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摘要：根据2010年教育部通知，我国对智能电网等重要战略性新兴产业设立本科相关专业。阐述智能电网信息工程新专业的产生背景，在分析智能电网基本特征、关键技术、技术体系的基础上，提出智能电网信息工程专业的知识体系，进而给出智能电网信息工程专业的课程体系。
关键词：智能电网信息工程；课程体系；本科教育
作者简介：谢俊（1979-），男，安徽安庆人，南京邮电大学电气工程系，副教授；付蓉（1974-），女，江苏南京人，南京邮电大学电气工程系，副教授。（江苏 南京 210046）
基金项目：本文系南京邮电大学教学改革研究项目（项目编号：JG00510JX55）的研究成果。
中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）21-0155-02
2010 年3 月教育部发出通知：我国拟针对智能电网、低碳经济、互联网、生物制药等事关国家核心竞争力的战略性新兴产业，在高等院校本科教育阶段设立相关专业。其中包括增设智能电网工程专业，从而为方兴未艾的智能电网战略新兴产业培养高素质人才。
南京邮电大学依托其在通信、信息、电子、计算机、电气等学科专业的特色和优势，已于2010年成功获批开办智能电网信息工程战略新兴本科专业，并于2011年正式进入招生轨道。然而，到目前为止，有关智能电网专业的知识体系、技术体系、课程体系、人才培养体系等方面的研究还处于起步阶段。
笔者根据长期从事电气信息专业的建设经验及所具备的智能电网领域知识，认为智能电网专业适宜办成“智能电网信息工程”工科专业，从智能电网的技术体系出发，设计了“智能电网信息工程”专业的课程体系，为各高等院校智能电网信息工程专业的课程规划、学科建设、人才培养抛砖引玉。
一、智能电网简介
智能电网将先进的传感量测技术、信息通信技术、分析决策技术、自动控制技术、新能源技术、电力电子技术以及电网基础设施高度集成而形成新型现代化电网。
1.智能电网的特征
一般认为，智能电网的主要特征包括坚强、自愈、兼容、经济和集成等。
（1）坚强。预测并感知电网运行状态，实时监测电网的运行状态，及时发现、快速诊断和消除故障隐患；在电网发生大扰动和故障时，能够保持对电力用户的持续供电能力，不发生大面积停电事故；在自然灾害、极端恶劣气候条件下或外力破坏下仍能保证电网的安全稳定运行。
（2）自愈。具有实时、在线和连续的安全评估和分析能力，强大的预警和预防控制能力，以及自动故障诊断、故障隔离和系统自我恢复的能力。
（3）兼容。支持可再生能源的有序接入，实现分布式电源和微电网的“即插即用”；实现与用户的交互和高效互动，满足用户的多样化电力需求；降低电能从生产环节到消费环节的能量损耗，提高电能利用率。
（4）经济。支持电力市场运营和电力交易的有效开展，实现资源的优化配置，提高输配电网络传输容量和电气设备利用率，降低电网损耗，提高能源利用效率。
（5）集成。实现电网信息的高度集成和共享，采用统一的平台和模型，实现标准化、规范化和精细化管理。
2.智能电网的关键技术
实现智能电网所需要的技术大多已经应用于航空邮电通信以及其他工业领域，如何将这些技术集成应用到电力系统中，是建设智能电网亟待解决的问题。智能电网关键技术主要有以下几个方面。
（1）信息与通信技术。包括空间信息技术、信息的智能处理技术、信息安全技术、光纤通信技术、无线通信技术、电力线载波通信技术、电力特种光缆、IP接入网技术、物联网技术等，广泛应用于电力系统各环节，如发电厂自动化、变电站自动化，配电自动化，监控与数据采集系统、需求侧管理。
（2）传感和量测技术。包括高级传感器、智能电表、AMI、PMU、广域测量系统等，用于监视设备运行情况，估计电网阻塞及稳定性，为控制策略的制定提供坚实的信息基础。
