智能電網(wǎng)信息工程專業(yè)課程體系建設(shè)

廖 斌，艾 欣

(華北電力大學電氣與電子工程學院，北京 102206)

我校智能電網(wǎng)信息工程新專業(yè)，已成功成為教育部首批承辦的院校之一。通過建設(shè)新專業(yè)，可以促進我院強電優(yōu)勢學科和弱電學科的交叉融合，從而帶動弱電學科跨越式發(fā)展，進一步貫徹了我校的大電力特色辦學思想。

1 新專業(yè)設(shè)置的必要性和可行性

近年來，美國和歐洲發(fā)達國家提出了智能電網(wǎng)發(fā)展理念，賦予其承載保障能源安全、促進能源清潔高效利用和提振經(jīng)濟發(fā)展等重要使命。智能電網(wǎng)已經(jīng)成為當今世界電網(wǎng)發(fā)展的新方向［1，2］。我國在制定的“十二五”規(guī)劃當中將其列為七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，加以重點扶持和發(fā)展。

以信息化、自動化和互動化為特點的現(xiàn)代智能電網(wǎng)，不但能提高能源的使用效率和可靠性，而且將成為發(fā)展低碳經(jīng)濟和促進社會轉(zhuǎn)型的重要措施。信息化與電力工業(yè)的深度融合將隨著智能電網(wǎng)的建設(shè)體現(xiàn)得更加充分。與此同時，智能電網(wǎng)作為能源產(chǎn)業(yè)革命必將對電力教育和人才培養(yǎng)產(chǎn)生重要影響，并對智能電網(wǎng)相關(guān)人才產(chǎn)生多方面需求。

高校作為國家培養(yǎng)高水平人才的基地，增設(shè)智能電網(wǎng)相關(guān)專業(yè)或方向，培養(yǎng)跨學科的復合型工程技術(shù)人才勢在必行。

2 新專業(yè)的人才培養(yǎng)

2.1 培養(yǎng)目標和模式

培養(yǎng)目標是培養(yǎng)具有扎實的專業(yè)理論和專業(yè)技能，具備較強的綜合素質(zhì)和一定的創(chuàng)新精神，掌握信息采集和處理的基本理論和智能電網(wǎng)的信息通信技術(shù)，對智能電網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)有一定認識，可以在信息化、自動化、互動化的電力系統(tǒng)領(lǐng)域從事研究、開發(fā)、設(shè)計、制造、運行維護與管理等工作的復合型高級工程技術(shù)人才。

該人才培養(yǎng)模式的特點是:①體現(xiàn)了智能電網(wǎng)信息工程技術(shù)人才知識、能力和素質(zhì)要求的主要應(yīng)用特點，屬于復合型人才培養(yǎng)模式;②人才的知識面涵蓋了電子信息工程、通信工程、電氣工程及其自動化等相關(guān)專業(yè);③“強弱電結(jié)合，以弱電為主”體現(xiàn)在人才培養(yǎng)的各個環(huán)節(jié)上。

2.2 基本要求

本專業(yè)學生主要學習電工電子技術(shù)、計算機應(yīng)用技術(shù)和信息通信技術(shù)，同時掌握電氣工程的基本知識和理論，使學生具備跨學科的綜合素質(zhì)和專業(yè)技能。

新專業(yè)畢業(yè)生應(yīng)獲得以下的知識和能力。

(1)具備扎實的自然科學基礎(chǔ)，良好的政治理論基礎(chǔ)，較好的人文、藝術(shù)和社會科學基礎(chǔ);

(2)掌握電子電路的基本理論，具備分析和設(shè)計電子設(shè)備的基本能力;

(3)掌握光纖、無線和PLC等智能電網(wǎng)技術(shù);

(4)掌握電力系統(tǒng)運行與控制的基本規(guī)律;

(5)了解智能電網(wǎng)特點和關(guān)鍵技術(shù);

(6)獲得較好的工程實踐訓練，具有綜合解決工程實際問題的能力;

