电气工程研究热点

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电气工程研究热点范文第1篇

关键字：电气工程；自动化控制；应对措施

当代科学技术的法发展是趋于一体化、综合化，现在计算机技术等信息技术的突破性发展，使得电气工程与自动化的控制操作比以前更为简单且灵活。自动化控制不仅降低了由于人为手工操作而导致的事故发生率，而且提高了工业技术的运作效率。我们可以毫不夸张的说，电气工程与自动化的发展直接影响现代工业的发展，它的发展也很大程度上取决于信息技术的进步。但是，当前的电气工程与自动化的发展存在着一些常见的热点问题，亟需相应的有效措施来改进。

一、目前电气工程与自动化的发展概况

电气工程自动化控制系统是一个较为庞大的系统，它通过集成控制系统来运行，那么集成控制系统的运行快慢、运行效果就直接影响自动化控制效果。在这个集成系统中编程时间的长短制约着电气工程系统的运作效率，目前该项系统工程的发展较为顺利，但它的稳定性、可操作性、维修便捷性及可靠性等都还有待提高。比如说电气工程系统的数据库的存储就是一个问题，系统的不断改进意味着不断有数据更新和储存，现在的数据存储问题就直接导致企业的设备成本费用。随着控制技术和通信技术的发展，电气工程与自动化的改进空间还很大。

二、当前电气工程与自动化常见的热点问题

1.电气工程与自动化系统能源浪费量较大。在这个工程中有很多元器件对于能源的利用高，比如电阻的使用，它需要大量的电能同时释放了没有有效利用的热能，这就导致在实施电气工程与自动化的过程中效率低。目前，针对不同领域，电气工程与自动化的建设要满足各自需求，这样就增加了设计成本，使得工程在具体的设计、运行和维护的过程变得繁杂无一定的规律去借鉴，延长了开发时间并且各个环节的费用增加，那么企业获得的净利润就会减少。

2.不同领域不同企业对电气工程与自动化的需求不同，使得这项工程无法形成统一、模块化的运用系统。电气工程与自动化的应用遍及各行各业，可以说从家用的一个淋浴头到航天飞机的设计都离不开它，工业、农业甚至国防上都有它的身影，它是电气信息领域的重头戏。

从高校毕业的人才可以在电力设计、自动控制和电力公司就业，不同的企业对电气工程与自动化的要求不尽相同，大都各取所需，比如一家企业对于电力的控制使用较为重视而另一家企业重在利用其自动化应用，那么这两家企业所用到的电气化与自动化控制的具体技术就不尽相同，因此无法形成统一模块化的软件或硬件设备来方便所有企业使用，这就延缓了这项工程的发展。

3.电气工程与自动化在质量管理上存在很多的漏洞。在进行行业生产研究调查时，会发现不同领域不同企业的工程质量管理水平参差不齐，在这个高度追求效率的社会，人们将管理的目光仅仅放在工程的结果上而自动屏蔽和忽略了工程的内部质量，长此以往不合格质量的发现就会日益增长，这不仅拉低了工程的效率而且浪费了人力物力。疏忽了质量管理的问题就会直接影响现代化工业的发展。

4.人才的供应不足。由于它是包含文理、结合软件与硬件、对控制理论和电力网理论的高要求交叉型学科，所以对人才的综合素质要求较高。它不仅对人才的基础理论知识要求严，更注重他们的实践操作能力，由于这些难关，导致这门学科的毕业生人数并不多，加上学校教学设备的限制，使得他们的动手能力也无法很好的达到这项工程的质量要求，科研跟不上就直接导致电气工程与自动化工程的进步进程减缓。

三、电气工程与自动化常见热点问题的应对措施

1.合理利用资源，选择低耗能、低成本和安全系数高的的电力设备。在节能的基础上不断创新技术，采用新方法、新材料等不断研发能提高效率并较少能源浪费的产品。比如电路板中电阻的使用就要根据不同的场所而有不同的选择。不用调节阻值的就用固定电阻就可以了，这样就可以减少一定的设备成本，而像用于电视音量的音量调节的电阻就需要使用可调电阻，另外有的设备对于电流电压的要求较严谨时就必须使用特种电阻了。这样，根据阻值特性的不同选择不同的电阻就可以在节约能源及成本的基础上最大化的实现设备的运作效率。

2.建立集成性较高的电气自动化系统，形成统一化、模块化的工程系统。虽然有不同的领域的不同企业运用的设备不尽相同，但是如果可以设计成具备兼容性系统平台，那就能够将各种已经健全和完善的技术充分运用到这个平台上。比如说在开机这一操作上，各个领域的不同企业用的都不一定是同一种技术操作手段，但是如果去统一规定一种方式，那么，科研人员们就会相应的做研究，即致力于开发一种最优的开机操作程序，这不仅使得这种开机方式最有效而且便于统一工作模式。

