基于新能源發電與智能電網的發展電力教學改革研究

摘要：針對目前新能源發電和智能電網（smart grid）的發展，結合高職教育的授課對象、教學目的、電力高職院校學生就業特點，在傳統電力教學課程的基礎上進行了適當的調整和改革，主要是在培養方案、課程設置、實訓基地建設等方面著手進行實驗性的教學改革，并從學生知識結構和電力人才需方單位的反饋角度來看，取得了良好的效果。

關鍵詞：新能源發電；智能電網發展；教學改革；新型人才

作者簡介：賀健偉（1979-），男，吉林省吉林市人，福建電力職業技術學院，講師；陳華貴（1970-），男，福建泉州人，福建電力職業技術學院，講師。（福建 泉州 362000）

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）28-0096-02

目前，化石燃料資源枯竭，新能源和可再生能源均有資源可持續、清潔、分布均衡等特點，新能源的應用和發展必將成為電力可持續能源的支柱。與此同時，一場以智能電網（smart grid）為核心的電力事業正在全球迅猛展開，建設堅強智能電網，具有巨大的經濟、環境和社會效益。尤其對于電力系統而言，能夠提高電網資產利用效率，提升電網輸送能力，降低輸電損耗，提高供電可靠性和電能質量，減少停電損失。隨著二者的發展，這對高職院校從事電力教育的工作者提出了新的課題，針對目前電力新能源和智能電網的發展趨勢，應通過深入調查研究，了解新能源和智能電網的發展方向，知道電力企業到底需要從業人員具備什么樣的職業操守、專業知識和職業能力。因此及時調整人才培養方案和建立與之相應的配套實訓基地，并且充實相關知識的教學改革研究勢在必行。

本文主要根據電力高職院校學生的就業實際情況，制訂與新能源發電和智能電網發展相匹配的培養方案，建立新的課程設置體系以及提出實訓室建設方案。

一、基于新能源和智能電網人才培養方案的建立

電力高職教育主要為電力企業培養生產一線所需要的高級技術應用型和技能型人才。其培養方案應有針對性、直接性、實用性和與時俱進性。因此，要依據電力行業目前發展的趨勢以及高職教育的規律辦事。

1.傳統人才培養方案的弱勢

近年來，隨著新能源的開發和智能電網的發展，無論是電力人才的培養方案、課程設置、實訓的硬件條件和師資力量的培養都滯后于電力事業的發展，這種弱勢主要體現在三個方面：第一，教材陳舊不能融入行業新技術；第二，學科體系痕跡太重，內容過于空泛；第三，技能項目不能結合現場。而電力企業對電力高職院校所培養的人才的知識結構、技能水平、創新能力和職業素質等方面的要求不斷發生質的改變，這就要求電力高職院校必須根據社會經濟、技術人才結構和需求的發展來不斷調整人才培養方案。在調整的同時，務必從電力職業教育的特點出發，既不能照搬本科“強調理論完整性，淡化技能”的培養模式，也不能照抄專科“翻版型”，應與時俱進地按照電力行業的發展規律對電力高職教育進行理論知識和技能訓練的優化改革。

2.新型人才培養方案思路的確立

電力高職院校在主干專業設置上主要分為：電力專業和熱動專業。智能電網發展與能源變革、城市發展及現代生活等方面密不可分，智能電網已融合了信息、控制、電力電子等技術，使效率進一步提高，是實施低碳經濟的基礎。電力高職院校的主干專業已成為一門交叉學科，傳統的培養方案顯然已不能滿足電力企業對一線員工的要求，福建電力職業技術學院（以下簡稱“我校”）作為福建省唯一的電力高職院校，在電力人才培養方面應放手大膽嘗試，將新能源發電和智能電網新技術合理地、有機地加入新的培養方案。以現有的條件，采用“以實訓為促進，深化教學；以企業為依托，升華教學”的培養模式培養厚基礎、寬專業、強能力的高素質新型電力人才，即向學生灌輸電力安全知識，強化職業道德，提升職業操守。通過打造新能源發電與智能電網的新型課程體系，夯實學生專業基礎，拓寬學生專業寬度，解決發電企業、供電局、企業動力部門、電力建設單位對一線員工日益增長的專業要求與落后的培養方案之間的矛盾。

