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作者简介:张巧杰(1978-),女,山东济宁人,北京信息科技大学自动化学院,副教授;白连平(1956-),男,黑龙江鸡西人,北京信息科技大学自动化学院,教授。(北京?100192)
基金项目:本文系2010年度北京信息科技大学教学改革立项项目(项目编号:2010JG13)的研究成果。
近几年,国家对新能源利用越来越重视,制定了一系列的节能减排政策。目前北京市较为重视“新能源”学科点建设和人才培养,建议在有条件的院校建立新能源培训试验中心,以培养一大批能胜任新能源发展需要的中高级专业技术人才和管理人才。在这样的背景下,经过广泛而深入的调研,北京信息科技大学自动化学院电气系开设了新能源与节能技术系列课程,将侧重于新能源开发与电机节能技术,专业特色突出太阳能发电技术、电机节能技术方面的能力培养。“新能源导论与创新实践”是新能源系列课程的开端课,是给低年级学生开设的一门选修课,主要介绍新能源的基本概念、基本原理、主要设备、研究进展、主要应用及国内外最新的有关研究成果,使学生了解新能源的基本理论、研究进展、作用与地位,了解新能源的特点应用及相关的政策。通过两年的教学实践,对“新能源导论与创新实践”课程进行了较为系统的研究,主要对开设课程的意义、理论教学、实践教学、考核方式等方面进行了改革与优化。
近年来我国经济持续高速增长,传统能源消耗量大幅增长,引发的能源短缺和环境污染等问题成为制约我国经济又好又快发展的瓶颈,为此,发展新能源产业势在必行。一方面,发展新能源产业孕育着巨大的投资机会,将有效拉动经济增长;另一方面,也可以有效地改变经济增长方式,引领中国经济走向低碳化。虽然我国新能源产业迅速发展,然而推动新能源行业前进的人才供给却显得捉襟见肘。高素质专业人才和核心技术的缺失已严重阻碍了我国当前新能源产业的健康发展。据估算,到2020年在风电领域的从业人员就将会有几十万,其中包括几万名专业人员。根据《核电中长期发展规划(2005-2020)》,未来10年内国家每年平均要开工建设5~8台以上的核电机组,预计每年对核电人才的需求有数千人,而全国每年相关专业的毕业生总量不超过500人。对于快速发展的太阳能产业而言,人才供应同样面临严重不足。在这种背景下,开设“新能源导论与创新实践”非常有意义。
“新能源导论与创新实践”共计32学时,其中讲课16学时,实验16学时。该课程属于认知课、基础课,开设学期较早,实验所占比例较大。开设目的是为了让学生了解世界能源状况和发展趋势、中国的能源状况和发展趋势、目前常用的新能源发电技术的开发及应用现状。课程涉及能源基础知识、太阳能光伏发电技术、太阳能热发电技术、风力发电技术、核能发电技术、生物质能发电技术、地热发电技术、海洋能发电技术、燃料电池发电技术等。开设16课时实验的目的是给学生一个系统设计的概念,初步认识硬件设计、软件设计等基本内容,培养学生分析和解决问题的能力、组织协调能力、动手能力和创新精神,为以后参加学科竞赛作准备。让学生有新能源的概念和认识,通过动手调试太阳能智能车,培养初步动手能力,提高实践兴趣,为以后参加学科竞赛打基础、做准备。
新能源发电技术是近年来发展迅速的一门新技术,其知识内容更新速度很快。因此,必须用先进的教学理念指导教学,以培养学生接受新知识新技术的能力、分析问题和解决问题的能力、创新能力。改变以往“填鸭式”课堂教学,以“探索型”、“服务型”和“研究型”教学为主。由以往实验教学以“验证性”实验为主,逐渐向学生自主设计课题的“开放型”实验转变。发展学生的开放式创新式思维,激励学生的求知欲望和想象力,充分发掘和培养学生的自主学习意识和主动学习能力。
主要介绍新能源和可再生能源的含义和分类,涉及类别主要包括太阳能、地热能、生物质能、风能、小水电、海洋能、燃料电池等。总结和分析国内外新能源和可再生能源的资源状况、开发现状、总体布局、重点领域及发展前景,介绍了部分太阳光伏发电、太阳能热发电、风能发电、小水力发电、生物质能发电等工程项目案例。
