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【關鍵詞】 電氣工程 自動化技術 供熱建設
我國經濟的飛速發展帶動了供熱事業的發展，供熱工程在人們日常生活中顯得越來越重要，其系統規模逐漸擴大化。電氣工程及其自動化技術對供熱工程起著至關重要的作用，但在供熱建設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在供熱建設中的應用
隨著人們對供熱需求的增加，供熱系統規模也不斷擴大，因此對電氣工程及其自動化技術的要求就更高。供熱工程不僅要能夠提供人們日常所需的熱能，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在實際工作中提供了很多便利。
第一，實現了電網調度的自動化。電網調度主要是通過連接電力調度中心的專屬局域網，變電站的終端、發電廠等進行工作的。在電網調度過程中運用自動化技術就大大提高了其工作效率，電網調度自動化發揮的功能主要有預測電力負荷、自動控制發電、評估系統狀態等。在電力生產過程中還能夠通過所采集的數據對電網運行情況進行實時分析，將其優化達到電力市場的需求標準。
第二，實現了變電站的自動化。自動化技術在變電站中應用使變電站的監控工作得到了更好的落實，電氣設備的運行狀況能夠被全面監視，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，在電力生產中發揮著重要的作用。變電站自動化技術具有以下特點：（1）裝置采用全微機化設備，電氣設備的操作與監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計記錄工作實現了自動化。在供熱系統中應用電氣工程及其自動化技術是一個很好的選擇，在充分發揮電氣工程技術特點的同時也提高了供熱系統的工作效率。
2 電氣工程在供熱建設中的難點
目前人們日常生活已經離不開電力，社會各行各業日常工作的開展都與電力息息相關，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一些問題。在供熱系統建設過程中電氣工程遇到了不少困難，主要表現在電氣工程的安全問題和系統綜合性問題。
（1）電氣設備及線路的絕緣問題。電氣工程運行中安全性最重要，首先要做到電氣設備及配電線路具有良好的絕緣性。工作人員必須要嚴格按照電氣設備絕緣性標準執行，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，以保證設備安全、穩定的運行。
（2）導體載流量的安全問題。在規定條件下，導體能夠連續承載而不超過最大承載負荷的電流量即為導體載流量。電流一旦超出導體的最大安全承受能力，就會使其絕緣性受損，甚至出現漏電，引起人體傷亡或發生火災。電氣設備的選擇中必須要嚴格按照設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備與空間物體或人之間的安全距離，按照各設備操作的安全性規定帶電體之間不會有危險發生的距離，并明確標出，以免發生危險。
（4）電力系統綜合性問題。通常情況下，發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，發電廠一旦出現機器故障，需要停機檢修時被供電地區只能被迫停電，持續性不強。因此在供熱系統建設中必須要將提高電力系統的可靠性和持續性，將發電廠、用戶和電力網綜合起來，這樣就能夠保證供熱系統能夠穩定持續地運行，才能確保供熱地區正常穩定持續的獲取電能和熱能。在建設供熱工程時對電力網電壓進行了分級，輸出電壓越高，電容量就越大，輸送的距離就越遠，但是高電壓對絕緣設備的要求就會提高，這就大大增加了供電成本。
3 解決電氣工程在供熱建設中存在難點的對策
解決電氣工程在供熱建設中的難點主要是對電氣自動化技術的革新。電氣自動化組成元件的技術含量很高，由于一些企業在生產電氣自動化元件方面缺乏先進的生產技術，降低了其在電氣自動化行業的競爭力。因此，電氣自動化生產企業必須要不斷革新產品，對自動化技術進行仔細的研究，才能在技術領域占有優勢，取得較高的競爭力，實現企業的可持續發展。電氣自動化行業中保持產品質量穩定、性能優越才能在同行業中立于根本之地，企業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調查，努力創新企業產品，提高企業的服務質量，最大限度滿足市場的需要。第二，結合企業自身的特點，分析企業存在的不足，將企業的經營模式與管理機制做適當的調整。從這兩個方面入手來提高企業競爭力還能使企業整體形象得到。只有電氣工程及其自動化技術自身的問題得到解決，才能在供熱工程建設中充分發揮其作用，使供熱系統更加完善。
供熱工程作為國家發展的基礎建設設施之一，在提高人們生活水平中發揮著重要的作用，供熱工程中的電氣工程及其自動化技術進一步推動了供熱建設事業的發展。因此，對于電氣工程在供熱建設中遇到的各種問題與難點，相關部門必須要予以足夠的重視，盡快找到解決方案，為我國經濟發展做出貢獻。
參考文獻：
[1]徐東海.淺談電氣工程中自動化技術的運用[J].中國新技術新產品，2010（24）.
[2]劉海龍.淺談電氣自動化的現狀與發展方向[J].黑龍江科技信息，2010（06）.
