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风能与动力工程专业范文1
由于风电产业的飞速发展，高等学校的专业设置显得相对滞后，导致风电相关技术人才匮乏，同时这方面的专业教育资源和专业的高级人才也相当缺乏。风电产业的可持续发展、风电领域核心技术的突破很大程度上依赖我国风电本科人才培养。伴随着产业规模的日益扩大、风力机组单机容量的进一步增加以及风电科技的快速发展，人才短缺的问题日益凸显。风电本科教育始于2006年，教育部相继批准华北电力大学、河海大学、长沙理工大学、兰州理工大学、内蒙古工业大学、东北电力大学和沈阳工业大学等少数高等院校开办“风能与动力工程”本科专业。国内设置风能与动力工程专业的院校，如兰州理工大学主要依托能源与动力工程学院，华北电力大学主要依托可再生能源学院，沈阳工业大学主要依托新能源工程学院，培养计划偏重于动力机械；专业设置侧重于风力发电的只有河海大学，由原电气工程学院与水利水电工程学院部分学科专业调整合并组建了能源与电气学院，并设置了新能源系，但是也成立于2009年，其人才培养和课程体系也属于摸索阶段。目前，设置本专业的高校因发展基础和办学定位等方面的差别，所制定的培养方案也存在一定差别和侧重，对于风电这个新兴产业对人才的需求及风电人才培养缺乏系统的、深入的研究。
师资短缺是新办专业普遍面临的问题，之前没有这方面的人才储备，也缺乏这方面的专业教育资源，现有的少数高级人才相对集中在一些科研单位。教师除部分从事过与新专业相关科研项目的骨干教师外，一般都对新专业课程体系缺乏总体掌握，在转行教师中常出现的问题是教学内容组织缺乏面向新专业的针对性。对于骨干教师应注意的问题是科研成果向教学中的转化问题，将风能最新技术进展融入到课堂教学中。结合我国风电行业发展的现状和趋势，从人才现实需求和高等教育衔接的角度立足于内蒙古的资源优势、地域特色及毕业去向，构建以风能与动力工程专业为核心，形成创新型、实践型为主的风电人才培养体系，不求规模的最大化，但求优势和特色的互补。在横向对比其他院校风能与动力工程专业人才培养的基础上构建创新人才培养体系，将培养创新能力和工程实践能力视为风能与动力工程专业的主要人才培养模式，同时培养学生具备到边远艰苦地区工作的身体素质和意志品质。
二、风能与动力工程专业课程体系设置规划
风力发电系统是一个综合电机制造、空气动力学、电力电子、电力系统、先进控制理论等多学科知识的高度交叉的新技术系统工程，现有风能与动力工程专业的教材缺乏系统性、实用性和时效性，同时复合型师资和教育资源有所欠缺，各学科交叉联合攻关研究的学术氛围不浓。在调研其他院校风能与动力工程专业课程体系的基础上，本着学以致用的思想，立足内蒙古风电大发展的现实，面向风电制造企业和风电场，秉承服务社会的理念，优化整合教学资源，既要保证理论知识的掌握又要提升学生实际动手能力，构建科学合理、特色鲜明的以风力发电为主体专业课程体系。
在完善风电人才教育体系的基础上构建了内蒙古工业大学风能与动力工程专业选课指导。课程体系设置以综合素质教育为核心，实践能力和创新精神培养为重点，要求学生具备较宽广的电气学科工程技术基础和风能与动力工程领域专业知识，接受风能开发利用技术的基本科研和工程训练，具有分析和解决风能利用方面问题的基本能力，能把握电机电器、电力系统、电力电子、自动控制与风力机械和风电场的有机结合，强化多学科交叉融合与实际工程应用能力的紧密联系。其专业主干课程主要包括：工程力学、机械制图、电路原理、电子技术基础、电力电子技术、自动控制理论、电机学、电力拖动自动控制系统、风力机空气动力学、风资源测量与评估、风电机组控制技术、风电场电气工程、风力发电系统建模与仿真、风电机组测试与维护、太阳能发电技术、可再生能源。
风能与动力工程专业作为一个工科专业，要求很强的实践性，需要配备良好的实验环境和实践基地。由于开办时间短、缺少相关的教学实验设备，加之风电机组的安装条件等因素，高校虽然拥有良好的育人环境，但是教学资源和实践基地的缺失已经严重制约了风电人才的培养。目前国内只有少数单位开发了演示性风电实验装置。为弥补实验设备不足的问题，可以采用建立校企产学研合作的方式，充分利用地区优势，与内蒙古范围内的风力发电企业建立实习基地。目前我国正式出版的风能技术书籍不少，但其中能直接用于本科教学的书籍较少。主要是由于这些书籍集中于以下三类：第一类为技术培训类教材，理论性和知识的系统性不足；第二类为理论性专著，偏重理论性，有深度，很多内容源自作者的学位论文或技术报告，部分章节的难度远超本科生的理解能力；第三类是各国风电行业标准和操作规程，可作为教学辅助用书，但同样不适于课堂教学。由于以上问题，内蒙古工业大学在没有进行专业师资培训的前提下，教师们通过自身科研和刻苦自学克服了很多实际困难，采取自编校内讲义和其他近似参考教材相结合的方式开出了风能与动力工程专业所有大纲要求的专业课程，如风力发电系统建模与仿真、风电机组测试与维护、无功补偿技术等专业课程，计划在经过两到三届的试用和修改补充后正式出版一些教材。
