1、21世紀我國智能電網的發(fā)展脈絡 HYPERLINK 2010-9-10 余貽鑫 欒文鵬 智能電網是一個新趨勢，也是一個新概念。日前，我國的很多科研單位和 企業(yè)已經開始了智能電網的研究和開發(fā)。面對國內火熱的智能電網開發(fā)局面，天津大學余貽鑫院士認為，智能電網 不是一個單純的技術問題，它涉及許多基本理念，而國內日前在智能電網認識 上的混亂恰恰發(fā)生在這些基本理念上。本文試圖在基本理念層面厘清我國智能電網發(fā)展脈絡。智能電網是自動的和廣泛分布的能量交換網絡，它具有電力和信息雙向流 動的特點，同時能夠監(jiān)測從發(fā)電廠到用戶電器之間的所有元件。智能電網將分 布式計算和提供實時信息的通信的優(yōu)越性用于電網，并使之能夠

2、維持設備層面上即時的供需平衡。日前，以美國為首的西方國家正對智能電網的研究加大投入力度，在我國， 相關研究和布局也已經啟動。但是，智能電網程序性的和技術性的挑戰(zhàn)是巨大的。為推進智能電網，需要長期持續(xù)的研發(fā)，需要出臺旨在激勵智能電網的法規(guī),并通過開放式的方式建立國家標準和鼓勵眾多相關產業(yè)積極參與。智能電網的原動力實施智能電網的原動力主要有五點，其中前四點是電網視角的思考，最后 一點是出于國家經濟和產業(yè)發(fā)展視角的思考。1）實現(xiàn)大系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，降低大規(guī)模停電風險。近年來世界上大面積連鎖停電頻繁發(fā)生，損失巨大。如2003年美國東北 地區(qū)大停電所造成的經濟損失約60億美元，充分暴露了基于傳統(tǒng)電網的

3、脆弱 性。一般認為，提高系統(tǒng)的全局可視化程度和預警能力，以及實現(xiàn)自愈，是增 強電網的可靠性和避免因事故引起系統(tǒng)崩潰的關鍵。進而考慮到復雜大電網對 自然災害和人為惡意攻擊的脆弱性，未來的電網會成為更魯棒的一一自治的和 自適應的基礎設施，能夠通過自愈的響應減小停電范圍和快速恢復供電。2）分布式電源的大量接入和充分利用。目前，世界上許多國家已把發(fā)展可再生能源技術提升到國家戰(zhàn)略的高度。 美國總統(tǒng)奧巴馬更認為，“引領世界創(chuàng)造清潔能源經濟的國家將引領21世紀的全球經濟”。分布式發(fā)電是靠近負荷端的小規(guī)模電力發(fā)電技術，它能夠降低成本、提高 可靠性。在可再生的清潔能源中，太陽能和風能由于其在地理上天然是分布式的

4、，因此分布式的太陽能和風能的發(fā)電技術受到廣泛的重視。屬于分布式電源的還有小型、微型燃氣輪機（如冷熱電聯(lián)產系統(tǒng)，CHP），以及小規(guī)模儲能和下邊將介紹的需求響應等。未來的幾萬千瓦的微型核電也在 視野當中。隨著技術的進步，可預見未來的電網會逐漸擺脫過去單一集中式發(fā)電的模 式，而轉向分布式發(fā)電輔助集中式發(fā)電的模式。如丹麥的電網在上世紀80年代中期還是一個集中式的系統(tǒng)，而今天則成了更為分散的系統(tǒng)。當大量的分布式電源集成到大電網中時，多數(shù)是直接接入各級配電網，使 得電網自上而下都成了支路上潮流可雙向流動的電力交換系統(tǒng)，但現(xiàn)時的配電 網絡是按單向潮流設計，不具備有效集成大量分布式電源的技術潛能。從而難 以處

