面向未来的课程设计:奥尔堡大学PBL课程模式与教育理念探析

PBL(以问题为基础的学习)是国际高等教育领域有影响力的教育理念,丹麦奥尔堡大学的PBL模式独具特色。奥尔堡大学把培养方案分为课程与项目作业两部分,其教育理念以PBL为基本特征,遵循问题中心、项目组织、真实性、社会性学习、跨学科性、主题设计、学生中心等原则。奥尔堡大学PBL模式是一种整体性的教育理念,以问题基础和项目导向为基本模式,是一种较为彻底的学生中心式学习。我国高校在进行教育改革时,在课程设计和教学中应注重以问题为基础,构建以学生中心的教学机制,建立更具灵活性的培养制度。

基于丹麦奥尔堡大学PBL模式的应用光学设计课程教学实践探索

本文概述了应用光学设计课程的教学背景,介绍了丹麦奥尔堡大学PBL模式的特色和核心元素,同时以该课程中球差教学内容为例,将丹麦奥尔堡大学PBL模式融入到教学实践中,构建以学生为中心的教学模式,发挥其在激发学生学习动力的优势,促进学生在学习中将课程理论与设计实践灵活结合,锻炼学生团队协作的能力,并通过教学反思分析在整个教学实践过程中的得失。

奥尔堡大学医学院教学模式探索

"以问题为基础的学习"(Problem-Based Learning,PBL)是丹麦奥尔堡大学的一大特色。文章从教学方法和课程设置两个方面介绍了奥尔堡大学医学院"以病例为导向,以项目为基础"的PBL(Case-Orient-ed,Projec-t Based PBL)教学模式,以期对我国的医学教育有所启示。

理论结合实践教学的又一尝试——丹麦奥尔堡大学教学模式探讨

本文系我院讲师方薇薇在丹麦奥尔堡大学进修期间与其导师欧拉夫·杰尔·索雷森副教授合作写的。文章介绍了该大学理论结合实践的教学成果。原稿为英文,此系中译文。

丹麦奥尔堡大学的创业教育

我非常荣幸能够与在座的各位分享丹麦创业教育的一些经验。首先，我认为创业教育最重要的一点是实践——如果你不知道如何做这件事，那么站在台上谈论企业家精神以及如何成立公司都是非常困难的。

奥尔堡PBL模式对我国应用型人才培养的启示

近年来,我国把高水平应用型人才培养提升到国家战略高度。地方高校积极转型,在应用型人才培养方面取得了显著成效,但仍然面临着许多突出问题。奥尔堡PBL模式是一种极具创新性的教学模式。在过去的40年里,奥尔堡大学积极推行该教学模式,在应用型人才培养方面取得了巨大成就。在教学理念、课程设置、教学模式和考评方式四个方面对奥尔堡PBL模式进行介绍的基础上,探讨该模式对我国应用型人才培养的启示,为地方高校应用型人才培养提供借鉴。

基于虚拟电力系统稳定器的低频振荡抑制策略

基于虚拟同步发电机(VSG)控制的新能源机组虽可增强电网惯量及频率稳定性,但可能继承与同步机类似的低频振荡问题。针对该问题,首先基于单台VSG并网的线性化模型,构建了适用于VSG的Phillips-Heffron模型,借助阻尼转矩法挖掘了VSG低频振荡的诱发机理。进一步提出一种附加于VSG无功环节的虚拟电力系统稳定器(VPSS),并给出了控制结构及基于相位补偿法的参数设计过程。研究结果表明:VSG发生低频振荡是由于系统受扰后,虚拟功角的振荡信号经过虚拟励磁调节器对VSG机电振荡回路产生了负阻尼转矩。将所提VPSS接入系统可在几乎不影响振荡频率的前提下,实现0.1~3 Hz下VSG低频振荡的有效抑制。

考虑灵活性资源和多能共享的低碳区域综合能源系统联盟-配电网博弈优化调度

随着全国碳交易市场政策落地,为充分挖掘区域综合能源系统(regional integrated energy system,RIES)低碳减排能力,提高多区域综合能源系统接入主动配电网(active distribution network,ADN)的经济交互效益,提出了考虑灵活性资源与低碳交互结构的区域综合能源系统联盟参与配电网调峰调度的优化调度策略。建立了以主动配电网为主体,区域综合能源系统联盟为从体的主从博弈模型。主体以最大化交互效益目标制定分时电价策略,从体成员间通过联络线实现多能共享,考虑碳交易制度以供能与碳交易成本之和最小为目标,响应主体电价策略,建立了下层多区域综合能源系统联盟合作博弈优化模型。引入包含需求响应、储能和电动汽车在内的灵活性资源,配合碳捕集-电转气耦合机组优化联盟内部各系统的低碳供能策略,满足联盟负荷需求。基于纳什议价理论完成联盟成员合作收益的分配。通过算例验证所提策略能够有效减少各区域综合能源系统碳排放,并保障主从交互经济效益。