三、结语
风能与动力工程专业范文2
关键词：教育改革；培养方案；创新；能源动力工程
作者简介：代元军（1978-），男，河南正阳人，新疆工程学院电力系，副教授；李保华（1979-），女，河南新安人，新疆工程学院化学与环境工程系，讲师。（新疆 乌鲁木齐 830091）
基金项目：本文系新疆工程学院重点教学改革研究课题（项目编号：2013-ZD11）研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）22-0075-02
能源，是世界发展的重要资源和动力，能源的科学开发和优化配置，是当今各国现代工业以及国民经济和社会发展乃至富民强国的必由之路。新疆有着极为丰富的能源资源。据统计，新疆的石油、天然气和煤炭预测资源量，分别占全国陆地预测资源量的30%、34%和40%，光、热、风等资源也在全国占有较大份额，这为新疆建设国家能源战略基地奠定了坚实的基础。
在新疆如此丰富的特色资源下，新疆高校能源与动力本科专业如何设计地方特色的人才培养方案，构建课程体系，完成理论教学与实践教学的创新和一体化，是摆在能源与动力工程教育者面前的难题。
一、新疆经济发展对能源与动力工程专业人才需求的预测
首先，一方面随着煤炭的大量生产，通过建设大型电厂，把煤转变成电，利用“西电东送”两条750kV的高压交流电网和一条800kV高压直流电网把电输送到疆外；另一方面新疆的新能源领域快速发展，铸就太阳能、风能等高新技术产业的辉煌业绩和企业的规模扩张。目前新疆发电企业和新能源企业向大型化、自动化和智能化快速发展，必然会对技术人员提出新的更高的要求。因此培养能源与动力高层次工程技术人才，是建设现代化能源企业的当务之急。
其次，新疆现阶段煤电产业和新能源产业主要依靠内地大企业引进现代化的生产工艺和技术装备来实现，其设备技术和管理已接近中国先进水平。然而，新疆地处偏远，引进高端人才困难，劳动力成本高，人员不稳定。目前煤电行业和新能源行业面临着这样的问题：一方面是技术先进、设备先进、管理先进，另一方面是与之配套的运行、维护和管理的应用型高级工程技术人才却严重不足，从而使先进的技术和设备无法发挥应有的水平，甚至不能正常运行，导致事故发生，人才本土化培养的问题日益突出。[1]
根据《2009-2015年煤炭煤电煤化工人才发展规划》，到2015年，新疆煤电装机3450万千瓦，新增装机约2630万千瓦，可向我国东部送电1100万千瓦，预计新增煤电行业从业人员2万人，热电行业存在大量的人才缺口。同时，在新疆地区，新能源产业人才也是非常缺乏，人才培养不能够满足新能源市场迅速发展的需求。
所以加快能源与动力工程本科专业人才培养步伐，促进新疆煤电工业和新能源产业的跨越式发展，有利于加快解决高层次人才培养本土化问题，实现当地招生，当地培养，当地就业；有利于培养高层次新疆少数民族工科人才，促进少数民族整体素质及文化水平的提高。这对新疆煤电行业的健康持续稳定的发展有着重要作用，为新疆长治久安、社会稳定、各民族不断富裕发挥重要作用。
二、新建本科院校能源与动力工程本科专业培养目标和培养模式
据现行的教育部本科专业目录，能源与动力工程专业由原热力发动机、流体机械及流体程、热能工程与动力机械、热能工程、制冷与低温技术、能源工程、工程热物理、水利水动力工程和冷冻冷藏工程等9个专业组合而来。[2]目前能源与动力工程致力于传统能源的利用及新能源的开发和如何更高效利用能源。能源既包括水、煤、石油等传统能源，也包括核能、风能、生物能等新能源，以及未来将广泛应用的氢能。动力方面则包括内燃机、锅炉、航空发动机、制冷及相关测试技术。这是符合我国市场经济发展现状以及国际经济一体化趋势的。
过去，新疆工程学院热能动力设备及应用专业的培养目标是：“培养德、智、体全面发展，能够从事热能动力及其控制设备安装、调试、运行、检修、管理及一般热力与控制工程设计，具备基本的经济与管理、社会与人文、环境与保护等方面基本知识的第一线高等工程技术应用型、复合型人才。”[3]随着新疆工程学院的升本，学校在2012年开始制定能源与动力工程的人才培养方案，为了顺应国内外尤其是新疆地方特色的能源动力科学技术的发展趋势，对培养目标的提法进行了多次修改。在2013级专业培养方案中，专业培养目标已修改为：“培养适应新疆经济社会发展，特别是新型工业化建设需要的知识、能力、素质协调统一，具备宽厚的基础知识、具有创新精神和实践能力，专业应用能力突出，获得工程师素质基本训练的德、智、体、美全面发展的应用型高级工程技术人才。毕业生应具备热能工程、传热学、流体力学、动力机械、动力工程等方面基础知识，能在国民经济各部门，从事动力机械（如热力发动机、流体机械）的动力工程（如热电厂工程、新能源工程、制冷及低温工程、空调工程）的设计、制造、运行、管理、实验研究和安装、开发、营销等方面的高级工程技术人才。”[4]
