基于新能源平臺(tái)建設(shè)的電氣工程人才培養(yǎng)可行性探討

劉飛　徐箭　查曉明

【摘 要】當(dāng)前新能源應(yīng)用越來越廣泛，技術(shù)革新需求也越來越迫切，對(duì)傳統(tǒng)電氣工程學(xué)科發(fā)展提出了與新能源技術(shù)融合要求。同時(shí)在新工科背景下人才培養(yǎng)模式轉(zhuǎn)向多學(xué)科交叉融合。為了適應(yīng)學(xué)科發(fā)展與人才培養(yǎng)，本文闡述了武漢大學(xué)以新能源平臺(tái)為載體培養(yǎng)電氣工程人才的必要性，同時(shí)闡述了武漢大學(xué)在新能源相關(guān)領(lǐng)域的多學(xué)科優(yōu)勢(shì)與基礎(chǔ)條件。最后給出了新能源開發(fā)與高效利用、新能源電力裝備及系統(tǒng)安全運(yùn)行與控制、新能源高效轉(zhuǎn)換與儲(chǔ)能的電力電子裝備、新能源裝備及系統(tǒng)防雷與接地等4個(gè)平臺(tái)建設(shè)方向，凝練出契合國家新能源研究重大戰(zhàn)略需求的各學(xué)科交叉發(fā)展共性問題。

【關(guān)鍵詞】新能源；人才培養(yǎng)；多學(xué)科交叉；共性問題

中圖分類號(hào)： U472-4；G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）26-0130-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.26.058

Feasibility study of electrical engineering talents cultivation based on new energy platform construction

LIU Fei XU Jian ZHA Xiao-ming

（Wuhan University， Hubei Wuhan 430072， China）

【Abstract】Currently the application of new energy sources is more and more extensive，and the demand for technological innovation is more and more urgent. The requirements that the development of traditional electrical engineering is integrated with new energy technologies is proposed. Simultaneously the talent cultivation mode is transformed to multidisciplinary integration under the background of new engineering. In order to adapt to discipline development and personnel training， this paper explains the necessity of training electrical engineering talents with the new energy platform for Wuhan University，and explains the multidisciplinary advantages and basic conditions of Wuhan University in the field of new energy.Finally，the development direction of four basic platforms is proposed，which is new energy development and efficient utilization，new energy power equipment and system security operation and control， new energy efficient conversion and power electronic equipment for energy storage，new energy equipment and system lightning protection and grounding respectively.And this paper condenses the common problems of interdisciplinary construction which meets the major strategic requirements of the country new energy research.

【Key words】New energy；Talent cultivation；Interdisciplinarity；Common problems

0 新能源是國家能源發(fā)展的戰(zhàn)略需求

目前我國已經(jīng)確立了“一帶一路”國際合作發(fā)展思路，同時(shí)也闡明了新一輪能源結(jié)構(gòu)調(diào)整與技術(shù)變革必要性與緊迫感，其目的之一是建設(shè)全球能源互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)綠色、低碳發(fā)展。要實(shí)現(xiàn)綠色低碳發(fā)展，首先需要對(duì)能源結(jié)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)型和調(diào)整，以實(shí)施清潔替代和電能替代。大力開發(fā)新能源已是國家能源發(fā)展的戰(zhàn)略需求。

新能源是現(xiàn)代能源體系的重要組成部分。能源是國家與社會(huì)發(fā)展的動(dòng)力，我國作為能源生產(chǎn)和消費(fèi)大國，新能源發(fā)展缺乏統(tǒng)一協(xié)調(diào)、發(fā)電成本偏高、本地電網(wǎng)消納能力不足，且關(guān)鍵技術(shù)急需攻克等諸多短板。光伏、風(fēng)能、海洋能、生物質(zhì)能、核能等新能源可實(shí)現(xiàn)能源的可循環(huán)利用與開發(fā)，但能源結(jié)構(gòu)需要優(yōu)化，能源的利用效率也有待提高。當(dāng)前面對(duì)國際能源供求格局深刻調(diào)整、新能源技術(shù)不斷革新，大力發(fā)展新能源，可以有力提升能源產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，構(gòu)建清潔安全高效的現(xiàn)代能源體系，保證國家能源安全，支撐國家經(jīng)濟(jì)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展[1]。