3.建立通用的网络结构是必不可少的提高快捷性操作的手段。随着通信技术的不断发展，原来凌乱繁杂的数据管理模式已经无法适应新的时代工业要求，要想快捷高效的实现各个管理系统数据之间的交换建立通用的网络结构是最好的处理方法。同时在自动化数据管理上协调好各项数据才可以实现电气工程与自动化工程的高效率。

4.注重电气工程与自动化的质量管理和安全管理。首先建材的选择是电气工程与自动化的基础，它直接决定工程质量的好坏，企业应该使用的经过权威鉴定的正规厂家生产的工程材料，从基础上保证电气工程与自动化的质量。其次，企业要完善安全管理环节，所谓安全管理就是要严格按照安全工作流程工作，比如在工作场地谨记设备对地电压高于250V为高电压但人体的安全接受电压是36V一下，另外在雷雨天气工作人员必须外出检查室外高压设备时，应尽量远离避雷针和接地装置并且穿上绝缘靴以保证人身安全。

5.提高电气工程的建设团队的专业技能和综合素质。新时代最缺少最需要的是专业型人才，属于三大产业之一的工业对人才的要求更高也更重要，电气工程与自动化工程应在人才参与进去工程之前，认真积极的对他们进行系统的专业技能培训和实践考核，这样才能打造一支具有扎实理论知识和熟练时间操作能力的技术人员。因此，作为专业人才输出的学校更应该做的就是培养出适应生产建设的高技能素质人员，在提供必要的实验环境和设备的同时，还要考虑到在学生学习的必要阶段去安排他们进入社会的实际工作场所中去，这样将知识和技能完备的结合在一起时才会提高电气工程与自动化的工作效率。另外还应注重技术人员的创新，只有不断的实践不断的创新才能使工程最大化的实现它的用途。

总之，人们对于工业的要求越来越高，对电气工程与自动化的发展要求日益增高，电气工程需要在克服一些存在的问题时更加完备它的发展，这样才能推动工业发展进程。

参考文献：

[1] 周亚峰.浅谈电气自动化控制系统的应用及发展趋势[J]. 中小企业管理与科技（下旬刊）. 2011（06）

[2] 于洪亮.我国电气自动化发展的现状与趋势[J]. 民营科技. 2011（12）

电气工程研究热点范文第2篇

关键词：电气工程；电气自动化技术；应用；发展中图分类号：TM73文献标识码：A

作者简介：龙玉隆（1982－），男，贵州省黔西南州人，本科，助理工程师，主要从事电气工程及其自动化工作

电气自动化是多种科技相融合的新兴技术，能够应用到各个领域中。电气工程中电气自动化技术有控制和自动检测两种装置，能够对电力系统实现远程控制管理或就地控制等，保证了其安全经济的运行，保证了供电质量。

1电气工程中电气自动化技术的应用

1．1电网调度自动化

电网调度自动化是运用电气自动化技术来调节电网调度，其中包含主站系统和远动装置的调度。电网调度自动化能够确保电网发电供电的安全性、经济性和优质性，大幅度提高电网调度的运行水平。运用电网调度自动化包括三个功能：（1）安全分析和提出对策：其基于对电网结构的分析和对电网状态的估计，能够对它的安全做出及时的分析。（2）安全监控和采集数据：其能够通过信息系统采集和处理信息，使用模拟屏对电网实行监测，实时了解其运行情况，使用远东系统和网络来给电网的设备进行遥控。（3）经济调度和自动化发电控制：其是电气自动化技术的重要功能，它的功能体现在闭环控制功能，还体现在电网经济安全性。它还可以调整电网频率，实现经济性的调度控制等，使系统对电网的控制更简单方便。

1．2配电自动化

传统的观念重视发电忽略到配电的重要性，使配电网技术非常落后。随着电气自动化技术的发展，配电自动化得到广泛的应用，改善了现在的配电网络。配电自动化的优点是它能够监视自动化、控制配电网。其功能包括电网分析、配电等。它包括配电主站、配电子站、通信通道和系统终端。配电自动化降低了电网损耗能力，提高了供电能力，降低了停电率，减轻了人力，减少了维护设备的费用。配电自动化可以确保供电质量，在高峰或者低估期，保证不会产生不良影响。

1．3发电厂自动化

发电厂自动化包括AVC自动电压、AGC自动发电量和冬季机械等三种控制系统。我国目前发电厂主要以水电厂、火电厂为主，其中水电厂要比火电厂的自动化技术要高。

1．3．1水电厂的自动化

水电厂的自动化主要是通过控制水电厂的设备来实现，比如水轮发电机的励磁装置、水轮机和调速器设备。通过对水电厂设备的自动控制、监视、调节和管理四种功能，对水电厂运作的安全性、经济性有很大提高。水电厂自动化包括单机、综合和公用设备的自动化。