在过去的几十年里,世界新能源和可再生能源获得了快速的发展,也取得了很大成果,有些新能源发电技术已经进入商业化发展阶段,因此教学内容也要跟随技术发展而不断更新,现有的教材内容较陈旧,对新技术的介绍较少,一般只能作为参考教材。对基本概念、工作原理、基本结构等选用教材章节内容。将查阅最新科技发展成果和科研成果、新技术的发展趋势等作为教材补充内容。既向学生介绍新能源发电的基本原理、关键技术及发展趋势,通过最新科技发展成果介绍,也让学生了解科技前沿的最新动态,激发和培养学生的创新意识。给学生推荐专业网络平台、论坛、科技文献,作为教学内容和课后拓展阅读材料,既将最新的科技知识组织到教学内容中,也培养了学生查阅文献、独立自主学习的能力,培养了与时俱进的社会所需的新能源技术优秀人才。
尽管我国新能源产业发展迅速,然而针对新能源行业的技术型人才培养却相对滞后。高素质技术型人才的缺失已严重制约着我国当前新能源产业的健康发展。预计到2020年,在风电、光伏、新能源汽车、节能建筑等新能源领域的专业技术人员需要将达到数十万,而全国新能源相关专业每年毕业生总量却不足1000人。因此,培养适合于新能源产业的技术型人才刻不容缓。2007年华北电力大学成立可再生能源学院,2008年10月南昌大学成立了光伏学院,同年,复旦大学成立新能源研究院,河海大学设立了风能与动力工程专业。“电机学”与“运动控制系统”作为电气自动化专业重要的专业课程,始终相互衔接、互为支撑,是培养新能源技术人才的重要基础课程,徐州工程学院信电工程学院对“电机学与运动控制系统”课程群的调整开展了有益思考与探索。
由于本课程集电路、模拟电子技术、数字电子技术、电力电子技术、计算机控制技术等基础知识为一体,理论性和实践性都非常强,再加上电机学本身的理解难度,使得目前课堂教学更注重讲授知识的基础性和系统性。一方面,重点讲授电动机的基本原理、运行特性和控制方法,发电机的基础知识和技术难点课堂教学课时分配较少,针对新能源技术领域的知识讲授更是一带而过;另一方面,当涉及到实际工程应用时,均以系统框图为背景,例如直流双闭环调速系统、三相同步发电机的运行与并网,课堂讲解与工程实际的应用偏差较大,学生普遍感觉比较抽象。总体而言,新能源相关的新知识、新技术在教学中的更新较慢。
我院的实验教学基本以验证性实验为主,并且由于现有的实验设备高度集成,学生在做实验时往往看不到其内部结构,只要对外部端子进行简单接线,然后手工记录数据即可,整个实验过程无法将理论与实际的元器件联系起来。考虑实验设备的限制,在系统仿真环节,课程多利用MATLAB的SIMULINK工具箱,大多是以控制系统的传递函数为基础进行计算机数字仿真,与工程实际也存在较大的差距。
“电机学”与“运动控制系统”是电气工程及其自动化专业的传统经典课程,我院在保留课程主干内容的基础上,适度缩减与工程实际差距较大的理论知识讲授课时,着重加大关于发电机运行原理与控制技术的分析和论述,借此进一步夯实学生关于新能源发电技术的理论基础,并逐步增加“新能源发电技术”、“风力发电与控制技术”、“车用电机原理及控制”、“光伏发电与微网技术”等专业选修课程,通过调整使新的课程体系能满足新能源人才培养需要。
在理论教学过程中,学生始终是教学活动的主体,而教师发挥着重要的主导作用,需要充分调动学生的积极性,激发学生的学习兴趣。例如更多采用多媒体动画演示、MATLAB/SIMULINK软件搭建仿真模型、新能源技术视频展示和项目小组讨论等多种形式,对工程实际系统进行深入的研究性学习。同时注意增加学生新技术实验与实践成绩占课程总成绩的比重,鼓励学生更注重探索新知识、掌握新技能,适度降低课程期末考试成绩的比重,以避免学生疲于应付考试。在实验教学过程中,充分利用我院大学生实践创新训练计划,采用CDIO工程教育培养模式,在授课班级中开展项目小组讨论的形式,围绕新能源相关课题进行项目构想、设计、实施、改进以及答辩讨论。每个项目小组中的学生都需要至少一次作为项目负责人,提升学生的个人技能和团队写作能力。针对众多新能源相关课题,学生自由组合、自主选题,在课题开始阶段,学生充分利用图书馆文献数据库及网络资源,查阅相关文献并进行整理和提炼,形成项目的整体推进思路;在课题推进过程中,课题负责人对课题进行子课题分解,对课题中的具体工程实现进行设计、实施和改进;在课题答辩讨论阶段,项目负责人将课题进展结果在课堂上以PPT的形式加以阐述,班级同学均可就其结论和观点展开讨论,最后以指定的论文格式要求上交纸质论文或样机实物,教师对课题成果进行综合评定,并计入课程总成绩中。