培養方案的基本要求是能夠實現預期的培養目標，因此培養方案的確立是基于培養目標而設定的。新型人才培養方案的確立包括以下三點：第一，深入了解學科前沿發展趨勢以及電力企業對一線員工的需求；第二，整合優化課程，改革不適用的課程，融入學科前沿的新內容，形成專業體系；第三，建立結合現場的實訓基地，使技能實訓具有真實性、綜合性、先進性和可開發性，真正體現了實踐教學環境與現場接軌，與時代接軌。

3.新型電力人才培養方案的特點

根據電力科學技術的發展趨勢和電力企業對一線員工的要求，電力高職院校體現時代性的人才培養方案的特點可概括為：一個原則，兩個更新，三個協調，四個引入。

一個原則：以專業能力、實踐能力、學習能力、就業能力培養為主線，堅持與時俱進，以電力企業對人才的需求為導向的素質教育與專業教育。學習能力、動手能力、創新能力的培養貫穿人才培養的始終，合理增加學科前沿課程和技能訓練方面的實訓，理論知識以必須、夠用為度，不追求系統性和完善性，從實踐課程上全面提升學生的動手能力和創新能力。

兩個更新：一是更新理論教學內容，突出教學內容的時代特征；二是更新實踐教學內容，突出技能能力培養的針對性。在人才培養方案的制定中，結合學科的發展對專業基礎課和專業課的教學內容進行了不同程度的更新。例如，通過選修課的形式，開設“電網監控與調度自動化”、“核能及新能源發電技術”、“新能源和智能電網”、“特高壓電網技術”等反映學科前沿知識的課程；結合目前電力行業生產現場的實際，對電力系統實踐環節的綜合自動化、微機保護內容進行更新，以達到學以致用的效果。

三個協調：一協調理論課和技能課的比例；二協調校企合作關系；三協調校內理論教師和技能教師的比例。

四引入：一引入第二課堂，重視學生創造性思維的培養；二引入學科競賽，通過競賽拓寬學生的知識面，提高學生的動手能力和學習的積極性；三引入電力企業的專家定期做學科前沿講座，增進學生對目前電力行業發展的初步認識；四引入職業技能認證。

圍繞著上述四個特點，建立確保滿足電力企業對一線員工在理論和技能上日益增長的要求的培養方案，同時要兼顧考慮培養學生的就業彈性與可持續學習能力，形成“理論知識+職業能力+專業特長=就業能力+發展能力”的新型電力人才培養方案。

二、基于新能源和智能電網的課程設置體系

課程設置是指學校按照一定的教育目的所建構的各種教育、教學活動的系統，是將宏觀的教育理論和微觀的教學實踐聯系起來的橋梁，是實現教育目的和培養目標的重要手段，是使學生定向發展的重要途徑，是學校與培訓機構進行一切教育和教學活動的核心。[1]

1.傳統人才培養課程體系

電力高職院校課程設置的合理性，直接影響電力高職教育培養的學生是否能服務于電力企業，是否適應電力企業的發展。經過對電力企業和新能源發電以及智能電網的發展的深入調研，我校目前的課程體系劣勢具體體現在如下幾個方面：理論教學內容面面俱到，重點不突出，導致學生對于每一門課程掌握不精、針對性不強；畢業生知識和能力結構與電網發展脫節；技能培養缺乏先進性，不能與現場結合。原有的課程體系技能項目過于陳舊而且技能實訓時間較長，技能項目不能實現與電力企業崗位的無縫對接，導致學生參加工作后對現場和工作環境非常陌生，還必須進行長時間的崗位培訓或再學習才能勝任工作。可見，為提高我校畢業生的理論知識和技能水平，就必須打破舊有的課程設置體系，建立新的突出職業能力和技術應用能力的課程體系。[2]

