新能源发电技术论文模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇新能源发电技术论文，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

篇1

一些新能源技术（如生物质能、地热能和常规水电）在接入电力系统方面和常规电力技术一样容易，除了一次能源的形式不同，转换成电能环节基本相同，都采用同步发电机进行发电，对电网的安全和稳定不会造成影响。因此，这部分新能源知识重点讲解各种新能源发电技术的基本原理，最新的发电技术的现状和动向，及在利用过程中对改善环境带来的好处，培养学生新的能源观念和意识。同时结合电网发展的最近进展，这些发电技术作为分布式电源接入电网时，如何规划电网，接入电网对电网的影响等方面进行适当的讲解，加强与电力系统知识的联系，提高学生学习的积极性，由于受到季节、气象和地域等条件的影响，另一些新能源技术具有随机性、波动性和间歇性的特点，如风能和太阳能发电等新能源发电技术，在接入电力系统方面需要克服更多的挑战，其电力大规模并入常规电网会对电网调峰和系统安全运行带来显著影响。这部分内容重点讲解与电力系统相关的技术，涉及到电机学、电力电子技术和电力系统相关的知识点。在间歇性能源并网过程中，电力储能技术可以补偿负荷波动，解决风能和太阳能等间歇式新能源发电直接并网对电网的冲击，调节电能质量，使大规模风力发电和太阳能发电能够方便可靠地并入常规电网。随着可再生新能源发电技术的快速发展，电力储能技术也是电力系统及其自动化专业学生必须掌握的知识，所以储能技术也是该课程知识体系的重要部分。

本文提出的课程知识体系目前还没有相关教材，为此，笔者较为系统地构建并编写适合电力系统及其自动化专业的“新能源发电技术”课程讲义，使之更符合电力系统及其自动化专业的教学。从两学期的试用情况来看，学生认同感增强，明确该课程是本专业不可或缺的重要选修课，重视程度显著提升，在教学过程中取得了良好的效果。

二、教学模式改革

选择合适的教学方法，能够提高课堂效率。教学内容的不同，授课的教学方法也需要相应的改进，为此笔者对教学方法也进行了改革，使之与课程知识体系相适应。

1.采用学术专题讲座的教学方式“新能源发电技术”课程知识体系要求运用新的教学方法。每种新能源发电技术各自成章，自成系统，各部分内容均有很多前沿的技术，仅靠书本知识已经不能适应科技的进步。因此需要任课教师补充相关发展的新动向和新技术，以学术讲座的形式进行讲授与课程相关知识点。讲解过程中，以具体的行业问题为背景，采取启发式的讲解方式，层层剖析问题，可以让学生在有限的学时内，掌握发电技术的发展现状、发电原理、利用方式、开发存在的问题和研究现状及动向。如地热发电、海洋能发电、生物质能发电、太阳能热发电技术，都可以采用讲座的方式进行讲解。同时在讲座过程中，增加学生提问环节，让学生可以积极参与，引导学生自主思考。为了强化实践，在每一个专题授课结束后，教师通过布置与该专题相关的设计题目，让学生学以致用。比如让学生设计太阳能热电站，利用波浪能发电原理设计相应的波浪能电站，设计新农村综合利用生物质能的方案，设计垃圾发电站工艺流程等，作为分布式电源接入电网时，结合不同能源开发利用的特点对该地区新能源开发和电网结构做出合理规划，并给出理由。通过这些综合性设计作业，可以增强大家的创新意识和实践能力，激发了学生的学习兴趣和主动性，训练了学生分析问题、解决问题的综合能力，起到了非常好的效果。

2.基于问题的探究式教学方式传统的讲授方式，可以系统地讲解，课堂容量大。风力发电和光伏发电技术涉及知识点多，知识点零散，因此需要教师合理组织教学内容，使其与所学专业知识相结合。为此笔者精心设计每一个教学环节，精讲多练。但传统的授课方式，学生被动接受，学习积极性不高。为此，笔者采用基于问题的探究式教学方式，在教学的过程中，教师起引导作用，对课程中的知识点进行分析，提出基于问题的讨论题目；并分析学生需要掌握的知识要点，为学生提供必要的参考文献，让学生课后自己查阅资料，引导他们学会自己总结知识点，利用所学知识分析实际问题。而学生在课后根据自己的兴趣自愿选题，并分小组进行研讨，研讨后，该小组总结讨论结果。在课堂讨论中，每个小组推荐一名学生做交流发言，将自己的研究内容做简要汇报。学生互相提问展开讨论，老师进行有针对性的点评，肯定了学生们取得的成绩，对错误的地方进行了补充和纠正。为了达到分组讨论学习预期效果，要求每个小组在上交的文献报告中，明确每个学生所做的工作和参加小组讨论的发言内容，督促每个学生都参与讨论学习。通过这种教学方式，充分调动了学生的积极性和主动性，也很好地完成了教学目标，促进了教学质量的提高，达到“授人以渔”的目的。

3.改进多媒体教学方式由于该课程设计的专业知识具有跨学科的特点，有些知识点学生难以掌握，有些原理较为抽象。如风机的偏航过程、变桨过程、风机的失速原理、斯特林发动机的发电过程等都比较抽象，在没有实物演示的前提下，学生经常不容易理解。因此在讲这些课程内容时，采用多媒体动画演示的方法，帮助学生理解基本概念和知识，让学生更快更易地理解和掌握这些内容。

三、考试方法的改革

虽然在教学内容和方法上进行了改革，提高了学生的学习兴趣，激发学生的学习热情，但仍有不少学生选课和学习动机不端正。他们不是为了完善自己的知识结构，提高自己的综合素质，只是为了凑满学分，对选修课缺乏足够的重视。传统的闭卷考核方式不能全面地反映真实的教学情况。撰写课程论文，成绩只与论文写得好不好有关，有的同学东拼西凑，也能获得一个理想的成绩。这些方式都难以督促学生平常的学习，因此仍需完善课程的考核方式。根据“新能源发电技术”课程的特点，笔者对该课程的考试方式做了合理的改革，促进学生学习，公正地反映了学生的成绩。主要采取了以下一些措施：

1.注重对学生平时的考查增加课堂随机考查的次数。通过提问、课堂测验等方式，让学生在上课时能集中精力听讲，防止学生上课“开小差”。回答问题和课堂测验计入平时成绩。

2.增加撰写文献报告和大作业基于问题的探究式教学方式中，撰写文献报告和小组讨论环节能够有效培养了学生查阅文献、撰写论文、发现问题、解决问题、独立思考的能力，因此能够较为科学评价学生平时的努力程度。因此，课堂讨论和小组讨论中，根据学生在该环节中的贡献不同给学生不同成绩，这样能起到督促学生学习和检验学生学习效果的作用。作业是课堂教学的有效补充和延伸，是教学中必不可少的环节。大作业一般具有综合性的特点，能够有效锻炼学生的综合能力，巩固平时所学的知识，是反馈教学效果的有效手段。因此增加大作业和撰写文献报告在平时成绩中的比重也是考查学生平时学习的有效手段。

3.增加平时成绩的权重平时考核成绩权重由原来的30%提高到目前的50%，有效地避免了学生平时不学习，考试时突击学习也能取得不错成绩的弊端，提高学生学习的积极性和自觉性。通过上述措施的实施，经调查表明多数学生都认可这种成绩考核方法较合理、公正，能够真实反映学生的成绩，受到了多数学生的欢迎。

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“电力生产概论”是高校非电气专业开设的一门全校性选修课。它是为了让工商管理、市场营销及会计学等专业的学生了解一定的电力生产方面的知识，为以后在电力系统从事相关工作做准备。但是经济与管理学院的学生大多是文科类学生，数学、物理基础不扎实，而且大学期间又没有开设电气专业基础课（如“电路”、“电机”、“发电厂电气部分”等），所以学习起来有难度，而且很多学生认为这门课与他们的专业不相关，学习的积极性也不高。针对课程的特点和学生的学习心理，笔者在经过两三年的“电力生产概论”教学后，在重点讲述常规发电、电力生产原理等的基础上，把学生自主教学法成功应用到教学过程中。通过课堂教学效果的验证，本方法是行之有效的。

