校企遠程監(jiān)控新能源實踐教學模式研究

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摘要：新能源科學與工程專業(yè)作為近幾年新開設的本科專業(yè)，以風電為特色的新能源專業(yè)校外實踐教學模式是一項重要的研究課題。文章結合風電技術發(fā)展趨勢和新能源專業(yè)人才培養(yǎng)實踐，提出一種立足學校、校企共建、企業(yè)實際生產與高效實踐教學有機統(tǒng)一的專業(yè)實踐教學新模式，并據此開展了校企共建遠程監(jiān)控中心項目可行性論證、方案制定與實踐教學方案優(yōu)化工作。旨在為新能源專業(yè)實踐教學模式的研究提供一種新思路。

關鍵詞：新能源科學與工程；實踐教學；遠程監(jiān)控

近年來，能源科技日新月異，風電等新能源快速發(fā)展，新能源領域的人才培養(yǎng)日益受到政府、高校和社會各界的廣泛重視[1]。2011年教育部批準設置新能源科學與工程專業(yè)本科專業(yè)（080503T），全國許多高校紛紛增設新能源科學與工程專業(yè)，2012年原有的風能與動力工程和新能源科學與工程合并統(tǒng)一調整為新能源科學與工程，如何辦好戰(zhàn)略性新興產業(yè)背景下的新專業(yè)是一項全新而艱巨的課題。作為傳統(tǒng)能源特色高校的風電等新能源學科和專業(yè)發(fā)展面臨著許多新的挑戰(zhàn)，由風能與動力工程專業(yè)調整轉變過來的新能源科學與工程專業(yè)人才面臨諸多現(xiàn)實和復雜的研究課題[2]，正在進行中的新能源專業(yè)人才培養(yǎng)應該予以及時解決。本文將結合校企共建遠程監(jiān)控中心建設項目的實踐，探索一種新型的實際教學模式。

一、新能源專業(yè)校外實習面臨的挑戰(zhàn)

新能源專業(yè)的實踐教學模式的探索和實踐是一項十分緊迫的現(xiàn)實任務。新能源專業(yè)直接面對新能源產業(yè)的生產一線，具有很強的工程實踐性，實踐教學必須與生產實踐相結合，需要有良好的實驗環(huán)境和實踐基地[3]。學校辦學應與企業(yè)需求緊密結合，加強校企雙向調研，優(yōu)化新能源專業(yè)設置及相關課程設置，修訂專業(yè)教學計劃，共同培養(yǎng)出更多符合企業(yè)需要的高素質的實踐型人才。在長沙理工大學的新能源專業(yè)的培養(yǎng)方案中，有兩次校外集中實習和兩次校內集中實踐教學環(huán)節(jié)，探索有效可行的實踐教學模式是一項重要的任務。風電專業(yè)校外實習面臨較大的實際困難。長沙理工大學開設的“新能源科學與工程”專業(yè)主要面向風力發(fā)電生產一線，實習單位主要為建成運行的風電場，而當前周邊的風電場大都建在遠離市區(qū)的山頂，風電專業(yè)學生實習路途遙遠、費用高、費時長、交通不便、安全隱患重重，而且風電場一般不能為集體實習的師生提供住宿和飲食條件，生活極為不便，給校外實習的經費、實習時間、安全、住宿和生活帶來很大困難，很大程度上影響了實習效果。為了破解這一難題，結合智能風場和互聯(lián)網+行動計劃，學校在產學研合作的基礎上，開創(chuàng)性地探索校企共建遠程集中監(jiān)控平臺，探索校企聯(lián)合人才培養(yǎng)的新模式。