三、新建本科院校能源与动力工程本科专业课程体系的创新改革思路
国外高等工程教育中没有专门设置能源与动力工程专业，但是在机械工程专业中，都开设了工程热力学、传热学等课程，其中机械工程专业把传热学课程作为专业的必修课程。为适应现代工业的快速而巨大的发展，美国、日本和德国一些发达国家不断地对高等工程教育进行着改革。[5-7]
目前，新疆工程学院能源与动力工程专业在课程体系方面的改革要体现出“常规能源、新能源、节能减排技术、信息技术、管理技术相结合，适应时展，满足市场需求，同时充分考虑学生自我发展，培养创新人才”这一总体思路，通过课程设置和教学组织来体现和实施改革意图。在课程体系的设计思想上，归纳起来可以说是“夯实基础，拓宽口径，手脑并用，鼓励创新”。
四、新建本科院校能源与动力工程本科专业教材建设和课程设置
教材建设对于能源能与动力工程专业的教学改革与创新意义重大。通过编写适合新疆特色和民族特色的新教材，对于内容陈旧或重叠的课程和学时，进行合理精减和合并，拓展和新增反映社会人才需求趋势和专业发展的课程，来体现课程体系的创新改革的设计思想。
在课程设置方面，将原“机械原理”和“机械设计”两门课程（共计96学时）合并为“机械设计基础”（72学时）；原“公差与互换性技术”和“机械工程材料”（共56学时）合并为“公差与金属材料”（24学时）；原“热工仪表”和“热能与动力工程测试技术”（共80学时）合并为“热工过程检测技术”（48学时），原“制冷技术”和“热泵技术”（共64学时）合并为“制冷原理及设备”（64学时）等。新增风能利用技术40学时、太阳能利用技术40学时、节能技术32学时，动力工程前沿12学时、新能源工程前沿10学时、制冷空调工程前沿10学时等合计学术前沿专题讲座32学时，以讲座的形式由相应领域的专家负责编写大纲和主讲。
五、新建本科院校能源与动力工程本科专业采用彻底的专业课程选修制
充分利用新疆工程学院的学分制和选修制，根据能源与动力工程专业的国内外发展动态、市场需求及学生的志愿和兴趣，实施更为彻底的专业课程选修制度。
在2013级培养方案中， 除必修的公共基础课和专业基础课外，其余专业课分为专业必修课和专业选修课，共91.5学分，供学生从中选修69.5学分。并且要求高年级学生在选择专业方向课程时，用“交叉捆绑”方法必须选择部分专业选修课（例如对“热电工程”方向捆绑部分“新能源工程”，对“制冷空调工程”方向捆绑部分“新能源工程”），以拓宽学生的就业范围。
六、新建本科院校能源与动力工程本科专业实验教学体系改革
一直以来，作为具有典型实验研究特点的能源与动力工程专业，在实验教学方面主要开展较多的演示型和验证型实验。该种做法使得学生实验技能欠缺，尤其在解决工程实际问题中，其创新能力显得不足，常常在毕业设计阶段特别明显。而目前国外大学的工科专业专门为高年级学生开设了能够引导学生解决实际问题的高学分探索型实验课程，目的是用以加强工科学生的动手能力。[8-10]
通过充分调查和研究，在新疆工程学院能源与动力工程专业培养方案中安排了36学时的“自主创新专业实验”教学环节，以扩展和补充专业实验教学的内涵，提高专业实验教学水平和质量，培养具有工程创新能力和动手能力的高素质应用型人才。这一实验教学环节主要面向三、四年级学生，以解决来自于工厂企业生产一线的简单的实际问题，或者以参加相关专业的大赛为出发点，学生在指导教师的引导下，根据自身的实际情况和个人要求，设计或者完成实验。这个教学环节的设计在于实现“既重视结果，又重视过程”的创新实验教学理念，使每名高年级学生都能在一种开放的环境和氛围中进行学习和创新训练，得到不同程度工程师的训练。
七、结束语
在新疆经济大发展的推动下，新疆工程学院热能与动力工程教研室通过积极调研和深入思考，在发挥传统专业优势的前提下，明确突出地域特色、民族特色的人才培养模式，加强培养和训练学生的工程创新思维和工程创造能力，目的是提高学生的社会竞争力，才会选择对能源与动力工程专业培养方案进行了不断的改革，并在实施过程中加以修订和调整，最终取得了较好的效果。
此外，如因大面积的专业选修课带来的教学资源（如教师、教室、实验室、图书等）不足、教学组织和安排困难等问题也还有待继续研究、实践和总结。但无论如何，作为一个传统专业，在专业人才培养方案的创新改革与实践方面的努力应该不是多余的。
参考文献：
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[2]中华人民共和国教育部高教司.普通高等学校本科专业目录和专业介绍[M].北京：高等教育出版社，2012.
