双碳背景下储能工程硕士的协同创新培养模式探索

夏 涛 张仰飞 刘海涛

南京工程学院 江苏南京 210000

1 储能专业的时代意义

在“双碳”目标下，大力开发新能源，构建清洁低碳、安全高效的可再生能源体系成为国家能源战略转型的必然需求[1]。大规模间歇性、波动性可再生能源接入给电力系统安全稳定运行带来了新挑战，而储能具有源-荷双向调节特性，是促进清洁能源消纳和构建未来电网的关键。为支撑能源领域碳达峰目标如期实现，国家发展改革委、国家能源局印发的《“十四五”新型储能发展实施方案》中提到，“十四五”期间要实现新型储能全面市场化发展。此外，在2021年两会中“碳达峰、碳中和”首次被写入政府工作报告[2-3]。同时，国民经济和社会发展计划的主要任务中明确指出：制定国家储能产业发展战略规划，支持新能源汽车、储能产业发展，推动智能汽车创新发展战略实施。这是储能首次被写入年度国民经济和社会发展计划，可以预见储能作为稳定清洁能源发电波动，是提高系统消纳能力的关键手段，将在政策推动下与新能源发电系统配套得到大规模应用。未来，储能技术与应用策略的成熟、标准与规范的制定、成本下降与规模化生产的实现、储能应用市场与价格机制的建立都将保障储能为支撑中国实现能源结构向低碳化转型发挥更加坚实的作用。

国外近年来也开始大力发展储能技术[4-6]。随着补贴制度的完善，德国、澳大利亚和欧洲部分地区支持家庭光伏发电的自用蓄电池安装项目在持续增加。由于美国发展储能技术较早，其示范项目占全球数目的一半以上，从而催生出一批商业化运行的储能工程项目。同时，美国能源部专门成立全球储能数据库，用以跟踪储能技术最新进展和项目运行情况。在澳大利亚、德国和日本等市场，家用光储系统在金融资本的支持下逐步盈利。加拿大、英国、美国纽约州、韩国及一些岛屿国家政府也出台了储能采购的相关政策和规划。在东南亚地区，共有菲律宾、马来西亚、泰国、印度尼西亚、缅甸等8个国家规划或投运了储能项目。而菲律宾、马尔代夫作为岛国，因其岛屿分散，电力网络难以覆盖全部区域，一些岛屿还长期存在电力供应不足的情况，从而使可再生能源和储能市场快速发展，大规模储能已经上升到国家战略层面，备受各部委高度重视，全球各国也给予储能大量政策支持。

因此，综合考虑全球各国储能技术研究趋势，同时为实现“双碳”目标和支撑储能产业长远发展，我国教育部、国家发展改革委、国家能源局印发了《储能技术专业学科发展行动计划(2020—2024)》。国内多所高校根据教育部计划和电力行业发展需求，成立了储能科学与工程专业[7-8]。储能专业作为一门交叉学科，它综合了化学、电力、材料等多门学科，目的在于培养储能行业的专业技术人才，为储能工业和产业的未来发展提供坚实的人才储备。而储能专业工程硕士作为一种专业应用型高素质人才，对构建我国新型电力系统和实现清洁低碳能源具有重要意义。

2 储能工程硕士培养模式的探索

目前，世界各国高等教育机构会根据社会需求不断调整人才培养目标和模式，特别是我国“双碳”目标和新工科政策的提出，储能工程硕士的培养应更加紧密结合我国社会发展方向，注重培养实用人才的专业技能和应用能力[9-11]。但中国工程硕士教育相比于学术型硕士，存在着发展时间短、培养机制不够成熟的短板，多采用学术型硕士研究生培养模式，注重理论知识的掌握[12-15]。储能技术作为新兴专业和研究领域，其工程硕士的培养应紧密结合行业背景与需求，掌握更加广泛的专业知识和技能，并具备创新思维和能力。而我国储能工程硕士现行的培养目标、教育理念、措施和机制都处于初级阶段，不能很好适应“双碳”目标下对储能高层次应用人才的需求。因此，如何将储能工程硕士的培养与储能行业相结合、推动其培养模式和目标改革、促进其有序发展，已成为双碳背景下储能工程硕士培养的重要研究方向和实践课题。

本文针对现阶段储能工程硕士培养模式所存在的不足，以协同创新作为突破口，充分利用各协同单位的人力资源、科研项目以及实验条件等资源优势，将储能工程硕士的培养与“2011计划”相结合，探索储能工程硕士的联合培养模式与方案，从而培养出满足储能行业需求的高素质人才。在协同创新培养模式下，研究生可以充分利用协同企业和研究院所资源，在实际项目中锻炼自身的科研技能，在实践中达到技术创新的目标。同时，企业和研究院所在培养过程中促进了科技成果转化和落地，完成技术革新升级，并借机宣传自身文化理念，让研究生产生文化认同感，提前做好人才挑选和智力储备工作。因此，基于协同创新的储能工程硕士培养模式可以实现互利互惠、共同发展和协同育人的目标，是高校、企业和研究院所之间更有效、更深入和更高层次的协同方式。

3 协同创新的基本培养模式

储能工程硕士的协同创新培养模式是从时代背景和行业需求出发，通过江苏省协同创新中心，积极主动与储能企业和科研院所对接，提升研究生工程科研和实践能力，从而让其适应新时代产业的需求，保证储能行业高效发展。当前，我校具备工程硕士学位点和江苏省协同创新中心两个并行运行的人才培养平台，因此需要探索储能工程硕士协同创新培养模式，通过培养模式和机制改革打通两个平台之间的障碍，使之具备1+1>2的培养效果。

