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風能與動力工程專業范文1
由于風電產業的飛速發展，高等學校的專業設置顯得相對滯后，導致風電相關技術人才匱乏，同時這方面的專業教育資源和專業的高級人才也相當缺乏。風電產業的可持續發展、風電領域核心技術的突破很大程度上依賴我國風電本科人才培養。伴隨著產業規模的日益擴大、風力機組單機容量的進一步增加以及風電科技的快速發展，人才短缺的問題日益凸顯。風電本科教育始于2006年，教育部相繼批準華北電力大學、河海大學、長沙理工大學、蘭州理工大學、內蒙古工業大學、東北電力大學和沈陽工業大學等少數高等院校開辦“風能與動力工程”本科專業。國內設置風能與動力工程專業的院校，如蘭州理工大學主要依托能源與動力工程學院，華北電力大學主要依托可再生能源學院，沈陽工業大學主要依托新能源工程學院，培養計劃偏重于動力機械；專業設置側重于風力發電的只有河海大學，由原電氣工程學院與水利水電工程學院部分學科專業調整合并組建了能源與電氣學院，并設置了新能源系，但是也成立于2009年，其人才培養和課程體系也屬于摸索階段。目前，設置本專業的高校因發展基礎和辦學定位等方面的差別，所制定的培養方案也存在一定差別和側重，對于風電這個新興產業對人才的需求及風電人才培養缺乏系統的、深入的研究。
師資短缺是新辦專業普遍面臨的問題，之前沒有這方面的人才儲備，也缺乏這方面的專業教育資源，現有的少數高級人才相對集中在一些科研單位。教師除部分從事過與新專業相關科研項目的骨干教師外，一般都對新專業課程體系缺乏總體掌握，在轉行教師中常出現的問題是教學內容組織缺乏面向新專業的針對性。對于骨干教師應注意的問題是科研成果向教學中的轉化問題，將風能最新技術進展融入到課堂教學中。結合我國風電行業發展的現狀和趨勢，從人才現實需求和高等教育銜接的角度立足于內蒙古的資源優勢、地域特色及畢業去向，構建以風能與動力工程專業為核心，形成創新型、實踐型為主的風電人才培養體系，不求規模的最大化，但求優勢和特色的互補。在橫向對比其他院校風能與動力工程專業人才培養的基礎上構建創新人才培養體系，將培養創新能力和工程實踐能力視為風能與動力工程專業的主要人才培養模式，同時培養學生具備到邊遠艱苦地區工作的身體素質和意志品質。
二、風能與動力工程專業課程體系設置規劃
風力發電系統是一個綜合電機制造、空氣動力學、電力電子、電力系統、先進控制理論等多學科知識的高度交叉的新技術系統工程，現有風能與動力工程專業的教材缺乏系統性、實用性和時效性，同時復合型師資和教育資源有所欠缺，各學科交叉聯合攻關研究的學術氛圍不濃。在調研其他院校風能與動力工程專業課程體系的基礎上，本著學以致用的思想，立足內蒙古風電大發展的現實，面向風電制造企業和風電場，秉承服務社會的理念，優化整合教學資源，既要保證理論知識的掌握又要提升學生實際動手能力，構建科學合理、特色鮮明的以風力發電為主體專業課程體系。
在完善風電人才教育體系的基礎上構建了內蒙古工業大學風能與動力工程專業選課指導。課程體系設置以綜合素質教育為核心，實踐能力和創新精神培養為重點，要求學生具備較寬廣的電氣學科工程技術基礎和風能與動力工程領域專業知識，接受風能開發利用技術的基本科研和工程訓練，具有分析和解決風能利用方面問題的基本能力，能把握電機電器、電力系統、電力電子、自動控制與風力機械和風電場的有機結合，強化多學科交叉融合與實際工程應用能力的緊密聯系。其專業主干課程主要包括：工程力學、機械制圖、電路原理、電子技術基礎、電力電子技術、自動控制理論、電機學、電力拖動自動控制系統、風力機空氣動力學、風資源測量與評估、風電機組控制技術、風電場電氣工程、風力發電系統建模與仿真、風電機組測試與維護、太陽能發電技術、可再生能源。
風能與動力工程專業作為一個工科專業，要求很強的實踐性，需要配備良好的實驗環境和實踐基地。由于開辦時間短、缺少相關的教學實驗設備，加之風電機組的安裝條件等因素，高校雖然擁有良好的育人環境，但是教學資源和實踐基地的缺失已經嚴重制約了風電人才的培養。目前國內只有少數單位開發了演示性風電實驗裝置。為彌補實驗設備不足的問題，可以采用建立校企產學研合作的方式，充分利用地區優勢，與內蒙古范圍內的風力發電企業建立實習基地。目前我國正式出版的風能技術書籍不少，但其中能直接用于本科教學的書籍較少。主要是由于這些書籍集中于以下三類：第一類為技術培訓類教材，理論性和知識的系統性不足；第二類為理論性專著，偏重理論性，有深度，很多內容源自作者的學位論文或技術報告，部分章節的難度遠超本科生的理解能力；第三類是各國風電行業標準和操作規程，可作為教學輔助用書，但同樣不適于課堂教學。由于以上問題，內蒙古工業大學在沒有進行專業師資培訓的前提下，教師們通過自身科研和刻苦自學克服了很多實際困難，采取自編校內講義和其他近似參考教材相結合的方式開出了風能與動力工程專業所有大綱要求的專業課程，如風力發電系統建模與仿真、風電機組測試與維護、無功補償技術等專業課程，計劃在經過兩到三屆的試用和修改補充后正式出版一些教材。
三、結語
