州轻工业学院、湖南文理学院、西安建筑科技大学、安徽建筑工业学院、浙江科技学院、扬州大学、南京工程学院、长春工程学院、重庆大学城市科技学院、吉林建筑工程学院城建学院、广西大学行健文理学院、南京师范大学泰州学院、河北建筑工程学院、吉林建筑工程学院、南通大学、苏州科技学院、华东交通大学、山东建筑大学、湘潭大学、广东技术师范学院、天津城市建设学院、金陵科技学院、华北科技学院、三江学院、北京联合大学、河南城建学院、广东技术师范学院天河学院、安徽建筑工业学院城市建设学院、成都理工大学工程技术学院、扬州大学广陵学院。

水利水电工程

专业解读

水电是我国的主要能源之一，随着国民经济的高速发展，水利水电事业也在突飞猛进，具有广阔的前景。水利水电工程专业主要培养既掌握水利水电工程建设所必需的基本理论和基本知识、又具备水利水电工程的专业知识和能力，培养能够从事水利水电领域的规划、设计、施工、科研、管理、教育等工作的高级人才。

主要课程

本专业的主要课程有：工程力学、结构力学、水力学、土力学、计算机应用、工程地质、工程测量学、工程水文及水利计算、水利工程经济学、建筑材料、钢筋混凝土结构、钢结构、水工建筑物、水利水电工程施工、水电站建筑物、建设项目评估和管理等。

就业方向

本专业学生毕业后在水利、水电领域的规划院、勘测设计院、工程局、水电开发公司、工程单位及相关企业从事水利水电规划、设计、施工、监理等工作；在有关部委、省、市的水利水电管理部门、电力集团公司、流域机构、水电站、水库等从事水利水电管理工作；在高等学校、科研院所从事水利水电方面的科研、教学等工作；也可在土木建筑及其他行业从事相关工作。

开设院校

目前开设本专业的高校共78所，其中“985工程”高校8所，“211工程”高校17所。

“985工程”高校：清华大学、大连理工大学、山东大学、武汉大学、天津大学、华中科技大学、华南理工大学、西北农林科技大学。

“211工程”高校：华北电力大学、太原理工大学、福州大学、中国农业大学、东北农业大学、河海大学、合肥工业大学、南昌大学、郑州大学、广西大学、西南交通大学、四川农业大学、贵州大学、大学、宁夏大学、石河子大学、青海大学。

核工程与核技术

专业解读

“核工程与核技术”专业是根据我国核电事业广阔发展前景和对人才的巨大需求而设置的新专业。其目标是培养核电设计、制造、运行、维护和管理等方面的高级技术人才。

主要课程

本专业的主要专业课程有：热工基础、计算机应用、工程力学、机械设计基础、电工学、检测技术、热工过程自动化、计算机控制、可靠性工程、汽轮机原理及运行、核反应堆物理分析、核反应堆热工分析、核反应堆控制和仪表、核电厂辐射测量与防护、核反应堆安全分析、核电厂系统与运行等。

就业方向

本专业学生毕业后能胜任核电厂的运行、维护和管理工作，也能胜任核电工程项目的设计、科研和管理工作及其它能源动力领域的专门技术工作。主要有：⑴核电厂的运行、维护和管理及技术支持工作；⑵核电设备制造企业的技术开发工作；⑶核工程设计院和研究院的设计和科研工作；⑷核电工程公司的技术咨询与管理工作。主要就业单位有：五大电力集团公司、中国广东核电集团公司、中国核工业集团公司、核电工程建设公司、核电设备制造企业、核工程设计院、核工程与核技术研究院所等。

开设院校

目前开设本专业的高校共28所，其中“985工程”高校11所，“211”院校2所。

“985工程”高校：清华大学、上海交通大学、中国科学技术大学、武汉大学、华南理工大学、重庆大学、东南大学、华中科技大学、中山大学、四川大学、西安交通大学。

“211工程”高校：华北电力大学、哈尔滨工程大学。

农业电气化

专业解读

“农业电气化”专业学生主要具备电力、电子与控制工程方面的基本理论，电子计算机应用技术和企业经营管理方面的基本知识，农村（地方）电力系统及农用电气工程和自动化技术有关的工程设计、科研开发及实验调试方面的基本能力。