（3）大功率电力电子技术。主要包括高压直流输电、柔性交流输电、柔性直流输电、动态电源恢复器和有源电力滤波器等。大功率电力电子技术具有快速的响应速度、良好的可控性和强大的控制功能，为智能电网的快速、连续、灵活的控制提供了有效的技术手段。
（4）仿真分析和控制决策技术。包括数字仿真技术、可视化技术、预防控制决策技术和紧急控制决策技术。快速仿真分析电网状态，完成电网潮流安排、电压控制等，采取有效措施应对自然灾害对电网的不利影响，从而提高电网运行的智能化水平。
（5）超导电力技术。包括超导电缆技术、超导故障电流限制器技术、超导磁储能技术、超导变压器技术、超导电机技术和超导无功补偿装置技术等。超导电力技术能够降低电力设备损耗，全面提高电网运行的网安全稳定经济水平。
二、智能电网技术体系
1.大规模新能源发电及并网技术
新能源发电主要指利用风能、太阳能、生物质能、海洋能和地热能等各种新型可再生能源进行发电，我国新能源发电具有大规模集中接入的特点。新能源发电提供的电力具有间歇性和随机性的特点，当并网规模较大时，对电网的安全稳定带来负面影响。
大规模新能源发电及并网技术主要包括风力发电技术、光伏发电技术、大规模储能技术；大规模新能源发电并网的仿真与分析技术、控制与保护技术和发电功率预测技术等。
2.智能输电网技术
输电网是电能输送的物理通道，是连接发电、配电和用电等环节的纽带。智能输电网技术主要包括先进输电技术、智能变电站技术、智能电网调度技术和输电线路状态检测技术等。
先进输电技术是实现资源大范围优化配置的必然要求；智能电网调度技术为电网的安全稳定经济运行提供重要保障；智能变电站对各级电网起着联结的作用。输电线路状态检测技术能够及时获取输电线路运行状态和环境信息。
3.智能配电网技术
配电网直接面向电力终端用户，保障对电力用户的供电质量和可靠性。目前电力用户停电95%是由配电系统引起，电力系统50%的损耗发生在配电网中，但是目前配电网的智能化程度远低于输电网，因此配电网智能化是建设智能电网的重要环节之一。智能配电网是传统配电自动化的技术升级，有机融合和集成现代计算机与通信、高级传感和测控技术，满足未来配电网集成、互动、自愈、兼容、优化的要求。智能配电网技术主要包括高级配电自动化及支撑技术、配电网定制电力技术、智能配电网规划技术、分布式发电与微电网技术等。
4.智能用电技术
智能用电技术将供电端到用户端的所有设备，通过传感器联接，形成紧密完成的配电网络，同时对用电信息加以整合分析，实现电力资源的最佳配置，达到降低用户用电成本，提升供电可靠性、提高用电效率的目的。智能用电技术主要包括高级量测技术、用电信息采集技术、智能家居/楼宇技术、电动汽车充放电技术和需求响应技术等。
三、智能电网信息工程专业的知识体系
由智能电网技术体系可见，智能电网信息工程不是某一个具体问题的解决方案，而是一个信息化、现代化、智能化的电力网络，是一系列使电力系统智能化的技术的总称。
“智能电网信息工程”专业依据国家发展战略新兴产业，紧密结合国家智能电网建设之急需而开设。培养具有良好的科学素质和文化修养，扎实的专业理论和专业技能，受到卓越工程师高级训练，掌握智能电网相关的理论知识，在新能源发电与智能接入技术、电网智能调度与控制技术、电能计量与监测、计算机与网络技术等方面有专长，可以在网络化、信息化、智能化电气系统领域从事研究、开发、设计、运行维护与管理等工作的高级工程技术人才。
“智能电网信息工程”专业的知识体系要能实现这样的培养目标，即培养适应社会主义现代化建设需要，德、智、体全面发展，具有较高的思想道德修养、良好的科学文化素质与敬业精神，拥有扎实的学科基础理论与宽广的专业知识，具有较强的专业技能、工程实践能力和一定的创新精神，能够从事智能电网信息工程领域相关的工程设计、设备研制与开发、系统运行与控制、经营管理与维护等工作的专业型高级工程技术人才。
