时间：2022-08-10 13:36:54
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇电力工程自动化论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
1电力过程自动化现状目前电力部门自动化道路的发展并非一帆风顺，一些问题已经显现出来，为保证其良好发展，必须对一些常见的问题进行改革。我国电力工程的自动化技术仍旧处于发展中阶段，在管理上存在一定漏洞。电力工程系统复杂，子系统众多，电力工程系统的运行必须保证各个部分的平稳运行，因此管理起来具有较高的难度。同时由于电力部门自动化设备更新速度较慢，很多技术难以适应时代的发展。电力部门中监测部门名存实亡，自动化设备的自动监测功能虽然能够帮助工作人员进行监控，但并不能完全取代人的功能，一些电力部门过分迷信自动化设备，导致管理上存在片面性。
2电力工程自动化存在的问题
（1）盲目引进自动化设备，没有针对性随着科学技术的不断大展，很多自动化设备出现在电力工程现场。电力部门的管理是一个系统多样性的过程，因此仅靠人力难以实现全方位的工程管理，难以发现系统中存在的隐患，通过全面检测也只能发现一些比较明显的问题。通过自动化设备能够实现对系统的全方位监测，提高系统工作效率，减少故障发生率。
（2）电力工程自动化装置缺乏人性化电力工程设备具有高度集成电力系统控制能力，很多先进的自动化设备操作具有一定难度，电力部门技术人员在未受到专业培训的情况下难以掌握自动化设备的操作方法。电力部门没有针对建立一个完善快捷的自动化控制系统，技术人员往往无法掌握自动化技术的精髓，无法将自动化的功能完全发挥出来。自动化系统建设缺乏人性化，没有从便于操作的角度进行设计。自动化是为了便于管理而引进的现代化设备，而实际过程却是无法发挥自动化的功能，自动化设备本身却带来了在操作上的难题，适得其反。
（3）电力工程自动化数据传输问题自动化设备对电力工程的控制主要通过对监测数据进行分析并做出反应，与传统人为管理方式一样，只是自动化设备具备反应迅速、高效快捷等优点。管理过程中需要对数据进行准确传输，保证智能处理系统得到的数据是有效的。目前电力系统自动化信息传输存在一定误差。由于电力工程引进的自动化设备并非完全定制，而是采购市面上通用的自动化设备，因此在实际运用时可能与电力工程系统存在兼容性问题，一些系统中存在的问题导致数据无法准确传输，因此导致系统出现一定错误率，甚至可能导致电力系统的故障。
3提高电力工程自动化有效性的措施
（1）针对性引进自动化设备电力部门在引进自动化之前需要对整个电力系统进行分析，找出系统组需要切实解决的问题，对存在的问题进行深入分析，找出解决各个问题的具体措施，看是否有必要引进自动化设备。对迫切需要的部分进行自动化方案探讨，针对问题引进有效的自动化设施，保证自动化设施在电力工程能发挥实际效益，避免盲目跟风造成资金浪费。
（2）建立人性化自动化操作系统自动化设备引进后，应该请专门的人员编写相关程序，从便于操作的角度进行分析，建立一套完整的自动化控制系统。系统最好采用简单明了的操作方式，让电力部门的工作人员能够快速掌握并熟练操作。在自动化操作过程中应该进行一定的防护作用，例如进对一些具有一定后果的操作设置问题选项，操作人员进行相关操作时会有问题弹出，请操作人员确认是否继续操作，避免操作人员的疏忽导致自动化系统紊乱。
（3）采用竞标方式引进定制自动化系统目前从事开发自动化系统与设施的企业众多，竞争颇为激烈，因此电力部门在引进自动化时可以采用竞标的方式购买自动化定制产品，让众多企业参与进来，选择性价比适中的企业。定制的自动化系统能够避免与电力系统的兼容性问题，所有功能针对电力系统而建立，因此数据传输基本不受影响，得到的分析结果准确，真正达到自动化管理的目的。
4结束语
在通常情况下，电力系统自动化是指依托电子网络技术和计算机通信技术，对电网数据、电网结构等信息进行集成，在确保电网正常运行的前提下，自动完成监测、保护、控制等功能的自动化系统，其范围包含以下几个方面：
1.1馈线自动化
馈线自动化是指从变电站出线到用户用电设备的馈电线路自动化，馈线自动化的内容包括正常情况下的用户检测以及运行优化和资料测量；事故检测以及故障隔离、恢复供电控制等。主要功能包括：远端控制、远端监测、故障隔离、无功补偿以及电压调整等。
1.2变电站自动化系统
变电站自动化是把变电站的二次设备运用计算机技术以及现代通信技术，通过功能组合和优化设计，完成对变电站的自动监视、测量、控制和协调的自动化系统。可以完成收集数据和信息的工作，并能够利用计算机的高速计算能力和判断功能，完成监视和控制变电站内各种设备的运行和操作。其主要功能有：继电保护、数据采集、变电站运行控制、日常信息事件记录、特殊事故报警等。
1.3配电管理系统涉及供电企业运行管理、用户服务以及设备管理等多个方面的计算机网络系统
它是电力自动化系统的中枢，是整个电力自动化系统的管理和控制中心。配电管理系统由地理信息、自动化实时环境、综合性数据库等多个系统为基础，包括配网自动化（DA）、故障投诉管理（TCM）、自动作图(AM)和设备管理(FM)、配电工作管理（DWM）、负荷管理（LM）、配网分析系统（DAS）等多个子系统。
1.4电力通信系统
电力通信自动化也是电力自动化系统中的重要一环，由于电网的终端节点比较繁多大，对通信系统的要求也较高，在电力通信系统方面有无线、微波、电缆、光纤等多种方式，光纤通信和无线通信是当前电力通信系统的主流。
2电力系统自动化的发展成效
随着电网建设和改造的逐步深入，全面提高电力系统自动化水平已经成为了必然的需要。在新技术、新需求、新网络的共同推动下，电力网络自动化领域正在发生着突飞猛进的变化展。新一代的电力系统自动化的智能化程度已经得到了明显的提升，电力系统智能化、操作人性化、管理合理化的人工智能正在逐步替代人工经验，电力系统自动化正在为提高经济效益和社会效益发挥着重要作用。电力系统自动化在电网发生故障时的作用更加明显。在某段线路发生故障时，电力自动化系统能够迅速判断出故障区域并完成隔离故障区域、查找原因和恢复故障等作用，在缩短停电时间，尽最大可能减小停电面积等方面发挥作用。电网一旦出现主变电站失压、母线故障、超高压失压等高压侧障碍，自动化系统可以利用人工智能完成负荷批量转移，可以在供电安全的情况下，通过遥控操作将障碍影响区的负荷转移到正常线路上去，从而避免大面积停电现象的发生。电力系统自动化在电网正常运行时的作用更加明显。在电网正常运行中，电网的负荷分布并非是是完全均衡，极不均衡的现象时有发生，这种不均衡问题不仅严重降低了电线路以及设备的利用率，同时还会导致线损提高。电力系统自动化能够通过优化运行的方法把负荷灵活地完成从重负载以及过负载成功地转移到轻负载的馈线上，有效地提升负荷率，增强电网的有效供电能力。此外，电力系统自动化还能够可以实时遥控配电网开关完成网络重构以及电容器投切，用少量的投入就能够实现电网运行方式的改善和网损的降低。
3新技术推动下电力系统自动化的发展趋势
3.1功能分层分布的趋势
电力自动化系统一般分为主站、子站、馈线等三个层次。层与层之间多般采用光纤以太网和光纤环网方式连接。电力线载波也是一种比较常见的通信方式，过去电力线载波主要用于传输高频保护信号以及语音通信，在多节点、大容量的通信要求下，这种方式显然已经不再适用，为此配电载波已经不再采用阻波器，而是基于扩频原理，推出了二代载波技术，可在比较低的信噪比下工作，通信能力也有了提升。最新的载波技术则是依托于数字信号处理芯片（DPS），具有更加强大的实时解码功能，具有更加理想的通信服务能力，在未来具有更加广阔的前景。
3.2电力自动化系统保护趋势
在馈线的保护方面，电网通常没有稳定方面的问题，过去大多认为馈线故障的解决实效性并不强。但随着经济的发展，用户对于用电可靠的依赖更强了，确保供电可靠性成为了电网的重点工作之一。馈线故障隔离和恢复成为了电力自动化系统的基本要求，系统保护成为了发展趋势之一。
3.3主站一体化发展趋势
随着电力的高速发展，电力企业内部平台不统一、专业平台功能单一，系统之间不能实现互联和共享的问题开始凸现。改变这种电力自动化发展进程中出现的分散和单一问题已经是一种迫切的需要，目前主站一体化也已经成为了一种发展趋势，包含数据采集与监控系统、地理信息系统、配电管理系统、高级应用软件包以及变电站综合自动化、管理信息系统、馈线自动化和通信系统的平台统一、高效、综合化的系统平台将是未来电力系统自动化的发展方向。
关键词：电力工程；设计阶段；造价管理；措施
中图分类号：F407.61文献标识码：A文章编号：
Abstract: in China's rapid economic development, electric power construction enterprise for the country 's development has made an indelible contribution, show level to look, development of electric power enterprises have some defects, one of the most attract sb.'s attention is the electric power engineering cost, financial cost pressure, funds cannot be withdrawn from circulation, this gives electric power enterprise management brings all sorts of difficulties. In power engineering, power engineering design phase is to determine the cost of power engineering of the decisive factors, this paper discussed how to promote electric power engineering cost management.