5、理分布式電源的不確定性和間歇性，難以確保電網的可靠性和安全問題。3）峰荷問題和需求側管理。由于現(xiàn)時還沒有經濟有效的大容量能量存儲手段，致使電的發(fā)生和消費必須隨時保持平衡。而電力負荷是隨時間而變化的，為滿足供需平衡，電力設施必須根據(jù)全年的峰荷來規(guī)劃和建造。但由于系統(tǒng)處于峰荷附近的時間每年很短，所以電力資產利用率低下。美 國現(xiàn)實電網資產的利用系數(shù)約為55%，而發(fā)電資產利用率也不高。其中占整個 電網總資產75%的配電網資產的利用率更低，年平均載荷率僅約44%，浪費了大量的固定資產投入。調查表明：我國目前10kV配電資產利用率比美國還低。多數(shù)城市10kV配電線路和變壓器的年平均載荷率低于30%；在電網

6、出現(xiàn)一個主要元件故障后還可保證安全的條件下，峰荷時的線路載荷率全部在50%以下。解決上述問題的辦法之一，是縮小負荷曲線峰谷差。同時為了應對電網偶然事件和電力負荷的不確定性，電力系統(tǒng)必須隨時保 持（10%13% ）發(fā)電容量裕度（又稱旋轉備用），以確?？煽啃院头搴尚枨?這也增加了發(fā)電成本和對發(fā)電容量的需求。幸運的是，現(xiàn)實系統(tǒng)中存在著大量能與電網友好合作的負荷。如空調、電 冰箱、洗衣機等電器在電力負荷高峰（電價高）的時段可以暫停使用，而適當 平移到供電不緊張（電價低）的電力負荷的低谷時段再使用，幫助電網實現(xiàn)電 力負荷曲線的削峰和填谷。如圖2所示，在美國典型峰荷日的峰荷時刻，居民用電功率占到峰荷的3

7、0%，而其中2/3,即20%屬于可與電網友好合作的負荷，其值超過占峰荷13% 的旋轉備用容量。如果能夠提供相應的技術支撐，通過電力公司與終端用戶的 互動（需求響應或用電管理），則可實現(xiàn)電力負荷曲線的削峰填谷。我國城市中居民用電在年典型峰荷日的峰荷時大多占到峰荷的15%20%， 其中約有一半是可以與電網友好合作的可平移負荷。應該注意到，如果我們能 消減6%8%的峰荷，其所節(jié)約的電力資產額已是十分巨大的。更何況，商業(yè)用 戶和工業(yè)用戶負荷，均具有與電網友好合作的潛力。這種需求側用戶與電網之間的友好合作，在必要時，也可取代旋轉備用， 支持系統(tǒng)的安全運行。比如，在2008年初的一天下午，美國得克薩斯州經

8、歷了風力發(fā)電突然的、未預料到的急劇下降：在3個小時里發(fā)電下降130萬kW。 此時一個緊急起動了的需求響應程序，使大型工業(yè)和商業(yè)用戶在10分鐘內恢 復了大部分失去的供電，起到了對此類間歇性電源波動性緩沖的作用。這一緊 急需求響應程序的前提是電網公司與用戶之間預先簽訂了協(xié)議。4）對電網各種約束（提高可靠性、提高電能質量、節(jié)能降損和環(huán)保）日 益嚴格。近20年，通信和信息技術得到了長足的發(fā)展。美國在20世紀80年代， 內嵌芯片的計算機化的系統(tǒng)、裝置和設備，以及自動化生產線上的敏感電子設 備的電氣負載還很有限。而在今天，這部分電力負荷的比重已升至40%以上， 預計2015年將超過60%，對電網的供電可靠

9、性和電能質量提出了很高的要求。調查表明，每年美國企業(yè)因電力中斷和電能質量問題所耗掉的成本超過1 000億美元，相當于用戶每花1美元買電，同時還得付出30美分的停電損失。 其中，僅擾動和斷電（不計大停電）每年的損失就達790億美元。表1給出了 美國電力科學院（EPRI）對未來2030年用戶對供電可靠性需求的預測。日前 的電網不僅滿足不了數(shù)字化社會的這些需要，而且它在數(shù)字化技術的自身應用 方面也相對落后，特別是在配電網方面。隨著產業(yè)結構的調整和產業(yè)升級，我國會有日益增多的數(shù)字化企業(yè)對供電 可靠性和電能質量提出更高的要求。事實上，配電網也是提高用戶供電可靠性的頸瓶。調查表明，我國10kV以下電網對用