一种基于开通栅极电压的新型IGBT键合线老化监测方法

绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistors,IGBT)的可靠运行是牵引变流器安全和性能的重要保障。键合线老化作为IGBT的一种常见失效模式,对其进行监测具有重要意义。文中提出一种基于开通栅极电压ugem的键合线老化监测方法,该方法可有效避免温度和负载电流带来的影响。首先,基于IGBT等效电路模型,系统分析ugem受键合线断裂影响的原因;其次,利用双脉冲测试进行验证,同时对温度和负载电流带来的影响进行分析;在此基础上,考虑到使用ugem局部特征将受到温度和电流的干扰,提出将开通栅极电压整体波形用于键合线老化的监测,并进一步利用有监督的线性判别分析进行数据降维以及采用支持向量机实现键合线断裂根数的检测。最后,通过实验对所提监测方法的有效性进行验证。

基于非侵入式负荷分解的家庭负荷两阶段超短期负荷预测模型

精细化负荷预测为制定家庭新型需求响应策略或能效管理模式提供了可靠的指导信息与理论基础,而负荷监测系统的广泛研究与发展为家庭设备层的负荷预测提供了有力的数据支撑。基于家庭负荷智能电能表集中数据,该文提出一种集分解-预测一体化的家庭负荷两阶段超短期负荷预测方法。该方法第一阶段提出了基于卷积神经网络(CNN)和双向门控单元(BiGRU)神经网络的非侵入式负荷分解(NILM)模型,解决了目前深度分解模型中特征提取不充分、分解精度低等问题。第二阶段构建了基于时间模式注意力机制(TPA)的时间卷积神经网络(TCN)负荷预测模型,深度挖掘NILM分解数据、集中负荷数据及日期特征等输入变量的深层交互信息,实现家庭设备层的负荷预测。算例部分通过UK-DALE数据集对所提方法进行验证,结果表明,该方法能够获得较高的分解精度和预测效果,为家庭负荷预测提供了良好的条件。

考虑氢能利用与碳捕集联合灵活运行的综合能源系统源荷低碳优化

为提高综合能源系统的低碳特性和新能源消纳能力,提出一种考虑氢能利用与碳捕集电厂联合灵活运行的综合能源系统源荷低碳优化调度策略。首先,引入溶液存储器和烟气旁路系统,建立碳捕集电厂综合灵活运行模型,针对氢能转换特性建立氢能利用模型,并提出碳捕集电厂-氢能利用的联合灵活运行模型;其次,构建计及价格型、激励型的综合需求响应模型;最后,以最优经济和低碳为目标,构建了综合能源系统低碳经济调度模型。仿真结果表明,考虑碳捕集电厂-氢能利用联合运行模型能有效降低系统碳排放量,实现综合能源系统经济、环保运行。

含高比例新能源的电力系统低频振荡分析与抑制综述

随着碳达峰、碳中和目标的持续推进,由火力发电主导的传统电力系统逐步转变为以新能源为主体的新型电力系统.然而,高比例新能源的接入不仅会改造传统机组的低频振荡特征,亦会引入"类机电振荡".为深入综述该问题,从电力系统潮流、惯量和动态交互的角度,分析了新能源并网对低频振荡的本质影响因素.针对不同的低频振荡类型,系统梳理了对应的产生机理及分析方法.进一步地,在新型电力系统"源-网-荷-储"架构下,对比分析了各类低频振荡抑制方法及其作用效果.最后,针对低频振荡影响因素、振荡机理及其分析与抑制方法的最新研究成果进行总结与展望.

车联网中基于环的匿名高效批量认证与组密钥协商协议

针对当前批量认证与密钥协商协议依赖于半可信路边单元(RSU)且不适用于大规模车联网(IoV)场景下密钥更新的问题,提出了IoV中基于环的匿名高效批量认证与组密钥协商协议。通过假名机制确保匿名性,利用混沌映射安全构建认证密钥对,并通过少量双线性映射快速完成对大批车辆的批量认证。充分考虑大规模IoV场景下车辆加入与离开情况,利用混沌映射半群性高效构建环状会话组,设计了适用于大规模车辆的组密钥建立与更新机制。此外,该协议设定了假名更新与匿名追溯机制确保更安全的会话过程,同时利用BAN逻辑模型证明了协议语义安全性。安全性分析与仿真结果表明,所提协议具备多重安全属性且拥有一定的效率优势。

低电压应力单级升降压逆变器及控制策略

针对传统基于Buck-Boost非隔离逆变器具有电压应力大的缺点,提出一种具有低电压应力的新型无变压器单级升降压电压源逆变器拓扑及其调制方案。该拓扑可以在较宽的输入电压范围内实现逆变,同时具有低电压应力与电感电流纹波。文中首先分析该逆变器的拓扑特性及工作模态,设计可以保证输出电容电压平衡的逆变器的调制策略,建立共模等效电路,对高频漏电流进行分析。最后,搭建硬件实验平台,在DSP TMS320F28335和FPGA XC6SLX9-2TQG 144C数字化平台上对提出的方案进行实验验证,实验结果验证了所提新型拓扑和控制方法的有效性。

无线信道建模中二分K均值聚类多径分簇算法

为了对无线信道中的多径分量进行合理分簇,提出了一种毫米波信道二分K均值聚类多径分簇方法,解决了传统的K均值聚类分簇方法只能实现局部最优分簇的问题.采用马氏距离(Mahalanobis distance,MD)衡量多径分量距离(multi-path component distance,MCD),以簇分裂和迭代计算的方式对多径进行分簇.采用毫米波室内信道实验测试数据,验证了所提算法的有效性和可行性.结果表明,所提算法比传统K均值聚类分簇方法获得的分簇结果更合理,能将信道中多径参数相似度较高的多径有效且唯一地分配到同一簇.