新能源可帶動(dòng)能源相關(guān)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。當(dāng)前新一輪能源技術(shù)變革方興未艾，新能源技術(shù)的發(fā)展，如新能源并網(wǎng)和儲(chǔ)能、微網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源等，可以提升電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力，提升新能源消納能力。在能源科技競(jìng)爭(zhēng)方面，不斷培養(yǎng)新能源技術(shù)人才，并培育新能源相關(guān)產(chǎn)業(yè)，配合“一帶一路”建設(shè)以及全球互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略。

如今世界的綠色發(fā)展已經(jīng)成為一個(gè)重要趨勢(shì)，隨著新能源技術(shù)的不斷革新，加快傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)改造，提高能源效率，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)，并推動(dòng)形成綠色發(fā)展的全民生活方式。

1 以新能源研究平臺(tái)推動(dòng)一流學(xué)科建設(shè)

當(dāng)今各學(xué)科發(fā)展的“馬太效應(yīng)”日益嚴(yán)重，呈現(xiàn)“強(qiáng)者愈強(qiáng)、弱者愈弱”的格局。而武漢大學(xué)傳統(tǒng)能源電氣類學(xué)科發(fā)展緩慢，在全國各個(gè)高校快速發(fā)展的今天，極易掉入“貧窮陷阱”。因此，必須在極端時(shí)間內(nèi)，迅速提升學(xué)科的研究實(shí)力，跨越制約學(xué)科發(fā)展的“貧窮陷阱”，這關(guān)乎學(xué)科的生死存亡，影響武漢大學(xué)綜合能力的提升。建設(shè)新能源研究平臺(tái)可以有效帶動(dòng)武漢大學(xué)能源電氣類相關(guān)學(xué)科發(fā)展，推動(dòng)一流學(xué)科建設(shè)。

新能源相關(guān)技術(shù)的出現(xiàn)為能源電氣類學(xué)科的發(fā)展引入了新的研究方向，如新能源到電力的轉(zhuǎn)換與利用；與信息技術(shù)發(fā)展密切相關(guān)的“云大物移智”（云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能）等一批新興技術(shù)在（新）能源接入系統(tǒng)中的應(yīng)用[2]；新材料、新技術(shù)和新方法在新能源到電力的高效轉(zhuǎn)換的開發(fā)；高效的光伏電池、高密度儲(chǔ)能技術(shù)的研究。因此，能源電氣類學(xué)科在這些學(xué)科交叉領(lǐng)域面臨著難得的發(fā)展機(jī)遇，構(gòu)建跨學(xué)科研究平臺(tái)，可以統(tǒng)籌相關(guān)學(xué)科研究基礎(chǔ)，占領(lǐng)能源電氣類學(xué)科發(fā)展的制高點(diǎn)，推動(dòng)我校相關(guān)學(xué)科的交叉創(chuàng)新與發(fā)展。

學(xué)科交叉是當(dāng)今世界學(xué)術(shù)主流發(fā)展方向之一，能促成多學(xué)科協(xié)同攻克復(fù)雜的綜合性問題，滿足國家和社會(huì)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需求。新能源研究涉及的物理、化學(xué)、材料、信息、機(jī)械、水利、電力等多學(xué)科，建設(shè)新能源研究平臺(tái)將有利于武漢大學(xué)多學(xué)科進(jìn)一步的融合和發(fā)展。武漢大學(xué)學(xué)科門類齊全，具有良好的研究基礎(chǔ)以及多學(xué)科交叉優(yōu)勢(shì)，面對(duì)全球新能源研究熱潮帶來的新的發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn)，通過組建跨學(xué)科交叉綜合研究平臺(tái)，依托新能源高水平平臺(tái)，可形成一支高水平研究隊(duì)伍，承擔(dān)一批國家級(jí)重大、重點(diǎn)研究項(xiàng)目，取得一批國家級(jí)標(biāo)志性成果，建設(shè)省部級(jí)及以上重要基地，強(qiáng)力支撐我校一流學(xué)科建設(shè)。