10、戶停電時間的影響占到70%80%以上。即使減去計劃停電時間， 我國大城市用戶年平均停電時間也大都在1個小時以上，多數(shù)為幾個小時，甚 至更長。而日本東京由于配電網的網絡拓撲結構靈活和實現(xiàn)了配電自動化，其 用戶的年平均停電時間僅為25分鐘；在電網出現(xiàn)一個主要元件故障后還可保 證安全的條件下，峰荷時的線路載荷率可達75%85%（如前所述我國該值小于 50%）。5）尤其值得我們注意的是：由于技術涉獵廣泛，智能電網的一個關鍵日 標是要催生新的技術和商業(yè)模式，為經濟和科技發(fā)展提供新的支撐點，實現(xiàn)產 業(yè)革命。思科預言，智能電網比互聯(lián)網絡擁有更大的市場空間。智能電網的總體設想為了使前述的各種需要得以滿足，對智

11、能電網的總體設想是：智能化：具有可遙感系統(tǒng)過載的能力和網絡自動重構，即“自愈”的能力，以防止或減輕潛在的停電；在系統(tǒng)需要作出人為無法實現(xiàn)的快速反應時，能根據(jù)電力公司、消費者和監(jiān)管人員的要求，自主地工作。高效：少增加乃至不增加基礎設施就能滿足日益增長的消費需求。包容：能夠容易和透明地接受任何種類的能量，包括太陽能和風能；能夠集成各種各樣已經得到市場證明和可以接入電網的優(yōu)良技術，如成熟的儲能技術。激勵：使消費者與電力公司之間能夠實時地溝通，從而消費者可以根據(jù)個人偏好定制其電能消費。機遇：具有隨時隨地利用即插即用創(chuàng)新的能力，從而創(chuàng)造新的機遇和市場。重視質量：能夠提供數(shù)字化經濟所需要的可靠性和電能質量

12、（如，極小化 電壓的凹陷、尖峰、諧波、干擾和中斷）。魯棒：自愈、更為分散并采用了安全協(xié)議，使系統(tǒng)有抵御人為攻擊和自然 災害的能力。環(huán)保：減緩全球氣候變化，提供可大幅度改善環(huán)境的切實有效的途徑。智能電網將像互聯(lián)網那樣改變人們的生活和工作方式，并激勵類似的變 革。但由于其本身的復雜性和涉及廣泛的利益相關者，實現(xiàn)智能電網需要漫長 的過渡、持續(xù)的研發(fā)和多種技術的長期共存。短期內，我們可以著眼于實現(xiàn)一 個較為智能的電網（有人用smarter grid稱呼它）。它利用已有的或不久的 將來就可配置的技術，使目前的電網更有效；在提供優(yōu)質電力的同時，也提供相當大的社會效益，如較小的環(huán)境影響等。三類智能電網技術從

13、如上所述的原動力和總體構想可知,智能電網將從一個集中式的、生產 者控制的網絡，轉變成大量分布式輔助較少集中式的、與更多的消費者互動的 網絡。它將把工業(yè)界最好的技術和理念應用于電網，如開放式的體系結構、互聯(lián)網協(xié)議、即插即用、共同的技術標準、非專用化和互操作性等。事實上，其 中有些已經在電網中應用。但是僅當輔以體現(xiàn)智能電網的雙向數(shù)字通信和即插即用能力的時候，其潛能才會噴發(fā)出來。與智能電網相關的技術非常之廣，可以把它分為三類，即智能電網技術、 智能電網可帶動的技術和為智能電網創(chuàng)建平臺的技術。1）智能電網技術下邊僅列舉幾個極具價值的智能電網技術：高級計量體系（AMI）。它是一個用來量測、收集、儲存、分

14、析和運用消費者用電信息的系統(tǒng)。作為AMI重要組成部分之一的智能電表，事實上已成為一個多功能的傳感器，將電力公司和用戶緊密相連，使雙方可以配合互動。若實施靈活的電能定價策略，則可以激勵消費者主動地參與實時電力市場，提供需求響應。這種交互在后臺進行，只需最低限度的人為干預，但是能夠明顯地節(jié)省原本會消費掉的電能。同時，AMI的實施將為電網鋪設最后一段雙向通信，為電網從上到下處處可觀測奠定了通信基礎，其技術意義十分巨大。圖3所示為對其效益的一種估計，可見它的效益是多方面的和巨大的。目前，北美的許多州（或?。┱畽C構已頒布立法條例來推動AMI技術的實施，并把AMI視為是實現(xiàn)智能電網的第一步。經驗表明投資

