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我國幅員遼闊,每個地區的自然氣候也不一樣,惡劣的氣候條件會對輸配電設備造成嚴重損壞,比如說,在我國南方地區,持續的高溫會令用電負荷呈現出上升的趨勢,同時也刷新了用電量原有記錄,如此龐大的用電需求,對于輸配電設備來講無疑是一個挑戰。企業如果不能將這一現象加以重視,那么就會令輸電線路的老化速度加快,令輸配電設備性能變低。進而增加了耗電總量,值得一提的是,在低溫狀態下,輸配電設備也不能正常運行,容易發生故障。總體來講,氣候的變化對于輸配電設備以及用電工程自動化運行來講,都是一個嚴峻考驗。
2電力自動化輸配的特征
總的來說,電力自動化輸配就是利用先進網絡控制,電子通信等技術,令電力更科學的進行輸配。電力自動化輸配的主要特征就是能夠更為全面的對電網進行控制,保證在進行電力運輸時候的暢通性。在電力運輸時發現問題的時候,自動化系統能夠將工作中出現的問題加以全面解決,進而保證運輸電力的質量,最終提高企業效益,并在最大程度上確保了企業工作效率。電力自動化輸配的特征分為以下四點。
2.1智能化與方便性
現如今,人們對電能有了更大的需求。在現如今的電力輸送工作中,加入了最為先進的網絡傳輸技術,在根本上提高了原有的自動化水平。能夠解決以往人工無法解決的問題。值得一提的是,由于網絡技術的發展,電力自動化技術的故障率也有所降低,同時,電力輸配以及供電工程的方便性也得到了大幅度提高。2.2便捷性和靈活性隨著我國科學技術日新月異的發展,和以往相比,我國電力控制系統的便捷性和靈活性得到了一定程度的提高。先進的控制系統能夠將原有的管理范圍加以拓寬,使得傳輸質量與速率在最大程度上得到了提升,同時也提高了原有工作效率。
2.3簡便性和綜合性
電力輸配工作內容非常復雜,將自動化技術在該項工作中進行運用,能夠在電力輸送過程中的將設備檢修,相關操作時間減少。在進行實際工作的時候,如果相關技術人員具備了綜合知識,就能夠提高輸配電的質量,能夠在最大程度上保證電的質量。
2.4安全性與服務性
和其他行業相比,電力行業的危險系數較大,如果在實際工作中出現了事故,不但會對輸配電設備造成損害,還會威脅到人們的生命安全。如果在電力系統運行中加入自動化設施,那么原有工作的嚴謹性就會在根本上加以提升,其安全系數也會隨之提升一個檔次。
3自動化輸配技術的運行優點
在經濟迅猛發展的今天,電力資源也占據了舉足輕重的位置。從現如今的情況來看,電力企業已經成為了我國支柱性企業,電力能源的發展程度與我國經濟發展程度息息相關。要想令電力資源的消費功能加以體現,就要利用自動化輸配技術。從當前的角度來看,自動化輸配技術的運行優點主要體現在以下幾個方面。
3.1及時排除故障
將電力自動化技術運用到電力輸配工作中,如果進行工作時發生了故障,自動化系統能夠在第一時間內發出警告信號,并提醒相關維修人員在第一時間內趕到事故現場。同時,自動化技術還能夠將故障原因在短時間內傳達到事故現場,相關工作人員能夠在第一時間內對事故類型進行全面分析,利用最短的時間,排除事故,令電力傳輸工作的效率在根本上得以提升。
3.2實現遠程控制
將自動化技術運用到電力輸配工作中,能夠在根本上將遠程控制工作得以全面實現,利用該項技術,用戶能夠對電力傳輸過程進行全面監測,并檢查電力參數。另外,利用該項技術,能夠令電氣企業實現遠程控制,進而讓該項工作更好的實現調配,保證輸電質量。如果在輸送過程中出現故障,電力企業也可以利用計算機對故障點進行全面掌控,分析發生故障的原因,并利用有效方式加以排除。
3.3優化輸配環節,降低電能耗損
在對電力輸配工作進行管理的時候,最為重要的一項工作就是減少原有耗損能源。通過對電能輸配進行有效管理,能夠在根本上減少電能損耗。保證電力輸配質量,令電力企業提升經濟效益,從當前的情況來看,在電力輸送工作中運用自動化輸配技術,能夠將原有的電能損耗控制在理想范圍內。
4結語
世界上很多國家都制定了和自身國情相匹配的電力工程自動化施工管理法則和參考標準。目前,我國電力工程自動化施工管理最主要的情況就是,對于施工時候的成本通過施工圖紙預算管理來對物料、人工費、裝備費用等進行合理地管理。有些建筑公司接的很多比較小的電力工程,應用的管理方式是采用內部定額實行預算編制而且對施工成本進行合理控制,應用這些方法對電力工程自動化施工管理順利實施進行保障。這種方法在企業進行電力工程自動化施工時,能夠保證電力工程自動化施工管理按照要求進行,并且還列出了一系列的參數。雖然電力工程自動化施工管理不斷得到完善,但是隨著承接項目越來越多,在不同的項目中出現了不同的問題,對于電力自動化的前進起了阻礙作用,并且在電力工程自動化施工管理的過程中出現的不能解決的難題,對電力自動化的發展帶來了不小的阻力。電力工程自動化隨著應用項目的增多,出現的問題也相應增加。這些問題主要有,對于承接的項目由于時間緊任務重,在進行施工之前并不能對出現的所有問題進行考慮和研究;對于設計者而言,設計壓力很大,所設計的方案存在很多漏洞,并不能保證所設計的內容非常完善;由于隨著施工進度的進行,對于原材料的消耗和機械設備的磨損增加,會發生物料供給不足的現象,就很難保證工程能保質保量完成。
2電力工程自動化施工管理技術
(一)電力工程自動化施工管理的質量管理
在進行電力工程自動化施工的時候,最重要的任務就是要保證質量問題,并且電力工程自動化施工過程中,質量管理的主要組成就是要保證項目按照預定時間高質量完工。在質量管理系統中,首先要建立實行質量管理的目的和明確每個部門在進行質量管理過程中所應履行的職責,然后制定出合理的質量管理方案,通過此方案來保證質量管理順利實行,并對管理的所有環節進行檢測。電氣工程自動化中的質量管理的目標就是要讓變電機組能夠實現一次性操作成功。為了保證電力工程自動化的質量管理,還需設定標準的施工參數,對項目施工的全過程進行監控,工作人員可以依據標準對項目質量進行評定,對于在施工中出現的一些問題可以進行很好的解決。所以,有很多方法都能夠提升電力工程自動化施工過程中的質量管理。嚴格執行質量管理規定,可以生產出高質量的電力工程自動化項目,同時還能夠使電力工程系統施工管理中的質量管理得到廣泛應用。
(二)電力工程自動化施工管理的成本管理
電力工程自動化施工管理中的成本管理,使其重要的組成部分,并且是重中之重。對于成本管理如果措施得當,可以減少質量問題的產生,還能夠增加施工單位的經濟性和一定的經驗。對于電力工程自動化施工管理中成本管理,可以采用以下措施減少施工成本。對于進行施工的項目進行合理規劃;對于施工人員進行專業技能和知識的崗前培訓,減少在施工中出現低級錯誤的概率,提高施工質量;對于施工過程中的,人員、原材料和設備進行合理安排,盡量用最少的人和材料達到最低的成本和最高的質量;在進行原材料購買的過程中,可以采用投標的方式,但要堅持公平、公正的原則,盡量選擇一些信譽口碑比較不錯的供應單位,這樣既能保證質量又能增大競爭減少成本投入;在施工時,要對施工圖紙進行仔細研究,對于現場原材料的放置進行科學管理,進而根據情況就出現的問題提出解決策略,在管理過程在可以采用一些現代管理形式和科學管理方法進行結合,這樣可以減少不必要的成本投入。
(三)電力工程自動化施工管理的安全管理
在電力工程自動化施工過程中不可避免存在一些危險,由于影響安全隱患因素比較多,所以安全風險就比較大。特別是在施工中的一些電路漏電現象和高空作業等,所以為了保證人身安全,對于電力工程自動化施工管理中的安全管理提出了全面的、更高的管理要求。
3結束語
論文關鍵詞:一,輸變電工程管理中存在的問題
現在的我國處于發展電力系統的通信的自動化運行的初始級階段,我國電力行業和電力的各個部門已經不斷的認可和接受了電力系統的通信的自動化的運行的各方面特點和優勢,只是在計算機、通信的生產化和商業化的方面的應用水平尚且不完善的這個時候,電力系統的通信的自動化的網絡中還存在著許多各式各樣的問題。電力系統的統一的自動化的網絡的設置里面,存在著系統的設置太過簡單,管理的方式太過粗放,模式的設計也太過單調乏味等更多方面問題,這些問題引起了電力系統的通信的網絡的可靠性不斷下降,網絡的穩定性也不是太高的實際性的問題。到現在為止,由于各種各樣的問題的存在,電力系統的通信的自動化的優點在人們的生活中還很難發揮出來,有時候還會出現電力系統的通信的自動化的生產效率低下等問題,促使生產的成本太過于高,這樣很難體現出來電力系統的通信的自動化有意義的價值和優勢。
2、輸變電工程施工結構中存在的問題
