基于“卓越工程師教育培養計劃”《電力電子技術》課程改革

周珊

摘要：分析了《電力電子技術》課程教學現狀，根據應用型本科“卓越工程師教育培養計劃”的基本要求，對《電力電子技術》課程教學改革進行研究，整合《電力電子技術》及其相關課程，優化教學內容，構建完善的理論和實踐教學體系，加強與工程實際的聯系。

關鍵詞：電力電子技術；卓越工程師；教學改革

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

一、課程教學現狀

通過對美國、德國、法國、日本等發達國家的工程師教育培養的情況進行分析和總結可以發現：工程師的教育培養都是以實踐能力、創新能力、自主學習能力、綜合素質等為核心，體現了新世紀人才競爭的國際化。

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

“電力電子技術”是電氣工程及其自動化專業的核心專業基礎課。它是 20 世紀后半葉發展起來的一門嶄新技術，同時也是電氣工程領域發展最快、影響最大的一個分支。綜合國內外大學工程師培養的高等教育教學現狀，在“電力電子技術”課程教學中，如何在有限的學時內，將傳統內容、實用內容、新技術、新工藝有機結合起來，培養學生的工程實踐能力，提高學生自主學習的積極性、主動性，以獲得最好的教學效果，是一個急需解決的問題。

二、《電力電子技術》課程改革方法

按照我校“卓越工程師教育培養計劃”電氣工程及其自動化專業的人才培養目標和專業標準進行《電力電子技術》課程改革，整合《電力電子技術》及其相關課程，優化教學內容，構建完善的理論和實踐教學體系，在有限的教學時間內，解決基本理論與現代技術、理論教學與實踐教學的矛盾，使教學緊密結合現場應用，培養學生具有復雜電力電子系統分析、設計的能力，著力提高學生的工程意識、工程素質和工程實踐能力，滿足卓越工程師教育培養計劃電氣工程及其自動化專業人才要求。

三、改革內容

根據“卓越工程師教育培養計劃”電氣工程及其自動化專業特點，結合現場的新技術、新設備應用的實際情況，整合、優化《電力電子技術》、《電力系統分析》、《配電自動化》以及《電力系統自動化》等相關課程的教學內容，構建課程的理論教學體系和實踐教學體系。

（一）整合理論教學內容

電力電子技術廣泛應用于電力系統當中，包括發電、高壓輸電、低壓配電到用戶用電的全過程。要想提高電力系統運行的可靠性、經濟性，提高電能質量，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節特性，為了改善它調壓的缺點，工程應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。將電力電子技術當中的交流電力電子開關用于電容器的投切，就構成了晶閘管投切電容器（TSC）。和機械開關相比，電力電子開關響應速度快，沒有觸點，壽命長，可以頻繁控制通斷。將三相交流調壓電路用于電力系統的無功補償，就構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，構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，既能夠發出感性無功功率，也能夠吸收感性無功功率，通過平滑的調節晶閘管的觸發角，能夠平滑的調節輸出無功功率的大小和方向，從而實現平滑的調壓。隨著電力電子技術的發展應用，還出現了一些新的無功補償裝置，比如說靜止無功發生器（SVG）等等，這些無功補償裝置的性能相對于傳統的無功補償裝置來說更加優越，因此越來越多的應用于電力系統的無功補償當中。

將電力電子技術應用于配電系統中，可以實現“定制電力”，有效的提高配電系統的電能質量和供電可靠性，從而保障用戶所需供電。“定制電力”所需要的相關的電力電子裝置包括靜止無功補償器，靜止無功發生器，有源電力濾波器和動態電壓恢復器等電能質量控制裝置，除此之外還包括由反并聯的晶閘管構成的電力電子開關等等。

將電力電子技術應用于新能源發電，大大加快了可再生能源發展利用的步伐。太陽能發電，風能發電等新能源發電所產生的電能，大都需要經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，才能夠并網或給用戶使用。

對《電力電子技術》、《電力系統分析》、《配電自動化》以及《電力系統自動化》等課程進行整合后，將電力電子電路與電力系統的相關知識結合起來，在《電力電子技術》這門課程當中集中講解。這樣，避免了同一部分內容在不同的專業課當中被重復講解，由于受到課程內容的限制，同樣的內容講不深，講不透的問題，優化了課程的理論教學體系。既幫助了同學們對電力電子技術基本原理的理解掌握，也能使同學們了解電力電子技術在實際工程當中的應用，使他們對專業課更有興趣，對電力電子技術這門專業基礎課也更有興趣，興趣是最好的老師。提高了學生學習的積極性和主動性。

（二）優化實驗教學內容

以培養學生電力電子系統的組裝、調試、整定和實驗為目標，設計綜合性、設計性實驗項目。

將三相橋式全控整流電路實驗設計為綜合性實驗，要求學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構特點，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電路的工作原理與調試，包括觸發電路中各點電壓波形的測試與分析，還要求學生對負載的類型進行了解，在不同類型負載、不同導通角的情況下，