2.新型人才培養課程體系的原則以及特點

對課程設置的一個原則：課程設置應給予學生精煉的專業教育和技能訓練，以適用于目前電力企業崗位發展。例如：智能電網中的數字化變電站、配網自動化、電網監控與調度自動化、新能源發電（風能發電、核能發電等）、智能電表等基礎理論知識和技能。[3]課程設置體系既要為學生以后在電力行業的工作崗位提供必要的理論知識和知識儲備、技術能力，又要為傾向于有能力跨學科的學生提供進修的學習機會和具備跨學科進修的條件。[4]

新型人才課程設置體系包括理論教學體系和實踐教學體系，理論教學體系是整個課程體系的基礎部分。新型人才理論課程體系應具有下述特點：理論教學體系要求保持教學內容的實用性、先進性、完整性，應把生產現場的新知識、新技術、新工藝、新設備及時充實到教學當中；知識結構具有面寬、內涵豐富、多學科交叉、對外延伸性強等特點；體系設置必須保證新型人才具備其崗位再培養的基本知識。

實踐教學是促進學生理論聯系實際，從感性認識上升到理性認識的重要環節，包含技能教學、實驗教學、課程設計、生產實習、技能鑒定、畢業設計等。以我校為例，在實踐教學體系中，縮短學生不必要的技能課時，摒棄陳舊過時的項目。通過調研，確定了本專業所覆蓋的崗位群并結合智能電網的發展情況進行崗位分析，引入新的實訓項目。例如：風力供電系統的調試、自動化廠站端調試檢修實訓、直流系統實訓、智能變電站調試實訓等，從而加強技能課程的時代性、實踐性和創新性。

三、實訓基地的建設

1.實訓基地的建設的重要性及原則

實訓基地是針對電力企業生產經營過程并結合新能源發電企業和智能電網發展中專業崗位群的技能而設立的工作環境，也是實踐教學的重要載體，是培養學生的專業技術應用能力、動手能力及發現問題、分析問題、解決問題能力的模擬環境。而實訓基地的建設理念、技術、資源、教學手段、實訓教學展示的先進性決定了在校學生技能能否滿足電力企業的崗位要求。

實訓基地的建設原則以為電力企業培養高技能一線員工做為主線，以行業技術革新為發展方向，建設集教學、實訓、技能競賽、職業技能鑒定等多種功能于一體的實訓基地，為電力企業培養新型人才隊伍做出積極貢獻。

2.福建電力職業技術學院基于新能源與智能電網實訓基地建設情況

我校自2008年開始籌劃實訓基地建設以來，主要圍繞“高技術含量、結合現場、結合學科前沿、結合電力企業需求”的思路，目前實訓基地建設成果如下：

（1）風光互補發電實訓室。風光互補發電系統主要由光伏供電裝置、光伏供電系統、風力供電裝置、風力供電系統、逆變與負載系統和監控系統組成，適用于電氣自動化技術、電力自動化、機電一體化等專業進行綜合實訓，可以進行光伏供電裝置實驗、光伏發電系統實驗、風力供電裝置實驗、風力發電系統實驗、逆變與負載系統實驗、力控組態軟件實驗、PLC開發實驗、變頻技術開發試驗、追日系統開發實驗、DSP技術開發實驗等。

