摘要：校企合作共建實驗室是高校開展科技成果轉(zhuǎn)化和人才培養(yǎng)的重要載體，該文分析了校企聯(lián)合實驗室發(fā)展的基礎(chǔ)和動力，討論了校企聯(lián)合實驗室在人才培養(yǎng)、科學(xué)研究和服務(wù)社會等領(lǐng)域的功能和作用，總結(jié)了校企聯(lián)合實驗室運行和管理方面的經(jīng)驗，提出了科學(xué)研究、人才培養(yǎng)和業(yè)務(wù)技能培訓(xùn)三類合作機制，并從保障和管理機制等方面討論了校企聯(lián)合實驗室的未來發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：校企聯(lián)合實驗室；電力氣象；建設(shè)實踐

伴隨我國工業(yè)化進程的不斷提速以及國民經(jīng)濟持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展，社會對能源的需求大幅攀升，保障能源安全已成為國家安全戰(zhàn)略的核心[1-2]。近年來，隨著新能源開發(fā)理論和技術(shù)的不斷發(fā)展，我國風(fēng)能、太陽能等清潔能源的開發(fā)效率不斷提高，開發(fā)成本持續(xù)降低，清潔能源在我國能源結(jié)構(gòu)中所占比例大幅提高，我國已成為全球節(jié)能和利用新能源、可再生能源第一大國[3-4]。風(fēng)能、太陽能等清潔能源的開發(fā)利用效率與氣象條件密切關(guān)聯(lián)，因此，新能源行業(yè)對精細(xì)化氣象預(yù)報、未來氣候變化預(yù)測、氣象災(zāi)害風(fēng)險評估與預(yù)警等電力氣象領(lǐng)域涉及的新方法和新技術(shù)需求強烈，也需要大批能夠在電力氣象基礎(chǔ)理論、科技研發(fā)和成果轉(zhuǎn)化領(lǐng)域開展創(chuàng)新研究的高層次電力氣象專門人才[5-6]。

1校企聯(lián)合實驗室建設(shè)背景

伴隨著國家能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略的深入推進，近年來我國在新能源開發(fā)利用領(lǐng)域已取得了突破性進展，但仍然任重而道遠，面臨諸多問題、考驗和挑戰(zhàn)，尤其是科技研發(fā)能力不強，專業(yè)人才隊伍總量不足、結(jié)構(gòu)不夠合理，高層次、高技能和創(chuàng)新型人才相對短缺等問題仍未得到根本解決[7-8]。例如，新能源開發(fā)領(lǐng)域所需的中尺度天氣數(shù)值模式和風(fēng)電場風(fēng)功率精細(xì)化預(yù)報系統(tǒng)研發(fā)以及大型風(fēng)電場氣候效應(yīng)等方面與國際先進水平仍存在一定差距。此外，我國新能源開發(fā)領(lǐng)域的工程建設(shè)和技術(shù)研發(fā)隊伍在不斷壯大，但僅少量專業(yè)技術(shù)人員具備氣象專業(yè)知識背景，大部分從業(yè)人員缺乏對氣象知識的了解和認(rèn)知，也較少接受系統(tǒng)性的氣象知識學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，這已成為影響我國新能源行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸之一。要解決這一問題，需依賴氣象院校在氣象相關(guān)專業(yè)中增設(shè)電力氣象培養(yǎng)方向，且須在培養(yǎng)過程中充分考慮新能源開發(fā)企業(yè)對電力氣象人才在業(yè)務(wù)能力方面的需求，從而為培養(yǎng)大量具備扎實氣象理論基礎(chǔ)、良好創(chuàng)新精神和較強研發(fā)能力的電力氣象專門人才奠定基礎(chǔ)。因此，新能源企業(yè)和高校充分發(fā)揮各自優(yōu)勢，整合互補性資源，通過合作共建聯(lián)合實驗室這一途徑開展科技研發(fā)和人才培養(yǎng)是打造產(chǎn)學(xué)研用一體化，實現(xiàn)互利共贏的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[9-12]。中電投電力工程有限公司與成都信息工程大學(xué)之間的校企合作正是在這種背景下應(yīng)運而生，雙方共建成立了電力氣象創(chuàng)新聯(lián)合實驗室（以下簡稱“聯(lián)合實驗室”），并通過聯(lián)合實驗室開展新能源電力氣象領(lǐng)域的科技研發(fā)和人才培養(yǎng)。自2016年聯(lián)合實驗室成立以來，已有效運行近4年，在組織運行、科學(xué)研究和人才培養(yǎng)等領(lǐng)域取得了較好成果。

2校企聯(lián)合實驗室合作優(yōu)勢與特色

一、積極探索逆向思維教學(xué)法及工學(xué)結(jié)合的教學(xué)模式的研究

《電力電子技術(shù)》是機電類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。課程涉及到大量的電路分析，是一門與實踐聯(lián)系比較緊密的課程。逆向思維教學(xué)法是從果導(dǎo)因的逆向分析法。在逆向思維教學(xué)的基礎(chǔ)上，為加強學(xué)生實際能力的培養(yǎng)，探索工學(xué)結(jié)合的教學(xué)模式，課程組結(jié)合課程教學(xué)特點，創(chuàng)建了“理論——實踐——工程設(shè)計”一體化的教學(xué)模式。我們將教學(xué)過程分解為三個互相聯(lián)系的模塊，整個過程將理論教學(xué)、實訓(xùn)與實踐、工程設(shè)計三大部分進行了一體化的組織設(shè)計，各個模塊的有機銜接，教學(xué)組織過程依次展開。同時，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，選擇了靈活的教學(xué)方法，如現(xiàn)場教學(xué)、案例教學(xué)、項目驅(qū)動、真題實做等，構(gòu)成一個學(xué)?！髽I(yè)——社會貫通的現(xiàn)代教學(xué)鏈，加強了學(xué)生實際動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。從真正意義上實現(xiàn)了理論與實踐互交互融和開放性教學(xué)，體現(xiàn)了工學(xué)結(jié)合特色。