想要實現電力系統的通信的自動化的功能,我們就必須通過高效率和完整的結構來大力支持和支撐。我們只有不斷地建立起來與電力系統的各種不同功能的真是的需要的通信方面的高度自動化發展的網絡,只有這樣我們才能使電力系統的通信系統得到更為有效和穩定的發展。 在不斷發展的電力系統的通信的網絡中,我們需要去采取一定技術的數據的處理方式、 科學精密的運算和信號綜合加工方面的結構和裝置,只有這樣我們才能夠按照電力系統不同時段和不同情況的運行情況,努力做到不斷地加強對系統的完善記錄、計算與通信,只有做到以上方面的工作我們才能確保全部電力系統的合理的高效的穩定的運行。在我們的日常生活和生產中存在著很多的電力系統的通信的網絡,仍然沒有按照規定配置和設計相應的結構與裝置,這就容易造成電力系統的通信的網絡數據的交換特別困難、計算的能力明顯不足、信號的加工明顯過慢等一系列問題,這樣不但嚴重影響了電力系統的通信的自動化的功能的實現程度,同時也會不斷地帶來電力系統方面正常運行的許多多余的信息,噪聲的不斷干擾,從而造成了對電力的全部系統不好的影響。
3、輸變電工程網絡技術方面存在的問題
電力系統通信的網絡技術需要網絡、計算機和監控等等一些基礎技術的應用,如果其中的一項中的技術出現一點問題的話,就會特別容易導致對電力系統的通信的自動化的功能造成重大的影響。然而網絡、監控設施和計算機,還有通信的技術又都處在迅速發展和高速度更新的新的狀態,在此過程中如果不能及時的進行技術方面的更新,那么很容易就會給電力系統的通信的自動化的整體水平帶來極大地影響。目前我國電力系統的通信的自動化的社會化市場越來越復雜,碩士論文各種各樣的軟件和硬件的開發時候的基礎大不相同,對與應用自動化的技術方面的使用的層次同樣也相差了很大一大截,如果長此以往下去的話會不斷地導致電力系統的通信的自動化的過程里面網絡的基礎方面的技術存在許多方面不能兼容,同時也會造成使電力系統的通信網絡的功能得到制約,從而嚴重的影響到電力系統的通信的自動化的效結果。
二、解決輸變電工程管理中存在問題的措施
1、輸變電工程發展管理中的技術支撐
輸變電工程不斷地深入到我們生活中的今天,在輸變電工程的結構布局的不合理現象大量存在,我們要加強對輸變電工程結構布局的設計從根本上解決結構的不合理之處,我們要采用一定的科技技術和精密儀器,通過科學的研究來布局結構,防止由于結構布局的不合理,給我們帶來電力系工程的危險性和成本的浪費。我們只有加強對信息技術方面應用的重視程度,才能不斷地推進輸變電工程自動化和智能化的實現。在整個電力工程的網絡發展中,每一個電子化的設備在運行和運用的過程中,每一個都要利用計算機的信息化技術去實現對電力系統的全面化的監控方面的功能。在這種狀況的影響下,我們需要不斷地利用計算機發展技術來實現分析和不斷排查。通過對技術運用的加強,不斷地培養科技技術人才,加大技術的支撐力度,同時還要加大技術投資,引進國外先進技術,通過對電力工程高新技術的利用實現我國電力工程安全、高速、智能化的發展進程。
2、輸變電工程施工管理中對于技術方面的應用
對于電力工程的技術在電力系統的通信的自動化的不斷應用、在線的狀態監測的關鍵技術不斷地在電力系統的通信的自動化的使用、專家的系統通過在電力系統的通信的自動化的使用過程中,都起到了特別關鍵的作用。我們要加大對技術的應用,增強創新意識和自主創新能力。把技術工人運用到電力工程的前線,是電力工程通信的自動化深入到我們的工作和生活之中,促進我國經濟的發展。時根據電力系統的通信的網絡設置中存在的問題,我們要加強對電力工程網絡的設置,采用精確,科學的方法,進行細致化,和技術化的方法相結合。我們應通過合理的布局和精密的設計,使電力工程的施工更加方便我們的工作和生活。
3、輸變電工程施工管理中對于結構布局和合理設置的應用
由于人們對電力的數量的需要不斷的增加,輸變電工程為了應對這一變化從原則上一定要從結構上、規模上和功能上做出很大的改變,這樣才能應對人們社會、生產和生活方面對電力的有效需求的適應。在輸變電工程的系統當中,通信的網絡是功能和結構中重要的組成部分,通信的網絡的不斷發展和利用,從結構和體系、軟件與硬件方面大大的使電力的系統的組成部分得到豐富,使得電力的系統在通信網絡的基本要求下能夠實現中心化的運行、自動化的辦公、信息的不斷更新和遠程的控制等等各方面的功能,不斷的成為電力系統的改造和新建工作中不得不重視的系統和網絡。在電力系統的通信的自動化的發展和變化的過程中,在通信的網絡的結構、設置還有應用的技術等方面還存在著各種各樣的問題。我們應當以電力系統的通信自動化的發展作為基礎出發,把握住電力系統的通信的自動化技術的應用的關鍵,在處理各種問題的時候,不斷的加強對電力工程施工方面技術的應用,更好的去完成輸變電工程系統的更多的價值和更遠大的未來。
結束語
【關鍵詞】電力工程;施工現場;常見問題;處理對策
一、電力工程施工現場的常見問題
(1)電力工程建設項目監管機制不健全,管理上存在諸多漏洞。在國有企業里,由于機制龐大,方方面面都有涉及,這樣很難進行細致管理,建立起健全的管理機制。很多大企業都是采用屬地化管理,使用權無限轉移,監管機制對這些項目便失去了效用,也就難以保證這些項目的質量和經濟效益了。(2)電力工程設計方面問題分析。由于電力工程項目區域跨度比較大,地理環境相對比較復雜,在實際施工過程中,應該對地理條件和環境問題進行有效的分析和評價,并在設計過程中進行著重注釋,確保工程施工質量。但是,在實際施工設計過程中,往往忽略環境因素的影響,造成了非常大的質量影響,這很大程度上是由于工程管理人員管理不當所造成的。(3)低劣的機械設備問題。電力工程里,機械設備的優劣,不僅影響施工時間,更是影響工程的質量。低劣的機械設備不僅影響施工進度,更會給工程項目留下隱患,給國家和人民造成無法彌補的損失。(4)電力工程的質量問題是可怕的,輕則影響施工進程,增加費用,重則可能影響此工程的安全性,留下隱患,甚至引發重大事故,給國家和人民帶來財產損失;電力工程的質量問題是難以預測的,并沒有規律可尋,因此,電力工作人員需要時刻預防并對其加以總結,防患于未然。電力工程的質量問題會隨著時間的改變而改變,還可能會連坐其它系統的質量變異,這就需要電力工作人員及時發現并處理質量問題,以杜絕發生更嚴重的事故。(5)施工方法影響工程進度和質量。在實際施工過程中,由于施工方法紛繁復雜,有些企業為了節約時間和成本,放松了對施工工藝的要求,沒有對現場進行有效的管理控制,導致施工現場混亂,極大的影響了施工質量,甚至降低了施工進度,提升了施工成本,不利于實現經濟效益的最大化。
二、電力工程施工現場管理的重要作用和意義
(1)提高工程施工質量,促進電力行業的發展。加強對電力工程施工的控制和管理,可以減少施工人員的失誤操作,降低材料的消耗量,有效的節約成本,同時也可以規范施工人員的操作技能,提高工程施工質量。降低工程成本,提高工程施工質量,必然可以有效的促進電力行業的快速發展,提升電力行業的市場競爭力。(2)促進施工管理現場施工活動的正常進行。在電力工程施工中,施工現場包含有很多因素,如施工人員、工程材料、信息流動等。加強對電力工程施工的控制和管理,可以保證施工現場的秩序和施工活動的順利進行,而施工活動的正常進行,可以有效的加快施工進度,控制施工成本。
三、電力工程施工現場的常見問題的處理對策
(1)有效控制工期、質量、成本。電力工程施工過程中,工期、質量、成本是工程施工需要保證控制的三大要素,進行工程施工的控制與管理,最主要的目的就是提高工程建設的質量和效率,而質量是工程施工的前提,工期是工程施工的重點,成本是工程施工的落腳點,因此,對于工期、質量、成本,施工單位一定要進行嚴格的控制,以保證電力工程建設實現經濟效益的最大化。保證工程材料的質量。在施工過程中,材料的性能是影響工程質量的重要因素,在電力工程施工中,質檢人員一定要嚴格把關工程材料的采購,保證工程材料的性能符合工程質量的要求。(2)健全工程項目監管機制,查遺補缺。在電力行業,由于國家干預較多,卻不能在管理中面面俱到,這對電力行業的發展是不利的,健全監管機制,查遺補缺,彌補缺憾帶來的不便,這樣才能真正的促進電力行業的發展,真正做到提到電力工程項目的質量管理。(3)提高機械設備的性能,促進工程項目的進行。低劣的機械設備是對工程項目的損害,因此,必須要采用高性能的機械設備,擁有穩定的性能和方便的操作,并對工程項目的開展加以把關。國民經濟的發展使得電力行業擁有了高性能的機械設備,從而促進其發展,這種互補的發展使得電力工程項目的質量管理可以有所保證。提高電力工程項目管理的機械設備質量,以提高電力工程項目的質量管理。
