基于DSM的电能管理方向探索与实践

摘要：对电气工程及其自动化专业设置电能管理方向进行探讨，着重对电能管理方向的课程设置、实验室建设、师资队伍建设、教材建设、工程实践能力培养等方面进行阐述。该专业方向涉及智能电网、物联网、节能减排等高新技术，培养电能管理人才。

关键词：DSM；电能管理；中国电能服务网

作者简介：田会峰（1980-），男，安徽萧县人，江苏科技大学（张家港）电气与信息工程学院，讲师；周瑜（1984-），女，江苏张家港人，江苏科技大学（张家港）电气与信息工程学院，实验师。（江苏张家港215600）

中图分类号：G642.3     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）14-0048-02

在当今能源相对紧缺、世界环境日益变差的大环境下，节能减排显得尤其重要，一方面节约了能源的使用，另一方面又减少了污染物的排放，保护了环境。

电力需求侧管理DSM（Demand Side Management）是指在政府法规和政策的支持下，采取有效的激励和引导措施以及适宜的运作方式，通过电力公司、能源服务公司、社会中介组织、产品供应商、电力用户等共同协力，提高终端用电效率和改变用电方式，在满足同样用电功能的同时减少电量消耗和电力需求，达到节约资源和保护环境的目的，实现社会效益最好、各方受益、最低成本能源服务所进行的管理活动。

文中按照电力需求侧管理的要求积极探索电气工程及其自动化专业的电能管理方向。

一、电气工程及其自动化专业方向

1998年，国家将本科专业目录进行了调整、合并和压缩。电工类和电子与信息类合并成电气信息类。原电工类的电机及其控制、电力系统及其自动化、高压电与绝缘技术、电气技术等专业合并为目前的电气工程及其自动化专业。[1]

电气工程及其自动化专业涉及电工技术、电气技术、电力技术、自动控制技术、计算机及其应用技术等诸多领域，是通用性很强的“宽口径大专业”。全国各高校根据国家经济发展对电气信息类人才的需求，依据各校的实际情况和办学条件，确定了彼此不同的专业方向、人才培养的方案和模式，体现出各校的办学特色。

江苏科技大学镇江校区电气工程及其自动化专业虽然从2000年开始招生，但是其前身可以追溯到1953年上海船舶工业学院创办的船舶电气控制专业，1978年镇江船舶学院开始招收船舶电气自动化本科专业，经过工业电气自动化专业、工业自动化专业等发展到现在的电气工程及其自动化专业。本专业是培养以船舶为特色的电气工程及其自动化人才，其专业建设是依托船舶行业，依靠教学、科学与管理，将其建设成以船舶电气自动化为主要特色、面向工程技术应用的专业。[2]

张家港校区因为远离校本部，又是异地新建校区，无法享受校本部几十年来在船舶电气自动化方面的教学和科研成果。虽然张家港校区自2005年开始招生，其专业方向表面上沿袭镇江校区的“船舶电气自动化”方向，但培养方案实际上与船舶相关的课程基本没有涉及，比如：本部开设的“船舶概论”“船舶电站自动化”“船舶机舱自动化”等课程。[3]因此，电气工程及其自动化专业是作为校区重点建设的专业之一，目前是以船舶电气自动化和工业电气自动化的混合体，专业方向不明确，不利于专业建设和学生就业。

随着社会经济的发展和国家战略的需求，电能管理越来越受国家的重视，国务院曾多次发文要大力发展电能需求侧管理。目前，在国内高校本科专业及方向设置中，还没有电能管理方向，市场需求量巨大。

为此，为了突出办学特色，服务经济，培养社会急缺的电能管理人才，校区与苏州太谷电力有限公司合作，共同建设电气工程及其自动化专业电能管理方向，并从2008级电气工程及其自动化专业开始设置电能管理方向。

二、电能管理方向建设探索

电气工程及其自动化专业电能管理方向是对负荷控制和管理，以及远程抄表和计费自动化。本着“科学管理电能，轻松降低成本”的电能管理新思路，确保电力用户有序用电，其技术领域涉及国家重点支持和发展的几大高新技术，即物联网技术、智能电网技术和节能减排技术。因此，电能管理方向有着及其广阔的发展空间。

电气工程及其自动化专业电能管理方向特色是实时监测和采集各电力用户的用电情况，对其用电情况进行分析评估，针对不合理或浪费用电的装备和线路，对其进行整改，优化电力用户的内部电网，以达到降低电能的目的。

电气工程及其自动化专业课程体系的构建应本着加强理论、优化课程结构、强调应用能力、加强实践环节来设置专业模块课程。[4]由于“电能管理”是新建专业方向，电气工程及其自动化专业原有的课程体系没有大的改变，目前只在第7学期增加了电能管理方面的两门方向选修课：“电能需求侧管理”和“电能优化技术”，下一步将根据人才培养方案要求，继续增加电力系统方面的两门课程“电力系统继电保护”和“ 电力系统故障分析”。

为了进一步优化课程体系，将电气工程及其自动化专业基础课和专业方向课内容相近或密切相关的几门课程组成课程组，有利于相关教师之间的教学交流和科研合作。具体分为5个课程组：

电工电子技术课程组：包括“电路”、“模电”、“数电”、“电力电子技术”、“CPLD及FPGA设计”等课程；计算机技术课程组：包括“计算机软件基础”、“微机原理与接口技术”、“单片机原理及应用”、“ DSP原理及应用”、“计算机控制技术”、“计算机网络基础”等课程；控制与检测技术课程组：包括“自动控制原理”、“现代控制原理”、“智能控制”、“计算机集散控制”、“检测与仪表”、“MATLAB语言与科学计算”等课程；电机与电气技术课程组：包括“电机与拖动基础”、“电气与PLC技术”、“机电一体化技术”、“电力传动自动控制系统”等课程；电能与电力技术课程组：包括“工程图学基础”、“电能需求侧管理”、“电能优化技术”、“供电技术”、“电力系统继电保护”、“电力系统故障分析”等课程。