風能與動力工程專業范文2
關鍵詞：教育改革；培養方案；創新；能源動力工程
作者簡介：代元軍（1978-），男，河南正陽人，新疆工程學院電力系，副教授；李保華（1979-），女，河南新安人，新疆工程學院化學與環境工程系，講師。（新疆 烏魯木齊 830091）
基金項目：本文系新疆工程學院重點教學改革研究課題（項目編號：2013-ZD11）研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）22-0075-02
能源，是世界發展的重要資源和動力，能源的科學開發和優化配置，是當今各國現代工業以及國民經濟和社會發展乃至富民強國的必由之路。新疆有著極為豐富的能源資源。據統計，新疆的石油、天然氣和煤炭預測資源量，分別占全國陸地預測資源量的30%、34%和40%，光、熱、風等資源也在全國占有較大份額，這為新疆建設國家能源戰略基地奠定了堅實的基礎。
在新疆如此豐富的特色資源下，新疆高校能源與動力本科專業如何設計地方特色的人才培養方案，構建課程體系，完成理論教學與實踐教學的創新和一體化，是擺在能源與動力工程教育者面前的難題。
一、新疆經濟發展對能源與動力工程專業人才需求的預測
首先，一方面隨著煤炭的大量生產，通過建設大型電廠，把煤轉變成電，利用“西電東送”兩條750kV的高壓交流電網和一條800kV高壓直流電網把電輸送到疆外；另一方面新疆的新能源領域快速發展，鑄就太陽能、風能等高新技術產業的輝煌業績和企業的規模擴張。目前新疆發電企業和新能源企業向大型化、自動化和智能化快速發展，必然會對技術人員提出新的更高的要求。因此培養能源與動力高層次工程技術人才，是建設現代化能源企業的當務之急。
其次，新疆現階段煤電產業和新能源產業主要依靠內地大企業引進現代化的生產工藝和技術裝備來實現，其設備技術和管理已接近中國先進水平。然而，新疆地處偏遠，引進高端人才困難，勞動力成本高，人員不穩定。目前煤電行業和新能源行業面臨著這樣的問題：一方面是技術先進、設備先進、管理先進，另一方面是與之配套的運行、維護和管理的應用型高級工程技術人才卻嚴重不足，從而使先進的技術和設備無法發揮應有的水平，甚至不能正常運行，導致事故發生，人才本土化培養的問題日益突出。[1]
根據《2009-2015年煤炭煤電煤化工人才發展規劃》，到2015年，新疆煤電裝機3450萬千瓦，新增裝機約2630萬千瓦，可向我國東部送電1100萬千瓦，預計新增煤電行業從業人員2萬人，熱電行業存在大量的人才缺口。同時，在新疆地區，新能源產業人才也是非常缺乏，人才培養不能夠滿足新能源市場迅速發展的需求。
所以加快能源與動力工程本科專業人才培養步伐，促進新疆煤電工業和新能源產業的跨越式發展，有利于加快解決高層次人才培養本土化問題，實現當地招生，當地培養，當地就業；有利于培養高層次新疆少數民族工科人才，促進少數民族整體素質及文化水平的提高。這對新疆煤電行業的健康持續穩定的發展有著重要作用，為新疆長治久安、社會穩定、各民族不斷富裕發揮重要作用。
二、新建本科院校能源與動力工程本科專業培養目標和培養模式
據現行的教育部本科專業目錄，能源與動力工程專業由原熱力發動機、流體機械及流體程、熱能工程與動力機械、熱能工程、制冷與低溫技術、能源工程、工程熱物理、水利水動力工程和冷凍冷藏工程等9個專業組合而來。[2]目前能源與動力工程致力于傳統能源的利用及新能源的開發和如何更高效利用能源。能源既包括水、煤、石油等傳統能源，也包括核能、風能、生物能等新能源，以及未來將廣泛應用的氫能。動力方面則包括內燃機、鍋爐、航空發動機、制冷及相關測試技術。這是符合我國市場經濟發展現狀以及國際經濟一體化趨勢的。
過去，新疆工程學院熱能動力設備及應用專業的培養目標是：“培養德、智、體全面發展，能夠從事熱能動力及其控制設備安裝、調試、運行、檢修、管理及一般熱力與控制工程設計，具備基本的經濟與管理、社會與人文、環境與保護等方面基本知識的第一線高等工程技術應用型、復合型人才?！盵3]隨著新疆工程學院的升本，學校在2012年開始制定能源與動力工程的人才培養方案，為了順應國內外尤其是新疆地方特色的能源動力科學技術的發展趨勢，對培養目標的提法進行了多次修改。在2013級專業培養方案中，專業培養目標已修改為：“培養適應新疆經濟社會發展，特別是新型工業化建設需要的知識、能力、素質協調統一，具備寬厚的基礎知識、具有創新精神和實踐能力，專業應用能力突出，獲得工程師素質基本訓練的德、智、體、美全面發展的應用型高級工程技術人才。畢業生應具備熱能工程、傳熱學、流體力學、動力機械、動力工程等方面基礎知識，能在國民經濟各部門，從事動力機械（如熱力發動機、流體機械）的動力工程（如熱電廠工程、新能源工程、制冷及低溫工程、空調工程）的設計、制造、運行、管理、實驗研究和安裝、開發、營銷等方面的高級工程技術人才?！盵4]
三、新建本科院校能源與動力工程本科專業課程體系的創新改革思路
國外高等工程教育中沒有專門設置能源與動力工程專業，但是在機械工程專業中，都開設了工程熱力學、傳熱學等課程，其中機械工程專業把傳熱學課程作為專業的必修課程。為適應現代工業的快速而巨大的發展，美國、日本和德國一些發達國家不斷地對高等工程教育進行著改革。[5-7]
