立足行業需求培養風電人才之探索與創新實踐

文 | 王志新，吳杰，江斌開，林環城

立足行業需求培養風電人才之探索與創新實踐

文 | 王志新，吳杰，江斌開，林環城

上海交通大學是我國歷史最悠久、享譽海內外的高等學府之一，是教育部直屬并與上海市共建的全國重點大學。經過120年的不懈努力，上海交通大學已經成為一所“綜合性、研究型、國際化”的國內一流、國際知名大學。涉及風電人才培養的學院包括機械與動力工程學院、船舶海洋與建筑工程學院和電子信息與電氣工程學院。其中電子信息與電氣工程學院成立于2001年12月，其前身可溯源至百年前的電機專科，具有中國電氣工程師“搖籃”之美稱。電氣工程系王志新研究員研究團隊于2004年從事風電研究與人才培養，積極參與協會探索風電人才培養模式、風電教材編寫和科研創新實踐工作，不斷加強業內高校和企業的交流與合作，并取得了一系列成果。

風電人才培養

風電是我國新能源開發與規模化應用的重點之一，海上風電是風電產業發展的新趨勢。我國擁有十分豐富的近海風能資源，近海風能資源主要集中在東南沿海及其附近島嶼，有效風能密度在300W/m2以上。5m－25m水深、50m高度海上風電開發潛力約2億千瓦；5m－50m水深、70m高度海上風電開發潛力約5億千瓦，具有廣闊的開發應用前景。根據全國各省上報的海上風電發展規劃初步統計，2020年我國海上風電累計裝機容量有望超過30 GW，其中近海27.7 GW，潮間帶5.1 GW。風電學科交叉性很強，涉及空氣動力學、材料、機械、電氣、控制、氣象等多個領域的學科知識，尤其海上風電還涉及海上惡劣環境給風電機組設計和安裝等帶來的技術困難、海上風電場開發政策和管理方面存在的問題，以及發電成本問題。風電人才培養電氣技術課程包括電工電子、電機學、風電場電氣工程等，結合工程實際需要，面向電氣工程碩士生還開設了《可再生能源發電系統》課程，以及《海上風電柔性直流輸電技術》、《風光互補技術》等專題講座。

風電人才培養實踐

本風電團隊成員專業素質的培養采取針對性方式，碩士和博士研究生的培養方式和目標明確。其中，對于碩士研究生，注重提高其對風電專業領域知識的熟悉程度及運用知識解決實際問題的能力，大部分碩士學位論文課題源于校企合作科研項目，以解決生產中遇到的實際問題為主；對于博士研究生，則側重于培養其學術及科研能力，引導其關注并解決風電領域的關鍵科學問題，通過參加國家自然科學基金項目、國家863項目等，使其嘗試在現有的知識范圍內有所突破，從而解決風電領域內具有前瞻性、熱點和難點的問題，并通過在國內、國際重要學術期刊上發表論文、參加國際會議和口頭宣讀論文等形式，總結研究成果及與同領域專家、學者進行一系列交流。

團隊在風電控制系統、柔性直流輸電技術等方面展開了深入研究，已培養相關碩士15人、博士7人。在中國風能協會“綠色風能-研究生優秀學位論文”評選中，共獲得優秀博士論文獎1項，博士論文鼓勵獎、碩士論文鼓勵獎各1項。研究成果獲得上海高校學生創造發明“科技創業杯”獎一等獎1項、二等獎3項。

本團隊在人才培養過程中不斷探索和總結經驗，積極引進和普及國外在風電工程領域的先進技術，出版著作、教材三部，分別為《海上風力發電技術》《綠色可再生能源電力系統接入》《現代風力發電技術及工程應用》。

《海上風力發電技術》涉及海上風電機組及海上風電柔性直流輸電關鍵技術，國內外海上風電技術發展態勢、最新研究成果和工程應用情況。全書共8章，包括海上風資源勘測與風電場發電量預測技術、海上風電機組基礎技術、海上風電機組安裝、海上風電機組系統設計技術、海上風電場變電站電氣設計技術、海上風電場柔性直流輸電變流器技術、海上風電場電力輸送技術等內容。

《綠色可再生能源電力系統接入》包括智能電網分布式發電系統、分布式發電系統中逆變器的電壓和電流控制、分布式發電系統中逆變器的并聯運行、分布式發電系統的功率變換器拓撲、孤島運行模式下三相四線制分布式發電逆變器的電壓與電流控制、單個分布式發電單元的潮流控制、分布式發電系統電壓與電流控制的魯棒穩定性分析、三相分布式發電系統PWM整流器控制等內容，其關注了國內外可再生能源發電技術領域的熱點，代表該領域的國際先進水平。

《現代風力發電技術及工程應用》涉及國內外現代風力發電技術現狀與發展態勢，總結和分析了國內外大型風電機組最新技術成果。全書共7章，包括大型風電機組建模，大型風電機組控制，大型風電機組功率控制，風電場選址、風電機組選型與安裝，大型風電場接入電力系統與電力輸送，以及風電場遠程監控與運行等內容。

為了培養具有國際化視野的風電人才，團隊積極參與國際國內的學術會議，并邀請英國斯特拉斯克萊德大學徐列教授、伊朗庫爾德斯坦大學Hassan Bevrani教授等來學校給研究團隊做學術報告、開展合作。Hassan Bevrani教授介紹了其在電網穩定性與控制、電力系統監測與控制、強電力系統頻率控制及微網控制方面的最新研究成果，通過交流，開闊了團隊成員的學術視野，擴大了知識面，有利于創新思維和創新意識的培養。

科學研究及取得成果

團隊10多年來一直從事風力發電、新能源并網以及大功率變流器相關的技術研究，主持完成20多項國家、省部級科研項目，如：含風電場電網的協同建模與平穩控制（國家自然科學基金重點項目）、間歇式電源并網規劃與隨機全過程分析技術研究與開發（國家863計劃重大項目）、大型海上風電場并網柔性直流輸電變流器關鍵技術研究（國家自然科學基金面上項目）等，“適合亞洲地區的海上風電機組的研究與開發”（上海市白玉蘭科技人才基金）、“大型風電機組功率控制與獨立變槳技術研究”（中國博士后基金）、“海上風力發電柔性直流輸電變流器研究”（上海市白玉蘭科技人才基金）、“風電場接入電網技術標準研究”（上海市科委技術標準專項）、“1.5MW－20MW海上風力發電柔性直流輸電變流器研究”（上海市科技發展基金）等。發表相關學術論文70余篇，授權發明專利20余項，獲得中國石油和化工自動化行業科學技術進步獎一等獎、上海市科學技術發明獎二等獎和三等獎各1項。

（作者單位：上海交通大學電子信息與電氣工程學院）