在实践教学过程中,按照项目设计—系统实现—实施改进三个层次的渐进过程。在项目设计阶段,学院组织教师结合企业新能源方面的需求和教师的科研课题进行命题,学生分小组选题,并根据课题进行协作设计。设计完成后,学院组织专门的评审委员会进行设计的评讲活动,学院对于设计成果有创新的进行奖励。在系统实现阶段,充分利用我院大学生创新训练计划专项经费,解决学生理论与实际脱节的问题,利用MATLAB的电力系统工具箱(SimPowerSystem)和Pspice软件,开展了系统仿真,工具箱在元件库中提供的电气元器件能够反映相应实际元器件的电气特性,激发了学生独立动手实践的积极性。在实施改进阶段,学院组织评审委员对系统的实现进行再评讲活动,提出实施改进意见,让学生对自己的设计、实现成果进行完善性改进,从而进一步提高成果的层次和质量水平。2009年我院购置“电机学”与“运动控制系统”两门课程的成套实验教学设备,2010级电气国际课程实验班的实验内容就进行了相应的调整,减少数字仿真的内容,增加工程实践训练内容。新的实验指导书要求学生认真预习,根据实验内容、原理图和实验装置设计实验控制系统的具体接线图,列出实验步骤;能够运用理论知识对实验现象、结果进行分析和处理,解决实验中遇到的问题,能够综合实验数据,解释实验现象,编写实验报告,实施了从构思、设计、实施到运行的一个全CDIO过程,达到培养学生全面的专业、个人、职业、团队、交流及社会意识与能力。
该专业培养具备能源工程、传热学、流体力学、动力机械、动力工程等基础知识,掌握新能源转换与利用原理、新能源装置及系统运行技术、风能、太阳能、生物质能等方面的新能源科学领域专业知识,能在国家风能、太阳能、地热、生物质能等新能源领域开展教学、科研、技术开发、工程应用、经营管理等方面的高级应用型人才,跨学科复合型高级工程技术人才,和具有较强工程实践和创新能力的专门人才。
工程力学,空气动力学,电路,电机学,电子技术基础,自动控制理论,电力电子技术,机械设计基础,风能资源测量与评估,风力机理论与设计,风力发电机组原理,风电机组调节与控制,风电场电气部分,风电场规划与设计等。
新能源基本用来发电。分别有风能,太阳能,生物能,潮汐能,地热等。但现在技术上比较成熟的还是前两者。不过其中风能的缺点就是在国内并网比较困难,风能应用最好的是欧盟。太阳能的话,其制造过程污染很大。总的来说新能源前景绝对光明,只是道路可能有些曲折,还要看国家政策的侧倾力度。
本专业毕业生就业前景广阔,可在风能、太阳能、生物质能等新能源和节能减排领域的企事业单位、高等院校和政府部门从事技术研发、工程设计、新能源科学教育与研究、新能源管理等相关工作。
专业培养在风能、太阳能、地热、生物质能等新能源领域从事相关工程技术领域的开发研究、工程设计、优化运行及生产管理工作的跨学科复合型高级工程技术人才,和具有较强工程实践和创新能力的专门人才。专业学生主要学习新能源科学与工程的基础理论和基技能,受到新能源科学与工程方面的基训练,具有独立思考能力、动手能力和工程实践能力。
课程体系是高等学校人才培养的主要载体,是教育思想和教育观念付诸于实践的桥梁[1]。高等院校人才培养质量在很大程度上取决于高等学校的课程,尤其是取决于课程体系的改革与发展水平[2]。
为了更好地开展《高电压技术》课程建设,打造学院品牌课程,从2006年开始,《高电压技术》课程建设团队利用中央与地方共建实验室项目的机遇,争取到了几百万的资金和学院的大力支持。按照行业标准,最新发展要求,先后进行了高电压绝缘实验室和环保绝缘材料实验室的建设。在建设过程中,团队成员进行了大量的调研、论证、开发、建设等工作。付出了大量的艰辛劳动。而这些实验室的建设成功,为《高电压技术》课程的建设提供了良好的平台。同时,也大大提高了团队成员中老师的专业素质水平。