Key words: electric power engineering; design stage; cost management; measure
[中图分类号] TU723.3 [文献标识码]A[文章编号]
引言
在我国经济的高速发展中，电力企业为国家的各项发展做出了不可磨灭的贡献，为了应对新的发展环境，我国的电力施工企业进行了不断的改造，变成了集团化企业化的发展模式，电力企业的各个部门职责也逐渐明确化，经过多年的建设，我国的电力信息通信网已初具规模，通过卫星、光缆、电缆等成立了覆盖全国绝大多数省市的电力通信网，技术也越来越先进。但是，从目前的实际情况来看，电力企业的发展中还有一些的缺陷，其中最为引人注目的就是电力工程花费高、造价高，电力企业财务成本压力大，资金不能按时回笼，工程造价过大给电力企业的经营带来了各种各样的困难。对于电力工程而言，电力工程设计阶段是决定整个电力工程成本的重要因素，因此，要化解电力企业的财务成本压力，必须要做好电力工程设计阶段的造价管理工作。
电力工程设计阶段的造价管理措施
（一）加强对工程造价工作人员的培训工作，提高工作人员的工作水平
工程造价工作人员的素质水平对电力工程的造价管理有着极为关键的影响，因此，电力企业管理人员一定要重视对工程造价人员的培训工作，不断优化工程造价管理队伍，提高整个队伍的工作水平。在平时，可以邀请一些专业工程造价管理人员来培训，同时，也要鼓励工程造价工作人员要加强自身专业知识的学习，领导也可以制定一些奖惩措施，对于学习积极性强的工程造价工作人员给予适当的奖励，对于一些表现差，不思进取的工作人员则给予相应的处罚，提高工作人员工作的积极性，促进电力企业工程造价的控制水平。
（二)做好电力工程的招标投标工作
我国电力工程的招标评标过程中，均以标底上下的幅度作为投标的判定条件，标底制定时间紧迫，要求很强的保密性, 是一项非常繁重的工作。为了减少由于工作人员业务能力引起的误差，应该要求相关工作人员持证上岗，除了要有上岗资格证以外，还应高有国家电力部门颁发的造价工程师证书以外，除此之外，相关单位应该定期对工作人员进行确立标底的培训，不断增强工作人员的专业知识，减少由于人为因素带来的标底编制误差。在招标时，招标人要在招标公告中必须要完整清晰的注明合同的各项内容，详细的注明电力工程承建中的投资预算、工程预计完成时间并详细的注明工程的标准和承建条件，同时完整的陈述出承建方的工作内容，以及工程各个阶段的合格条件和支付方式和工程中的一些特殊条件、规定等等，与此同时，招标单位也应该考虑投标人的实际情况对费用和工程量有一个详细的说明，让投标人有一个争取的参考，保证工程顺利的完成及后续评审工作有序的开展。
（三）在工程设计阶段，设计单位要严格遵照限价设计
限价设计是降低电力工程整体成本的重要手段之一，在投标工作完成后，就可以进行下阶段的设计工作，在设计的过程中，设计单位要也弄个遵照限价设计的宗旨，严格的控制好整个工程的造价，将每一个细节都进行严格的限价设计，严格按照标准来，减少不必要的设计，保证设计方案经济合理。在这个阶段，工程设计单位的管理人员就要做好严格的管控工作，对于超出限价的部分，设计单位管理人员要对这一部分进行详细的审查，看是否由于设计人员的主观失误造成，如果发现是由设计人员主观因素造成工程超过限价规定，那么设计单位管理人员就要予以相应的处罚。
提高电力工程的设计质量
设计单位的工作水平在根本上影响着电力工程的设计质量，为了提高电力工程的质量，设计单位一定要加强对工作人员的专业知识培训，此外，在实际的工程设计中，设计单位一定要排出有经验的设计人员到施工现场去考察，调查好施工现场的实际性条件，再做好相应的文件供每一位设计人员参考，设计人员在设计工程之前，要做好沟通工作，根据现场的实际情况和业主的需求以及施工过程中出现的各种情况确定好先期的设计方案，在设计的过程中不断完善设计工作，保证整个工程的质量和施工阶段的工作可以顺利进行，全面的控制好整个电力工程的造价。
结语
对于电力工程来说，工程设计阶段是其核心部分，其造价高低在根本上影响着整个电力工程的价格，因此，电力企业管理人员一定要将工程设计阶段的造价管理工作重视起来，与工程设计单位做好详细的沟通，不断提高企业的造价管理水平。
参考文献：
【1】裴辉东，梁云风：电力营销管理信息系统的应用框架设计和实现技术[期刊论文]，电力系统自动化，2004（28）
关键词：电气工程及其自动化；电气装备；课程体系
中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）31-0160-02
一、引言
平顶山学院的电气工程及其自动化专业为省级特色专业、河南省普通高等学校本科工程教育人才培养模式改革试点专业，所属的电气工程学科为校级重点学科。该专业多年来服务于平顶山地区的经济发展，培养区域经济发展所需要的电气类专业人才。紧紧围绕平顶山市重点发展装备制造业的战略部署，2013年，平顶山学院下发了《关于学科专业群的建设意见》，明确提出重点建设电气信息类专业群。电气信息类专业群的发展目标定位：建设服务于智能电力设备行业产业发展需要，富有地方特色的、优势突出的应用型专业群；服务面向定位：立足平顶山，面向河南，对接智能电力设备行业产业，为区域经济社会发展服务。2014年，学校将电气信息类专业群中的电气工程及其自动化、软件工程、物联网工程3个专业列入首批转型试点，电气工程及其自动化负责培养智能电力装备的本体及硬件设计开发所需要的应用型人才。为此，电气工程及其自动化专业的电气装备方向面临着前所未有的机遇和挑战。
课程体系的开设是培养人才的基础。目前，我校电气工程及其自动化专业的课程设置都是根据学科知识结构的内在逻辑来展开的，强调学科知识的系统性和完整性，强调全面掌握学科领域知识，忽视知识的实用性，整个课程体系学术性很强，技能性缺乏。课程设置几届甚至更长时间都固定不变，没有结合当今科技与社会经济发展的实际，只满足于课堂教学，给学生提供动手的机会很少，缺乏应有的灵活性，不能根据学生的需求采用不同的技能训练模式。虽然有毕业实习、金工实习、电工实训、电子技术课程设计、专业综合课程设计，但持续学习时间短，学生未能真正深入进去，专业见习更是走马观花，学生纯粹是看热闹，没有任何实质性学习。因此，教学效果不够理想，对于学生的实践动手能力的提高帮助有限。在科学技术日新月异、知识不断更新的时代，这种课程体系无法应对新形势的挑战。
为满足专业群建设的需要，培养应用型人才，平顶山学院电气工程及其自动化专业在整合现有资源的基础上，在实践中开展多维调研与深度探究，积极构建电气装备方向的全新的课程体系。
二、构建电气装备方向课程新体系
通过到国内知名高校和平顶山地区的电力装备制造企业进行调研以及对毕业生的跟踪调查，得到企业对电气工程及其自动化专业的毕业生的知识结构、能力素质的要求，从理论教学环节和实践教学环节构建了电气装备方向的新的课程体系。
1.构建理论课程新体系。根据电气工程及其自动化专业培养目标定位和专业应用型人才的知识结构要求，理论教学环节设置了通识必修课、学科基础课、专业必修课和专业选修课。（1）通识必修课。通识必修课按照素质教育的理念，强调德、智、体、美相互渗透，设置的课程有：思想道德修养与法律基础、中国近现代史纲要、基本原理、思想和中国特色社会主义理论体系概论、形势与政策、大学英语、大学体育。学生通过通识必修课的学习，获得必要的价值分析、探究方式与能力的训练，形成合理的思维方式和准确的观察判断能力以及清晰的沟通表达能力。（2）学科基础课。学科基础课课程的设置是针对电气信息类专业群所必需的知识和基础，注意培养学生的基本素质，着眼于学生的可持续发展，着眼于为学生继续学习打基础，使学生获得较宽厚的公共基础学科、专业基础学科的知识。设置的课程有：高等数学、线性代数、概率论与数理统计、大学物理、电路分析、模拟电子技术、数字电子技术。（3）专业必修课。我校电气工程及其自动化专业设立了“电气装备”和“电气控制”两个专业方向，专业必修课是这两个方向必修的课程，主要培养学生的基本专业技术和能力，使学生系统掌握电气工程的基础理论、基本知识。设置的课程有：电机学、电力电子技术、电气控制及PLC技术、自动控制原理、电力工程基础、单片机原理及应用、MATLAB在电气工程中的应用、自动检测技术、专业英语。（4）专业选修课。专业选修课是针对专业方向的需要安排的课程，根据应用型人才培养的要求以及课程的前后逻辑关系，按照“有用、可用、管用”的原则，根据“电气装备”方向的特点，精心设置了“电气装备”方向的课程：电气CAD基础、机械设计基础、高电压技术、电器学、高压电器、电气装备的计算机控制技术、智能电器、电气新技术讲座。学生必须完整修完自己专业方向的课程，其他专业方向的课程可作为个性课程选修。另外，为高年级学生开设电气新技术讲座，聘请企业教授级高工、知名大学教授开讲座，介绍学科研究热点、发展趋势，使学生了解学科发展的最新动态。
2.构建实践课程新体系。据行业和企业专家的要求，结合专业群内现有人才培养资源，电气工程及其自动化专业电气装备方向实行校企联合培养和“3+1”人才培养模式。前3年在学校培养，注重人文，强化基础，着重培养“自主学习、主动实践、实学创新”的意识和能力；第4年进入合作企业，以企业为主，开展校企联动的工程实践教育，参与项目实训和毕业设计，从而培养学生的工程实践能力、运用专业知识解决实际问题的能力，熟悉工程项目的基本流程、过程管理及业务规范等方面的知识，培养团队合作精神和创新意识。为此，在实践课程新体系中，设置了独立实验课、集中实践课、第二课堂。（1）独立实验课。减少验证性实验，增加研究性、设计性、综合性实验，尽可能模拟电气工作的现实环境，在实验中分配给学生一定的工作任务，学生得以找到宝贵的机会将所学知识提前应用到未来的工作中，达到真正提升学生素质和能力的目的。设置的独立实验课程有：大学物理实验、电路分析实验、电子技术实验、电机学实验、电器学实验。其中，电路分析实验、电机学实验、电器学实验等利用项目来进行教学，寻求的是以学生在课题和项目完成的过程中来自主形成电气专业知识体系，综合培养学生的知识、技能和工作的态度等。（2）集中实践课。包括校内集中实践和企业实践两部分。校内集中实践强化基于项目的科学研究和工程实践训练，设置的环节有：军训、金工实习、电子技术课程设计、电气测量实训、电机控制实训、电子技术课程设计、电力电子课程设计、电力工程课程设计、PLC课程设计。企业实践，包括企业认知实习、企业专业实习和毕业设计等3个环节。①企业认知实习。这主要锻炼学生综合运用所学的科学理论方法和技术手段分析并解决工程实际问题的能力，培养学生的创新意识和进行产品开发与设计、技术改造与创新的初步能力。以《电力工程基础》课程为例，该课程要求学生通过学习掌握供配电系统的结构及运行的基本知识，为达到上述要求，首先带领学生到几家不同企业进行参观，了解供配电系统的线路及设备，让学生总结各企业供配电网络的特点，然后回到学校学习相关理论知识，在学校进行基本知识的学习后，再到企业去参观实习，找出存在的问题并改进。②企业专业实习。目的是使学生了解和掌握本专业基本的生产实际知识及本专业的科技发展水平和方向；验证、巩固和丰富所学过的专业知识，培养学生在生产实际中发现问题、分析问题和解决问题的能力。这主要采用以下方式：参加企业技术培训、担任技术员助理、施工员助理、项目经理助理等。在上述多个岗位中，每个学生侧重1个岗位，实际工作不少于2～3个月，以保证学生对相关岗位有足够的认识和感受，能够了解其中的精髓。③毕业设计。采用校内指导教师作为主导师、企业副高级以上职称人员作副导师共同指导的方式，主要解决企业生产实际中遇到的问题，培养学生的创新意识和独立工作的能力，使学生提前熟悉工程环境，为培养适合企业实际工程应用能力的人才打下基础。（3）第二课堂。学生在大二、大三时通过进一步培训就可以参加AutoCAD绘图竞赛、电机控制竞赛、PLC程序设计竞赛、单片机编程竞赛、MATLAB程序设计竞赛、电子设计大赛、大学生科技创新、创业活动等实践；在暑假、寒假期间，安排一些学生到实践教学基地和相关企业实习；鼓励学生到我校的供配电实训室和高压智能开关工程技术研究中心进行开放实验；请大公司的工程师来做讲座、工程培训，缩短毕业生进入企业的适应期，节省企业培训成本和时间。第二课堂不但能提高学生的实践能力、表达交流能力、自主学习能力、自我管理能力等，还可培养学生的工程意识、团队合作意识。
三、结束语
课程体系的构建只是专业群建设的开端，该课程体系的顺利实施还要依赖实践教学平台的建设和“双师型”师资队伍的建设等一系列具体举措。在校、院两级领导的推动下，实践教学平台和“双师型”师资队伍的建设已初具成效，相信在不久的将来，我院电气装备方向将会对平顶山乃至全国的电力装备行业输送大量优秀人才。
参考文献：
[1]刘伯鸿，李国宁，等.构建铁路特色专业课程新体系 提高人才培养质量[J].自动化与仪器仪表，2013，（4）：218-219.