2 新能源研究平臺(tái)培養(yǎng)高水平人才

科學(xué)研究呈現(xiàn)出從高度分化走向交叉綜合的發(fā)展趨勢(shì)，這種跨學(xué)科研究的發(fā)展趨勢(shì)對(duì)高等教育人才培養(yǎng)提出了新的要求[3-4]。教育部、財(cái)政部下發(fā)的《關(guān)于加快推進(jìn)世界一流大學(xué)和高水平大學(xué)建設(shè)的意見》明確提出：要在更高、更廣的層面上促進(jìn)學(xué)科交叉融合，孕育新的學(xué)科生長(zhǎng)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)學(xué)科發(fā)展與平臺(tái)基地建設(shè)、人才培養(yǎng)、科技創(chuàng)新、隊(duì)伍建設(shè)的良性互動(dòng)[5]。在跨學(xué)科視閾下，探索跨學(xué)科人才培養(yǎng)模式是高等教育適應(yīng)科技發(fā)展的必然趨勢(shì)，對(duì)造就學(xué)術(shù)領(lǐng)軍人才、集聚創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才都具有重要意義。

由于歷史原因，我校能源電氣類學(xué)科設(shè)置較為單一固化，教師要有確定的學(xué)科“歸屬”才具有所在學(xué)科的資源使用權(quán)，所以多個(gè)學(xué)科存在重復(fù)建設(shè)問題，整體優(yōu)勢(shì)不明顯。教師也不愿意脫離原有學(xué)院去開展跨學(xué)科研究和跨學(xué)科人才培養(yǎng)，導(dǎo)致跨學(xué)科師資力量難以統(tǒng)籌，學(xué)術(shù)領(lǐng)軍人才難以造就，拔尖創(chuàng)新人才難以培養(yǎng)。而新能源研究涉及到物理、化學(xué)、材料、信息、機(jī)械、水利、電力等多學(xué)科，單一的學(xué)科設(shè)置和專業(yè)覆蓋面遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了新能源創(chuàng)新發(fā)展需求?？梢酝ㄟ^學(xué)科組合，擴(kuò)寬引才平臺(tái)，完善人才培養(yǎng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)、邏輯體系以及能力實(shí)現(xiàn)方案，適應(yīng)新能源產(chǎn)業(yè)對(duì)人才培養(yǎng)的要求，全面提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。并充分發(fā)揮學(xué)校電氣工程學(xué)科在新能源發(fā)電、預(yù)測(cè)及并網(wǎng)消納技術(shù)方面、物理學(xué)科在光伏高效利用轉(zhuǎn)化方面、化學(xué)學(xué)科在電池儲(chǔ)能和生物質(zhì)能利用方面、遙感測(cè)繪學(xué)科在太陽能光伏預(yù)測(cè)方面、電子信息學(xué)科在電動(dòng)汽車充電樁方面、計(jì)算機(jī)學(xué)科在云計(jì)算方面、動(dòng)力機(jī)械學(xué)科在機(jī)電能量轉(zhuǎn)換方面、水利水電學(xué)科在抽水蓄能電站方面的優(yōu)勢(shì)，真正實(shí)現(xiàn)學(xué)科之間的交叉與融合。通過建設(shè)學(xué)術(shù)、科研、人才特區(qū)，提供特殊政策和特別支持，讓國內(nèi)外的新能源人才在這里匯聚，開展有關(guān)能源戰(zhàn)略的前沿問題研究。