1．3．2火电厂自动化

火电厂自动化有很多种自动化应用，比如：计算机监视、采集数据、发电机控制等主控制系统。它具有信息处理和管理、自动保护、自我检测和顺序控制等方面的功能。

1．4变电站综合自动化

变电站的综合自动化需要在应用信息处理和传输、自动控制技术的基础上进行，运用计算机的硬件系统和其他装置，能够代替人工作业，大幅度提高变电站的运行管理水平。信息技术近年来革新速度加快，引进微机检测技术，变电站开始进入综合自动化的方向。目前，变电站的远程控制再被不断的推广。

2电气自动化技术的发展

2．1热点技术

20世纪80年代单片机的应用，使电力工程中的电气自动化设备进入新的阶段。电气自动化技术以工业计算机、PC机的技术为基础。90年代后，信息技术和网络技术的发展和应用，电气自动化技术依赖于IT技术，能够实现智能化。

2．1．1光电式电力互感器

电力互感器是输电线路中不可或缺的装置。当电压的等级到了一定的高度，信号就会缩小范围，产生饱和现象，或者无法与其他设备接口通信，这是电力互感器的一个缺点。针对这样的问题，光电式的电力互感器已经在发达国家研制出来，并公布了其标准。在我国的研究项目中也取得一些成果，目前最关键的是其稳定性，输出信号小于传统的互感器，输出信号要通过转换成数字信号。

2．1．2以GPS全球定位为基础的动态安全监控

电力系统中的监测手段为SCADA，它是对采集数据和其稳定运行的监视控制。还有一种仪器是故障录波，它主要是记录电磁过程。这两种监测手段都有其优缺点，但是都没有准确的时间标记，对系统的动态行为不好进行分析。以GPS为基础的将安全监测是SCADA和其他监测的结合，通过GPS定位获取精确的时间地点。

2．1．3在线状态检测

该检测是对系统内设备在线状态的运行检测，通过监测能够掌握它的运行状态，还能够通过监测分析其运行参数，以此来判断是否存在隐患和故障问题。这样能够提高设备的利用率，延长保修周期，将定期检测转变为实时检测能够减少不必要的遗漏现象。

2．1．4对电力系统实施智能控制

智能系统可以说是新时期的控制领域的新阶段，对一些非常规性的控制问题能够得到很好地解决，一些复杂性的系统问题应该采取智能控制来解决。就目前形式而言，智能化系统有极好的前景，应用广泛。

2．2自动化发展趋势

人们的生活品质越来越高，对电力有更高的标准，要有可靠性、安全性、优质性和经济性，因此电气工程中电气自动化也要不断的发展。20世纪60年代，开始研制电气自动化技术，70年代初期研究出一体装置，80年代运用自动化和计算机监测系统。电气自动化发展趋势：（1）远程通信、电力电子器件、微机已经应用到控制手段中；（2）理论多样化，借助很多控制理论；（3）控制策略已经趋向协调化、智能化、最优化和自适应化的方向；（4）多级系统的处方法增加到设计分析中；（5）提高输电和配电自动化的发展。

2．3热点技术的运用

2．3．1管控一体化技术

管控一体化是一种现代自动化技术手段，是环节和自动化技术的集成和整合。集成和管理系统可以构成统一信息网络，将ERP和MES互联，这样能够确保获取正确信息，也可以使用控制管理系统对检修数据和其他信息来监控，实现无缝连接。

2．3．2状态检修技术

状态检修技术通过AMS系统使用其监视和诊断功能，根据设备的信息数据，来进行电气设备的判断和预判，将故障检修转变成状态检修。状态检修技术可以使电气设备的安全性和可用性有效提高，能够克服定期检修的缺陷、遗留。

2．3．3应用先进的管理控制软件

控制系统在电气工程中有了广泛的引用，并且促进了电气自动化技术的发展。不过此时计算机控制系统并不够完善，应该吸收先进的技术手段，充分开发出电气工程的先进控制和管理水平，能够充分发挥出控制系统的功能。目前有两种管理控制软件：注重实时控制功能软件和注重管理软件，在研发中要根据实际情况来选择研发运用。

3电气工程中电气自动化运用的表现形式

3．1电力调度自动化技术

电力系统的应用的关键是电力调度自动化，它能够保证系统供电的安全、优质和经济性能。应当加强对电气工程现代化的管理，实现生产自动化。电气工程中的电力调度自动化技术分为调度主站系统和运动装置系统，它主要具备的功能包括：应用电力调度自动化，保证监控指标的准确性和可靠性，使得到的数据规范；作为电网系统的保障，能够实现电网调度的经济性目标，能够控制或减少能源问题，还能够满足供电发电的要求；有效处理技术性的事故分析，进行合理和科学的判断。

3．2发电厂自动化技术的应用

发电自动化技术分为三方面，自动电压控制、自动发电量控制、动力机械自动控制三种系统。它具体表现在两方面：火电厂对此技术的运用，水电厂对此技术的应用。

4结束语

总而言之，随着中国经济的迅猛发展，科学技术的进步，电气工程中电气自动化技术得到了更好的发展，并且应用在很多领域中。我们也应当学习国外先进的自动化技术优势，结合中国的实际，运用新理论新技术，为我国电气工程中的自动化发展做贡献。

