立足行业需求培养风电人才之探索与创新实践

文 | 王志新，吴杰，江斌开，林环城

立足行业需求培养风电人才之探索与创新实践

文 | 王志新，吴杰，江斌开，林环城

上海交通大学是我国历史最悠久、享誉海内外的高等学府之一，是教育部直属并与上海市共建的全国重点大学。经过120年的不懈努力，上海交通大学已经成为一所“综合性、研究型、国际化”的国内一流、国际知名大学。涉及风电人才培养的学院包括机械与动力工程学院、船舶海洋与建筑工程学院和电子信息与电气工程学院。其中电子信息与电气工程学院成立于2001年12月，其前身可溯源至百年前的电机专科，具有中国电气工程师“摇篮”之美称。电气工程系王志新研究员研究团队于2004年从事风电研究与人才培养，积极参与协会探索风电人才培养模式、风电教材编写和科研创新实践工作，不断加强业内高校和企业的交流与合作，并取得了一系列成果。

风电人才培养

风电是我国新能源开发与规模化应用的重点之一，海上风电是风电产业发展的新趋势。我国拥有十分丰富的近海风能资源，近海风能资源主要集中在东南沿海及其附近岛屿，有效风能密度在300W/m2以上。5m－25m水深、50m高度海上风电开发潜力约2亿千瓦；5m－50m水深、70m高度海上风电开发潜力约5亿千瓦，具有广阔的开发应用前景。根据全国各省上报的海上风电发展规划初步统计，2020年我国海上风电累计装机容量有望超过30 GW，其中近海27.7 GW，潮间带5.1 GW。风电学科交叉性很强，涉及空气动力学、材料、机械、电气、控制、气象等多个领域的学科知识，尤其海上风电还涉及海上恶劣环境给风电机组设计和安装等带来的技术困难、海上风电场开发政策和管理方面存在的问题，以及发电成本问题。风电人才培养电气技术课程包括电工电子、电机学、风电场电气工程等，结合工程实际需要，面向电气工程硕士生还开设了《可再生能源发电系统》课程，以及《海上风电柔性直流输电技术》、《风光互补技术》等专题讲座。

风电人才培养实践

本风电团队成员专业素质的培养采取针对性方式，硕士和博士研究生的培养方式和目标明确。其中，对于硕士研究生，注重提高其对风电专业领域知识的熟悉程度及运用知识解决实际问题的能力，大部分硕士学位论文课题源于校企合作科研项目，以解决生产中遇到的实际问题为主；对于博士研究生，则侧重于培养其学术及科研能力，引导其关注并解决风电领域的关键科学问题，通过参加国家自然科学基金项目、国家863项目等，使其尝试在现有的知识范围内有所突破，从而解决风电领域内具有前瞻性、热点和难点的问题，并通过在国内、国际重要学术期刊上发表论文、参加国际会议和口头宣读论文等形式，总结研究成果及与同领域专家、学者进行一系列交流。

团队在风电控制系统、柔性直流输电技术等方面展开了深入研究，已培养相关硕士15人、博士7人。在中国风能协会“绿色风能-研究生优秀学位论文”评选中，共获得优秀博士论文奖1项，博士论文鼓励奖、硕士论文鼓励奖各1项。研究成果获得上海高校学生创造发明“科技创业杯”奖一等奖1项、二等奖3项。

本团队在人才培养过程中不断探索和总结经验，积极引进和普及国外在风电工程领域的先进技术，出版著作、教材三部，分别为《海上风力发电技术》《绿色可再生能源电力系统接入》《现代风力发电技术及工程应用》。

《海上风力发电技术》涉及海上风电机组及海上风电柔性直流输电关键技术，国内外海上风电技术发展态势、最新研究成果和工程应用情况。全书共8章，包括海上风资源勘测与风电场发电量预测技术、海上风电机组基础技术、海上风电机组安装、海上风电机组系统设计技术、海上风电场变电站电气设计技术、海上风电场柔性直流输电变流器技术、海上风电场电力输送技术等内容。

《绿色可再生能源电力系统接入》包括智能电网分布式发电系统、分布式发电系统中逆变器的电压和电流控制、分布式发电系统中逆变器的并联运行、分布式发电系统的功率变换器拓扑、孤岛运行模式下三相四线制分布式发电逆变器的电压与电流控制、单个分布式发电单元的潮流控制、分布式发电系统电压与电流控制的鲁棒稳定性分析、三相分布式发电系统PWM整流器控制等内容，其关注了国内外可再生能源发电技术领域的热点，代表该领域的国际先进水平。

《现代风力发电技术及工程应用》涉及国内外现代风力发电技术现状与发展态势，总结和分析了国内外大型风电机组最新技术成果。全书共7章，包括大型风电机组建模，大型风电机组控制，大型风电机组功率控制，风电场选址、风电机组选型与安装，大型风电场接入电力系统与电力输送，以及风电场远程监控与运行等内容。

为了培养具有国际化视野的风电人才，团队积极参与国际国内的学术会议，并邀请英国斯特拉斯克莱德大学徐列教授、伊朗库尔德斯坦大学Hassan Bevrani教授等来学校给研究团队做学术报告、开展合作。Hassan Bevrani教授介绍了其在电网稳定性与控制、电力系统监测与控制、强电力系统频率控制及微网控制方面的最新研究成果，通过交流，开阔了团队成员的学术视野，扩大了知识面，有利于创新思维和创新意识的培养。

科学研究及取得成果

团队10多年来一直从事风力发电、新能源并网以及大功率变流器相关的技术研究，主持完成20多项国家、省部级科研项目，如：含风电场电网的协同建模与平稳控制（国家自然科学基金重点项目）、间歇式电源并网规划与随机全过程分析技术研究与开发（国家863计划重大项目）、大型海上风电场并网柔性直流输电变流器关键技术研究（国家自然科学基金面上项目）等，“适合亚洲地区的海上风电机组的研究与开发”（上海市白玉兰科技人才基金）、“大型风电机组功率控制与独立变桨技术研究”（中国博士后基金）、“海上风力发电柔性直流输电变流器研究”（上海市白玉兰科技人才基金）、“风电场接入电网技术标准研究”（上海市科委技术标准专项）、“1.5MW－20MW海上风力发电柔性直流输电变流器研究”（上海市科技发展基金）等。发表相关学术论文70余篇，授权发明专利20余项，获得中国石油和化工自动化行业科学技术进步奖一等奖、上海市科学技术发明奖二等奖和三等奖各1项。

（作者单位：上海交通大学电子信息与电气工程学院）