一、教材内容及教学方法介绍

长沙理工大学选定的“电力生产概论”教材是普通高等教育“十一五”规划教材，李光辉主编。该教材内容全面、难度适中，是一本非常适合非电气类学生学习电力生产方面知识的通用教材。全书共九章，教材前四章先介绍了电力系统与电力生产方面的知识，然后重点讲述了三大常规能源发电：火力发电、水力发电和核能发电。第五章为未来能源发电技术，依次介绍了风力发电、地热发电、太阳能发电、海洋能发电、生物质发电、氢能发电等相关知识。后面四章分别介绍了变电站、电力线路、直流输电以及计算机在电力行业中的应用等与电力生产密切相关的一些专业知识。教材内容安排合理，难度适中。只要学生跟着老师系统地把教材学完，对电力系统及电力生产应该有一个比较全面、系统的了解，收获是很大的。

针对学生数学、物理及电气方面基础不扎实的特点，要在开始就使学生对这门课程的学习感兴趣，并做好心理准备。第一节课在介绍了教材内容后，讲述该课程要采用的教学方法，即采用教师课堂讲述为主、学生自主讲述为辅的创新教学法。前四章常规能源发电等电力生产方面的知识由教师重点在课堂上讲述，让学生切实掌握电力生产过程的特点以及每一种常规能源发电的原理。后面第五章的未来能源发电技术的发电原理与常规能源发电基本是一样的，只是所使用的一次能源不同而已，而且新能源发电技术是现在研究的热点。所以针对教材上所提供的五种新能源发电，可让每个班商量讨论选定一类大家感兴趣的新能源发电技术作为自主讲述的内容。这门课一般是两个或三个行政班级组成，如果是两个行政班级则每班可分两组各选一种新能源发电技术讲述；如果是三个行政班级，则以班为单位各选一种新能源发电技术自主讲述。学生自主讲述的出力情况及讲课效果直接影响学生课程期末考核成绩。

在让每个学生详细了解教学方法之后，又提醒学生，如果前四章的基础内容没学好，要想在自主讲述的内容上面取得好成绩是很困难的。所以第一堂课下来，学生对这门课的学习兴趣就被激发起来了。课间休息时班干部就召集全班同学讨论选择自主讲述的新能源发电方式，最后把选定的结果向全体同学公布，并告诉他们，只有发挥全班同学的合力，共同参与、合理分配任务才能在自主讲述环节取得良好的效果。在时间安排上，为了使学生有充分的时间准备课件，在学生授课前2～3周提前通知他们。 转贴于

二、常规能源发电原理讲述

通过第一节课教学内容、方法的介绍，学生都心中有数，对这门课程的学习也做好了充分的思想准备。因此，在讲述电力系统及电力生产方面基础知识以及三大常规能源发电原理时，首先讲述什么是一次能源、什么是二次能源。怎样把一次能源转换为电能就是学习的重点。电能已成为工业、农业、国防、交通等国民经济各部门不可缺少的动力，所以作为当代大学生，了解电力生产方面的知识以及电力系统的发展方向和动态是完全有必要的。

了解了这门课程的重要性和学习了该课程的必要性之后，学生对后续的授课内容兴趣明显提高了。电磁感应定律是发电的基本原理，这在初中物理课程里面已经学过。1831年法拉第发现了电磁感应定律之后，很快出现了原始的交流发电机、直流发电机和交、直流电动机，为了给用户输送电能，慢慢发展了高压直流和交流输电。以至于到现在的特高压交流、直流输电技术。另外，重点讲述我国的电力发展现状以及在特高压输电领域的一些世界领先技术。学生对该课程的学习兴趣明显提高了。

电力生产就是要把自然界的一次能源转换为电能。火力发电的原理就是把煤、石油、天然气等一次能源中的化学能经过燃烧转化为高温高压水蒸气的内能，然后通过水蒸气膨胀做功推动汽轮机旋转，汽轮机带动发电机转子磁极旋转，在固定不动的定子绕组周围形成变化的磁场，从而在绕组内感应出电动势。若定子中的绕组按一定的绕线规律，与外电路形成回路，则绕组中就会产生相应的电流。在一定的电压下，电流沿输电线路将电能送往用户。水力发电是在水电站中水轮机将水的势能和动能转换为推动水轮机旋转的机械能，水轮机转轮旋转带动发电机发电。而核能发电的原理与火力发电很相似，也就是说核电厂只是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉，以核裂变能代替矿物燃料的化学能，其能量转换过程是：核能水和水蒸气的内能发电机转子的机械能电能。

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二、课程教学现状

1.理论教学

由于本课程集电路、模拟电子技术、数字电子技术、电力电子技术、计算机控制技术等基础知识为一体，理论性和实践性都非常强，再加上电机学本身的理解难度，使得目前课堂教学更注重讲授知识的基础性和系统性。一方面，重点讲授电动机的基本原理、运行特性和控制方法，发电机的基础知识和技术难点课堂教学课时分配较少，针对新能源技术领域的知识讲授更是一带而过；另一方面，当涉及到实际工程应用时，均以系统框图为背景，例如直流双闭环调速系统、三相同步发电机的运行与并网，课堂讲解与工程实际的应用偏差较大，学生普遍感觉比较抽象。总体而言，新能源相关的新知识、新技术在教学中的更新较慢。

2.实验教学

我院的实验教学基本以验证性实验为主，并且由于现有的实验设备高度集成，学生在做实验时往往看不到其内部结构，只要对外部端子进行简单接线，然后手工记录数据即可，整个实验过程无法将理论与实际的元器件联系起来。考虑实验设备的限制，在系统仿真环节，课程多利用MATLAB的SIMULINK工具箱，大多是以控制系统的传递函数为基础进行计算机数字仿真，与工程实际也存在较大的差距。

三、课程教学改革与探索

1.课程教学内容改革

“电机学”与“运动控制系统”是电气工程及其自动化专业的传统经典课程，我院在保留课程主干内容的基础上，适度缩减与工程实际差距较大的理论知识讲授课时，着重加大关于发电机运行原理与控制技术的分析和论述，借此进一步夯实学生关于新能源发电技术的理论基础，并逐步增加“新能源发电技术”、“风力发电与控制技术”、“车用电机原理及控制”、“光伏发电与微网技术”等专业选修课程，通过调整使新的课程体系能满足新能源人才培养需要。

2.课堂教学方式改革

在理论教学过程中，学生始终是教学活动的主体，而教师发挥着重要的主导作用，需要充分调动学生的积极性，激发学生的学习兴趣。例如更多采用多媒体动画演示、MATLAB/SIMULINK软件搭建仿真模型、新能源技术视频展示和项目小组讨论等多种形式，对工程实际系统进行深入的研究性学习。同时注意增加学生新技术实验与实践成绩占课程总成绩的比重，鼓励学生更注重探索新知识、掌握新技能，适度降低课程期末考试成绩的比重，以避免学生疲于应付考试。在实验教学过程中，充分利用我院大学生实践创新训练计划，采用CDIO工程教育培养模式，在授课班级中开展项目小组讨论的形式，围绕新能源相关课题进行项目构想、设计、实施、改进以及答辩讨论。每个项目小组中的学生都需要至少一次作为项目负责人，提升学生的个人技能和团队写作能力。针对众多新能源相关课题，学生自由组合、自主选题，在课题开始阶段，学生充分利用图书馆文献数据库及网络资源，查阅相关文献并进行整理和提炼，形成项目的整体推进思路；在课题推进过程中，课题负责人对课题进行子课题分解，对课题中的具体工程实现进行设计、实施和改进；在课题答辩讨论阶段，项目负责人将课题进展结果在课堂上以PPT的形式加以阐述，班级同学均可就其结论和观点展开讨论，最后以指定的论文格式要求上交纸质论文或样机实物，教师对课题成果进行综合评定，并计入课程总成绩中。

3.实践教学分层次能力提升

在实践教学过程中，按照项目设计—系统实现—实施改进三个层次的渐进过程。在项目设计阶段，学院组织教师结合企业新能源方面的需求和教师的科研课题进行命题，学生分小组选题，并根据课题进行协作设计。设计完成后，学院组织专门的评审委员会进行设计的评讲活动，学院对于设计成果有创新的进行奖励。在系统实现阶段，充分利用我院大学生创新训练计划专项经费，解决学生理论与实际脱节的问题，利用MATLAB的电力系统工具箱（SimPowerSystem）和Pspice软件，开展了系统仿真，工具箱在元件库中提供的电气元器件能够反映相应实际元器件的电气特性，激发了学生独立动手实践的积极性。在实施改进阶段，学院组织评审委员对系统的实现进行再评讲活动，提出实施改进意见，让学生对自己的设计、实现成果进行完善性改进，从而进一步提高成果的层次和质量水平。2009年我院购置“电机学”与“运动控制系统”两门课程的成套实验教学设备，2010级电气国际课程实验班的实验内容就进行了相应的调整，减少数字仿真的内容，增加工程实践训练内容。新的实验指导书要求学生认真预习，根据实验内容、原理图和实验装置设计实验控制系统的具体接线图，列出实验步骤；能够运用理论知识对实验现象、结果进行分析和处理，解决实验中遇到的问题，能够综合实验数据，解释实验现象，编写实验报告，实施了从构思、设计、实施到运行的一个全CDIO过程，达到培养学生全面的专业、个人、职业、团队、交流及社会意识与能力。

