基于“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”《電力電子技術(shù)》課程改革

周珊

摘要：分析了《電力電子技術(shù)》課程教學(xué)現(xiàn)狀，根據(jù)應(yīng)用型本科“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的基本要求，對《電力電子技術(shù)》課程教學(xué)改革進行研究，整合《電力電子技術(shù)》及其相關(guān)課程，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建完善的理論和實踐教學(xué)體系，加強與工程實際的聯(lián)系。

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；卓越工程師；教學(xué)改革

我校2011年列入教育部實施“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”實施高校，電氣工程及其自動化專業(yè)于2013年成為試點實施專業(yè)，按照基于“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃” 電氣工程及其自動化試點專業(yè)的要求，樹立“面向工業(yè)界、面向未來、面向世界”的工程教育理念，堅持以人為本，以社會需求為導(dǎo)向，以實際工程為背景，以工程技術(shù)為主線，對 《電力電子技術(shù)》課程在理論教學(xué)、實踐教學(xué)等方面進行改革探索，著力提高學(xué)生的工程意識、工程素質(zhì)和工程實踐能力，培養(yǎng)適應(yīng)電力行業(yè)要求的卓越電氣工程師后備人才。

一、課程教學(xué)現(xiàn)狀

通過對美國、德國、法國、日本等發(fā)達國家的工程師教育培養(yǎng)的情況進行分析和總結(jié)可以發(fā)現(xiàn)：工程師的教育培養(yǎng)都是以實踐能力、創(chuàng)新能力、自主學(xué)習(xí)能力、綜合素質(zhì)等為核心，體現(xiàn)了新世紀人才競爭的國際化。

目前，我國經(jīng)濟社會處于快速發(fā)展階段，高等教育面臨如何加快培養(yǎng)適應(yīng)時代發(fā)展新要求的高質(zhì)量人才的新課題。同時，國家頒布了《中長期教育發(fā)展規(guī)劃綱要》（20102012），并啟動了“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”項目、深化CDIO試點以及開展本科教學(xué)質(zhì)量工程建設(shè)，全國開展新一輪人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新。堅持以人為本，面向一線需求，按照“育人為先，能力為重，全面發(fā)展，突出特色”的原則，以應(yīng)用能力和工程素質(zhì)培養(yǎng)為主線，小范圍、大幅度、多樣性地開展應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新試點工作，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神、實踐能力強、適用工業(yè)工程一線需要的高質(zhì)量應(yīng)用型人才。

“電力電子技術(shù)”是電氣工程及其自動化專業(yè)的核心專業(yè)基礎(chǔ)課。它是 20 世紀后半葉發(fā)展起來的一門嶄新技術(shù)，同時也是電氣工程領(lǐng)域發(fā)展最快、影響最大的一個分支。綜合國內(nèi)外大學(xué)工程師培養(yǎng)的高等教育教學(xué)現(xiàn)狀，在“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)中，如何在有限的學(xué)時內(nèi)，將傳統(tǒng)內(nèi)容、實用內(nèi)容、新技術(shù)、新工藝有機結(jié)合起來，培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性、主動性，以獲得最好的教學(xué)效果，是一個急需解決的問題。

二、《電力電子技術(shù)》課程改革方法

按照我?！白吭焦こ處熃逃囵B(yǎng)計劃”電氣工程及其自動化專業(yè)的人才培養(yǎng)目標和專業(yè)標準進行《電力電子技術(shù)》課程改革，整合《電力電子技術(shù)》及其相關(guān)課程，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建完善的理論和實踐教學(xué)體系，在有限的教學(xué)時間內(nèi)，解決基本理論與現(xiàn)代技術(shù)、理論教學(xué)與實踐教學(xué)的矛盾，使教學(xué)緊密結(jié)合現(xiàn)場應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生具有復(fù)雜電力電子系統(tǒng)分析、設(shè)計的能力，著力提高學(xué)生的工程意識、工程素質(zhì)和工程實踐能力，滿足卓越工程師教育培養(yǎng)計劃電氣工程及其自動化專業(yè)人才要求。

三、改革內(nèi)容

根據(jù)“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”電氣工程及其自動化專業(yè)特點，結(jié)合現(xiàn)場的新技術(shù)、新設(shè)備應(yīng)用的實際情況，整合、優(yōu)化《電力電子技術(shù)》、《電力系統(tǒng)分析》、《配電自動化》以及《電力系統(tǒng)自動化》等相關(guān)課程的教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建課程的理論教學(xué)體系和實踐教學(xué)體系。