二、加強課程建設(shè)，精心、合理選擇教學(xué)內(nèi)容

1.了解相關(guān)課程之間的分工。知識是相互聯(lián)系、相互滲透的。在開課前，熟悉本課程與相關(guān)學(xué)科的聯(lián)系，了解先修課“電路”和“電子技術(shù)基礎(chǔ)”兩門課程的教學(xué)情況和后續(xù)課“變頻調(diào)速技術(shù)”的安排，處理好他們之間的關(guān)系，保持整個專業(yè)課程體系前后銜接，避免內(nèi)容的重復(fù)和疏漏。例如“自關(guān)斷器件”一章節(jié)，電子技術(shù)基礎(chǔ)中已講過小功率晶體管、場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)、原理、特性及應(yīng)用。在本門課程中，對功率晶體管、功率場效應(yīng)管應(yīng)重點講述其與小功率管的不同之處。對于晶閘管直流電動系統(tǒng)部分，重點應(yīng)在整流、有源逆變兩種狀態(tài)下，電流連續(xù)、斷續(xù)時的電動機特性，而直流可逆調(diào)速系統(tǒng)的內(nèi)容則需放到后續(xù)課程“變頻調(diào)速技術(shù)”中。

2.以器件、電路、應(yīng)用為主線，加強基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)。以開關(guān)方式工作的電力半導(dǎo)體器件是現(xiàn)代電力電子技術(shù)的基礎(chǔ)核心。電力電子器件的基礎(chǔ)之一是能以小信號輸入控制很大的輸出，這就使電力電子設(shè)備成為強弱電之間的接口的基礎(chǔ)。講解器件原理及特性，目的是為了應(yīng)用器件組成電路，故應(yīng)掌握器件外部特性、極限參數(shù)和使用注意事項。三方面的內(nèi)容應(yīng)以電路為主，學(xué)習(xí)各類電力半導(dǎo)體器件所構(gòu)造各種功率變換電路時，學(xué)生應(yīng)掌握功率變換主電路的構(gòu)成、工作原理和工作波形，不同負(fù)載對電路工作特性的影響以及主電路的元件參數(shù)計算和選擇。

3.介紹學(xué)科前沿發(fā)展的動向，反映本學(xué)科和相鄰學(xué)科的新成果、新進展。無電網(wǎng)污染、無電磁干擾、節(jié)能省電等綠色指標(biāo)是全球范圍內(nèi)的熱門話題。由于很多電力電子裝置結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，為簡化設(shè)計而出現(xiàn)的集功率開關(guān)、變換控制電路、傳感控制電路為一體的智能功率集成模塊受到歡迎，厚膜集成模塊、積木式的功能模塊，靈活機動既能單獨使用，也能相互組合成較大的系統(tǒng)，成為電力電子技術(shù)的發(fā)展方向。教學(xué)內(nèi)容應(yīng)主動吸收最新信息，同時引導(dǎo)學(xué)生了解電力電子技術(shù)的發(fā)展動態(tài)，擴大知識面，這可通過指導(dǎo)學(xué)生閱讀與電力電子技術(shù)有關(guān)的學(xué)術(shù)期刊，登陸相關(guān)的專業(yè)網(wǎng)站，使學(xué)生了解自己目前所學(xué)知識在本領(lǐng)域所處的位置，從而站在較高的起點上，去適應(yīng)學(xué)科未來發(fā)展的需要。

摘要：電氣工程及其自動化本科專業(yè)主干課程具有非常強的理論性、實踐性和應(yīng)用性，本項目研究將MATLAB仿真技術(shù)引入到專業(yè)課程的課堂教學(xué)和實驗教學(xué)中，使抽象難懂的知識“活”起來，有效降低理解的難度，較大程度提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)趣味性、積極性和主動性。

關(guān)鍵詞：MATLAB；Simulink；建模

一、項目研究的現(xiàn)狀

電氣工程專業(yè)的主干課程有《電機與電氣控制技術(shù)》《電力拖動自動控制系統(tǒng)》《電力電子技術(shù)》《自動控制原理》[1]，這些課程理論知識抽象深奧，工作原理推導(dǎo)繁瑣，并且涉及的電路圖復(fù)雜，波形分析、電路解析和計算推導(dǎo)較多。使用傳統(tǒng)的板書、掛圖、PPT三種形式相結(jié)合的教學(xué)手段想要把基本原理講清楚需要花費大量的時間，但按照該專業(yè)的人才培養(yǎng)方案，理論講授課時一再被壓縮，而教學(xué)大綱要求的知識目標(biāo)卻有增無減，教師為了在規(guī)定課時內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)，就會出現(xiàn)有些知識點講解不透徹，因此學(xué)生理解得也不夠深刻，教學(xué)效率偏低，迫切需要借助于直觀、生動、高效的教學(xué)手段提高教學(xué)效率。隨著計算機技術(shù)、數(shù)學(xué)建模技術(shù)的不斷發(fā)展及系統(tǒng)控制理論研究的不斷深入，計算機仿真以其成本低、高效、形象生動、受硬件約束小等優(yōu)勢已經(jīng)成為了工程設(shè)計和科學(xué)研究中不可或缺的工具。計算機仿真軟件的種類繁多，MATLAB軟件就是其中的佼佼者，在許多國際一流學(xué)術(shù)刊物上都有應(yīng)用。1998年加拿大魁北克電力公司的專家們率先在MATLAB環(huán)境下，開發(fā)了電力系統(tǒng)分析模塊（PowerSystemBlock），憑借其強大的科學(xué)計算能力，簡便繪圖能力，可視化的仿真環(huán)境，使其成為電力分析領(lǐng)域最有效工具。