3 新能源研究平臺(tái)提升大學(xué)生創(chuàng)新能力

新的政策體制激勵(lì)，承接國家項(xiàng)目開展高水平科研，人才培養(yǎng)，平臺(tái)建設(shè)，孵化器與科技公司對(duì)接，國際合作與交流。當(dāng)前是我國面臨能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的關(guān)鍵時(shí)期，新能源作為清潔友好、安全高效的可再生能源是未來能源的發(fā)展方向，必然會(huì)產(chǎn)生大量原創(chuàng)性的新技術(shù)、新理論。國家和學(xué)術(shù)界廣大有識(shí)之士深刻地認(rèn)識(shí)到這一研究的“藍(lán)?！保⒎e極努力加大對(duì)新能源的投入。因此，有必要抓住這一歷史機(jī)遇，建設(shè)武漢大學(xué)新能源研究平臺(tái)，通過積極開展跨學(xué)科研究，培養(yǎng)一批交叉研究人才，承擔(dān)一系列國家科技重大及專項(xiàng)課題項(xiàng)目，建設(shè)國內(nèi)一流、國際先進(jìn)的新能源研究與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，從而成為創(chuàng)新政策體制的試驗(yàn)田、人才培養(yǎng)的聚集地、科技創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)與服務(wù)的協(xié)同平臺(tái)、新型產(chǎn)業(yè)孵化與發(fā)展的棲息地，有力提升大學(xué)創(chuàng)新能力。

建設(shè)新能源研究平臺(tái)，通過學(xué)科之間的交叉、融合，大幅擴(kuò)大學(xué)校在前沿科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域研究的影響力，充分挖掘跨學(xué)科研究的潛力，可以充分利用學(xué)校各學(xué)科研究實(shí)力，建立科技創(chuàng)新重大平臺(tái)。通過協(xié)同各學(xué)科優(yōu)勢(shì)專業(yè)，依托現(xiàn)有或在建大科學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施，在新能源研究的核心領(lǐng)域形成優(yōu)勢(shì)特色學(xué)科群創(chuàng)新發(fā)展，建設(shè)一批省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新中心，進(jìn)而可以爭(zhēng)取國家支持建立相關(guān)國家實(shí)驗(yàn)室、國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。

4 新能源研究平臺(tái)建設(shè)方向

建設(shè)一個(gè)新能源跨學(xué)科研究平臺(tái)，通過整合學(xué)校的教學(xué)、科研、師資及行業(yè)優(yōu)勢(shì)資源，積極推動(dòng)能源、電氣、控制科學(xué)與工程、信息等學(xué)科交叉融合和專業(yè)再建設(shè)，致力于培養(yǎng)新能源領(lǐng)域創(chuàng)新人才，研究新能源技術(shù)發(fā)展中的關(guān)鍵科學(xué)問題和重大技術(shù)難題，建設(shè)成為新能源領(lǐng)域相關(guān)學(xué)科交叉創(chuàng)新基地、國內(nèi)外知名學(xué)者開展學(xué)術(shù)交流基地，優(yōu)秀人才培養(yǎng)基地，成果轉(zhuǎn)化與技術(shù)應(yīng)用基地，為學(xué)科發(fā)展和科技創(chuàng)新服務(wù)，主動(dòng)融入國家新能源重大戰(zhàn)略技術(shù)需求。以期解決電氣工程發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)問題；同時(shí)致力于學(xué)校核心競(jìng)爭(zhēng)力指標(biāo)，為提升武漢大學(xué)綜合實(shí)力服務(wù)；培養(yǎng)新能源領(lǐng)域創(chuàng)新人才；促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化和應(yīng)用。