参考文献：

［1］周渝慧，王立德，王玉梁．基于创新型教学理念的电气工程教育质量保证体系［J］．电气电子教学学报，2008，（S1）：98－101．

［2］娄素华，吴耀武，尹项根，等．“电气工程基础”教学理念与方法研究［J］．电气电子教学学报，2009，（03）：100－102．

［3］刘涤尘，向铁元，丁坚勇，徐箭，吴军．“电气工程基础”课程的建设与教学研究及实践［J］．电气电子教学学报，2010，（01）：89－94．

［4］尹项根，罗毅，张步涵，等．适应电气大类培养方案的“电气工程基础”课程建设思路［J］．电气电子教学学报，2008，（S1）：14－16．

电气工程研究热点范文第3篇

关键词：电气自动化 节能设计 变压器 功率因数

中图分类号：TP29 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）01-0144-01

伴随着新时代到来的是能源的大量消耗，以及不合理的浪费，能源短缺已经成为一个世界级的问题。电力资源同样如此，电能耗费和合理的电力设计已经成为人们普遍关注的问题，在追求各种生活场所、住宅楼办公楼舒适办公的个性化服务的同时，对于电气自动化工程的节能设计，也开始了研究。电力设计是电力工程的核心部分，如何做到合理并兼顾节能技术的设计，是摆在众多企业面前一个重要问题。本文从变压器的节能设计、功率因数的管控以及输配电线路的电力电缆合理选择等方面，论述了电气自动化工程中的节能设计技术。

1 变压器的节能设计技术

作为电力自动化工程中的重要设备，变压器负责电压、电流和功率的转换工作，它需要消耗大量的能源，即使是空载运行状态，变压器的运行也会造成低压系统的大量能耗。所以如何做好变压器的节能设计，是电气自动化工程节能设计的首要关键问题。一般来说，变压器的节能设计主要涉及以下几个方面：

（1）避免变压器型材带来的大量能耗。变压器的制备材料需要优化设计组合在一起才能真正实现节能，硅钢片、铜片以及绝缘材料等如果设计不合理的话，就会造成很多不必要的能耗。应该秉承节约的理念，满足变压器工作的前提下，选择最为合理的材料和运行介质，既能减少电气自动化工程的成本，又能实现变压器节能的目的。

（2）铜材是一种优秀的材料，为变压器配备的电柜和电线可以采用铜质材料，并用换位导线措施。降低磁密并采用高质量、较薄的冷轧硅钢片，可以有效降低空载运行时变压器的能耗，实现节能的目标。

（3）现在市场上已经出现了专门为节能设计的变压器，在电器工程中应该优先考虑这样的变压器。比如S11和S10等型号，它们除了具备传统变压器的有点，从长远看也具有很好的节能效果。有了节能变压器，其之间的接线方式也很重要，除此之外应该杜绝变压器长期过度运行的现象出现，这样不仅会过度磨损变压器，而且也会消耗更多的电力资源。

（4）在工厂或者大型写字楼等建筑中，作为电力系统的关键部分，变压器应该被放置在电力消耗的中间位置，和其他的辅助设备放在一起，不仅便于管理，还能减少电缆的长度，节约成本和资源，降低电压降和多长电缆造成的能耗，提高供电功率和质量。

（5）合理选择变压器的容量和使用台数。所选变压器的额定容量应该根据实际所需电量来确定。如果变压器的容量太小，会让变压器长期处于过度运行状态，加速其老化，减少使用寿命；但是如果所选变压器的容量太大的话，也会使其长期处于轻载状态，过低功率会极度浪费电力资源和变压器使用效率。综合考虑，在选择变压器的时候应该留出大约百分之二十的冗余空间，过多过少都不可取。关于变压器台数的选择，应综合考虑扩容和可能出现的过度耗损情况，不能用过多的变压器台数，那是一种资源浪费。如果使用的变压器台数在2台或者2台以上的话，应该采取并联措施，这样不仅可以提高其安全可靠性能，还能增加电力系统的功率因数，实现真正的节能设计。

2 功率因数的管控措施

功率因数是和电气设备节能紧紧相关的一个物理量，提高功率因数，也会提高电力系统的无功功率，进而提高系统电能的转化效率。提高功率因数的方法一般有以下几点：一是对用户的负载率进行提高处理。比如可以在满足需要的前提下，选择极数少的电动机。少极数的电动机在转动的时候，具有比较大的转矩，产生的电流也大，能够用最短的时间进行正常的运行，提高效率，减少能耗，实现节能的目的。当然变频自动控制也可以实现较高功率因数的获取。二是在低压动力系统中安置具有自动补偿无功功率的电容柜，所补偿无功功率的额度一般选择为变压器的三分之一左右，这样既可以维护电力系统稳定，也可以实现节能。