目前，新疆工程學院能源與動力工程專業在課程體系方面的改革要體現出“常規能源、新能源、節能減排技術、信息技術、管理技術相結合，適應時展，滿足市場需求，同時充分考慮學生自我發展，培養創新人才”這一總體思路，通過課程設置和教學組織來體現和實施改革意圖。在課程體系的設計思想上，歸納起來可以說是“夯實基礎，拓寬口徑，手腦并用，鼓勵創新”。
四、新建本科院校能源與動力工程本科專業教材建設和課程設置
教材建設對于能源能與動力工程專業的教學改革與創新意義重大。通過編寫適合新疆特色和民族特色的新教材，對于內容陳舊或重疊的課程和學時，進行合理精減和合并，拓展和新增反映社會人才需求趨勢和專業發展的課程，來體現課程體系的創新改革的設計思想。
在課程設置方面，將原“機械原理”和“機械設計”兩門課程（共計96學時）合并為“機械設計基礎”（72學時）；原“公差與互換性技術”和“機械工程材料”（共56學時）合并為“公差與金屬材料”（24學時）；原“熱工儀表”和“熱能與動力工程測試技術”（共80學時）合并為“熱工過程檢測技術”（48學時），原“制冷技術”和“熱泵技術”（共64學時）合并為“制冷原理及設備”（64學時）等。新增風能利用技術40學時、太陽能利用技術40學時、節能技術32學時，動力工程前沿12學時、新能源工程前沿10學時、制冷空調工程前沿10學時等合計學術前沿專題講座32學時，以講座的形式由相應領域的專家負責編寫大綱和主講。
五、新建本科院校能源與動力工程本科專業采用徹底的專業課程選修制
充分利用新疆工程學院的學分制和選修制，根據能源與動力工程專業的國內外發展動態、市場需求及學生的志愿和興趣，實施更為徹底的專業課程選修制度。
在2013級培養方案中， 除必修的公共基礎課和專業基礎課外，其余專業課分為專業必修課和專業選修課，共91.5學分，供學生從中選修69.5學分。并且要求高年級學生在選擇專業方向課程時，用“交叉捆綁”方法必須選擇部分專業選修課（例如對“熱電工程”方向捆綁部分“新能源工程”，對“制冷空調工程”方向捆綁部分“新能源工程”），以拓寬學生的就業范圍。
六、新建本科院校能源與動力工程本科專業實驗教學體系改革
一直以來，作為具有典型實驗研究特點的能源與動力工程專業，在實驗教學方面主要開展較多的演示型和驗證型實驗。該種做法使得學生實驗技能欠缺，尤其在解決工程實際問題中，其創新能力顯得不足，常常在畢業設計階段特別明顯。而目前國外大學的工科專業專門為高年級學生開設了能夠引導學生解決實際問題的高學分探索型實驗課程，目的是用以加強工科學生的動手能力。[8-10]
通過充分調查和研究，在新疆工程學院能源與動力工程專業培養方案中安排了36學時的“自主創新專業實驗”教學環節，以擴展和補充專業實驗教學的內涵，提高專業實驗教學水平和質量，培養具有工程創新能力和動手能力的高素質應用型人才。這一實驗教學環節主要面向三、四年級學生，以解決來自于工廠企業生產一線的簡單的實際問題，或者以參加相關專業的大賽為出發點，學生在指導教師的引導下，根據自身的實際情況和個人要求，設計或者完成實驗。這個教學環節的設計在于實現“既重視結果，又重視過程”的創新實驗教學理念，使每名高年級學生都能在一種開放的環境和氛圍中進行學習和創新訓練，得到不同程度工程師的訓練。
七、結束語
在新疆經濟大發展的推動下，新疆工程學院熱能與動力工程教研室通過積極調研和深入思考，在發揮傳統專業優勢的前提下，明確突出地域特色、民族特色的人才培養模式，加強培養和訓練學生的工程創新思維和工程創造能力，目的是提高學生的社會競爭力，才會選擇對能源與動力工程專業培養方案進行了不斷的改革，并在實施過程中加以修訂和調整，最終取得了較好的效果。
此外，如因大面積的專業選修課帶來的教學資源（如教師、教室、實驗室、圖書等）不足、教學組織和安排困難等問題也還有待繼續研究、實踐和總結。但無論如何，作為一個傳統專業，在專業人才培養方案的創新改革與實踐方面的努力應該不是多余的。
參考文獻：
[1]秦春艷，才博.新疆新能源產業發展現狀及對策研究[J].安徽農學通報[J].2009，15（22）：3-5.
[2]中華人民共和國教育部高教司.普通高等學校本科專業目錄和專業介紹[M].北京：高等教育出版社，2012.
[3]新疆工業高等?？茖W校.2001級?？茖I培養方案[Z].新疆工業高等專科學校教務處，2001.
[4]新疆工程學院.2013級本科專業培養方案[Z].新疆工程學院教務處，2013.
[5]王秋旺，陶文銓，何雅玲.從國外傳熱學教材談起[J].中國大學教學，2000，（6）：38-39.
[6]何雅玲，陶文銓.從兩本特色明顯的國外熱工教材看我國工科機械類專業與教材改革的趨向[J].中國電力教育，2002，（4）：89-97.
[7]時銘顯.面向21世紀的美國工程教育改革[J].中國大學教學，2002，（10）：38-40.
[8]陳介華，陳明清.中日高等教育之比較[J].無錫輕工大學學報，2001，2（3）：304-307.