社會市場經濟體制的變革使得電力行業的發展得到了長足的進步,但對于激烈的市場競爭來說,如果僅滿足于當前的發展,電力行業就會止步不前,加強電力工程施工現場控制有重要意義,只有有效加強電力工程施工控制,才能夠促進電力行業的可持續發展。
參 考 文 獻
[1]《電力工程》出版發行[J].電力系統自動化.2009(16)
[2]李濤.淺談建筑企業施工現場管理[J].中國建設信息.2008(14)
論文關鍵詞:傳統教學;電力行業標準;電網仿真實驗室
高等院校電氣工程及自動化專業是為發電廠、供電公司、農電局、送變電公司、大型工礦企業等培養從事電氣工程及自動化領域的電力系統設計與運行、電氣設備安裝與檢修、試驗分析、研制開發、信息處理及經營管理等方面的高級工程技術人才。隨著我國電力行業的迅猛發展,對電力行業的人才素質要求越來越高。而現在我國高校電力專業的課程設置體系已不能完全滿足電力行業的發展要求。比如:現有的一些理論教材已經用了幾十年,出現了理論與實際相脫離,理論教學與實際訓練相脫離等現象,導致學生缺少創新思維。正是基于這種現象,沈陽工程學院電氣工程系通過幾年的努力,利用中央與地方共建項目資金的支持,開展了基于電力行業標準的開放式電力工程實踐基地群之一的電網仿真實驗室的建設與研究,學生通過在電網仿真實驗室的學習,可以大大提高他們的理論水平與實際崗位的技術水平,能夠更好地適應電力行業發展的要求。
一、特色電網仿真實驗室的建設
從2006年開始,我們利用中央與地方共建項目資金的支持,按照電力系統行業標準,依據現場實際需要,開展了具有特色的電網仿真實驗室的建設。我們先后走訪了清華大學、北京電科院、河北省電力培訓中心、湖南大學電氣工程學院、貴州省電力培訓中心、四川省電力仿真培訓中心、四川交通大學電氣工程系、遼寧省電力調度中心等單位。通過深入的調查研究,最后根據我們的設計方案,采用學校招標形式,與清華大學在2007年簽訂了電力工程實踐基地群之一的具有特色的電網仿真實驗室共建項目的協議。通過幾年的艱苦努力,該實驗室現已建設完畢。
二、特色電網仿真實驗室的功能
基于成熟的電網調度員仿真培訓系統(dts)的技術平臺,建立一個包含典型省電網、地區電網、區縣電網的統一電力系統模型,實現統一模型的數字仿真,逼真模擬各級電網的穩態和故障運行情況;同時利用計算機系統組成完整的調度自動化模擬系統,完整地模擬各級電網調度的物理環境。
電網仿真實驗室集繼電保護、自動裝置、計算機通訊、數據采集及監控(supervisory control and data acquisition,簡稱scada)、電力系統分析計算、電力系統靜態仿真和電力系統動態仿真為一體,幾乎覆蓋整個專業領域。在這個實驗室里學生可以得到電力系統運行控制、分析計算等全方位的訓練。
在dts的實際調度應用中,學員坐在學員室中充當“調度員”接受培訓,學員室中配備有與實際調度室一致的(或接近的)能量管理系統(energy management system,簡稱ems)和軟硬件系統(即學員臺),讓學員有一種身臨其境的感覺;而教員在教員室里,利用教員臺在培訓前準備教案(教案源自于實際電網系統的運行數據斷面和實際的電網模型以及參數),在培訓中控制培訓過程,具體指導培訓工作的進行,并在培訓結束后評價學員的調度能力。在培訓進行過程中,學員與教員之間的通信采用電話或計算機信息交互進行,來模擬調度時調度員和廠站值班員之間的通信方式。在這種方式下,整個培訓過程都由教員與學員之間“一對一”地完成,這種做法符合現場需要,它利于教員了解每一個學員對調度規程的熟練程度和操作情況,以及他們對故障的應變能力。
仿真教學實驗系統可以滿足多位學員同時獨立接受仿真培訓的要求,也可以實現教員與學員“一對多”的模式,這樣指導老師通過教員臺(主工作站)向各學員終端下達教案,也可設置預想的故障,在仿真實驗過程中控制進程,具體指導實驗的進行,并在實驗中觀察學生的實驗操作情況,給予必要的指導。
在統一模型下的電網仿真培訓,還可以實現多級調度的聯合仿真培訓,讓學員了解上下級調度的協調配合,訓練聯合反事故的能力。
新建成的特色電網仿真實驗室,除具有以上功能外,針對沈陽工程學院(以下簡稱“我院”)的具體情況,還開發實現了以下幾種功能。
(1)變電站仿真系統能與電網仿真聯網運行,電網仿真和變電站仿真在電網模型、數據庫、人機界面、功能模塊等多個方面實現一體化,兩套系統共享公共的電網模型,共享公共的設備參數和仿真畫面,對于公共的部分,用戶只需要維護一套模型和參數。電網仿真和變電站仿真可以各自單獨運行,也可以聯合仿真。聯合仿真時,兩套系統共享同一套電網模型,在任一系統中進行操作或設定故障后,兩套系統均能自動響應,并各自給出正確、完整的二次設備動作信息。作為電網仿真中的一個深度仿真的變電站,可以實現電網調度和變電站運行值班人員的聯合仿真培訓。
(2)利用dts電網數字仿真培訓系統硬件平臺,可以實現開放式《電力系統分析》實驗,這樣在建成的電網仿真教學實驗室中,就可以進行面向電網運行值班的調度員仿真培訓,也可以進行面向基礎教學的電力系統分析仿真試驗,而且教員可以方便地在兩套系統之間進行切換。
(3)電網仿真實驗室不但可以滿足電氣工程系各專業的電網環節實習、實訓需求,而且可以為學院節省大量的實習經費。
(4)為電氣自動化的學生做畢業設計提供軟件平臺,達到鍛煉學生自主設計的目的。
三、特色電網仿真實驗室的創新
新建成的電網仿真實驗室與國內其它院校電網仿真實驗室相比,具有以下幾方面的創新之處。
首先,它不是單一的電網仿真實驗室,而是集電網仿真、電網仿真與變電站仿真聯網運行系統、電力系統分析實驗、學生畢業設計等多功能為一體的實驗室。學生可以根據課堂或自己需要,在電網仿真系統、電力系統分析實驗、畢業設計三套系統之間任意切換,互不干擾。
其次,由于實現了電網仿真與變電站仿真聯網運行,可以使學生在實驗室進行認識實習、畢業實習,而且也會收到較好的實習效果。比如:在電網仿真中,假如有35kv、66kv、110kv、220kv、500kv等不同的廠站,可以在變電站仿真中找到與它匹配的廠站,兩者能達到同步運行,這樣學生就可以既看到電網仿真中系統廠站的設備運行情況,又可以看到變電站仿真中實際的三維畫面和動作過程,效果非常理想。
另外,畢業設計是大學教育的最后一個環節,也是最重要的環節之一,它可以衡量一個學校的教學水平,也是衡量一個畢業生能力的重要標準,做好學生畢業設計是非常重要的。我們利用電網仿真軟件平臺,獨立設計了畢業設計軟件平臺,讓學生可以任意組建電力系統網絡模型,通過拓撲進行各種電力系統分析計算,達到鍛煉學生自主設計的目的。這也開創了我院發電專業學生開展畢業設計改革的新篇章。
四、特色電網仿真實驗室的現實意義
特色電網仿真實驗室是按照電力系統行業標準,依據現場實際需要,根據以“面向企業、立足崗位、突出實踐”為指導思想的“技術崗位型”培養模式來建設的。
通過電網仿真實驗室建設與研究,可以整合現有發電專業的課程設置體系,構建新的課程體系和教學內容,使該體系具有很強的針對性和靈活方便性。同時可以做到情景交融,生動形象。即根據電力行業崗位需求,真正做到真實模擬電力系統設備,來作為學生的訓練手段。比如:可以讓學生自己模擬某一地區真實電網網絡發生故障。怎么進行處理,用到了哪些專業知識?學生的處理結果會由評判系統給分。而且這個處理過程必須和實際現場一樣。這樣就可以充分調動學員的學習積極性和提高實踐工作能力,達到實際現場崗位的技能要求。
在教學過程中,老師需要知道學生對于哪些知識點掌握比較模糊,哪些知識點已經掌握了,還有哪些知識點只需要對個別進行輔導,哪些知識點是需要對多數人進行強調的。學生需要有方便的手段將這些信息實時向老師反饋。在實驗的過程中,老師需要控制實驗的節奏,掌握每個學生的完成狀況,統一導演實驗的進程。同時在進行聯合實驗的時候,生生之間,師生之間必須通過信息交互進行有效的協調,更好地完成實驗,達到預期的效果。本實驗室在這些方面都做了較深刻的研究,為老師和學生提供了方便的交流手段,這樣就可以使教學實驗過程變得積極、互動,收到良好的教學效果。
關鍵詞:新能源發電;課程知識體系;教學改革;教學方法
作者簡介:張濤(1981-),男,安徽阜陽人,三峽大學電氣與新能源學院,副教授;武建瑞(1983-),男,陜西蒲城人,三峽大學電氣與新能源學院,助理工程師。(湖北 宜昌 443002)
基金項目:本文系三峽大學教學研究項目重點項目(項目編號:J2011008)的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)09-0073-02