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光伏并网发电是当今世界光伏发电的主要发展方向，是光伏技术步入大规模发电阶段，成为电力工业组成部分之一的重大技术步骤。许多统计资料表明，近几年来世界光伏并网发电市场发展迅速，光伏并网发电的装机容量从1 996年的7MWp上升到2000年的140MWp，光伏并网发电在光伏行业中的市场比例也从1 996年的10％上升到2000年的50％，2007年光伏并网发电的市场比例已达到80％。而在中国，光伏发电也将在未来的电力供应中扮演重要的角色，其累计装机容量预计至201 0年将达600MWp，2020年将达到30GWp，2050年将达到100GWp。根据电力科学院预测，到2050年，中国可再生能源发电将占到全国总电力装机的25％，其中光伏发电则占到5％。显而易见，光伏并网发电已经是大规模光伏发电的主要趋势。

早在上世纪80年代，合肥工业大学已经开展起太阳能光伏与风力发电技术的研究，张兴就是在那个时候走入合肥工业大学校门的。在这所留下他半生印记的学校里，不仅走过了从学士到博士的求学之路，而且也撇下了攻关，探索的辛勤汗水。他对太阳能光伏发电技术的研究，源于1 997年新疆新能源研究所原所长王国华研究员在合肥工业大学的一次讲学。在那次讲学中，张兴对欧美日等发达国家正在兴起的光伏并网技术产生了浓厚的兴趣，当时，我国的光伏发电技术与产业还是针对技术相对落后的光伏离网系统，很少有人关注技术新颖且有一定难度的光伏并网技术。尽管深知其中的挑战，张兴却从未想过低头，他抓住光伏并网系统中的并网逆变器这一核心技术，开始了潜心的研究。经过一年多的努力，他终于成功研制了500W光伏并网样机。在1 998年的全国光伏年会上，该样机一经展出即引起了同行的高度关注。在此基础上，1999年，张兴教授又与新疆新能源研究所开展了技术合作，共同承担起自治区的科技攻关项目。当时，逆变电源专家曹仁贤创办的合肥阳光电源有限公司起步不久，虽然主打产品主要是离网型光伏逆变器，但他还是给予了这一项目充分的肯定和支持。在共同的努力下，该项目组于2000年成功开发出3kW工程化样机，并在新疆鄯善县成功地进行了应用测试，取得了预期性能。随之，在经过一年多的试运行之后，2001年，该项目顺利通过了新疆维吾尔自治区组织的专家鉴定，得到了一致的好评。

而正是这个项目的成功，拉开了张兴教授与合肥阳光电源有限公司产学研合作的帷幕。此后，国家“十五”科技攻关项目“并网光伏发电用系列逆变器的产业化开发”、科技部新能源行动计划项目等诸多科技攻关项目在他们的携手并进下，得以产业化实践，同时建造了多个并网光伏示范电站，其中，科技部新能源行动计划项目“60kW光伏并网系统的应用与研究”项目获得新疆维吾尔自治区科技进步二等奖。

与“阳光”同行

“阳光”，一个听起来倍感明媚的词语。而在电源领域，这一个词语则让人联想起我国知名的新能源发电电源专业制造商――合肥阳光电源有限公司(以下简称“阳光电源”)。

自1 997年成立以来，阳光电源专注于可再生能源发电产品的研发与生产，囊括了光伏发电电源、风力发电电源、回馈式节能负载、电力系统电源等系列产品，曾成功参与北京奥运鸟巢、上海世博会、三峡工程，全球环境基金可再生能源项目、西班牙MaIaga 5MW大型光伏电站，英国和法国小型风力并网发电项目、青藏铁路等重大工程，获得了国内外业界的一致好评。多年来，阳光电源先后获得“安徽省优秀民营科技企业”、“安徽名牌产品”、“优秀创新企业”，“安徽省‘115’产业创新团队”、国家发改委REDP项目“技术进步优秀项目奖”，“太阳能光伏产品金太阳认证”等荣誉，是安徽省可再生资源电源工程技术研究中心依托单位、安徽省研究生产学研示范基地。

同样，经过二十余年的努力，合肥工业大学在太阳能光伏与风力发电技术等可再生能源发电技术方面也取得了长足的进展，如今，不仅拥有电力电子与电力传动国家级重点学科、教育部光伏工程研究中心，还进入了国家培育优势重点学科的“111计划”，成为“可再生能源并网发电国家级创新引智基地”。而在可再生能源并网发电技术的科学研究中，张兴教授与阳光电源的产学研合作尤其值得称道。

从1 999年共同开展新疆维吾尔自治区的科技攻关项目开始，他们的产学研合作已经整整十年。十年间，他们联手创造了不少成绩，近年来更是成果选出。

“上海电力局奉贤10kW光伏屋顶示范工程项目”属于上海电力局新能源发展计划项目，工程于2003年3月建成并投入运行，2004年7月通过专家鉴定，是上海首个全部采用国产化技术的光伏屋顶并网示范系统，该系统所用的1台10kW三相并网逆变器即由张兴课题组与阳光电源联合研制。

他们合作的“并网光伏发电用系列逆变器的产业化”项目是国家科技部“十五”科技攻关项目，该项目于2005年2月通过科技部的专家鉴定。其成功研发解决了并网光伏系统的关键部件逆变器的产业化难点，推进了我国并网光伏发电产业的发展，如今，该项目系列产品已在阳光电源实现了产业化，并定型了多种规格的并网逆变器产品。

随即，在国家科技部新能源行动计划项目“新疆乌鲁木齐大型光伏并网工程”研发中，张兴课题组承担起72台60kW并网逆变器的系统及控制设计任务，而阳光电源则对逆变系统的制造，现场安装与调试工作进行了全权负责。2004年12月，该工程完满建成并投入运行，2006年3月，通过科技部验收及专家鉴定。经鉴定，该项目采用可调度型并网发电结构，并具有并网发电、蓄电池充放电和独立逆变三重运行功能，省略了常规的充电控制器，简化了系统结构，大大提高了光伏并网发电系统的性价比，是当时新疆地区最大且功能最为先进的光伏并网示范工程，其成果被授予新疆维吾尔自治区科技进步二等奖。

此外，在“上海生态示范园光伏屋顶工程”、安徽省科技攻关项目“合肥阳光电源30kW光伏屋顶示范工程项目”以及

科技部科技攻关推广项目“上海崇明30kW光伏屋顶示范工程”研发中，他们的表现也不负众望。

“非常”追求

电力电子与新能源应用技术的多年研发、与阳光电源十年的产学研合作，点点滴滴的付出，张兴教授用自己的智慧和汗水写出了一个不一般的科研生涯。

在风力发电研究方面，其MW级变流器作为核心技术一直被外国垄断，其国产化的路途极其艰辛和富有挑战性，2004年，张兴教授与阳光电源再度联手进行科技攻关，他们首先完成了安徽省“十五”科技攻关项目“风力发电用交直交并网变流器”，并获得安徽省2006年度科技进步二等奖。接着，作为课题负责人之一，张兴教授与阳光电源联合申报并获得了“十一五”国家科技支撑计划“大功率风电机组研制与示范”的两个重大项目的资助――“1 5MW以上直驱式风电机组控制系统及变流器的研制与产业化”与“1，5MW以上双馈式风电机组控制系统及变流器的研制与产业化”。经过大家不懈的努力，目前，MW级双馈型与直驱型风机变流器基本实现了产业化，部分机型已经批量向整机厂商供货。

在柔性直流输电变流与控制研究方面，张兴教授着眼于柔性直流输电技术与风力发电相结合，对安徽省自然基金项目“电网异常条件下风场柔性直流输电网侧变流器控制策略研究”进行了攻关研究。与此同时，在合肥工业大学本科评建项目的支持下，他自主研发成功了一套1 5kW柔性直流输电变流及控制系统研究平台。

在PWM整流器技术研究方面，张兴教授完成了包括HT--7u超导托卡马克等离子移快控电源、蓄电池双向馈电电源、背靠背双向变流器等多项研究成果，并在其博士学位论文基础上，由“电气自动化新技术丛书”编委会资助并由机械工业出版社出版了《PWM整流器及控制》学术专著，该学术专著在新能源并网发电的逆变器研究与应用领域得到了学术界专家学者的肯定并被广泛引用。