風能與動力工程專業范文3
1高職高專院校培養目標分析
面向生產、建設、服務和管理第一線高技能人才的培養一直為高職高專的培養目標和職責。隨著風電制造產業的發展，國內也有不少高職高專院校開設了風能與動力工程相關專業。如：贛西科技職業學院、吉林電子信息技術學院、天津中德職業技術學院、天津職業技術師范大學等。高職高專的風電專業培養目標一般要求學生具備風力發電設備的裝配、調試、檢測、維護與維修等基本能力。核心課程包括：機械制圖、計算機繪圖、電工基礎、機械設計基礎、機械制造基礎、電機學、單片機原理及應用、液壓與氣動技術、新能源概論、風力發電原理與應用、電氣控制與PLC技術、自動控制系統、風電機組檢測技術、風電機組的裝配與調試。主要實踐環節包括：機加工實習、鉗工實習、部件測繪、機械設計基礎課程設計、維修電工技能實訓、風電機組裝配與調試實訓、風力發電綜合實訓等。高職高專的人才培養在從業職業資格證方面有一定傾斜考慮。如學生畢業后，希望學生能獲得AutoCAD中級證、維修電工中級證、鉗工技能中級證、風電機組裝配工（中級）、風電機組維修保養工（中級）、風力發電運行檢修員等資格。風電領域從業資格證的評定也正在進行。
2風能與動力工程本科專業的課程設置與實驗規劃
結合多年的科研經驗，為培養風電機組系統設計、制造、運行與維護的應用型高級工程技術人才，本文認為有幾項專業基礎課及專業課值得推薦：機械設計基礎、液壓與氣壓傳動、電力電子技術、電氣控制及PLC技術、電機學、電力工程、風電機組及能量轉換、風力機空氣動力學、風電機組機械系統設計、風電機組控制技術、風電場電氣工程、風電機組檢測技術等、MATLAB與風力發電系統仿真、風電機組計算機輔助設計、風電場規劃與設計、風電場運行與維護。對于重要的幾門專業課程的主要內容設置建議如下：《風電機組機械系統設計》課程，旨在引導學生理解與掌握風電設備的主要機械設計知識。內容涵蓋風電機組的結構與原理、風電機組機械設計基礎、風電機組總體設計、主傳動系統設計、偏航與變槳機構設計、支撐系統設計等?！讹L電機組及能量轉換》課程，旨在引導學生理解與掌握風力發電系統的風能轉換為電能的整個工作原理過程。內容涵蓋異步發電機及控制技術、同步發電機及控制技術、雙饋異步發電機特性及控制技術、永磁同步發電機特性及控制技術等?！讹L電場電氣工程》課程，旨在引導學生理解與掌握風力發電電氣工程一次、二次設備與系統的工作原理與過程。內容涵蓋風電場和電氣部分的基本概念、風電場電氣部分構成和主接線方式、風電場主要一次設備、風電場電氣二次系統、配電裝置、風電場的防雷和接地、風電場中的電力電子設備等內容。《風電機組控制技術》課程，旨在引導學生理解與掌握風電機組設備運行的控制原理及過程。內容涵蓋風電機組主要執行機構及其控制、定槳恒速風電機組的控制、變速恒頻風電機組的控制、風電機組主控軟件編制規則、風電機組的監測與故障診斷等內容?！讹L電機組檢測技術》課程，旨在引導學生理解與掌握風電機組常規的檢測、測試技術，掌握設備運行的故障分析手段。內容涵蓋測量誤差與數據處理、傳感器原理與應用、電能質量測量、功率特性測量、風電機組載荷測量、風電機組噪聲測量、低電壓穿越測試等內容。為配合前面的主要課程內容，推薦規劃的實驗[7-9]課程如下：整機模型機械結構認知與拆裝實驗；整機模型控制系統認知與拆裝實驗；風力發電能量轉換與并網實驗；電能質量檢測實驗；電氣運行控制、原理設計與編程實驗；變槳距控制原理實驗。
3風能與動力工程本科專業實驗規劃研究
為配合課程建設，通過教學講授和動手實踐環節，使學生深入了解風電的基本理論與知識體系，在電氣控制方面的實驗規劃中有幾個必要實驗手段值得考慮。分別介紹如下：
3.1風電機組縮比模擬實驗臺為方便學生對風電機組有一個整體的認識并理解風電機組的工作原理，在風電機組縮比模擬實驗臺上實現工作過程的模擬非常有必要。功能可涵蓋偏航系統、變槳距系統、液壓系統、機組傳動系統和制動系統、啟動、對風、并網、變槳距、大風脫網停機等動作邏輯的演示、控制策略模擬等。整個風電機組縮比模型效果如圖1所示，操作臺與控制柜模型設計如圖2所示，實驗臺控制系統配置如圖3所示。設計的技術規格描述如表1所示。實驗臺上進行的主要實驗可規劃為：（1）機械結構認識與拆裝實習；（2）電氣構成認識與拆裝實習；（3）風電機組工作原理及動作邏輯的演示，啟動、對風、并網、變槳距、大風脫網停機；（4）風能轉換原理的模擬與實現；（5）機組并網過程與功率調節功能的實現；（6）輸出電能質量檢測及電壓穩定性控制功能的實現；（7）風速、風向測量編程實現；（8）自動偏航對風、扭纜保護、手動偏航功能編程實現；（9）齒輪箱溫度、壓力、油循環系統模擬控制實驗；（10）液壓系統剎車功能演示與實現；（11）電動驅動變槳距機構認識與控制實現；（12）額定風速之下MPPT轉矩控制功能實現；（13）額定風速之上恒功率變槳距調節功能實現；（14）有功、無功功率輸出控制的實現；（15）安全鏈動作保護與功能實現；（16）遠程監控SCADA功能設計與實現；（17）多種通訊協議的編程實現；（18）電氣防雷保護設計。