(7)掌握一門外語，具有聽、說、讀和譯的基礎(chǔ)，能夠廣泛閱讀本專業(yè)外文文獻。

2.3 特色教學課程

(1)“智能電網(wǎng)技術(shù)”(2學分):本課程介紹智能電網(wǎng)的基本概念、內(nèi)涵和特點，介紹智能電網(wǎng)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，并分析現(xiàn)階段我國開展智能電網(wǎng)建設(shè)的條件。對建設(shè)智能電網(wǎng)涉及到的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)、通信系統(tǒng)、先進測量體系、需求管理、智能調(diào)度以及分布式能源接入技術(shù)作綜合性闡述。

(2)“智能電網(wǎng)信息安全”(2學分):本課程從智能電網(wǎng)的基本概念入手，較為系統(tǒng)地論述智能電網(wǎng)信息安全的理論、原理、技術(shù)和應(yīng)用，內(nèi)容包括對稱密碼算法、公鑰密碼算法、哈希函數(shù)和消息認證數(shù)字簽名、密鑰管理以及訪問控制等。

(3)“智能電網(wǎng)通信技術(shù)”(2學分):本課程主要介紹智能電網(wǎng)中所采用的通信技術(shù)，包括新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)(IPV6)、光纖以太網(wǎng)、電力線通信PLC、3G/4G無線通信技術(shù)以及其他通信技術(shù)［3］。

(4)“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”(3學分):本課程介紹物聯(lián)網(wǎng)的基本概念、體系結(jié)構(gòu)、軟硬件平臺系統(tǒng)組成、關(guān)鍵技術(shù)以及應(yīng)用領(lǐng)域。內(nèi)容涉及節(jié)點感知識別技術(shù)，包括射頻識別工作原理、RFID系統(tǒng)的基本組成及其典型應(yīng)用;以及與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無線傳感網(wǎng)及其關(guān)鍵支撐技術(shù)等。

(5)“智能電網(wǎng)先進傳感技術(shù)”(3學分):本課程主要介紹在實現(xiàn)電力設(shè)備智能化過程所需要用到的主要傳感器技術(shù)，包括電量傳感器和非電量傳感器技術(shù)兩大類。利用這些傳感器可以進行電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測，將電壓、電流、局放、溫度、震動和速度等信息送到電網(wǎng)系統(tǒng)，從而有效地控制電網(wǎng)。

(6)智能電網(wǎng)綜合監(jiān)控技術(shù)(2學分):主要介紹電網(wǎng)調(diào)度自動化和變電站自動化系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，使學生理解和掌握電網(wǎng)運行的遠方監(jiān)視和控制的原理，掌握數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)，能量管理系統(tǒng)與變電站自動化系統(tǒng)的功能。

3 新專業(yè)的課程體系

智能電網(wǎng)信息工程包括電氣工程及其自動化、電子信息工程、通信工程以及計算機科學與技術(shù)等多個專業(yè)。本專業(yè)課程知識體系如圖1所示，涉及到通識教育、專業(yè)教育和綜合教育三方面。

圖1智能電網(wǎng)信息工程專業(yè)知識體系結(jié)構(gòu)

4 結(jié)語

為了滿足國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，我校增設(shè)了智能電網(wǎng)信息工程新專業(yè)，以便培養(yǎng)掌握現(xiàn)代信息通信技術(shù)，能夠在智能電網(wǎng)建設(shè)，運行和維護中發(fā)揮重要作用的復合型人才。我院已確定了新專業(yè)的培養(yǎng)目標及課程體系結(jié)構(gòu)，并從2011年開始每年招收2個班約60名學生。在實施過程中，我院將高度重視特色專業(yè)的建設(shè)工作，進一步完善課程體系建設(shè)，并組織編寫相關(guān)特色專業(yè)課教材，加強教師師資隊伍建設(shè)，切實為同類高校相關(guān)專業(yè)建設(shè)和改革起到示范和參照作用。

［1］陳樹勇，宋書芳等.智能電網(wǎng)技術(shù)綜述［J］.北京:電網(wǎng)技術(shù)，2009，33(8)

［2］林宇峰，鐘金等.智能電網(wǎng)技術(shù)體系探討［J］.北京:電網(wǎng)技術(shù)，2009，32(12)

［3］孫晶，智能電網(wǎng)及其通信技術(shù)［J］.北京:電力系統(tǒng)通信，2010，31(12)