二、MATLAB在電氣工程專業(yè)主干課程教學(xué)中的應(yīng)用

1.MATLAB在自動控制原理中的應(yīng)用。自動控制原理課程主要是研究系統(tǒng)的組成及結(jié)構(gòu)；自動控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)分析、動態(tài)分析及相關(guān)的性能指標(biāo)；各種類型的自動控制系統(tǒng)的特點；自動控制系統(tǒng)的時域、頻域分析及相關(guān)設(shè)計[2]。通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生了解自動控制系統(tǒng)的工作原理，分析控制器參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響，掌握自動控制系統(tǒng)的設(shè)計方法等。MATLAB在建立控制系統(tǒng)模型時，目前主要采用兩種方式：（1）采用LTI對象來建立數(shù)學(xué)模型，根據(jù)系統(tǒng)的特點有傳遞函數(shù)模型、零極點增益模型、狀態(tài)方程模型三種。該方法的缺點是學(xué)生需要記憶大量的函數(shù)，這對于非計算機專業(yè)的學(xué)生來講存在很大的困難。（2）采用Simulink環(huán)境，通過鼠標(biāo)建立模型，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)使用方框圖繪制，可通過示波器直觀地觀察到各變量的變化過程。其優(yōu)點是設(shè)計方便，通過鼠標(biāo)拖拽模塊來搭建電路模型代替編程；分析簡單，使用者不需要考慮系統(tǒng)模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)，只要考慮系統(tǒng)中各模塊的輸入輸出；仿真準(zhǔn)確，通過人機交互智能化地建立各環(huán)節(jié)的相關(guān)方程，在要求精度下以快速地進行電路仿真，結(jié)果準(zhǔn)確。學(xué)生對Simulink建模更感興趣，下面為利用Simulink模型創(chuàng)建一個使用PID控制器控制三階系統(tǒng)，并查看其輸出響應(yīng)的實例（如圖1）。該系統(tǒng)建模主要調(diào)取Sources庫中的階躍Step信號作為輸入信號；調(diào)取MathOperations庫中的Gain模塊、Add模塊；調(diào)取Continuous庫中的Derivative模塊、Inte-grator模塊構(gòu)成PID控制器；調(diào)取Continuous庫中三個TransferFcn構(gòu)成三階系統(tǒng)，最后調(diào)取Sinks庫中的Scope示波器模塊顯示最終的輸出響應(yīng)信號。2.MATLAB在電力電子技術(shù)中的應(yīng)用。電力電子技術(shù)課程主要研究利用電力電子開關(guān)器件組成各種電力變換電路實現(xiàn)電能的變換和控制[3]。下面以單相橋式全控整流電路為例（如圖2），其工作原理是：當(dāng)電源輸入為u2正半周期時，VT1、VT4在控制角α處通過加觸發(fā)信號導(dǎo)通，輸出電壓ud=u2，而負(fù)載中的電流由于有電感的存在不能突變；當(dāng)電源輸入為u2負(fù)半周期時，VT2、VT3在控制角π+α處通過加觸發(fā)信號導(dǎo)通，輸出電壓ud=u2，負(fù)載電流任然不能突變。采用Simulink建模如下圖3，調(diào)取SimPowerSystems庫的powergui模塊；調(diào)取ElectricalSources庫中的ACVoltageSource作為交流電源；調(diào)取4個PowerElectronics庫中的Thyristor作為晶閘管器件VT1、VT2、VT3、VT4；調(diào)取Elements庫中的SeriesRLCBranch模塊作為負(fù)載RL；調(diào)取Sources庫中的2個PulseGenerator模塊作為觸發(fā)脈沖；調(diào)取SingleRouting庫中的2個Selector模塊作為選擇晶閘管輸出的電壓信號輸出的示波器；最后調(diào)取Sinks庫中的Scope示波器模塊顯示各信號。3.MATLAB在電機與電氣控制技術(shù)的應(yīng)用。電機與電氣控制技術(shù)主要研究變壓器、交流電動機、直流電動機、低壓電器及電氣控制電路。下面以三相異步電動機直接啟動的建模與仿真為例（如圖4）。建模過程類似上例，此處略。

一、積極探索逆向思維教學(xué)法及工學(xué)結(jié)合的教學(xué)模式的研究

《電力電子技術(shù)》是機電類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。課程涉及到大量的電路分析，是一門與實踐聯(lián)系比較緊密的課程。逆向思維教學(xué)法是從果導(dǎo)因的逆向分析法。在逆向思維教學(xué)的基礎(chǔ)上，為加強學(xué)生實際能力的培養(yǎng)，探索工學(xué)結(jié)合的教學(xué)模式，課程組結(jié)合課程教學(xué)特點，創(chuàng)建了“理論——實踐——工程設(shè)計”一體化的教學(xué)模式。我們將教學(xué)過程分解為三個互相聯(lián)系的模塊，整個過程將理論教學(xué)、實訓(xùn)與實踐、工程設(shè)計三大部分進行了一體化的組織設(shè)計，各個模塊的有機銜接，教學(xué)組織過程依次展開。同時，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，選擇了靈活的教學(xué)方法，如現(xiàn)場教學(xué)、案例教學(xué)、項目驅(qū)動、真題實做等，構(gòu)成一個學(xué)?！髽I(yè)——社會貫通的現(xiàn)代教學(xué)鏈，加強了學(xué)生實際動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。從真正意義上實現(xiàn)了理論與實踐互交互融和開放性教學(xué)，體現(xiàn)了工學(xué)結(jié)合特色。

