面向泛在电力物联网的电气工程专业课程改革探析＊

辛守乔，邵向鑫

面向泛在电力物联网的电气工程专业课程改革探析＊

辛守乔，邵向鑫

（长春工业大学电气与电子工程学院，吉林 长春 130012）

提出必修专业课程从专业基本能力模块出发，以纵向深入为指导原则，调整、优化与更新课程内容；选修专业课程设置体现学科宽口径和专业融合性，提高现代新工科选修专业课的比例。调整优化培养目标，注重学生专业思维能力和新技术应用能力的培养。

5G；泛在电力物联网；选修专业课程；电气工程

5G时代的来临，意味着信息传输更快、容量更大、可靠性更高。5G技术将会在国际社会上引起新一轮的技术革命，产生新的社会分工。而5G时代泛在电力物联网的建设则是国家电网公司从国际发展形式和国内发展需求层面提出的战略规划[1]。

1 电气工程课程体系改革的时代背景

泛在电力物联网将实现风、日、生物质、潮汐、地热等清洁能源的立体空间互补与消纳，供电方和售电方的角色也会在泛在电力物联网时代发生变化，双方将处于统一体，你中有我，我中有你。任何清洁电力能源的生产单位及个人可以通过云电力竞价上网，将电力卖给其他企业及个人，也可以购买其他供电方的电能。电力系统的生产、传输、分配与消费四个环节将会以5G技术为载体，利用大数据、区块链、人工智能的现代科学技术彻底实现电力网络的万物互联。同时，定制型的个性化服务[2-3]，打造云电力信息网络平台，实现机关、企业、用户等不同客户的差异化信息获取将是电力物联网的一个重要功能。此外，在提高服务质量的同时，泛在电力物联网将会吸引更多的社会机构和人力资源参与到建设中来，协同开展技术攻关，提升网络安全。

由此可见，5G时代泛在电力物联网将是一个延伸到各个电力电气行业的产业链[4]，促进整个电力电气行业的生产消费格局发生变革，其实质是通过打造泛在电力物联网平台，对社会资本、人力资源等各种生产要素的重新组合与 优化。

与此同时，泛在电力物联网所带来的能源消费变革必然导致社会行业对电力电气工程专业人才提出更高的要求，电力电气人才的竞争相对以前也更加激烈和多元化。高等教育作为中国高级专业技术人才培养的主要手段，其课程体系的设置要与时俱进，体现时代特征。在国家电网公司全面建设泛在电力物联网这一背景下，如何设置更加科学、合理的电气工程课程体系是一个值得探索的问题。

2 电气工程课程体系改革探析

结合5G时代泛在电力物联网技术特点及目前电气工程课程体系设置的不足，设计制定一个全方位、多角度、特色鲜明的基于5G时代泛在电力物联网背景的课程体系是有必要的，具体包括如下两方面内容。

2.1 必修专业课程改革

2.1.1 课程体系调整与优化提升学生专业能力

必修专业课程的内容分为基本能力模块与核心能力模块两部分。其中基本能力模块着重夯实学生的理论基础，核心能力模块着重实际操作能力的培养。在具体实施中，可以从专业基本能力模块出发，每门课程的知识点以纵向深入为指导原则，使学生学懂学透。在专业核心能力模块中按照专业必修课程体系对固有的课程进行整合，主要以建立各门课程内容的联系为指导原则，实现学生对不同课程知识点的平滑过渡和衔接。

例如“发电厂供配电”“电力系统分析”“继电保护原理”三门课程同属于电气工程专业中传统的强电专业课程，主要面向发电厂、变电站和输配电网络领域，将其进行联系对比，能够清晰明了地对课程知识点进行梳理。

以“双侧电源输电线路三段式保护”实验进行说明，首先学生在基本能力模块中，需要掌握“发电厂供配电”中电流、电压、时间、计数继电器的工作原理，“电力系统分析”中短路电流的计算，“继电保护原理”中电流、电压、时间、计数继电器间的连接原理及各种整定值的计算。其次，在专业核心能力模块中通过教学实验平台设备的连接与调试，实现课程内容整合与联系对比，彻底掌握整个实验的电气工作的原理及以对应的课程知识点，调试和故障检修的方法。

2.1.2 课程内容更新体现新技术

新发现、新理论、新材料、新技术逐渐成为现代电气工程学科建设的主旋律。电气工程专业的教学内容也应该适应学科的发展趋势，适当引入当前电气工程领域的前沿技术，开阔学生视野。以“继电保护”课程为例，目前各种新能源的开发，直流输配电网已经引起人们的重视，与之相适应的直流系统保护新技术成为国内外的研究热点。因此，在继电保护的授课过程中应当向学生进行相关知识的讲解，以丰富学生的知识体系。