在积极进行科研攻关的同时，张兴教授还将大量精力投入到特色实验室建设中。2006年，他主持完成了“合肥工业大学风力发电变流器及其控制实验室”的建设，其主要包括“250kW中低压双馈、交流异步全功率风力发电驱动平台”、“永磁同步直驱风力发电驱动平台”，以及分布式发电系统中的“风力发电模拟平台”，“柔性直流输电变流及控制系统研究平台”等。而他与阳光电源合作，还为该公司建成了“2MW双馈型风力发电变流器试验平台”、“2MW同步直驱风力发电变流器试验平台”。这些实验研究平台基本上涵盖了张兴教授及其团队近年来的大部分成果，在这些成果的基础上，经过深入地自主研制，这些平台已经开始发挥各自的功用，不仅大大促进了合肥工业大学新能源应用及其电力电子研究技术的发展，使其成为全国高校风力发电变流器研究条件一流的单位，也为国家支撑项目的取得与完成提供了良好的研究条件与基础。

篇5

面对日益严峻的化石能源枯竭和环境恶化问题，人们已经清楚的意识到太阳能将是人类最重要的能源。目前，太阳能光伏发电技术与应用得到快速发展。到2008年年底，全球光伏累计安装容量大约18.5GWp，但其主要市场在欧美和日本。欧美和日本已经形成了光伏应用的设计、安装、运行维护的新兴产业队伍和人才培养教育体系。而我国虽然是光伏组件的生产大国，但光伏的安装总量包括光伏电站的安装占世界光伏安装总量的比重很小，设计、安装、运行维护产业队伍尚未形成，人才培养体系还没有建立。

根据我国新能源中长期发展规划，2009年-2010年均新增55MW，到2010年我国光伏发电累计装机容量将达到250MW；而到2020年年需新增1350MW，累计装机将达到1600MW。因此我国光伏发电应用的潜在市场非常巨大。面对国家推动国内光伏发展的政策到位，国内光伏市场即将规模化发展，人才制约瓶颈将很快显现。因此，必须加大力度，迅速建立和完善我国光伏应用人才培养体系。

南昌理工学院就是在这一背景下于2008年成立了太阳能光电工程学院，在应用型太阳能光伏专业人才培养模式的教育理念、培养方案、课程设置、教学内容等方面进行了有益的改革与探索，学校把新能源科学与工程专业教育厅重点学科优势和应用型光伏创新人才培养结合起来，并率先摸索出光伏专业应用型、创业型人才培养模式，具有一定的创新性。以此为案例，本文力求总结与阐述工学结合教学模式在光伏应用专业教育中的成效性。

一、工学结合，依托行业、企业确定人才培养方案

人才培养模式是是教育教学思想、理论转化为创新教学实践， 实现培养目标的物质力量的中介[1] ，它包含教育思想与教学观念、专业培养目标与规格、专业设置、教学内容与课程体系等几个基本要素[2]。为适应世界光伏产业发展和工科院校教育改革的趋势，南昌理工学院联系我国光伏产业现状，紧密结合学校的学科优势与办学特色，根据江西区域经济发展的要求，建立适应“光伏产业应用性人才教育基本要求”为目标的教育教学体系。力争在省属工科本科院校中培养具有国际光伏产业发展思维，能够胜任光伏电池组件生产、研发以及光伏系统的设计、安装维护等工作，促进本地区经济社会发展的具有创新能力与创业思维的新一代光伏产业复合型人才。学院与国内大型光伏企业如赛维、晶科能源等高科技企业强强联合，建立起订单式培养。根据企业的需要确定人才培养方案，开设有光伏电池片制造工艺、光伏材料与检测、单晶硅/多晶硅制造工艺、光伏组件加工与工艺、太阳能发电技术、光伏发电设计与施工等核心专业课程，并到企业实训，强化技能素质培养，掌握光伏电池片及组件加工技术，使学生在就业初期就能够在技术岗位上脱颖而出，从而获取更多的升职机会；同时，要求学生掌握光伏电池片、光伏组件生产过程的原理与工艺要求，掌握光伏发电及相关供用电技术，有利于学生的可持续发展。

二、开展实验教学改革，不断完善实验室硬件设施，为学院的发展提供硬件支撑条件。实践教学是职业教育的核心环节，主要培养学生的职业能力，即专业能力、方法能力、社会能力[3]。新能源产业人才教育教学改革的关键是新能源产业相关实践技能的培养，加强新能源专业本科生生产实践课程的教学，以创业型、应用性人才培养为主，科研教学型人才培养为辅。

1. 修订各专业实验教学大纲，加大实践教学的比例。

打破专业和学科的界限，合并内容相同或相近的课程，优化专业基础课理论与实验教学内容，删除陈旧过时和过深过难的内容，吸收前沿科技成果，增加实践教学内容，尽可能应用新的实验技术，在教学之中使学生的综合能力得到培养。

2. 增开综合性实验和设计性实验，实施学生开放实验室建设

学校建有实验实训中心1个，其中包含6个实验室（机房、操作平台），教学机房、电子电工实验室、光伏基础实验室、光伏发电实验室、光伏材料实验室，多晶硅铸锭实验操作平台。实验实训中心平时对学生开放，66.67%的实验室为开放性实验室。制订实施了《实验室开放管理暂行办法》，对实验室开放做出明确规定和具体要求，并提供专项经费保障，有效改变目前本科生实验教学中存在的动手能力不足的问题，学生综合实验能力得到很好地培养。同时，在开放实验室中学生可以自行设计实验，科研兴趣小组还能设计专题实验。

三、 改变既往单一的实习模式，加强实习实训基地建设，探讨加强新能源专业本科生假期专业技能社会实践的有效模式

学校还建成由实践教学设备配套的校内实践教学基地（含专业实训室）[4]，能对行动体系课程[5]的教学提供具体的学习情境[6]，因此， 建设校内实践教学基地是工学结合教学情境实现的关键。学校还先后与江西上饶光电、江西上饶晶科、上海正泰、泉州百来等公司签订了长期合作协议，共建实习实训基地，企业技术人员来校任教或参与实训指导、毕业设计（论文）指导等方式参与人才培养。改变新能源专业学生实习模式，利用假期组织学生进入实习实训基地进行社会实践工作，提高学生学习专业课的主动性，充分认识用人单位对毕业生的需求。并且还可以提高学生的组织能力、社会活动能力，倡导个性发挥的教学。

短短四年来，学院立足新建地方本科院校实际，积极探索具有自身特点的发展之路，努力提升符合时代要求的办学理念。在光伏学科专业建设、人才培养等方面，突出地方性，发展应用性，着力实践性，强化专业性，不断提高人才培养质量，通过主课堂教学与课外创新相结合，学生的应用能力和创新能力有了明显的提高，这是工学结合教学的成果，值得推广和实践。

参考文献：

[1]杨峻， 刘亚军. 面向21世纪我国高等教育培养模式转变刍议[ J] . 兰州大学学报（社科版） ， 1998， （ 2）： 5-12.

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与此同时,与太阳能有关的、相关的、无关的产业都冠以“太阳能”的桂冠遍地开花,导致国家在进行宏观调控时给这个产业整体“降了温”。叫停了部分具有一定污染的电石产业,但真正环保并可持续发展的光电产业仍可享受国家补贴。

在国家将节约能源确定为基本国策,大力提倡节能减排、发展可再生能源的今天,如何推动我国太阳能聚光式热能发电产业更好更快地健康发展是我们面临的亟待解决的重要问题。热能发电只需要太阳的光和水,是唯一可与化石燃料抗衡的技术,美国eSolra公司的技术做到了实质性的商业运行。

山东蓬莱电力设备制造有限公司于1987年成立,是为火力发电厂做辅机配套的民营企业,有自营进出口权。公司为高新技术企业,拥有多项专利,同时也美国硫化床锅炉配套的进口设备。公司国际部经过一年多的努力,将这项全球能源领域的先锋已商业化运行的热能技术成功地引进中国,此作为中国的总并在本厂制造,实现真正的国产化。

太阳能聚光热力发电技术的引进者王韬博士,身兼山东蓬莱电力设备制造有限公司国际部副总裁,曾担任美国斯坦佛大学的客座讲师,其论文曾在美国人类遗产学杂志、科学、美国科学院院报及多家专业周刊发表。