二、加強課程建設(shè)，精心、合理選擇教學(xué)內(nèi)容

1.了解相關(guān)課程之間的分工。知識是相互聯(lián)系、相互滲透的。在開課前，熟悉本課程與相關(guān)學(xué)科的聯(lián)系，了解先修課“電路”和“電子技術(shù)基礎(chǔ)”兩門課程的教學(xué)情況和后續(xù)課“變頻調(diào)速技術(shù)”的安排，處理好他們之間的關(guān)系，保持整個專業(yè)課程體系前后銜接，避免內(nèi)容的重復(fù)和疏漏。例如“自關(guān)斷器件”一章節(jié)，電子技術(shù)基礎(chǔ)中已講過小功率晶體管、場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)、原理、特性及應(yīng)用。在本門課程中，對功率晶體管、功率場效應(yīng)管應(yīng)重點講述其與小功率管的不同之處。對于晶閘管直流電動系統(tǒng)部分，重點應(yīng)在整流、有源逆變兩種狀態(tài)下，電流連續(xù)、斷續(xù)時的電動機特性，而直流可逆調(diào)速系統(tǒng)的內(nèi)容則需放到后續(xù)課程“變頻調(diào)速技術(shù)”中。

2.以器件、電路、應(yīng)用為主線，加強基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)。以開關(guān)方式工作的電力半導(dǎo)體器件是現(xiàn)代電力電子技術(shù)的基礎(chǔ)核心。電力電子器件的基礎(chǔ)之一是能以小信號輸入控制很大的輸出，這就使電力電子設(shè)備成為強弱電之間的接口的基礎(chǔ)。講解器件原理及特性，目的是為了應(yīng)用器件組成電路，故應(yīng)掌握器件外部特性、極限參數(shù)和使用注意事項。三方面的內(nèi)容應(yīng)以電路為主，學(xué)習(xí)各類電力半導(dǎo)體器件所構(gòu)造各種功率變換電路時，學(xué)生應(yīng)掌握功率變換主電路的構(gòu)成、工作原理和工作波形，不同負(fù)載對電路工作特性的影響以及主電路的元件參數(shù)計算和選擇。

3.介紹學(xué)科前沿發(fā)展的動向，反映本學(xué)科和相鄰學(xué)科的新成果、新進展。無電網(wǎng)污染、無電磁干擾、節(jié)能省電等綠色指標(biāo)是全球范圍內(nèi)的熱門話題。由于很多電力電子裝置結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，為簡化設(shè)計而出現(xiàn)的集功率開關(guān)、變換控制電路、傳感控制電路為一體的智能功率集成模塊受到歡迎，厚膜集成模塊、積木式的功能模塊，靈活機動既能單獨使用，也能相互組合成較大的系統(tǒng)，成為電力電子技術(shù)的發(fā)展方向。教學(xué)內(nèi)容應(yīng)主動吸收最新信息，同時引導(dǎo)學(xué)生了解電力電子技術(shù)的發(fā)展動態(tài)，擴大知識面，這可通過指導(dǎo)學(xué)生閱讀與電力電子技術(shù)有關(guān)的學(xué)術(shù)期刊，登陸相關(guān)的專業(yè)網(wǎng)站，使學(xué)生了解自己目前所學(xué)知識在本領(lǐng)域所處的位置，從而站在較高的起點上，去適應(yīng)學(xué)科未來發(fā)展的需要。

1問題的提出

水庫建成之后，隨著泥沙淤積的不斷發(fā)展，最終將會淤積到壩前。為了排泄壩前淤泥及維持水庫長期使用庫容，往往需要設(shè)置底孔。在底孔關(guān)閉期間，門前會有泥沙淤積[1]。淤積在門前的泥沙不僅增加了對閘門的水平壓力，而且還增加了對閘門的附著力(粘結(jié)力)，導(dǎo)致閘門啟門力增大。由于啟門力是選擇閘門啟閉機容量的重要依據(jù)，所以泥沙淤積對閘門啟門力的影響是設(shè)計人員所關(guān)注的重要問題之一。

在閘門前有泥沙淤積情況下，如何確定啟門力，目前還幾乎沒有方法可循。工程設(shè)計中常常是在確定了清水啟門力之后，然后考慮到門前泥沙淤積，再乘以一個大于1的系數(shù)，作為有泥沙淤積時的啟門力，但該系數(shù)確定往往憑經(jīng)驗而定，帶有相當(dāng)?shù)拿つ啃浴Ｎ墨I[2]針對三門峽水庫具體情況，曾給出一個有泥沙淤積時啟門力經(jīng)驗公式，但在應(yīng)用中也有一定的局限性。那么，解決該問題的另一途徑就是模型試驗。但由于模型試驗中的一些關(guān)鍵技術(shù)問題至今未解決，如門前淤泥相似等，所以這方面的模型試驗工作還未見諸報道，可以說還是一個空白。而工程設(shè)計又迫切需要模型試驗研究人員提供有泥沙淤積時閘門啟門力，因而盡早開展這方面的研究工作非常必要。本文對門前淤泥相似準(zhǔn)則及模擬試驗方法進行了探討，以便能夠更好地開展這方面研究工作，滿足工程設(shè)計需要。

2門前淤泥相似準(zhǔn)則

粘性細(xì)顆粒淤泥，隨著其固結(jié)程度，含水量不同，其所處的物理狀態(tài)也不同。當(dāng)淤泥未固結(jié)，含水量較多時，屬于賓漢體泥漿。隨著淤泥固結(jié)，含水量變小，其力學(xué)性質(zhì)發(fā)生根本變化，不再具有泥漿性質(zhì)，而屬于土力學(xué)所研究的范圍。淹沒在水下的壩前粘性細(xì)顆粒新鮮淤積物多數(shù)情況下為賓漢體泥漿。文獻[3]認(rèn)為，如果淤泥的干容重在810kg/m3～1080kg/m3左右，那么就屬于泥漿。表1統(tǒng)計了國內(nèi)幾座大型水庫實測的壩前淤泥干容重[4]。可見，這些水庫壩前淤泥大部分為泥漿。

對于處在靜止?fàn)顟B(tài)下的泥漿，作用的外力同時有重力、粘結(jié)力及壓力，而粘結(jié)力起主導(dǎo)作用。由于影響粘結(jié)力的因素十分復(fù)雜，目前還難以用理論關(guān)系式表達，但粘結(jié)力與切力之間存在如下關(guān)系[5]