主要课程

本专业的主要课程有：电路学、电机学、自动控制理论、电子学、计算机技术、电力工程、供电技术、用电技术、电网规划、配电网自动化、高电压技术、电力电子技术、电气控制技术、计算机网络与控制技术、电力经营管理等。

就业方向

本专业学生毕业后主要在地方电力系统和大型企业供电系统从事有关的科研、设计、建设、运行、供电及用电管理等方面的技术工作。

开设院校

篇5

东北农业大学工程学院简介

东北农业大学是一所“以农科为优势，以生命科学和食品科学为特色，农、工、理、经、管等多学科协调发展”的国家“211工程”重点建设大学，是黑龙江省人民政府与农业部省部共建大学。东北农业大学工程学院始建于1948年8月，是学校建立最早、在学科建设和培养人才方面具有强大优势的农业工科学院。学院现设有：机械设计及制造工程系、农业机械化工程系、能源与动力工程系、管理科学与工程系和工程技术基础部。新能源科学与工程专业自2012年开始招生，依托于农业建筑环境与能源工程专业多年的建设经验与条件，立足于农业大学，结合自身的特色，以生物质能源、风能和太阳能为主要方向，培养服务于新能源产业，具备新能源工程基础理论与专业知识，能在新能源技术与装备领域从事研究与规划设计、装备开发与集成、经营与管理、教学与科研等方面工作，具有创新精神、实践能力和创业精神的复合性研究应用型工程技术人才。

新能源科学与工程专业建设情况

学校的新能源科学与工程专业覆盖了生物质能、风能、太阳能等方面的内容，专业面较宽，有利于培养复合型人才，适应我国新能源产业发展现状以及人才需求特点，本科毕业生就业渠道宽广，符合我国“厚基础、宽口径”的本科人才培养方针，更深层次专业人才可以通过设置专业方向和研究生阶段解决。东北农业大学的新能源科学与工程专业侧重定位在“工程”上，依托东北农业大学工程学院深厚的工程背景，培养具有工程特色的新能源领域的人才。

明确人才培养目标

东北农业大学新能源科学与工程专业的人才培养目标是：培养服务于新能源产业，具备新能源工程基础理论与专业知识，有较高的道德和文化素质，能在新能源技术与装备领域从事研究与规划设计、装备开发与集成、经营与管理、教学与科研等方面工作，具有创新精神、实践能力和创业精神的复合性研究应用型工程技术人才。

与此对应的人才培养要求是：（1）有较扎实的自然科学基础知识和新能源工程专业所需的技术基础及专业知识，掌握分析问题、解决问题的科学方法，了解本专业工程技术的前沿和发展趋势。（2）具有较好的人文、艺术修养，勤奋进取、团结合作的工作精神。（3）掌握化学分析、热工基础、机械与工程设计、管理以及生物质能、风能、太阳能等新能源转换技术方面的知识与基本技能。（4）具有新能源工程技术与装备的科研、开发及应用等基本能力。（5）能阅读本专业外文文献，具备一定程度的写作与翻译能力；具有较强的计算机应用能力及文献检索基本技能。（6）具有较强的自学能力、创新意识和实践能力，综合素质高，具有基本开展科研工作的能力。

完善课程体系

明确的培养目标为合理制定课程体系提供了良好的基础。学校的新能源科学与工程专业，在课程体系上围绕着热能与动力工程、农业工程、环境科学与工程三个依托学科进行设置。基础课和专业基础课程主要包括：有机化学、生物化学、工程制图、工程热力学与传热学、流体力学、燃烧学，机械设计基础、能量有效利用、能源微生物等。由于农业类院校以生物质能为主要方向，因此在主干课程上加大了化学类课程比重，同时也兼顾了热工、流体和力学方面的课程，力争做到“厚基础”。专业课主要包括：新能源工程概论、生物质能工程、风能工程、太阳能工程、新能源装备设计、生物质能经济学。在新能源工程概论中重点介绍新能源的基础知识以及能源与环境等内容。专业课以生物质能、风能和太阳能三大新能源为主干课程，并配以装备设计和经济学方面的知识。使学生能重点掌握最主要的新能源的工程、装备和工艺等方面的知识和技能，实现“宽口径”的人才培养。