3 选择合适的电力电缆

作为输配电系统中不可或缺的部分，电力电缆占据了电气工程投资成本的较大部分，尤其是因长期维护电力线路而产生的费用。故而在选择电力电缆的时候应该谨慎为之，通常按照相对经济的电流密度曲线和可以通过的电流强度来选择电力电缆的截面，对于电力电缆材质的选择，主要有铜材和铝材两种。从成本的角度来看，较之铜电缆，铝电缆较为便宜，所以很多电气工程都选择铝电缆，但是从安全和节能的方面，铝电缆虽然较为便宜，但是这两项性能却落后于铜电缆。只是截面越粗，铜电缆比铝电缆要贵重很多，因此这种情况下可以选择铝电缆，而其他情况下，从安全和节能方面考虑的话，推荐铜电缆。

4 结语

综上所述，电气工程的节能设计已经成为当下普遍关注的热点问题，相关部门和单位应该从变压器的选择、功率因数的管控以及输配电线路中电力电缆的节能设计等方面，来做好节能设计，尽可能减少能耗。通过选取合适的变压器，变压器之间的优化组合，处理好功率因数和无功功率之间的关系，按照实际线路需要，选择合适的电力电缆等等方面的优化设计，相信电气自动化工程的节能设计将不再是空谈。

参考文献

[1]张兰兰.电气自动化节能设计技术应用研究[J].科技致富向导，2012，（20）：38.

[2]张崇兰.节能技术在电气自动化中的应用研究[J].北京电力高等专科学校学报：自然科学版，2012，29（3）：211-211.

电气工程研究热点范文第4篇

关键词：教学改革；电气工程概论；互动式教学法；教学效果

作者简介：韩杨（1982-），男，四川成都人，电子科技大学机电学院，讲师。（四川 成都 611731）

基金项目：本文系电子科技大学中央高校基本科研项目（项目编号：2672011ZYGX2011J093）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）10-0057-02

“电气工程概论”课程是电气工程及其自动化专业的专业基础课。课程围绕电气工程领域的几个主要分支——电机电器及其控制、电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术、电力电子与电力传动、电工新技术等方面进行全面系统的介绍。通过该课程的学习，学生对电气学科的发展历史和应用现状有全景式的了解，对进一步深入电气工程学科类专业学习起到导航作用，并逐步培养对电气科学与工程的崇尚与追求的专业精神以及创新意识。[1，2]

实践表明，学生总是习惯于知识的“定量”化灌输模式，而对于这样一门以“定性”介绍为主、没有公式讲解和详细专业理论分析的课程，最初还有些不适应。如何激发学生对电气专业的兴趣，引导学生通过网络搜索和图书馆资料查询等手段，去主动了解和掌握一些专业知识背景，是课堂教学中需要着重思考和实践的课题。[3-5]笔者经过两三年的电气工程概论教学后，在重点讲述电力系统自动化、电力电子与电力传动等的基础上，把互动式教学方法成功应用到教学实践中。课堂教学表明，这对于提升学生学习兴趣和培养学生自主学习能力方面是非常有效的。

一、 采用互动式教学方法，探索改革教学模式

“电气工程概论”课程涵盖内容多，采用传统满堂灌式教学方法，效果不佳。笔者通过教学实践，摸索出一套有效的方法，教学安排按照如下顺序：教师理论讲解—多媒体PPT展示—视频演示—给学生布置课后调研题目—学生自主学习、分组研讨、制作PPT—学生课堂专题演讲—同学问答互动、教师总结—教师提出整改意见—学生课后再次收集资料、完成研究报告。这种互动式方法培养了学生对课程的兴趣，使他们在PPT演讲、书面表达、创新能力培养方面都起到积极作用。

二、调整更新教学内容，提升课堂教学质量

1.课程绪论

（1）主要内容：电气工程在国民经济中的地位；电气科学与工程的发展简史、前景、理论基础和常用计算机程序，譬如EMTP、MATLAB、BPA、EMTDC、PSPICE等。应达要求：了解电气科学与工程的产生过程；了解电气工程及其自动化专业的二级学科分布；了解电气工程学科的发展前景和在国民经济中的主要应用和作用。

（2）教学设计：围绕使学生对本课程的专业背景、主要应用前景有一个清晰的认识和激发其对本专业的热爱这一目标来展开。在讲授过程中，补充智能电网、新能源的开发利用技术等当前国内外的研究热点，扩展学生的专业视野。

2.电机电器及其控制技术

（1）主要内容：电机的作用及其发展简史；电机的分类与结构、应用领域、选用与运行控制；电机学的研究内容概要；电器的发展历史和分类。应达要求：了解电机的基本作用、发展简史、电器的发展历史；理解电机在国民经济中的应用领域；掌握电机的可逆原理；理解电机学的主要研究内容、高压电器与低压电器的基本结构与作用；掌握电机分类方法和不同类别的电机特点。