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中图分类号：TK511 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）33-0363-01

1 概述

2013年年初，京津冀地区遭遇严重雾霾天气； 10月份以后，大范围雾霾污染又蔓延至哈尔滨、苏州、上海、甚至三亚等地，全国范围从北到南无一幸免。

据相关部门统计， 2013年的雾霾天数是中国近52年来的最多，创下历史纪录。

环保专家指出，导致空气质量下降的污染物有二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、可吸入颗粒物、臭氧等。在一些地区，尤其是大城市，工业生产、机动车尾气、建筑施工、冬季取暖烧煤等排放的有害物质难以扩散，导致空气质量显著下降。面对越来越严峻空气污染形势，寻找新能源成为当前面临的迫切课题。照射在地球上的太阳能非常巨大，而且太阳能发电绝对干净，不产生污染。所以太阳能被誉为是理想的能源。随着太阳能光伏发电技术的发展，光伏发电已经不再只是作为偏远无电地区的能源供应，而是向逐渐取代常规能源的方向发展。

本文主要讨论太阳能光伏发电系统中电力电子技术的应用；介绍并网系统的组成特点；根据不同的电路拓扑，讨论太阳能最大功率点跟踪技术的实现方法。

2 太阳能光伏系统的组成

太阳能光伏发电系统是利用太阳能电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。

与独立供电的光伏系统相比，并网系统一般都没有储能环节，直接由并网逆变器接太阳能电池和电网。并网逆变器的基本功能是相同的。那就是，在太阳能电池输出较大范围内变化时，能始终以尽可能高的效率将太阳能电池输出的低压直流电转化成与电网匹配的交流电流送入电网。

3 太阳能光伏系统的最大功率点跟踪技术

实现太阳能光伏阵列的最大功率点跟踪，实质上是一个自寻优过程。通过对光伏阵列当前时刻输出电压与电流的检测，得到当前时刻光伏阵列输出功率，再与已存储的前一时刻光伏阵列功率值比较，舍小存大，再检测，再相比较，如此不停地周而复始，便可使光伏阵列动态地工作在最大功率点上。

在一定温度时，不同光照强度下太阳能电池的输出特性曲线不同。每条曲线都存在着一个最大功率输出点，并且这个点在当前的光照条件下是唯一的。在太阳能光伏系统中采用较多的一阶MPPT正是利用了最大功率点的dp/dv为零的特性。先对太阳能电池的输出电压和电流进行连续的采样，并将每次采样的一组电压电流数据相乘折合成功率值，然后减掉上一次采样得到的功率值，即为功率差分值。当功率达到最大值时满足式（1），同时还可以推得式（2）。

dP/dU=dUI/dU=UdI/dU+IdU/dI=0 （1）

UdI+IdU=0 （2）

令

ΔI=UdI （3）

ΔU=-IdU （4）

则当ΔU=ΔI时，即可近似认为达到最大功率点，这样就构成了最经典的一阶差分算法。

4 并网供电的太阳能光伏系统中的逆变器

光伏阵列所发的电能为直流电能，然而许多负载需要交流电能，如变压器和电机等。直流供电系统有很大的局限性，不便于变换电压，负载应用范围也有限。除特殊用电负荷外，均需要使用逆变器将直流电变换为交流电。现在常用的逆变器有以下几种。

1）方波逆变器

此逆变器输出的电压波形为方波，逆变器线路简单，价格便宜，实现较为容易。缺点是方波电压中含有大量的高次谐波成分，在负载中会产生附加的损耗，并对通信等设备产生较大的干扰，需要外加额外的滤波器。此类逆变器多见于早期，设计功率不超过几百瓦的小容量逆交器。

2）阶梯波逆变器

阶梯波逆变器输出的电压波形为阶梯波形，阶梯波逆变器的优点是输出波形接近正弦波，比方波有明显的改善，高次谐波含量减少。但此逆变器往往需要多组直流电源供电，需要的功率开关管也较多，给光伏阵列分组和蓄电池分组带来不便。

3）正弦波PWM逆变器

正弦波逆变器的优点是输出波形基本为正弦波，在负载中只有很少的谐波损耗，对通信设备干扰小，整机效率高。缺点是设备复杂、价格高。

5 双模式逆变器

为了方便应用，可以设计一种既可独立运行，又可并网运行的光伏发电系统。该系统中的逆变器可以自由切换并网运行和独立运行，并且保证在切换过程中对负载和逆变器无冲击，实现平滑切换。可以采用了快速检测并网开关和抑制电流突变的过渡算法，以实现三相系统并网/独立的平滑切换。这种系统称为三相双模式逆变器发电系统。此系统中太阳能电池板组成光伏阵列，输出不稳定的直流电。DC/DC 充电控制器连接电池板和蓄电池组，实现最大功率向蓄电池充电。 蓄电池可以在太阳辐照度变化和无太阳光时持续向逆变器供给直流电。三相逆变器的输入级连接到蓄电池的直流母线上， 输出接在带有中心抽头的变压器上。这样可以带三相或单相负载运行。并网开关可以实现电网与负载、 逆变器的连接和断开。当电网无电时，并网开关断开，逆变器给负载供电。当电网有电时，并网开关闭合，负载由电网和逆变器共同供电，逆变器还可以将太阳能电池板发出的多余电能输入到电网中，也可以利用电网给蓄电池充电。

6 结论

本文对太阳能光伏系统中的最大功率点跟踪和逆变技术进行了讨论。通过对并网光伏系统进行系统组成分析，比较其构成特点和电路拓扑，讨论得出了各自适用的控制方法。文章最后介绍了一种可实现独立运行与并网运行实时切换的双模逆变器。从上述分析可以看到：太阳能光伏发电作为新能源的应用技术正在得到迅速发展，而电力电子技术作为其中的关键技术，对太阳能光伏发电应用的发展起着决定性作用。

参考文献

[1] 赵争鸣，刘建政，孙晓瑛等.太阳能光伏发电及其应用.北京：科学出版社，2005.

[2] 郭廷玮.太阳能的利用和前景.北京：科学普及出版社，1984.

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【分类号】：F426.61

我国在微电网方面的研究，目前主要区分了微电网与分布式电源间的关系，明确了微电网现阶段研究中的关键问题，并对微电网的控制策略、优化与稳定运行等展开了初步研究与仿真试验，另外，根据微电网的典型特征和运行特性给出了建立国内微电网标准体系的建议等。

一、微电网提出的背景

近年来，为适应快速发展的经济需要，电力部门以及发电企业逐年加大发电侧的投入，建设内容主要集中在火电、水电等大型发电厂上。因此，能源供需与环境的矛盾日益突显。同时国家电网也启动了智能电网和特高压的建设，电网规模不断扩大，现已逐步发展成集中发电、远距离输电的超大互联网络系统。但随着远距离输电的不断增大、使得受端电网对外来电力的依赖程度不断提高，电网运行的稳定性和安全性趋于下降，而且难于满足多样化供电需求。

分布式发电技术具有低污染、高能源利用率等优点，但其控制困难、单机接入成本高，大量接入可能会对电网造成冲击，影响电能质量和系统的安全稳定等特点也极大地影响了分布式电源的应用。大电网往往采取限制、隔离的方式来调度分布式电源，以期减小其对大电网的冲击，并对分布式电源的入网标准做了规定，当电力系统发生故障时，往往都在第一时间将分布式电源退出运行，大大限制了分布式发电技术的充分发挥。

为协调大电网与分布式电源（DG）的矛盾，充分挖掘DG的价值和效益，在本世纪初，学者们提出了一个解决方法，即将DG及负荷一起作为公共配网的一个单一可控的子系统――微电网，以充分挖掘分布式发电的价值和效益。

二、微电网的主要特点和优势

微电网是相对传统大电网的一个概念。从微观看，微电网可以看成是小型的电力系统，它具备完整的发输配电功能，可以实现局部的功率平衡与能量优化，它与带有负荷的分布式发电系统的本质区别在于同时具有并网和独立运行能力。从宏观看，微电网又可以认为是配电网中的一个“虚拟”的电源或负荷，相对于外部大电网表现为单一的受控单元，并可同时满足用户对电能质量和供电安全等的要求。