3.2雙饋風力發電機風電機組并網實驗臺風電機組的并網及電能質量一直是發電集團主要關心的技術指標，同時也是國家電網規范接入技術條件、實施電網導則的重要方面。配合《風力發電機及能量轉換》課程的并網實驗臺的規劃非常有必要。該實驗臺可按照雙饋或者永磁風力發電系統進行配置設計，實驗臺設計的技術規格描述如表2所示。實驗功能可規劃為：（1）風功率模擬實驗：利用能量轉換臺模擬風輪吸收功率實驗，掌握風輪吸收最大功率的影響因素，以及他們各因素與風輪最大功率之間的關系。理解影響雙饋風力發電系統中能量轉換效率的物理量或參數。（2）雙饋/永磁電機工作特性試驗：使學生了解發電機的外特性，調節特性。加深對風力發電系統運行特性的理解。（3）發電機并網同步化過程實驗：驗證并網需要滿足的條件，觀察并網動態過程，定子電流電壓的變化關系。（4）自動并網功率因數調節實驗：在并網狀態下，對發電機功率因數進行調節，測量電能質量。通過對電能的測量使學生能熟練使用電能質量測試傳感器，儀器儀表的觀察和使用。
3.3風電機組運行控制PLC編程實驗臺風電機組的運行控制技術一直是國內外爭論創新點的主要關注點。由于其高風險性和高可靠性要求，很多廠家和設計單位都依靠國外技術引進來解決。配合《風電機組控制技術》課程的風電機組運行控制PLC編程實驗臺的規劃非常有必要。實驗平臺可主要由控制器PLC以及一些虛擬軟件仿真來實現。功能可設置為：偏航、變槳、液壓站、剎車、齒輪箱、變槳軸承、機艙溫度及熱交換、航空障礙燈及機組運行狀態、安全鏈等控制編程訓練。也可結合一些運行風電機組的3Dsimulation模型，進行三維模擬變槳、偏航、齒輪箱、發電機等過程的人性化體現，逼真而且有直觀效果。學生可進行的實驗規劃可列為：（1）偏航電路硬件互鎖功能線路設計；（2）偏航傳感信號采集和自動對風編程實驗；（3）機組正常啟動、停機實驗；（4）液壓機構原理及控制實驗；（5）齒輪箱油循環、機艙通風溫度控制編程實驗；（6）機組安全保護實驗；（7）額定風速下轉矩優化控制編程實驗；（8）額定風速上變槳距PID功率控制編程實驗。
3.4三軸聯動電動變槳實驗臺風電的電動變槳距機構在機組運行維護過程中一直是頻繁的故障源。設計規劃一套模擬風電機組的變槳執行機構及變槳控制原理實現的實驗臺，可以作為本科專業學生理解變槳距機構工作原理和高職院校鍛煉變槳距機構維修維護技能訓練的最佳設備。主要的設計思路可考慮為：系統由3套獨立的模擬變槳裝置組成，包含3組伺服變槳電機、伺服驅動、磁粉力矩負荷、減速機構、葉片傳感器和葉片限位開關，通過通信進行PLC和伺服驅動數據交換，由PLC分別對其進行控制。整個變槳實驗臺模擬效果如圖4所示，設計的技術規格描述如表3所示?？梢巹澋膶W生實驗包括：（1）建立變槳伺服和變槳電機的連接，通過變槳伺服手動操作對變槳電機的控制實現開槳、關槳等控制過程；（2）建立變槳控制器和變槳驅動之間的通信，并進行狀態和控制信息數據交換；（3）通過PLC編程，實現變槳系統開槳、關槳動作；（4）手動給定位置目標，通過PLC實現變槳的PID位置控制；（5）模擬機組安全鏈及其他故障處理動作，實現變槳系統的保護過程。
4結論
風能與動力工程專業范文4
關鍵詞：電廠鍋爐；發電廠；熱能動力工程；燃燒效率；燃燒控制技術 文獻標識碼：A
中圖分類號：TK229 文章編號：1009-2374（2015）13-0052-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.13.027
熱能動力工程包含眾多專業，這些專業所涵蓋的內容也很廣泛，幾乎所有的專業都需要依賴和運用熱能動力工程學的知識。拿火電發電廠來說，發電廠中的汽輪機和電廠鍋爐都是熱能動力工程所探究的領域，另外由于掌握先前熱動能的相關知識，所以我國火力發電廠的前景才一片良好。隨著經濟的發展，為了適應社會變化，我們只有進一步提高電廠鍋爐的燃燒效率才能符合市場要求，因此我們要積極運用熱能動力技術來推動電廠鍋爐的進步，提高整體經濟效益。
1 電廠鍋爐的構成要素
發電廠的運作離不開電廠鍋爐的應用和支持，電廠鍋爐作為發電廠的支柱設備，在發電廠中發揮著重要的作用。電廠鍋爐主要由兩個方面組成：一方面是外殼部分，另一方面則是燃氣鍋爐控制部分。從外殼來說，外殼是由底殼和面殼組成的，底殼的作用就是加強穩固燃燒器，另外，底殼的膨脹水箱等部分要件都是由底殼連接在一起的，通過底殼的作用從而固定在墻體上。從面殼來說，面殼的主要作用是防止風塵的污染，從而保護各個重要部件。燃氣鍋爐控制部分是電廠鍋爐最重要的構成要素，是整個鍋爐構造中的核心部分，它主要控制燃料的燃燒。傳統的控制方式以人力為主，不能很好地控制溫度，使其數值失真，而現在控制系統大部分都是由電子控制，這樣能夠保證操作準確，達到控制效果，實現控制目標，符合控制要求。