15、通?？稍?10年內回收。電網可視化技術和海量數(shù)據(jù)管理。在原動力1）中，我們已強調 了提高全局可視化的必要，因為它可使電網運行人員獲得全局的情境知曉。電網的可視化技術和相關的工具已應用于大電網的在線實時監(jiān)控等方面。但總體上看，所獲得的情景知曉還很有限。與此同時，隨著智能電網的實施，也需要為電力公司和電能消費者提供情景知曉。為此需要為各級電網調度人員和消費者提供多方面的、生動的可視化界面。智能電網實施之后，電力公司所面對的是海量的數(shù)據(jù)，必須找到 適合于海量數(shù)據(jù)管理的方法，并基于這些數(shù)據(jù)開發(fā)電網的高級應用軟件，實現(xiàn)情景知曉和優(yōu)化決策。國內外下一代可視化的開發(fā)都正在進行中，如美國能源部在橡樹嶺國家實驗

16、室的開發(fā)項日維爾德（VERDE,動態(tài)地可視化地球上的能源資源）。它通過集成實時傳感器數(shù)據(jù)、天氣信息和帶有地理信息的電網模型，提供廣域電網的知曉。它將能夠查看國家層次上電網的狀態(tài)，而且在需要時能在幾秒內轉到深入檢查街道一級電網的具體細節(jié)。它將為電力公司提供有關大停電和電能質量以及洞察系統(tǒng)運行的快速信息。廣域量測系統(tǒng)/相量測量單元（WAMS/PMU）。它可提供大范圍的情 境知曉，其工作可以減輕電網的阻塞和瓶頸，縮小和防范系統(tǒng)大停電。 它同日前使用的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制（SCADA）技術相比，就質量而 言，猶如前者向電網提供的是一個“核磁共振成像術”，而后者僅提供“X射線”。SCADA通常每隔2秒或4

17、秒測量一次，為電力系統(tǒng)提供穩(wěn)態(tài)的觀測。而WAMS/PMU可以實現(xiàn)每秒多次采樣（如30樣本/秒），所測量結果也在時間上精確同步，可為電力系統(tǒng)提供動態(tài)的可視化。分布式的智能代理（INAs）體系。微處理器的時代之前創(chuàng)建的集中規(guī)劃和控制的電力基礎設施，在很大程度上限制了電網的靈活性，失去了效率，致使我們在安全性、可靠性等幾個關鍵方面承擔著風險。而配電網的分布式智能代理體系把配電系統(tǒng)分成許多片（cel1）,每片中有許多由片內通信連接起來的智能網絡代理（以IA表示，如繼電保護、分布式能源等），這些代理能夠收集和交流系統(tǒng)信息，它們對局部控制可作出自主決策，也可以經片內的協(xié)調作出決策。同時各片之間，以及配電調

18、度中心和輸電調度中心之間也通過通信聯(lián)絡起來，根據(jù)整個系統(tǒng)的要求協(xié)調決策，實現(xiàn)跨地理邊界和組織邊界的智能控制，使整個系統(tǒng)具有自愈功能?；诜植际街悄艽硭_發(fā)的智能電網的核心軟件，是比實時還 要快的快速仿真與模擬，它為協(xié)調決策提供數(shù)學支持和預測能力。智能電網的四大功能，即高級計量體系（AMI）、高級配電運行（ADO）、高級輸電運行（ATO）和高級資產管理（AAM）等功能，都將在分布式智能代理體系下開發(fā)。微電網。微電網與“完美電力系統(tǒng)”的概念是密不可分的?！巴?關電力系統(tǒng)”具有向各種類型的終端用戶提供所需電力的靈活性，不 會失敗。而智能微電網（Smart microgrids，簡稱微電網）及其與電

