西安交大电气工程学院

西安交大电气工程学院本文简介：西安交通大学电气工程学院一、本学科基本概况1）学科历史延革及学术队伍西安交通大学电气工程学科创建于1908年，是我国最早的电气工程专业。电工学科原有博士学位授权点六个，硕士学位授权点9个，无论博士点或硕士点数量，在全国电气工程学科学位授予单位中是最多、覆盖面也是最宽的，1996年经国务院学位委员会批

西安交大电气工程学院本文内容：

西安交通大学电气工程学院

一、本学科基本概况

1）学科历史延革及学术队伍

西安交通大学电气工程学科创建于1908年，是我国最早的电气工程专业。电工学科原有博士学位授权点六个，硕士学位授权点9个，无论博士点或硕士点数量，在全国电气工程学科学位授予单位中是最多、覆盖面也是最宽的，1996年经国务院学位委员会批准首批按一级学科培养和授予博士学位，并建有电气工程博士后流动站。现有专职教师和研究人员112人，其中教授37名（院士1名、国家级教学名师1名、长江学者2名、国家杰出青年科学基金获得者2名、新世纪人才8名、博士生导师31名），研究员1名，副教授和高级工程师49名，教师队伍中具有博士学位71名，占专职教师68.93％，有5位院士被聘为兼职教授。

我学科知名教授中有中国电源学会理事长、中国电工技术学会副理事长、全国高等学校电气工程及其自动化教学指导分委员会主任、中国电力教育大学院（校）长联席会主席、全国电气工程领域工程硕士教育协作组组长。

2）主要研究方向、科研及成果情况

电气工程学科现有电机与电器、高电压与绝缘技术、电力系统及其自动化、电力电子与电力传动、电工理论与新技术五个二级学科。其中电机与电器、高电压与绝缘技术、电力系统及其自动化三个为第二批国家重点学科（二级学科），拥有“电力设备电气绝缘国家重点实验室”和“国家工科基础课程电工电子教学基地”。

近三年来，学科竞争力大幅度提升，承担国家级项目48项，其中国家科技部“十五科技攻关”项目1项，国家杰出青年科学基金项目2项，国家自然科学基金重点项目3项，国家自然科学基金面上项目35项。此外，还承担了国家电网公司和国家南方电网公司有关特高压输电项目15项。

通过上述科研项目的研究，在电气工程基础理论、电力设备设计关键基础理论和技术、特别是在特高压输变电设备方面做出了重要的贡献：制定了国家电网公司750kV系统用主设备技术规范Q/GDW103－2003至Q/GDW108－2003等6项标准，为世界第一套高海拔750输变电主设备技术规范；制定了国家电网公司1000kV交流特高压输变电设备试验规范，为国际首创。

三年来，科研总经费6983万元，人均科研经费72.74万元。其中国家级科研项目经费为2075.5万元，境外合作科研项目经费321万元。

三年来，获国家科学技术进步奖二等奖2项，省部级奖13项。授权发明专利32项。在国内核心期刊发表学术论文684篇，人均在国内核心期刊发表学术论文7.1篇；SCI收录论文114篇，其中IEEE和IEE期刊论文75篇，人均SCI收录论文1.2篇。EI收录论文425篇，人均EI收录论文4.4篇。出版专著17部，主办及筹办国际会议各1次。

3）研究生培养情况

现有研究生指导教师77名，其中博士生导师31名。目前在读本科生1602名、各类研究生1511名。三年来，共授予工学博士学位74名，工学硕士学位414名，工程硕士学位369名。

已获全国百篇优秀博士论文2篇（2003年张冠军和2005年郝艳捧）。2004年建立了教育部批准立项的西安交通大学研究生电气技术创新实验室，用于培养学生自主学习和创新能力。连续三年组织了由教育部立项支持的研究生精品课程大讲堂项目，邀请国际、国内著名学者授课，每年都有来自全国各地高校和科研院所的二、三百名研究生和青年教师前来听课。

近3年来，已获国家教学成果二等奖1项，国家精品课程4门，获全国优秀教材一等奖1项，省级教学名师2人。

4）本学科的优势及特色

①电气工程学科二级学科齐全

我校电工学科原有博士学位授权点6个（1981年由国务院首批批准电工材料及绝缘技术、电器和电力系统及其自动化三个二级学科，1986年第三批批准电机、高电压技术和理论电工三个学科），硕士学位授权点9个，无论博士点或硕士点数量，在全国电气工程学科学位授予单位中是最多、覆盖面也是最宽的。1997年研究生专业目录调整后，我校是全国首批获得电气工程一级学科博士学位授予权的4所高校之一，覆盖其所有的五个二级学科，包括：高电压与绝缘技术、电机与电器、电力系统及其自动化、电力电子与电力传动、电工理论与新技术。