2 電廠鍋爐在熱能動力工程中的應用
社會生產和人們生活都需要電力的支持，社會和經濟的發展也都離不開電。另外，我國主要是依靠火力發電來滿足我們用電需求。隨著人類的進步和社會的進展，人們對電力的使用需求也在不斷增大，我們不僅要提供充足的電量，并且還要保證電力質量。因此，為了適應社會變革，火力發電廠只有改進生產技術，提高工作效率，不斷完善電廠鍋爐的運作系統和整體構造，從而提高鍋爐性能和燃燒效率。我們在改進的同時，要明確電廠鍋爐是由眾多部分組成的，每一部分都要引起重視，提高各個部分的性能，從而促進整體發展。
基于以上研究，熱能動力工程的應用研究便成為首要關注問題。電廠鍋爐在應用中主要是實現熱能和機械能的轉換，而根據熱能動力工程學的研究對象原理來看，電廠鍋爐便是我們將要研究的對象，因此熱能動力工程學具有極強的綜合性和實踐性。我們需要運用熱能動力學知識來探究電廠鍋爐的構造技術和工作流程。眾所周知，隨著經濟的發展，我們可以使用的資源越來越少，地球上的資源受到了前所未有的挑戰，面對當前形勢，我們只有節能減排，重視電廠鍋爐的應用技術才能實現社會的良性運轉。
3 熱能動力在電廠鍋爐發展中的應用需要
熱能動力和電廠鍋爐本身就具有緊密的聯系，如果把熱能動力工程專業原理和電廠鍋爐生產系統結合起來，那么對未來電廠鍋爐的發展無疑具有極大的推動作用。以風機為例，風機在電廠鍋爐中發揮極大的作用，隨著時代的發展，當代風機一般都是至關重要的流體運行設備，其運作方式主要是通過葉輪的旋轉來得到風能，并在此基礎上，把機械能轉化成氣體壓力，投放到電廠鍋爐中使用，一旦氣體擴散，便能夠保證燃料的燃燒率，這足以可見風機的重要性。但是，就我國目前來看，很多鍋爐的問題便出在風機方面，風機運作強度大，工作量多，再加上運行環境的不良狀態，所以風機容易發生損壞。因此，如何提高電廠鍋爐風機工作水平和工作性能已經成為當前研究的重中之重。我們只有通過利用熱能動力工程技術來不斷增強風機的耐用性能，提高風機的承載力，解決當前風機使用過程中的疑難
問題。
4 熱能動力工程爐內燃燒控制技術的運用
燃氣鍋爐控制部分是電廠鍋爐最重要的組成部分，鍋爐的燃燒控制技術決定著鍋爐的發展前景，是能量轉化幅度的關鍵技術。傳統的鍋爐主要是依靠人力去投放燃料，隨著科技的進步和普及，現代鍋爐大多以自動化技術為主，先進的自動控制取代人力控制。鍋爐燃燒控制技術主要分為下面兩大類：一類是空燃比里連續控制系統；另一類是雙交叉先付控制系統。這兩種控制系統都有各自的特點，通過合理運用控制系統，將夠達到生產目標。
4.1 空燃比里連續控制系統
空燃比里連續控制系統主要是由燃嘴燃燒控制器、電動蝶閥、熱電偶比例閥、流量計氣體分析裝置和PLC等其他部分構成的，熱電偶主要負責相關數據的處理和傳遞；PLC主要用于數據的比較，在此基礎上，利用微積分等計算方法來設置信號。此外，我們還要抓好比例閥門和電動蝶閥的開放幅度，這樣一切控制好之后，才能更好地調節溫度。但是這種控制系統對溫度的控制并不是很好，很多情況下并不是十分精準，因此需要我們認真確定相關數據。
4.2 雙交叉先付控制系統
雙交叉先付控制系統主要是由燒嘴、燃燒控制器、流量閥、流量計熱電偶構成的。在這個控制系統中，電信號的生成是通過熱電偶實現的，熱電偶把溫度轉化成電信號，把電信號標記為測量點的實際溫度。需要明確的是，這個測量點的溫度期望給定值是自動給定的，是通過工藝曲線來獲得的，毋庸置疑，這兩者可能會產生一定的偏差。當PLC對閥門的開合程度進行調節的時候，其調節的范圍幅度主要是依據這個偏差來衡量的。除此之外，該控制系統具有專門化的特點，燃料的控制測量是由一個專門的質量控制裝置來負責的，采用這種控制系統能夠節省其他部件的使用，降低損耗，另外還可以保障溫度數值的精確性。我們要重視熱能動力工程的燃燒控制技術，分清空燃比里連續控制系統和雙交叉先付控制系統的優缺點，根據適當的情況選取合理的控制系統，從而提高電廠的經濟效益。
5 結語
新形勢下電廠鍋爐的應用離不開熱能動力工程的支持，運用熱能動力技術來提高電廠鍋爐的燃燒效率從而來改變整體經濟效益已經成為當前發展的必然勢頭。因此，我們首先要認識電廠鍋爐的組成部件，另外還要明確電廠鍋爐構造和熱能動力工程之間的聯系，認識到電廠鍋爐和熱能動力互相影響、互相補給、互為所需。同時，我們還要不斷優化熱能動力技術，完善電廠鍋爐構造過程，尤其是風機的使用和改善，解決當前風機應用中的不利因素，提高鍋爐各部分的工作效率。最后，我們要發揮燃氣鍋爐控制部分的作用，采取空燃比里連續控制系統和雙交叉先付控制系統來實現對溫度的調節和
控制。
參考文獻
[1] 李國平，胡鳴.變頻技術在鍋爐風機上的應用[J].應用能源技術，2007，（4）.
[2] 張燕連.脈沖燃燒控制技術的應用實踐[J].現代冶金，2009，（3）.