（2）教学设计：介绍电机与电器学科的概况、发展简史，使学生对电机学等后续专业基础课程以及电机的微机控制技术等专业课程的学习建立初步的感性认识。通过FLASH制作的同步电机励磁过程和旋转磁场模拟动画来加强学生对电机学理论知识的理解。对于电器部分，通过图片的形式向学生展示各种电器，增强学生的感性认识；对于高压电器部分，由于装置体积庞大，采用视频录相讲解的方法，拉近学生对高压电器的感性距离。

3.电力系统及其自动化技术

（1）主要内容：电力系统发展简史；电力系统简介；发电厂、电网概述；电力市场简介；电力新技术与发展趋势。应达要求：了解电力系统的发展简史和我国电力工业的发展概况、交直流输电技术的发展过程、各种类型的能源发电原理及其特点；了解电力市场的概念、电力新技术的发展趋势；理解电力系统的功能与作用、现代电力系统的主要特点和运行过程。

（2）教学设计：主要讲授电力系统的概况、基本概念，内容涉及发、输、供、配、用几大部分，按发电部分、电网运行与调度、电力应用三个环节顺序介绍。教学过程中首先从系统的角度对电力系统进行介绍，使学生建立对电力系统整体功能及结构的认识，在此基础上，进一步对各个组成部分分别阐述。在讲述电力系统发展前沿技术的时候，本着自动化、数字化、智能化的发展主线，将智能电网的概念引入课堂。

4.电力电子技术与电力传动

（1）主要内容：电力电子技术的作用与发展简史；电力电子技术的特点和研究内容、应用领域；电力电子技术的地位、发展方向和电力传动概况。应达要求：了解电力电子技术的作用、发展历史；了解电力电子技术的主要应用领域和新技术的发展趋势；了解电力传动的主要应用领域；理解电力电子技术的概念与特点和直流电机、交流电机传动的基本原理。

（2）教学设计：介绍电力电子技术的作用、历史、主要特点及其发展趋势。电力电子技术是我院电气专业一门重要的专业课程。对半导体变流技术的发展历程进行讲授，让学生明确电力电子技术的本质和重要意义；将实验室电力电子器件作为道具，在课堂上实物演示，让学生建立感性认识。在讲述电力传动部分时，结合工程实践进行案例教学，使学生明确电力传动在工业中的应用概况；结合科研课题，将典型案例通过PPT向学生展示。

5.高电压与绝缘技术

（1）主要内容：高电压与绝缘技术发展简史及主要内容；高电压新技术及其在各领域的应用。应达要求：了解高电压与绝缘技术的作用；了解高电压的产生原理和试验设备；了解高电压新技术及其在各领域的应用；理解基本的高电压及绝缘试验操作。

（2）教学设计：介绍高电压与绝缘技术的发展历程、应用领域及其试验技术。本章具有很强的专业背景，因此在教学时，采用了PPT讲授和视频演示相结合的教学手段，突出高电压技术的产生背景、发展历程、试验条件和环境等，达到让学生建立一个感性认识的目的。

6.电工新技术

（1）主要内容：电工新技术发展趋势、超导电工技术、聚变电工技术、磁流体技术、可再生能源技术、磁悬浮列车技术、燃料电池技术、飞轮储能技术和微机电系统。应达要求：了解电工新技术的发展趋势、超导电工技术、磁聚变电工技术的基本原理及应用，磁流体发电和推进技术、磁悬浮列车技术、燃料电池技术及应用，飞轮储能技术及应用和微机电系统的基本概念。

（2）教学设计：主要以PPT讲授为主。对超导电工、聚变电工、可再生能源发电、燃料电池技术和微机电系统等前沿技术进行专题概述。

三、改革教学方法，创新互动式教学模式

1.注重课堂引导，激发学生学习兴趣

在教学过程中，借助网络资源，向学生介绍电气行业的应用情况和相关企业的产品和市场情况，譬如给学生介绍联合证卷行业深度分析“电力电子，我们可以看得更远”，重点介绍电力电子变频器、整流设备、无功补偿设备SVG、开关电源、直流输电装备等技术的实际工程应用，介绍相关企业和上市公司产品和市场概况，激发了学生的学习兴趣。

2.加强课堂互动，调动学生积极性

为了加强课堂互动，采用了PPT讲解和视频教学相结合的方法，进行多个专题介绍。譬如：核裂变之历史回顾、中广核集团介绍、日本核事故回顾、欧洲核聚变装置、中国托克马克聚变装置、日本新干线与中国高速铁路、国家电网、南方电网公司宣传片；汽轮发电机、水轮发电机安装视频和三峡发电厂简介。学生观看完视频后，进行提问：裂变和聚变的区别是什么？日本核泄漏事故的原因是什么？避免核事故的方法有哪些？日本新干线和中国高铁的技术要点有哪些？汽轮机和水轮机的原理是什么等等。鼓励学生回答问题，凡是举手回答问题的学生，在平时成绩上加2分，调动了学生的积极性。随后，教师进行总结评论。