3.1 科学制定培养目标和方案

储能作为近年来新兴战略产业，与双碳目标的最终实现密切相关，其培养方案和目标的制定必然是为储能行业输送合格的科学技术人才。储能行业高层次人才的培养也要能够适应时代的变化，能够肩负起为人民、为社会和为国家做贡献的责任，培养面向未来、面向社会、面向行业的高素质人才。因此，培养方案和目标的制定要着重发挥协同创新平台的高校、科研院所和企业之间的协同优势，以研究生培养为主线，以科研活动和生产生活为具体方式，培养出具备扎实科研素质、高超工程实践能力和家国情怀的储能高层次人才。

3.2 基于协同创新的培养机制

3.2.1 建立协同创新的联合培养机制

将储能工程硕士的培养与我校省级协同创新平台相结合，建立起联合培养机制，发挥省级协同创新中心的协同优势，将高校、企业和科研院所的各自优势整合起来，以科研项目为结合点，以合作共赢为目标，共同促进储能工程硕士的培养向高质量、高水准的方向发展。

3.2.2 依托协同创新中心，实行双导师制度

我校的江苏省协同创新中心具备优秀的校内和校外硕士研究生导师，通过协同创新中心的管理平台建立双导师制度，将储能工程硕士的培养纳入中心兼职或者专职导师的业务考核范围。此外，在学生的培养阶段，校内外导师要根据实际情况制订培养方案，设定不同阶段的研究目标，重点关注学生的学业成绩、科研成果和毕业论文，深入参与研究生全过程培养环节。

3.2.3 以科研项目为突破口，提升培养质量

我校协同创新中心会定期面向高校、企业和研究院发布储能行业内重点研发课题和基金，同时企业在技术升级或成果转化时也可以根据需求设置科研项目。因此，让研究生参与此类课题和项目，培养其科研创新能力，同时以科研项目为契机，推动高校、企业和科研院所的联合培养模式改革。为实现科研项目顺利实施，各协同单位围绕研究生培养，依照自身优势划分职责。我校主要负责硕士研究生教学管理、日常事务、基础理论和实践能力的培养；企业围绕课题或项目搭建不同的实验平台，提高研究生个人科研和实践能力，并将高校科研成果转化成实际应用；研究院所主要培养研究生的团队合作能力，以团队力量去解决项目中遇到的科研难题，逐步提升团队意识和科研潜力。各协同单位以科研项目为契机，汇聚各自优势资源，全面提升人才培养质量，实现合作共赢。

3.2.4 建立协同创新联合培养管理平台

利用我校江苏省协同创新中心的组织机构，建立起研究生联合培养的线上子系统管理平台，将学生和参与联合培养的各单位，通过现代信息和人工智能技术紧密联系在一起，对学生的培养更加透明和方便，各协同单位在此平台上可以及时的传递消息，了解培养流程和研究进展。校内外导师也可以通过浏览历史记录，清晰地了解此学生在校内和协同单位的表现，方便进行针对性的教育和培养。

3.3 初步成效

依托储能行业和协同创新中心的现有资源，通过近几年的培养模式实践，基于协同创新的储能硕士研究生培养已经取得初步成效。在硕士研究生全程参与下和以项目为突破点的培养模式下，即将或已经建立高压直挂储能变流器模块化测试平台、全国储能电站大数据中心、分布式储能系统汇聚控制平台等。与各协同单位如南瑞集团、江苏省电力公司等，共同承担联合开发任务，解决科研项目中的难题，积累了不少科研成果，通过凝练总结后，也已经以期刊和发明专利的形式进行了发表。同时，建立了五个储能技术方面的大型研究生实验室：

(1)锂电池安全预警实验室，包括锂电池高低温测试环境箱、电池模组测试设备、日置高速数据采集设备、防爆锂电池实验测试箱、气体检测分析设备、声音监控采集系统等。

(2)基于大数据的储能监控及分析实验室，包括储能电站的数据仿真平台、储能电站系统仿真平台、电力系统仿真平台、数据采集存储及管理平台等。

(3)混合储能测试与检测实验室，包括电能质量在线监测系统、就地测控装置、继电保护测试系统、通信管理及处理机系统、检测试验控制系统、检测试验结果数据分析处理系统等。

(4)新能源并网控制与储能实验室，包括光伏、风电等分布式能源接入的微电网实验中心、电能质量在线分析和监测平台、储能双向变流器系统、飞轮储能电机、自治性多元复合储能系统、dSPACE半实物开发装置、功率分析仪及配电环网动模系统等。

(5)梯次电池检测及应用技术实验室，包括新威电池循环测试设备、拜特电池循环测试设备、Chroma电池测试设备、菊水双极性电源、日置数据采集器、飞础科红外图像采集器、比奥罗杰电化学工作站等。通过建立大型储能研究实验室，大大提高了学生的实践创新、团队协作和科研能力。

结语

本文针对现阶段储能工程硕士研究生在培养模式下所存在的不足，以协同创新作为突破口，充分利用各协同单位的人力资源、科研项目以及实验条件等资源优势，探索储能工程硕士的联合培养模式与方案。通过科学制定培养目标和方案、建立以协同创新为中心的联合培养机制、依托协同创新中心实行双导师制度、以科研项目为突破口提升培养质量和建立联合培养管理平台等方式，培养出具备扎实科研素质、高超工程实践能力和家国情怀的储能高层次人才。