随着2011级培养方案的修订,《高电压技术》课程作为专业核心课程,必须对原有教学内容和教学大纲进行重新修订,编写课程标准,使之适应教学要求,及时与智能电网的发展相结合。
为满足“3+1”的人才培养模式及电网发展的需求,把《高电压技术》课程教学安排在第七学期,对一些内容进行合理删减,由原来的52学时缩减为48学时,可以为该院电气工程及其自动化、农业电气化以及电气工程与智能控制专业公用。
2.1 以学生为主体,创新精神和实践能力培养为核心、工作任务为依据,构建课程体系
在我国电网的飞速发展和巨大变迁的大背景下,为了适应新形势下电力行业企业人才需求,电气专业以能源电力行业和输变电装备制造业需求为导向,以学生为主体,创新精神和实践能力培养为核心、工作任务为依据,构建课程体系。强调“教、学、做”密切结合,引进了专业技能训练和职业综合能力考核,实现了知识传授与技能训练相结合、学位培养与职业资格认证相结合,突出了“工学结合”的人才培养特点。
2.2 以提高本科生的实践能力、创新能力和综合素质为目标,建立了强基础、重实践的教学体系
为满足“3+1”的人才培养模式及电网发展的需求,该院对2011级本科培养方案进行了修订,《高电压技术》课程作为专业核心课程,原有的教学内容和教学大纲也进行重新修订,编写课程标准,使之适应教学要求,及时与智能电网的发展相结合。新执行的《高电压技术》课程大纲有48学时教学内容,理论教学40学时,实践教学8学时,实践学时占总学时的16.7%。实践教学中综合性、设计性实验实践的比例达到75%,与理论课程的并行推进、有机结合。
为了提高学生学习的积极性和自主性,在课程资源库和职业技能鉴定资源库建设中,课程组教师在教学过程中收集了大量课程所需要的文本类资源、视频类资源和其他教学资源。文本类资源包括电子课件、PPT讲稿、章节性的习题、试卷、案例、工程设计标准等。视频类资源包括名师讲座、专家报告和电子微课等。丰富的教学资源将网络信息技术下得数字化教学与传统面授教学两者优势进行了有效组合,实现优势互补,教学效果得到有效的提升。
整合高电压绝缘实验室、环保绝缘材料实验室以及高电压绝缘虚拟实验平台等资源建立了高压实验综合平台,该平台集课程教学与实验、专业实践、科学研究、企业培训、文化传承功能于一体,师生共用,教与学互促,校企共享,共同培养电力应用型人才。
高电压绝缘虚拟实验平台上学生可以点击flas,逐一完成实验接线,实现实验预习与预先演习。
针对高电压技术课程开设相关的实验项目,高压实验综合平台可以为学生提供验证性实验、演示性实验、创新性实验、综合设计性实验,学生可以实际动手进行试验设备的选择、试验过程的操作、试验数据的采集、试验结果的分析和判断。
特别是综合设计性试验,学生可以针对某一高压电气设备自行设计试验方案、确定实验项目、选择试验设备,通过试验结果分析被试电气设备的现状,对电气设备的电气性能做出综合性的诊断。
利用完善的实训平台将理论教学、毕业设计和创新性实验相结合,培养理论基础扎实、创新和实践能力突出的优秀学生。
在我国电网的飞速发展和巨大变迁的大背景下,为了适应新形势下电力行业企业人才需求,该文以能源电力行业和输变电装备制造业需求为导向,以学生为主体,创新精神和实践能力培养为核心,构建了以提高本科生的实践能力、创新能力和综合素质为目标,建立了强基础、重实践的《高电压技术》课程教学体系。通过对原有课程大纲进行修订,整合实验室资源构建高压实验综合平台,多种教学手段相结合,着力提高学生核心专业能力、工程实践能力和创新能力,为快速发展的电力工业提供高质量应用型人才。
[2] 牛敏,多科性特色大学课程体系优化问题探讨[J].煤炭高等教育,2012,30(1):104-107.
[3] 严璋,恒.高电压绝缘技术(第2版)[J].北京:中国电力出版社,2007.