1、重點學科：控制理論與控制工程、計算機應用技術、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、重點培育學科：結構工程、企業管理。
3、國家級卓越工程師計劃專業：冶金工程、自動化、機械設計制造及其自動化。
4、國家高等學校特色專業建設點：冶金工程、采礦工程、自動化、稀土工程。
關鍵詞：電氣工程；續電器；自動化
隨著我國科學與經濟的不斷進步，更好的推動了電氣工程及其及自動化的發展。傳統的續電器系統已經不能更好的適應新的工作環境。相關工作人員應該不斷的對續電器進行優化，使其可以更好的發揮真正的作用。更好的促進電氣工程及其自動化的發展與進步。
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對大電流的限制，進一步達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結構，另一方面是真正的實現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用通過相關的設備可以更好的實現對電路運行的控制。
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系，工作人員在工作過程中通常根據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繼電器時，主要是將固態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做輸出端口，根據自身的相關組件進行輸入、輸出之間的轉變工作。同時根據電流的先關特性又可以將固態繼電器分為兩種類別，直流、交流固態繼電器。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進行工作的，工作人員會根據實際生活中的情況與個繼電器的特性進行結合考慮，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設備元件將電流的輸出變大，更好的提高了生活中的供電質量。其次，在利用繼電器與相關設備一同工作時可以起到一定的監測控制的目的。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實驗過程中應該準備各種不同種類與規格的加點器，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該注意以下三點。第一，在選擇使用的繼電器時工作人遠遠應該以實際情況電流的為依據進行選擇，在工業運行過程中低壓電氣在工作過程中的電流應該低于在平常使其的電流。在繼電器運行過程中如果發現電流過大的問題應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的檢測，同時以前期設備的相關條件為基礎對繼電器進行科學的選擇。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科學合理的選擇繼電器。
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，同時利用專業的設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設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的測驗，同過測驗所得的結果對繼電器的安全性做出科學的檢測。最后是釋放電壓與電流的測驗方法，在利用這種方法時，首先應該對總電源的電壓進行有規律的提升，對聲音進行科學的判斷，并對其進行科學的分類，同時工作人員應該對相關的電流電壓信息進行科學的整理與收集。更好的對繼電器進行科學的測驗工作。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生。在測驗過程中誤差經常會出現，只有進行多次的測驗才能更好的提高測驗的結果，提高繼電器的安全性。
2.2 電氣工程中繼電器的使用
隨著我國科學技術的不斷進步，進一步推動了電氣工程行業的發展，也使得繼電器在電氣行業的普及。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，其自身的內部結構可以進行轉變。繼電器中的線圈在通過電流時可以產生電磁，僅一步加強動觸點與靜觸點的結合。在系統斷電之后根據相關的電磁相應，銜鐵會恢復到開始的位置，進一步使動、靜觸點在次進行結合。在觸點發生改變過程中，真正的實現電流的開與關。
2.3 自動化低壓電器中繼電器的使用
隨著自動化技術不斷提高與完善，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生安全隱患的問題。繼電器在工作過程中經常對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用樂意更好的提高繼電系統的動力，在一定情況下進一步促進自動化低壓電器行業的發展。
3 結束語
綜上所述，隨著我國技術與經濟的不斷發展，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的發展與進步。
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用[J].科技創新與應用，2015（02）.
關鍵詞:農林高校;熱工基礎及流體力學;課程教學;實踐創新
當前，在“綠色發展理念”深入人心的時代背景下，農林類高校迎來了很好的歷史發展機遇;同時社會和企業對農林類專業人才的需求更加重視質量，對人才的知識深度、廣度和對專業基礎課、專業特色課核心知識的實踐運用能力，均提出了更高要求。提高機械設計制造及其自動化專業學生林業裝備系統總體及其子系統技術的掌握程度，拓展學生在林業裝備系統上運用專業基礎課、專業特色課中核心知識的科研能力，是農林類高教工作者面臨的共同課題［4］。