風能與動力工程專業范文5
關鍵詞：新能源；發電企業；繼續教育；工程技術人才
作者簡介：陶瑩（1977-），女，安徽宣城人，上海電力學院成教學院，助理研究員；楊俊保（1956-），男，安徽巢湖人，上海電力學院成教學院，教授。（上海?200090）
基金項目：本文系教育部人文專項基金“電力行業工程技術人才培養繼續教育問題研究”項目（11JDGC009）、上海市教委“基于新能源電力科技人才培養繼續教育問題研究”項目（B11056）的研究成果。
中圖分類號：G726?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）24-0034-02能源作為人類生存和發展的物質基礎，是生產力的核心，是經濟增長和發展的前提。隨著傳統能源產業（煤炭、石油、天然氣等）面臨的分布不均、供給不足、消耗過大、污染環境等問題越來越突出，以新技術為基礎，以太陽能、風能、生物質能、地熱能、潮汐能、氫能等為代表的可再生的、綠色的、環保的新能源產業得到了關注和發展。
一、研究新能源發電企業工程技術人才繼續教育問題的必要性
1.我國新能源發電企業有著廣闊的發展空間
2012年3月，中國電力企業聯合會了《中國新能源發電發展研究報告》，報告顯示我國的新能源發電發展迅速，截至2011年底，全國并網新能源發電裝機容量達到5159萬千瓦，占總裝機容量的4.89%。其中：風電裝機4505.11萬千瓦，約占87.33%；太陽能光伏裝機214.30萬千瓦，約占4.15%；生物質發電裝機436.39萬千瓦，約占8.46%；地熱能發電裝機2.42萬千瓦，海洋能發電裝機0.6萬千瓦。
將以上數據與2011年底國家能源局公布的“十二五”規劃目標，即到2015年風電裝機將達1億千瓦，年發電量1900億千瓦時，其中海上風電裝機500萬千瓦；太陽能光伏發電裝機將達1500萬千瓦，年發電量200億千瓦時；生物質發電裝機達500萬千瓦，地熱能裝機達5萬千瓦，海洋能發電裝機達1萬千瓦，進行比照，不難發現新能源發電行業還將迎來更廣闊的發展空間。
2.工程技術人才是新能源發電企業的核心競爭力
巨大的發展前景吸引各地政府，投資集團紛紛加入建設大軍，新能源發電企業在各省市落地開花。在蓬勃發展的表象下，越來越多的新能源發電企業感受到人力匱乏的重壓，特別是工程技術人才的嚴重缺乏。新能源發電企業新材料、新設備、新技術推廣應用特別多，機組維護、運行要求也格外高，工程技術人才作為企業人才重要組成部分，他們的業務水平將直接決定企業的發展水平。新能源發電企業間規模與利潤上的競爭，實質上也就是工程技術人才的競爭。
3.繼續教育是現階段新能源發電企業工程技術人才培養的最佳途徑
由于我國現有的高等教育中，有關新能源發電技術專業培養起步較晚，因此新能源發電企業的工程技術人才大多數都來源于傳統的發電企業。利用這批人才在原崗位中積累的業務基礎和工作經驗，再通過短期的繼續教育進行自主培養，已經成為各大新能源發電企業目前較為通用的人才培養模式。
由此可見，繼續教育作為一種補充性教育方式，它的不斷增新、學制靈活、訓學一致等特點決定了它更能適應新能源發電企業發展的需要。因此正視新能源發電企業繼續教育現狀，科學分析教育需求，思考改善教學效果，增強新能源發電企業的后勁，是一個非常值得研究的課題。
二、新能源發電企業工程技術人才繼續教育現狀分析
1.繼續教育市場需求大
（1）高校培養起步晚，人才總量匱乏。據預測，到2020年風能、太陽能、生物質能等領域對本科以上人才的需求量將有20-30萬人。而目前高校新能源專業的設置遠遠落后于新能源產業發展對相關人才的巨大需求。2006年，華北電力大學在全國第一個開設“風能與動力工程專業”，2007-2008年，河海大學、河北工業大學、內蒙古工業大學、蘭州理工大學、長沙理工大學陸續加入風電人才培養隊伍，截止到2011年，已畢業學生僅有百余人；2011年合肥工業大學、南昌大學、電子科技大學、安徽大學的“新能源材料與器件”專業首度開始招生，河海大學、蘇州大學、重慶大學、西安交通大學、江蘇大學、華東理工大學、華中科技大學、東北大學開始了對”新能源科學與工程”專業人才的培養，以上兩專業均要到2014年才有畢業生。而太陽能、生物質能相關專業至今尚無高校開設。匯總以上數據，即使算上部分高校在機械、動力、工程等專業中開設的有關新能源方向培養的學生數，每年的相關專業畢業生總量也不足千人，人才需求的缺口相當大。
風能與動力工程專業范文6
關鍵詞：虛擬仿真；風力發電；實踐教學
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）45-0076-02
一、引言
風能作為一種綠色環保的可再生能源受到了世界各國的高度重視，我國風電并網容量已達1.29億千瓦，占全部發電機組裝機容量的8.6%。預計到2020年，風電將達到2億千瓦以上。因此，對風力發電的研發、設計、生產和管理等方面的人才需求也隨之增加。但是風力發電涉及機械、電力、電子、液壓、控制、計算機、數值天氣預報等多學科的綜合性高技術系統工程，因此成熟的風力發電實驗教學儀器還很缺乏。目前已有的風力發電實驗儀器，如上海同育教學儀器設備制造有限公司的TYKJ-SF雙饋風力發電機模擬試驗臺、上海頂邦教育設備有限公司的DB-FN02型大型雙饋風力發電實驗系統等在空載運轉、并網實驗、風速、轉距、發電功率、脫網保護等方面提供了模擬實驗。這些裝置可以幫助學生初步理解風力發電原理和技術，學習風力發電機的機械結構和系統組成。因此，亟待建設風力發電虛擬仿真實踐教學平臺，模擬各種風的形成與特性、風力發電機組的結構、風電場的建設、風電機組的控制、典型故障、各種工況條件下的風力發電機組運行狀態，讓學生能在安全的環境下身臨其境地觀察了解風力發電機組、機艙內部結構、各零部件及控制器的三維全貌；通過調整設備參數，觀察風力發電機組及各零部件的運行狀態的變化情況；讓學生理解和掌握風力發電機組設計、運行、安全維護、風電場建設與管理、風力發電機組輸出功率預測等方面的知識，快速提高學生實踐技能和職業崗位能力。