二、校企共建風電遠程集中監(jiān)控平臺建設的可行性分析

遠程監(jiān)控技術成熟?，F(xiàn)代遠程監(jiān)控與診斷模式是隨著通信、計算機和網絡技術發(fā)展而產生的[4]，其特點是現(xiàn)場的采樣設備將各種傳感器獲得的設備狀態(tài)信息轉變成數字信號后，通過網絡傳送給遠程診斷工程師[5]。基于計算機網絡技術的遠程實時監(jiān)控系統(tǒng)不僅可以實現(xiàn)異地控制，也可實現(xiàn)多風場大范圍的資源共享。采用無線通信技術為安裝具有開通快捷、維護遷移方便、造價低等優(yōu)點的監(jiān)視控制和數據采集系統(tǒng)已經運行使用多年，技術成熟、性能穩(wěn)定可靠[6]。校企共建遠程集控平臺和校企雙方經濟效益顯著。將新能源發(fā)電遠程監(jiān)控中心建在學校校區(qū)，企業(yè)可以節(jié)省房屋建設或租賃費用；企業(yè)可以充分利用學校的相關資源和校區(qū)內完善的生活設施，降低運行成本和員工的生活成本。另外，企業(yè)投資建設新能源發(fā)電遠程監(jiān)控及仿真中心，學校則可節(jié)省新能源發(fā)電遠程監(jiān)控中心的建設成本；新能源發(fā)電遠程監(jiān)控中心由企業(yè)對其進行運行維護，學校還可節(jié)省新能源發(fā)電遠程監(jiān)控中心的運行維護成本。這種模式能充分發(fā)揮新能源發(fā)電遠程監(jiān)控示范效益、人才培養(yǎng)效益、科研效益、社會效益。學校在全國電力行業(yè)特別是中南地區(qū)電力行業(yè)有一定優(yōu)勢，為企業(yè)的相關業(yè)務向中南地區(qū)電力行業(yè)推廣有一定較好的作用。人才培養(yǎng)效益主要是為學校能源類本科生提供認識實習、風電場運行與維護實習、風電機組遠程監(jiān)控實習基地；為研究生提供新能源技術領域的課題研究機會，特別是風電場遠程監(jiān)控和故障診斷的機會。在新能源發(fā)電遠程監(jiān)控建設和運行中開展科研合作能使校企雙方共同受益；新能源發(fā)電遠程監(jiān)控與仿真中心建成后，可以對湖南省新能源發(fā)電進行監(jiān)控和故障診斷，對相關人員技術提供培訓服務，還可作為示范中心向全國相關單位推廣。

三、新能源校企共建共享新模式的構建

學生在校內能借助“遠程監(jiān)控”完成運行跟班實習，充分利用多風場、多機型和多種風資源狀況的實時運行情況，全面提高實習效果。建立一套具有統(tǒng)一軟、硬件架構平臺的集中監(jiān)控系統(tǒng)，滿足新能源自身監(jiān)控需求及企業(yè)對所轄風電場、光伏電站的集中監(jiān)管、調度控制，為新能源領域相關教師及工程技術人員提供科研平臺。隨著裝機容量的快速增長，以及電網公司對風電場、光伏電站調度規(guī)劃的需求，企業(yè)在借鑒國內外風電集中監(jiān)控系統(tǒng)建設經驗的基礎上，建立了一套具有統(tǒng)一軟、硬件架構平臺的集中監(jiān)控系統(tǒng)，可以滿足新能源自身監(jiān)控需求，同時公司可對所轄風電場、光伏電站的集中監(jiān)管、調度控制，實現(xiàn)湖南區(qū)域風場群、光伏電站群的遠程監(jiān)控和管理。企業(yè)還充分利用學校能源動力學科的優(yōu)勢，合作開展新能源發(fā)電領域科學技術研究，以及開展下屬企業(yè)新進員工開展業(yè)務培訓。這種模式能很好地破解實踐教學難題，全面提升專業(yè)辦學水平。在整合學校特別是能源動力工程類學科現(xiàn)有技術機構、設施設備、人才隊伍的基礎上，建成新能源發(fā)電遠程監(jiān)控與仿真中心、新能源發(fā)電遠程監(jiān)控與仿真產學研基地，以及“新能源發(fā)電遠程監(jiān)控與仿真大學生實踐教學基地”，實行統(tǒng)一的運行管理機制，從而大力提升學校新能源發(fā)電遠程監(jiān)控與仿真中心水平，推動學校新能源發(fā)電技術領域科學研究、學生實習、社會服務等方面的健康、協(xié)調和可持續(xù)發(fā)展，保障學校新能源發(fā)電技術大學生校內實習基地目標的順利實現(xiàn)。