1課程教學剖析
1．1課程內容
“熱工基礎及流體力學”這門課程是機械設計制造及其自動化專業的一門綜合性專業基礎課，是后續液壓與氣體傳動、泵與風機、林業機械等專業及特色專業課的重要基礎。課程目標包括:掌握工質的熱力學性質、熱力學第一定律、第二定律、熱工轉換的規律和理想氣體的熱力學過程，學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、導熱基本理論、對流換熱基本規律、黑體輻射基本定律等內容的學習，使學生具備對基本的傳熱學問題進行分析和總結的能力;掌握流體的主要物理性質和流體靜力學的基本理論知識，學會流體上的作用力分析，能夠推導流體動力學方程的連續性方程和伯努利方程，針對黏性流體，能對管內流動狀態進行判斷;能夠對“傳熱學”“工程流體力學”的實驗結果進行分析和解釋，通過實驗數據綜合分析工程中的現象及問題，并得到合理有效的結論?？傮w來看，本課程講授內容包括工程熱力學、傳熱學以及工程流體力學三大板塊的內容，是在高等數學、大學物理、理論力學、材料力學的基礎上進行深化學習，拓展到實際的工程問題，所以本課程不僅理論性強，而且工程應用性也很強;與機械設計制造及其自動化專業其他課程相比，該課程涵蓋了本應三門獨立開設的課程內容，知識難點聚集、微積分公式眾多、三大知識板塊思維跨度大、學生融會貫通掌握難。但是，學生對課程內容的掌握程度直接影響后續專業特色課程的學習情況。
1．2教學思路
目前，本課程總學時為48學時，理論授課42學時，實驗授課6學時。三大板塊的教學內容多，理論授課課時較少，矛盾突出:(1)學生由固體學科切換到流體學科的學習需要較長適應期;(2)課程中較多章節內容抽象，且涉及大量公式推導及專業的概念鋪墊，加之為了跟上教學進度教學內容更新較快，學生普遍反映課程難度較大;(3)教學內容和后續專業及特色專業課內容銜接性不夠緊密;(4)從內容的充實性和課程的結構上來看，“熱工基礎及流體力學”這門課程的教學內容已經滿足要求，但是對接林業機械領域最新技術，強化學生創新思維方面，當前的課程建構仍無能為力;(5)由于本課程的學習不涉及具體的機械裝備系統，使得同學們對本課程在專業中的地位認知不足，學習積極性欠佳，這些現狀使得提升教學效果難度較大。針對上述課程特點及教學現狀，結合農林類高?！皺C械設計制造及其自動化”專業的實際情況，制定了如下教學思路:(1)授課時，使學生從機電系統、固體力學等學科的思維中切換出來，將空間觀測法跟同學們探討透徹，基于空間觀測法開展“熱工基礎及流體力學”的課程教學。(2)在教學大綱中刪除過于抽象、應用面較窄的教學內容，深入講解與后續“液壓與氣體傳動”“泵與風機”“林業機械”等課程關聯度較深的內容，為專業及特色專業課的學習做好扎實鋪墊。(3)結合在林業機械領域與“熱工基礎及流體力學”緊密關聯的科研經歷，探索寓教學于科研、科研反哺教學的授課模式，強化同學們對“熱工基礎及流體力學”在“機械設計制造及其自動化”專業里占有重要地位的基礎認知，顯著提升同門們自愿學習、自主學習的熱情。(4)注重思維方式、終身學習意識的培養。教學過程中注重切入問題角度的講解，使得同學們在明白問題的同時更養成學習思考問題方法的習慣;從固體學科到流體學科是一個較大的跨越，在跨越的過程中，使同學們樹立終身學習意識，為以后培養同學們提出、解決林業機械領域學科前沿性、熱點性問題的能力打下堅實基礎。
2課程構建探討
在“碳達峰、碳中和”的硬性發展要求及“綠水青山就是金山銀山”的發展理念加速推進的浪潮之下，農林高校“機械設計制造及其自動化”專業的畢業生在高等教育系統中的地位不斷提升，所以基礎專業課程構建更需獲得與之地位匹配的重視。一方面，基礎專業課課程構建要體現基礎知識的深度和廣度;另一方面，內容要很好銜接并服務于核心專業課、特色專業課，為學生后期畢業設計、研究生科研深造做好鋪墊。
2．1課程內容深度銜接核心專業課
“林業機械”是南京林業大學“機械設計制造及其自動化”專業的核心專業課，內容涵蓋林業動力、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“熱工基礎及流體力學”專業基礎課相關的包括動力、清理、保護、采摘等板塊。林業動力機械(包括泵、風機)涉及“工程熱力學”中熱能和機械能之間的轉化問題，同時也涉及“工程流體力學中”可壓縮混合氣體壓強、溫度變化和裝置的動力匹配問題;林業清理機械涉及“工程流體力學中”不可壓液態水在管道內部的流動，在霧化器內的流態分布、出口后霧化粒徑分布等復雜多相流問題，如圖1所示;林業保護機械中噴霧射程、噴霧穿透涉及“工程流體力學中”可壓縮流體空氣的外部流動及耦合風場、霧滴的多相流動問題，如圖2所示;林業采摘機械中，基于負壓的采摘系統涉及可壓縮流體空氣的管內流動問題。從銜接核心專業課的角度來看，一方面，農林類高?！盁峁せA及流體力學”這門專業基礎課程應該深耕“工程熱力學”和“工程流體力學”，而“工程流體力學”應該是重點中的重點;另一方面，也好兼顧課程內容的完整性，“傳熱學”也要適度調整。
2．2匹配三大板塊關系，優化課程結構
建議協調、平衡三大板塊的課時占比，同時明晰課程內容的內在邏輯關系，在此基礎上進一步優化課程結構。在“工程熱力學”(熱能的間接應用)板塊中，我們將實現熱力學能向機械能轉化的媒介稱之為“工質”，媒介一般是“單一氣體”或者“混合氣體”，熱力學第一定律、熱力學第二定律、工質熱力學性質及理想氣體的熱力過程等課程內容和專業核心課程林業機械吻合度較好?！肮こ塘黧w力學”中，對流體的終結性定義是“抓不起來的物體”，一般性的定義是“氣體和液體”的總稱，但課程內容中流體基本概念的鋪墊、流體靜力學、流體運動學、流體動力學及黏性流體等課程內容都是基于不可壓的液體，同為流體，但氣體和液體的性質及研究重點相差甚遠，“氣體”這種流體相關課程內容的缺失為后續專業核心課程的學習帶來很大知識結構缺陷。“傳熱學”(熱能的直接應用)中，對導熱、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、工程應用等課程內容做了比較詳細的講解，但是后續專業核心課程對傳熱學中的知識需求很少，僅僅在脈動燃燒技術這一研究領域有所涉及?？