科学发展观是继思想、理论和三个代表重要思想后又一个重要的理论创新和行动指南。是新形势下促进我国政治、经济、科技、社会、文化全面发展的最新理论成果。科学发展理论对于指导我国经济面对全球化战略竞争和提高人力资源管理效率的工作实践,具有重要指导意义。
科学发展观的核心思想是坚持以人为本,促进人的全面、协调和可持续发展。当今知识经济时代,人力资源是公认的全社会第一经济资源。提高人力资源管理效率,提升人力资源综合素质,开发人力资源的深度和广度,对整个社会的物质、经济和科技进步等多方面的发展具有重要意义。如何有效应用科学发展理念,创新人力资源管理方法,开发人力资源渠道,提高人力资源管理效率,始终是摆在各级管理者面前需要重视和解决的现实课题。
“二十一世纪的竞争是人才的竞争”已经成为广泛共识。各类人才又来源于不同的人力资源库存,分为不同的层次和类别。作为承担国家广播电视传输发射任务主力军的国家广播电台,是以短波、中波、电视、调频、微波和卫星等电子信号传输和发射为主要任务的事业单位。工作的主要内容是安全播出、技术设备维护、基础建设、事业发展和技术研发等。经过多年“西新工程”(即西藏新疆广播电视覆盖工程)的洗礼,创造了我国广播电视建设史上的奇迹,涌现出了各类出类拔萃的专业技术和管理人才,建造了具备现代一流的广播电视台站网络,广播电视传输与覆盖质量的显著提升有目共睹。在取得如此辉煌业绩的同时,我们应该看到,受到传统管理方式和理念的影响,分布于全国各地的各个基层台站的内部管理,尤其是人力资源的管理还跟不上技术设备更新换代的步伐,还不能适应数字化、网络化、自动化为代表的新技术应用的现代管理要求。重视技术设备、资金的投入,轻视人力资源管理效力提升的现象明显存在,并且,某些方面正在影响、制约着广播电视传输和发射事业的可持续发展。分布于全国的各基层台站都是独立的法人单位,具有集安全传输、技改更新、事业管理的综合性职能。这些综合职能得以实现依靠的是广大高素质的干部职工队伍,即高素质的人力资源队伍的通力合作和协调。人力资源群体素质的高低,对于电台完成以安全传输发射为中心,以数字化、信息化、网络化、自动化为代表的现代技术和现代事业管理为支撑的广播电视发射传输短、中、长期目标任务有着十分重要的作用。为此,本人认为,坚持科学发展理论,提高电台人力资源管理的效率是实现上述目标任务中一个十分关键的因素。我们只有紧紧抓住这个关键因素,不断提高人力资源管理效率,才能紧跟新技术发展的步伐,打造传输快捷、覆盖广泛、安全可靠、优质高效的现代化传媒体系,促进电台事业的整体发展,达到事半功倍的效果。
传统概念上的资产和财富是指资本、产品、技术、生产工具等等,人力资源并未被纳入资产和财富的范畴,仅仅被认为是一种劳动生产要素和成本耗费。随着人力资源在现代经济增长中的地位和作用凸显,现代经济管理理念的变革和创新,人力资源已经被广泛认为是组织的一种重要的特殊资产和财富。其原因在于:1)人力资源是首要的能动性经济生产要素;2)人力资源是特殊的经济资源,它是唯一可以通过自身劳动而创造价值、增加价值、增加物质财富的一种资源。3)人力资源均有通过投资凝结于其中并成为资本的经济要素。所以,人力资源在现代经济社会发展中,已经显现出资产和财富的特性。尽管人力资源在受教育程度、工作技能掌握程度和个人素质等方面存在差异,但是,这些都仅仅表现出其资产和财富含量的不同而已,不会改变其特殊经济资源的根本属性。而且,人力资源还可以通过不断的学习、培训、投资得到价值增值新能源发电技术论文范例6篇。
基层台站各个部门和岗位的干部职工是人力资源的主体,无论其职位、学历、能力的高低,无论身份的差异和专业的分别,都在自己的岗位上根据国家广播电视传输发射事业发展的要求而各尽所能和尽心尽力。他们身上都体现出了单位能动性资产和财富的特性要素,是电台发展不可或缺的重要资产和财富,应给与充分的尊重和肯定。鉴于此,各级领导干部对待所属部门的干部职工,无论亲疏远近、能力大小,都应该更新传统观念,把他们视为本单位具有个性的能动性资产和财富,并为此牢固树立科学发展观的思想认识理念,为提高人力资源管理效率、促进电台的可持续发展奠定人力资源基础。
