工科院校大学生志愿服务工作创新研究——以沈阳工业大学电气工程学院为例

青年志愿服务是当前大学生思想政治教育工作的有效载体,沈阳工业大学电气工程学院根据工科院校学生特点,开展了一系列富有特色的志愿服务活动,促使志愿服务活动常态化、制度化、规范化,将志愿服务工作推向新高度,形成“校地互动、资源共享、互惠共赢”的志愿服务新模式。

面向“卓越工程师教育培养计划”实践创新型电气工程人才的培养

工科学生工程实践能力的培养是培养创新型人才的重要途径,也是"卓越工程师教育培养计划"的精髓所在。通过聘请行业内实践经验丰富的高级工程师为企业导师;通过面向企业提供订单式、模块化人才培养模式;通过采用集中与分散式相结合的企业培训以及社会实践活动;通过学生参与各级各类的创新能力大赛,探索我校电气工程及其自动化专业依托工程实践教育理念的创新型工程人才培养的新模式。

面向工程教育认证的电气工程专业人才培养模式改革

为了顺应国际教育与科技的发展趋势,培养高素质的工程技术人才,我校电气工程及其自动化专业以工程应用创新能力培养为主线,提出了面向工程教育认证人才的培养原则,同时依据工程教育认证标准对专业知识点的要求,制定相应的培养目标,改革教学方法、教学手段及考核方式,并对教学活动实施持续有效的改革。

电气工程及其自动化专业培养方案改革探讨

专业培养计划的制定与实施决定着所培养人才的专业素养与质量,科学制定教学计划对于人才培养具有十分重要的意义。电气工程及其自动化是一个由多个专业合并的宽口径专业,其教学培养计划的制定,应充分考虑不同学校的实际情况、已有的专业特色和学生素质,以就业市场对人才的需求为导向,充分体现人才培养特色。为更好的贯彻上述指导思想,我校对电气工程及其自动化专业的培养计划进行了重新修订,本文对新修订教学计划的总体思路和主要改革措施进行了论述,介绍了其主要内容与特点,提出了保障新教学计划贯彻实施的保障体系。

电路理论在电气工程中的若干应用

电路理论的发展,充分体现了理论来源于实践,又反过来指导实践的过程。在教学过程中,加强实际应用方面的举例,会使教学过程更加生动。本文通过给出动态电路、非正弦电路、谐振电路和三相电路等电路理论,在整流滤波、电容器交流耐压实验和高压柜中互感器特殊连接等电气工程中的若干应用,为电路理论教学提供一些工程应用方面的例子。

电气工程专业人才培养模式的改革

根据社会对电气工程人才基础知识、专业特长和工程实践能力的最新要求,我院对教学计划、课程内涵、教学方法和实践教学等进行了大胆改革。以毕业生就业市场需求为导向,以提高特色人才培养质量为目的,在专业建设和人才培养模式上进行的改革与建设有效促进了课程建设、专业建设、学科建设与队伍建设的协调发展,推广后取得了很好的改革成效。

工业化进程与技术创新发展思路——以沈阳工业技术发展为视角

通过分析工业发展历程,对技术创新发展进行总结,并进行初步展望。沈阳是我国工业发展起步较早的城市,在工业技术创新发展中有着举足轻重的作用。以技术创新为主线,分析沈阳从第三次工业革命至今的工业发展,总结各个阶段的技术发展特点,能对我国工业技术创新发展有着更加深入的微观认识。在"再工业化"与新型工业化视角下,从七个方面对工业发展新阶段对技术创新的影响进行分析,以期对技术创新发展做出合理预测。

大学生返乡就业推动乡村振兴的发展现状与对策

人才振兴是乡村振兴的基础和保障,实施乡村振兴战略,人才振兴要先行。随着相关政策的出台和“大学生红利”的形成,乡村振兴有了新机遇。大学生返乡就业能够推动乡村振兴的可持续发展,相关活动会受到内在、外在及政策等多重因素的影响。基于此,通过实践孵化培养大学生创业就业能力、构建智能乡村提供就业土壤、因地制宜发展乡村特色产业等路径,推进大学生返乡就业的有序进行和高质量发展,为乡村振兴助力。