19、 力公司電網的無縫集成，是“完美電力系統(tǒng)”理想的結構之一。微電 網是為滿足單個用戶或一小群用戶能量需求的一種集成的解決方案， 在未來分布式發(fā)電和能量存儲廣泛使用的情況下將會普遍存在。由于 在微網中發(fā)電和消費靠得很近，而具有改善能量傳輸效率、可靠性、 安全性、電能質量以及運行成本的潛力。微電網力求與大電網協(xié)調運 行：系統(tǒng)正常運行時，其與電網無縫集成；遇到緊急情況，它可以自 適應孤島化運行。從用戶的角度看，微電網使他們能夠掌握自己能量 命運，而不是依賴于單一的提供者。但是，較高的成本可能使微電網近期內只能在要害和關鍵部門應用?？梢?，智能電網將加強電力交換系統(tǒng)的方方面面，包括發(fā)電、輸 電、配電和消費

20、等。僅從如上羅列的幾種智能電網的技術，我們就會 發(fā)現(xiàn)，它將提供大范圍的情境知曉，其工作可以減輕電網的阻塞和瓶 頸，縮小乃至防止大停電；使電力公司可通過雙向的可見性，倡導、 鼓勵和支持消費者參與電力市場和提供需求響應；為電網運行人員提 供更好“粒度”的系統(tǒng)可觀性，使他們能夠優(yōu)化潮流控制，并使電 網具有自愈和事故后快速回復的能力；大量集成和使用分布式發(fā)電特 別是可再生清潔能源發(fā)電；為消費者提供機會，使他們能以前所未有 的程度積極參與能源選擇。2）智能電網可帶動的技術智能電網作為一個平臺，可推動和促進創(chuàng)新，使許多新技術可行，為它們的發(fā)展提供機會，并形成產業(yè)規(guī)模。舉例來說，智能電網可使人們：廣泛地使用

21、插入式電動汽車；實現(xiàn)大規(guī)模能量存儲；一天24小時使用太陽能；無縫地集成風能等可再生能源；選擇自己的電源和用電模式；促進節(jié)能樓宇的開發(fā)。需要澄清的是，這些技術本身不屬于智能電網的范疇，而是智能電網可帶動和促進的技術。智能電網技術所包含的是，那些能夠集成、與之接口和智能控制這些設備的技術。智能電網的最終成功取決于這些設備和技術是否能夠有效地吸引和激勵廣大的消費者。3）為智能電網創(chuàng)建平臺的技術美國能源部所列出的將推動智能電網的5個基礎性技術是：集成的通信技術?；诎踩烷_放式的通信體系結構，為系統(tǒng)中每一節(jié)點都提供可靠的雙向通信，以便實現(xiàn)對電網中每一個成員的實時信息交換和控制，并確保網絡安全和信息的保

22、密性、完整性和可用性。傳感和測量技術。用以支持系統(tǒng)優(yōu)化運行、資產管理和更快速、更準確的系統(tǒng)響應，例如遠程監(jiān)測、分時電價和需求側管理等。高級的組件。應用超導技術、儲能技術、電力電子技術和診斷技 術等方面最新研究成果。先進的控制方法。以使快速診斷和各種事件的精確解決成為可能。完善的接口和決策支持。用以增強人類決策，使電網運行和管 理人員對系統(tǒng)的內在問題具有清晰的了解。智能電網效益豐厚智能電網的效益可以歸結為：電能的可靠性和電能質量提高方面 的收益；電力設備、人身和網絡安全方面的收益；能源效率收益；環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的收益以及直接經濟效益。智能電網為電力公司可帶來的直接經濟效益，包括提高可靠性、

23、削減運行費用、提高資產利用率和電網效率等。智能電網的關鍵是利 用各種技術、資源和市場機制以實現(xiàn)高效。據(jù)美國能源部的報告：“智 能電網的功能將紓緩阻塞和提高資產的利用率，在其實現(xiàn)后，估計通過美國現(xiàn)有的能源走廊可多送50%300%電力”。長遠來看，智能電網是電網最經濟的建設方案。美國電科院在2 004年對其后20年在美國實現(xiàn)智能電網成本所作的初步估算（以20 02年美元的價值計）是，總成本為1650億美元（其中輸電占380億 美元，配電和用戶參與占1270億美元），效益為6380億8020億美 元，效益與成本比為4： 15： 1。作為比較，實施智能電網平均每年 的投資約為83億美元，而按目前傳統(tǒng)的