强化实验实践教学

篇6

关键词 风电机组 测试与认证 实践应用 教学改革

中图分类号：G642 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdkx.2015.12.017

Wind Turbine Generator Testing and Certification

Teaching Reform Based on Practical Application

LI Cong， LI Wei， LI Chuanchang

（Changsha University of Science and Technology， Changsha， Hu'nan 410114）

Abstract The testing and certification of wind turbine is a very important course， which plays an important role in improving students' ability of practice and innovation. This paper analyzes the problems existed in the course of testing and certification of wind turbine in Changsha University of Science and Technology， and puts forward some measures to adjust the teaching content， increase the experimental class with practice， reform the teaching method and the way of examination， so as to improve the quality of teaching.

Key words wind turbine； testing and certification； practical application； teaching reform

0 引言

随着化石能源的日益枯竭和生态环境的破坏退化，新能源的开发和应用变得十分迫切。中国是能源消耗大国同时也是世界最大的发展中国家，对新能源的需求与日剧增，新能源科学与工程高级人才的培养刻不容缓。①在众多新能源中，风力发电是技术上最成熟、发展得最好、应用最广泛的能源。②2009年9月，经国家教育部批准，长沙理工大学能源与动力工程学院招收了首届风能与动力工程专业本科生，成为继华北电力大学之后第二批招收该专业学生的高校。2012年通过本科专业调整，并入新能源科学与工程专业。至今，本教研室已经进行了六年的风力发电相关课程的教学。

风力发电机组的测试与认证是新能源科学与工程专业的重要专业课程之一，是培养学生实践能力和创新能力的重要课程。由于该专业成立的时间较晚，课程较新，通过六年的教学与研究，虽然教研室的老师们逐步积累了一些经验，但是也发现了一些问题，这些问题将影响到了人才的培养。为了积极配合国家和学校的卓越工程师人才培养计划，本文以长沙理工大学风电发电机组的测试与认证这门课程为例，总结了目前教学过程中所存在的一些问题，并针对这些问题，提出了相应的解决措施。

1 风力发电机组的测试与认证课程教学中存在的问题

根据我校新能源科学与工程专业的培养方案，风力发电机组的测试与认证是该专业学生第5学期的专业课程。通过几年的教学工作，发现了以下几个问题：

1.1课程教学内容较多，但是课时有限

风力发电机组的测试与认证是一门综合性很强的课程，涉及机械工程、电气工程、材料工程、力学工程等多种学科。教师必须在有限的课时中很多内容讲授给学生，现在课程教学所用教材为姚兴佳教授主编的《风力发电测试技术》，该书内容翔实丰富，共有400多页，有时为了保障授课前后的逻辑性，部分讲授内容与其他课程内容有所重复。这种做法虽然保障了教学内容的完整性和系统性，但是学生学习起来不太容易，信息量较大，如若课后不加以复习，学习效果将受到影响。根据教学大纲的安排，该课程2014年以前一共有32课时，从2015年开始，该课程的课时量调整为24课时，而教学要求却没有变化。课时量的减少，给风电机组的测试与认证课堂教学提出了新的挑战，如何在更短的时间内让学生学得更好是一个亟需思考和解决的问题。

1.2实验课时缺乏

根据目前的教学大纲的安排，该课程暂时还没有安排直接的实验课。本门课程的主要内容就是各种测试技术，其实用性和可操作性十分突出。学生只在课堂上通过老师的理论讲解，虽然能理解和掌握部分内容，但是缺乏对测试技术的直观学习过程，学习效果大打折扣。③实验课时的缺乏还有其客观原因，在该课程所要求学习的测试技术中，有部分测试设备确实比较昂贵，若单独用于教学，其利用率不高，且设备不便于管理，加大了院系的财政负担。

