電力氣象創(chuàng)新實驗室建設實踐研究

時間:2022-03-02 05:37:32

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電力氣象創(chuàng)新實驗室建設實踐研究

摘要:校企合作共建實驗室是高校開展科技成果轉化和人才培養(yǎng)的重要載體,該文分析了校企聯(lián)合實驗室發(fā)展的基礎和動力,討論了校企聯(lián)合實驗室在人才培養(yǎng)、科學研究和服務社會等領域的功能和作用,總結了校企聯(lián)合實驗室運行和管理方面的經(jīng)驗,提出了科學研究、人才培養(yǎng)和業(yè)務技能培訓三類合作機制,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。

關鍵詞:校企聯(lián)合實驗室;電力氣象;建設實踐

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)理論和技術的不斷發(fā)展,我國風能、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構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聯(lián),因此,新能源行業(yè)對精細化氣象預報、未來氣候變化預測、氣象災害風險評估與預警等電力氣象領域涉及的新方法和新技術需求強烈,也需要大批能夠在電力氣象基礎理論、科技研發(fā)和成果轉化領域開展創(chuàng)新研究的高層次電力氣象專門人才[5-6]。

1校企聯(lián)合實驗室建設背景

伴隨著國家能源轉型戰(zhàn)略的深入推進,近年來我國在新能源開發(fā)利用領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、結構不夠合理,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)領域所需的中尺度天氣數(shù)值模式和風電場風功率精細化預報系統(tǒng)研發(fā)以及大型風電場氣候效應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)領域的工程建設和技術研發(fā)隊伍在不斷壯大,但僅少量專業(yè)技術人員具備氣象專業(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知,也較少接受系統(tǒng)性的氣象知識學習和培訓,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專業(yè)中增設電力氣象培養(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、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。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)學研用一體化,實現(xiàn)互利共贏的關鍵環(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之間的校企合作正是在這種背景下應運而生,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、科學研究和人才培養(yǎng)等領域取得了較好成果。

2校企聯(lián)合實驗室合作優(yōu)勢與特色

2.1企業(yè)優(yōu)勢與特色。中電投電力工程有限公司是國家電力投資集團有限公司的二級子公司,擁有工程建設服務平臺、海上風電專業(yè)化建設平臺和風電產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心。公司業(yè)務涵蓋火電、風電、光伏、海上風電項目工程建設與開發(fā)以及高端技術服務等。公司牽頭與包括成都信息工程大學在內(nèi)的多家知名國內(nèi)研究機構、高校和公司共同成立了電力氣象聯(lián)合創(chuàng)新實驗室,通過對新技術的引進和吸收,形成了擁有自主知識產(chǎn)權的電力氣象技術體系,開發(fā)了集風資源區(qū)劃與評估、氣象精細化預報、風電場智能控制與優(yōu)化等功能于一體的“御風系統(tǒng)”,是我國新能源行業(yè)中電力氣象技術領域水平較高、綜合實力較強的代表性企業(yè)。2.2學校優(yōu)勢與特色。成都信息工程大學原為中國氣象局直屬高校,現(xiàn)為四川省人民政府和中國氣象局共建、四川省重點發(fā)展的一所以大氣科學和信息科技為特色的多科性理工大學。學校大氣科學始建于1951年,是學校的傳統(tǒng)優(yōu)勢學科,入選四川省一流學科和四川省重點建設學科,支撐學科的大氣科學本科專業(yè)是國家級特色專業(yè)、四川省一流專業(yè)和四川省首批品牌建設專業(yè),現(xiàn)建有省部級重點實驗室1個,省級實驗教學示范中心2個,省部級科普基地2個。經(jīng)過近70年發(fā)展,學校已建設成為我國重要的氣象人才培養(yǎng)基地和氣象科技研發(fā)中心之一。學校在學科方向、專業(yè)設置、人才培養(yǎng)和科學研究等領域與中電投電力工程有限公司對人才和科技的需求互補性強、契合度高,雙方合作空間廣闊,潛力巨大。