2.2 选修专业课程改革

2.2.1 掌握5G时代泛在电力物联网特点，设置相应的选修课程

当前电气工程专业选修课程的设置应能满足培养复合型电气人才的标准。未来，各个电网及电力企业将把信息共享、信息应用及信息增值的理念引入到企业发展中，其本质是以泛在电力物联网为基础，以信息为资源开展更为广泛的顶层应用市场。互联网、大数据、人工智能是未来5G时代泛在电力物联网发展的一个显著特性，这就要求人们在选修专业课的设置上主动探索相关的课程，增加相关实验、实践和课程设计，提升学生的综合素质。

2.2.2 课程设置体现学科宽口径和专业融合性

物联网、大数据和人工智能等专业是伴随着信息通信技术的发展而产生的新兴学科，属于电子信息领域，更加偏向计算机、通信等专业，作为电气工程选修课程其内容设置应与计算机通信等专业有所不同。

首先，内容广泛，难度适中。为满足5G时代泛在电力物联网对复合型电气人才的要求，增设的物联网、移动互联、云计算、大数据和人工智能等选修课程，难度应适中，以丰富电气工程专业学生对跨学科专业的知识面为主。

其次，目标明确，交叉融合。以变电站为例，物联网、云计算、大数据和人工智能等现代信息技术可以应用到运行、检修、二次、高压、油务等电力系统的各个岗位专业。对于运行人员，只需通过控制自动巡视机器人便可以在室内实现变电站所有一次设备的巡视。物联网技术将设备的各种运行状态参数传递给巡视机器人，再由机器人统一发送给站内监控主机，减少了运行人员的工作量，提高了工作效率。同时，传统的站内有线通信线路也将会被取消，而变成无线通信网络。对于检修、高压、油务等专业人员，依靠各种状态在线监测设备，可以实时观察电力一二次设备的运行状况，而不必定期检修。对于异常数据，可以依靠大数据技术和人工智能系统给出初步判断，甚至联合区域专家共同在线分享数据和协同工作。因此，作为变电站的专业技术人员必须懂得站内哪些设备采用了这些新技术，数据分析是否符合现场实际情况，一旦出现故障如何检修或者更换等。可见，在开设物联网、大数据等选修专业课时，一定要结合具体的行业背景，内容设置反应实际生产情况，不能与计算机、通信等专业的通识类教学内容等同起来，防止内容泛化、学生失去学习兴趣，抓不住要点。

2.2.3 改革教学方法与手段，提高教育教学质量

具体的教学方法，可以采用课堂演示、小组讨论、翻转课堂、教学互动、课设竞赛等方式。除此之外，对于移动互联、大数据和人工智能等新兴学科可以建立网上教学平台，相互交流学习，共享心得体会。邀请企业工程师、学校专业教师与学生每周集中进行一次专题讨论，每次讨论前任课教师征求问题，每次围绕4～5个问题进行讨论。有条件的高校甚至可以通过定期派送访问学者的形式，到国内外其他高校学习先进的教学方法和手段，提高本校的教学质量。

2.2.4 调整与优化培养目标

技术的进步推动着社会生产力的发展，不同时代电气工程人才的能力培养要求存在明显的差异。泛在电力物联网时代，一切设备都是信息的来源，也是信息的归宿，万物互联的立体交叉时空网络是未来的发展趋势。因此，将信息化技术素养作为高校电气工程专业的培养目标之一，是未来人才培养的客观要求。

3 结语

电气工程专业课程体系的科学规划，既能将现有的学校教育资源实现最优的配置，以较低的教育成本培养学生扎实的理论和实践操作能力，又能提高学生探索新事物的热情，有助于促进学科专业的自身发展和学校创新能力的提升。反之，课程体系的设置不能较好地适应时代变化，最终将导致一个专业的消失。因此，对于电气工程及其自动化专业来说，泛在电力物联网的建设与发展是机遇也是挑战，科学的课程改革应该得到重视。

［1］国家电网公司.2019年1号文件［EB/OL］. ［2021-02-02］. http://www.miluo.gov.cn/25221/25222/26762/28388/28391/content_1548703.html.

［2］许天骄.建设综合能源服务共享平台［N］.亮报，2019-04-03（2）.

［3］杨秀.建设泛在电力物联网可满足更多个性需求［N］.国家电网报，2019-04-05（1）.

［4］陈厚合.泛在电力物联网将极大激活上下游产业链［N］.国家电网报，2019-04-16（1）.

2095－6835（2021）06－0074－02

G642

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2021.06.026

辛守乔（1980—），男，吉林长春人，博士，讲师，研究方向为智能电网。邵向鑫（1982—），男，吉林长春人，博士，讲师，研究方向为电网图像处理。

吉林省高等教育学会“5G时代泛在电力物联网背景下电气工程专业课程改革探索”（编号：JGJX2019D19）

〔编辑：丁琳〕