傮w來看，不管是“工程熱力學”中的“工質”，還是“工程流體力學”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”，也是和林業機械這一專業核心課程相關的“最大公約數”。鑒于此，“工程熱力學”教學內容總體上可以維持不變，部分章節可以簡化，不重要的知識點減少不必要的推導，側重理論、公式概念的理解和應用，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”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的試驗研究中也有重要應用，可以在這里對相似準則進行深入講解，省出較多課時。將“工程流體力學”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”、包括氣體動力學中“擾動在外空間流場中的傳播”及“管內氣體的流動”等內容，以匹配林業機械核心專業課。
2．3樹立自主學習、終身學習意識
目前，流體力學板塊中關于可壓縮流體的課程內容匱乏，教學中會鼓勵同學們在MOOC上尋找優秀資源進行線上學習，使同學們樹立自主學習意識。通過工程流體力學板塊，我們在體力學的范疇內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，有助于培養同學們的終身學習意識。
結語
關鍵詞 電力系統及其自動化；規劃與設計；科技與管理；多重效益
中圖分類號TM711 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）80-0092-02
電力系統及其自動化工作流程就是在中心地帶安裝計算機系統，實施對中心發電站和變電站周圍系統的監控，形成立體的網絡監控系統，使信息的傳達和指令的傳輸能夠及時、暢通。中心計算機負責總體的指揮和調控，以及各種數據的處理、異常事故的自動回復等，通過計算機與軟件之間的結合，使自動化的程度不斷的加深，達到系統合理可靠的運行目的[1]。隨著技術發展，電力系統及其自動化技術得到廣泛應用，電力系統及其自動化技術的數據共享、數據整合能力，安全監視、安全保障能力得到提高，日漸成熟的電力系統及其自動化技術改變了電力行業的舊有格局，開辟著電力行業的現代化新篇：電力系統及其自動化的安全性能和穩定性的提高滿足著老百姓的高要求的同時，也因為電力系統及其自動化插上了信息化的翅膀，實現了電力工作人員對電網及電力系統的有效實時監控，電力故障能得到及時排除解除，電力系統有更足夠的安全保障。但是就中國的情況講，電力系統及其自動化的方向是全面布局DMS系統，高效提高電氣管理水平，適應電力系統及其自動化技術的發展。為此，本文就電力系統及其自動化從規劃與設計到建成后的科技投入與管理及要放長遠眼光考慮的“多重效益”進行“全景”式透析，力求解讀出個中味道。
1 “近景”：規劃與設計奠基電力系統及其自動化
電力系統及其自動化與電能生產、輸送及分配密切相關，通過對電力系統及自動化的規劃與設計是為了實現電力系統及其自動化的效率的最高化，設備功能的全面釋放，使電力系統對電能傳輸的效率得到提升，為國家創造電能利用的隱形財富。因此，規劃與設計是布局一個新的電力系統及其自動化最首要考慮的一個問題，不然等工程上馬，系統正常投入運行就得不償失了。
首先，為滿足社會企業及用戶對電能的高需求狀況 ，對早期電力系統重新規劃是一項綜合性的改造活動 ，可顯著提高原先系統的運行功能[2]。在我國，電力系統的規劃與設計就擔負著這樣一個歷史包袱：這就是我國幅員遼闊，電網建設極為復雜，電力需求量也極大，還有不可繞過的一點是電力系統及其自動化改革晚，傳統技術和設備仍舊掣肘著我國的電力系統及其自動化的步伐。如此，在追趕美英等先進技術的同時，對傳統電力系統及其自動化的再規劃與設計也成為奠基我們現代電力系統及其自動化的重要課程；
其次，包括對傳統電力系統的再規劃與設計在內，電力系統的規劃與設計包含了發電、輸電、變電與配電、用電等多環節，通過對風能、核能、熱能、潮汐能等電能生產方式產生的原始電能的轉化及供應輸送做電力系統及自動化的科學高效綠色生態設計與規劃，滿足用戶對用電、用電設備的運行要求，同時也減少資源消耗。例如，這種規劃與設計的過程可體現在電力系統在各環節或者不同層次都具有的信息控制系統，為電能的生產進行測量、控制、調節、通信、保護及調度；
第三，電力系統及其自動化的規劃設計還與電力工程的打造緊密相關，電力工程是融合電工技術、電工理論及有關技術、工藝、材料、制造因素的集中反映，是電力系統及其自動化先進不先進的決定性元素。電力工程的規劃與設計重點在電源、電網、負荷中心，為了打造優質的電力工程項目，設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控，保證其可行，經得起時間的檢驗；
最后，電力系統及其自動化的規劃與設計需要遵循成本原則，以少投入，從元件、設備等方面控制造價，成本原則直接影響到產品的定價，經濟效益高是客戶接受的必然因素；堅持安全原則，電力系統及其自動化首要考慮的要素就是安全，其安全性和穩定性涉及電力設備、電力設備的安全使用，網絡的操作安全及數據安全方面。此外，電力系統還應堅持配備系統監測的模塊等措施以落實安全性的要求；堅持周期原則，在規定期間內完成，考慮詳細，有嚴格方案，不影響用戶對產品的使用。
2 “中景”：科技與管理提質電力系統及其自動化
電力系統的集成度提高，電力系統及其自動化的形成發展由市場需求所驅動，市場需求對電力系統及其自動化的質量提升起著關鍵性作用。為此，打破傳統的信息孤島，進行數據方面的整合與應用，實現相關信息與多源信息的無縫對接，多維度多側面展示數據間的關聯，成為電力系統及其自動化未來的發展趨勢。這就趨勢的破冰與形成是一種對電力系統及其自動化大幅提質的過程。這其中莫不與電力系統及其自動化專業人才的培養，專業的改革與實踐相關。就人才培養與專業課程的而言，筆者認為，要應用課程學建設思路，加強應用型教學、減少對理論的依賴，對電力系統及其自動化的專業的建設方案系統性和創新性的改革；類似衢州這類浙江省的欠發達地區還應該充分運用仿真技術、網絡資源教學及當地水利企業的優勢，加強專業的“接地氣效應”。但科技與管理更是電力系統及自動化提質的兩把利劍。