②电力设备基础理论及应用研究优势突出

依托“电力设备电气绝缘国家重点实验室”，组织承担了国家电网公司和国家南方电网公司超特高压输变电设备研究项目15项。成果应用于国家重大工程：——西北750kV输电示范工程。目前正在与西电集团联合研究超特高压套管，致力于解决我国特高压输电设备国产化的主要瓶颈问题之一。

③学科历史悠久国内外享有盛誉

从1911年到1948年培养毕业生38届共计1144人；1949年至2005年培养毕业生57届毕业生共计19309人。先后培养出许多全国乃至世界的杰出人物和著名的专家学者，历届毕业生中有28位成为我国两院院士。

我院电气工程学科在2002年和2006年连续两次全国一级学科评估中都排名第2。

二、本学科当前发展趋势

本学科领域历史较久，总体上属于传统的工科学科。但是，由于近几年新电气材料的出现、新电气现象的发现、极端电磁问题的挑战、以及与材料、电子和信息学科的交叉与融合，特别是由于人类对电力系统安全和电力能源的战略需求日益突出，以及我国等发展中国家对电力能源需求的旺盛发展，使得本学科领域出现了再次的繁荣和迅速发展。其具体表现详述如下。

1）电器绝缘材料与技术方面

目前，我国电力工业已经进入大电网、大电厂、大机组、高电压输电、高度自动控制的新时代。我国的电力装机容量2006年已经突破500GW，规划到2010年装机容量达到650GW、2020年达到1000GW。目前我国正处于电力建设的高峰期和关键期，因此对超大容量、超高电压电力设备设计、制造新技术及与之相适应的电工新材料的需求日益迫切。

对电力设备的设计制造水平提出了更高的要求，特别是在保证可靠性的条件下尽量减小电力设备尺寸。需要在利用现有材料基础上进行特高压电力设备结构优化，挖掘现有材料的安全使用极限，并考虑设备综合因素，提高电力设备的可靠性。与此同时，需要提高电介质材料电气性能、开发新型材料。从科学意义上，就迫切需要研究电介质材料高电场特性及其机理。

对庞大的超高压电力网络进行设备维护和寿命管理。大量设备服役期已达20年以上，如果能通过寿命评估，充分挖掘设备的使用年限，则可以大大降低设备更新投资。这个问题是国际上共同面临的问题。因此，电力设备检测、诊断及寿命管理技术对提高电力设备的运行可靠性、质量和经济性具有重要意义。

特殊环境下的电介质材料和绝缘技术。环境保护需求的提高、太空条件下的应用、低温超导技术及大功率脉冲技术的发展等，都对材料的应用环境和使用条件提出了更高的要求。在太空技术、舰载动力技术和新式武器等高端军事技术以及超高压输电等极端条件使用的电介质材料，限制了我国航天器、军事舰船、飞行器等武器装备、电气设备的高性能和小型化。因此，迫切需要开展电介质材料在极端条件下的破坏规律和性能改进方面的研究工作。

目前，在绝缘材料破坏机理和相关的空间电荷与电致发光测量方面，以英国Leicester大学的Dissado教授、法国Toulouse大学的

Laurent教授以及日本武藏工业大学的研究者为代表。在绝缘结构优化方面，日本名古屋大学的Okubo教授、日本的电力公司与ABB等大型跨国企业积累了大量的研究经验。而在绝缘诊断技术的应用开发方面，意大利的Bologna大学的Motanari教授、荷兰Delft科技大学的Smit教授等也进行着前端的研究工作。在纳米新材料的研究方面的代表有，日本早稻田大学的Tanaka教授和美国Rensselaer学院的Nelson教授。目前，在军用技术领域中特种绝缘材料的性能研究方面，美国的Sandia实验室等进行了大量的研究工作。而法国以Toulouse大学为代表也正在开展太空条件下高分子绝缘材料破坏机理的研究工作。

2）在开关电器方面

目前，开关电器设备的研究朝着超高压、特高压及直流输电的方向发展，同时也支出相应理论的发展方向，在设备研究上优化设计550kV单断口断路器以提高其开断性能；研究串联双断口1000kV断路器的开断及灭弧机理，研究串联双断口的开断特点，研制新型操动机构，并进行仿真优化设计。从大容量短路电流开断机理入手，研究新型高性能、高参数、高智能化电器设备，提高运行可靠性。同时面向开断新技术，在理论上不断发展电弧等离子体的数学仿真模型，研究新的灭弧调控措施和相应的测试手段；面向检测、评估和控制，进一步发展电气设备的智能化。