[2]刘顺新，黄文力.电气工程及其自动化专业的课程设置与选修[J].中国电力教育，2011，（3）：185-186.
论文关键词：传统教学；电力行业标准；电网仿真实验室
高等院校电气工程及自动化专业是为发电厂、供电公司、农电局、送变电公司、大型工矿企业等培养从事电气工程及自动化领域的电力系统设计与运行、电气设备安装与检修、试验分析、研制开发、信息处理及经营管理等方面的高级工程技术人才。随着我国电力行业的迅猛发展，对电力行业的人才素质要求越来越高。而现在我国高校电力专业的课程设置体系已不能完全满足电力行业的发展要求。比如：现有的一些理论教材已经用了几十年，出现了理论与实际相脱离，理论教学与实际训练相脱离等现象，导致学生缺少创新思维。正是基于这种现象，沈阳工程学院电气工程系通过几年的努力，利用中央与地方共建项目资金的支持，开展了基于电力行业标准的开放式电力工程实践基地群之一的电网仿真实验室的建设与研究，学生通过在电网仿真实验室的学习，可以大大提高他们的理论水平与实际岗位的技术水平，能够更好地适应电力行业发展的要求。
一、特色电网仿真实验室的建设
从2006年开始，我们利用中央与地方共建项目资金的支持，按照电力系统行业标准，依据现场实际需要，开展了具有特色的电网仿真实验室的建设。我们先后走访了清华大学、北京电科院、河北省电力培训中心、湖南大学电气工程学院、贵州省电力培训中心、四川省电力仿真培训中心、四川交通大学电气工程系、辽宁省电力调度中心等单位。通过深入的调查研究，最后根据我们的设计方案，采用学校招标形式，与清华大学在2007年签订了电力工程实践基地群之一的具有特色的电网仿真实验室共建项目的协议。通过几年的艰苦努力，该实验室现已建设完毕。
二、特色电网仿真实验室的功能
基于成熟的电网调度员仿真培训系统（DTS）的技术平台，建立一个包含典型省电网、地区电网、区县电网的统一电力系统模型，实现统一模型的数字仿真，逼真模拟各级电网的稳态和故障运行情况；同时利用计算机系统组成完整的调度自动化模拟系统，完整地模拟各级电网调度的物理环境。
电网仿真实验室集继电保护、自动装置、计算机通讯、数据采集及监控（Supervisory Control And Data Acquisition，简称SCADA）、电力系统分析计算、电力系统静态仿真和电力系统动态仿真为一体，几乎覆盖整个专业领域。在这个实验室里学生可以得到电力系统运行控制、分析计算等全方位的训练。
在DTS的实际调度应用中，学员坐在学员室中充当“调度员”接受培训，学员室中配备有与实际调度室一致的（或接近的）能量管理系统（Energy Management System，简称EMS）和软硬件系统（即学员台），让学员有一种身临其境的感觉；而教员在教员室里，利用教员台在培训前准备教案（教案源自于实际电网系统的运行数据断面和实际的电网模型以及参数），在培训中控制培训过程，具体指导培训工作的进行，并在培训结束后评价学员的调度能力。在培训进行过程中，学员与教员之间的通信采用电话或计算机信息交互进行，来模拟调度时调度员和厂站值班员之间的通信方式。在这种方式下，整个培训过程都由教员与学员之间“一对一”地完成，这种做法符合现场需要，它利于教员了解每一个学员对调度规程的熟练程度和操作情况，以及他们对故障的应变能力。
仿真教学实验系统可以满足多位学员同时独立接受仿真培训的要求，也可以实现教员与学员“一对多”的模式，这样指导老师通过教员台（主工作站）向各学员终端下达教案，也可设置预想的故障，在仿真实验过程中控制进程，具体指导实验的进行，并在实验中观察学生的实验操作情况，给予必要的指导。
在统一模型下的电网仿真培训，还可以实现多级调度的联合仿真培训，让学员了解上下级调度的协调配合，训练联合反事故的能力。
新建成的特色电网仿真实验室，除具有以上功能外，针对沈阳工程学院（以下简称“我院”）的具体情况，还开发实现了以下几种功能。
（1）变电站仿真系统能与电网仿真联网运行，电网仿真和变电站仿真在电网模型、数据库、人机界面、功能模块等多个方面实现一体化，两套系统共享公共的电网模型，共享公共的设备参数和仿真画面，对于公共的部分，用户只需要维护一套模型和参数。电网仿真和变电站仿真可以各自单独运行，也可以联合仿真。联合仿真时，两套系统共享同一套电网模型，在任一系统中进行操作或设定故障后，两套系统均能自动响应，并各自给出正确、完整的二次设备动作信息。作为电网仿真中的一个深度仿真的变电站，可以实现电网调度和变电站运行值班人员的联合仿真培训。
（2）利用DTS电网数字仿真培训系统硬件平台，可以实现开放式《电力系统分析》实验，这样在建成的电网仿真教学实验室中，就可以进行面向电网运行值班的调度员仿真培训，也可以进行面向基础教学的电力系统分析仿真试验，而且教员可以方便地在两套系统之间进行切换。
（3）电网仿真实验室不但可以满足电气工程系各专业的电网环节实习、实训需求，而且可以为学院节省大量的实习经费。
（4）为电气自动化的学生做毕业设计提供软件平台，达到锻炼学生自主设计的目的。
三、特色电网仿真实验室的创新
新建成的电网仿真实验室与国内其它院校电网仿真实验室相比，具有以下几方面的创新之处。
首先，它不是单一的电网仿真实验室，而是集电网仿真、电网仿真与变电站仿真联网运行系统、电力系统分析实验、学生毕业设计等多功能为一体的实验室。学生可以根据课堂或自己需要，在电网仿真系统、电力系统分析实验、毕业设计三套系统之间任意切换，互不干扰。
其次，由于实现了电网仿真与变电站仿真联网运行，可以使学生在实验室进行认识实习、毕业实习，而且也会收到较好的实习效果。比如：在电网仿真中，假如有35kV、66kV、110kV、220kV、500kV等不同的厂站，可以在变电站仿真中找到与它匹配的厂站，两者能达到同步运行，这样学生就可以既看到电网仿真中系统厂站的设备运行情况，又可以看到变电站仿真中实际的三维画面和动作过程，效果非常理想。
另外，毕业设计是大学教育的最后一个环节，也是最重要的环节之一，它可以衡量一个学校的教学水平，也是衡量一个毕业生能力的重要标准，做好学生毕业设计是非常重要的。我们利用电网仿真软件平台，独立设计了毕业设计软件平台，让学生可以任意组建电力系统网络模型，通过拓扑进行各种电力系统分析计算，达到锻炼学生自主设计的目的。这也开创了我院发电专业学生开展毕业设计改革的新篇章。
四、特色电网仿真实验室的现实意义
特色电网仿真实验室是按照电力系统行业标准，依据现场实际需要，根据以“面向企业、立足岗位、突出实践”为指导思想的“技术岗位型”培养模式来建设的。
通过电网仿真实验室建设与研究，可以整合现有发电专业的课程设置体系，构建新的课程体系和教学内容，使该体系具有很强的针对性和灵活方便性。同时可以做到情景交融，生动形象。即根据电力行业岗位需求，真正做到真实模拟电力系统设备，来作为学生的训练手段。比如：可以让学生自己模拟某一地区真实电网网络发生故障。怎么进行处理，用到了哪些专业知识？学生的处理结果会由评判系统给分。而且这个处理过程必须和实际现场一样。这样就可以充分调动学员的学习积极性和提高实践工作能力，达到实际现场岗位的技能要求。
在教学过程中，老师需要知道学生对于哪些知识点掌握比较模糊，哪些知识点已经掌握了，还有哪些知识点只需要对个别进行辅导，哪些知识点是需要对多数人进行强调的。学生需要有方便的手段将这些信息实时向老师反馈。在实验的过程中，老师需要控制实验的节奏，掌握每个学生的完成状况，统一导演实验的进程。同时在进行联合实验的时候，生生之间，师生之间必须通过信息交互进行有效的协调，更好地完成实验，达到预期的效果。本实验室在这些方面都做了较深刻的研究，为老师和学生提供了方便的交流手段，这样就可以使教学实验过程变得积极、互动，收到良好的教学效果。
关键词：发电机；定子单相接地保护；注入电源；故障仿真
中图分类号：TB857+.3文献标识码：A
引言
定子绕组的单相接地，即定子绕组与铁芯之间的绝缘破坏是发电机最常见的一种故障。
发电机机组容量越大，三相定子绕组对地的电容就越大，当定子绕组单相接地故障发生时，故障电流就越大，易将已损坏的绝缘击穿，使接地电阻迅速减小，增加了发展成匝间短路、两点接地或相间短路的速度。因此，对于100MW及以上的发电机组，不仅要求装设100％的定子接地保护，还要求在定子绕组任意一点出现绝缘损坏时，保护能够灵敏识别过渡电阻，切除故障[1]。
发电机定子单相接地保护根据原理不同可分为非注入式和注入式两大类，目前应用最多的是非注入式保护[2]。此类保护一般由零序电流保护和三次谐波电压保护共同构成双频式保护，其最大的一个不足之处是只能在发电机正常运行时工作，在启停机阶段如果定子绕组存在接地故障，保护无法起到作用；另外水轮发电机的三次谐波电压分布无规律，使用三次谐波电压保护难度很大且灵敏度不高。而注入式保护可以弥补非注入式保护的不足，它不论发电机正常运行还是启停机都能检测定子对地绝缘情况，且不会受到三次谐波电压影响，适宜用作水轮发电机的保护[3][4][5]。本文针对注入式的定子接地保护的注入电源内阻对保护判据的影响，提出了合适的消除影响的判据，并使用Simulink进行了故障仿真，验证了注入电源内阻的影响和判据的正确性。
注入式定子单相接地保护原理
注入式定子单相接地保护是根据发电机正常运行时整个三相定子回路对地是绝缘的，而发生单相接地故障时这种对地绝缘就被破坏这个最直接区分正常运行和故障的特征，在发电机定子回路与大地之间外加了一个信号电源。正常运行时，信号电源不产生电流或产生的电流很小。发生接地故障时，该电源产生相应频率的较大接地电流，使保护动作。因为信号是外加的，不受接地位置的限制，能完成100%定子接地保护的目的。现有的外加电源型保护包括外加直流电源型，外加二次谐波分量型，外加12.5Hz或15Hz交流电源型及外加20Hz电源型。其中国内比较常用的是外加12.5Hz和外加20Hz电源型[6][7]。