通过微电网的结构和定义可知，微电网技术是新型电力电子技术和分布式发电、可再生能源发电技术和储能技术的有机结合。具有以下主要特点：

（1）微网提供了一个有效集成应用DG的方式，继承拥有了所有单独DG系统所具有的优点。

（2）微网作为一个独立的整体模块，不会对大电网产生不利影响，不需要对大电网的运行策略进行修改。

（3）微网可以以灵活的方式将DG接人或断开，即DG具有“即插即用”的能力。

（4）多个DG联网的微网增加了系统容量，并有相应的储能系统，使系统惯性增大，减弱电压波动和电压闪变现象，改善电能质量。

（5）微网在上级网络发生故障时可以孤立运行继续保障供电，提高供电可靠性。

三、微电网的核心技术

从微电网整体来看，目前微电网的关键技术主要包括：新能源的接入、电力设施、控制技术、储能技术、并离网与运行控制等技术。

1. 并网技术方面。微电网有孤岛运行与并网运行两种方式。相对于孤岛模式，并网运行时微电源可以始终运行在最大功率点处，电源逆变器输出电能必须满足电网电压幅值、频率和相位一致。微电源并网发电既能最大限度合理地利用新能源，又能解决用户不断增长的用电需求。微电网与大电网并网之后，二者之间相互影响。微电网技术能够解决传统分布式电源的分散接入、单独并网所带来的整体不受控问题，有利于提升电网可控性。有利于在孤岛运行与并网运行之间平滑切换。并网逆变器在并网运行时起到了关键作用，保证了电力系统的稳定运行。并网稳定运行与控制成为微电网的核心甚至影响着了微电网的发展，将更加利于中国未来电力系统发展和超高压电网的建设需求。

2. 储能技术方面。储能是实现微电网可靠运行的重要手段。储能技术到目前为止国内的研究已经取得了重大突破。目前，从技术成熟度来看，铅酸蓄电池是目前最佳选择。

3. 优化调度方面。微电网是一个多对象、多目标的联合体。从需求侧方面，基于实际风光资源和微电网运行成本数据，采用模糊评价函数并以河北承德风力发展基地全年发电量数据为算例得出结论：在满足负荷需求和分布式电源出力限制的前提下，可提高了全网经济性和安全性。

四、微电网目前面临的主要问题

1. 技术相对不成熟

目前微电网项目尚处于试验示范阶段，仅在极个别示范区、海岛有所应用，从规划设计、设备选型到投产运行等各方面均面临着诸多问题。很多微电网设备是新研制产品，不能满足实际需求，缺乏现场经验。微电网监控与能量管理系统目前尚处于研发阶段，功能不完善，无法满足运行管理要求。

2. 国家政策不完善

微电网的建设离不开国家政策的支持，虽然政策环境支持微电网并网，但对电网企业的合理补偿存在较大欠缺，电网企业利益无法得到保证。关于微电网建设、运营模式，政府相关政策尚不清晰。

3. 标准规范不完善

目前，分布式电源已有相应的国际标准，国内标准正在制定及完善中，但对于微电网接入、规划设计、建设运行和设备制造等环节缺乏相应的国家层面的技术标准、管理规范。

4. 投资及运维成本高

为满足微电网孤网运行要求，实现自身电力电量平衡，要求配置的储能装置容量占总容量的80%以上，但目前储能系统建设投资成本较高。微电网监控平台及能量管理系统目前尚处于开发试运行阶段，投资成本高。微电网运行维护需培训专门的微网运行维护人员，承担微网所有设备的运行维护责任，尤其对于偏远地区或孤立海岛的微电网，相较一般电网运维成本高。

五、微电网发展前景

1. 保证微电网的经济运行

经济性问题是当前发展微电网需要解决的首要问题。微电网的建设势必将会引起人们对微电网的成本及收益的思考。有研究表明，微电网后期发电成本会以每年6%至10%的趋势下降。所以前期应主要通过财政补助来实现微电网成本回收。

2. 新型电动汽车与微电网结合

电动汽车在接入微电网时具有两方面作用：首先，充电时可作为是负载；其次，也可作为电源对微电网进行供电。

电动汽车不仅减少了微电网投资费用，而且提高了供电的可靠性。

3. 积极加大新能源微电网的建设

新能源微电网代表了未来能源发展趋势，是能源生产和消费革命的重要措施，是推进能源发展及经营管理方式变革的重要载体，是“互联网+”在能源领域的创新性应用，对推进节能减排和实现能源可持续发展具有重要意义。同时，新能源微电网是电网配售侧向社会主体放开的一种具体方式，符合电力体制改革的方向，可为新能源创造巨大发展空间。风、光、天然气等各类分布式能源多能互补，具备较高新能源电力接入比例，可通过能量存储和优化配置实现本地能源生产与用能负荷基本平衡，可根据需要与公共电网灵活互动且相对独立运行的智慧型能源综合利用局域网。

六、结语

微电网作为一项新技术，在目前处于探索阶段，但是在经济方面存在着巨大的发展潜力。虽然微电网的建设存在着前期投资较大、居民接受情况等一系列问题，但微电网发展的趋势是不变的，尤其是微电网在节能减排、提高用电效率等方面存在着的巨大优势。

参考文献：

[1]周晓燕，刘天琪，李兴源，等.含多种分布式电源的微电网经济调度研究[J].电工电能新技术，2013.

[2]白峪豪.含分布式电源的微电网经济调度模型研究.浙江大学硕士学位论文，2012.

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2011年11月24日至12月2日，由国网技术学院组织率领的电网运行专业考察学习小组赴德国GridLab GmbH（欧洲电力系统安全研究与培训中心）进行学习，目的是掌握电力企业岗位培训的理念和方式方法，促进国网公司培训基地向国际化、现代化方向迈进。笔者有幸作为其中的一员，随团参加了此次学习考察活动。在德国培训期间，我们重点利用仿真系统对电网运行的监控、操作以及调度等岗位职责进行了培训体验；对德国电网的建设、改革概况，市场运营模式，新能源发展态势等进行了深入的了解。德方共安排了9位专家及技术人员为我们进行了详细地讲解和介绍。同时我们还到德国50Hertz 输电公司（德国四大输电公司之一，负责德国东北部电网输电业务）的控制中心（TCC）和所属的一座220kV/110kV变电站进行了参观考察。

此次赴德考察学习感触深刻，收获极大，对其管理模式和运行方式印象深刻，对强力推进新能源的发展政策和技术领域的创新能力，更是叹服不已。在广泛地考察、学习和了解中，领会和理解了德国供电企业的培训模式和培训理念，拓宽了视野，开拓了思路，对今后开展岗位培训与练兵具有积极的借鉴意义，为创新培训奠定了基础。

一、德国电力企业发展概况

1.德国新能源发展概况

在学习期间，9位培训师的讲课内容中有5位涉及到了新能源的发展。主要原因：一是新能源在德国以立法形式促进其发展，发展力度大；二是新能源的开发得到了广大民众的支持，环保意识强；三是新能源的发展也开放了发电企业的竞争市场，投资积极性高；四是新能源的发展对电网运行的稳定性提出了更高的要求，因为没有坚强而稳定的电网作支撑，新能源的发展就只能停留在设想上。

为促进新能源的发展，德国于2000年出台了新能源法（《可再生能源法》），2004年又做了修改，极大提升了新能源的开发力度。大体上主要包含以下几个方面：

一是明确新能源要安全投入电网。新能源法同样对可再生能源入网的安全进行了明确规定，这一方面促进了新能源的发电企业在电力设备技术上创新的速度，另一方面也对电网的安全稳定运行提供了保证。

二是明确了新能源必须优先入网。新能源法明确规定了必须首先保证可再生能源优先入网，并且给出了相应补贴措施，这从真正意义上开放了发电企业的竞争市场，促进了新能源的快速发展，同时也促进了德国电网改造和欧洲联网的进程。

三是对新能源的入网制定了相关鼓励政策。对新能源入网的补贴方法做出了相关规定，如制定高于常规能源的入网价格，以鼓励更多的投资者参与到新能源发电市场的竞争中。

四是规划了未来新能源发电量的比重。受日本福岛核电站泄漏的影响以及民众的意愿，德国政府要求在2022年之前，关闭境内的所有核电站，同时对新能源所占能源消耗的比例做出了初步规划，即2020年新能源要达到总能源消耗的35%以上，2030年要达到50%以上，至2040年达到65%，而至2050年则要求达到80%以上。可见德国政府在发展新能源方面的决心和信心。

五是不断降低新能源的发电成本。新能源入网初期（2004年之前），德国政府对新能源入网给出了几乎10倍于常规能源的入网价格，但经修改后，对新能源入网规定和加大了入网电价逐年递减的幅度。从而强力促进了新能源发电企业不断进行科技创新、降低发电成本，以保证未来方便、快捷、灵活以及廉价地应用新能源。