3.推行专题报告，活跃课堂气氛

采用学生专题演讲方法，激发自主学习兴趣和收集整理资料的能力。学生3人一组，分工协作完成资料收集、PPT制作和课后研究报告撰写。学生报告题目有：智能电网概述、电气化铁路接触网介绍、电能存储技术的发展概况、地热发电的现状与技术要点、PLC的原理与应用、国内外智能电网发展趋势、柔性太阳能电池、国内外高压直流输电工程简介、电力系统柔性输配电技术、城市轨道交通供电系统和电动汽车电源系统等等。学生报告后，其他学生提3～5个问题，报告者首先作答，教师随后总结，并对相关技术问题进行详细讲解。对提问的同学，在平时成绩上加2分。这样课堂气氛非常活跃，学生争先恐后举手发言。

四、结束语

通过和学生的沟通发现，学生非常喜爱这种互动式教学方法，感觉课堂不再枯燥，而是充满活力，在知识获取和创新、演讲能力和书面表达方面都得到全面的锻炼，收获颇丰。学生的积极性被充分调动起来了，课堂气氛活跃，学生学习中找到了快乐，对电气工程专业提升了兴趣。教学实践表明，互动式教学方法在电气工程概论课程的应用是成功的。

参考文献：

[1]刘晋，牛印锁，文俊.国内外“电力电子技术”课程教学研究[J].中国电力教育，2012，（6）：64-65.

[2]杨鸿波，高晶敏，侯霞，等.“电路分析”课程教学改革的探索与实践[J].中国电力教育，2011，（2）：99-100.

[3]蒋陆萍，蒋宇琦.自主教学法在“电力生产概论”课程教学中的应用[J].中国电力教育，2012，（15）：67-68.

电气工程研究热点范文第5篇

关键词：电气工程；自动化技术；研究方向

中图分类号：TU755.2

0概述

随着微电子技术、计算机技术和通信技术的发展，综合自动化技术也得到迅速发展。电气工程及其自动化涉及电力电子技术，计算机技术，电机电器技术信息与网络控制技术，机电一体化技术等诸多领域，是一门综合性较强的学科，其主要特点是强弱电结合，机电结合，软硬件结合。该专业培养具有工程技术基础知识和相应的电气工程专业知识，受过电工电子，系统控制及计算机技术方面的基本训练，具有解决电气工程技术分析与控制问题基本能力的高级工程技术人才。

1电力系统自动化技术

1.1电网调度自动化

现代的电网自动化调度系统是以计算机为核心的控制系统，包括实时信息收集和显示系统，以及供实时计算、分析、控制用的软件系统。信息收集和显示系统具有数据采集、屏幕显示、安全检测、运行工况计算分析和实时控制的功能。在发电厂和变电站的收集信息部分称为远动端，位于调度中心的部分称为调度端。软件系统由静态状态估计、自动发电控制、最优潮流、自动电压与无功控制、负荷预测、最优机组开停计划、安全监视与安全分析、紧急控制和电路恢复等程序组成。

1.2变电站自动化

电力系统中变电站与输配电线路是联系发电厂与电力用户的主要环节。变电站自动化的目的是取代人工监视和电话人工操作，提高工作效率，扩大对变电站的监控功能，提高变电站的安全运行水平。变电站自动化的内容就是对站内运行的电气设备进行全方位的监视和有效控制，其特点是全微机化的装置替代各种常规电磁式设备；二次设备数字化、网络化、集成化，尽量采用计算机电缆或光纤代替电力信号电缆；操作监视实现计算机屏幕化；运行管理、记录统计实现自动化。变电站自动化除了满足变电站运行操作任务外还作为电网调度自动化不可分割的重要组成部分，是电力生产现代化的一个重要环节。

1.3发电厂分散测控系统（DCS）

发电厂分散控制系统（DCS）一般采用分层分布式结构，由过程控制单元（PCU）、运行员工作站（OS）、工程师工作站（ES）和冗余的高速数据通讯网络（以太网）组成。

过程控制单元（PCU）由可冗余配置的主控模件（MCU）和智能I/O模件组成。MCU 模件通过冗余的 I/O 总线与智能 I/O 模件通讯。PCU 直接面向生产过程，接受现场变送器、热电偶、热电阻、电气量、开关量、脉冲量等信号，经运算处理后进行运行参数、设备状态的实时显示和打印以及输出信号直接驱动执行机构，完成生产过程的监测、控制和联锁保护等功能。

运行员工作站（OS）和工程师工作站（ES）提供了人机接口。运行员工作站接收PCU发来的信息和向PCU发出指令，为运行操作人员提供监视和控制机组运行的手段，工程师工作站为维护工程师提供系统组态设置和修改、系统诊断和维护等手段。