2.1 技術科技化——提質“硬劍”
1）先進化的科技裝備。先進技術裝備為我國電力系統及其自動化的生產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，代表了電力系統傳動技術的一次巨大的跨越，從此以后，電能的變換和控制正式步入了電力電子器件構成的變流器時代[3]。以電力電子器件變革經歷的三個階段為契機，電力科技裝備一次比一次先進，電力系統及其自動化的裝備已經呈現高頻技術的發展趨勢，不僅自動化的色彩越發濃厚，更增加了環保、節能、智能化等特點。以電力科技裝備在風力發電中的運用為例，諸如發動機組的設備對發電量損耗大，出于節約能源的出發點，在高低壓電的轉化中，用風機水泵變頻機替代原先使用的變頻器，就改變了電能轉化中耗能大、效率低等問題?？傊覀円獜碾娏ο到y及其自動化的科技設備革新和技術的不斷發展上謀求新路，探索發展科技設備對提高電力的生產質量；
2）科技裝備的信息化。電網的壯大，實現對電網高效地實時監控需要憑借電力系統及其自動化所用科技裝備的信息化水準。依托電力裝備的信息化，實現對電網的綜合監控不說，電站工作人員能更加詳細準確地了解電力系統運行狀況，快速準確判斷故障位置及故障原因，遙控操作變的容易，對各種數據的分析變得簡便。電力系統及其自動化在科技裝備的信息化的各種案例，如體現在對包括測量儀表、自動裝置及遠動裝置等變電站二次設備的功能進行組合和優化，利用計算機技術、通信技術等信息化技術實現對變電站輸、配電線路，設備的監視、測量、控制等。
2.2 管理現代化——提質“軟劍”
一方面是日常管理要做到“優化提質”。電網的發展帶來企業管理思想、管理方法的創新，及其在電力系統及其自動化的應用，促進電力系統管理水平的提升。換句話說，如何提高電網信息的采集、加工等環節的速度及準確性需要管理；電力工程的施工、監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，工程技術管理的流程等很多方面需要管理； 在電力系統及其自動化的具體運用中，繼電保護的保護元件經常會出現異常情況，影響供電秩序，產生安全隱患甚至安全事故，這就需要對電力系統進行有效地安全管理。這些都是電力系統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“優化提質”。
另一方面是應急管理要做到“優中見質”。電力系統及其自動化的發展， 電網的規模獲得擴大，電網的緊密度比以往更令人咋舌，由此也帶來了電網的穩定問題，一些小概率的聯級事故、外部災害也可能引起系統失穩，進而引發系統癱瘓，造成不必要災難性停電事故。為此，電力系統及其自動化的應急管理考驗著管理者的管理智慧。如何做到應急管理的“優中見質”，例如，電力系統故障后，工作人員應就近在故障元件邊上的區域搜索緩解故障情況的負荷削減節點，幫助系統恢復到安全狀態，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：利用慢同調分群算法將系統中的發電機組聚合成若干虛擬發電機群節點，最大限度地減小割集的搜索空間，在考慮拓撲結構和潮流方向的基礎上，將網絡中的其他節點向虛擬發電機群節點聚合，并在 Laplace分區策略的基礎上提出了一個新的權重指標來衡量兩個相鄰節點之間的“距離”，以改進 Laplace 分區策略[4]。這就是一種有效應急“優中見質”的方法。
3 “遠景”：多重效益注腳電力系統及其自動化
電力系統及其自動化“近景”與“中景”的布局都是為了實現電力系統及其自動化的“多重效益”，環保效益、社會效益、經濟效益多多重效益并重是電力系統及其自動化的最好注腳，電力系統及其自動化之于經濟的功效自不必多言，它對中國經濟結構的調整，產業的轉型都有特殊的意義，本文就“碳排放”和“可再生”兩個關鍵詞進行簡述。
3.1 關鍵詞“碳排放”——重構 “綠色目標”
2006年來，我國碳排放超美國成為世界第一碳排放大國，在能源保障供應充足及為社會提供強勁發展動力的基礎上，實現經濟低碳可持續發展成為各方共識，可持續發展意味著作為碳排放最大部門電力行業的需要轉型。換句話說，全球多變的氣候和焦灼的能源問題為電力系統及其自動化的“綠色重構”提供了歷史性的機遇。怎樣實現電力系統及其自動化對電力產業的“綠色重構呢”？電力系統及其自動化首先依據電力碳排放及強度作為評價內容評價各地電力低碳發展。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，還需要根據各地的能源特征、電源機構、居民用電習慣等特點，對電力系統及其自動化的碳排放做結構分解，透徹分析各地電力碳排放的成因等因素，最后依據電力系統及其自動化的系統特點和自動化的程度對各地低碳發展線路做針對性部署。
3.2 關鍵詞“可再生”——造?！皬V普大眾”
電力系統及其自動化在其建設、生產運營中，投資、成本、產量等因素會因為內外環境的變化而變化，進而與我們對其所作出經濟評價的預測值有一定差異，對項目能產生的經濟效益產生影響。但是基于利用“可再生”能源基礎上的電力系統及自動化，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，適宜小規模開發利用。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電系統，在城市的空閑場地和建筑屋面，農村荒山荒坡，農民房前屋后都可利用光伏電站發電，按人均1千瓦光伏發電，全國超過10億千瓦，看上去數字有點大，但是每千瓦的光伏發電系統安裝個位數的太陽能電板就行，利用好這樣的可再生能源是電力系統及其自動化未來的額一個方向。
參考文獻
[1]王四明.電力系統及其自動化技術的應用探析[J].現代閱讀，2012（7）：18.