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风能与动力工程专业范文3
1高职高专院校培养目标分析
面向生产、建设、服务和管理第一线高技能人才的培养一直为高职高专的培养目标和职责。随着风电制造产业的发展，国内也有不少高职高专院校开设了风能与动力工程相关专业。如：赣西科技职业学院、吉林电子信息技术学院、天津中德职业技术学院、天津职业技术师范大学等。高职高专的风电专业培养目标一般要求学生具备风力发电设备的装配、调试、检测、维护与维修等基本能力。核心课程包括：机械制图、计算机绘图、电工基础、机械设计基础、机械制造基础、电机学、单片机原理及应用、液压与气动技术、新能源概论、风力发电原理与应用、电气控制与PLC技术、自动控制系统、风电机组检测技术、风电机组的装配与调试。主要实践环节包括：机加工实习、钳工实习、部件测绘、机械设计基础课程设计、维修电工技能实训、风电机组装配与调试实训、风力发电综合实训等。高职高专的人才培养在从业职业资格证方面有一定倾斜考虑。如学生毕业后，希望学生能获得AutoCAD中级证、维修电工中级证、钳工技能中级证、风电机组装配工（中级）、风电机组维修保养工（中级）、风力发电运行检修员等资格。风电领域从业资格证的评定也正在进行。
2风能与动力工程本科专业的课程设置与实验规划
结合多年的科研经验，为培养风电机组系统设计、制造、运行与维护的应用型高级工程技术人才，本文认为有几项专业基础课及专业课值得推荐：机械设计基础、液压与气压传动、电力电子技术、电气控制及PLC技术、电机学、电力工程、风电机组及能量转换、风力机空气动力学、风电机组机械系统设计、风电机组控制技术、风电场电气工程、风电机组检测技术等、MATLAB与风力发电系统仿真、风电机组计算机辅助设计、风电场规划与设计、风电场运行与维护。对于重要的几门专业课程的主要内容设置建议如下：《风电机组机械系统设计》课程，旨在引导学生理解与掌握风电设备的主要机械设计知识。内容涵盖风电机组的结构与原理、风电机组机械设计基础、风电机组总体设计、主传动系统设计、偏航与变桨机构设计、支撑系统设计等。《风电机组及能量转换》课程，旨在引导学生理解与掌握风力发电系统的风能转换为电能的整个工作原理过程。内容涵盖异步发电机及控制技术、同步发电机及控制技术、双馈异步发电机特性及控制技术、永磁同步发电机特性及控制技术等。《风电场电气工程》课程，旨在引导学生理解与掌握风力发电电气工程一次、二次设备与系统的工作原理与过程。内容涵盖风电场和电气部分的基本概念、风电场电气部分构成和主接线方式、风电场主要一次设备、风电场电气二次系统、配电装置、风电场的防雷和接地、风电场中的电力电子设备等内容。《风电机组控制技术》课程，旨在引导学生理解与掌握风电机组设备运行的控制原理及过程。内容涵盖风电机组主要执行机构及其控制、定桨恒速风电机组的控制、变速恒频风电机组的控制、风电机组主控软件编制规则、风电机组的监测与故障诊断等内容。《风电机组检测技术》课程，旨在引导学生理解与掌握风电机组常规的检测、测试技术，掌握设备运行的故障分析手段。内容涵盖测量误差与数据处理、传感器原理与应用、电能质量测量、功率特性测量、风电机组载荷测量、风电机组噪声测量、低电压穿越测试等内容。为配合前面的主要课程内容，推荐规划的实验[7-9]课程如下：整机模型机械结构认知与拆装实验；整机模型控制系统认知与拆装实验；风力发电能量转换与并网实验；电能质量检测实验；电气运行控制、原理设计与编程实验；变桨距控制原理实验。
3风能与动力工程本科专业实验规划研究
为配合课程建设，通过教学讲授和动手实践环节，使学生深入了解风电的基本理论与知识体系，在电气控制方面的实验规划中有几个必要实验手段值得考虑。分别介绍如下：
3.1风电机组缩比模拟实验台为方便学生对风电机组有一个整体的认识并理解风电机组的工作原理，在风电机组缩比模拟实验台上实现工作过程的模拟非常有必要。功能可涵盖偏航系统、变桨距系统、液压系统、机组传动系统和制动系统、启动、对风、并网、变桨距、大风脱网停机等动作逻辑的演示、控制策略模拟等。整个风电机组缩比模型效果如图1所示，操作台与控制柜模型设计如图2所示，实验台控制系统配置如图3所示。设计的技术规格描述如表1所示。实验台上进行的主要实验可规划为：（1）机械结构认识与拆装实习；（2）电气构成认识与拆装实习；（3）风电机组工作原理及动作逻辑的演示，启动、对风、并网、变桨距、大风脱网停机；（4）风能转换原理的模拟与实现；（5）机组并网过程与功率调节功能的实现；（6）输出电能质量检测及电压稳定性控制功能的实现；（7）风速、风向测量编程实现；（8）自动偏航对风、扭缆保护、手动偏航功能编程实现；（9）齿轮箱温度、压力、油循环系统模拟控制实验；（10）液压系统刹车功能演示与实现；（11）电动驱动变桨距机构认识与控制实现；（12）额定风速之下MPPT转矩控制功能实现；（13）额定风速之上恒功率变桨距调节功能实现；（14）有功、无功功率输出控制的实现；（15）安全链动作保护与功能实现；（16）远程监控SCADA功能设计与实现；（17）多种通讯协议的编程实现；（18）电气防雷保护设计。
