電氣工程研究生創新思路一般性探索

李從善 和萍 曹衛鋒 姜素霞 陶玉昆

*項目來源：2021年河南省高等教育教學改革研究與實踐項目“電氣工程學科研究生專業課程教學改革研究與實踐”（基金編號：22021SJGLX108Y）；2022年河南省研究生精品在線課程項目“現代電力系統分析”（基金編號：YJS2022ZX13）；2021年河南省高等教育教學改革研究與實踐項目“新工科背景下地方院校工程教育認證持續改進中的關鍵問題研究與

實踐”。

作者簡介：李從善，副教授；和萍、曹衛鋒、姜素霞，教授；陶玉昆，講師。

DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2024.02.106

摘? 要? 創新能力培養是研究生教育非常重要的一項內容，通過列舉分析不同的物理問題，給出了研究生創新思路的一般方法，結合電氣工程實際案例分析，探索了常用的創新思路方法。最后指出研究生要廣泛閱讀，緊跟行業發展前沿，應具備多視角、多學科背景，才能得出好的創新想法；碩士生導師在研究生培養過程中要起到關鍵的引導作用。

關鍵詞? 電氣工程；創新思路；研究生

中圖分類號：G643.2? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2024）02-0106-03

0? 引言

研究生作為高等教育創新培養的主力軍，關系到我國科技的創新發展，因此，培養其創新意識是研究生教育的重中之重[1]。作為一名碩士生導師，引導研究生的創新思考，激發創新活力，是其主要職責[2]。從本科生轉為碩士研究生后，多數學生一時間難以適應研究生的學習方式，不知道如何去創新，沒有任何思路。而多數碩士生導師，也僅僅是讓研一新生大量、廣泛地閱讀文獻。大量、廣泛地閱讀文獻固然是研究生培養過程中非常重要的途徑，部分研究生能從閱讀文獻中找到創新思路，但是也會有部分研究生即使讀了非常非常多的文獻，但是就是找不到創新思路，因此需要導師進行引導。無論是工科生，還是理科生，筆者認為其創新思路應該是大致相通的。本文中，筆者結合多年來的研究體會，以及指導研究生工作的經驗，探索總結了研究生創新思路的“統一論”規律，希望對研究生培養工作起到一定的作用。

1? 哲學“統一論”觀點闡述

中國按照理工科屬性，將博士分為工學博士和理學博士，而世界上大多數國家將兩者統一稱為哲學博士。其實仔細想想，這樣的稱呼也是非常合理的。中國有些哲學家也稱哲學為科學的科學。從上述觀點來看，哲學確實包含了萬物統一論的觀點。哲學作為高等教育的一門必修課程，是非常深奧的，雖然研究生在本科階段已完成了該課程的學習，但是真正能將其用到指導自己創新發展學業上的，寥寥無幾，對哲學的理解也僅僅是皮毛。筆者試圖從幾個簡單且看似毫不相關的事件，來深入闡述其之間的相關性，以證明其“統一論”觀點。下面結合圖1來進行闡述。

由圖1可以看出，噪聲的控制、電力系統諧波治理以及燃煤電廠污染物處理，這三類問題從物理上分析完全屬于不同的問題，但是抽象出來分析，卻有著相似的處理思路。具體來說就是，對于一個防止、治理、抑制或者控制的問題，往往可以從源頭上控制、切斷其傳播途徑、在終端處進行控制，而有的時候不單單是從其中某一方面進行處理，有可能是兩個或者多個方面的聯合協調處理，需考慮不同方法的技術條件和經濟性，給出比較好的方案。而具體到不同的問題，源頭的處理、過程的處理以及終端的處理又有著不同的方法。由此可以得出，問題具有普遍的“統一”規律性。

2? 研究生創新的一般思路分析

從一篇完整的學術論文的寫作過程出發，闡述研究生創新思路的一般過程。一篇完整的好的學術論文的寫作一般主要包含三個重要的過程，即問題的提出、問題的論證、問題的解決。文章的最后則是與現有方法的對比分析，得出研究的可行性與先進性。

2.1? 問題的提出

許多學者都有相同的觀點，即問題的提出比解決問題更為重要，足見提出問題的重要性。提出一個好的科學問題是研究的第一步，對于龐大的文獻資料，能夠基于廣泛的閱讀，探索科學問題的來源，歸納科學問題方法，從中找到存在的科學問題，這是至關重要的一步。圖2給出問題提出的路徑。

2.2? 問題的論證

對于提出的科學問題，要加以充分的論證，確保科學問題的正確性，按照科學問題的屬性，結合相關的研究領域，采用理論假設和建立模型等方法，推理分析得出研究問題的科學性。

2.3? 問題的解決

問題提出并經過論證后，確定了問題的屬性，就要開始探索解決問題的新方法新思路。根據學術論文寫作的要求，要從解決問題的技術性和經濟性方面綜合考慮。技術性主要考慮的是方法的通用性、效率、效果、速度等指標。解決問題的思路需要從多視角來分析，從不同的視角出發，解決問題的思路可能會差異很大。