非对称热阻对温差发电器性能的影响

为了优化温差发电器的热阻,并提升其性能,研究了温差发电器两端热阻不同时的输出性能变化.利用不同导热系数和厚度的外陶瓷基板,模拟了温差发电器两端热阻,分析了两端热阻相同与不同两种情况下,温差、开路电压、输出功率随热源温度和负载电阻的变化规律.研究结果表明:温差发电器两端热阻相同时,其温差和开路电压随热源温度的增加而增加;两端热阻不同时,其开路电压和最大输出功率随热源温度的增加而增加;随着负载电阻的增加,有效温差也逐渐增加,功率则呈先增加、后减少的趋势;以两端热阻相同时温差发电器的性能数据为基准值,热端采用较小热阻的陶瓷基板更有利于提升温差发电器性能,且在最大输出功率附近性能提升效果更为明显,开路电压、最大输出功率和有效温差最大值分别增加了0.64 V、0.87 W和24.5℃.

读懂中国的过去、现在与未来--基于“嵌入性”理论视阈的结构性阐释

根据解读匈牙利政治经济学家卡尔·波兰尼的理论,“嵌入”表示经济并不是单独存在的,它需要依赖于政治、文化、宗教等其他因素。中国的两层社会政治结构(国家—家庭)与西方的三层结构(国家—公民社会—个人)截然不同,这就是为什么许多西方政治和民主理论不能完全应用于分析和理解中国案例的原因。本研究以“嵌入性”分析视角为突破口,为解读中国经济的成就提供了一个分析框架,从而反映出由“国家—市场—社会”的独特“嵌入性”整合在社会主义市场经济中的作用。理解社会主义市场经济成功背后的因素,就要了解市场化和商品化的内在力量,如中央政府和地方政府的积极作用、传统文化等。同时,中国式现代化的推进,也反映了文化规范和实践、制度结构、内化规则和政治框架的一系列内在磨合与适应。

构网型变流器稳定性研究综述

相比目前常用的跟网型变流器,构网型变流器具有同步电压源特性,可以有效提升电力电子化的新型电力系统的稳定性,因而近年来受到了广泛的关注。为了给构网型变流器大规模工程应用提供理论基础支撑,需要在不同电网强度,不同电网扰动形式下对构网型变流器进行完整的稳定性分析。该文拟从稳态工作点的存在性,小信号稳定和大信号稳定3个层面,对现有构网型变流器稳定性分析成果进行系统的梳理和总结。在此基础上进一步归纳提升构网型变流器稳定性的控制方法。最后,总结数个关于构网型变流器稳定性分析和控制的研究方向,为进一步深入研究提供参考。

全球温控目标对我国氢能发展的影响评估

我国高度重视氢能产业发展,加快氢能源规模化部署。本文利用全球变化评估模型(GCAM)探究全球温控视域下我国氢能作为能源载体的差异化发展路径,从经济成本、结构优化、减碳潜力等角度揭示氢能发展趋势。结果表明:①随着减排政策加强、碳价提升,清洁制氢技术的成本优势逐渐凸显,温控1.5摄氏度阈值情景下终端普及率有望达5%,且可再生能源制氢占比接近甚至超过一半;②碳中和情景下,2060年,生物质+CCS(carbon capture and storage)制氢平准化成本最低,煤制氢成本最高,分别为17.0元/千克和60.9元/千克;③氢能利用的碳封存量在碳中和情景下,将由2030年的0.4亿吨提高到2060年的2.6亿吨。氢能将在减缓气候变化、改善空气质量等方面发挥重要作用。

深度强化学习在配电网优化运行中的应用

深度强化学习结合了深度学习的感知能力和强化学习的决策能力,在多个复杂场景中取得了优异的控制效果,并被应用于配电网的优化和控制问题中。文中首先分析了传统配电网优化方法的优势和不足,然后对深度强化学习算法进行概述,并根据应用问题背景的不同,从含有储能装置的调度控制、动态重构、恢复力研究以及无功优化与电压控制等多个方面开展文献综述,详细分析了其在配电网不同应用中的优势和不足。然后,以工程实际中的两个深度强化学习的应用案例来进一步阐述其在指导电力行业生产实践方面的应用潜力以及面临的问题。最后,对深度强化学习在配电网中应用所面临的挑战和前景进行分析和展望。