提高人力资源管理效率的重中之重在于各级领导干部。电台的各级领导,尤其是台级领导干部要牢记自身的角色定位,不可混淆自己的岗位职责。由于电台的技术属性,台站的领导干部大多数是从技术一线岗位逐步走上台级领导岗位的专业技术干部,是广播电视传输发射的行家里手。然而,长期与机器设备打交道不可避免地会产生工作上的“技术性偏好”,重视技术细节,忽视人文管理,尤其是忽视人力资源管理对完成电台中心工作重要性的认识,并经常抱有“人事管理技术含量低,人情关系弹性大难以掌控”等错误观念,从而在领导行为上将人力资源管理简单化、机械化,造成单位里人际关系、干群关系不和谐等不良现象,影响单位的整体合力。
现代人力资源管理理论认为,领导者拥有三种主要技能,即:技术技能、人际技能、概念技能。
(1)所谓技术技能是指对某种类型的过程或技术所掌握的知识和能力。在具体操作人员和专业技术人员层次上,技术技能是衡量工作绩效的主要指标。但是,对于担任领导职务的人员来说,自身技术技能的重要性相对淡化,重点转向注重宏观的技术管理。
(2)所谓人际技能是指有效地与他人共事和建立团队合作的能力。单位中任何层次的领导者都必须拥有并掌握良好的人际技能(沟通)能力。这是领导能力的重要评价指标。
(3)概念技能是指根据设定的模型、框架和广泛关系进行思考、决策的能力。例如,中、长期工作计划和项目设计等。越高的职位上,它的作用越重要。概念技能处理的是观点、思想,人际技能关心的是人的综合发展和需求,技术技能涉及的是具体事物。
现代管理学理论和实践告诉我们,不同层次的领导者三种技能的比例要求是不同的。管理层级越高,工作中技术技能所占的比例越小,而概念技能所占的比例越大。基层台站的台级领导干部是电台层面上的高层领导,在掌握技术维护管理细节的基础上,应该把工作的重点放在人际技能(沟通)和概念技能上,放在探索研究盘活、培养、激励、开发适应电台安全传输、技术维护、技术开发、行政管理需要的各类层次的人力资源管理方法上面。逐步加大自身工作中人际技能和概念技能的含量,只有这样才能有效提高人力资源管理效率,做到“站得高,看得远”,把握角色定位,抓住工作要点,提高全局的工作效率。如果只注重具体工作细节,不重视人际技能和概念技能的提升,就会陷入“干了应该别人干的活,忘了自己应该干的事”的工作误区,影响整个单位工作效率的提升。
当今广播电视传输发射技术和现代管理技术日新月异。为了立足当今,放眼未来,我们应该在人力资源培训和交流方面搭建实用、高效的平台,才是适应现实工作需要和未来发展的预期。
(1)各技术业务部门、经济和行政管理部门,要根据本部门机器设备维护、业务管理工作的需要,结合行业最新发展情况,拟定基础业务培训课题,采取系列培训教授的方式,实行台内开放式培训。
(2)鼓励各部门学有心得的专业技术人员不分专业、不分层次地自愿申报讲课或实验计划,开展自台讲座与实验。以此高效率地推动各专业技术门类的基础性培训,同时建立台内培训考评机制,作为年度个人绩效考核的依据之一,推进年度考核结果的实际效果。
对于具备中级以上专业技术职务的人员,要求每年至少举办4个学时的台内开放式专题讲座,并以此作为年度考核、评优、晋级的重要考核量化指标之一。
对具有中级以上专业技术职称的中层以上干部和部分专业技术骨干,采取分期、分批、分专业到兄弟台站进行小范围的相互交流;以“课题研究”式进行组合交流,注重研究、探索专业技术工作中存在的现实突出问题,同时探讨技术业务未来发展的方向性问题,并进行较大技术项目的立项研究,提出可行性论证报告,以便决策层决策。
通过搭建不同层次的培训、交流平台,并进行科学合理的量化考核,激发每位专业技术人员钻研技术的积极性、创造性,引导广大干部职工结合本职工作,深化对现代广播电视传输发射技术、经济与行政管理业务知识的学习,不断提高综合素质,成为高素质的人力资源群体。
在各部门按照岗位职责要求完成相应工作的前提下,积极引导、鼓励工程专业技术人员结合自台各类机器设备的情况,开展相应替代产品的研发工作。同时,创新产品研发项目的提出、申报机制,打破传统的由领导指派专业工作研发团队的模式,试行、培育逐步建立不设前提条件的各类工程项目研发的自由团队组合竞标形式,充分发挥和调动专业技术人员的研发积极性,变“要你组团研发”为“我要组团研发”,为有潜力、想干事的专业技术人员“脱颖而出”建造平台,为不断提高专业技术人员的技术研发能力、技术管理水平培育土壤。