2 电力系统自动化的研究方向

2.1 智能保护与变电站综合自动化

对电力系统电保护的新原理进行了研究，将国内外最新的人工智能、模糊理论、综合自动控制理论、自适应理论、网络通信、微机新技术等应用于新型继电保护装置中，使得新型继电保护装置具有智能控制的特点，大大提高电力系统的安全水平。对变电站自动化系统进行了多年研究，研制的分层分布式变电站综合自动化装置能够适用于 35～500 kV 各种电压等级变电站。微机保护领域的研究处于国际领先水平，变电站综合自动化领域的研究已达到国际先进水平。

2.2 配电网自动化

在中低压网络数字电子载波 ndlc、配网的模型及高级应用软件 pas、地理信息与配网 scada 一体化方面取得了重大技术突破。其中，ndlc 采用了 dsp 数字信号处理技术，提高了载波接收灵敏度，解决了载波正在配电网上应用的衰耗、干扰、路由等技术难题；高级应用软件 pas 将输电网 ems 的理论算法与配网实际结合起来，采用了最新国际标准 IEC61850、IEC61970CIM公共信息模型；采用配网递归虚拟流算法进行潮流计算；应用人工智能灰色神经元算法进行负荷预测。

2.3 现代电力电子技术在电力系统中的应用

开展了电力电子装置控制理论和控制算法、各种电力电子装置在电力系统中的行为和作用、灵活交流输电系统、直流输电的微机控制技术、动态无功补偿技术、有源电力滤波技术、大容量交流电机变频调速技术和新型储能技术等方面的研究。

2.4 电气设备状态监测与故障诊断技术

通过将传感器技术、光纤技术、计算机技术、数字信号处理技术以及模式识别技术等结合起来，针对电气设备绝缘监测方法和故障诊断的机理进行了详细的基础研究，开发了发电机、变压器、开关设备、电容型设备和直流系统等主要电气设备的监控系统，全面提高电气设备和电力系统的安全运行水平。

3当前电力系统自动化依赖IT技术向前发展的重要热点技术

当前电力系统自动化依赖于电子技术、计算机技术继续向前发展的主要热点有：①电力一次设备智能化；②电力一次设备在线状态检测；③光电式电力互感器；④适应光电互感器技术的新型继电保护及测控装置；⑤特高压电网中的二次设备开发。

3.1电力一次设备智能化

常规电力一次设备和二次设备安装地点一般相隔几十至几百米距离，互相间用强信号电力电缆和大电流控制电缆连接，而电力一次设备智能化是指一次设备结构设计时考虑将常规二次设备的部分或全部功能就地实现，省却大量电力信号电缆和控制电缆，通常简述为一次设备自带测量和保护功能。如常见的“智能化开关”、“智能化开关柜”、“智能化箱式变电站”等。

电力一次设备智能化主要问题是电子部件经常受到现场大电流开断而引起的高强度电磁场干扰，关键技术是电磁兼容、电子部件的供电电源以及与外部通信接口协议标准等技术问题。

3.2光电式电力互感器

电力互感器是输电线路中不可缺少的重要设备，其作用是按一定比例关系将输电线路上的高电压和大电流数值降到可以用仪表直接测量的标准数值，以便用仪表直接测量。其缺点是随电压等级的升高绝缘难度越大，设备体积和质量也越大；信号动态范围小，导致电流互感器会出现饱和现象，或发生信号畸变；互感器的输出信号不能直接与微机化计量及保护设备接口。因此不少发达国家已经成功研究出新型光电式和电子式互感器，国际电工协会已了电子式电压、电流互感器的标准。国内也有大专院校和科研单位正在加紧研发并取得了可喜成果。目前主要问题是材料随温度系数的影响而使稳定性不够理想。另一关键技术是，光电互感器输出的信号比电磁式互感器输出的信号要小得多，一般是毫安级水平，不能像电磁式互感器那样可以通过较长的电缆线送给测控和保护装置，需要在就地转换为数字信号后通过光纤接口送出，模数转换、光电转换等电子电路部分在结构上需要与互感器进行一体化设计。在这里，电磁兼容、绝缘、耐环境条件、电子电路的供电电源同样是技术难点之一。

3.3适应光电互感器技术的新型继电保护及测控装置

电力系统采用光电互感器技术后，与之相关的二次设备，如测控设备，继电保等装置的结构与内部功能将发生很大的变化。首先省去了装置内部的隔离互感器、A/D 转换电路及部分信号处理电路，从而提高了装置的响应速度。但需要解决的重要关键技术是为满足数值计算需要对相关的来自不同互感器的数据如何实现同步采样，其次是高效快速的数据交换通信协议的设计。

4结束语

电气自动化技术的应用越来越广泛而深入，这也使电力管理方式产生翻天覆地的变化。新技术、新理论的应用使一些概念不断被更新和修正，传统的技术界线逐渐模糊，各种原来看似不相关联的技术会彼此融合和渗透，这必将推动着电力自动化系统的不断发展和变化。

参考文献：

[1]孙 琥.科学发展观旗帜下的工业电气自动化发展[J].硅谷，2009.

[2]杨泽斌.新形势下电气工程及其自动化专业建设的探索与实践[J].科技导报，2006.