1.3教学手段和考核方式单一

目前该门课程的讲授主要以多媒体为主，虽然通过PPT增加了单位课时的授课信息量，但是依然是以教师为中心的单向教学模式，对于这种应用性较强的课程来说，教学手段较为单一，将影响到教学效果。④另外，该课程的考核方式主要还是以期末的理论考试为主，占总成绩的70%，平时成绩占30%。这种方式存在一定的弊端，通过试卷考试只能考查学生的理论知识掌握程度，而对于操作技能及问题的分析解决能力则很难有所反映。平时成绩的加入虽然能在一定程度上更加全面地反映学生的学习情况，但更多的只是对学生学习态度的考查，并没有完全真实地呈现学生各自的水平。

2 建议与措施

2.1 调整教学内容

针对该门课程教学内容较多、知识涉及面广、重点难以有效突出等问题，我们认为首要的就是要调整教学内容，结合工业界的应用情况，着重培养学生的技术应用能力，对所有的知识点要进行合理的取舍，并形成一条思路清晰的主线，优化授课内容，使得教师好讲，学生易懂。通过本教研室的研究与讨论，具体做法是：（1）在保障基本知识的前提下，对课程中的风的测量部分进行适当的压缩，因为这部分内容与同学期的风资源的测量与评估课程有部分重复，不需要进行重复详细讲授；对风力发电机的振动、冲击和噪声测试与故障诊断部分进行了删减，因为这部分内容所涉及的内容过于丰富，几乎是一个庞大完整的科学知识体系，且与培养计划中的另外两门课程风力机组状态监测与故障诊断、风力发电机噪声测量与控制重复度较高，无需再一次的概述性的介绍。（2）对于原来课程中，各测试技术所用仪表的原理介绍进行简化或删减，对各种理论性的公式推导等进行进行简化或删减。这是一门技术应用性课程，学生重点要学习的测试技术，而不是所用仪表的工作原理与制造过程。在有限的课时内，更应该突出重点。（3）将整个课程复杂繁多的教学内容，按照基本物理量的测量――风电机各部件的测量――风电机整机的测量――风电机运行性能的测量――风电机的认证这条逻辑知识主线来整合，这样有利于在学生心目中形成一个完整的有现实逻辑意义的知识体系，提高学习效果。

2.2增加实验课时与实践环节

风电机组的测试与认证除了理论知识外，另一个重要的内容就是实验操作技术，只有开设相对应的实验课和实践环节，才能让学生学到真正实用的内容。针对开设实践教学的客观条件限制，本教研室通过反复调研和协商，决定以多种形式实现实践教学的开展：（1）对于基本物理量的测量部分，风的测量实验课程都可以直接在系内实现；电的基本测量可以通过与电气院合作，对原有的仪器设备进行小的改造，实现学生的实践操作；非电物理量的测量（如转速、转矩、温度）等可以通过与汽机学院合作，完成实验课程。（2）对于风电机各部件和整机的测试，实验课程教学可以通过学院的产学研教学基地实现。我院与湘电风能有限公司、南方机车风电制造事业部签署了合作协议，学生在企业前线可以更好地学习到第一手的实践技术。这种方法在自动控制原理课程中已成功实施，效果良好。（3）我院与湖南省各大风电场基本都有着良好的合作关系，对于风电机组的运行性能测试，其实验课程可以通过组织学生去风电场实地考察实现。