四、新能源遠程監(jiān)控中心建設的內容

根據項目建設目標，擬建的“新能源發(fā)電遠程監(jiān)控與仿真中心”建設內容主要分為“新能源發(fā)電遠程監(jiān)控平臺、新能源發(fā)電實習實訓平臺、新能源發(fā)電關鍵技術研究與開發(fā)平臺、學術交流與培訓中心”等四個主要部分。1.新能源發(fā)電遠程監(jiān)控平臺。主要由企業(yè)負責建設。根據公司的發(fā)展規(guī)劃，該平臺將納入該公司下屬十余個能源開發(fā)項目，總規(guī)劃容量達1000MW以上。具體建設內容分為軟件、硬件兩大部分。軟件部分包括大容量實時/歷史數據庫、報表系統(tǒng)等；硬件部分包括采集設備、存儲設備、傳輸設備、互聯(lián)互通設備等。2.新能源發(fā)電實習實訓平臺。主要由學校負責建設。利用該平臺可對在校學生開展各項實踐教學活動（包括認識實習、運行實習、仿真實習、畢業(yè)實習、新能源綜合實驗、創(chuàng)新性實驗、課外科技活動等），年均達1000人次以上。具體建設內容包括場地建設、相關設備及儀器儀表建設、師資隊伍教室、文檔資料建設等。3.新能源發(fā)電關鍵技術研究與開發(fā)平臺。校企合作共建科研和實驗平臺，對新能源發(fā)電的關鍵技術難題（如新能源發(fā)電并網技術、先進控制技術、狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術、風資源評估及風功率預測技術等）聯(lián)合攻關，合作開發(fā)科學研究項目，建設內容包括場地建設、專用工具和儀器儀表、測試及分析軟件等。4.學術交流與培訓中心。主要由學校負責建設，可承接企業(yè)員工培訓、相關教師的工程化鍛煉及業(yè)內學術交流等，培訓人工年均人次數達50人次以上，每年教師赴企業(yè)進行工程化鍛煉3—5人次，每年不定期舉行多場次以上學術交流活動。建設內容包括培訓教室、會議中心等場地建設、培訓計劃制訂、培訓教材編寫、工程案例準備等。

五、新能源專業(yè)多環(huán)節(jié)實踐教學的效果

在中心建設和運行過程中，研究新能源實驗課程、核心專業(yè)課程的課程設計、仿真實習、認識實習、運行實習和畢業(yè)設計等環(huán)節(jié)的調整，實驗室和實習條件的建設方案等。這主要包括以下方面內容：新能源專業(yè)實踐教學內容和環(huán)節(jié)的研究、省部共建風能與動力工程專業(yè)實驗室功能的調整與改造、新能源實驗和實踐教學環(huán)節(jié)教學質量標準的研究、新能源新增實踐教學條件的建設方案研究。利用筆者所在高?！半娏ιa與控制國家級虛擬仿真實驗教學中心”的優(yōu)質資源，高標準建設新能源發(fā)電過程仿真實驗室。產學研結合不僅是新能源這樣的工科專業(yè)人才培養(yǎng)的必然要求，能使學校學科和教學受益，同時也應做足做實讓企業(yè)獲利，實現(xiàn)雙贏，這樣的產學研合作模式才能真正發(fā)揮其應有的效能。本文不僅為高校新能源專業(yè)人才培養(yǎng)模式提供一種新思路，也為企業(yè)的校企合作提供有用的參考。

參考文獻：

[1]李俊峰，蔡豐波等.2014中國風電發(fā)展報告[R].2014.

[2]陳建林，陳薦.新能源科學與工程本科專業(yè)人才培養(yǎng)模式探究[J].中國電力教育，2014，（22）.

[3]饒政華，廖勝明.新能源科學與工程專業(yè)課程體系研究[J].中國大學教學，2015，（3）.

作者:何建軍 趙飛 陳薦 單位:長沙理工大學 中電投河南新能源有限公司