3）在高压脉冲功率技术和放电等离子体方面

随着科学技术的进步，高电压与绝缘技术已超出了电力与电工部门，而在大功率脉冲技术、放电等离子体、环境技术等方面得到广泛应用，因此脉冲功率及放电等离子体技术成为该学科的一个重要研究方向。目前，国际高水平学科都开展了脉冲功率与等离子体技术方面的研究，脉冲功率技术向高功率、高重复频率、极快速方向发展，出现了许多科学与技术问题，而放电等离子体随着脉冲功率技术的发展，也向脉冲放电等离子体发展，因此，功率脉冲与放电等离子体尽管属于不同学科领域，但两种相互交融又相互促进，成为国际著名学者重要的研究方向。

4）在电力系统及其自动化方面

随着电网规模的不断扩大和电力市场的推进，今后电力系统的动态行为将更加复杂多变，大电网的安全运行将更容易受到外部扰动的影响，控制将变得更加困难，事故后的影响和波及范围将会更大，事故损失也将会更为严重。因此，需要研究电力系统仿真计算、运行特性分析、控制和保护的新理论和新方法，研究和运用各种新型的输配电技术和分布式发电技术，将非线性科学、复杂系统理论、控制理论、计算机科学、信息技术等的最新成果应用于电力系统的调度和运行控制，增强电力系统的安全稳定性。

目前，世界许多国家都在进行电力市场化改革，这不仅会改变电力系统的传统运行与控制方式，对电力系统规划也将产生巨大的影响。电力市场的建立将使最大化利润成为各市场参与者的主要目标，电源、电网投资和运营者在保证电力系统安全的前提下，可获得利润的多少将是电力系统规划中的决定性因素。面对我国能源资源相对匾乏和分布不均衡的现状，需要在充分考虑国家资源分布、能源需求和发展规划的前提下，研究多主体竞争环境下系统运行与规划的理论和方法。

开展电能高效利用技术的研究具有非常重要的意义。要从根本上解决我国能源资源匮乏的问题，必须大力开发太阳能、风能、生物质能等洁净能源和可再生能源的大规模综合利用技术以及与之相关的储能技术。但是，这些新能源普遍存在分散、密度小、平稳性差的缺点，因此，需要研究如何将这些新能源有效地接入电力系统以及它们与传统电力系统之间的相互影响等问题。

跨入21世纪后，人类面临着在有限资源和环境保护严格要求的制约下实现经济和社会可持续发展的重大挑战，这将对电力系统的发展产生深远的影响。依靠科学技术的发展解决电力系统发展中的各种问题，实现电力系统正常状态下的全局优化运行和预防性控制、事故状态下的紧急控制以及事故后的恢复控制，尽量减少和避免电力系统灾难性事故的发生及其造成的影响，为电力用户提供安全、优质、经济、环保的电能，是电力系统及其自动化学科必须完成的根本任务。

5）电力电子与电力传动方面

电力电子集成是国际电力电子技术领域的重要发展方向，以美国为代表的发达国家政府投入了巨额资金用于该技术的研究。电力电子集成技术被认为有希望像集成电路一样，成为电力电子产业的基础性元件，并对于电力电子技术更为广泛的用于社会生产和生活中的各个方面，更为显著地发挥电力电子技术节能降耗、提升供电质量和性能的优势起到关键作用，在一定程度上缓解能源问题。电力电子集成技术的成功产业化将像集成电路技术的产业化一样彻底改变人们利用电能的方式，带来一次新的革命。

随着电力电子技术的发展，其在电能质量控制、新能源及电力系统中的应用也越来越广泛，已涉及电力系统的各个方面，包括发电环节、输配电系统、储能系统和分布式供能系统等等。提高和改善供电质量、大力开发和利用可再生清洁能源，具有重要的现实意义和深远的历史意义。电力电子技术在电能质量控制、新能源及电力系统中的应用，不但是电力电子产业一个非常巨大的发展机遇，同时由于电力电子技术对于各种电能的变换和处理，可以达到改善电网质量、实现不稳定能量的并网控制等目的，因此也必将对电力系统技术的发展产生决定性的促进作用。

三、本学科国家（含部门、地区）需求分析

国家对本学科需求强烈，且遍布于全国各个地区。从部门来讲，电力和电气设备的制造部门、电力系统和电力设备的运行和控制部门、电能变换设备和电源的制造和使用部门、动力电气传动和电气控制设备的制造和使用部门，是对本学科有强烈需求的主要部门，涉及这些部门从规划、决策、管理、生产、销售、到技术研发与技术服务等各个层次。

国家对本学科的重要需求还直接体现在以下重大的战略性问题上：

1）高压、特高压交、直流输电；

2）新能源和可再生能源发电；

3）节能、减排、降耗；

4）电力系统安全；

5）全电驱动技术、脉冲功率技术的国防应用。