[2]許文杰.電力系統規劃與電力工程設計的研究[J].科技傳播，2012（1）：13.
關鍵詞：電氣工程及其自動化；電能變換與控制方向；培養方案；課程設置；實踐環節
作者簡介：巫付專（1965-），男，河南安陽人，中原工學院電子信息學院，教授；王耕（1967-），男，河南鄭州人，中原工學院電子信息學院，副教授。（河南 鄭州 450007）
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）17-0018-02
近年來我國經濟持續高速增長，傳統能源消耗量大幅增長，引發的能源短缺和環境污染等問題成為制約我國經濟又好又快發展的瓶頸。為此，發展新能源產業勢在必行?！犊稍偕茉窗l展“十二五”規劃》提出，至2015年底并網風電累計裝機容量要達到1億千瓦，年發電量要達到1900億千瓦時。光伏發電裝機要達到1400萬千瓦，光熱發電裝機100萬千瓦，太陽能熱水器推廣面積要達到4億平方米。政策上還首次提出地熱能、潮汐能和海洋能的發展目標?！吨袊履茉串a業發展與安全報告（2011—2012）》指出，我國新能源產業總體而言對外依存度較高，風能產業、光伏產業、生物質能產業與地熱產業的關鍵設備及核心技術尚需從歐美輸入。
電能變換與控制技術作為新能源產業關鍵設備的核心技術之一，隨著我國新能源產業的迅速發展、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日在福州大學召開國家自然科學基金電工學科2008/2010 年度批準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到歐美水平。然而這些成果工業化的過程中卻嚴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“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，國內高校開設相應本科專業方向的學校也很少，這就造成了將科研成果轉化為工業產品人才的匱乏。2012年11月16日《江南時報》報道：“能源動力類（就業率94.71%）、材料科學類（就業率93.71%）、電氣信息類（就業率92.70%）等與新能源、新材料、服務外包等新興產業相關專業的畢業生就業優勢明顯。”“良好的產業發展不僅給相關專業畢業生帶來了就業底氣，也給薪資待遇提升留下了想象空間?！睋y計，近兩年內電氣信息類畢業生的平均工資為3778元，仍有很大的上升空間。省內電氣信息類企業將傳統的電工技術與計算機、電子、自動控制、系統工程及信息處理等新技術相結合，具有廣闊的應用前景，規模正不斷壯大，就職畢業生對該類企業的發展趨勢充滿信心?！逼渌貐^的招聘也有同樣信息出現。對于快速發展的新能源產業而言，應用型人才供應面臨嚴重不足。因此，亟待加大該產業人才的培養力度，以滿足新能源產業發展對應用型人才的迫切需求。
一、目前相關專業開設的現狀
近幾年國內僅有十幾所高校增設了核能相關專業，大多數高校是在原有熱能與動力工程等專業基礎上增設了部分與新能源有關的選修課程作為對新能源領域知識的一種補充，或進行了專業名稱的更改。所有這些無論是課程內容設置的科學性還是人才培養的專業性，尚不能適應完全國家對新能源領域專業人才的需求。對于新能源產業關鍵設備及核心技術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在1998年國家教育目錄合并前包括電力系統自動化、電機、絕緣技術等強電專業。由于其涉及的專業領域非常寬泛，所以各高校培養方案的設置通常分方向設置，即在專業課學習階段按專業目錄合并前的專業進行設置。與能源產業關鍵設備及核心技術之一電能變換與控制相對應的電力電子與電力傳動二級學科由于相對傳統電機電器、電力系統自動化等學科發展較晚等原因，開設電能變換與控制專業方向的高校很少。
由于新能源產業迅速發展，與之相適應的電力電子技術也得到了迅速發展與完善，為在電氣工程及其自動化專業本科階段開設電能變換與控制提供了理論基礎。
二、專業培養目標及規格
電氣工程及其自動化專業電能變換與控制方向面向新能源產業，根據能源領域的發展趨勢和國民經濟發展需要，需培養在新能源科學中電能變換與控制研究及其利用的技術開發與實施等方面既有扎實的理論基礎又有較強實踐和創新能力的專門人才，以滿足國家戰略性新興產業發展對該領域教學、科研、技術開發、工程應用、經營管理等方面的專業人才需求。本專業培養掌握電路電子與電工技術、控制理論與系統、計算機與微處理器應用技術，強調強弱電點結合、元件系統結合、軟硬件結合和基礎知識，體現了強電與電力電子、自動控制、計算機等技術相結合的專業特點。