新能源法的出台和实施，激活了许多投资者的热情，使德国许多可再生能源发电企业特别是风力发电企业如雨后春笋，发展势头“旺盛”。目前，德国的陆上风力发电能力基本已趋饱和，已转向海上风力发电。尽管海上风力发电技术最复杂、建设难度最大，但因其发电能力远远大于陆上风力发电，所以德国很早就已经致力于海上风电的开发。目前已有位于德国北海离岸45公里处海域的12台风机60MW的海上风电场已经并网发电，并建造了世界上第一条±400kV的海底电缆工程。德国的海上风电未来将占整个风力发电的25%。

2.德国电网企业的改革概况

受历史及地缘政治等因素的影响，以及电网新能源的发展需求，德国的电网建设以及电力企业的运营也经历了一次大的改革，主要表现在：

一是发电企业市场化运营的改革。在1998年之前，德国的电力市场也是由几家发电企业所垄断，形成这种垄断局面的主要原因是，发电企业只在某个固定区域供电，用户没有更多选择的可能。1998年至2005年，经过几年改革的起伏变化，最终实现了发电与电网的真正分离，形成了电力企业有序竞争的局面。

二是电网发展模式的改革。提出了欧洲联网的规划格局，实现大区域、跨地区（国家）联网是为了实现清洁能源的远距离输送。需要说明的是，德国作为发达国家，经济发展基本达到稳定阶段，所以用电负荷基本处于平稳状态，几乎没有增容扩销的电网扩张工程，所以网架结构相对简单、变化较小。对德国来讲，电网工程改造的重点主要是更新设备和实现跨区域联网。

三是电网运行设备的改造。至2005年，德国境内电网中的大小变电站，全部完成了自动化改造。过去分散控制的变电站，全部实现了集中控制。以德国50Hertz输电公司为例，全公司只有1个控制中心（TCC，相当于调度中心）和6个区域集控中心，共监控69个变电站，变电站全部实现了无人值班。 　二、德国输电系统企业员工岗位培训概况

德国电力企业员工培训随着新能源的发展所引起电网结构变化及设备的更新改造而不断改变培训的形式和内容，运用仿真系统对员工进行培训虽然从2005年之后才开始，但是在培训理念上，却有许多可借鉴之处，主要表现在：

一是把对员工的安全培训作为第一重点来抓。在德国，对员工的安全培训被作为一项法律条件来要求企业。比如，某员工一旦出现人身伤害事故，有关调查人员要检查该员工是否有接受企业组织进行的安全培训的记录，否则将追究企业的责任。不仅是电力企业，政府或工会组织也对安全培训极其重视。多项监督的合力作用，使得安全培训成为自觉自愿、必不可少的常规性培训。其培训形式（以过去变电运行人员的培训为例），既有个人操作的模拟演练和讲解示范，也有实际操作的视频录像，还有非正常操作引起的事故仿真画面，通过增强视觉上的冲击感，以此来增加印象。

二是培训的方式更加注重角色的扮演。以我们所体会的调度人员培训为例，学员接受培训的主要内容通常是模拟出一项工作任务，每个学员扮演不同的角色。按照工作流程，行使各自角色的岗位职责。在角色扮演中明确自己的工作任务，掌握每项工作的技术要点和可能存在的危险点。

三是培训内容更加注重能力的培养。在德国人的培训理念中，培训更加注重的是一种有针对性的行为能力的培养。仍以电网调度人员或变电运行人员为例。按照他们的培训思路，一定或尽量要让培训学员能面对自己岗位所熟悉的系统网络或对应的设备，培训中注重每个细节的训练，包括每句话的规范性以及每个动作的标准性等等。

四是培训的师资更加注重聘请具有实践经验的培训师。对于某些专业性很强，需要综合能力的技术岗位，德国的培训机构，更倾向于聘请具有丰富实践经验的兼职培训师或来自学员所在公司的技术专家，承担重要技术岗位的培训任务。这对于学员来说，更能够有针对性的掌握本企业的综合情况，按照本企业的特点，进行专项技术技能的训练，达到学以致用的目的。

三、学习考察后的思考与启示

1.掌握企业发展动态，创新开发培训项目

从德国乃至欧洲对新能源发展规划的目标，可以看出未来世界新能源发展的方向。我国目前能源结构虽然仍以煤炭资源为主，但是随着“十二五”能源发展规划的逐步落实和新能源政策的出台，逐年增加可再生能源的比例，已势在必行。而对供电网络来讲，则要应对各种新能源发电中不稳定因素对电网冲击所带来的挑战；要应对大区域大范围联网对系统稳定性、设备自动化、智能化和快速反应能力的挑战；要应对事故紧急情况下系统协调调度、安全运行的考验。所以，在目前国网公司建设智能电网的强劲势头下，创新开发适应新形势下的培训项目，是提升人员素质，做好能力储备的必要条件。可探索和开发：（1）电网运行调控一体化的培训项目；（2）新能源入网的协调联合调度、监控电网稳定运行的培训项目；（3）电网事故状态下应急处理培训项目；（4）智能电网综合性培训项目；（5）智能用电侧的需求管理培训项目；（6）可再生能源发电入网仿真系统监控运行、紧急状况预案处理等等。

2.跟进企业发展脚步，强化岗位技能练兵

电力企业的职业特点是：技术工作的标准性和规范性要求高，需要时刻保持高度的安全意识。结合德国考察的体会，主要启示是：一是应加强安全行为的专项训练。特别是生产类的运行、调度、检修与试验等岗位，对人员的安全意识、规范动作、标准要求的强化训练是至关重要的。二是应加强岗位工作标准化流程和标准化作业的练兵。按照标准化流程进行作业训练，有利于学员养成良好的安全行为习惯，同时提升完成任务的工艺水平、综合质量和工作速度等。三是应加强岗位工作角色扮演的模拟训练。按照实际工作的角色分别进行模拟强化练兵，有利于提高培训的针对性和实效性。

篇10

关键词：转动课堂；师生互动；翻转课堂；实践能力；创新能力

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）49-0165-03

“转动课堂”[1]是渤海大学杨延东教授提出的一种新型课堂教学模式。既包含教育理念的转变，更体现教学方法的更新。“转动课堂”把学生从传统的灌输式课堂中解放出来，使教学活动有益于学生综合素质的提高，以学生为中心，让学生不仅收获知识，更要学会获取知识，应用知识，提高实践动手能力，提高应用知识的能力，真正成为适应经济社会发展，m应“大众创业，万众创新”的新环境的适用型人才[2，3]。

一、转动课堂的内涵

1.“转动课堂”中的“转”。“转动课堂”中的“转”主要是指：

（1）转型。即人才培养模式由传统模式转到新的改革模式上来。

（2）转法，由课上传统的灌输式、填鸭式的教学方法转为启发式、探究式、讨论式、案例式等教学方法上来。

（3）转体，课堂教学从传统的以教师为主体转变为以学生为主体。

2.“转动课堂”中的“动”。“转动课堂”中的“动”主要是指：

（1）互动。主要包括师生互动、生生互动、师师互动。通过互动，让知识获取和消化变得鲜活。

（2）动手动脑。教师引导学生动脑，动手练习，学会知识是什么和怎么用知识。

在转动课堂上，主要包括三个教学环节，即教师精讲，师生互动，学生动脑动手练习。教师精讲是指教师需要在课堂上将最重要、学生最需要掌握的内容进行精心的组织与讲解。精心地选取授课内容，科学地组织精讲内容，高效地讲授精讲内容。精讲的主要特点是授课内容精、讲授精、用时精，三者缺一不可。根据授课内容和学生的实际认知特点，转动课堂的精讲时间不要多于课堂教学时长的60%。这三个教学环节的时间顺序、时间长短可以微调整，形式可以多样，真正调动学生自主学习的积极性，高效吸收理解所学知识，提高动手实践和创新能力。

二、师生互动的内涵与特点

师生互动包括教师与学生的互动，学生与学生互动、个人与小组之间的互动、小组与小组之间的互动、小组与教师之间的互动，教师与教师之间的互动等。教师根据学生的学习成效实时动态地调整教学方法，使学生在学习过程中建立适合自己的学习模式，真正学会如何学习、思考、合作和表达。课堂互动需要围绕如何引导学生思考问题、分析问题、发现问题、解决问题、主动学习等能力培养进行开展，应该具有如下特点：

1.是基于问题的课堂互动教学。问题是调动学生学习动机和思维主动性的最好刺激物[4]。问题可以来自日常生活，也可以来自某个工程领域，可以来自教师正在从事的研究课题。问题可以在课前提出、可以在上课过程中提出。问题可以由教师提出，也可以由学生提出。