注入式定子接地保护判据仿真研究
1．仿真目标
传统的注入式定子接地保护认为正常时注入电流很小，而故障发生时注入电流增大[8]，并随着过渡电阻的减小而增大，实际上由于注入电源内阻的存在，注入电流和过渡电阻的对应关系并非线性的[9]，只采用电流判据的传统注入式保护的灵敏度不会很高[10]，因为注入源的内阻会同时影响测量电压和测量电流的变化，因此通过测量电压和电流的比值求得测量阻抗，可以消除注入源内阻的影响。下面通过仿真计算验证了此判据。
2．仿真模型
大型水轮发电机组采用非注入式保护的灵敏度很难得到保证，因此本文以20Hz注入式定子接地保护为基础，对水轮机组中出现的定子单相接地故障进行了仿真。
本文利用Simulink仿真，采用了三峡右岸电站发电机参数[11]，架构了仿真模型，此发电机模型的中性点采用接地变压器接地，发电机定子每相绕组有5个分支, 设定子每相绕组的电阻和电感为和, 则每一分支电阻和电感为和。定子绕组分布电容简化为型等效电路后, 电路两端对地等效电容分别为和，即型等效电路一端的等效电容，而包括型等效电路一端等效电容以及接地变压器的等效电容。
模型中采用20Hz、幅值25V的交流电源作为注入源。注入源内阻为0.015Ω，采用一个断路器闭合模拟定子一点接地故障，在仿真中可更改故障点到中性点的距离以研究其对测量结果的影响，过渡电阻值亦可设定为不同值进行研究。
3．判据介绍
本文所用的判据同时利用了测量电压和测量电流两个量。
对模型中的电路进行等效变换，忽略定子绕组的电阻和电感，则故障前定子绕组可等效成为一个电容，而故障支路可看作当故障后在等效电容上并联一个电阻。同时接地变压器副边电路可由戴维南定理等效成电源和电阻串联形式，定子绕组等效电容归算到接地变压器二次侧的电容与故障电阻的归算电阻并联在接地变压器的副边。
下面推导求过渡电阻的公式。
首先戴维南等效电源和电阻分别为
(1)
(2)
当发电机正常运行时，测量电流为：
(3)
因为理论的定子绕组电容值与实际值肯定存在偏差，因此在可能的情况下应使用测量值[10]，本例中可以由式(3)计算等效电容：
(4)
故障后测量电流为：
(5)
计算故障前后电流差值，设接地电阻支路电流为
(6)
则由(6)可计算得：
(7)
由测量电压得到两端电压
(8)
则接地电阻的阻值（等效到二次侧）为：
(9)
归算到一次侧为：
(10)
4．仿真研究
（1）测量电压的变化
设故障点在处，故障发生在0.5s时，仿真时间总共2s，故障电阻为2000，对内阻分别为和两种情况分别进行仿真。时（即内阻约为0时）幅值在故障前后基本不变；而时，幅值在故障前后有明显的变化，同样通过仿真可以看到对有明显的影响。因此只使用测量电流识别故障过渡电阻的判据肯定会受到注入电源内阻的影响，而使用同样受注入电源内阻影响的测量电压就可以消除内阻的影响。
（2）引入测量电压电流计算过渡电阻
为了证明使用可以消除注入电源内阻的影响，设，并对之间的多个值进行了仿真，并使用式(9)(10)计算过渡电阻，对和的情况都进行了仿真计算，结果发现，虽然随着过渡电阻的减小，测量电流不断增大，但是同时测量电压也在不断减小，而过渡电阻的计算值十分准确，相对误差很小，虽然在金属性故障（故障电阻等于0）时根据公式无法计算相对误差，但是也能看出计算电阻的绝对值是很接近0的。由此可见同时使用测量电压和测量电流能够消除注入电源内阻的影响，也证明了上述通过判据计算得到的判据是很准确的，过渡电阻计算值的相对误差应该主要来自于对于定子绕组电阻和电感的忽略。
结论
本文指出了传统的注入式保护通过判断测量电流变化判断故障的原理会受到注入电源内阻的影响而降低灵敏度的缺点，并同时指出采用测量电压和测量电流两个量的判据灵敏度更高。之后以三峡某水轮机组的模型及其数据为基础，利用Simulink进行了仿真，验证了注入电源内阻对测量电流的影响，同时也验证了同时采用测量电压和电流的判据的准确性。
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关键词；电力企业；物资管理：集中采购管理；策略
一.引言
物资采购供应作为电力企业生产经营的重要环节，在生产运行中占有重要地位，电力企业传统的物资管理模式采用分散采购的方式，造成采购重复、供应环节复杂，物资质量难以控制，库存储备过多，且缺乏专业化、集中化管理等诸多弊端，致使资金成本偏高，不利于发挥企业整体资源优势；随着近年来电力企业改革的不断深入，其原有的物资供应管理模式已不能适应新形式下物资管理的要求，物资供应公司作为电力企业的物资采购供应部门，主要承担物资专业化管理与供应服务工作，这就需要对物资供应进行理念创新、管理创新，结合电力企业的特点，全面推行物资集中采购和配送供应，整合和优化物流资源网络，同时加强供应商管理，做到适时、适质、适量、适价的提供生产运营所需物资，减少库存资金占用，提高企业经济效益。
二.电力企业物资采购管理的现状分析
1.运作机制。目前，电力企业的物资采购部门对产品供应商的管理和监督普遍比较薄弱，对供应商实行分类分级的管理方法有待提高，后勤财务部主要职责就是监督物资管理的采购，但无法承担价格供方的相应的管理职能，所以很难实现对物资采购的真正有效的监督管理。
2.管理体制。电力企业物资管理的采购从咨询价格到初步确定物资供应商和物资价格都放在采购部门的内部进行。在询价单对外发出的过程中，向哪些产品供应商发出询价则是由采购部门最终决定，在整个询价过程中，缺乏外部的监督与管理。现在部分电力企业物资管理部门并没有对物资的采购制定一系列的价格标准体制，部分企业的采购计划，都有类似的情况。
三.电力企业物资集中采购管理的重要性
电力企业是国民经济的基础性支柱型产业，只有电力先行，国家经济才能健康发展。由于电力企业所提供的产品具有不能被储存的特殊性，发电、供电和用电必须随时保持平衡。同时，由于电力企业对电力生产自动化水平有限高的要求，电力系统发电机组一旦发生相关事故，就会对电网稳定产生威胁，大面积停电就会发生，不仅给用户造成损失，同时也对电力企业的社会效益造成了严重影响。从这个意义来讲，保持发电、供电、用电系统环节的连续性和稳定性，是电力企业的头等大事。电力企业的装备水平往往决定其产业技术含量，无论是电力生产，还是企业建设过程中的主要环节，其基本的运营和管理都要依靠设备、材料等物资实现，因此电力企业物资的集中采购和管理工作的质量，往往决定了电力生产成本、电力建设工程造价乃至电力企业的整体经济效益的实现。在现代企业制度普遍建立的背景下，电力企业要实行商业化运营、规范化运作和法制化管理，并确保日常生产运营和相关工程建设的物资材料需要，必须提高企业物资集中采购和管理的水平。所谓“巧妇难为无米之炊”，电力企业物资的集中采购管理对于提升企业的运营管理水平和竞争力尤为重要。
四.当前电力企业物资集中采购管理的现状
1.供应商管理不到位，采购成本和风险增长。供应商是企业物资的源头，居于产业链的初始位置，因此供应商管理对于电力企业的物资采购管理至关重要。电力资源为国家统配资源，供应商由于受到严格的体制限定而缺乏应有的稳定的管理联动模式，即电力资源供需不稳定。具体表现为，物资采购管理电力企业与供应商之间往往是一种松散的、短暂的、竞争式的关系，双方都仅重视短期优势，由于缺乏彼此的信任而难以形成长期的合作。而伪劣物资供应商进入企业采购市场却不能被识别和制止，使采购工作的风险大大增加，电力企业采购部门不得不频繁更换供应商，使成本增高，客观上增加了双方的库存。更为严重的是，当采购方强迫供应商接受不合理的价格时，很容易造成合格的供应商离开，而不合格的供应商都留了下来。当市场状况好转时，原来勉强达成协议的供应商必定会向企业采购方讨回成本和收益，凭空增加了采购方的成本。
2.采购需求计划分析模糊，采购评估体系、机制设计不完善。采购部门很少对采购单进行分析。由于填报物资采购需求计划不是生产部门的专职工作，而且填制的表格也不是为他们自己所用，因而填表人填表不认真、不负责，胡乱填上一些项目，数字未经认真审核计算，造成采购需求计划不准确。生产物资需求计划是生产部门按月上报，生产部门本职工作繁忙时，容易忽视物资需求计划上报，只要有一个单位的采购需求计划没到齐，采购部就不能进行需求的整理统计。同时，电力企业还没有建立和完善供应商采购评估体系，不能对供应商做出全面、具体、客观的评价，对供应商的管理有时候只能是主观臆测。对采购人员、供应商等相关人员的激励约束机制不健全，而对重要物资的采购活动缺乏采购评价过程。
五.对策
1.完善制度加强创新管理。当前，部分企业内部管理不严，纪律松弛，浪费严重现象时有存在，缺乏自我监督和自我约束机制，表现在物资采购上是没有集中物资采购权和明确职责分工，没有对物资采购进行科学管理，导致程序不规范，招投标推行力度不够，造成物资库存积压，周转缓慢或假冒伪劣产品流进企业，造成浪费和损失。因此，抓好企业物资采购规章制度的建立与完善，采取措施，不断提高物资采购管理水平。
2.建立健全物资管理制度，加强设备、材料招标管理办法。电力企业要进一步强化物资管理基础，搞好物资定额、计划及物资分类、采购分工工作，不断完善物资采购管理岗位规范与工作标准，用制度规范职工行为，堵塞管理漏洞，实行物资采购管理全过程各环节的制度化。
3.实施物资采购管理现代化。电力企业要广泛推广先进技术与先进管理手段在企业物资采购管理的运用，建立精干高效的物资采购管理机构，建立物资采购管理信息系统，履盖物资管理各环节，对物资定额、计划、合同管理、库存管理、帐目管理、统计报表以及设备材料的产、供、配送、采购、加工渠道、价格体系等物资管理的各个方面进行资料贮存与检索，不断提高物资采购管理水平。