摘要：能源電力的可持續(xù)發(fā)展是支撐我國未來經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展的首要任務(wù)，因此電力行業(yè)的人才培養(yǎng)不可或缺。在新工科建設(shè)背景下，華北電力大學(xué)作為電力行業(yè)卓越人才培養(yǎng)的搖籃，以電力產(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向，率先提出并構(gòu)建了基于“綠色電力”理念的復(fù)合型應(yīng)用化學(xué)人才培養(yǎng)的模式，并成功應(yīng)用于本科教學(xué)改革與實踐。使學(xué)生既掌握電力環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用背景和工程實踐技能，又具備協(xié)同分析及解決復(fù)雜多污染物控制的創(chuàng)新能力，以培養(yǎng)新時代應(yīng)用化學(xué)高素質(zhì)人才，服務(wù)國家發(fā)展。

關(guān)鍵詞：綠色能源；產(chǎn)業(yè)需求；應(yīng)用化學(xué)

1建設(shè)電力特色能源應(yīng)用化學(xué)復(fù)合型人才培養(yǎng)新模式的必要性

伴隨我國能源電力工業(yè)的技術(shù)進步，燃煤發(fā)電過程污染物控制已全面邁入超低排放時代，并建成了全球最大的清潔發(fā)電系統(tǒng)，我國電力工業(yè)也由此成為環(huán)境污染控制的行業(yè)典范。同時隨著中國特色社會主義進入新時代，習(xí)近平總書記關(guān)于能源工作提出了一系列新思想、新論斷、新指示，倡議“構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，推動以清潔和綠色方式滿足全球電力需求”，并承諾中國二氧化碳排放力爭2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和，這對以華北電力大學(xué)為代表的能源電力類高校的發(fā)展，尤其是人才培養(yǎng)質(zhì)量提出了新的更高要求[1,2]。因此，對應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的本科人才培養(yǎng)模式進行改革，通過課堂、實踐教學(xué)環(huán)節(jié)培養(yǎng)具有“綠色電力”理念的復(fù)合型應(yīng)用化學(xué)專業(yè)人才，使其不僅能解決電力環(huán)保的實際問題，還能針對行業(yè)前沿開展系統(tǒng)科學(xué)研究，這既是踐行黨中央“生態(tài)文明建設(shè)”、實現(xiàn)“美麗中國”的重要舉措，也是保障我國電力工業(yè)綠色發(fā)展、完成“碳達峰、碳中和”宏偉目標(biāo)的必然選擇[3,4]。

2新形勢下應(yīng)用化學(xué)復(fù)合型人才培養(yǎng)思路和目標(biāo)

2.1培養(yǎng)思路

GIS技術(shù)在電力配網(wǎng)中的應(yīng)用

（1）GIS技術(shù)簡介GIS又稱地學(xué)信息系統(tǒng)（GeographyInformationSystems，GIS），是一種計算機系統(tǒng)，這種計算機系統(tǒng)是由數(shù)據(jù)庫技術(shù)和計算機圖形以及相關(guān)數(shù)據(jù)形成的，是最近幾年快速發(fā)展起來的一門空間信息分析技術(shù)。（2）GIS技術(shù)在電力配網(wǎng)中的應(yīng)用近年來我國電力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)發(fā)展非?？?，由于愈來愈龐大的電力網(wǎng)架的規(guī)模和越來越復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，我們已經(jīng)不能在電力企業(yè)管理系統(tǒng)中使用過去傳統(tǒng)的人工管理或者管理信息技術(shù)，這些技術(shù)已經(jīng)不適用于現(xiàn)在的需要了，GIS技術(shù)運用于電力配網(wǎng)很好地解決這個問題，以提高對電力設(shè)備的管理水平。早在20世紀(jì)80年代，國外就已經(jīng)在電力系統(tǒng)中大范圍地使用了GIS技術(shù)。由于那個時候GIS技術(shù)在電力系統(tǒng)中的使用是通過在設(shè)備與設(shè)備之間建立關(guān)系，所以對不是網(wǎng)絡(luò)的元素就不能進行多邊管理。如今外國公司對GIS技術(shù)在電力中的應(yīng)用已經(jīng)很成熟，GIS技術(shù)已然成為發(fā)達國家電力公司科學(xué)管理電網(wǎng)運行的一種必不可少的工具。我國對GIS技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用與發(fā)達國家相比起步要晚的很多，直到20世紀(jì)90年代才剛剛起步，但是最近幾年隨著我國經(jīng)濟技術(shù)的高速發(fā)展，已經(jīng)有了很大的發(fā)展。西安科技大學(xué)的殷瑾研究了GIS技術(shù)在電力配網(wǎng)中的應(yīng)用。她分析研究了目前國內(nèi)外GIS技術(shù)在電力配網(wǎng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀，并從配電GIS的概念和功能出發(fā)，對某縣供電局電力配網(wǎng)現(xiàn)狀進行了調(diào)查分析，在該縣供電公司電力配網(wǎng)系統(tǒng)中應(yīng)用GIS技術(shù)。經(jīng)過實踐得出GIS的使用對該縣供電公司的電力配網(wǎng)管理，特別是10kV及以下的電力配網(wǎng)的管理有很大的提高，在為用戶服務(wù)，提高電力信息化水平等各方面發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，而且該技術(shù)的使用非常簡單，非常實用。