2.3 改革教学方法和考核方式

由于新能源科学与工程专业是我校十分年轻的专业，风电机组的测试与认证这门课程的教学还处在探索阶段，没有成熟的方式方法可以借鉴。通过这六年的经验积累，也探索出了一些较好的解决方案。（1）切实有效地加强和发挥多媒体教学的优势，如通过文字、图表、音频、视频等多种表达方式，展现风电机组的测试与认证课程内容。这样既提高了教学效率，也提高了学生的学习效率。（2）对于一些较为简单的测试技术的讲解，如电压电流的测量、温度的测量，教师可以通过随堂演示操作达到更好的教学效果；对于较为复杂部件构造，如风电机的齿轮箱，教师可以结合一些实物比例模型进行讲解，实现了立体式教学。（3）如果条件允许，在理论课环节可以适当引入各种仿真软件，通过软件完成理论与实践的结合，使学生能够及时地直观地应用所学的知识，进一步加深对所学内容的理解。（4）课堂上综合运用启发式教学、讨论式教学、案例式教学等多种教学方法，加强老师与学生的互动。如在讲解风力机叶片静态力学性能测试与疲劳性能测试时，可以通过某一实际风机叶片毁坏事件，引入所要学习的主题，强调学习内容的重要性。（5）注重学生实践应用能力考核，将原有占70%的期末理论考试成绩分为理论成绩与实验成绩。实验成绩注重学生实验操作水平、数据分析能力以及实验报告质量，引导学生增强解决问题的能力，提高学生的综合素质。

3 结语

总之，通过近六年对风电机组的测试与认证课程的教学探索，发现了教学过程中所存在的问题，同时也通过这些教学活动，积累了一些经验，针对存在的问题也提出了一些建议和措施，这些建议和措施也正在实践当中。一门新的课程，其前期探索阶段遇到些许问题在所难免，只用通过问题，反复进行改进和完善，才能真正实现教学质量的不断提高。

基金项目：本文系长沙理工大学2015年度校级教研教改项目“基于卓越工程师培养理念的新能源科学与工程专业实践教学模式探索”的研究成果

注释

① 何建军，陈荐.风电人才需求与人才培养模式的研究[J].中国电力教育，2010.31：31-33.

② 姚兴佳.风力发电测试技术[M].北京：电子工业出版社，2010.

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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：

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【关键词】集散控制系统（DCS）；电气控制系统(ECS)；硬接线

1.引言

随着全球数字化信息技术的发展，火电厂在自动化技术也取得了飞速发展，在电力运营市场化的环境下，通过采用自动化更高的的技术和产品来实现生产过程自动化和管理现代化成为火电厂生存和发展的必经之路。目前国内新建的火力发电厂一般都配备了集散控制系统DCS、厂级监控信息系统SIS、厂级管理信息系统MIS和输煤、化水等辅助控制系统。火电厂电气监控系统ECS正是在这种背景下产生的，通过接入DCS，从而为实现火电厂机炉电一体化运行监控提供解决方案，本文从应用角度出发，分析了国内ECS的产生、发展和ECS接入DCS的不同模式在实际应用中存在的问题，展望了ECS实现全通信的最终目标。

2.ECS的产生

从20世纪80年代开始，我国单机容量300MW及以上的火电机组开始采用DCS，最初主要是控制汽机和锅炉，但电气控制仍采用硬手方式，使得机炉控制与电气控制极不协调。20世纪90年代后期，随着各种微机保护测控装置的运用，电气系统开始逐步接入到DCS中，接入到DCS的主要系统有：发变组系统、发电机励磁系统、高压常用电源系统。这种方式电气信息通过硬接线接入DCS，如图一。

接入信息主要包括遥信量输入输出和遥测量输入，接入方式为空节点和4-20mA直流信号。采用这种方式后，通过DCS的CRT实现了电气相关信息的显示、报警以及对相关电气设备的控制调节。这种方式的优点是：电气量的I/O模件柜布局集中布置，方便管理；硬接线方式信号传输中转环节少，对信号的反应快速可靠，连接电缆正确后，发生故障的几率低，维护量小。虽然一次性投资高，但目前大部分电厂、设计院仍认为硬接线是ECS接入DCS的最快速可靠的方式。因此，在通信方式逐步扩大推广应用的环境下，目前对可靠性、实时性要求很高的电气控制仍然保留了硬接线的方式。但硬接线在实际实施和运行过程中也存在一些问题，例如：