六.结束语
随着电力企业管理体制改革，企业以追求最大经济效益为最终目标，降低经营成木是企业提高经济效益的有效途径，这就使创新物资管理理念成为电力企业发展的一种需要。电力企业资金雄厚，多年来在市场中形成了良好的企业形象和较高的资信度，大量供应商争相进入电力物资市场，这就给我们改变物资采购管理理念和管理模式提供了契机。纵观电力企业所面临的内、外部环境，电力企业抓住机遇，创新一物资采购模式和管理理念己是必然。总之，企业制度的不断完善，才能更好实现电力企业物资管理的制度化、规范化，使电力企业物资管理工作向更好的未来发展。
参考文献
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[关键词]供电系统；电网运行；智能调度；分析
中图分类号：TM734 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）16-0279-01
1 导言
随着电网的不断发展，电网规模越来越大，电网的结构也越来越复杂；同时，市场化、地区能源结构不平衡和新技术的不断涌现，使得电力系统愈加复杂，数据激增，运行更趋于极限。在这样的现实情况下，如果SCADA/EMS仍采用现有潮流图为主的监视方式，那么势必会给调度员带来很多困难。为此，建设电网实时运行可视化调度系统的必要性和紧迫性已日益显现。（1）电网规模越来越大，系统内设备种类繁多，在SCADA系统中每一细节的表达具有局限性。（2）由于生理特点，人眼对图形的敏感度要大大高于抽象后数据的敏感度，调度员很容易从可视化图形中发现系统存在的问题和发展趋势，更容易快速决策。
2 智能电网的特点
智能电网就是电网的智能化，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，采用了先进的传感技术、测量技术、设备技术、控制方法及先进的决策支持系统技术。因此，智能电网作为国家电力工程改造发展趋势，具有可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全等诸多优点，带动了国家电力产业经济发展。
3 供电系统电网调度现状
电网调度自动化负责监控整个电网运行状态，使调度人员可统观全局，运筹全网，有效地指挥电网安全、稳定和经济运行，是调度现代电网的重要手段。电网调度自动化系统对电力系统的安全经济运行起着不可或缺的作用。到目前为止，电网调度自动化系统的发展已经历了4代。目前已开发出第4代电网调度自动化系统，它是一套支持EMS、配电网管理系统（DMS）、广域监测预警系统（WAMS）和公共信息平台等应用的电网调度集成系统，为调度自动化提供了一揽子的集成方案，提供了一套先进、开放、可扩展、稳定可靠、面向对象的电力企业自动化系统支撑平台和丰富的电网分析应用软件运行平台。尽管目前电力调度的计算机化、网络化应用水平越来越高，但我们也要清醒的意识到，电力调度在实际的运行中，其经济效益往往并不明显，这主要是由于电力调度系统的智能性往往不够，这也是本研究论文的初衷，试图设计具有一定智能性的调度方案。
4 智能电网对供电传输的新要求
4.1 效率方面
随着我国电网工程改造步伐的加快，供电线路运行效率成为电网考核的主要标准之一，及时解决线路运行效率也是供电公司的重要任务。因此，为了摆脱传统供电模式存在的不足，从多个方面设定线路运行管护机制是提高效率的保障性措施。
4.2 故障方面
由于供电环境的特殊性，供电线路工作期间面临着许多故障隐患，阻碍了电网向地区供电的作业水平，建立科学的故障检修体制是很有必要的。例如，供电线路是电网配电传输的主要方式，借助线路介质可实现定向、定点传输方案，保障区域供电生产流程一体化水平。
4.3 安全方面
新时期国家电网建设步入新阶段，各地区开始根据实际供电需求分布电力线路，维持区域用电调度的一体化水平。供电线路是供电系统的传输介质，架设于地面之上形成供电运输网络，解决了传统地面线路埋设存在的安全隐患。
5 电网安全运行智能调度设计
5.1 电网智能调度方案设计
（1）电网调度的任务。电力系统调度的任务是控制整个电力系统的运行方式，使电力系统在正常状态下能满足安全、优质和经济运行的基本要求：在缺电状态下能做好负荷管理，合理分配电能；在事故状态下能迅速定位、清除故障和尽快恢复正常供电，简单的说，电网调度自动化的任务就是利用计算机技术、远动技术和通信技术，实现电力系统调度管理自动化，帮助调度人员完成复杂的调度任务。（2）电网调度的功能设计。电网调度的主要功能有：数据采集、数据处理、采用数字式微机保护与自控装置、安全监控与操作闭锁、事件记录处理、报警处理、事故报告以及人机联系等功能。（3）电网调度的网络规划方案。电网调度采用分布式并行处理系统，以调度室的中央控制台为主控服务器，对辖区内的电网运行设置若干的监控节点，形成分布式的监管调度网络；另一方面，每个节点的数据处理及与中央服务器的通信机制均是并行处理的，这样有利于电网调度系统的整体维护。
5.2 关键技术探讨
（1）电网调度的任务执行方式分析。经过对现有电网自动化系统的分析，我们认为，整个调度处理的过程被分成了许多步，每步总是在前一步的基础上进行新的处理，然后将结果传递给下一个处理模块处理。如果把这些处理过程看成一个个的处理函数，那么可以认为这是一个没有返回结果的函数调用链。起始函数获得要处理的数据，做一定处理后调用下一个函数接着处理，并且将处理的结果传递给下一个函数，最后总的处理结果以一定的方式显示或者保存起来。事实上，任何一个程序都可以看作从输入经过处理再到输出的过程。这些处理被分为许多步，每一步处理是一个相对独立的部分，它需要前一部分的结果，处理后再将结果传递给下一步处理模块。
（2）电网调度管理数据库的构建。电网调度管理数据库首先是一个实时数据库管理系统，这里采用关系型数据库进行构建。电网调度管理数据库是实现智能调度决策支持的基础系统，是一个功能庞大、结构复杂的软件系统，各个实时任务之间存在嵌套、合并、通信和合作的关系，一个任务的导出数据对象可能是另一任务的输入数据对象，数据对象和任务之间存在相互制约和依存的现象，所以必须协调好各个实时任务的活动。
6 结论
随着现代电力系统规模的不断扩大，系统结构和运行方式日益复杂，任何一个小失误都可能给整个电网带来致命的后果，这也就对调度人员执行调度任务提出了更高的要求。近年来，随着计算机信息技术及人工智能技术的快速发展，它们也被越来越多地应用于电力领域，出现了诸如无人值守变电站等有较高智能程度的管理系统。电网调度中心作为地区电网运行管理的指挥中心，其所使用的调度自动化系统的可靠性、灵活性和智能性对保证整个电网安全、优质、经济的运行有着非常重要的意义。
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[关键词]农村 电网 安全管理 难点 对策
中图分类号：C93 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2015）34-0170-02
在农村电网建设工程中，经常会出现电力设施遭到破坏的情况，这影响了电力系统的正常运行，还容易引起安全事故，在维修的过程中，给供电企业以及周围农户都造成了较大的经济损失，还影响了农业的发展。在新农村建设的过程中，相关部门对电网的建设更加重视，加强了电网安全管理，针对管理中存在的难点问题，制定了应对的措施，还建立了电力设备管理机构，有利于减少电力设施出现损坏的概率。
1、农村电网安全管理存在的难点问题
1.1 高低压线路清障的难度大
农村电网在运行的过程中，容易受到自然因素的影响，在发生暴雨后，电网中的线路可能会碰到树枝，在清障的过程中，难度比较大，耗时也比较长。农村的树木比较多，而且村委会经常组织农民植树造林，很多村民由于缺乏常识，会在电线下植树，还有的在高压电线下建造房屋，有的农民会所以砍伐树木，这对电网的运行造成了安全隐患。在农村高低压线路清障的过程中，存在树线矛盾，这对电网的正常运行造成了不利影响，还增加了电网出现风险隐患的概率，经常对电网进行维护，也增加了供电企业的经济负担。
1.2 农村电网的工作人员素质不高，缺乏安全意识
农村电网企业成立后，是由市县公司统一管理的，有的供电所管理水平不高，管理人员是安全管理意识比较淡薄，使得农村电网的管理制度存在较多不完善的地方。农村电网的工作人员存在素质不高的问题，而且在思想上存在麻痹性，没有认识到电网安全管理的重要意义。电网工作人员在停送电的过程中，存在操作不当、执行不力的问题，这很容易引发安全事故，还会导致安全事故的发生，增加了电网运行的安全隐患。
1.3 电网线路覆盖面扩大引起的变压器看管问题
随着农村建设的不断加快，投入的不断增多，农村电网出现了扩建的现象，地方政府在不断招商引资，这也使得电网线路以及变压器覆盖的范围扩大了，这造成了变压器看管难的问题。在农村电网建设中，电力工程中的变压器以及电线大大增加了，由于电压设备是用户投资购买的，所以产权属于用户，这一情况增加了电力设备管理的难度，并且电压设备出现故障后，用户还会向供电所投诉。有的变压器安装在人烟稀少的地方，供电所无法安排工作人员进行看管，如果不看管又给犯罪分子提供了可趁之机，极容易发生变压器盗窃事件，给用户以及供电所都造成了经济损失。所以，政府招商引资，在扩大电网规模的同时，也带来了变压器看管难题。
1.4 农网工程内部管理不协调
农网工程关系民生大事，与人们的生活息息相关，统一协调工程的全过程是保证工程进度按计划进行的保障。但由于实际建设过程中，工程项目多、任务重，领导很多，可是真正负责的却没几个，这就造成了施工中常常发生不合理的行为，却无人治理，使得工程大打折扣，存在质量隐患。
2、农村电网安全管理的对策