基于上述考虑，“智能电网信息工程”专业学生在校期间需要完成电气工程师的基本训练，主要学习电工技术、电子技术、信息与控制、计算机技术、网络技术等方面的基本理论，接受电工电子、计算机应用、智能电网技术、信息处理与通信技术等方面的工程实践训练，具备智能电网相关系统的分析和技术开发基本技能。
四、智能电网信息工程专业的课程体系
课程体系应该紧紧把握学科的本体，并覆盖专业的知识体系，做到点、线、面结合。围绕智能电网信息工程专业涉及到的学科知识领域和知识点，该专业课程体系由五个模块组成：通识基础模块、学科基础模块、专业基础模块、专业课模块、实践教学模块。
1.通识基础模块
该模块为必修课，该模块课程的设置有利于培养学生的政治思想素质和职业道德，培养学生的辩证思维能力和外语应用能力，为创新思维和创新能力提供广阔的发展空间。主要是思想政治教育课程和通识教育课程。其中通识教育课程涵盖社会科学与文化、自然科学与数学、语言与工具、文学与艺术、体育与健康等。主要课程有：形势与政策、军事理论、思想道德修养与法律基础、马克思主义基本原理概论、中国近现代史纲要、毛泽东思想和中国特色社会主义理论、大学英语、体育、高等数学、线性代数与解析几何、概率论与数理统计、大学物理、高级语言程序设计、制图基础及计算机绘图、大学语文、现代管理科学基础等。
2.学科基础模块
该模块为必修课，是智能电网信息工程专业的科学技术平台，为专业课的学习提供坚实的基础。主要课程有：智能电网导论、电路、模拟电子技术、工程电磁场、微型计算机原理与接口技术、信号与系统、数字电路与逻辑设计、自动控制原理等。
3.专业基础模块
该模块为必修课，主要课程有：信息论、电机学、电力电子技术、电力系统分析、嵌入式系统及应用、电力系统通信工程、专业英语等。
4.专业课模块
可以根据专业方向选择以下课程：电气设备、继电保护原理、智能电网信息技术、电力系统自动化、光伏发电与调控技术、计算机网络、智能电网信息安全、电气测量技术、电力需求管理等。
5.实践教学模块
实践教学模块包括基础实践教学部分和专业实践教学部分。基础实践教学部分由“基本技能—基础实验—综合设计—应用创新”四个层次组成，可以利用南京邮电大学成熟的电气信息类专业公共实验教学平台进行教学。
第一层：基本技能层。培养学生的基本技能，以电工电子实习和软件开发实习为主。通过电工电子实习使学生掌握元器件的辨别、使用，一些基本电工电子设备的安装、调试、测试方法等基本技能。同时通过软件开放实习了解常用仿真软件的基本应用，学习先进的实验手段，为专业课程的学习打下基础。
第二层：基础实验层。包括电路与电子技术课程实验、电机学实验、电力系统分析实验、电力电子技术实验、智能电网信息技术实验、电力系统通信工程实验等。
第三层：综合设计层。包括各门课程的课程设计、智能电网综合设计、先进电力系统分析软件包PSASP和DSP 技术，旨在培养学生的综合设计能力、团队合作能力以及创新意识。
第四层：应用创新层。拓展教学时空，引导学生参加全国大学生数学建模大赛、电子设计竞赛、挑战杯作品大赛和专业教师科研项目等。
五、结语
实现国家智能电网建设重大战略决策的重要任务之一就是培养大批优秀的高层次智能电网信息工程专门人才。智能电网信息工程专业是一个高等院校战略性新兴本科专业，其课程体系具有发展变化的与时俱进特征。设计该专业的课程体系，紧紧把握智能电网发展的时代脉搏，以动态跟踪的专业培养目标为依据，才能设计出发展的、科学的、先进的课程体系，为智能电网产业发展所需高级专门人才的培养做出贡献。
参考文献：
[1]钟金,郑睿敏,杨卫红,等.建设信息时代的智能电网[J].电网技术,2009,33(13):12-18.