(1)DCS需要配置大量的变送器、IO卡，机柜和连接电缆，施工复杂，成本高。

(2)接入DCS的信息量有限，系统扩展性差。

(3)厂用电需配置单独的电度表，但又不能实现自动抄表。

(4)无法完成事故追忆、定值管理、操作票等复杂的电气维护和管理工作。

(5)客观上造成硬件资源的重复配置。

鉴于硬件接入方式的上述不足，采用通信方式替代硬接线方式是很有必要的。近年来，以工业以太网为代表的网络通讯技术在电力自动化领域得到广泛应用并日趋成熟稳定，为火电厂电气系统接入DCS系统提供了成熟的运行经验和技术保障。为了提高火电厂的自动化水平，一些电气设备厂家陆续推出基于网络通讯的电力监控系统，火电厂ECS接入DCS的方式也变为“硬接线+通信”的方式，目前，以通信方式部分取代硬接线已经得到了国内大部分电厂用户和设计院的认可。对于采用完全取消硬接线的全通信方式，不少电力设备厂家也在积极探索中。相比国内，在欧美等发达国家的大中机组，DCS的应用更加成熟，自动化程度更高，并且ABB、西门子等设备厂家能提供从继电保护、间隔测控单元的到DCS的完整解决方案，而国内DCS与继电保护一般由不同的厂家提供，系统互连有一定难度。

3.“硬接线+通信”的方式的ECS构成

“硬接线+通信”方式的ECS一般采用分布式分层体系结构，一般分为站控层、通信层和间隔层三层，系统网络结构如图二。

站控层一般采用C/S的分布结构，由服务器、工作站和通讯网关等组成，形成电气监控系统。目前虽然电气系统的大量信息通过通信接入DCS，但主要是用于监控功能，DCS并没有开发争对电气的高级应用软件。通过ECS相对独立的实现对电气系统的监控，不仅提供了DCS的后备控制手段，还能实现诸如保护定值管理、录波分析等复杂的电气维护操作，为电气系统的维护、运行提供专业的管理平台，这也是ECS的核心价值之一。

通信层一般以通信管理机为核心，对信息起到分组与上传下达的作用，通过以太网接入站控层的实时主干网，厂用电综保装置通过RS485或者现场总线接入通信管理机，对于第三方智能电器设备，一般通过通信管理机实现通信接口和规约转换，从而实现完整的电气系统联网，同时通信管理机可经过串行接口与DCS的分布式处理单元DPU相连，进行信息交换。目前ECS与DCS的通信可通过站控层的通信网关与通信层的通信管理机两种方式实现，通信网关一般采用100M以太网，通信量大，但需DCS开发专门的软件模块，受DCS的开放性限制大，通信管理机与DPU之间一般采用RS485接口、modbus通信协议，简单易行，因而得到了广泛应用。

间隔层包括分散安装的厂用电综保装置，如电动机保护装置、变压器保护装置、发电机保护装置等，完成对电气系统现场信息的采集、保护、控制和数据通讯的功能。

“硬接线+通信”的方式使得ECS第一次把网络化的应用引入到火电厂电气系统，也使DCS中电气信息的接入模式发生了根本改变，电压、电流、功率和各种保护动作信号等大量电气信息通过通信传入DCS，与控制相关的开关量输入输出还保留硬接线。这种方式为火电厂的电气运行和维护提供了新的平台，其与完全的硬接线方式相比具备下述优点：

(1)接入DCS的电气信息更加全面，系统扩展性高。

(2)DCS取消了大量的变送器、机柜和连接电缆，成本降低。

(3)通过电气系统后台可实现事故追忆、保护定值管理、录波分析等复杂的电气维护工作，极大的提高了电气系统的整体自动化水平。

近几年来，在新建的容量在300MW以上的火电机组，电气系统都实现了不同程度的联网，并通过通信接口向DCS传送相关电气信息，在提高电气自动化水平方面，给用户带来了确确实实的好处，但ECS在实施的过程中也存在一些问题：