2.1 解决高低压线路清障难的问题
农村电网中的高低压线路中经常会发现存在障碍物，为了保证电网的正常运行，供电所的工作人员必须做好清障工作，还要加强用电安全的宣传，使提高村民的素质以及安全意识，避免出现乱砍、乱栽树木的情况，还要避免违规建造房屋的情况。地方政府要提高对农村电网建设的重视程度，在落实植树造林政策时，应做好规划，不能盲目的栽种，要意识到这会引起电力安全事故，让村民们意识到违章建房与随意砍伐树木带来的危险，让村民们具备危险意识，并懂得电网安全的重要性，促进村民们树立正确的电网安全意识，进而解决高压线路清障难的难题。
2.2 强化农电职工的岗位培训，促进职工具备安全意识
最近几年，我国供电公司对于职工的在岗培训已经进行了重视，把重点放在了对于职工的技能培训与安全意识的培养中，进而强化职工的责任意识与安全意识。在进行培训时，需要农电职工对培训的内容进行认真学习，并可以通过进行模拟演练与实际操作等措施提高进行培训的效果。
2.3 解决变压器过多，产生的困扰
在进行农网改造之前，我国农村呈现出动力设备比较少的情况，并且都是由变电所进行负责，而如今，我国农村呈现出一些乡镇都具有几百台的变压器，高压线的线路也覆盖的很广，因此，安全措施必须做到位，另外，由于变压器过多，供电所又没有能力对变压器进行看管，可以帮助村民产生自主对自家变压器进行看管的想法，让村民主动对变压器进行负责，不要一味的依赖供电所提供的帮助，让村民了解变压器是属于自己的财产，供电所没有义务对变压器进行看管，这样既能解决无人看管变压器，产生盗窃的情况，同时，也避免村民由丢失变压器找供电所麻烦的情况，当然，在对电网进行安全管理时，相关工作人员一定要积极普及村民对电网安全的知识，进而促进电网安全管理的有效性。
2.4 加强内部管理，协调各部门关系
农网工程建设过程中涉及范围众多，在工程进度安排上要充分考虑资金方面、施工条件方面、设计变更方面和其他风险。不同部门负责不同方面，其内在之间有相应联系，若不能很好地协调各部门间的关系，将很大程度的阻碍施工进度安排，也不利于责任的指令。所以要避免多头领导，尽量将责任明确化，做到遇事有人抓、有人管、有人考核、有人督促、有人协调。在施工过程中，可以成立工程协调领导小组落实每周一工程动态管理例会和通报制，相关部门人员均参加，及时解决存在的问题，并加强各部门间的人员交流。
3、结语
通过本文的分析可以看出，农村电网建设与电力设备安全管理中存在较多的问题，这影响了电网的建设与功能的发挥。农村由于树木比较多，村民安全用电的意识比较淡薄，而且供电公司的工作人员素质比较差，使得电网安全管理的质量无法保证。农村电网在建设时，地方政府还会招商引资，这有利于电网规模的扩大，但是由于有的供电所建在人烟稀少的地方，无法对变压器进行正常的看管，增加了变压器丢失的隐患，这给用户造成了较大的经济损失，还影响了农民的正常用电，不利于农村电网的发展。
参考文献
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【关键词】有载分接开关；油质在线检测；净化装置；研究
【中图分类号】TM 【文献标识码】A
【文章编号】1007-4309（2012）08-0086-2.5
当前电力系统变压器分接开关在运行过程中，其主要绝缘介质绝缘油因内部故障、吸潮、消弧等原因，产生了影响设备安全运行的游离碳等颗粒杂质、甲烷等可燃气体以及水分，深入分析了当前变电站使用分接开关频繁调压导致油质量下降，而使设备存在严重的安全隐患，甚至产生设备损坏、跳闸事故等的不良后果，明确本论文所设计的系统需要解决的问题。
一、研究现状及存在问题
目前，不少国内外厂家研究生产真空滤油机，在变压器油质净化的性能上也起到主要作用，但其结构设计复杂、投资金额较大，操作和使用较为麻烦，最重要的是用该装置进行变压器滤油时，设备必须停电，进行离线操作，在当今社会经济高速发展，用电负荷日益增加，工农业生产对电的依赖性越来越大，长时间设备停运，势必影响电力用户的电能供应，所以必须尽量缩短或减少设备的检修期，实施“状态”检修，极力推行在线检测、诊断和预防处理等手段，不仅减少维护和检修量，而且可有效减缓设备的老化程度和降低设备故障率。
当前变压器分接开关油质过滤技术方面存在以下不足：
（一）变压器有载分接开关油质在线检测技术尚不成熟
目前，大多净油装置采用的简单的过滤方式，靠人工或定时操作，现场巡视来检查设备的运行情况，有的利用分接开关辅助接点作为滤油机启动信号，因此缺乏油室中油质的实时检测和分析，对油的颗粒、水分、气体等污染物含量是否超出或符合标准无法判断，造成设备盲目运行。
（二）控制方法简单，缺乏对油质数据的检测和逻辑分析判断功能
不具备对油质数据信息的采集，只是通过简单滤油电机进行油室外旁路循环，迫使变压器油通过除杂和除水过滤器，进行循环过滤，但油质污染物的含量和净化效果，性能指标是否符合安全运行标准，能否保证设备的安全运行，无法得到验证。
（三）净油装置的电气控制部分，只是靠人工操作和定时启动方式实现，不具备智能控制能力
采用简单的接通或断开接点方式进行启动和停止控制电气设备，不能实现对净油装置的自动控制和实时远程监控，装置启动和停止，完全取决于运行人员的工作责任心，极大降低了净油装置使用效率。
（四）油质在线检测与油净化装置没有实现完全统一
当前，一方面研究油质在线检测的工作开展很多，着重点放在变压器油在运行过程中，对产生的颗粒和烃类气体等污染物的分析上，开展了变压器内部故障类型分析判断的研究工作上面；另一方面进行纯粹的油质净化研究工作，不管油质合格与否，只是考虑对油质进行净化过滤。两方面的研究没有统一起来，在线检测油中污染物含量超标时，自动控制油质净化装置，达到及时清理和消除油中杂质目的，即实现油质的实时检测又能有效提高设备运行的安全系数，才是目前需要研究的方向。
二、总体设计方案
变压器有载分接开关的油质在线检测与油净化装置总体系统图如图1所示。该装置包括硬件与软件两大组成部分。从功能来看主要由PLC中央处理模块、检测模块、滤油模块、控制模块、通信模块、人机界面模块与自我保护模块构成。
其工作原理为：
在变压器运行过程中，检测模块利用颗粒、水分、压力、温度等传感器实时采集分接开关油质数据，进行数据归类和整理后，通过A/D模数转换，按照采样频率将采集的模拟量采样值转换成电流或电压的数字量，进入PLC逻辑判断单元，与EEPROM存储单元的数据库预设数值进行比较分析，若测量值大于设定值（标准值），则PLC控制模块发出电机运转、电磁阀开启、数据显示、远程传输等执行指令，变压器油净化装置利用外设旁路循环回路，通过净油电机的动力驱动，带动分接开关油室单向流动，通过出油管道、净油电机、高密度及吸附性强的复合滤芯、进油管道等，对油中悬浮的游离杂质颗粒和水分子进行循环滤除和净化，同时根据压力值，及时发出报警信号，提醒运行人员检查和更换滤芯，保证装置的正常运行，以便得到最佳滤除效果，当油质达到预设数值时，满足合格标准时，PLC控制模块发出停止指令，净油装置停止运行。
气体检测数据只作用信息显示和报警信号（如设定报警值），提醒运行和检修人员设备可能存在安全隐患，提前对设备进行检查，做好事故预想，避免事故扩大引起瓦斯继电器保护动作。
三、硬件设计
本装置硬件设备包括：PLC选型与配置、模拟量输入模块选择、通信功能模块选择、人机界面模块选择以及气体、微水传感器选型及其电路设计、颗粒传感器选型及其电路设计、压力、温度传感器选型及其电路设计、液面传感器选型及其电路设计、净油电机供电及其控制回路设计、电磁阀选型及控制电路设计等。结合现场实际，设备的输入量和控制量，确定采用三菱公司FX2N系列FX2N-48MR，硬件系统如图2所示。
四、软件设计
变压器有载分接开关油质在线检测与油净化装置，由PLC控制模块控制，装置的各处电磁阀通电开启，颗粒、微水（气体）等各类传感器实时采集油质样值，通过A/D模块转换成数字后，PLC控制模块则利用FROM/TO指令读取A/D缓冲存储器数据信息，PLC根据存储器中预设值与油质取样数据进行比较和分析，当采样值大于预设值时，输出执行指令，出口继电器线圈带电，接通净油装置一次电路，装置启动运行，进入循环净化过程，当检测数据小于预设值时，PLC输出停止指令，出口继电器线圈失电，断开净油装置一次电路回路，油净化装置停止运行，控制程序包括：主程序、数据采集程序、油净化控制程序、显示程序、通信程序等。主程序流程框图3所示。
五、装置安装
为保证主变压器设备的安全运行，应在主变设备停电情况下进行，在线净油装置的安装调试及投入运行，其关键技术问题是解决滤油回路无残留空气进入切换油室，无轻瓦斯误发信号和防止油流冲动发生有载分接开关重瓦斯误动跳闸。传感器等检测装置的接入不应导致被检测设备或邻近设备的安全隐患，如绝缘性能降低、密封破坏等；能够承受油箱正常压力，对变压器油进行处理时产生的正压与负压不引起油渗漏；保证密封性，防止采样部分引起的外界水分和空气的渗入。在线净油时回路密封闭合循环，对切换油室而言，出油与进油量相等处于平衡状态，在气体继电器油管回路中没有油量的流动，此时不会形成对气体继电器内部挡板的油流冲动而发生误动作。运行实践证明，当管路中变压器额油额定流量为9L/min时，油流速度稳定，其冲击力不会造成杂质突破滤芯介质，且净油效果良好。
六、效果分析
我们在变电站#1主变有载分接开关上安装了油质在线检测与油净化装置，经过安装调试后装置投入试运行，应用过滤精度5μm，过滤比β≥1000的复合滤芯，该滤芯不仅能过滤净化变压器油，而且能提高绝缘油的耐压强度。将清洁度大于12级的污油进行现场过滤效果试验，过滤持续时间与净化效果如下表所示。
通过一段时间的现场巡视和数据跟踪，设备运行安全稳定，油样抽检预期效果良好，通过前后油样的对比，可以看出净油后油样清澈明亮，油的质量得到了明显改善，取得了良好效果。