（责任编辑：麻剑飞）
关键词：智能电网信息工程；课程体系；本科教育
作者简介：谢俊（1979-），男，安徽安庆人，南京邮电大学电气工程系，副教授；付蓉（1974-），女，江苏南京人，南京邮电大学电气工程系，副教授。（江苏 南京 210046）
基金项目：本文系南京邮电大学教学改革研究项目（项目编号：JG00510JX55）的研究成果。
中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）21-0155-02
2010 年3 月教育部发出通知：我国拟针对智能电网、低碳经济、互联网、生物制药等事关国家核心竞争力的战略性新兴产业，在高等院校本科教育阶段设立相关专业。其中包括增设智能电网工程专业，从而为方兴未艾的智能电网战略新兴产业培养高素质人才。
南京邮电大学依托其在通信、信息、电子、计算机、电气等学科专业的特色和优势，已于2010年成功获批开办智能电网信息工程战略新兴本科专业，并于2011年正式进入招生轨道。然而，到目前为止，有关智能电网专业的知识体系、技术体系、课程体系、人才培养体系等方面的研究还处于起步阶段。
笔者根据长期从事电气信息专业的建设经验及所具备的智能电网领域知识，认为智能电网专业适宜办成“智能电网信息工程”工科专业，从智能电网的技术体系出发，设计了“智能电网信息工程”专业的课程体系，为各高等院校智能电网信息工程专业的课程规划、学科建设、人才培养抛砖引玉。
一、智能电网简介
智能电网将先进的传感量测技术、信息通信技术、分析决策技术、自动控制技术、新能源技术、电力电子技术以及电网基础设施高度集成而形成新型现代化电网。
1.智能电网的特征
一般认为，智能电网的主要特征包括坚强、自愈、兼容、经济和集成等。
（1）坚强。预测并感知电网运行状态，实时监测电网的运行状态，及时发现、快速诊断和消除故障隐患；在电网发生大扰动和故障时，能够保持对电力用户的持续供电能力，不发生大面积停电事故；在自然灾害、极端恶劣气候条件下或外力破坏下仍能保证电网的安全稳定运行。
（2）自愈。具有实时、在线和连续的安全评估和分析能力，强大的预警和预防控制能力，以及自动故障诊断、故障隔离和系统自我恢复的能力。
（3）兼容。支持可再生能源的有序接入，实现分布式电源和微电网的“即插即用”；实现与用户的交互和高效互动，满足用户的多样化电力需求；降低电能从生产环节到消费环节的能量损耗，提高电能利用率。
（4）经济。支持电力市场运营和电力交易的有效开展，实现资源的优化配置，提高输配电网络传输容量和电气设备利用率，降低电网损耗，提高能源利用效率。
（5）集成。实现电网信息的高度集成和共享，采用统一的平台和模型，实现标准化、规范化和精细化管理。
2.智能电网的关键技术
实现智能电网所需要的技术大多已经应用于航空邮电通信以及其他工业领域，如何将这些技术集成应用到电力系统中，是建设智能电网亟待解决的问题。智能电网关键技术主要有以下几个方面。
（1）信息与通信技术。包括空间信息技术、信息的智能处理技术、信息安全技术、光纤通信技术、无线通信技术、电力线载波通信技术、电力特种光缆、IP接入网技术、物联网技术等，广泛应用于电力系统各环节，如发电厂自动化、变电站自动化，配电自动化，监控与数据采集系统、需求侧管理。
（2）传感和量测技术。包括高级传感器、智能电表、AMI、PMU、广域测量系统等，用于监视设备运行情况，估计电网阻塞及稳定性，为控制策略的制定提供坚实的信息基础。
（3）大功率电力电子技术。主要包括高压直流输电、柔性交流输电、柔性直流输电、动态电源恢复器和有源电力滤波器等。大功率电力电子技术具有快速的响应速度、良好的可控性和强大的控制功能，为智能电网的快速、连续、灵活的控制提供了有效的技术手段。