儲能技術(shù)在電力配網(wǎng)中的應(yīng)用

（1）儲能技術(shù)簡介目前儲能技術(shù)主要分為機械儲能（如抽水蓄能、飛輪儲能及壓縮空氣儲能等）、化學(xué)儲能（如鈉硫電池、液流電池、鉛酸電池、鎳鎘電池及超級電容器等）和電磁儲能（如超導(dǎo)電磁儲能等）三大類。如今，機械儲能中最成熟的是抽水蓄能，技術(shù)進步最快的是化學(xué)儲能。目前，儲能技術(shù)主要用在可再生能源、智能電網(wǎng)和新能源汽車三大領(lǐng)域。本文將主要分析儲能技術(shù)在智能電網(wǎng)中應(yīng)用。（2）儲能技術(shù)在電力配網(wǎng)中的應(yīng)用在電力供應(yīng)的過程中，基本都會出現(xiàn)峰谷差的現(xiàn)象，而且近年來隨著我國用電量的急劇上升，峰谷差變得越來越大，為了滿足越來越大的高峰負(fù)荷需求，在電力配網(wǎng)過程中對備用容量的要求也就越來越高。將儲能技術(shù)引進到電力配網(wǎng)系統(tǒng)中能夠解決這一問題，使用電負(fù)荷的峰谷差減小，這樣不但能夠提升電力設(shè)備的利用率達到降低供電費用的目的，而且還能夠幫助穩(wěn)定電力系統(tǒng)，補償負(fù)荷波動。儲能技術(shù)的應(yīng)用肯定會使過去電力配網(wǎng)等的設(shè)計和控制進行非常大的變化。中國電力科學(xué)研究院配用電與農(nóng)電研究所的張祖平等分析研究了儲能技術(shù)在不同電壓等級配電網(wǎng)中的應(yīng)用。他分析得出：將抽水蓄能技術(shù)用在高壓配電網(wǎng)系統(tǒng)中，可以使上述提及的峰谷差問題得到很好的解決，對峰谷進行有效的調(diào)節(jié)，以此達到優(yōu)化電網(wǎng)運行效率的目的；將儲能技術(shù)結(jié)合分布式電源用在中壓配電網(wǎng)系統(tǒng)中，可以很好地優(yōu)化配電網(wǎng)對分布式電源的接納能力；將儲能技術(shù)用在低壓配電網(wǎng)中的用戶端可以非常有效地管理配電網(wǎng)系統(tǒng)的用戶端，另外還是一種緊急備用技術(shù)方法。

PON技術(shù)在電力配網(wǎng)中的應(yīng)用

（1）PON技術(shù)有個很特別的地方就是它的OLT（光線路終端）和ONU（光網(wǎng)絡(luò)單元）之間的ODN（光分配網(wǎng)）沒有包含任何有源電子設(shè)備而都是由無源光器件組成的。PON網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點就是在電磁對通信儀器的干擾的預(yù)防方面有很好的效果，而且它使用起來非常簡單可靠，因此大部分人都覺得PON是寬帶接入網(wǎng)的發(fā)展趨勢。（2）PON技術(shù)在電力配網(wǎng)中的應(yīng)用隨著近十多年來我國電廠以及輸電網(wǎng)的擴張，加上對配網(wǎng)系統(tǒng)的投入又相對來說不多，因此在配網(wǎng)結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)很多不合理的地方，因此配網(wǎng)自動化被提出來，但是要很好地實現(xiàn)配網(wǎng)的自動化還需要一種管理智能、靈活性強、保護機制好、帶寬高化及性價比高的通信系統(tǒng)，PON技術(shù)的出現(xiàn)正好提供了這樣一種通信系統(tǒng)。衢州電力局的徐藝等研究了PON技術(shù)在配網(wǎng)自動化中的應(yīng)用。通過實踐，他得出從通信速率、費用和可靠程度等方面來考慮PON技術(shù)都可以很好地滿足配網(wǎng)自動化對通信的要求。另外隨著近年來光電器件的技術(shù)快速發(fā)展和價格的下降，PON技術(shù)的優(yōu)勢將逐步顯現(xiàn)并獲得越來越廣泛的應(yīng)用。

編者按：本論文主要從堅持“教學(xué)、科研、實踐三結(jié)合”的思路來構(gòu)建創(chuàng)新教學(xué)模式；以“同類合并、相對集中、教學(xué)內(nèi)容與當(dāng)前專業(yè)最新技術(shù)相結(jié)合”原則來優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容等進行講述，包括了要堅持創(chuàng)新教學(xué)與科學(xué)研究相結(jié)合，實現(xiàn)教學(xué)科研互動、堅持科學(xué)研究與創(chuàng)新實踐教學(xué)相結(jié)合、堅持創(chuàng)新實踐教學(xué)與專業(yè)技術(shù)發(fā)展相結(jié)合等，具體資料請見：

論文關(guān)鍵詞：創(chuàng)新教學(xué)模式教學(xué)與科研互動創(chuàng)新課程體系發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)

論文摘要：針對電氣工程及其自動化專業(yè)的<發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)>課程體系和教學(xué)內(nèi)容進行改革與創(chuàng)新，提出了“以創(chuàng)新教育與科學(xué)研究貫穿干教學(xué)全過程”為主線，創(chuàng)建了以“教學(xué)、科研、實踐”三結(jié)合的課程教學(xué)創(chuàng)新模式，構(gòu)建了“同類合并、相對腳、教學(xué)內(nèi)容與當(dāng)前專業(yè)最新技術(shù)相結(jié)合”的課程教學(xué)內(nèi)容改革理念與思路，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)方法與教學(xué)手段，以達到全面提高學(xué)生綜合素質(zhì)能力的目的。

教育教學(xué)改革涵蓋了學(xué)科專業(yè)建設(shè)、專業(yè)教學(xué)內(nèi)容、課程體系、教學(xué)方法與手段等各個方面，只有通過這一系列的改革才能不斷完善高等教育的目的，從而達到創(chuàng)新型、應(yīng)用型、復(fù)合型人才培養(yǎng)的根本目標(biāo)。而作為工作在第一線的工科教師，尤其對剛提升為本科院校的中青年教師，如何把自己所教的課程不斷地改革完善，怎樣“以教學(xué)促科研、搞好科研為教學(xué)”則是首先應(yīng)該考慮的問題。