能源是人類生存和發展的重要物質基礎,隨著社會發展對能源需求的持續增長,以及能源短缺危機和全球環境的日益惡化,能源對人類經濟與社會發展的制約和對資源環境的影響也越來越顯著。[1]面對能源短缺危機和環境保護的雙重壓力下,必須通過能源利用新技術實現“開源”和“節流”。因此,大規模開發新的能源,大力發展高效、環保的電力工業成為解決能源問題的有效途徑,培養這方面的人才對新能源的開發和利用具有重要意義。
三峽大學具有濃厚的電力行業背景,為了讓三峽大學(以下簡稱“我校”)電氣工程類專業學生了解新能源相關知識,“新能源發電技術”課程應運而生,它是電氣工程及其自動化專業課程體系中一門重要的專業選修課程。該課程的講授,能夠幫助學生較為全面地了解和掌握新能源利用形式及其相關技術的前沿動態,有利于培養學生的創新思維能力。為了提高教學質量,結合電氣工程類專業的特點,探索適合電力系統及其自動化專業課程授課內容和教學方法是十分必要的。本文將根據筆者近年來的教學實踐,談談對該課程的教學改革與實踐方面的幾點體會。
一、課程教學存在的主要問題和矛盾
“新能源發電技術”課程是一門多學科交叉的課程,除了涉及電力和能源領域的知識外,還要求學生具有其他領域相關的知識,如課程中風力發電技術涉及空氣動力學的相關知識,太陽能電池涉及的半導體材料的相關知識,生物質能中涉及的生物化學等相關知識等。[2,4]由于新能源發電技術的研究屬于前沿科學,目前,我國部分高校的相關專業已開設“新能源發電技術”課程,但不同學科對該專業課程的教學需求不同,導致教材內容側重點差異較大。該課程的建設中存在的問題較為突出,集中體現在:不同專業教材內容側重點不同,缺乏適合電力系統及其自動化專業的教材;作為一門選修課程,學生重視程度不夠;專業教學環節矛盾眾多,包括課程與教材之間的矛盾,理論教學與實踐教學之間的矛盾,教學目標與教學方法之間的矛盾等,這些都在很大程度上制約了“新能源發電技術”課程教學質量的提高。
對于電力系統及其自動化專業的學生,該課程需要涉及更多電氣工程學科的相關知識,如電機學、電力電子技術、電力系統分析等專業知識。在新能源并網和儲能技術中需要應用這些專業知識分析該研究領域前沿問題,有利于全面掌握新能源知識體系和培養學生分析問題的能力。由此可見,本課程內容豐富,知識點多,在該課程的建設中,需要根據專業特點,合理組織教學內容,讓學生掌握晦澀難懂的外專業知識的,能利用本專業知識分析實際工程問題,激發學生學習該課程的興趣,提高學生的綜合素質,因此該課程的教學內容和教學模式的改革勢在必行。
二、教學內容的改革
為了適應電力系統及其自動化專業學生的教學,在課程改革過程中,根據新能源發電行業現狀和電氣工程對新能源發電技術課程知識體系的需求,結合電力工程及其自動化專業的特點,精選教學內容,重新構建了新的課程知識體系,加強與電力系統及其自動化專業之間的聯系。
根據新能源發電站接入電網的影響不同,將這些新能源技術分為兩類:穩定性能源發電技術和間歇性能源發電技術。
一些新能源技術(如生物質能、地熱能和常規水電)在接入電力系統方面和常規電力技術一樣容易,除了一次能源的形式不同,轉換成電能環節基本相同,都采用同步發電機進行發電,對電網的安全和穩定不會造成影響。因此,這部分新能源知識重點講解各種新能源發電技術的基本原理,最新的發電技術的現狀和動向,及在利用過程中對改善環境帶來的好處,培養學生新的能源觀念和意識。同時結合電網發展的最近進展,這些發電技術作為分布式電源接入電網時,如何規劃電網,接入電網對電網的影響等方面進行適當的講解,加強與電力系統知識的聯系,提高學生學習的積極性,
由于受到季節、氣象和地域等條件的影響,另一些新能源技術具有隨機性、波動性和間歇性的特點,如風能和太陽能發電等新能源發電技術,在接入電力系統方面需要克服更多的挑戰,其電力大規模并入常規電網會對電網調峰和系統安全運行帶來顯著影響。這部分內容重點講解與電力系統相關的技術,涉及到電機學、電力電子技術和電力系統相關的知識點。在間歇性能源并網過程中,電力儲能技術可以補償負荷波動,解決風能和太陽能等間歇式新能源發電直接并網對電網的沖擊,調節電能質量,使大規模風力發電和太陽能發電能夠方便可靠地并入常規電網。隨著可再生新能源發電技術的快速發展,電力儲能技術也是電力系統及其自動化專業學生必須掌握的知識,所以儲能技術也是該課程知識體系的重要部分。
本文提出的課程知識體系目前還沒有相關教材,為此,筆者較為系統地構建并編寫適合電力系統及其自動化專業的“新能源發電技術”課程講義,使之更符合電力系統及其自動化專業的教學。從兩學期的試用情況來看,學生認同感增強,明確該課程是本專業不可或缺的重要選修課,重視程度顯著提升,在教學過程中取得了良好的效果。
三、教學模式改革
選擇合適的教學方法,能夠提高課堂效率。教學內容的不同,授課的教學方法也需要相應的改進,為此筆者對教學方法也進行了改革,使之與課程知識體系相適應。
1.采用學術專題講座的教學方式
“新能源發電技術”課程知識體系要求運用新的教學方法。每種新能源發電技術各自成章,自成系統,各部分內容均有很多前沿的技術,僅靠書本知識已經不能適應科技的進步。[5,6]因此需要任課教師補充相關發展的新動向和新技術,以學術講座的形式進行講授與課程相關知識點。講解過程中,以具體的行業問題為背景,采取啟發式的講解方式,層層剖析問題,可以讓學生在有限的學時內,掌握發電技術的發展現狀、發電原理、利用方式、開發存在的問題和研究現狀及動向。如地熱發電、海洋能發電、生物質能發電、太陽能熱發電技術,都可以采用講座的方式進行講解。同時在講座過程中,增加學生提問環節,讓學生可以積極參與,引導學生自主思考。
為了強化實踐,在每一個專題授課結束后,教師通過布置與該專題相關的設計題目,讓學生學以致用。比如讓學生設計太陽能熱電站,利用波浪能發電原理設計相應的波浪能電站,設計新農村綜合利用生物質能的方案,設計垃圾發電站工藝流程等,作為分布式電源接入電網時,結合不同能源開發利用的特點對該地區新能源開發和電網結構做出合理規劃,并給出理由。通過這些綜合性設計作業,可以增強大家的創新意識和實踐能力,激發了學生的學習興趣和主動性,訓練了學生分析問題、解決問題的綜合能力,起到了非常好的效果。
2.基于問題的探究式教學方式
傳統的講授方式,可以系統地講解,課堂容量大。風力發電和光伏發電技術涉及知識點多,知識點零散,因此需要教師合理組織教學內容,使其與所學專業知識相結合。為此筆者精心設計每一個教學環節,精講多練。但傳統的授課方式,學生被動接受,學習積極性不高。
為此,筆者采用基于問題的探究式教學方式,在教學的過程中,教師起引導作用,對課程中的知識點進行分析,提出基于問題的討論題目;并分析學生需要掌握的知識要點,為學生提供必要的參考文獻,讓學生課后自己查閱資料,引導他們學會自己總結知識點,利用所學知識分析實際問題。而學生在課后根據自己的興趣自愿選題,并分小組進行研討,研討后,該小組總結討論結果。在課堂討論中,每個小組推薦一名學生做交流發言,將自己的研究內容做簡要匯報。學生互相提問展開討論,老師進行有針對性的點評,肯定了學生們取得的成績,對錯誤的地方進行了補充和糾正。[2]為了達到分組討論學習預期效果,要求每個小組在上交的文獻報告中,明確每個學生所做的工作和參加小組討論的發言內容,督促每個學生都參與討論學習。通過這種教學方式,充分調動了學生的積極性和主動性,也很好地完成了教學目標,促進了教學質量的提高,達到“授人以漁”的目的。
3.改進多媒體教學方式
由于該課程設計的專業知識具有跨學科的特點,有些知識點學生難以掌握,有些原理較為抽象。如風機的偏航過程、變槳過程、風機的失速原理、斯特林發動機的發電過程等都比較抽象,在沒有實物演示的前提下,學生經常不容易理解。因此在講這些課程內容時,采用多媒體動畫演示的方法,幫助學生理解基本概念和知識,讓學生更快更易地理解和掌握這些內容。
四、考試方法的改革
雖然在教學內容和方法上進行了改革,提高了學生的學習興趣,激發學生的學習熱情,但仍有不少學生選課和學習動機不端正。他們不是為了完善自己的知識結構,提高自己的綜合素質,只是為了湊滿學分,對選修課缺乏足夠的重視。[6]傳統的閉卷考核方式不能全面地反映真實的教學情況。撰寫課程論文,成績只與論文寫得好不好有關,有的同學東拼西湊,也能獲得一個理想的成績。這些方式都難以督促學生平常的學習,因此仍需完善課程的考核方式。根據“新能源發電技術”課程的特點,筆者對該課程的考試方式做了合理的改革,促進學生學習,公正地反映了學生的成績。主要采取了以下一些措施:
1.注重對學生平時的考查
增加課堂隨機考查的次數。通過提問、課堂測驗等方式,讓學生在上課時能集中精力聽講,防止學生上課“開小差”。回答問題和課堂測驗計入平時成績。
2.增加撰寫文獻報告和大作業
基于問題的探究式教學方式中,撰寫文獻報告和小組討論環節能夠有效培養了學生查閱文獻、撰寫論文、發現問題、解決問題、獨立思考的能力,因此能夠較為科學評價學生平時的努力程度。因此,課堂討論和小組討論中,根據學生在該環節中的貢獻不同給學生不同成績,這樣能起到督促學生學習和檢驗學生學習效果的作用。
作業是課堂教學的有效補充和延伸,是教學中必不可少的環節。大作業一般具有綜合性的特點,能夠有效鍛煉學生的綜合能力,鞏固平時所學的知識,是反饋教學效果的有效手段。因此增加大作業和撰寫文獻報告在平時成績中的比重也是考查學生平時學習的有效手段。
3.增加平時成績的權重
平時考核成績權重由原來的30%提高到目前的50%,有效地避免了學生平時不學習,考試時突擊學習也能取得不錯成績的弊端,提高學生學習的積極性和自覺性。
通過上述措施的實施,經調查表明多數學生都認可這種成績考核方法較合理、公正,能夠真實反映學生的成績,受到了多數學生的歡迎。
五、結束語
“新能源發電技術”課程是電氣工程及其自動化專業課程體系中一門重要的專業選修課程。本文針對課程建設中存在的突出問題,構建了適合電氣工程類專業的“新能源發電技術”課程的知識體系,合理組織教學內容,并根據授課內容提出了合適的教學和考核方法。通過課程教學改革,激發學生的學習興趣,引導學生主動學習,培養了學生分析問題、解決問題的能力和創新意識,提高學生的綜合素質,達到提高該課程的教學質量和教學效果的目的。
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關鍵詞:智能變電站 邏輯配置 點對點配置 GOOSE配置
中圖分類號:TM63 文獻標識碼:A
1 引言
通過智能化的調試發現,存在很多無法滿足現場運行要求的問題,面對智能化站剛剛起步,這些問題需要現場解決從而滿足目前的運行要求還是說總結出新的運行規定,如果只是為了滿足現場的要求,將會形成各個智能站配置均不統一的情況,這樣,對智能站今后的維護相當不利,如果在原理上實現配置的一致性,將會為以后的運行維護帶來很大的方便,所以本論文以各種智能設備的原理為基礎,實現配置的一致性,讓配置的原理與傳統的原理一致,下面主要針對幾個常見的問題進行分析。
2 電壓并列回路的配置
目前常見的配置為雙套合并單元,實現了設備的雙重化配置,但是對于這種配置的電壓并列回路特別復雜,需要將兩套合并單元都做相應的處理才能實現電壓的并列,這無疑增加了回路的復雜性,在實際接線中,每套母線合并單元都接入了兩條母線的電壓,并且電壓的接入回路都是通過常規回路來實現的(有些廠家母線合并單元的刀閘位置、斷路器位置等也可用通過外部電纜回路來實現,對于智能站來說,采用這種方式將會大大增加回路的復雜性),在這種配置下相當于兩套完全獨立的母線合并單元,在運行維護時需要采取不同的措施,如當II母母線檢修退出電壓互感器時,應將II母智能終端的并列把手由自動切換到II母強制I母上,同時也應將I母智能終端的并列把手也切換到II母強制I母上,這是為了防止備自投裝置的兩條母線電壓均取自I母合并單元時II母電壓失壓導致備自投放電。
3 備用電源自動投入裝置的配置
備自投相關的智能設備有進線智能終端、分段智能終端、進線合并單元、分段合并單元、母線合并單元、主變保護、主變本體智能終端。進線和分段智能終端主要向備自投裝置發送進線斷路器的位置以及手跳閉鎖備自投信號(對于不啟動KKJ的斷路器操作把手)和遙控跳閘閉鎖備自投信號、進線合并單元主要向備自投裝置發送線路電壓以及線路電流,分段合并單元發送電流,對于進線備投的備自投裝置不需要分段電流,母線合并單元主要兩條母線的電壓,兩條母線電壓可取自一套合并單元也可以取自兩套合并單元,主變保護的內容是后備保護動作閉鎖備自投裝置,主變本體智能終端非電量動作閉鎖備自投,對于另一端母線沒有電源點的進線可以不設置非電量跳閘閉鎖備自投的邏輯。
3.1 直跳、直采點對點配置
點對點方式是指線路間隔的電壓電流、母線設備的電壓電流、備自投保護動作跳、合斷路器均是通過點對點的方式來實現的。線路和分段的斷路器位置和手跳信號既可以采用點對點方式也可以采用GOOSE組網形式,通常選用組網形式,主變保護動作和非電量動作閉鎖備自投信號則是通過GOOSE組網形式來實現。
3.2 直跳、直采GOOSE組網配置
GOOSE組網方式是指所有智能設備的信號均通過GOOSE組網來實現,保護電壓電流也通過GOOSE交換機向備自投,實現的數據信息的高度共享。各過程層智能設備首先將自己的斷路器位置、手跳信號、線路電壓電流、到GOOSE交換機,同樣間隔層智能設備將閉鎖備自投信號也發送到GOOSE交換機然后實現數據的共享。
備自投所需電壓電流,跳閘方式目前沒有明確要求,目前我們常用的配置方式有兩種,點對點方式或者GOOSE組網方式,兩種方式均不影響備自投正常運行,各有自己的特點,直跳、直采點對點方式雖然提高了運行的可靠性,但是讓網絡更加復雜化,并且沒有實現網絡的共享。而GOOSE組網配置的特點是犧牲安全性和可靠性,從而達到簡化網絡(組網需要一組光纖即可實現,而點對點方式至少需要六組光纖)的目的。
3.3 母線電壓配置
備自投裝置需要的兩條母線電壓宜取自一套合并單元,通常情況下,每一套合并單元均接入兩條母線的電壓,在分裂運行時,兩天母線的電壓互感器均在運行,此時兩個互感器獨立運行,在每一套合并單元都能正確采集到兩條母線的電壓,這種情況不能影響備自投的保護功能。當一個電壓互感器退出檢修時,母線合并單元可以通過并列把手來實現備自投裝置的兩條母線電壓均有壓。另外,取自同一個合并單元的好處是減少備自投裝置的光口,減輕CPU的工作量,可以增加備自投保護裝置的工作壽命。
4 控制回路斷線的配置
4.1 智能終端控制回路斷線
智能終端控制回路斷線對于提供TWJ(跳閘位置繼電器)和HWJ(合閘位置繼電器)接點的智能終端,通常由TWJ和HWJ常閉接點串聯形成,然后通過硬接點信號接到智能終端的開入上,對于沒有提供TWJ 、HWJ接點的應該通過軟件自動生成一個控制回路斷線的信號,然后將此信號通過GOOSE網發到對應的測控裝置,再通過測控裝置發送到后臺,應在后臺注明是智能終端控制回路斷線。
4.2 保護裝置控制回路斷線
線路保護、分段保護等保護裝置一般可以通過控制字來選擇是否判斷控制回路斷線,當該控制字投入使用相應保護可以通過斷路器的位置來判斷是否控制回路斷線,所以在保護裝置的斷路器位置開入中必須要配置智能終端操作箱的TWJ和HWJ,而不直接配置為斷路器的位置硬接點遙信。如果配置斷路器的位置硬接點遙信,在平時運行時,斷路器只有兩種狀態,不是分位便是合位,即便控制電源消失時,這種狀態也不會改變,此時,保護裝置依然能接收到斷路器的位置因而保護裝置無法判斷別出控制回路斷線,如果邏輯配置中的位置接點取自TWJ和HWJ,當控制電源消失時保護保護接受不到斷路器的位置,從而判別出控制回路斷線信號,導致斷路器發生故障時拒動的可能性
5 總結
面臨著數字化技術的在智能化變電站中的不斷應用,對智能化設備的穩定性,高速化網絡、信息共享、系統配置的可靠性提出了新的要求,針對以上特點,本論文提出的這些解決方案具有以下的幾個特點:
(1)較高的可靠性。在現場處理,實施驗證之后,通過實際運行觀察發現,本論文提供的解決方案運行穩定,有效的解決了發生的問題。
(2)充分的理論依據。本論文所涉及的幾個問題都是在調試過程中發現的,處理方案也是通過設計人員、研發人員、繼電保護人員、運行人員根據實際運行要求提出的解決方案,因此考慮的情況比較全面,理論依據比較充分。
(3)豐富的現場經驗。提出解決方案后,在實施驗證過程中也投入了大量的工作,從而為該論文提供了豐富的現場經驗。
參考文獻:
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作者簡介:
馬玉虎(1983-)男 電力工程工程師 大學本科 從事電力系統繼電保護技術工作
《中國電力教育》:我們注意到在2013年教育部公布的《2013-2017年高等學校教學指導委員會委員名單》中,成立了“電氣類專業教學指導委員會”,而在此之前電氣工程學科是以“電子信息與電氣學科教學指導委員會”下設的分委會存在的。能否請您介紹一下這一調整的背景?