考虑热成像图元畸变的风电场电气柜温度预测

针对风电场内机组及变电站电气柜热成像温度监测中镜头畸变导致的温度值映射偏差和预测精度低的问题,提出一种基于混合深度神经网络的风电场电气柜温度误差校正和预测方法。该方法利用高斯卷积核结构对含噪图元进行滤波处理,完成图元去噪。建立多层卷积神经网络温度校正模型(CNNs),将去噪后的图元作为输入,消除图元数据中畸变点导致的测温误差,可提高温度值与目标测点间映射关系的精确度。基于校正赋值后的温度数据建立XGBoost-LSTM加权融合预测模型,输出关键监测点温度预测值可用于风电场设备故障预警中,基于模型结构差异性特点对所加入权重的训练来提高融合模型预测的准确率。算例结果表明该文所提方法可有效校正图元畸变并大幅提高预测精度。

乡村振兴视角下大学生“三下乡”社会实践路径

随着国家乡村振兴战略的不断推进,大学生进行“三下乡”参与社会实践,有利于促进乡村振兴和大学生健康成长;乡村振兴所需人力、物力、财力增多,特别是对于人才的需求极为迫切,亟需探讨大学生“三下乡”参与社会实践的路径研究,这不仅有助于乡村、高校的进一步发展,也对大学生能力素的养成具有积极意义;大学生“三下乡”社会实践路径,应紧紧围绕产业、文化、人才、生态等方向开展,使大学生深钻乡村,有效促进乡村振兴。

基于季节性碳交易机制的园区综合能源系统低碳经济调度

为有效提高碳排放配额分配的合理性,并且避免年度结算时碳排放量超标导致环境污染加剧问题,提出基于奖惩因子的季节性碳交易机制,以园区综合能源系统(park integrated energy system,PIES)为对象进行低碳经济调度。首先,构建包含能量层–碳流层–管理层的综合能源系统(integrated energy system,IES)运行框架,建立电气热多能流供需动态一致性模型;其次,分析系统内“日–季节–年度”碳排放特性,打破传统应用指标法的配额分配方法,采用灰色关联分析法建立碳排放配额分配模型,并基于奖惩阶梯碳价制定季节性碳交易机制;最后,以系统内全寿命周期运行成本及碳交易成本最小为目标,对执行季节性碳交易机制的PIES进行低碳经济调度,分析长时间尺度下季节性储能参与调度的减碳量。搭建IEEE 33节点电网5节点气网7节点热网的PIES,并基于多场景进行算例分析,验证此调度方法能够实现零碳经济运行,保证系统供能可靠性,为建立零碳园区奠定理论基础。

高压断路器操动机构驱动电机及其控制技术研究

高压断路器操动机构用电机驱动提高了断路器运行的可靠性与可控性,因此设计了一套适用于126 kV真空断路器的电机操动机构。基于操动机构动力学分析结果确定驱动电机转矩、转速要求,提出一种有限转角永磁无刷电机设计方案,研制样机进行联机试验完成动作要求检验。在此基础上,设计分段转矩控制策略,结合驱动电机输出转矩需求将操动机构的运动过程分为4个阶段,从降低触头碰撞、避免预击穿现象发生、提高断路器工作可靠性角度对各阶段电机输出转矩进行动态调节。结果表明:所研制的驱动电机配合分段转矩控制策略,在保证灭弧室对操动机构动作时间、动作速度要求的前提下,实现了操动机构的运动过程优化和工作可靠性提高,促进了断路器智能化操作进程。

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。

基于广义比例积分观测器的永磁同步电机鲁棒谐振预测电流控制

针对永磁同步电机(PMSM)采用无差拍预测电流控制(DPCC)时,性能易受电机参数失配及死区效应的影响,该文提出一种基于广义比例积分(GPI)观测器的鲁棒谐振预测电流控制(RRPCC)方法。首先,分析PMSM参数失配将产生非周期扰动及逆变器死区效应会导致周期扰动,进而建立带有非周期和周期性扰动的PMSM精确数学模型;其次,基于内模原理,将包含扰动频率的谐振多项式嵌入电流预测模型,可有效地抑制周期性扰动;最后,采用GPI观测器估计由参数失配引起的集总扰动,并通过前馈补偿消除非周期扰动。实验结果表明,该方法能提高系统面对非周期及周期性扰动时的鲁棒性。

真空泵用屏蔽电机无传感器残压重投控制策略

针对真空干泵机组故障、生产工艺需要等原因影响真空设备产线在线运行时间的问题,研究真空干泵用屏蔽式感应电机带速重投策略,寻求重投的有利时刻以保证带速重投的成功,对电机断电后的转速和定子失电残压特性展开研究。为此,根据屏蔽感应电机空间向量模型,建立基于电压电流混合磁链观测的无速度传感器估算模型、推导电机断电期间的转速估算方法以及定子失电残压解析式。通过重点研究定子残压和虚拟重投电压间幅值特性和相角特性,确定控制系统的首次重投点和其次重投点。以4 kW真空干泵用屏蔽感应电机机组为例,通过模型仿真和失电残压实验验证了该控制方法在泵类工程中有较好的适用性和准确性,重投阶段的转速稳定时间为0.5 s以内,重投阶段的冲击电流平均减小59.18%。