3校企聯(lián)合實驗室建設實踐

3.1聯(lián)合實驗室目標定位。根據(jù)校企雙方對聯(lián)合實驗室的定位,實驗室主要具備如下功能:(1)聯(lián)合開展電力氣象技術研究。研究領域包括超短期和短期精細化天氣預報技術、短期氣候預測技術、風電場微尺度計算流體力學模型、中尺度數(shù)值模式嵌套技術、數(shù)值天氣預報模式誤差訂正和概率預報校準技術以及電力氣象大數(shù)據(jù)融合技術等方面的研究。資助方式主要包括三類:第一類為聯(lián)合創(chuàng)新實驗室出資設立基礎研究類課題,該類課題主要用于資助具有理論創(chuàng)新性和技術前瞻性的研究方向,該類研究對經(jīng)費需求相對較低;第二類為突出解決電力氣象中的瓶頸問題而設置的重大研究課題,該類課題由校企雙方共同確定,經(jīng)聯(lián)合實驗室學術與技術委員會審查通過后報實驗室管理委員會審批立項,由中電投電力工程有限公司提供經(jīng)費支持;第三類為雙方聯(lián)合申請國家和地方各級政府資助的研究課題,研究內(nèi)容和方向由雙方協(xié)商確定,中電投電力工程有限公司提供部分配套經(jīng)費。(2)聯(lián)合開展電力氣象學術和技術研討。聯(lián)合實驗室設置創(chuàng)新論壇作為新能源電力氣象領域?qū)W術和技術交流的主要平臺。雙方共同負責創(chuàng)新論壇的組織和召集工作,共同制定論壇主要議題,并根據(jù)議題邀請雙方專家以及業(yè)界和學術界的專家參與,所需場地、經(jīng)費和設施由雙方共同提供。(3)聯(lián)合開展電力氣象人才培養(yǎng)和業(yè)務技能培訓。雙方以聯(lián)合實驗室為依托共同建立“電力氣象教學實踐基地”開展新能源電力氣象人才培養(yǎng)和業(yè)務技能培訓工作。教學實踐基地一方面面向中電投電力工程有限公司員工進行新能源電力氣象領域的課程和知識培訓,由公司提供場地等軟硬件設施,成都信息工程大學負責課程設置、師資配備及教材選定;另一方面,學校以基地為依托,聘任公司中的優(yōu)秀專家擔任校外兼職碩士生導師聯(lián)合指導碩士研究生。同時,中電投電力工程有限公司每年選派一定數(shù)量的研究人員到成都信息工程大學開展科研實踐和學術進修。3.2聯(lián)合實驗室運行機制。聯(lián)合實驗室設立實驗室管理委員會,負責聯(lián)合實驗室的發(fā)展規(guī)劃、科研項目組織和申報、學術活動、研究生選拔和培養(yǎng)、人員培訓以及日常運行管理。電力氣象創(chuàng)新聯(lián)合實驗室管理架構見圖1。具體運行機制包括:(1)實驗室日常運行與管理。實驗室管理委員會下設實驗室管理辦公室,負責指導和審核聯(lián)合實驗室的日常運作,包括人員安排、工作流程制定及建設效果評定,具體事項由雙方指派專人負責。實驗室運行經(jīng)費由中電投電力工程有限公司承擔,包括實驗室成員開展項目評審、學術和技術交流以及管理工作方面的日常開銷,以確保聯(lián)合實驗室的正常運轉。(2)科研項目運行與管理。實驗室管理委員會下設學術與技術委員會。學術與技術委員會由包括中電投電力工程有限公司、成都信息工程大學、國家氣象中心、國家氣候中心等在新能源、氣象以及氣候變化等相關領域的知名專家學者組成。由學術與技術委員會負責相關科研項目的擬定、評審和運行監(jiān)督,以及學術交流的計劃、管理和執(zhí)行。學術與技術委員會定期召開會議推動工作進行,并定期向管理委員會匯報工作進展和成果。(3)人才培養(yǎng)與培訓項目的運行與管理。實驗室管理委員會下設人才培養(yǎng)與培訓委員會。