新型電力系統背景下電氣工程專業人才培養路徑研究

劉燕 王燚 楊浩東

摘? 要? 針對新型電力系統的發展及技術特征，分析現有電氣工程專業在人才培養目標、課程體系構建、協同育人模式等方面存在的問題，給出新發展階段人才培養的路徑，指出從技術特征、行業要求方面提煉人才培養方案，從學科交叉構建課程體系，發展多元校企合作模式，以此探索新型電力系統背景下工程專業教育改革路徑。

關鍵詞? 新工科；新型電力系統；電氣工程；人才培養；課程體系

中圖分類號：G642.0? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2023）10-0070-05

Research on Talent Training Path of Electri-cal Engineering Professionals Under Back-ground of New Power System//LIU Yan， WANG Yi，

YANG Haodong

Abstract? In view of the technical characteristics of?the new power system， the existing training objec-tives of electrical engineering professionals are relatively backward， the interdisciplinary knowledge integrated in the curriculum system is insufficient， and the collaborative education mode is single， this paper gives the training path of electrical engineering professionals in the new development period， and points out that the talent training scheme is refined from the aspects of technical characteristics and industry requirements， builds the curriculum system from the two directions of physics system and information technology， and ex-plores the diversified school enterprise cooperation mode of sustainable development. It defines?the development path and talent training scheme of?electrical engineering major with new energy as the?main body， promotes the depth and breadth of inno-vative talent training of electrical engineering.

Key words? new engineering; new power system; elec-trical engineering; talent training; curriculum sys-tem

Authors address? School of Electrical and Automo-tive Engineering， Changshu Institute of Technology; Changshu， Jiangsu， China， 215500

0? 引言

“雙碳”目標下，未來十年，我國每年將增加風能和太陽能裝機一億千瓦。隨著用電需求、新能源裝機的持續增長，電力系統的運行特性和電源結構將面臨更深刻的變化?！耙孕履茉礊橹黧w的新型電力系統”是對未來電力系統深刻變革的高度概括和目標要求。

新型電力系統的發展與電氣工程專業的人才培養息息相關。建立在發電、輸配電、電能應用等高新技術基礎上的新能源技術必將對現有電氣工程專業的人才培養模式帶來很大的沖擊，對電氣工程專業人才的知識、能力、素質提出更高的要求[1-2]。電氣工程專業應該進行有針對性的變革，在新型電力系統背景下，從系統發展的維度解決專業建設思路、人才培養體系、教學模式轉型、服務面向等關乎轉型發展的基本問題；對本專業發展方向、培養目標、培養規模、專業設置、培養模式等一系列問題進行深層次思考[1-2]。需建立適應新技術應用的人才培養模式，探索新型電力系統背景下工程專業教育改革路徑，為產業轉型升級發展培養堅實的人才基礎。

1? 新型電力系統背景下電氣工程專業面臨的主要問題

1.1? 人才培養目標滯后于電力系統的發展

新型電力系統意味著新能源發電將逐漸成為電力電量供應的主體。電力系統將形成源、網、荷、儲深度協調互動的狀態，而傳統電網的運行模式將不能適應電源側和負荷側雙向隨機變動的運行需求[2-3]。電氣工程學科缺少以數據為中心的人工智能新技術的滲透。專業發展需要在產業發展背景下對人才培養目標進行細化，以“面向產出”為導向，確定新型電力系統發展下的人才培養目標，使專業培養的人才既能支撐傳統產業的持續發展和轉型升級，又能適應產業未來發展的需要。

1.2? 現有課程體系融合的跨學科知識不足

新型電力系統的物理構成及其核心特征具有學科交叉性質，其核心是以電氣工程學科為基礎，實現與其他新原理、新應用以及信息技術學科、管理學科的交叉創新[1-2]。新型電力系統在涉及的對象和處理手段上有了很大拓展，現有的高等學校電氣工程專業課程體系融合的知識遠遠不夠，要將跨學科知識上升到專業知識和技能的層面，建立適應發展的課程體系。

1.3? 單一協同育人不適應新技術發展下的人才培養

新型電力系統發展中能源生產端將形成多元化清潔能源供應體系；電網側將呈現交直流混聯大電網與多種形態電網并存的格局；負荷側將用能模式向多能互補、源荷互動發展。發電廠、電網、電能用戶各自分屬不同的管理體系[3-5]。僅靠單一的單方向協同育人模式不能與新經濟形勢相適應，應完善多主體協同育人機制，探索并建立行業技術主導企業、高校與行業應用企業群多方聯動、點面結合的可持續發展的校企合作教育新模式。

2? 人才培養的研究路徑

新型電力系統的構建過程中，會催生大量新技術、新業態，電力系統“源網荷”生態發生重大變化。新型電力系統專業涉及的知識廣度要大于原來的電氣工程，電氣工程學科被賦予了更廣泛的技術內涵。在現有人才培養體系的基礎上，應該確定新型電力系統發展中人才應該具備的核心素養，明確人才培養質量標準的內核和維度[1-5]。研究的路徑和方法如圖1所示，以提升人才培養質量為根本目標，通過深入行業企業調查、查閱文獻、實證考察、分析比較等多種研究方法，結合當前新工科、OBE人才培養理念、工程教育的要求，對新型電力系統下電氣專業人才培養目標、培養方案、課程體系、校企合作等問題開展研究?；诠こ陶J證的十二項一級指標，從知識應用、工程能力、通用能力、自我發展四個方面探索新型電力系統背景下人才培養的要求。