基于双层极值法的储能系统锂离子电池均衡实验设计

储能系统初始参数和运行环境的差异性,会导致电池单体荷电状态(state of charge,SOC)的不一致性,降低储能系统能量利用率。为解决上述问题,设计了基于双层极值法的锂离子电池均衡实验。采用耦合电感与Flyback变换器搭建均衡系统双层架构,建立电池组端电压、均衡电流及占空比间的关联特性;以储能电池端电压作为均衡目标,提出基于双层极值法的锂离子电池快速均衡方法;搭建电池均衡实验教学平台,设计充放电及静置均衡实验,通过仿真分析和实验数据验证所提方法的有效性。该教学实验将理论知识、实验操作及数据分析相结合,有助于提升电气工程专业相关课程实验的质量和效果。

YASA轴向磁通永磁电机定子槽漏感计算

定子槽漏感是定子无轭模块化(yokeless and segmented,YASA)轴向磁通永磁电机电感的主要分量,会降低电机的功率因数和最大输出转矩。该文提出定子槽内微小单元磁场能量法计算YASA电机的定子槽漏感,通过建立计及铁心饱和影响的二维等效磁网络模型准确计算槽内微小单元储存的磁场能量,进而计算定子槽漏感。基于所提出的方法,进一步研究定子结构参数以及极槽配合对YASA电机定子槽漏感的影响规律。有限元仿真和实验结果表明,该文所提出的YASA电机定子槽漏感计算方法的可行性和准确性。

基于多目标灰狼算法的漂浮式风电机组浮台内TMD参数优化

针对漂浮式风电机组浮台内调谐质量阻尼器(TMD)参数调优的问题,以5 MW Barge型漂浮式风电机组为研究对象,采用多目标灰狼算法(MOGWO)优化TMD参数配置。首先,基于欧拉-拉格朗日方程建立浮台内含TMD的漂浮式风电机组动力学模型,采用Levenberg-Marquardt(LM)法进行模型未知参数辨识;其次,同时考虑塔顶和塔基控制目标,采用MOGWO算法优化TMD的刚度和阻尼参数;最后,在不同工况下进行仿真分析。结果表明:相对于传统的单目标优化算法,使用MOGWO算法参数优化后的TMD对风电机组具有更好的振动抑制效果。

基于荷电状态一致性的电池组双层动态均衡方法

针对储能系统中电池组充放电过程中能量利用率以及系统运行安全性较低的问题,提出考虑SOC一致性的电池组双层动态均衡方法。首先,采用耦合电感与Flyback变换器搭建均衡系统双层架构,建立电池组端电压、均衡电流及占空比间的关联特性。为提高电池组的供能可靠性,系统引入故障切除功能,通过改变开关阵列导通状态实现故障电池组的快速切除;其次,考虑增补电池组剩余容量较大问题,利用传统最值法改进的双层极值法,以荷电状态(stage of charge,SOC)作为均衡目标变量,对增补电池组进行快速放电均衡;最后,设计充放电及静置均衡实验,对比传统最值法,分析常态及故障切除后电路的均衡速度与均衡效率。结果表明,提出的双层均衡方法可以将均衡速度提升约10%,且故障切除后电路的均衡效率最高可达95%以上。

基于SOP动态一致性的退役动力电池模组筛选方法研究

针对退役电池初始特性参数不一致性,多因素影响下电池模组筛选效果不佳的难题,提出一种基于SOP动态一致性的电池模组筛选方法。首先,为表征退役动力电池梯次利用筛选时初始特性,选取退役动力电池的端电压、容量和内阻作为静态筛选的参量,并提出基于密度思想的改进K-均值聚类的静态筛选方法;其次,从静态筛选结果中选取一致性较好的单体电池,建立电压、荷电状态(SOC)、电池健康状态(SOH)等因素与功率状态(SOP)的特征关系,对退役动力电池SOP动态特性进行估计;最后,将SOP一致性较好的退役电池串联成组,建立SOP与电池模组寿命损耗关联关系,基于SOP动态一致性进行电池模组的动态筛选。通过仿真分析验证所提筛选方法的有效性,可有效延长退役电池的使用寿命。