转变思想观念,完善领导技能,创新工作机制,立足本职,放眼未来。我们只有站在广播电视传输发射可持续发展的高度,结合电台工作的现实需要和广播电视传输发射事业的发展要求,以科学发展观为统领,深入剖析并改善自身人力资源管理实践中所存在的问题,提高人力资源管理效率,促进人力资源管理的发展,才能真正实现构建传输快捷、覆盖广泛、安全可靠、优质高效的现代化广播传媒体系的目标。
随着环境问题的日益突出,全社会节能减排的压力逐渐增大,电力行业的能耗在能源领域占比较高,多数发达国家电力消费占终端能源消费比例约为20%,且呈现出逐年上升的趋势[1]。智能电网技术在我国已经发展成熟,基本实现了对全网多维信息的采集,同时“互联网+”、“能源互联网”、“物联网”等概念的提出,使得电力系统和外界的交互越来越频繁,海量数据为智能电网建设带来了前所未有的机遇和挑战。智能电网中如何利用海量数据,使得不同能源之间协调配合实现节能减排,改善我们的环境生活,已成为国内外专家学者研究的热点[1-5]。
2011年,大数据的概念首次被提出,之后大数据技术得到了飞速发展。我国电力行业紧跟时代潮流,2013年,中国电机工程学会信息化专委会了《中国电力大数据发展白皮书》,将大数据引入到智能电网领域,2014年科技部批准了三项有关智能电网大数据研究的“863项目”。文献[2,3]描述了大数据技术在智能电网中应用的关键技术,文献[3-5]重点从电力系统的单个环节中论述了大数据技术的应用。本文从三个方面阐述了大数据在智能电网中的应用:首先,分析智能电网大数据的特点;其次,分析大数据技术在智能电网最具前景的应用领域;最后,勾画在Hadoop框架下,大数据的解决方案。
(1)电网数据规模大。智能电网不断发展,电网发电机节点及负荷节点数量不断增加,负荷与电网双向交互等因素,使得电网数据量迅速增加,数据存储大小已达到了PB量级[3]。
(2)电网数据高速性。该性能决定于电网最重要的属性,即实时保持电力电量平衡,但由于负荷波动的随机性,因此发电侧出力必须实时跟踪负荷变化。同时电网故障也具有随机性,为了保障电网可靠的运行必须立即处理,这要求电网必须快速传输,及时处理电网数据。
(3)电网数据的多样性。电网数据的多样性主要表现为来源多样性、存储类型多样性、采集周期多样性。数据来源多样性如图1所示,其数据来源渠道众多,不只是网内的数据,还有大量的网外数据;数据存储类型多样,除了传统的结构化数据,如用电信息采集系统、广域测量系统采集的大量有关负荷、发电机及线路的数据,同时营销系统、调度系统会产生大量的语音数据,变电站值班机器人及用于高压线路巡线直升机也会产生大量的图像等非结构化数据。采集周期多样性,不同的数据采样周期有较大的差别如保护系统监测周期为毫秒级,广域测量系统及大型负荷数据采集一般为分钟级,普通居民用户数据每天传输一次。
总之,智能电网中数据具有数据来源多,数据量大,数据结构复杂,数据增长速度快等特点。当前大数据技术在国内刚刚起步,利用相关技术对电网数据研究较少,智能电网采集到的数据涵盖信息广,不但可以反应电网内部的规律,而且在一定程度上可以折射出当前社会发展的状况。
大数据技术在智能电网中具有广阔的应用前景,本文从负荷预测、源网荷协同、网架规划三个方面进行论述。
负荷预测作为电网电量管理系统的重要组成部分,其预测误差的大小直接影响电网运行的安全性及可靠性,较大的预测误差会给电网运行带来较高的风险。现阶段负荷预测主要是通过负荷历史数据,利用相似日或者其他算法预测负荷的大小,短期预测精度较高,中长期精度较差。随着电网采集数据范围增加,利用大数据技术可以将气象信息、用户作息规律、宏观经济指标等不同种类的数据,通过抽象的量化指标表征与负荷之间的关系,实现对负荷变化趋势更为精确的感知,提高预测精度。