2.是教师主导和学生主体的实现过程。在转动课堂中，教师的主导性表现在：激发学生的学习动机和学习意向，导引学生思考，解释学生疑惑的内容，及时正确评价反馈学生的学习结果。学生的主体性表现在：主动地把教师的教学意图变成自己的学习意图和行动要求，不断深度内化知识。教学过程中的师生互动是教师主导和学生主体活动的动态交替交融过程。

3.是共同学习的教学。生生互动，会碰撞出新的问题与有意义的知识成果。师生互动，教师收获了学生的新思维、新视觉、新问题，学生收获了老师的一种思维路径，解决问题的方法和手段。

4.是不拘一格形式的教学。针对不同形式的教学内容，采用不同的互动教学方法，如讨论式、学导式、发现式、案例式、学导式、启发式、问题式、任务驱动式、探究式及其多种方法融合等。

三、师生课堂互动的教学实施方案

根据教学流程划分，“转动课堂”的师生互动包括课堂互动和课外互动。下面以《风力发电技术》课程为例，说明师生课堂互动的具体实施方案。

1.精选和创新课堂互动内容。师生互动的内容是学生需要进一步内化的知识点，也可以是启发和培养学生创新的内容。在互动内容的选择上要下功夫，要有创意，要以应用为背景，要形成一个好问题，要做到让学生感兴趣，激发学生的思考。以《风力发电技术》课程为例，在讲授能源分类知识点时，以问题“我们是新能源学院，什么是新能源？”，在讲授风力发电技术的优缺点时，以问题“风力发电是导致雾霾的推手吗？”的方式实现师生互动，生生互动。

2.优化课堂互动教学方法。为了更好地实现课堂互动，可以采用多种教学方法，使得互动方式不拘一格。下面针对导学-学导式教学法、讨论式、案例教学法来说明转动课堂中的课堂互动教学方法。

（1）导学-学导式教学法。导学-学导式教学法综合运用了导学式和学导式这两种教学方法，取长补短，是教师主导，学生主体的具体体现。具体实现方式一：由教师概讲（教师提供教案及相关资料）-学生自学（包括课前预习、课上自学）-学生释疑（学生自行查阅参考资料、学生讨论、教师个别辅导等）-小组讨论-小组表述答案-教师和其他小组进行评价和质疑-教师精讲（教师讲透学生难以弄懂的要点）-学生演练等环节形成教学的基本过程。具体实现方式二：由教师概讲（教师提供教案及相关资料）-学生自学（包括课前预习、课上自学）-学生释疑（学生自行查阅参考资料、学生讨论、教师个别辅导等）-教师精讲（教师讲透学生难以弄懂的要点）-学生演练等五个环节形成教学的基本过程。在《风力发电技术》课程中，在完成讨论问题“风力发电对电网造成什么影响？”过程中，采用导学-学导教学法。先启发式教学，引导学生畅谈风力发电对电网造成的具体影响，发现学生不能用术语描述电能质量。因此，教师概讲了是风力发电的什么特点对电网造成影响，具体影响电网什么？并指定为下一次的具体讨论内容。学生课外自学，经过学生讨论，向老师咨询等方式，理解风力发电对电能质量造成的影响。然后，下一次课堂讨论此内容。历经小组表述、教师和其他小组进行评价与质疑、教师精讲、学生回顾练习等方式完成这个内容。

（2）讨论式。在转动课堂中，讨论式是一种最好的师生互动方式。讨论中，学生可以用手机上网搜集资料，教师要巡视，可以适当参加某个小组，一定要少说多听多看。学生在讨论课上的表现应成为成绩记载的重要组成部分。学生课前预习-教师精讲-创设情境-学生讨论-小组表述-教师和其他小组质疑-教师总结与评价-师精讲（教师讲透讨论中衍生出的知识点或学生遗漏的要点等）-学生小结作业等环节形成教学的基本过程。在《风力发电技术》课程中，多次组织学生进行讨论，以问题方式引出的讨论内容：风电场如何选址？风能资源评估的步骤？测风塔安装位置和测量时应注意哪些事项？风电场如何选址？风电场如何建设？为什么常用三叶片风轮发电机组？风力发电是导致雾霾的推手吗？风力发电对电网具有什么影响？风力发电的优缺点是什么？

（3）案例教学法。在转动课堂中，采用案例教学法，可以提高学生的实践能力。在《L力发电技术》课程中，风能资源评估由学生自学，并完成实践作品题目“针对某个风电场进行风能资源评估，给出评估过程和评估结果”。

3.课堂互动的教学组织和程序。教师一定要科学地设计师生互动的教学过程，要进行精心准备与组织实施，使得互动内容与互动方式协调匹配，实现激发学生积极参与的教学目标。

以讨论式教学方法为例，老师根据教学内容，精心凝练出问题，提前发给学生，让学生自学，查阅资料，学生间交流，小组间交流，或向教师反馈获得解释。在课堂师生互动环节上，教师创造情境，合适时机组织学生讨论，教师巡回点拔，观察学生们的表现，适时参与某个小组了解情况，对难以解决无法进行的讨论给予适当引导。讨论时，学生可以通过查阅资料，特别是借助手机等移动终端获得网上相关信息。小组讨论完毕，讨论结果由组长指定组员进行答辩，其他组员可以补充。教师和同学可以质疑和继续提问，属于小组答辩过程。答辩结束，老师对学生的表现和知识的内化程度进行评价，并进一步通过精讲方式给出正确答案。

4.课堂互动必须实行优化分组和正确考核评价。开学初，对学生进行优化分组。小组分配要根据学生的性别、成就、智力、性格、理论理解能力和实践动手能力等进行灵活搭配。组内成员的分工要清楚，可以设组长、记录员、发言人等；职责要明确，要确保每位成员都有事情做；每次小组活动后教师进行点评和成绩评定。其次，教师对小组活动要实施动态管理。例如小组完成一项任务后要重新组合，成员的职责轮流变更等。如《风力发电技术》课程开课之初，小组采用学生自愿和老师指派的方式组成。班级人数60人，每个小组5-6人，其中基础好的2-3人，中等及其基础薄弱一些的3-4人。每次小组讨论可由组员选组长、记录员和发言人。

为了使学生具有更好的主动性，完成课外学习，需要有一套合理的考核评价机制。以《风力发电技术》课程为例，课堂互动有一套非常细化的得分标准。师生互动学生表现占课堂总成绩成绩70%，对于主动回答问题，质疑提问等给予奖励加分。

四、课外互动的教学实施方案

如果转动课堂中的课内教学占课程总学时60%，那么课外教学占课程总学时40%，仍属于授课范畴。在课外教学中，主要以师生互动为主。课外互动可以在教室里、可以在网上，可以是全部学生，可以是少数学生。根据课程目标要求，可以采用答疑、实践作品展示、发明等实现师生课外互动。

针对《风力发电技术》课程，课外互动主要以学生的实践作品设计与展示为主，如以如何提高风力发电场的发电效率为任务，三周时间准备，并启发了同学们思路，如从提高风能捕获角度，设计多层风力叶片、利用树叶原理设计风力发电树等；从风光互补发电、减小弃风现象、设计小型风力发电机组和移动电源等角度给予同学启发。并同时教授学生如何查找资料，如在渤海大学主页图书馆中查找论文、专利等。提出创新设计作品答辩内容按照背景、基本思路、关键技术、推广价值等准备。在创新作品答辩过程中，教师与其他学生均是评委，可以提问或质疑。提问有道理的可以加分，提问者可以与答辩者同台进行辩论。另外，教师积极引导学生参与团队的科研项目。引导学生按照自己兴趣选题，由教师亲自指导参与挑战杯、全国大创项目等，近两年已获批五项国家级大创项目。同时，指导学生如何查找资料，书写发明专利等。具体交流方式可以采用微信、QQ、邮箱、面对面等，真正做到与学生实时互动交流。

五、采用全程动态精细化考核评价机制

为了课内、课外师生互动取得良好效果，真正启发学生学习的主动性，学会如何发现问题、分析问题和解决问题，感受团队合作的重要性，需要采取全程动态精细化考核评价机制。如，某个学生缺勤，可以用一个创新作品来弥补，使学生始终有机会多学多做。课堂上主动向老师提出问题，奖励3分，主动回答问题奖励3分等。

参考文献：

[1]林琳，冉清文.培养适用型人才：一个大学校长对高等教育的思考与践行[J].渤海大学学报（哲学社会科学版），2016，（3）：104-107.