（一）整合理論教學(xué)內(nèi)容

電力電子技術(shù)廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)當中，包括發(fā)電、高壓輸電、低壓配電到用戶用電的全過程。要想提高電力系統(tǒng)運行的可靠性、經(jīng)濟性，提高電能質(zhì)量，電力電子裝置是必不可少的。

電容器由于價格低，有功損耗小，運行維護方便，是常用的補償裝置。但是電容器對電壓有負向調(diào)節(jié)特性，為了改善它調(diào)壓的缺點，工程應(yīng)用中通常將電容器連接成組，按照需要成組的投入或者是切除。將電力電子技術(shù)當中的交流電力電子開關(guān)用于電容器的投切，就構(gòu)成了晶閘管投切電容器（TSC）。和機械開關(guān)相比，電力電子開關(guān)響應(yīng)速度快，沒有觸點，壽命長，可以頻繁控制通斷。將三相交流調(diào)壓電路用于電力系統(tǒng)的無功補償，就構(gòu)成晶閘管控制電抗器（TCR），將晶閘管控制電抗器與固定的電容器并聯(lián)，構(gòu)成了靜止無功補償器（SVC）。靜止無功補償器做為無功補償裝置，既能夠發(fā)出感性無功功率，也能夠吸收感性無功功率，通過平滑的調(diào)節(jié)晶閘管的觸發(fā)角，能夠平滑的調(diào)節(jié)輸出無功功率的大小和方向，從而實現(xiàn)平滑的調(diào)壓。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，還出現(xiàn)了一些新的無功補償裝置，比如說靜止無功發(fā)生器（SVG）等等，這些無功補償裝置的性能相對于傳統(tǒng)的無功補償裝置來說更加優(yōu)越，因此越來越多的應(yīng)用于電力系統(tǒng)的無功補償當中。

將電力電子技術(shù)應(yīng)用于配電系統(tǒng)中，可以實現(xiàn)“定制電力”，有效的提高配電系統(tǒng)的電能質(zhì)量和供電可靠性，從而保障用戶所需供電?！岸ㄖ齐娏Α彼枰南嚓P(guān)的電力電子裝置包括靜止無功補償器，靜止無功發(fā)生器，有源電力濾波器和動態(tài)電壓恢復(fù)器等電能質(zhì)量控制裝置，除此之外還包括由反并聯(lián)的晶閘管構(gòu)成的電力電子開關(guān)等等。

將電力電子技術(shù)應(yīng)用于新能源發(fā)電，大大加快了可再生能源發(fā)展利用的步伐。太陽能發(fā)電，風(fēng)能發(fā)電等新能源發(fā)電所產(chǎn)生的電能，大都需要經(jīng)過各種電力電子裝置的變換和控制，比如整流裝置、逆變裝置等，才能夠并網(wǎng)或給用戶使用。

對《電力電子技術(shù)》、《電力系統(tǒng)分析》、《配電自動化》以及《電力系統(tǒng)自動化》等課程進行整合后，將電力電子電路與電力系統(tǒng)的相關(guān)知識結(jié)合起來，在《電力電子技術(shù)》這門課程當中集中講解。這樣，避免了同一部分內(nèi)容在不同的專業(yè)課當中被重復(fù)講解，由于受到課程內(nèi)容的限制，同樣的內(nèi)容講不深，講不透的問題，優(yōu)化了課程的理論教學(xué)體系。既幫助了同學(xué)們對電力電子技術(shù)基本原理的理解掌握，也能使同學(xué)們了解電力電子技術(shù)在實際工程當中的應(yīng)用，使他們對專業(yè)課更有興趣，對電力電子技術(shù)這門專業(yè)基礎(chǔ)課也更有興趣，興趣是最好的老師。提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。

（二）優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容

以培養(yǎng)學(xué)生電力電子系統(tǒng)的組裝、調(diào)試、整定和實驗為目標，設(shè)計綜合性、設(shè)計性實驗項目。

將三相橋式全控整流電路實驗設(shè)計為綜合性實驗，要求學(xué)生在做實驗的過程當中，掌握三相橋式全控整流電路的工作原理及結(jié)構(gòu)特點，以及整流變壓器和同步變壓器的連接，掌握晶閘管集成觸發(fā)電路的工作原理與調(diào)試，包括觸發(fā)電路中各點電壓波形的測試與分析，還要求學(xué)生對負載的類型進行了解，在不同類型負載、不同導(dǎo)通角的情況下，