3.2双馈风力发电机风电机组并网实验台风电机组的并网及电能质量一直是发电集团主要关心的技术指标，同时也是国家电网规范接入技术条件、实施电网导则的重要方面。配合《风力发电机及能量转换》课程的并网实验台的规划非常有必要。该实验台可按照双馈或者永磁风力发电系统进行配置设计，实验台设计的技术规格描述如表2所示。实验功能可规划为：（1）风功率模拟实验：利用能量转换台模拟风轮吸收功率实验，掌握风轮吸收最大功率的影响因素，以及他们各因素与风轮最大功率之间的关系。理解影响双馈风力发电系统中能量转换效率的物理量或参数。（2）双馈/永磁电机工作特性试验：使学生了解发电机的外特性，调节特性。加深对风力发电系统运行特性的理解。（3）发电机并网同步化过程实验：验证并网需要满足的条件，观察并网动态过程，定子电流电压的变化关系。（4）自动并网功率因数调节实验：在并网状态下，对发电机功率因数进行调节，测量电能质量。通过对电能的测量使学生能熟练使用电能质量测试传感器，仪器仪表的观察和使用。
3.3风电机组运行控制PLC编程实验台风电机组的运行控制技术一直是国内外争论创新点的主要关注点。由于其高风险性和高可靠性要求，很多厂家和设计单位都依靠国外技术引进来解决。配合《风电机组控制技术》课程的风电机组运行控制PLC编程实验台的规划非常有必要。实验平台可主要由控制器PLC以及一些虚拟软件仿真来实现。功能可设置为：偏航、变桨、液压站、刹车、齿轮箱、变桨轴承、机舱温度及热交换、航空障碍灯及机组运行状态、安全链等控制编程训练。也可结合一些运行风电机组的3Dsimulation模型，进行三维模拟变桨、偏航、齿轮箱、发电机等过程的人性化体现，逼真而且有直观效果。学生可进行的实验规划可列为：（1）偏航电路硬件互锁功能线路设计；（2）偏航传感信号采集和自动对风编程实验；（3）机组正常启动、停机实验；（4）液压机构原理及控制实验；（5）齿轮箱油循环、机舱通风温度控制编程实验；（6）机组安全保护实验；（7）额定风速下转矩优化控制编程实验；（8）额定风速上变桨距PID功率控制编程实验。
3.4三轴联动电动变桨实验台风电的电动变桨距机构在机组运行维护过程中一直是频繁的故障源。设计规划一套模拟风电机组的变桨执行机构及变桨控制原理实现的实验台，可以作为本科专业学生理解变桨距机构工作原理和高职院校锻炼变桨距机构维修维护技能训练的最佳设备。主要的设计思路可考虑为：系统由3套独立的模拟变桨装置组成，包含3组伺服变桨电机、伺服驱动、磁粉力矩负荷、减速机构、叶片传感器和叶片限位开关，通过通信进行PLC和伺服驱动数据交换，由PLC分别对其进行控制。整个变桨实验台模拟效果如图4所示，设计的技术规格描述如表3所示。可规划的学生实验包括：（1）建立变桨伺服和变桨电机的连接，通过变桨伺服手动操作对变桨电机的控制实现开桨、关桨等控制过程；（2）建立变桨控制器和变桨驱动之间的通信，并进行状态和控制信息数据交换；（3）通过PLC编程，实现变桨系统开桨、关桨动作；（4）手动给定位置目标，通过PLC实现变桨的PID位置控制；（5）模拟机组安全链及其他故障处理动作，实现变桨系统的保护过程。
4结论
风能与动力工程专业范文4
关键词：电厂锅炉；发电厂；热能动力工程；燃烧效率；燃烧控制技术 文献标识码：A
中图分类号：TK229 文章编号：1009-2374（2015）13-0052-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.13.027
热能动力工程包含众多专业，这些专业所涵盖的内容也很广泛，几乎所有的专业都需要依赖和运用热能动力工程学的知识。拿火电发电厂来说，发电厂中的汽轮机和电厂锅炉都是热能动力工程所探究的领域，另外由于掌握先前热动能的相关知识，所以我国火力发电厂的前景才一片良好。随着经济的发展，为了适应社会变化，我们只有进一步提高电厂锅炉的燃烧效率才能符合市场要求，因此我们要积极运用热能动力技术来推动电厂锅炉的进步，提高整体经济效益。
1 电厂锅炉的构成要素
发电厂的运作离不开电厂锅炉的应用和支持，电厂锅炉作为发电厂的支柱设备，在发电厂中发挥着重要的作用。电厂锅炉主要由两个方面组成：一方面是外壳部分，另一方面则是燃气锅炉控制部分。从外壳来说，外壳是由底壳和面壳组成的，底壳的作用就是加强稳固燃烧器，另外，底壳的膨胀水箱等部分要件都是由底壳连接在一起的，通过底壳的作用从而固定在墙体上。从面壳来说，面壳的主要作用是防止风尘的污染，从而保护各个重要部件。燃气锅炉控制部分是电厂锅炉最重要的构成要素，是整个锅炉构造中的核心部分，它主要控制燃料的燃烧。传统的控制方式以人力为主，不能很好地控制温度，使其数值失真，而现在控制系统大部分都是由电子控制，这样能够保证操作准确，达到控制效果，实现控制目标，符合控制要求。