需要說明的是，有的時候問題是已有的、大家共識的，需要給出更好的解決方法，因此，并不是說所有的論文寫作都要包含這三個完整的過程。

3? 電氣工程研究生創新的常用思路簡述

基于上述分析，給出電氣工程研究生創新時常用的方法。

3.1? 獨辟蹊徑的新方法

方法是科學研究的基礎，一篇高質量的學術論文離不開研究方法的創新。電氣工程學科是許多技術應用的非常重要的載體，隨著當今的系統論、信息論、控制論、耗散結構論、協同論、突變論等新方法的問世，這些方法也勢必運用到電氣工程中。因此，需要結合新方法的出現來解決目前電氣工程中存在的問題。

3.2? 混合方法（方法的融合）

在解決電氣工程問題時，往往一種方法會存在不足，因此，慣用的一種解決方法是將兩種甚至多種方法混合起來，彌補一種方法的不足。例如，《BOA-NCF-AW混合算法在光伏最大功率跟蹤的運

用》[3]一文中，針對傳統MPPT算法容易陷入局部最優的問題，以及傳統蝴蝶算法存在搜索慢等問題，將兩者結合形成新的混合算法，能夠有效解決上述問題。

3.3? 新發展帶來的新問題

電氣工程研究的主體是電力系統。隨著電力系統的各個方面全面發展，包括電源端（風光儲等新能源）、負荷端（電動汽車等）、輸電網絡（常規直流輸電、柔性直流輸電以及多端柔性直流輸電等）在內的各種新型的FACTS裝置（STATCOM、SVC等）的廣泛接入，給電力系統帶來了新的問題，同時給研究學者提供了廣闊的空間。如：考慮含風光儲的微電網電源規劃[4]、風電接入對電力系統穩定的影響分析、風光水打捆外送、各種FACTS裝置的協調控制、電動汽車參與電網的頻率調節等。

3.4? 學科交叉融合帶來的新問題

傳統的電氣工程相關研究是圍繞電能的產生、輸送、分配等展開的，而新型的綜合能源系統將煤炭、石油、天然氣、電能、熱能等多種能源放到一起進行統一協調規劃、優化運行、協同管理等。這些能源的本質屬性、動態特性、時間尺度等差異很大，因此，需要采用先進的物理信息技術、創新管理模式、建模仿真手段等進行分析研究，這給電氣工程的研究提供了更廣闊的方向。

3.5? 解耦控制和耦合控制

在電氣工程研究中，其中一個控制目標往往跟很多種控制變量相耦合，為了實現各個變量的單獨控制，往往需要實現解耦控制，如《永磁同步電機交直軸電流解耦控制方法綜述》[5]中提到，交直軸電路方程之間存在交叉耦合，耦合量大小與轉速、交直軸電流及電感有關。針對永磁同步電機交直軸電流耦合問題，許多學者研究了解耦控制方法，常見的有電流反饋解耦、偏差解耦、內模解耦、復矢量解耦等，其目的就是通過這些方法實現控制的解耦。而有的時候，需要將兩者耦合起來，如對于多端直流輸電系統來說，由于多個交流系統是通過直流系統相連接的，且由于直流系統的隔離（解耦）作用，各個交流系統發生故障時，未能進行相互的功率支援，因此為了充分發揮各自交流系統備用容量的作用，實現交流系統間的功率互濟，則需要在直流系統中附加反饋交流系統頻率變化量，使得直流系統響應交流系統頻率的變化，這種操作通常被稱為直流附加頻率控制。

4? 結束語

通過列舉電氣工程中的一些創新研究實例，簡要闡述了創新的一般思路。創新并非易事，但掌握基本的創新思路有助于研究生更快地適應研究生活。創新想法來源于廣泛的閱讀，更來源于深入思考，從事電氣工程研究的研究生，要以敏銳的眼光觀察行業的發展前沿，只有抓住新事物的發展趨向，才能有好的創新思路。碩士生導師應在研究生的研究起始階段，給予一定的引導，使得研究生能夠盡快步入研究的大門。

5? 參考文獻

[1] 周琴，張殿祥.新時代教育改革背景下提升體育學碩士

研究生創新能力的若干思考[J].武術研究，2022，7（12）：

149-151.

[2] 張建衛，滑衛軍，鄭文峰，等.成長型心智模式何以激

發研究生學術激情：基于社會認知理論的視角[J].中國

高教研究，2022（12）：59-65.

[3] 李夢達，鄭旭彬，王洋，等.BOA-NCF-AW混合算法在光

伏最大功率跟蹤的運用[J].電源學報，2022：1-13.

[4] 曾凡濤.含風光儲的微電網電源規劃方案研究[D].武

漢：華中科技大學，2015.

[5] 付興賀，顧勝東，熊嘉鑫.永磁同步電機交直軸電流解

耦控制方法綜述[J].中國電機工程學報，2022：1-19.