王澤忠:各專業類教學指導委員會,作為教育部聘請并領導的專家組織,有著明確的工作任務,那就是:組織和開展本科教學領域的理論與實踐研究;就高等學校的學科專業建設、教材建設、教學實驗室建設和教學改革等工作向教育部提出咨詢意見和建議;制訂專業規范或教學質量標準;承擔有關本科教學評估以及本科專業設置的咨詢工作;組織教師培訓、學術研討和信息交流等工作;承擔教育部委托的其他任務。
在前兩屆的高等學校教學指導委員會中,電氣工程及其自動化與自動化、電子科學與技術、電子信息科學與工程、光電信息科學與工程和電子電氣基礎課程等6個教學指導分委會設在“電子信息與電氣學科教學指導委員會”下。2012年,為貫徹落實教育規劃綱要提出的要適應國家和區域經濟社會發展需要,建立動態調整機制,不斷優化學科專業結構的要求,教育部對1998年印發的普通高等學校本科專業目錄和1999年印發的專業設置規定進行了修訂,形成了新的《普通高等學校本科專業目錄(2012年)》和《普通高等學校本科專業設置管理規定》。新目錄的學科門類由原來的11個增至12個;專業類由原來的73個增至92個。其中“電氣信息類”做了重新的劃分,劃分成了電氣類、電子信息類、自動化類、計算機類4個一級學科。電氣類下設電氣工程及其自動化專業。除了一級學科劃分的更細,原有的很多相近或相關專業也進行了合并或調整。如新分出的電氣類下的“電氣工程及其自動化”專業由原先的“電氣工程及其自動化、電氣工程與自動化、電氣信息工程、電力工程與管理、電氣技術教育、電機電器智能化”幾個專業合并而來。新目錄分為基本專業(352種)和特設專業(154種),并確定了62種專業為國家控制布點專業。順應新目錄的調整,在2013-2017年的新一屆高等學校教學指導委員會中,設立了“電氣類專業教學指導委員會”,旨在進一步發揮教學指導委員會和專家委員們在人才培養、教育教學改革和教學質量保障體系建設等方面的研究、咨詢、評價和指導作用,促進電氣類教育工作內涵發展,提高人才培養質量。
《中國電力教育》:新成立的電氣類專業教學指導委員會工作重點有哪些呢?
王澤忠:根據教育部的指示,高等學校教學指導委員會的主要任務是“四個著力”,即著力推動教育理念轉變,確立科學的人才培養質量觀;著力研究制定國家標準,推動建立本科人才培養質量標準體系;著力研究改革人才培養模式的重大理論和實際問題,探索人才培養新模式;著力提高教師教學能力,推動建設優秀師資隊伍。那么,新一屆的電氣類專業教學指導委員會也將圍繞這4個方面重點展開工作:
第一,將利用多種形式推動各高校樹立科學的人才培養質量觀。首先,強化以人才培養為中心的理念,把人才培養質量作為衡量辦學水平的最主要標準;其次,強化以適應社會需要為檢驗標準的理論,把社會評價作為衡量人才培養質量的重要指標;第三,強化以學生為本的理念,把一切為了學生健康成長作為教育工作的首要追求;第四,強化以學生評價為先的理念,把學生評價作為衡量教育教學質量的重要依據。
第二,將推動建立具有中國特色、世界水平的本科人才培養質量標準體系。把促進人的全面發展和適應社會需要作為衡量人才培養水平的根本標準;認真聽取相關部門、科研院所、行業企業的意見和建議;分步實施國標、行標、校標,初步形成適應大眾化階段,具有中國特色、世界水平的本科人才培養質量標準體系。
第三,積極探索科學基礎、思想品德、實踐能力和人文素養融合發展的人才培養新模式。加強專業建設研究;完善高校與有關部門、科研院所、行業企業聯合培養人才機制研究;強化實踐教學研究。
第四,推動建設一支師德高尚、業務精湛、結構合理、充滿活力的師資隊伍。加強教師教學能力發展過程中重大理論和實際問題的研究,為高質量建立教師教學發展中心提供理論支撐和實踐指導;配合教育部門組織開展本學科專業任課教師培訓,提高他們的師德水平和教學能力;積極開展教學交流研討活動,促進教師更新教育理念,改進教學方法和手段;建立專業類教學資源共享平臺。
《中國電力教育》:剛才您談到“推動建立具有中國特色、世界水平的本科人才培養質量標準體系”將是新一屆教指委的一項重點工作。據了解,2013年教指委就已著手開始制定新的《電氣類專業教學質量國家標準》,目前這個標準的編制情況如何?能否就標準中的一些核心內容做一介紹?
王澤忠:目前《電氣類專業教學質量國家標準》(草稿)的編制工作剛剛完成,《標準》起草過程中參照并吸收了之前的專業規范、學科發展戰略的精華,并在此基礎上進行了更為深入、全面細致地研究與完善。現在這一《標準》正在征求意見階段,我們將廣泛征求專家及社會各方的意見,并認真將各位專家反饋意見進行總結,進一步修改完善。2014年年底在上報教育部并經審定后,最終該標準將成為我國高校電氣類設置本科專業、指導專業建設、評價專業教學質量的依據。本標準適用的專業范圍包括電氣工程及其自動化和3個特設專業:智能電網信息工程、光源與照明、電氣工程與智能控制。
在《標準》中提出電氣類專業的培養目標:能夠從事與電氣工程有關的規劃設計、設備制造、廠網建設、系統調試、信息處理、系統運行、保護控制、狀態監測、維護檢修、環境保護、經濟管理、市場交易等領域工作,具有一定的科學研究、技術開發與組織管理能力的復合型工程科技人才。除數學、自然科學和通識教育外,該專業學生主要學習電工理論、電子技術、信息技術、控制理論、計算機技術等方面較寬廣的技術基礎知識和以電能產生、傳輸和利用為核心的相關專業知識;培養利用所學知識提煉科學和技術概念、解決工程問題和構建復雜工程系統的能力;具有良好的社會道德和職業道德、形成符合邏輯的思維方式和適應社會發展的綜合素養。畢業后,經過實踐鍛煉達到工程師的職業要求。
具體在人才培養方面,要求學生經過4年的本科學習,在業務方面:①具有人文社會科學素養、社會責任感和工程職業道德;②具有從事電氣工程專業所需數學、自然科學以及經濟和管理知識;③掌握電氣工程基礎知識和電氣類專業的基本理論知識,具有系統的工程實踐學習經歷;了解電氣類專業的前沿發展現狀和趨勢;④具備設計和實施工程實驗的能力,并能夠對實驗結果進行分析;⑤掌握基本的創新方法,具有追求創新的態度和意識;具有綜合運用理論和技術手段設計系統和過程的能力,設計過程中能夠綜合考慮經濟、環境、法律、安全、健康、倫理等制約因素;⑥掌握文獻檢索、資料查詢和運用現代信息技術獲取相關信息的基本方法;⑦了解與電氣類專業相關的職業和行業的生產、設計、研究與開發、環境保護和可持續發展等方面的方針、政策和法津、法規,能正確認識工程對于客觀世界和社會的影響;⑧具有一定的組織管理能力、表達能力和人際交往能力以及在團隊中發揮作用的能力;⑨對終身學習有正確認識,具有不斷學習和適應發展的能力;⑩具有國際視野和跨文化的交流、競爭與合作能力。此外,對學生思想政治、德育方面以及體育方面也提出了相應的要求。
對師資隊伍提出的要求是:第一,數量和結構要求。電氣類專業的專任教師不少于10人,且專業生師比一般應不高于18:1;年齡在55歲以下的教授及40歲以下的副教授分別占教授總數和副教授總數的比例原則上應超過50%,中青年教師為教師隊伍的主體;具有碩士及以上學歷(學位)和講師以上職稱的教師占專任教師的比例不低90%,中青年專任教師中擁有博士學位比例不低于60%;學科帶頭人學術造詣較高、專業分布合理,學科隊伍陣容整齊,學術梯隊的年齡及知識結構合理,有數量適宜的骨干教師,為專業發展所需的學科基礎提供基本保障;有企業或行業專家作為兼職教師。第二,背景和水平要求。專業背景――大部分專任教師在其本科、碩士研究生和博士研究生的學歷中至少有一個階段是電氣類專業學歷,部分教師具有相關專業學習的經歷;工程背景――專任教師應了解電氣工程相關企業生產和技術發展現狀,保證在教學以外有精力參加學術活動、工程實踐,不斷提升個人專業能力。主講教師應具有工程背景,有企業工作經歷或承擔過多項工程項目的教師需占有相當比例。
此外,對實驗室、實踐基地等教學設施、計算機網絡以及圖書資料等信息資源及教學經費等教學條件做出了要求。為保障教學質量,還要求:專業應建立教學過程質量監控機制,建立畢業生跟蹤反饋機制以及有高等教育系統以外有關各方,特別是相關行業和企業參與的社會評價機制,對培養目標是否達成進行定期評價,專業應將各個環節的內部和外部評價結果用于專業的持續改進。
《中國電力教育》:在研究制定標準的過程中,教學指導委員會的專家委員們對目前的人才培養標準有什么建議?