2 电厂锅炉在热能动力工程中的应用
社会生产和人们生活都需要电力的支持，社会和经济的发展也都离不开电。另外，我国主要是依靠火力发电来满足我们用电需求。随着人类的进步和社会的进展，人们对电力的使用需求也在不断增大，我们不仅要提供充足的电量，并且还要保证电力质量。因此，为了适应社会变革，火力发电厂只有改进生产技术，提高工作效率，不断完善电厂锅炉的运作系统和整体构造，从而提高锅炉性能和燃烧效率。我们在改进的同时，要明确电厂锅炉是由众多部分组成的，每一部分都要引起重视，提高各个部分的性能，从而促进整体发展。
基于以上研究，热能动力工程的应用研究便成为首要关注问题。电厂锅炉在应用中主要是实现热能和机械能的转换，而根据热能动力工程学的研究对象原理来看，电厂锅炉便是我们将要研究的对象，因此热能动力工程学具有极强的综合性和实践性。我们需要运用热能动力学知识来探究电厂锅炉的构造技术和工作流程。众所周知，随着经济的发展，我们可以使用的资源越来越少，地球上的资源受到了前所未有的挑战，面对当前形势，我们只有节能减排，重视电厂锅炉的应用技术才能实现社会的良性运转。
3 热能动力在电厂锅炉发展中的应用需要
热能动力和电厂锅炉本身就具有紧密的联系，如果把热能动力工程专业原理和电厂锅炉生产系统结合起来，那么对未来电厂锅炉的发展无疑具有极大的推动作用。以风机为例，风机在电厂锅炉中发挥极大的作用，随着时代的发展，当代风机一般都是至关重要的流体运行设备，其运作方式主要是通过叶轮的旋转来得到风能，并在此基础上，把机械能转化成气体压力，投放到电厂锅炉中使用，一旦气体扩散，便能够保证燃料的燃烧率，这足以可见风机的重要性。但是，就我国目前来看，很多锅炉的问题便出在风机方面，风机运作强度大，工作量多，再加上运行环境的不良状态，所以风机容易发生损坏。因此，如何提高电厂锅炉风机工作水平和工作性能已经成为当前研究的重中之重。我们只有通过利用热能动力工程技术来不断增强风机的耐用性能，提高风机的承载力，解决当前风机使用过程中的疑难
问题。
4 热能动力工程炉内燃烧控制技术的运用
燃气锅炉控制部分是电厂锅炉最重要的组成部分，锅炉的燃烧控制技术决定着锅炉的发展前景，是能量转化幅度的关键技术。传统的锅炉主要是依靠人力去投放燃料，随着科技的进步和普及，现代锅炉大多以自动化技术为主，先进的自动控制取代人力控制。锅炉燃烧控制技术主要分为下面两大类：一类是空燃比里连续控制系统；另一类是双交叉先付控制系统。这两种控制系统都有各自的特点，通过合理运用控制系统，将够达到生产目标。
4.1 空燃比里连续控制系统
空燃比里连续控制系统主要是由燃嘴燃烧控制器、电动蝶阀、热电偶比例阀、流量计气体分析装置和PLC等其他部分构成的，热电偶主要负责相关数据的处理和传递；PLC主要用于数据的比较，在此基础上，利用微积分等计算方法来设置信号。此外，我们还要抓好比例阀门和电动蝶阀的开放幅度，这样一切控制好之后，才能更好地调节温度。但是这种控制系统对温度的控制并不是很好，很多情况下并不是十分精准，因此需要我们认真确定相关数据。
4.2 双交叉先付控制系统
双交叉先付控制系统主要是由烧嘴、燃烧控制器、流量阀、流量计热电偶构成的。在这个控制系统中，电信号的生成是通过热电偶实现的，热电偶把温度转化成电信号，把电信号标记为测量点的实际温度。需要明确的是，这个测量点的温度期望给定值是自动给定的，是通过工艺曲线来获得的，毋庸置疑，这两者可能会产生一定的偏差。当PLC对阀门的开合程度进行调节的时候，其调节的范围幅度主要是依据这个偏差来衡量的。除此之外，该控制系统具有专门化的特点，燃料的控制测量是由一个专门的质量控制装置来负责的，采用这种控制系统能够节省其他部件的使用，降低损耗，另外还可以保障温度数值的精确性。我们要重视热能动力工程的燃烧控制技术，分清空燃比里连续控制系统和双交叉先付控制系统的优缺点，根据适当的情况选取合理的控制系统，从而提高电厂的经济效益。
5 结语
新形势下电厂锅炉的应用离不开热能动力工程的支持，运用热能动力技术来提高电厂锅炉的燃烧效率从而来改变整体经济效益已经成为当前发展的必然势头。因此，我们首先要认识电厂锅炉的组成部件，另外还要明确电厂锅炉构造和热能动力工程之间的联系，认识到电厂锅炉和热能动力互相影响、互相补给、互为所需。同时，我们还要不断优化热能动力技术，完善电厂锅炉构造过程，尤其是风机的使用和改善，解决当前风机应用中的不利因素，提高锅炉各部分的工作效率。最后，我们要发挥燃气锅炉控制部分的作用，采取空燃比里连续控制系统和双交叉先付控制系统来实现对温度的调节和
控制。
参考文献
[1] 李国平，胡鸣.变频技术在锅炉风机上的应用[J].应用能源技术，2007，（4）.
[2] 张燕连.脉冲燃烧控制技术的应用实践[J].现代冶金，2009，（3）.