本文針對電氣工程及其自動化專業(yè)的《發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)》課程體系和教學(xué)內(nèi)容進行了改革與實踐，提出了“以創(chuàng)新教育與科學(xué)研究貫穿于教學(xué)全過程”為主線，創(chuàng)建了“教學(xué)、科研、實踐”三結(jié)合的課程教學(xué)創(chuàng)新模式，構(gòu)建了“同類合并、相對集中、教學(xué)內(nèi)容與當(dāng)前專業(yè)最新技術(shù)相結(jié)合”的課程教學(xué)內(nèi)容改革理念與思路，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)方法與教學(xué)手段，合理地解決了專業(yè)課程教學(xué)過程中教學(xué)內(nèi)容繁、多、雜與教學(xué)時數(shù)偏少以及專業(yè)課程教學(xué)內(nèi)容交叉與學(xué)生難以理解和掌握之間的矛盾。

一堅持“教學(xué)、科研、實踐三結(jié)合”的思路來構(gòu)建創(chuàng)新教學(xué)模式

到目前為止，應(yīng)急國家標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作進展緩慢，還未建立應(yīng)急國家標(biāo)準(zhǔn)體系、明確應(yīng)急的術(shù)語和概念范疇等。在電力應(yīng)急方面，國家標(biāo)準(zhǔn)《重要電力用戶供電電源與自備應(yīng)急電源技術(shù)規(guī)范》送審稿已通過評審，國家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《國家電網(wǎng)公司應(yīng)急指揮中心建設(shè)規(guī)范》(Q/GDWZ202-2008)用于指導(dǎo)企業(yè)內(nèi)部應(yīng)急指揮中心建設(shè)，國家電監(jiān)會和各電力企業(yè)也了一系列規(guī)范性文件用于指導(dǎo)電力行業(yè)以及各企業(yè)應(yīng)急管理工作。但是在電力突發(fā)事件應(yīng)急響應(yīng)、應(yīng)急體系建設(shè)、應(yīng)急電源、應(yīng)急通信技術(shù)、應(yīng)急隊伍建設(shè)、應(yīng)急培訓(xùn)演練等方面沒有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，電力應(yīng)急標(biāo)準(zhǔn)及體系建設(shè)任重道遠。

我國電力應(yīng)急標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)存在的問題

從2003年開始，我國政府全面加強以“一案三制”為核心的應(yīng)急體系建設(shè)，應(yīng)急管理的相關(guān)理論和技術(shù)的研究工作才陸續(xù)開展，應(yīng)急管理作為一門專業(yè)在近幾年得到較大的發(fā)展，尤其2008年汶川地震后，政府加大對應(yīng)急的投入力度，逐步規(guī)范應(yīng)急相關(guān)標(biāo)識、地震信息共享等，了一些標(biāo)準(zhǔn)。但也應(yīng)該看到，政府及企業(yè)當(dāng)前應(yīng)急工作的開展還處于摸索階段：對應(yīng)急管理的內(nèi)涵缺乏統(tǒng)一的認(rèn)識；缺乏應(yīng)急相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化組織以及對應(yīng)急標(biāo)準(zhǔn)體系的完整規(guī)劃；對應(yīng)急技術(shù)的研究僅僅側(cè)重于某些方面，缺少全面的規(guī)劃和深入的研究；在應(yīng)急產(chǎn)品方面，缺乏相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致產(chǎn)品規(guī)格及功能五花八門，產(chǎn)品之間互操作或者聯(lián)合使用困難等。近年來，電力行業(yè)的應(yīng)急體系建設(shè)剛剛起步，國家電監(jiān)會、發(fā)電企業(yè)以及電網(wǎng)企業(yè)在電力應(yīng)急組織機構(gòu)建設(shè)、應(yīng)急指揮中心建設(shè)、應(yīng)急預(yù)案編制、應(yīng)急隊伍建設(shè)等方面開展了一些工作，并相繼頒布了一些規(guī)范性文件。電力應(yīng)急工作中還存在應(yīng)急管理基礎(chǔ)薄弱、突發(fā)事件監(jiān)測手段缺乏、應(yīng)急隊伍救援水平不足、應(yīng)急救援手段裝備缺乏、應(yīng)急技術(shù)及產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)缺乏且不統(tǒng)一等問題，而且隨著電力應(yīng)急管理工作的深入，電力應(yīng)急管理及技術(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)欠缺的問題更加凸顯，將嚴(yán)重影響電力應(yīng)急管理工作的開展。