（4）仿真分析和控制决策技术。包括数字仿真技术、可视化技术、预防控制决策技术和紧急控制决策技术。快速仿真分析电网状态，完成电网潮流安排、电压控制等，采取有效措施应对自然灾害对电网的不利影响，从而提高电网运行的智能化水平。
（5）超导电力技术。包括超导电缆技术、超导故障电流限制器技术、超导磁储能技术、超导变压器技术、超导电机技术和超导无功补偿装置技术等。超导电力技术能够降低电力设备损耗，全面提高电网运行的网安全稳定经济水平。
二、智能电网技术体系
1.大规模新能源发电及并网技术
新能源发电主要指利用风能、太阳能、生物质能、海洋能和地热能等各种新型可再生能源进行发电，我国新能源发电具有大规模集中接入的特点。新能源发电提供的电力具有间歇性和随机性的特点，当并网规模较大时，对电网的安全稳定带来负面影响。
大规模新能源发电及并网技术主要包括风力发电技术、光伏发电技术、大规模储能技术；大规模新能源发电并网的仿真与分析技术、控制与保护技术和发电功率预测技术等。
2.智能输电网技术
输电网是电能输送的物理通道，是连接发电、配电和用电等环节的纽带。智能输电网技术主要包括先进输电技术、智能变电站技术、智能电网调度技术和输电线路状态检测技术等。
先进输电技术是实现资源大范围优化配置的必然要求；智能电网调度技术为电网的安全稳定经济运行提供重要保障；智能变电站对各级电网起着联结的作用。输电线路状态检测技术能够及时获取输电线路运行状态和环境信息。
3.智能配电网技术
配电网直接面向电力终端用户，保障对电力用户的供电质量和可靠性。目前电力用户停电95%是由配电系统引起，电力系统50%的损耗发生在配电网中，但是目前配电网的智能化程度远低于输电网，因此配电网智能化是建设智能电网的重要环节之一。智能配电网是传统配电自动化的技术升级，有机融合和集成现代计算机与通信、高级传感和测控技术，满足未来配电网集成、互动、自愈、兼容、优化的要求。智能配电网技术主要包括高级配电自动化及支撑技术、配电网定制电力技术、智能配电网规划技术、分布式发电与微电网技术等。
4.智能用电技术
智能用电技术将供电端到用户端的所有设备，通过传感器联接，形成紧密完成的配电网络，同时对用电信息加以整合分析，实现电力资源的最佳配置，达到降低用户用电成本，提升供电可靠性、提高用电效率的目的。智能用电技术主要包括高级量测技术、用电信息采集技术、智能家居/楼宇技术、电动汽车充放电技术和需求响应技术等。
三、智能电网信息工程专业的知识体系
由智能电网技术体系可见，智能电网信息工程不是某一个具体问题的解决方案，而是一个信息化、现代化、智能化的电力网络，是一系列使电力系统智能化的技术的总称。
“智能电网信息工程”专业依据国家发展战略新兴产业，紧密结合国家智能电网建设之急需而开设。培养具有良好的科学素质和文化修养，扎实的专业理论和专业技能，受到卓越工程师高级训练，掌握智能电网相关的理论知识，在新能源发电与智能接入技术、电网智能调度与控制技术、电能计量与监测、计算机与网络技术等方面有专长，可以在网络化、信息化、智能化电气系统领域从事研究、开发、设计、运行维护与管理等工作的高级工程技术人才。
“智能电网信息工程”专业的知识体系要能实现这样的培养目标，即培养适应社会主义现代化建设需要，德、智、体全面发展，具有较高的思想道德修养、良好的科学文化素质与敬业精神，拥有扎实的学科基础理论与宽广的专业知识，具有较强的专业技能、工程实践能力和一定的创新精神，能够从事智能电网信息工程领域相关的工程设计、设备研制与开发、系统运行与控制、经营管理与维护等工作的专业型高级工程技术人才。