三、电能管理方向建设实践

为了加强电能管理方向学生的工程实践能力，在制订人才培养方案时就将企业元素贯穿于整个教学环节，企业参与人才培养的始终，校企深度融合，学校引进企业高级人才到校任教，同时，学校派青年教师下到企业学习至少1年时间。见图1。

1.教材建设

“电能优化技术”被校区列为重点课程建设，建设内容包括与企业合作共同编写讲义，进一步编写教材，努力将“电能优化技术”打造精品课程。该课程内容主要包括电能质量：电压、谐波、三相不平衡、功率因数等；电源优化；配网优化；电能质量优化；电能轨迹优化；电能检测技术等。

“电能需求侧管理”已经编写成讲义，并投入教学使用，主要内容涉及电力系统、智能电网、供电技术、需求侧管理、DSM平台使用、电能系统构建等。

2.师资队伍建设

依托中国电能服务网（苏州太谷电力有限公司）和智能电力研究院（清华大学韩英铎院士领衔的科研团队），共同培养“双师型”教师。校区派青年教师去企业学习1年，参与企业的科研和工程实践，这样教师有了实际的工程背景，在讲授理论课程时，将理论与实践相结合，学生听课才会感兴趣，不会显得课程枯燥无味。

智能电力研究院坐落在校区，与学院有紧密合作关系，长期邀请清华大学的教授给学生做学术讲座，同时教师和部分优秀学生也参于研究院的科研项目。

3.电能管理实验室建设

为了实现工程教育，必须将工程实践教育贯穿于整个教学环节。由于企业拥有强大的经济基础、科研能力以及工程实践背景，学校与企业深度合作，共建实验室，为学生提供工程教育模式的实践教学平台。

校区与太谷电力共同建设“电能管理实验室”，使用“中国电能服务网”平台。该平台功能包括以下5个模块：电能在线模块、用电分析模块、辅助决策模块、有序用电模块和系统工具箱模块。

为了能采集电能数据，通过电能监测仪、电流互感器、服务器等器件，利用RS48总线和以太网，可以采集和监测的数据包括：监测电力指标，包括相电压、线电压、相电流、线电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率等；电量指标，包括有功电量、有功电度、无功电量、无功电度等；质量指标，包括谐波电压、谐波电流、三相不平衡度、电压偏差、频率偏差、零线电流等。同时，还能通过温度传感器采集壳体的温度。

通过此DSM平台，学生能够清楚的了解电能的输入、传输、消耗的全过程。

4.网络教学平台建设

本专业目前共有6门课程，包括“电路”、“数电”、“电力电子技术”、“电能优化技术”、“微机原理与接口技术”、“单片机原理及技术”等课程实现网络教学，网络学堂包括教学课件、电子教案、教学大纲、习题、教学案例、在线答疑、师生互动等，教学资料丰富。

5.工程实践能力培养

工程实践能力是学校人才培养的终极目标，学校和企业各有强项，优势互补，将学校的人才培养方案与企业的用人需求紧密结合，企业积极参与人才培养方案的研讨和制定，实践环节的教学以及教材的建设等。企业的科研项目与学校的实践教学相结合，实践教学实现学校企业双导师制。

由太谷电力有限公司挑选经验丰富的高级工程师兼任“电能管理”专业方向工程实践培养指导教师，每周安排2学时，总计32学时的工程实践课程。

另外在第8学期安排学生去企业顶岗实习6个月，并将在今后逐渐扩至1年，达到“卓越工程师”计划培养方案的“3+1”模式，即3年在学校学习理论知识，1年在企业顶岗实习。实习期间要求学生现场安装与调试，并参与企业应用设计。

通过实习，学生对工程项目比较熟悉，将在企业里根据实际工程项目完成本科毕业设计。

6.联合培训“电能管理师”

目前，社会上急缺电能管理师，每年的用电高峰期，政府为了完成减排任务，都要求企业“拉闸限电”，对企业造成了比较大的损失。企业内部的电工紧紧是会用电，但是不能根据企业实际情况，优化企业内部电网，降低电能。因此，校区教师和太谷电力合作共同培训“电能管理师”。

四、结束语

目前，全国大约200多所院校设置电气工程及其自动化专业，甚至一些以文科见长的综合型大学也在办此专业。[5]对于本科院校异地新建校区，如果电气工程及其自动化这样宽口径的电类大专业，没有形成自己鲜明的专业特色，很难与其他老牌院校的此专业相比，这样不利于服务地方经济和学生就业等。

因此，设置电气工程及其自动化专业电能管理方向，在响应国家节能减排、培养“卓越工程师”计划、大力发展智能电网等方面都具有积极的意义。

参考文献：

[1]王泽忠,王兆安,沈颂华.电气工程及其自动化专业规范研究[J].电气电子教学学报,2010,(S1):5-6.

[2]姜文刚.电气工程及其自动化船电特色专业建设探索[J].科技信息,

2011,(21).

[3]刘维亭,王德明,朱志宇.电气工程及其自动化专业建设与实践[J].华东船舶工业学院学报(社会科学版),2002,(4).

[4]刘燕.地方应用型本科专业课程构建的思考――以电气工程及其自动化专业为例[J].中国电力教育,2010,(32):103-104.

[5]毛晓桦,李祖明,姚春球.面向电力行业 强化实践环节――南京工程学院电气工程及其自动化专业办学特色的思考[J].中国电力教育,2006,(1):