王澤忠:我們對電氣類專業知識體系和核心課程體系提出了一些建議:
首先,在知識體系上,①通識類知識:數學與自然科學類課程至少占總學分的15%;人文社會科學類課程至少占總學分的15%,使學生在從事電氣工程設計時能夠考慮經濟、環境、法律、倫理等各種制約因素。②學科基礎知識應包括工程基礎類課程、專業基礎類課程,至少占總學分的25%,應能體現數學和自然科學在本專業應用能力培養。③專業知識應包括專業課程,至少占總學分的10%,應能體現系統設計和實現能力的培養。學校根據自身定位和專業培養目標設置專業課。在實踐性教學環節上,工程實踐與畢業設計(論文)(至少占總學分的20%)。應設置完善的實踐教學體系,與企業合作,開展實習、實訓,培養學生的動手能力和創新能力。對畢業設計(論文)的指導和考核應有企業或行業專家參與。
其次,專業類核心課程設置上。課程體系由學校根據培養目標與辦學特色自主構建。構建電氣類專業課程體系時,可參考標準附件專業類知識體系的要求。特別是技術基礎知識和專業基礎知識,必須達到對核心內容的基本涵蓋。課程名稱不必與知識領域完全對應,可以將知識領域進一步劃分并進行組合形成課程。課程設置應能支持培養目標的達成,課程體系構建應有企業或行業專家參與。理論課學分占80%,實踐課學分占20%。在設置必修課保證核心內容的前提下,根據學校管理水平逐步加大選修課比例力度。
第三,對人才培養的多樣化建議。電氣類專業是一個寬口徑的專業,隨著國民經濟的發展,許多領域對電氣人才都有需求,各學校服務對象不盡相同,因此建議設置電氣類專業時要在堅持專業核心知識的同時拓展專業課特別是專業方向課內容,使專業畢業生更好適應就業要求。
《中國電力教育》:新一屆的教學指導委員會目前取得了哪些工作進展?下一步有怎樣的工作計劃?
王澤忠:首先,建立起完善的組織架構。為高效推進教指委的各項工作,圓滿完成教育部“四個著力”的任務部署,教學指導委員會成立了發展戰略研究、人才培養研究、評估認證、師資培養與學術活動4個工作小組及秘書組。發展戰略研究工作組主要進行專業發展戰略、教育理念研究;人才培養研究工作組則是對人才培養模式與方案、課程與教材建設、教學模式改革、實踐基地建設等進行研究;評估認證工作組主要職能是負責對專業規范、專業教學質量標準、工程教育認證進行指導;師資培養與學術活動工作組主要負責師資培養、學術年會、學科競賽、創新活動、國際交流等。
第二,制定教學質量國家標準。剛才已經對《教學質量國家標準》的制定情況和一些具體內容進行了介紹。“本科專業類教學質量國家標準”是為保障本科專業類教學質量而制訂的國家標準,是對客觀條件(硬件)的最基本要求。制定標準是教學指導委員會的一項重要工作,同時,指委會還同時為工學專業類教學質量國家標準(2013年版)提供咨詢。
第三,舉辦大學生創新競賽。加強學生創新意識、合作精神、工程實踐能力的培養,是當前高等教育教學改革的重要內容之一。以競賽為載體,推動大學生的課外科技活動,將對深入開展高等學校教學改革,促進學生基礎知識教育與綜合能力培養、理論與實踐的有機結合等方面起到積極地推動作用。2013年8月5日-9日,我們在南京工程學院舉辦了第七屆大學生自動化大賽暨自動化系統創新設計競賽。目前,我們已經啟動“第八屆三菱電機杯全國大學生電氣與自動化大賽”,大賽將于2014年8月1日-4日,在金華職業技術學院舉辦。
第四,舉辦專題教學改革研討會。2013年6月14日在北京召開了全國電氣工程學科研究生教學與教材編寫研討會,會上討論了如何將近年來電力工業發展成果、新技術、新方法、新理論融入教材;確定了第一批待開發的27種電氣工程學科研究生系列教材,并明確了教材編寫牽頭院校。今年的1月2日-4日,在哈爾濱召開了2014年全國高等學校電氣類專業卓越工程師教育交流研討會。會議上對電氣類專業卓越計劃人才培養標準與評價體系;卓越計劃人才培養理念、目標定位及計劃模式、課程體系,人才培養方案的制定和執行,教學改革和創新模式;實踐創新能力培養體制與平臺建設,實踐基地與工程能力培養等問題進行了探討。
第五,建設專業導論精品視頻公開課。通過聯合東南大學、北京交通大學、武漢大學、西安交通大學、哈爾濱理工大學等幾所高校,建成了專業導論精品視頻公開課。
第六,建立教指委網站。希望能夠通過此網絡平臺的搭建,加強學科間委員、教師間的相互交流,提供信息的共享,努力使研究的成果及時分享,及時獲取相關反饋,使研究發揮積極作用。
關鍵詞:電氣工程;產學研合作;應用型人才
作者簡介:葉愛芹(1971-),女,安徽天長人,安徽科技學院機電與車輛工程學院,副教授。(安徽 鳳陽 233100)
基金項目:本文系安徽科技學院質量工程研究項目(項目編號:X201048、X201043)、安徽科技學院重點課程建設項目(項目編號:ZDKC0912)的研究成果。
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)30-0099-02
近年來,我國高等教育發展迅速,教育規模已居世界第一。但我國高等教育目前是大而不強,多而不精。而工科專業普遍缺乏實踐性和創新性,培養的人才不能完全符合用人單位的需要。鑒于此,國家教育部分別在2008年和2010年遴選了部分高校作為應用型人才培養基地,要求培養實踐性和創新性強的工程技術人才,以適應社會與經濟發展需要。安徽科技學院(以下簡稱“我校”)有幸被遴選為應用型示范本科高校,按照學校的辦學指導思想,針對安徽省經濟快速發展的實際,立足安徽,面向全國,服務于地方經濟與社會發展需要,培養在電氣工程、機電一體化等領域的企業、科研院所、施工單位等從事科技開發、設計制造、運行管理和經營銷售等方面工作的應用型人才。
一、改革課程設置和教學內容,構建應用型人才培養體系
培養方式采用“3+1”校企聯合培養,3年校內學習和累計1年的企業學習。其中理論課程及部分實驗的學習主要在校內完成,企業學習則以各種實習實訓、專業課程設計和畢業設計等為主要形式。課程設置堅持知識不斷線的原則,如外語學習與應用不斷線、工程設計意識訓練不斷線、計算機應用不斷線等。具體做法如下:
1.企業參與教學計劃的制訂與課程大綱的修訂
電氣工程及其自動化專業是一級學科,包括電力系統及其自動化、電力電子與電力傳動、電機與電器、絕緣與高電壓技術、電工理論與技術等學科方向。為此,提出了“平臺 +小模塊”的專業基礎知識扎實、具備專業可持續發展潛力和特定崗位群技能熟練的專業應用型本科人才培養模式。通過大量的企業調研,了解市場需求,制訂符合應用型人才培養的教學計劃。通過與企業合作,例如遴選企業冠名班的形式,有針對性地與企業聯合培養符合企業需要的人才。為了進一步擴大與行業企業合作的力度,與企業共同開展教學質量評價工作。從專業設置的論證、人才培養目標的定位、人才培養模式的實施、人才培養方案和課程標準、教學大綱的制訂、課堂教學的實施、效果的檢驗及畢業生5年內的跟蹤調查等多方面開展合作,行業企業在學校教學質量評價中占不低于30%的權重。另外,將用人企業的調查結果整理分析后,反饋至專業建設委員會。專業建設委員會將對反饋的內容進行相應的改革和調整,如修訂人才培養方案、進行課程改革等,最終達到提高教學質量和教學水平的目的。
2.“教、學、做”一體化課程改革
在教學計劃與課程大綱修訂過程中,對一些實踐性強的課程進行了一些改革與探索。打破課程之間的條塊分割與各自為政的局面,進行內容整合。以一門課程為主,多門課程協同,在授課過程中采用“教、學、做”一體化模式。以工程實例入手,理論聯系實踐,圍繞工程問題的提出,要求學生查閱相關資料,給出工程解決方案和具體方案的設計、實施、維護等過程,在學習課程知識的同時培養了工程意識。以“面向工程、項目驅動、能力培養、全面發展”的教育理念,進行教學實踐體系的教學改革,提升學生的動手能力與創新能力。
3.整合教學資源,重點突出實踐環節