基于上述考虑，“智能电网信息工程”专业学生在校期间需要完成电气工程师的基本训练，主要学习电工技术、电子技术、信息与控制、计算机技术、网络技术等方面的基本理论，接受电工电子、计算机应用、智能电网技术、信息处理与通信技术等方面的工程实践训练，具备智能电网相关系统的分析和技术开发基本技能。
四、智能电网信息工程专业的课程体系
课程体系应该紧紧把握学科的本体，并覆盖专业的知识体系，做到点、线、面结合。围绕智能电网信息工程专业涉及到的学科知识领域和知识点，该专业课程体系由五个模块组成：通识基础模块、学科基础模块、专业基础模块、专业课模块、实践教学模块。
1.通识基础模块
该模块为必修课，该模块课程的设置有利于培养学生的政治思想素质和职业道德，培养学生的辩证思维能力和外语应用能力，为创新思维和创新能力提供广阔的发展空间。主要是思想政治教育课程和通识教育课程。其中通识教育课程涵盖社会科学与文化、自然科学与数学、语言与工具、文学与艺术、体育与健康等。主要课程有：形势与政策、军事理论、思想道德修养与法律基础、马克思主义基本原理概论、中国近现代史纲要、毛泽东思想和中国特色社会主义理论、大学英语、体育、高等数学、线性代数与解析几何、概率论与数理统计、大学物理、高级语言程序设计、制图基础及计算机绘图、大学语文、现代管理科学基础等。
2.学科基础模块
该模块为必修课，是智能电网信息工程专业的科学技术平台，为专业课的学习提供坚实的基础。主要课程有：智能电网导论、电路、模拟电子技术、工程电磁场、微型计算机原理与接口技术、信号与系统、数字电路与逻辑设计、自动控制原理等。
3.专业基础模块
该模块为必修课，主要课程有：信息论、电机学、电力电子技术、电力系统分析、嵌入式系统及应用、电力系统通信工程、专业英语等。
4.专业课模块
可以根据专业方向选择以下课程：电气设备、继电保护原理、智能电网信息技术、电力系统自动化、光伏发电与调控技术、计算机网络、智能电网信息安全、电气测量技术、电力需求管理等。
5.实践教学模块
实践教学模块包括基础实践教学部分和专业实践教学部分。基础实践教学部分由“基本技能—基础实验—综合设计—应用创新”四个层次组成，可以利用南京邮电大学成熟的电气信息类专业公共实验教学平台进行教学。
第一层：基本技能层。培养学生的基本技能，以电工电子实习和软件开发实习为主。通过电工电子实习使学生掌握元器件的辨别、使用，一些基本电工电子设备的安装、调试、测试方法等基本技能。同时通过软件开放实习了解常用仿真软件的基本应用，学习先进的实验手段，为专业课程的学习打下基础。
第二层：基础实验层。包括电路与电子技术课程实验、电机学实验、电力系统分析实验、电力电子技术实验、智能电网信息技术实验、电力系统通信工程实验等。
第三层：综合设计层。包括各门课程的课程设计、智能电网综合设计、先进电力系统分析软件包PSASP和DSP 技术，旨在培养学生的综合设计能力、团队合作能力以及创新意识。
第四层：应用创新层。拓展教学时空，引导学生参加全国大学生数学建模大赛、电子设计竞赛、挑战杯作品大赛和专业教师科研项目等。
五、结语
实现国家智能电网建设重大战略决策的重要任务之一就是培养大批优秀的高层次智能电网信息工程专门人才。智能电网信息工程专业是一个高等院校战略性新兴本科专业，其课程体系具有发展变化的与时俱进特征。设计该专业的课程体系，紧紧把握智能电网发展的时代脉搏，以动态跟踪的专业培养目标为依据，才能设计出发展的、科学的、先进的课程体系，为智能电网产业发展所需高级专门人才的培养做出贡献。
参考文献：
[1]钟金,郑睿敏,杨卫红,等.建设信息时代的智能电网[J].电网技术,2009,33(13):12-18.
（责任编辑：麻剑飞）