我國電力應(yīng)急標(biāo)準(zhǔn)體系研究

根據(jù)預(yù)防為主、重點突出、技術(shù)進步、國際接軌的應(yīng)急標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)原則，涵蓋突發(fā)事件應(yīng)對的各個方面，包括應(yīng)急管理的各項工作，從管理標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、檢測標(biāo)準(zhǔn)等方面進行研究，并基于我國電力應(yīng)急專業(yè)未來的發(fā)展方向，提出電力應(yīng)急標(biāo)準(zhǔn)體系研究覆蓋的范圍如下：術(shù)語（結(jié)合電力應(yīng)急領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)的特點，規(guī)范名詞術(shù)語）；電力應(yīng)急標(biāo)識規(guī)范（電力應(yīng)急相關(guān)標(biāo)識的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范）；電力應(yīng)急預(yù)案（應(yīng)急預(yù)案編制技術(shù)、應(yīng)急預(yù)案評審技術(shù)、應(yīng)急預(yù)案體系建設(shè)）；電力應(yīng)急指揮中心（應(yīng)急指揮中心設(shè)計、應(yīng)急指揮中心互通技術(shù)條件）；電力應(yīng)急培訓(xùn)演練（電力應(yīng)急培訓(xùn)基地設(shè)計、電力應(yīng)急培訓(xùn)技術(shù)、電力應(yīng)急演練技術(shù)等）；電力應(yīng)急物資（電力應(yīng)急物資庫設(shè)計、電力應(yīng)急物資儲備技術(shù)、電力應(yīng)急物資調(diào)度技術(shù)等）；電力應(yīng)急平臺（電力應(yīng)急平臺架構(gòu)、子系統(tǒng)分類、功能、接口、信息模型等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)）；發(fā)電廠應(yīng)急（發(fā)電廠應(yīng)急計劃與準(zhǔn)備、發(fā)電廠應(yīng)急設(shè)施、應(yīng)急響應(yīng)程序、應(yīng)急實施與評估等）；電網(wǎng)應(yīng)急（電網(wǎng)應(yīng)急計劃與準(zhǔn)備、電網(wǎng)應(yīng)急設(shè)施、應(yīng)急響應(yīng)程序、應(yīng)急實施與評估等）；電力應(yīng)急能力評估（分發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調(diào)度、信息與通信等專業(yè)的應(yīng)急能力評估技術(shù)）；電力應(yīng)急產(chǎn)品（應(yīng)急發(fā)電設(shè)備、電力應(yīng)急通信系統(tǒng)、應(yīng)急救援裝備、電力特種應(yīng)急救援車輛、應(yīng)急救援人員防護用品等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、檢測標(biāo)準(zhǔn)）。電力應(yīng)急標(biāo)準(zhǔn)體系范圍確定后，將開展具體標(biāo)準(zhǔn)的擬制定工作。為逐步建立和完善電力應(yīng)急標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范電力行業(yè)應(yīng)急管理工作，筆者結(jié)合目前電力行業(yè)應(yīng)急工作中出現(xiàn)的突出和緊迫問題以及基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)或下位標(biāo)準(zhǔn)先行的原則，建議率先編制以下標(biāo)準(zhǔn)：電力應(yīng)急術(shù)語；電力應(yīng)急標(biāo)識規(guī)范；電力企業(yè)應(yīng)急預(yù)案管理；電力企業(yè)綜合應(yīng)急預(yù)案編制導(dǎo)則；電力企業(yè)專項應(yīng)急預(yù)案編制導(dǎo)則；電力企業(yè)現(xiàn)場處置方案編制導(dǎo)則；電力企業(yè)應(yīng)急演練導(dǎo)則；電力應(yīng)急指揮中心建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則。

研究國內(nèi)外應(yīng)急標(biāo)準(zhǔn)體系發(fā)展概況，分析我國電力應(yīng)急標(biāo)準(zhǔn)化存在的問題，提出電力行業(yè)應(yīng)急標(biāo)準(zhǔn)化研究的發(fā)展方向，明確電力應(yīng)急標(biāo)準(zhǔn)體系的工作范圍框架以及多項亟待編寫的具體應(yīng)急標(biāo)準(zhǔn)，為今后電力應(yīng)急管理和標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)提供參考。

1我國信息安全等級保護測評機構(gòu)建設(shè)情況

公安部于2009年開始等級保護測評體系的建設(shè)，2010年以來，對國家和地方等級保護協(xié)調(diào)小組推薦的測評機構(gòu)開展能力評估工作，到目前為止，已完成120多家測評機構(gòu)的申請和評估，并頒發(fā)了《信息安全等級保護測評機構(gòu)》推薦證書。120多家機構(gòu)按國家和地方兩級管理，國家級目前有7家，其中有4家主要承擔(dān)行業(yè)內(nèi)的測評工作，分別是電力、金融、教育和廣電。

2電力行業(yè)等級保護測評機構(gòu)的借鑒作用

國家信息安全等級保護工作協(xié)調(diào)小組鼓勵具有信息系統(tǒng)特色的行業(yè)申請等級保護測評機構(gòu)，旨在對具有行業(yè)特色、安全建設(shè)情況又不便向外界透露的信息系統(tǒng)開展本行業(yè)的等級測評工作。在電力、金融、教育和廣電4大行業(yè)中，電力行業(yè)信息安全等級保護測評中心是最早獲批國家級測評機構(gòu)的單位，其成功經(jīng)驗對其它行業(yè)開展信息安全測評工作具有重要的借鑒作用。電力行業(yè)等級保護測評中心設(shè)有3個測評實驗室，分別掛靠在國網(wǎng)電力科學(xué)研究院、中國電力科學(xué)研究院、華電卓識測評中心。3個實驗室均為獨立法人單位，獨立承接測評業(yè)務(wù)，測評業(yè)務(wù)指導(dǎo)統(tǒng)一歸口電力行業(yè)信息安全等級保護測評中心。各測評單位的主要職能有：技術(shù)研究、安全測評、風(fēng)險評估、業(yè)務(wù)咨詢服務(wù)、行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范編制等，對電力行業(yè)信息安全等級保護工作的開展起到引領(lǐng)和推動作用。電力行業(yè)信息系統(tǒng)數(shù)量多，工業(yè)控制類信息系統(tǒng)占多數(shù)，其中三級系統(tǒng)有1700多個，四級系統(tǒng)有40～50個，按照公安部的要求，測評中心對本行業(yè)的三級、四級系統(tǒng)定期開展等級保護測評工作。

3建立鐵路行業(yè)等級保護測評機構(gòu)的必要性

鐵路行業(yè)的業(yè)務(wù)與電力行業(yè)十分相似，都屬于國家的重要基礎(chǔ)設(shè)施。電力行業(yè)的信息系統(tǒng)主要是電網(wǎng)控制類系統(tǒng)，屬工業(yè)控制專業(yè)，信息安全要求高；鐵路行業(yè)信息化工作主要為行車控制、客貨運輸提供重要支撐，信息系統(tǒng)涉及控制和實時交易處理等，具有明顯的行業(yè)特點，專業(yè)性要求高。因此，借鑒電力行業(yè)等級保護測評機構(gòu)在本行業(yè)信息安全工作中起到的作用，有必要在鐵路行業(yè)內(nèi)部建立正規(guī)的信息安全技術(shù)隊伍，對鐵路行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)與信息安全工作的開展起支撐作用。