畢業生應獲得以下幾方面的知識與能力：具備較扎實的本專業領域必需的自然科學基礎理論知識和較好的外語綜合能力；系統掌握本專業技術基礎理論知識和必要的專業知識；掌握電能轉換與控制、信號分析與處理、電機學、新能源發電、電氣工程方面等方面的知識；了解本專業學科的前沿與發展趨勢；獲得電能變化與控制系統的分析、開發與研究方面的工程實踐訓練；能從事新綠色能源的研發工作（例如光伏發電、風力發電、混合動力汽車）；能從事電力系統的分析預測試；能從事電能質量分析與調節系統的研發與設計工作等；具有一定的人文社會科學、經濟管理知識及相關工程技術知識，掌握文獻檢索、資料查詢的一般方法；具有較強的工作適應能力；能從事新能源領域里的科學研究與管理工作。
三、專業課程體系
1.培養方案課程安排
針對本專業的特點，所以教學計劃安排應該使得在專業教學階段的理論與實踐并重。專業課階段課程安排的建議如下：
公共基礎課：“高等數學”、“大學物理”、“大學英語”等。
人文通識課：“原理”、“法律基礎”、“藝術鑒賞”等。
專業基礎課：“電路”、“模擬電子”、“數字電子”。
專業平臺課：“自動控制控原理”、“電機拖動基礎”、“單片機原理”、“自控原理”、“C語言”、“可編程控制器PLC及系統集成”、“信號分析與處理”等。
專業必修課：“電力工程”、“新能源發電”、“電能變換與控制（上、下）”、“DSP技術”等。
專業任選課：“微型電網工程”、“柔性輸配電技術”、“人工智能與智能控制”、“智能電網”、“電力系統網絡通訊”、“變配電運行自動化”、“電氣CAD”、“檢測技術與儀表”、“電動汽車概論”、“電能質量與諧波治理”等。
工具課：“MATLAB”、“AotoCAD”、“protelXP”、“Proteus”、“multsim”等。
本培養方案將課程分為上述6個部分，其中公共基礎課、人文通識課、專業基礎課和專業平臺課的設置與目前的電氣工程及其自動化保持不變。專業必修課和專業任選課是電能變換與控制方向的主要專業課程?！靶履茉窗l電”主要講述太陽能光伏發電技術、太陽能熱發電技術、風力發電技術、生物質能發電技術的原理；“電能轉化與控制”（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，可采用傳統電力電子的教學內容與教材。“電能轉化與控制”（下）主要講述PWM的控制方法（包括SPWM、SVPWM、滯環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（光伏發電、風力發電等）中的應用實例分析。DSP技術主要講述目前應用最為廣泛的TI公司TMS320LF2812的原理與應用。工具課“MATLAB”可在第二學期開設，“AotoCAD”、“protelXP”、“Proteus”、“multsim”放在期末實踐環節結合課程設計進行。專業課設置如表1所示。
2.實踐環節設置
實驗教學環節改革將注重培養學生的工程系統能力、實踐中運用知識的能力、解決較復雜工程問題的能力、管理決策能力，還有創新研發能力等。通過合理統籌優化實踐教學部分激發學生的工程實踐興趣和勇于創新的精神，使學生的專業素質滿足電能變換與控制工程師培養標準。
（1）實踐教學環節改革將關注以下幾點：
1）加強綜合性、設計性實驗的開發，在統籌優化、合理安排所有實驗課的基礎上提高實驗課質量，增加綜合性、設計性實驗，增強學生動手能力、分析問題、解決問題的能力。
2）增設企業中常用仿真軟件的教學實踐課程，提高學生多種仿真軟件的應用能力。
3）增設工程能力綜合訓練內容。
（2）本計劃實踐環節主要分兩個階段實施。
1）第一階段：工程能力基本訓練階段。內容：金工、電工實習、各門主要課程課內實驗、電子技術的課程設計、單片機課程設計、PLC的課程設計、工程制圖、制板及仿真軟件的應用等。目標：達到初步分析問題、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：工程能力綜合訓練階段。內容：取消單門專業課的課程設計，增設綜合課程設計，在第7學期期末進行，時間為3周，題目結合新能源發電所需的技術選定，要求學生按全國大學生電子設計大賽的型式提交作品及實驗報告。目標：使學生具備對所學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設計與調試能力。
3.校企聯合畢業設計
畢業設計是學生能力培養最后一個環節，主要鍛煉學生綜合運用所學科學理論方法和技術手段分析并解決工程實際問題的能力，培養學生的創新意識和進行設計、技術改造與創新的初步能力。[2]畢業設計安排在第8學期進行，此環節時間為15周。采用校內指導教師和企業指導教師共同指導的方式。畢業設計題目的選取可以緊扣新能源發電中電能變換與控制關鍵技術，突出電能變換與控制常用控制策略、信號檢測方法等的應用，強調硬件電路的設計與調試、軟件的編程。目的是使學生在畢業設計的過程中初步掌握新能源發電中電能變換與控制的關鍵技術。