风能与动力工程专业范文5
关键词：新能源；发电企业；继续教育；工程技术人才
作者简介：陶莹（1977-），女，安徽宣城人，上海电力学院成教学院，助理研究员；杨俊保（1956-），男，安徽巢湖人，上海电力学院成教学院，教授。（上海?200090）
基金项目：本文系教育部人文专项基金“电力行业工程技术人才培养继续教育问题研究”项目（11JDGC009）、上海市教委“基于新能源电力科技人才培养继续教育问题研究”项目（B11056）的研究成果。
中图分类号：G726?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）24-0034-02能源作为人类生存和发展的物质基础，是生产力的核心，是经济增长和发展的前提。随着传统能源产业（煤炭、石油、天然气等）面临的分布不均、供给不足、消耗过大、污染环境等问题越来越突出，以新技术为基础，以太阳能、风能、生物质能、地热能、潮汐能、氢能等为代表的可再生的、绿色的、环保的新能源产业得到了关注和发展。
一、研究新能源发电企业工程技术人才继续教育问题的必要性
1.我国新能源发电企业有着广阔的发展空间
2012年3月，中国电力企业联合会了《中国新能源发电发展研究报告》，报告显示我国的新能源发电发展迅速，截至2011年底，全国并网新能源发电装机容量达到5159万千瓦，占总装机容量的4.89%。其中：风电装机4505.11万千瓦，约占87.33%；太阳能光伏装机214.30万千瓦，约占4.15%；生物质发电装机436.39万千瓦，约占8.46%；地热能发电装机2.42万千瓦，海洋能发电装机0.6万千瓦。
将以上数据与2011年底国家能源局公布的“十二五”规划目标，即到2015年风电装机将达1亿千瓦，年发电量1900亿千瓦时，其中海上风电装机500万千瓦；太阳能光伏发电装机将达1500万千瓦，年发电量200亿千瓦时；生物质发电装机达500万千瓦，地热能装机达5万千瓦，海洋能发电装机达1万千瓦，进行比照，不难发现新能源发电行业还将迎来更广阔的发展空间。
2.工程技术人才是新能源发电企业的核心竞争力
巨大的发展前景吸引各地政府，投资集团纷纷加入建设大军，新能源发电企业在各省市落地开花。在蓬勃发展的表象下，越来越多的新能源发电企业感受到人力匮乏的重压，特别是工程技术人才的严重缺乏。新能源发电企业新材料、新设备、新技术推广应用特别多，机组维护、运行要求也格外高，工程技术人才作为企业人才重要组成部分，他们的业务水平将直接决定企业的发展水平。新能源发电企业间规模与利润上的竞争，实质上也就是工程技术人才的竞争。
3.继续教育是现阶段新能源发电企业工程技术人才培养的最佳途径
由于我国现有的高等教育中，有关新能源发电技术专业培养起步较晚，因此新能源发电企业的工程技术人才大多数都来源于传统的发电企业。利用这批人才在原岗位中积累的业务基础和工作经验，再通过短期的继续教育进行自主培养，已经成为各大新能源发电企业目前较为通用的人才培养模式。
由此可见，继续教育作为一种补充性教育方式，它的不断增新、学制灵活、训学一致等特点决定了它更能适应新能源发电企业发展的需要。因此正视新能源发电企业继续教育现状，科学分析教育需求，思考改善教学效果，增强新能源发电企业的后劲，是一个非常值得研究的课题。
二、新能源发电企业工程技术人才继续教育现状分析
1.继续教育市场需求大
（1）高校培养起步晚，人才总量匮乏。据预测，到2020年风能、太阳能、生物质能等领域对本科以上人才的需求量将有20-30万人。而目前高校新能源专业的设置远远落后于新能源产业发展对相关人才的巨大需求。2006年，华北电力大学在全国第一个开设“风能与动力工程专业”，2007-2008年，河海大学、河北工业大学、内蒙古工业大学、兰州理工大学、长沙理工大学陆续加入风电人才培养队伍，截止到2011年，已毕业学生仅有百余人；2011年合肥工业大学、南昌大学、电子科技大学、安徽大学的“新能源材料与器件”专业首度开始招生，河海大学、苏州大学、重庆大学、西安交通大学、江苏大学、华东理工大学、华中科技大学、东北大学开始了对”新能源科学与工程”专业人才的培养，以上两专业均要到2014年才有毕业生。而太阳能、生物质能相关专业至今尚无高校开设。汇总以上数据，即使算上部分高校在机械、动力、工程等专业中开设的有关新能源方向培养的学生数，每年的相关专业毕业生总量也不足千人，人才需求的缺口相当大。
风能与动力工程专业范文6
关键词：虚拟仿真；风力发电；实践教学
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）45-0076-02
一、引言
风能作为一种绿色环保的可再生能源受到了世界各国的高度重视，我国风电并网容量已达1.29亿千瓦，占全部发电机组装机容量的8.6%。预计到2020年，风电将达到2亿千瓦以上。因此，对风力发电的研发、设计、生产和管理等方面的人才需求也随之增加。但是风力发电涉及机械、电力、电子、液压、控制、计算机、数值天气预报等多学科的综合性高技术系统工程，因此成熟的风力发电实验教学仪器还很缺乏。目前已有的风力发电实验仪器，如上海同育教学仪器设备制造有限公司的TYKJ-SF双馈风力发电机模拟试验台、上海顶邦教育设备有限公司的DB-FN02型大型双馈风力发电实验系统等在空载运转、并网实验、风速、转距、发电功率、脱网保护等方面提供了模拟实验。这些装置可以帮助学生初步理解风力发电原理和技术，学习风力发电机的机械结构和系统组成。因此，亟待建设风力发电虚拟仿真实践教学平台，模拟各种风的形成与特性、风力发电机组的结构、风电场的建设、风电机组的控制、典型故障、各种工况条件下的风力发电机组运行状态，让学生能在安全的环境下身临其境地观察了解风力发电机组、机舱内部结构、各零部件及控制器的三维全貌；通过调整设备参数，观察风力发电机组及各零部件的运行状态的变化情况；让学生理解和掌握风力发电机组设计、运行、安全维护、风电场建设与管理、风力发电机组输出功率预测等方面的知识，快速提高学生实践技能和职业岗位能力。