立足武漢大學(xué)現(xiàn)有理工科基礎(chǔ)，結(jié)合《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》、國家“一帶一路”總規(guī)劃，以國家重大戰(zhàn)略所體現(xiàn)的共性問題為根本，避免校內(nèi)不同學(xué)院間的低水平、碎片化無序競(jìng)爭(zhēng)和重復(fù)研究，為整合學(xué)校電氣工程學(xué)院在新能源發(fā)電、預(yù)測(cè)及并網(wǎng)消納技術(shù)方面、物理學(xué)院在光伏高效利用轉(zhuǎn)化方面、化學(xué)學(xué)院在電池儲(chǔ)能和生物質(zhì)能利用方面、測(cè)繪學(xué)院和資環(huán)學(xué)院在太陽能光伏預(yù)測(cè)方面、電信學(xué)院在互聯(lián)網(wǎng)+方面、計(jì)算機(jī)學(xué)院在云計(jì)算和人工智能方面、動(dòng)力與機(jī)械學(xué)院在風(fēng)力發(fā)電裝備制造方面、水利水電學(xué)院在抽水蓄能電站方面的研究?jī)?yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)與國內(nèi)其他工科強(qiáng)校不同的差異化跨越式發(fā)展態(tài)勢(shì)，在明確新能源研究發(fā)展框架的基礎(chǔ)上，立足于含新能源電力系統(tǒng)領(lǐng)域，突破電力裝備及系統(tǒng)安全運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)：（1）新能源分布、地理信息、消納模式及電力市場(chǎng)的新能源開發(fā)與高效利用的基礎(chǔ)理論；（2）復(fù)雜地理環(huán)境和電磁條件的新能源電力裝備及系統(tǒng)安全運(yùn)行與控制技術(shù)；（3）新能源高效轉(zhuǎn)換與儲(chǔ)能的電力電子裝備接入技術(shù)；（4）新能源裝備及系統(tǒng)防雷與接地技術(shù)等4個(gè)方面凝練契合于國家新能源研究重大戰(zhàn)略需求的各學(xué)科交叉發(fā)展共性問題。

聚集各個(gè)相關(guān)學(xué)科優(yōu)勢(shì)建設(shè)新能源研究平臺(tái)，充分發(fā)揮學(xué)校電氣工程學(xué)科在新能源發(fā)電、預(yù)測(cè)及并網(wǎng)消納技術(shù)方面、物理學(xué)科在光伏高效利用轉(zhuǎn)化方面、化學(xué)學(xué)科在電池儲(chǔ)能和生物質(zhì)能利用方面、遙感測(cè)繪學(xué)科在太陽能光伏預(yù)測(cè)方面、電子信息學(xué)科在電動(dòng)汽車充電樁方面、計(jì)算機(jī)學(xué)科在云計(jì)算方面、動(dòng)力機(jī)械學(xué)科在機(jī)電能量轉(zhuǎn)換方面、水利水電學(xué)科在抽水蓄能電站方面的優(yōu)勢(shì)，真正實(shí)現(xiàn)學(xué)科之間的交叉與融合。

5 結(jié)束語

新能源研究平臺(tái)建設(shè)將重點(diǎn)專注于新能源領(lǐng)域的前沿科學(xué)問題和關(guān)鍵技術(shù)的研究性工作，為武漢大學(xué)探索與現(xiàn)代大學(xué)管理體制相適應(yīng)的科研和人才培養(yǎng)創(chuàng)新提供試驗(yàn)平臺(tái)和環(huán)境。以期通過靈活的管理體制，在整合相關(guān)優(yōu)勢(shì)學(xué)科研究基礎(chǔ)的同時(shí)，積極促進(jìn)學(xué)校新能源領(lǐng)域先進(jìn)研究成果與高新科技企業(yè)結(jié)合進(jìn)行轉(zhuǎn)化，并能夠?yàn)槲錆h大學(xué)在新能源研究領(lǐng)域提出符合國家新能源發(fā)展戰(zhàn)略需求的重大科學(xué)問題和關(guān)鍵技術(shù)的提供培育土壤。

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