目前，可完成的實訓項目有：離網型風光互補發電系統規劃；根據功率要求，光伏電池組件的選擇、安裝和連接；根據功率要求，風力發電機的選擇、安裝和連接；基于MCU的光伏電池組件最大功率跟蹤程序設計；基于MCU的風力發電機最大功率跟蹤的程序設計；蓄電池容量匹配計算與選型；蓄電池充放電參數設置、保護參數設置；逆變器參數設置；監控系統組態及操作；光伏供電系統的調試；風力供電系統的調試；風光互補發電系統的調試；電能質量的監測、調試和分析。同時，風光互補發電實訓系統可以作為我校技能競賽的設備，并為參加省賽和國賽提供實訓平臺。

（2）繼電保護實訓室。本繼電保護實訓系統按電壓等級分 500kV、220kV和110kV 變電站三部分，本期建成 220kV和110kV變電站繼電保護實訓系統，500kV僅上自動化部分，保護部分不上，預留二期擴建 500kV 保護及智能變電站實訓系統的位置。

變電站里的一次設備斷路器、刀閘、電流互感器、電壓互感器等均采用模擬斷路器、小開關、小互感器來代替真實設備，監控系統、繼電保護及自動裝置與實際變電站相同，為了模擬正常的各路電流、電壓及故障時的各路電流、電壓量，考慮采用仿真模擬測試系統，模擬系統正常及故障方式下多路同步的電流、電壓量。仿真測試系統、監控系統、繼電保護裝置、測控裝置、模擬電流互感器、模擬電壓互感器 、模擬斷路器組成了一個軟、硬結合的、具有完整的二次回路的綜合自動化變電站繼電保護與自動化實訓系統，本系統主要完成的培訓項目有繼電保護實訓、自動化廠站端調試檢修實訓、直流系統實訓、智能變電站調試實訓。

（3）反竊電、剩余電流動作保護系統仿真實訓室。本實訓室完成的實訓項目：單相直通電能表的竊電演示；單相帶互感器的電能表的竊電演示；三相四線直通接線方式的竊電演示；三相四線帶互感器的電能表的竊電演示；三相三線直通接線方式的竊電演示；三相三線帶互感器的電能表的竊電演示；兩戶聯合竊電演示；改變單、三相電能表內部結構和參數的竊電演示；在電流回路疊加反相工作電流、升高表尾零線電壓竊電演示；剩余電流保護裝置的故障設置及排查；供電系統的保護形式；無功功率補償電路故障設置與排除；動力回路正反轉電路的故障查找與排除；動力回路星型啟動三角型運行電路的故障查找與排除；供電系統中的漏電故障設置與查找；供電系統三相不平衡的測試與調整功能培訓；三級剩余電流動作保護裝置動作時間與動作電流整定實訓；總保護裝置的遠程監控和控制、報警演示；剩余電流動作保護裝置分級試送投運與退出操作實訓。

通過上述“教、學、做”一體的實訓室的建設豐富了課程體系和教學內容，充分體現了該實訓基地立足學科前沿、立足于崗位、立足于實用性的優勢。

四、結束語

本文就新能源和智能電網發展的技術革新給電力高職院校新型人才培養帶來新的變化進行了探索，通過對電力企業崗位群的深入調研，打破舊有的培養方案、課程設置體系，結合實訓基地的建設，把電力行業的前沿技術、新技能納入整個教學過程中。

科技為電力行業帶來的技術革新是永無止境的，對電力教育者意味著要不斷調整培養方案、課程設置體系，以及保持實訓設備的更新，使學生更好地適應新能源發電和智能電網的發展。

參考文獻：

[1]郭艷萍，李曉波.淺析高職電氣工程及其自動化專業的課程設置[J].電氣電子教學學報，2005，27（2）.

[2]汪祥兵，余建華，張家安.職業導向的發電廠及電力系統專業人才培養方案研究[J].中國電力教育，2008，（22）.

[3]楊利水.智能電網發展與高職教學改革[J].科技資訊，2011，（11）.

[4]孫會琴，劉慶瑞，陳志軍，等.工程及其自動化專業柔性人才培養模式研究[J].人才培養，2012，（30）.

（責任編輯：王意琴）