七、总结
有载分接开关油质在线监测与油净化装置具有实时检测油中颗粒、水分等污染物的含量，并根据逻辑运算自动启动和停止该装置净化程序，具有在线数据分析、过滤精度高、净化效果明显等优点，并通过气体含量检测提醒运行人员，及时巡视和发现设备缺陷和隐患。利用扩展接口实现各模块之间数据交换，同时具备RS232/485通信接口，并通过数据总线，上传数据至集控和调度中心，实现远程监控，在实际应用和运行中，不受环境和条件限制，具有运行可靠、维护简便等特点。
随着变电站自动化技术不断增强，遥测、遥信、遥调等具备“五遥”功能后，已逐步向无人值守运行模式转变，站内设备的运行状态和工况主要依靠自动化技术手段对设备信息的收集、检测、分析和判断，为集控和调度中心提出准确、实时、可靠的决策依据，在当今大力提倡节能降耗、降本增效、低碳环保的时期要求和社会责任下，将会取得更加显著的经济效益和社会效益。
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关键词：电力系统；仿真实验；ETAP；短路
【中图分类号】TM7-4；G642
电力系统相关课程包括电力工程基础、电力系统分析和电力系统自动化等。由于电力系统规模大、系统结构和运行方式复杂，许多大型电力系统实验很难进行，特别是电力系统中对设备和人员危害较大的短路故障实验，因此电力系统仿真教学成为电力系统教学中的一种重要方法。
在三相系统中，可能发生的短路包括三相短路、两相短路、单相接地短路和两相接地短路，其中三相短路对系统造成的危害最为严重，并且三相短路计算是其他不对称短路计算的基础，本文首先介绍了三相短路电流的计算方法，并以此为理论基础开展相关实验。
1 电力系统仿真软件简介
电力系统仿真软件包括Matlab、Power World Simulator、PSCAD/EMTDC、BPA、PSASP等，它们的结构和功能特点不同，各自的应用领域也有所侧重，如PSCAD/EMTDC主要进行电磁暂态和控制环节的仿真，BPA、PSASP主要进行潮流和机电暂态数字仿真，Matlab、Power World Simulatorm用于一般教学[1]。ETAP软件是用于发电、配电和电力系统设计的专业商用软件，由于价格较高，目前尚未广泛应用于教学科研。南京航空航天大学自动化学院通过与ETAP公司合作，获得该软件的教学使用权，借此机遇将ETAP软件引入电力系统仿真教学中有重要意义，它不仅可以满足基本教学要求，还可以激发学生的研究兴趣，培养学生的创新意识和提高其解决工程问题的能力。
2 三相短路电流的理论分析
对于网状电网的三相短路，根据IEC标准，短路点用一个等效电压源 取代，其他所有设备都被表示成它们的内阻抗Zk，三相短路电流初始值（次暂态电流）的计算使用以下公式：
式中，Un是短路点的系统标称电压，电压修正系数c根据系统电压等级的不同取值不同，Zk是短路点的等效阻抗，并且有 。
短路电流峰值ip的计算使用如下公式：
其中峰值系数k与R/X比值相关。 为前面提到的短路电流初始值[2-3]。
3 基于ETAP的短路仿真实验
3.1电力系统模型
电力系统模型选用如图1所示的辐射型系统，等效电网U1额定电压为110kV，短路额定容量2500MVA；同步发电机Gen1控制方式为无功控制，额定有功功率=25MW，额定电压=10.5kV，功率因素=80%；电动机Mtr1额定功率=2000kW，额定电压10kV；变压器T1、T2的变比=110/10.5，其他参数设为其典型值；电缆Cable1型号为BS6622XLPE、长度=200m，截面积=50mm2。Lump1、Lump2和Lump3的额定容量分别为18MVA、4MVA、26MVA，负荷类型为恒容量100%，其他参数见图1中注释。
3.2短路仿真实验及分析
本课程设置的仿真实验主要包括三相短路计算、断路器的选择、不对称短路故障分析、相关参数对短路电流的影响。
3.2.1三相短路计算
该实验可以使学生掌握三相短路计算中发电机的参数设置，并验证三相短路相关理论。运行短路计算，需要设置发电机Gen1的直轴次暂态电抗Xd”、直轴电抗Xd以及X/R比率，本实验中通过点击“典型数据”赋值于这几个参数。设定故障位置为Bus4，运行三相短路计算，仿真结果显示Bus4的电压为0，故障电流峰值为107.6kA，初始对称有效值为41kA。而系统无故障运行时Bus4的电压为10.69kV，电流为1.6kA，实验结果表明发生三相短路时，短路点电压降为零，短路电流急剧增加。并且注意到等效电网额定电压为110kV，变压器T2变比为110/10.5，一般情况下由于变压器自身阻抗的损耗，变压器低压侧电压应小于10.5，而系统无故障运行时Bus4的电压值10.69大于10.5，分析原因可知由于Bus4连接了发电机，且发电机的控制方式为无功控制，发电机发电的总功率大于负载Lump3消耗的总功率，导致多余的功率通过变压器T2返回到等效电网，因此Bus4的电压值大于10.5。反之，如果要将Bus4的电压调为10.5，最简单的方法是将发电机的控制方式改为电压控制，也可以通过调整发电机或负载的功率来实现。
3.2.2断路器的选择
短路电流的计算是电力系统设计和运行的基础，可用于选择电气设备和载流导体，选择和整定继电保护装置，确定合理的主接线方案、运行方式及限流措施等。该实验通过断路器的选择，使学生对三相短路电流计算的用途有所了解。断路器首先应根据额定电压和额定电流来选择，断路器的额定电压不应小于所在回路的最高运行电压，额定电流不应小于该回路在各种可能运行方式下的持续工作电流；此外要保证短路情况下断路器的稳定性，即断路器的额定动稳定电流和额定开断电流应大于相应的三相短路计算值。
例如在本实验中打开断路器CB5编辑器，选择库中型号为Siemens 12-3AF-31.5的断路器，其额定电压为12kV，额定电流为2.5kA，设定故障位置为Bus4，运行三相短路计算后出现断路器报警窗口。报警窗口显示断路器CB5的动稳定峰值电流和开断电流分别超负荷运行134.5%和132.7%。重新选择型号为Siemens 12-3AF-63的断路器，其额定动稳定电流为160kA，开断电流为63kA，再次执行三相短路分析，运行后报警消失。
3.2.3不对称短路故障分析
设置Bus4为故障母线，运行不对称短路计算，Bus4不对称短路电流计算结果如图2所示。结果显示三相短路冲击电流峰值及其有效值均大于相应的不对称短路电流，由此可见三相短路对系统造成的危害更为严重。观察报告中短路点的电压、电流，验证不对称短路的边界条件，下面以单相接地短路为例进行分析。实验结果显示单相接地短路后A相对地电压为0，说明A相接地；B、C两非故障相电压幅值变为原电压的173%倍，验证了如下结论，即中性点不接地的电力系统单相接地短路后，非故障相对地电压升高为原来的 倍，即变成线电压；单相接地短路后三相电压不再平衡，说明单相接地短路为不对称短路。
3.2.4相关参数对短路电流的影响
将电缆Cable1的长度分别设为100m、200m、400m，设其末端母线Bus3为短路点，运行三相短路计算，短路冲击电流有效值分别显示为29kA、25.4kA、20.6kA，实验表明短路点距离电网电源越远，三相短路电流越小。因为距离电网电源越远，短路点处的等效电抗越大，等效电源电压恒定的情况下，短路电流就越小。
在短路计算中把电动机负荷（或叫旋转负荷）和照明加热负荷（或叫静止负荷）分开考虑，它们分别对应ETAP等效负荷里的100%恒容量模型和100%恒阻抗模型。通过以下实验可以探索不同的负荷模型对短路电流的影响。将Lump2的负荷类型分别设为100%恒容量、50%恒容量（50%恒阻抗）和100%恒阻抗，运行三相短路电流计算。运行结果如图3所示，Lump2在三种不同模式下对短路母线的贡献电流分别为1.65kA、0.826kA、0kA，电动机Mtr1的贡献电流均为0.946kA。实验结果显示电动机负荷有短路电流反馈，而照明加热负荷（100%恒阻抗）没有，并且随着等效负荷恒容量百分数的增大，反馈电流增加。
4 结语
在短路仿真实验中，ETAP显示出其直观方便准确的特点，学生可以投入更多的精力用于电力系统的设计和分析。论文给出了短路故障的具体仿真实验方法，以期在电力系统相关课程中实现理论教学和实践教学环节的相互协调，互相补充，从而更好的提高教学质量，提高学生解决复杂问题的能力，培养学生的创新意识。
参考文献：
关键词：学科竞赛；风电工程；人才培养
作者简介：岳勇（1980-），男，重庆人，新疆农业大学机械交通学院，讲师；刘晓勇（1954-），男，北京人，新疆农业大学机械交通学院，教授。（新疆 乌鲁木齐 830052）
基金项目：本文系新疆2011年重点产业紧缺人才专业建设项目、新疆农业大学2013年校级教学研究项目的研究成果。
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）35-0022-02
2000年以来，我国风电事业突飞猛进。2010年底，我国风电装机容量超越美国成为全世界总装机规模最大的国家，成为全球主要的风电市场之一。国家气象局组织的第三次全国风能资源普查统计结果表明，我国可开发风能总储量约有43.5亿千瓦，其中可开发和利用的陆地上风能储量有6亿-10亿千瓦，近海风能储量有1亿-2亿千瓦，可开发和利用的风能共计7亿-12亿千瓦，风力发电潜力巨大。
根据《2020年我国电力工程科技人才需求预测及供需平衡分析预测》表明，到2020年，我国需要各类风电人才18.5万人。[1]目前，虽然我国很多地区风电行业发展已初具规模，但大部分核心风电技术均从国外引进，自主创新能力还亟待提高，风电专业技术人才、产业经营人才、售后管理人才等都相对紧缺。[2]目前，国内有一定数量的高校设置了风能与动力工程专业，旨在缓解风电方面人才紧缺的问题，而如何进行风电人才培养也是国内相关高校一直在探索研究的问题。