人才培養(yǎng)與培訓委員會負責制定大氣科學類專業(yè)電力氣象方向人才培養(yǎng)方案的制定和修訂、任課教師的選拔、授課內(nèi)容的審核,以及電力氣象從業(yè)人員氣象知識培訓班培訓方案、課程體系的擬定、運行監(jiān)督。實驗室人才培養(yǎng)與培訓委員會還將參與電力氣象行業(yè)職業(yè)教育教學人才培養(yǎng)質(zhì)量標準和教學評估標準的制定工作。3.3聯(lián)合實驗室平臺建設。根據(jù)校企雙方對實驗室的目標定位,雙方共同為實驗室提供固定研究場所,并雙方共同出資用于實驗室建設。經(jīng)過數(shù)年建設,實驗室已擁有研究用房300m2,包括辦公室、學術會議室、虛擬仿真實驗室、數(shù)值模擬中心、天氣預報與實習臺和研究生工作室等。在設備配置方面,依據(jù)專業(yè)結構、專業(yè)實踐、研究創(chuàng)新等不同層次要求,陸續(xù)購置了高性能計算服務器、衛(wèi)星遙感資料廣播應用系統(tǒng)、大氣轉盤實驗裝置、多要素自動氣象站、熱風式大氣湍流模擬裝置、微脈沖激光雷達、雙偏振激光雷達和三維超聲風速儀等儀器設備,可滿足300人同時開展科學研究或?qū)I(yè)學習,基本達到科學研究和人才培養(yǎng)對硬件條件的要求。3.4聯(lián)合實驗室運行成效。聯(lián)合實驗室運行近4年來,每年有近百名本科生利用聯(lián)合實驗室開展大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練和學科競賽,獲得“共享杯”大學生科技資源共享服務創(chuàng)新競賽、全國大學生數(shù)學競賽和“蘭景杯”全國高校氣象科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等國家級學科競賽獎項近10項;獲得“挑戰(zhàn)杯”“互聯(lián)網(wǎng)+”等省級競賽獎20余項,十余名研究生依托實驗室攻讀碩士學位,多名學生被國內(nèi)外知名新能源企業(yè)錄用。聯(lián)合實驗室每年還定期邀請知名專家或新能源企業(yè)管理者就電力氣象科技動態(tài)舉辦學術報告和專題講座,讓學生對學術動態(tài)和行業(yè)發(fā)展有清晰、直觀的認識,達到了提高學生專業(yè)素養(yǎng)的目的。聯(lián)合實驗室在員工職業(yè)技能培訓領域也取得了良好成效,舉辦了數(shù)期氣象專業(yè)知識培訓班,同時已有相當數(shù)量中電投電力工程公司員工考取了成都信息工程大學碩士研究生進行學歷提升并開展電力氣象研究。此外,雙方在電力氣象科技研發(fā)方面也取得了明顯成效,基于高分辨率的中尺度數(shù)值模式開展的中國北方大基地風電建設與氣候交互性影響及機制研究獲得突破性進展,相關成果已在中電投電力工程公司投入業(yè)務應用,取得了良好的經(jīng)濟和社會效益。

4結語

聯(lián)合實驗室成立近4年來,運行管理機制日趨完善,創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn),已初步達到校企共建創(chuàng)新聯(lián)合實驗室的預期目標。未來校企雙方將在穩(wěn)定提升聯(lián)合實驗室現(xiàn)有合作水平的基礎上進一步拓寬合作領域,提升合作層次,通過探索共建智慧電力氣象學院、共建企業(yè)博士后科研工作站和企業(yè)技術中心以及設立大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)孵化器等合作模式,促進校企雙方優(yōu)勢互補,實現(xiàn)合作共贏。

作者:崔雅文 華維 李霄 朱家謹 單位:1.中電投電力工程有限公司 2.成都信息工程大學