3? 新型電力系統背景下電氣工程專業人才培養方案

3.1? 從技術特征、行業要求等方面提煉人才培養方案

電氣工程專業應培養適應產業發展、復合交叉的創新人才，并將多維交叉教學和新工科有機結合。在新發展時期，應深入電力生產企業、電網企業、大中型用電企業與電氣裝備制造行業開展調查研究，了解新型電力系統發展與能源互聯網對電氣工程專業人才知識、能力和素質的要求；調研電力行業帶來的技術轉變、生產過程的轉變，探尋電力技術發展與校企合作人才培養模式的關聯關系。

在此基礎上，從電力系統的電源端、電網端、負荷端、儲能端所呈現的技術特征出發，從中提煉電氣工程人才培養的目標。分析新型電力系統這一典型的應用型學科人才應該具備的知識結構，指出新技術對電氣工程融合集成的知識結構；最后基于新工科的產學研協同育人理念，提出人才本科專業培養方案以及新開設的部分核心課程的主要教學內容。人才培養方案的研究思路如圖2所示。

3.2? 調整課程構成，使之反映學科的交叉融合

新一代電力系統的技術特征將對電氣工程專業原有的課程體系帶來沖擊，改變人才培養的知識結構。課程體系應融入與上述技術特征一致的知識與能力。面對未來電氣裝備的制造特征，即智能配電網、電力系統通信、電力電子技術、新能源發電、微電網、能源互聯網、充電樁等新的電氣工程技術，知識建構上應以電氣工程專業的知識貫穿，以計算機、控制、通信、機械等知識的交叉融合，反映新能源、電力裝備及供配電系統的知識發展趨勢的課程體系。在課程設置上，一方面引入智能控制技術、計算機信息技術、網絡通信技術等交叉學科的課程，另一方面在傳統基礎課程中增加新業態催生的新技術內容。在專業選修課程中可以分別加入電力系統通信、嵌入式系統、電力系統仿真與分析、電力需求側管理、柔性輸配電技術、新能源轉換與控制技術、電能質量分析與控制、現代電源技術等內容。

在實踐教學設置上應全面契合“綜合運用專業知識解決電氣工程領域復雜工程問題”指標。從工程問題出發，提出新工科背景下電氣工程綜合性工程實踐項目，培養學生專業相關的工程實踐能力；讓學生帶著問題學習，培養學生解決和研究問題的能力。在設置的綜合性實踐項目中應融入對工程原理分析、多學科知識的綜合。

3.3? 完善多主體協同育人機制

從電氣工程專業對接新型電力系統發展這一角度出發，依據電氣行業發展特征規律，探索電氣工程專業發展的路徑及教學模式的新途徑。將產業和技術的最新發展、行業對人才培養的最新要求引入，實現以行業需求為導向的交叉協同培養。積極探索更為完善的新型合作培養模式，以及互惠共贏、可持續發展的校企合作發展新模式，協同發揮學校、行業與企業多方的作用，建立業界深入融入人才培養全過程的應用型人才培養模式[8-9]。

4? 教學設計解決方案

電氣工程是多學科交叉的專業，不同層次的高校人才培養特色各不相同，有的高校人才培養特色體現在電力傳輸分配方面；有的則體現在電器設備的智能化、電力電子及新能源發電、電氣傳動等不同方面。針對新型電力系統發展帶來的新技術、新理論，根據教學規律及技術理論內在的繼承性，梳理新、舊技術體系的知識點，構建與時俱進的專業課程內容體系，以保證課程內容的先進性與適應性。針對電力電子及電氣傳動、智能配電網兩個方向給出具體的教學設計案例。

【案例1】針對電氣傳動方向的培養特色，在開設課程電力電子技術、嵌入式系統、控制電機及應用、現代電源技術等課程的基礎上，構建一個貼近于實際工程項目的綜合實踐案例，并將案例項目貫穿于本專業所有課程的教學過程中，讓學生帶著問題和項目進行理論學習，在理論學習完成后，完成規定案例項目相關的實踐內容，并在課程最后的綜合實踐課程中，完成整個實踐項目的實施。

電氣傳動課程教學設計方案結構如圖3所示。該項目是實現一款簡易的變頻器，涉及電源、控制、編程、驅動和電機等相關知識，是電力電子和電氣傳動中具有代表性的綜合案例。新能源發電、電動汽車、高精度工業驅動等場合所用到的基本的核心技術實際都與本項目相關，或者是本案例項目的拓展。

【案例2】針對智能配電網方向，設計規劃本地區配電網系統，在此過程中融合專業課程內容。具體教學方案如圖4所示。

通過一個地區配電網的設計，貫穿配電網自動化、電力系統通信、柔性輸配電技術等專業課程內容，在完成項目的過程中有理論分析、計算、設計、選型等環節，融合通信、計算機、電力系統等方面的知識。綜合性實踐項目中融入對工程原理的分析、多學科知識的綜合，在實踐項目中涉及多方面的技術、工程和其他因素（包含技術與非技術因素）。仿真、綜合實驗、技術報告等不同形式的大作業置于各個方向課程中。

5? 結束語

構建以新能源為主體的新型電力系統是國家層面提出的戰略發展目標。深入研究以新能源為主體的新型電力系統技術特征，確定對電氣工程專業人才培養的新要求，提出電氣工程專業改革的思路、方法、實現路徑，使專業人才的培養具有新型電力系統發展的前瞻性、適應性，可以為高校電氣工程專業人才培養提供依據，推動高校教育改革中教學模式的有效創新，使專業發展換發活力。

6? 參考文獻

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