一、风电产业对专业人才培养的要求
在科学技术是第一生产力的战略思想影响下，我国风电产业经过近二十年来的发展取得了举世瞩目的成绩。随着世界范围的常规能源的日趋紧张，大力发展新能源的历史机遇到来，风力发电等新型产业正处于朝阳期，多兆瓦级风电机组设计、风资源评估、风电场微观选址及现场维护等对风电专业人才在专业知识、实践及创新能力等方面的培养均提出了更高的要求。此外，根据各类风电企业的对风电专业人才的招聘信息分析可知，风电企业对研发设计人才、复合材料专业人才、现场工程师和维护工程师等工程技术人才的需求十分迫切。同时，随着风电企业的不断发展和其市场的不断拓展，风电行业还需要大量的企业中层管理人才、营销及售后服务人才。
人才是强国战略的基础。[3-4]高校作为各类人才培养的摇篮，在风电工程等紧缺专业人才培养上同样肩负着重大的历史使命。新疆农业大学机械交通学院秉承“面向工程，面向应用，面向需求”的专业培养模式，努力寻求风电行业、企业的支持，主动为风电行业、企业培养急需的应用型人才，打特色牌，走特色路，找准风电专业的发展方向和人才培养特色，[5]成为全国高校中最早开办风电工程方向本科教育的单位之一。学校从2005年开始从电气工程专业中设置风电工程方向，2009年该班学生顺利就业并受到用人单位的一致好评。2011年，学校机械设计制造及其自动化专业（风电工程方向）被新疆列为首批重点产业紧缺人才专业，并给予政策、资金等方面的大力支持。多年来，学校围绕新疆维吾尔自治区高等教育教学改革以及风电产业发展的新要求和新任务，加强学科基础建设，努力探索和实践风电专业人才培养模式，不断提升人才的培养水平，逐步形成了以学科竞赛为依托，以符合风电企业实际需求为目的，培养适应现代风电产业发展需要的具有创新精神和实际动手能力的应用型专业人才。
二、学科竞赛对风电专业人才培养的重要意义
新疆农业大学机械交通学院在加强风电工程专业建设和人才的培养中，积极开展专业学科竞赛，将其作为教学改革的重要抓手，积极鼓励、组织、引导学生参加各类学科竞赛，培养学生的动手能力和创新思维。
1.是培养风电专业学生动手能力的需要
作为近年来迅速发展起来的新兴产业，由于一直缺乏风电方面的专业教育资源，风电行业的人才储备较少，专业的高级人才更是匮乏，现有的少数高级人才相对集中在一些科研单位和上市公司。随着风电技术的快速进步、风力机组单机容量的不断增加以及风电产业规模的日益扩大，专业人才短缺问题将更加突出。
目前，我国从事风电事业的各类技术骨干人才中，只有极少数人员是风电专业出身，其余大部分人才是从其他相关产业转行过来的，普遍缺少风电方面的系统专业培训和专业技术学习。具备创新精神的专业人才更是少之又少，已经严重影响到了我国风电产业的健康可持续发展。切实加大力度培养专业人才，特别是规模化培养具有创新能力和实际动手能力强的风电专业人才已刻不容缓。事实证明，三维创新设计大赛、电子设计大赛等学科竞赛方式是提高风电等专业人才动手能力和创新能力的重要手段。因此，设计合理的学科竞赛是培养动手能力和实践能力强的后续风电专业人才的需要。
2.是推动教学改革的需要
组织和开展相关学科竞赛，不仅能引导和促进专业课程体系的完善，而且还能推动相关课程教学内容、教学方法以及实践教学体系的改革。近年来，新疆农业大学机械交通学院将各专业学科竞赛与相关课程教学有机结合，有效推进了从课堂教学到实践教学等各教学环节进行的配套改革，从而建立起了一套科学的现代专业人才培养管理体制和运行机制。在这一人才培养模式改革进程中，学院大力倡导、积极鼓励开展学科竞赛，充分调动学生学习的主观能动性，大力培养理论联系实际的学习氛围，着力提高学生的综合素质，有利于形成学生个性鲜明、创新能力强的充满生机和活力的专业人才培养新机制。同时，学院还针对学生在三维创新设计、电子设计等竞赛中反映的问题及时进行分析研究，不断改进和完善人才培养模式和教学改革中的薄弱环节，不断优化和完善教学模式和机制。特别值得注意的是，教师是人才培养模式和教学改革的主体，在指导学生运用理论知识进行科学实践和发挥创新精神参与学科竞赛的同时，教师本身的业务水平和教学能力也随之得到了逐步提高。
三、基于学科竞赛的风电工程专业人才培养模式分析
在风电工程专业学科竞赛设计与建设中，将以培养“实践能力、创新能力、适应能力、国际化视野”为指导思想，以教育部“卓越工程师教育培养计划”中提出的“面向工业界、面向世界、面向未来”为目标，在竞赛中采取以实际科研项目研究与理论应用指导相结合的模式，强化基础理论、工程实践、工程应用，切实提高学生的实践动手能力和创新能力，其基本思路及模式详见图1所示。
第一，让学生在大学一、二年级完成规定基本课程的同时，通过与风电行业企业、专家学者的初步接触交流，以及在企业的实践认识学习，开拓眼界，更新观念，明确本专业所需知识与技术，掌握本专业前沿技术发展的方向，增加学生对本专业的感性认识，为参与相关专业学科竞赛打下坚实的基础。
第二，与本学科的在职教师、合作企业充分沟通和互动，了解在职教师的教学和科研动态，了解合作企业的实际需求和发展瓶颈，从相关课程、课题、科研项目和企业生产实际需要中抽取和提炼出合适本学科的竞赛题目。学科竞赛题目来源于理论教学工作、前沿科研项目和实际生产活动，一方面可以促进教师申报各类科研课题和项目的积极性，增强学校风电专业学术研究氛围和科研实力；另一方面可利用学生活跃的思维为合作企业解决现实问题提供机会和灵感，增加学生学习本专业的成就感。通过组织学科竞赛，加强风电专业建设，2003年至2011年，机械交通学院学生累计获得新疆农业大学学生科技创新基金项26项，学院教师获得风电有关的自治区级科研项目2项，承担企业横向合作项目5项。
第三，对进入大学三、四年级即进入专业基础课及专业课学习阶段的大学生，根据其兴趣爱好，将其分配在不同的学科竞赛题目小组中，根据每届学生参加学科竞赛的具体情况对本学科竞赛题目及出题范围不断进行修正和完善。与此同时，将学科竞赛典型题目作为案例融入风电专业主干课程中，推动专业课程体系、教学内容及方法的改革，提高教师的实践教学水平，调动学生学习相关专业课程的积极性。近年来，学院根据专业学科竞赛的需要，先后成立了机械创新学科竞赛小组、电子工程学科竞赛小组、数控模型设计组等多个学科竞赛小组，并由相关专业教师全程参与指导。通过不懈努力，该专业学生在“全国三维数字化创新设计大赛”、“自治区三维数字化创新设计大赛”、“自治区大学生挑战杯比赛”等相关专业学科竞赛中取得了很好的成绩。
第四，对具有创新能力和应用能力较强的优秀学生，采取导师制，进行个别化培养，并从这些优秀学生中以优中选优的方式遴选出顶尖级学生，让其提前参与到科研项目或企业的生产实践中去，参与设计创新实践、到国内著名企业科研院所甚至国外院校企业进行交流培训、参与全国大学生机械创新设计大赛等竞赛活动。竞赛活动结束后，不管是否获奖，每位参赛队员都要及时分析影响成败的关键因素，积累成功经验，总结失败教训，不断提高自身的实践创新能力。赛后总结不但重要也是十分必要的，因为它不仅影响到参赛学生的培养质量，而且对学科的未来发展也有很重要的现实意义。由于学科竞赛的题目来自研究课题和企业生产实际需求，题目本身往往涉及风电相关学科中的深层次理论和前沿性技术，参赛学生拟采用的有效解决方法，一般情况下是在教材上找不到的，远远超出了课堂所学知识范畴。解决这些竞赛题目的方法往往不是需要技术新颖就是需要另辟蹊径，很难做到一次就能找出合适的解决途径，一般需经过多次的不断努力，才有可能取得最终的成功。此外，指导教师应该认真组织学生仔细研究竞赛中其他不同参赛团队的解决方案，详细对比，讨论优劣，以提升学科竞赛的内涵，促进教育教学改革。[6]
四、基于学科竞赛取得的成效
通过专业学科竞赛建设的有力带动，及新疆2011年重点产业紧缺人才专业的大力支持，新疆农业大学机械交通学院的机械设计制造及其自动化专业（风电工程方向）已升级为新能源科学与工程专业。目前，该专业已由教育部正式备案并批准招生。[7]
1.将学科竞赛设计与企业实际需求变化相结合，树立“面向工业界、面向未来、面向世界”的工程应用型专业人才教育理念
针对风电企业对人才需求的实际情况，学院将风电工程专业方向分成机械设计及工程应用、电气控制及工程应用两个研究方向。其中，“机械设计及工程应用”方向注重培养学生从事风力发电机零部件、塔架等结构件的设计以及客服、现场吊安装、机械故障处理、质量环节零部件检验监造等相关工作的从业基本能力素质。根据专业需求，学院在课外科技活动中设置了面向纯机械工程的学科竞赛兴趣小组即三维创新设计小组，提高了本专业学生学习相关专业课及专业基础课的兴趣，毕业生也受到风电企业的好评。
2.将学科竞赛和学术研究结合，硕果累累
建立开放式的工程训练中心和专业实验室，大学生的金工实习、课程实习和设计、毕业设计及科技创新活动等环节平时均可在中心和实验室进行；建立了本科生参加导师科研工作机制；学生课外科技活动已形成机制，鼓励学生积极参加学校和自治区、全国的竞赛。近年来，取得了全国三维创新设计大赛一等奖、二等奖，新疆电子设计大赛二等奖的好成绩。目前，学生参加科技活动已获得9项专利，其中1项专利发明者还在2011年荣获新疆大学生优秀发明创造专利获得者称号。多年来，本学科荣获新疆科技进步二等奖2项、三等奖5项，取得发明专利3项、实用新型专利38项，近5年来150余篇，其中EI收录5篇，有5篇分获自治区自然科学优秀论文一、二、三等奖。
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