在整個教學計劃中,主要劃分三階段:專業通識階段、工學結合專業選修階段、綜合能力提升階段。第一階段的主要任務是打牢基礎知識,對專業知識要能舉一反三、觸類旁通。主要在專業基礎實驗室、學校工程訓練中心和校外電氣相關企業完成基本的技能鍛煉和通識教育,培養專業興趣。這個階段需要兩年實踐。第二階段的主要任務是把知識變成力量,通過實踐提高能力,使學生成為能說會做的復合型人才,這個階段需要一年。全部實踐在專業實驗室和學校工程訓練中心完成,邊理論邊實踐。第三階段主要完成理論—實踐—理論這樣的循環,要求學生以團隊形式完成產品的開發到生產的全過程,最后以產品作為畢業考核的依據,學生可以送到對口的企業完成。
二、加強師資隊伍建設,強化教學團隊建設
目前,高校教師大部分是從學校畢業后直接到高校任教,沒有企業經驗。主要是從理論到理論的過程。在從教過程中,大部分教師選擇進修的方式也仍然是到更高層次的高校以及科研院所深造,這不符合目前應用型人才培養的需求。發展應用型本科教育歸根到底靠人才,靠一支思想品德優良、專業理論和實踐水平精湛的“雙師型”師資隊伍。加大師資隊伍建設力度已成為應用型本科教育發展的當務之急。一方面,要積極從其他高校和廠礦企業引進高層次高水平的學科帶頭人;另一方面,也要加強現有師資隊伍的培養,采用企業培訓、培養和自主學習的方式,通過各種途徑轉變現有師資隊伍的教育思想和教育觀念,提升專任教師的教學水平、動手實踐能力和創新能力,培養一支真正“雙師型”教師隊伍。具體做法如下:
第一,專業課教師帶隊組織學生到相關企事業單位參加培訓或生產實習。第二,積極鼓勵教師開展科研活動。以學校實驗儀器設備和企業的科研平臺為基礎開展縱向和橫向的科研工作,將科研與生產實踐相結合。第三,多方面多層次培養學科帶頭人、專業負責人和中青年骨干教師。對校內學科帶頭人、專業負責人和中青年骨干教師通過到國內外高校進修、技術交流以及到合作企業掛職鍛煉等途徑提升專業理論水平和實踐技能,使其迅速成長。將學科帶頭人、專業負責人和中青年骨干教師培養成既能把握學科或專業建設與改革發展方向,保持學科或專業建設的領先水平,又能把握行業和職業發展方向,既有高水平理論研究能力,又有較強實踐能力的省內外同類院校知名專家。第四,建立企業實踐鍛煉制度。每年輪流選派專任教師脫產到企業進行為期半年的實踐鍛煉,鼓勵部分專任教師半脫產到企業承擔技術業務或實踐鍛煉。第五,與企業緊密合作,充分利用企業技術人員實踐動手能力強的特點,建立健全“校企互動”的“雙師型”結構師資隊伍培養模式和兼職教師動態管理體制,從生產一線聘請既有實踐經驗又能勝任教學任務的工程技術人員為兼職教師。一方面專任教師可以帶著問題到企業進行實踐研究,另一方面,企業技術人員可以承擔本專業主要實踐技能課程的教學任務,還可以參與專業建設、課程建設,尤其是“教、學、做”一體化課程的開發,使本專業的師資隊伍成為真正“雙師型”結構教學團隊。
三、產學研合作,加強應用型人才培養實踐基地建設
產學研合作教育是應用型本科人才培養的必由之路,通過產學研合作開拓了教師的視野,有利于教師將新技術傳授給學生,同時也利于學生提高能力,增加就業渠道。校企合作也是我校的辦學優勢所在,學院每年承擔行業眾多企業的科研、培訓和技術服務工作。通過這些活動加快了教師“雙師型”素質的提高,也得到了企業在資金和人力資源方面的支持,為“下得去、留得住、用得上”專業技能型人才培養創造了良好的條件。
1.與企業共建產學研實驗室
聯合企業、政府共建科技創新平臺。與奇瑞汽車股份有限公司、合肥美菱股份有限公司、安徽省荊塗電力工程有限公司、德力玻璃等企業集團合作,雙方共建技術研究中心或實驗室。現階段,我校電氣工程及其自動化專業實驗室的實驗條件尚不完備,建立產學研一體化的專業實驗室顯得尤為重要。首先,學校用較少的投入建立了滿足教學需要的電類課程基礎與專業實驗室,此類實驗室可以滿足電氣工程及其自動化、電子信息工程、機電技術教育、機械電子工程等8個相關專業使用,使其達到滿負荷運轉,提高了資源利用率。其次,在產學研一體化的實驗室,將企業引進學校,教師和學生可以帶著項目在真實的生產技術實踐環境中參與教學、科研和生產活動。在此過程中,有助于學生對抽象的理論知識的理解,使其工程技術的實踐能力、解決實際問題的能力明顯增強,為以后的工作打下堅實的基礎。同時教與學的效果明顯加強,而這正是應用型人才培養的重要目標之一。在實驗室建設中,構建結合工程實際的實訓實驗室和企業車間,如電力系統實驗室、電氣實訓室、電子生產車間等。通過企業出設備、學校出場地的形式建立了3個校企聯合實驗室,校企共建共用。學生的理論教學與實踐教學不再被分割,讓抽象的理論及時與實踐相結合,學生理解更透徹。同時,制訂相關制度,對實驗室徹底、完全開放,形成了與企業相近的研發環境,使學生不僅具備扎實的專業理論知識,也有較強的實踐動手與創新能力。
2.建立校外實習基地,產學研合作培養高級應用型人才
人才培養是產學研合作的重要目標。依靠政府為橋梁,積極尋找有條件的企業共建立本科生實習基地。在互贏合作的基礎上,建設相對穩定的“教學—科研—生產實踐”相結合的本科生實習基地,培養學生的實踐能力和創新能力,實現人才培養與企業一線人才需求的對接,同時也為企業提供智力支持,促進高校畢業生的就業。學院與奇瑞汽車聯合創辦了“奇瑞班”,與德力玻璃集團聯合創辦了“德力班”,部分學生在半年甚至一年時間中可以在合作企業進行實踐學習,特殊情況下可以選派老師將課程搬到企業授課,真正實現了應用型人才培養與企業一線人才應用的對接。同時,學校在畢業設計工作中不斷加強產學研緊密合作。一方面,教師可以篩選部分企業的科研課題,這部分選題結合工程實際,可以讓學生作為畢業設計去做;另一方面,結合畢業生產實習,安排部分學生到企業,由企業提出、選出符合專業培養要求的畢業設計題目,學校、企業共同選派導師,以“雙導師制”形式指導學生的畢業設計。畢業答辯可以選在企業進行。這樣,學生通過參與企業課題的研究不僅了解了生產過程需要解決的問題、難題,而且拓展了學生的專業知識面,了解了本專業的學科前沿新動態,鍛煉了學生認識問題、解決問題的能力,創新意識也得以加強。另一方面,企業在為學生提供實習和設計的同時,企業本身的研發水平也得以提高,市場競爭力得以加強。所以產學研相結合是學校與企業雙贏的舉措。
四、國際合作與交流
在以學生為本、因材施教的理念下,我校借鑒并積極吸收發達國家先進的人才培養模式,選送骨干教師到國外友好學校學習發達國家先進的教學理念和教學模式,以雙方互換師資交流為契機,學校設置國際交流與合作中心,并取得“中外合作辦學、教師海外研修、學生海外游學”三大突破,開創了國際合作交流的新局面。先后與美國、德國、韓國、澳大利亞、新西蘭、加拿大、俄羅斯、菲律賓和臺灣地區等多所高校建立合作關系,并與美國、韓國、新西蘭等國家和地區的8所大學正式簽訂合作辦學協議。將部分專業課程、實習實訓和畢業設計環節安排在國外進行。同時,學校積極拓展應用型人才培養的國際視野,尤其是通過外出研修,青年教師的視野得到拓展,理念得到更新,水平得到提高,已經成為學校教學內容和教學方法改革的中堅力量。外教管理與服務水平不斷提升,為學校的師資隊伍建設注入新的活力,促進了學校教學內容、育人模式、教學手段和評價制度等一系列改革,也成為省內高校教學改革的一大亮點。
五、結語
本文介紹了安徽科技學院電氣工程及其自動化專業應用型人才培養模式的初步探索情況,包括基本思路和實施方案等。在計劃實施過程中將會遇到不少困難和多種制約,一方面,政策驅動需轉變,教師投入積極性需調動。目前高校教師所面臨的職稱評審機制幾乎一樣,對教師所取得學位、科研和發表的論文要求比較高,這讓大部分教師無法全身心投入實踐教學,尤其是職稱低的教師。另一方面,資源受限,場地、經費投入、師資力量不足,特別是工程實踐型教師嚴重缺乏。由此可見,改革的任務仍然是十分艱巨的,需要學校和學院共同努力,迎接挑戰,解決應用型人才培養過程中面臨的各種問題。
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