1)对DCS厂家来说，取消了大量相关硬件，市场利益受到冲击，还需对通信接入投入精力，难免会不积极甚至抵触。

2)目前国内大多数的DCS的相关设备均是进口，而进口DCS设备的通信开放性势必会受到很大限制，对于DCS的通信信息、通信周期以及数据包长度等都会有限制。

3)与硬接线方式相比，信息中转环节多，在可靠性与实时性方面会差一些。

4)ECS节点多，分散性强，由于不同厂家的解决方案良莠不齐，网络通信中断，信息刷新慢的问题会偶尔出现，给系统的维护带来工作量，并影响客户的使用信心。

对于以上问题的解决，一方面需要ECS厂家根据用户需求提供稳定先进的产品技术和完善的服务，特别是提高网络通信的实时性和可靠性、提供丰富完善的电气管理功能。另一方面也需要DCS厂家做好ECS与DCS的互连规划设计，从软硬件配置上满足系统互连的开放性、实时性。

4.全通信ECS通信的展望

ECS系统从产生到现在的广泛应用，始终以提高电气自动化水平，实现ECS与DCS的无缝连接为目标，目前的通信信息基本上还是以监测为主，不控制，离用户真正期待的全通信还有一定的差距。目前一些国内ECS厂家和电厂一起在全通信方面进行了有益的探索，积累了一定经验。对于目前投入工程应用的全通信方式，系统网络结构如图三所示。

在这种方式下，通信管理机按照电厂的工艺配置需求，参与工艺联锁控制的通信管理机和相应的DPU一对一进行通信，由于每个工艺过程的综保装置数量较少，因而通信实时性较高，完全可以满足电厂工艺联锁控制的要求，对于不参与工艺联锁的电气信息，通过ECS站控层的通信网关接入DCS。

通过这种方式，电气系统的控制和联锁全部通过网络通信实现，实时性和硬接线虽然有一定的差距，但都能满足技术要求，在实现全通信的目标过程中，是一种大胆有益的尝试，但这种方式也存在下面一些困难：

1）在ECS、DCS中，控制都是通过网络实现的，但网络结构一般都不大于三层，并且互联的设备一般为一个厂家的产品和系统，在图三中，控制信息的传输网络为四层，DCS的开放性限制也影响了两个系统之间的连接的紧密型，可靠性和实时性也受到较大制约。

2）通信管理机因工艺的过程来配置，因数量较多而使投资成本增加。

在未来应用中，如果参与工艺联锁的综保装置能够根据DCS和ECS的不同要求，把控制信息和非控制信息分开，分别通过独立的接口接入DPU和ECS的通信管理机，这样接入DCS信息的可靠性和实时性会有很大提高，但通信负荷的增加、控制的切换等对综保装置提出了新的技术要求，同时DCS厂家在市场利益受冲击的情况下，接入不同通信接口和规约的装置，势必会有较大阻力。因此，在新模式的探索中，不仅需要DCS厂级与ECS厂家的全力配合，同时如何平衡市场利益的冲突，也是需要相关方面直面和解决的问题。

5.结语

随着我国电力系统的快速发展，ECS在大中型火电机组中得到了广泛应用，“硬接线+通信”方式在目前条件下更好的解决了ECS接入DCS实现机炉电一体化控制的要求，随着ECS的进一步完善和通信技术的不断发展，相信不久的将来完全取消硬接线的全通信方式将真正为用户所接受和广泛应用。

参考文献

[1]吴泽生,吴艳萍.数字化电气监控管理系统的探讨[J].电力自动化设备,2004,24(1)94-97.

[2]钱可弭.新型发电厂电气监控系统的架构与实现[J].广东电力，2005,18(3):21-25.

作者简介：

吴勇波（1981—），男，2004年毕业于武汉大学计算机科学与技术专业，助理工程师，阿城继电器股份有限公司哈尔滨研发中心设计员，主要从电站电力监控软件的研发工作。