二、风力发电虚拟仿真实践教学平台构成
目前风力发电研究的仿真软件主要有Matlab、GH Bladed、HAWC、DIgSILENT、PSCAD、ANSYS、Saber等。风力发电虚拟仿真平台可以采用3D虚拟现实技术、Matlab和Bladed进行开发。风力发电虚拟仿真实践教学平台主要由13个仿真模块组成，如图1所示。
1.风能资源评估仿真模块。风能资源评估模块应包含风的形成、风的特性、风的测量、风能估计等四个子模块。其中风的形成包括全球性风（大气环流、季风）、地方性风（海陆风、山谷风、焚风）、极端风（热带气旋、寒潮大风、龙卷风）等的形成。风的特性包括风速模型、风玫瑰图绘制、地形地貌对风的影响等。其中风速模型包括平均风、阵风、极端风、渐变风、随机风等模型、风剪切模型、塔影效应模型。风的测量包括风向测量仪、风速测量仪器。风能估计包括最小二乘法估计、平均风速和标准差法、平均风速和最大风速法。
2.风能转换原理仿真模块。主要是指风力机气动载荷分析与计算，主要包括变桨载荷计算、方位角气动载荷计算、稳态运行载荷计算等，让学生了解升力、阻力、变矩系数与攻角的关系，桨叶相对风速与风速的关系、桨叶入流角与风速关系、桨叶攻角与风速关系、桨距角与风速关系、变桨载荷与风速关系等，变桨载荷、方位角气动载荷计算、稳态运行载荷计算等。
3.风力发电机组结构及功能仿真模块。主要包括风轮、机舱、塔架、基础、控制、辅助系统等五个模块。风轮模块包括叶片、轮毂等。机舱模块主要包括齿轮箱、主轴、发电部件等。辅助系统包括变桨机构、变速机构、避雷部件、偏航部件、刹车制动等。通过建立的各零部件的静动态特性模型，实现对关键零部件、整机性能的测试。
4.风力发电机组的控制系统仿真模块。主要包括风力机控制、发电机控制、并网控制等。风力机控制主要包括定桨距、变桨距、功率控制、偏航系统、制动保护等。发电机控制主要包括异步风力发电机控制、双馈式发电机控制、直驱式发电机控制。
5.风力发电机组常见故障与维护仿真模块。主要包括液压部件、偏航部件、发电部件、主轴旋转部件、变桨部件、叶轮部件等的典型故障、各部件发热的典型故障、振动的典型故障等，能够让学生了解风电机组的各零部件常见故障及其维护。
6.风力发电机组运行特性仿真模块。风力发电机组主要有三种功率调节方式：定桨距失速、变桨距和主动失速。针对典型的恒速恒频发电机组、变速恒频发电机组、让学生了解三种功率调节方式下风速功率曲线特点，转速功率曲线特点，理解变桨距功率调节方式的优点。
7.全工况风电场仿真模块。风力发电机组通常在不同工作状态（运行状态、待机状态、停机状态、紧急停机状态）之间进行切换。该仿真平台具有全工况风电场仿真模块，让学生理解风电场运行情况及其相应采取的控制策略。
8.风电场监控与数据采集系统仿真模块。该仿真模块让学生了解风电场中央监控系统构成、监控和采集的性能参数及其变化趋势。
9.储能装置仿真模块。包括蓄电池、抽水储能、飞轮储能、超导储能、热能储能等储能原理动态演示。
10.风电场建设仿真模块。该模块包括风电场选址、风力发电机组运输、安装、验收等。风电场选址模块包括宏观选址、微观选址、可行性评估等。可以利用虚拟现实技术实现风电机组拆装过程的动态演示。
11.风力发电并网对电网的影响仿真模块。该模块能够演示风力并网发电时，对电网的电能质量是否造成影响，包括对电网的电压、短路电流、网损等的影响。
12.风电场设计运行维护规程仿真模块。主要包括国内外风力发电机组设计与认证、风电场设计与运行、风资源评估等相关技术标准。该模块有助于学生理解这些标准，并能按照标准进行风能资源评估、风能资源测量、风电场建设可行性报告的书写等实践。
13.其他模块。该模块主要包括流行的小型家庭用的风力发电机、新型风力发电机、风光互补风力发电系统等。
三、风力发电虚拟仿真实践教学平台的应用前景
风力发电虚拟仿真实践教学平台可以提供验证型、创新型、综合型实验、企业实习实践、上岗培训等功能。平台在构建过程既要遵循虚拟仿真教学的特征，又要贯穿学生为主体、教师为主导的现代教育理念。平台可以适用风能与动力工程专业、能源科学与工程专业、新能源材料与器件专业、电力系统及其自动化专业等本科生，为学生尽快掌握风力发电的工作原理、故障检测与设备维护、系统性能测试、新技术案例等提供实践平台。同时，该虚拟仿真实践教学平台也适用于科研人员。因此，风力发电虚拟仿真实践教学平台具有示范性和推广价值。
参考文献：
[1]解大，张延迟，张琪，楚金甫，卢婧婧.大型风电机组仿真及试验系统-I总述及设计[J].实验室研究与探索，2009，28（5）：20-23.
[2]王咏梅，王印松，曾新.基于虚拟仿真技术的风电教学系统的实现[J].仪器仪表用户，2011，18（5）：40-41.