四、結論
我國新能源產業正在迅速發展，該方面專業技術人才的缺失已成為其進一步發展的瓶頸。高等學校應認真研究，及時培養出社會急需的人才，服務社會。本文就在電氣工程及其自動化專業基礎上開設電能變換與控制方向進行了分析；針對新能源發電所需的知識結構提出了主要課程的設置，并對實踐環節和畢業設計進行了詳細分析；給出了電氣工程及其自動化專業開設電能變換與控制方向的培養方案。要想將培養方案落實到實處還有很多工作要做，比如師資的建設、實驗室的建設、教材的建設等等。
參考文獻：
一、引言
隨著我國各行各業的發展，各類產業的用電需求越來越大。無論是生產還是生活，人們與電力的關系已變得密不可分。所以，電力在人類社會中正扮演者愈來愈重要的角色。但是據了解，電氣工程及其自動化無論是在過去的開發時期，還是現在的使用時期，都需要消耗大量能源，在電力的生產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，提出節能設計的方案，使電力生產和傳輸得更加節能。
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調度來看，相比發達國家，我國的電網調節的自動化程度還不夠高。目前我國現有技術不能將電網的各環節聯系在一起加以控制，只能實現對單個系統或設備的控制。因此需要人員來做協調控制，可能會造成人為誤差，使得需要調節的時候沒能做出正確的抉擇而導致能源的浪費。此外，電力儀表的作用也不容忽視。電力儀表是可以監測、分析電能質量和電力故障的重要儀器。如果想要進一步實現節能，則離不開對電網中各代表性節點的監測，而現有的電力儀表多用來監測、判斷電力故障并給出相應的措施，所以需要進一步發展電力儀表，以監測更多的數據來實現節能。
（二）部分線路傳輸損耗較高在電網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體，使導體發熱而產生的，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安全、穩定運行的前提下，將損耗降到最低，讓電能盡可能少的轉化成其他能量，從而達到節能。
（三）新能源的并網運行不夠可靠目前我國新能源主要為風力發電與太陽能發電，相比火力發電、水力發電、核電，后者只要運行得當、保證其穩定性即可實現其并網運行。而風力發電與太陽能發電這類新能源對天氣的要求很高，貿然并網，如果用戶端用電需求突然升高，而當地卻為陰天或無風的天氣，如果不加大周圍火電廠的供電量，那么供電平衡將會破壞，甚至導致整個電網出現重大事故；反之，當用戶端用電需求量突然降低，同樣如果不采取相應措施，新能源發電廠發出的電能就會過剩，并以其他形式能量釋放，造成嚴重的浪費。而天氣的變化十分復雜，所以如果想要真正利用好新能源，以目前的科學技術來看是遠遠不夠的。
三、電氣工程及其自動化節能設計方向
（一）提升AVC系統性能在電網中，AVC系統指的是電網的自動電壓無功控制，其能夠保證電能質量、輸電效率，降低網絡損耗，使供電系統穩定、經濟地運行。因此，如果對該系統稍加改動，即可提升電網的節能運行性能。而目前我國的AVC系統缺乏全局運行的監視、系統數據太多人工處理麻煩，使得工作效率低等問題。所以要想發展AVC系統則需要改進系統的界面，使得數據更加直觀；提升AVC系統的分析功能，使其達到人工智能的水平，能在不斷的分析結果中不斷學習，從而達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體發熱產生。而導體發熱的主要原因是由于電阻阻值偏大，導致流過的電能被轉化為了熱能，因此只要合理降低傳輸線路上導體的電阻即可降低損耗。降低導體的電阻，一般可以采用適當增大導體截面積的方法。目前在我國的配電網中，部分線路還存在著導體截面小、線路老化、線損率較大的情況。此外，配電網中的變壓器也存在基本參數偏大的情況。所以，應更換老化的設備與高能耗的線路和變壓器，還要加強建設出更加合理的電網結構。
（三）使新能源并網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的問題。要想實現并網運行，就必須滿足四個基本條件：發電機與系統的頻率、相序、相位、電壓均相同。這些條件現可以滿足，但這仍然不夠。由于新能源受天氣影響，發電的質量會受到影響，比如當陽光照射強度發生變化時，發電過程中就會改變輸出功率、產生一定的諧波。由于這種不確定因素均與天氣相關，所以只要將天氣中的某些可測得的、有效的數字參數與發電出力聯系在一起，得到新能源發電規律的曲線，并反饋給電網調度員，即可實現新能源并網運行。