二、風力發電虛擬仿真實踐教學平臺構成
目前風力發電研究的仿真軟件主要有Matlab、GH Bladed、HAWC、DIgSILENT、PSCAD、ANSYS、Saber等。風力發電虛擬仿真平臺可以采用3D虛擬現實技術、Matlab和Bladed進行開發。風力發電虛擬仿真實踐教學平臺主要由13個仿真模塊組成，如圖1所示。
1.風能資源評估仿真模塊。風能資源評估模塊應包含風的形成、風的特性、風的測量、風能估計等四個子模塊。其中風的形成包括全球性風（大氣環流、季風）、地方性風（海陸風、山谷風、焚風）、極端風（熱帶氣旋、寒潮大風、龍卷風）等的形成。風的特性包括風速模型、風玫瑰圖繪制、地形地貌對風的影響等。其中風速模型包括平均風、陣風、極端風、漸變風、隨機風等模型、風剪切模型、塔影效應模型。風的測量包括風向測量儀、風速測量儀器。風能估計包括最小二乘法估計、平均風速和標準差法、平均風速和最大風速法。
2.風能轉換原理仿真模塊。主要是指風力機氣動載荷分析與計算，主要包括變槳載荷計算、方位角氣動載荷計算、穩態運行載荷計算等，讓學生了解升力、阻力、變矩系數與攻角的關系，槳葉相對風速與風速的關系、槳葉入流角與風速關系、槳葉攻角與風速關系、槳距角與風速關系、變槳載荷與風速關系等，變槳載荷、方位角氣動載荷計算、穩態運行載荷計算等。
3.風力發電機組結構及功能仿真模塊。主要包括風輪、機艙、塔架、基礎、控制、輔助系統等五個模塊。風輪模塊包括葉片、輪轂等。機艙模塊主要包括齒輪箱、主軸、發電部件等。輔助系統包括變槳機構、變速機構、避雷部件、偏航部件、剎車制動等。通過建立的各零部件的靜動態特性模型，實現對關鍵零部件、整機性能的測試。
4.風力發電機組的控制系統仿真模塊。主要包括風力機控制、發電機控制、并網控制等。風力機控制主要包括定槳距、變槳距、功率控制、偏航系統、制動保護等。發電機控制主要包括異步風力發電機控制、雙饋式發電機控制、直驅式發電機控制。
5.風力發電機組常見故障與維護仿真模塊。主要包括液壓部件、偏航部件、發電部件、主軸旋轉部件、變槳部件、葉輪部件等的典型故障、各部件發熱的典型故障、振動的典型故障等，能夠讓學生了解風電機組的各零部件常見故障及其維護。
6.風力發電機組運行特性仿真模塊。風力發電機組主要有三種功率調節方式：定槳距失速、變槳距和主動失速。針對典型的恒速恒頻發電機組、變速恒頻發電機組、讓學生了解三種功率調節方式下風速功率曲線特點，轉速功率曲線特點，理解變槳距功率調節方式的優點。
7.全工況風電場仿真模塊。風力發電機組通常在不同工作狀態（運行狀態、待機狀態、停機狀態、緊急停機狀態）之間進行切換。該仿真平臺具有全工況風電場仿真模塊，讓學生理解風電場運行情況及其相應采取的控制策略。
8.風電場監控與數據采集系統仿真模塊。該仿真模塊讓學生了解風電場中央監控系統構成、監控和采集的性能參數及其變化趨勢。
9.儲能裝置仿真模塊。包括蓄電池、抽水儲能、飛輪儲能、超導儲能、熱能儲能等儲能原理動態演示。
10.風電場建設仿真模塊。該模塊包括風電場選址、風力發電機組運輸、安裝、驗收等。風電場選址模塊包括宏觀選址、微觀選址、可行性評估等。可以利用虛擬現實技術實現風電機組拆裝過程的動態演示。
11.風力發電并網對電網的影響仿真模塊。該模塊能夠演示風力并網發電時，對電網的電能質量是否造成影響，包括對電網的電壓、短路電流、網損等的影響。
12.風電場設計運行維護規程仿真模塊。主要包括國內外風力發電機組設計與認證、風電場設計與運行、風資源評估等相關技術標準。該模塊有助于學生理解這些標準，并能按照標準進行風能資源評估、風能資源測量、風電場建設可行性報告的書寫等實踐。
13.其他模塊。該模塊主要包括流行的小型家庭用的風力發電機、新型風力發電機、風光互補風力發電系統等。
三、風力發電虛擬仿真實踐教學平臺的應用前景
風力發電虛擬仿真實踐教學平臺可以提供驗證型、創新型、綜合型實驗、企業實習實踐、上崗培訓等功能。平臺在構建過程既要遵循虛擬仿真教學的特征，又要貫穿學生為主體、教師為主導的現代教育理念。平臺可以適用風能與動力工程專業、能源科學與工程專業、新能源材料與器件專業、電力系統及其自動化專業等本科生，為學生盡快掌握風力發電的工作原理、故障檢測與設備維護、系統性能測試、新技術案例等提供實踐平臺。同時，該虛擬仿真實踐教學平臺也適用于科研人員。因此，風力發電虛擬仿真實踐教學平臺具有示范性和推廣價值。
參考文獻：
[1]解大，張延遲，張琪，楚金甫，盧婧婧.大型風電機組仿真及試驗系統-I總述及設計[J].實驗室研究與探索，2009，28（5）：20-23.
[2]王詠梅，王印松，曾新.基于虛擬仿真技術的風電教學系統的實現[J].儀器儀表用戶，2011，18（5）：40-41.