分布式发电的不断接入,特别是新能源渗透率的不断增加,打破了原来电网运行管理的模式,不但需要考虑负荷侧的波动,还要计及新能源出力的间歇性。在我国,新能源接入主要受制于两个因素:(1)新能源大多分布在电网末端远离负荷中心,网架结构较为脆弱,从而造成电网接纳能力较弱;(2)新能源预测误差较大,目前风电出力预测日前和实时的误差分别为20%、5%左右,这样就会给电网调度带来较大的挑战。由于新能源较大的预测误差,往往需要在大型新能源基地周边建立配套的大型常规能源作为旋转备用,以弥补新能源预测精度方面的不足。作为备用的常规电源,由于担负着较重的旋转备用,长期不能工作在最佳运行点,将造成其发电效率低以及能源的浪费。利用大数据技术,可以有效提高新能源出力的预测精度,如丹麦的维斯塔斯风力技术集团,在风电出力预测时采用了IBM的大数据解决方案,在风电出力预测时加入了地理位置、气象报告、潮汐相位、卫星图像等结构化及非结构化的海量数据,从而优化了风力涡轮机布局,提高风电发电及预测效率,获得了较为可观的经济效益[3]。
利用大数据技术可以有效降低新能源预测误差,但这对于新能源出力固有的波动性,传统的调度方法通过增加系统的旋转备用来解决。在电力市场不断完善的背景下,可以不通过调节常规电源的出力,而是利用市场手段,使得一部分用户主动削减或者增加一部分负荷去平衡发电侧出力的变化,即通过需求侧管理实现系统电量平衡。若要达到网源荷协调优化调度需要大量的辅助信息,如新能源出力波动大小、电网线路输送能力、负荷削减电量的范围、实时电价等,其中每个因素又受很多条件的影响,因此是一个非常复杂的电力交易过程,此时必须利用大数据技术发掘数据内部之间的联系,从而制定出最佳调度方案。智能电网和传统电网最大的区别在于源网荷三者之间信息流动的双向性,三者之间信息在一个框架内可以顺畅的进行交互,极大地提升电网运行的经济性、可靠性。
电网已经从传统电网发展到智能电网,随之将会成为能源互联网的一部分,从而使得电网与整个能源网联系的更为紧密。电转气技术的提出,为新能源接入提供了新的思路,试图将不宜存储的电能转化为便于存储的天然气,但由于转化效率较低,尚属于技术论证阶段。冷热气三联技术实现了能源的阶梯利用,能源利用效率高、环境污染小、经济效益好。电动汽车的兴起将会显著提高能源末端电力消费的占比,充换电站将会像加油站一样分布在城市的每个角落。传统的电网规划数据来源渠道不足,数据分析挖掘能力欠缺,因此造成规划过程中面临着众多不确定性因素的现象,特别是现在新技术不断涌现,能源结构不断发生变革,使得传统的电网规划方法往往与实际需求差别较大。电网规划的过程中,需要利用大数据技术综合考虑多种因素如分布式能源的接入、电动汽车的增长趋势、电力市场环境下为用户提供个性化用电服务等,多类型、海量数据的引入,可以有效减少电网规划过程中的不确定性,使得整个规划的过程更加合理、有序。
大数据技术处理最为核心的要素为海量数据的存储及数据的并行计算,此问题最先是由Google公司给出了相应的解决方案,即采用分布式文件系统(DFS)和MapReduce并行计算技术。随后Apache基金会开发了Hadoop分布式系统架构,提供了DFS的一种开源实现HDFS,同时还包括MapReduce的开源实现,在当前的大数据处理中得到了广泛的应用。
国网公司在2013年就建立“一库三中心”,即:统一数据资源库、数理分析中心、统计中心、辅助决策中心。并利用大数据进行业务创新。智能电网大数据处理方案如图2所示,层次1收集图1所示的各种数据,以Hadoop分布式文件HDFS系统存储;层次2对信息进行甄别和存储,数据甄别主要是删除错误数据,或者补充丢失数据(通过状态估计实现),然后按照不同的数据类型分类存储;层次3实现数据挖掘,MapReduce定期进行计算;最后通过WebService技术输出计算结果。通过大数据技术将海量数据变为智慧,使得电力系统控制决策更加科学。
本文首先分析了在当前智能电网环境下,电网数据的来源多样、数据规模巨大,部分数据采样速度快等特点,得出必须利用大数据技术才能处理智能电网海量数据的结论。其次描述了大数据技术与智能电网结合的几个重点领域,得出通过与大数据的结合可以显著提高电网运行的经济性和可靠性的结论。最后阐述了大数据在智能电网应用的具体解决方案,通过Hadoop中分布式文件系统和MapReduce的并行算法,为大数据的处理提供了有效的解决方案,并为电力系统提供更加科学、合理的控制决策。
[2]张东霞,苗新,刘丽平,等.智能电网大数据技术发展研究[J].中国电机工程学报,2015,35(1): 2-11.
[3]彭小圣,邓迪元,程时杰,等.面向智能电网应用的电力大数据关键技术[J].中国电机工程学报, 2015, 35(3):503-511.天富平台,