24、電網建設模式，美國每年約需投資180億美元。由于涉及廣泛的技術領域并有大量的消費者參與，智能電網的百 接經濟效益，也包括通過加快把眾多的智能設備和各種可行的創(chuàng)新技 術引進到電能的生產、分配、存儲和應用當中來，帶動眾多產業(yè)發(fā)展。 這里所謂的智能設備，是指基于計算機或微處理器的所有設備，包括 控制器、遠程終端單元（RTUs）和智能電子設備（IEDs）。它既包括 電網的電力設備，如開關、電容器或斷路器，又包括在家庭、樓宇和工業(yè)設施中的電力設備。插電式的混合動力汽車（PHEVs）是一個創(chuàng)新技術的絕好例子。 美國預計它的推廣應用“將每日減少石油消耗620萬桶，占目前進 口量的52%”。在節(jié)省成本、改善環(huán)

25、境的同時，可在每天的非高峰負 荷時間充電，而在用電高峰期對電網提供支持，起到削峰填谷的作用。三管齊下保障智能電網開發(fā)進程為了能夠切實地獲得上述效益，在實施智能電網時需要注意三點。首先，智能電網的實施所面臨的挑戰(zhàn)是巨大的。這不僅是由于它 涉及廣泛的利益相關者，其組織、研發(fā)和實施均很復雜，而且需要人 們轉變傳統(tǒng)的電網理念。智能電網的性質決定其參與者應不局限于電 力公司、電力設備廠商，還應包括廣大消費者和眾多其他產業(yè)。需要 通過開放式的方式由國家制定相應的政策和標準，以鼓勵和支持眾多企業(yè)的參與。其次，智能電網是一個不斷發(fā)展的目標。需要進行長期的持續(xù)研 究，以預測不斷變化的需求和評估不斷變化的收益和成

26、本。在實施智 能電網的時候需要時時刻刻地考慮：“我們所做的工作是否適用于市 場？是否可激勵用戶參與？是否可實現(xiàn)資產優(yōu)化？是否能夠獲得高 效運行？”電力公司和監(jiān)管機構應該持續(xù)地向消費者展示智能電網的效益最終是會超過其成本的。第三，需要出臺旨在開放電力市場和激勵電力公司智能電網投資 的新法規(guī)。其中包括實施分時或實時電價，使“電能”的商品市場價 值得到合理的體現(xiàn)；制定鼓勵分布式電源賣電回電網的政策，如分步 式潔凈能源的上網電價(feed in tariff)政策；保證電力公司智能電網投資成本回收的政策?？傊悄茈娋W將把一個集中式的、生產者控制的電網，轉變成 大量分布式輔助較少集中式的和與更多的消費

27、者互動的電網。其變遷 的過程，必將改變行業(yè)的整個業(yè)務模型，且對所有利益相關者都有利。在我國實施智能電網發(fā)展戰(zhàn)略，不僅能使我們獲得高安全、高可 靠、高質量、高效率和價格合理的電力供應，還能提高國家的能源安 全、改善環(huán)境、推動可持續(xù)發(fā)展，同時能夠激勵市場與創(chuàng)新，從而提高國家的國際經濟競爭力。作者簡介：余貽鑫 中國工程院院士、天津大學教授，從事電力大系統(tǒng)安全 監(jiān)視、防御與控制，城市配網分析、規(guī)劃與仿真和智能電網等方面的研究。欒文鵬加拿大卑詩省注冊工程師，IEEE高級會員，從事電力系 統(tǒng)規(guī)劃分析、配電自動化、智能電網和智能抄表體系等方面的工作。編輯本段I回到頂部概述自動化專業(yè)主要研究的是自動控制的原理

28、和方法，自動化 單元技術和集成技術及其在各類控制系統(tǒng)中的應用。它以自動 控制理論為基礎，以電子技術、電力電子技術、傳感器技術、 計算機技術、網絡與通信技術為主要工具，面向工業(yè)生產過程 自動控制及各行業(yè)、各部門的自動化。它具有“控（制）管（理） 結合，強（電）弱（電）并重，軟（件）硬（件）兼施鮮明的 特點，是理、工、文、管多學科交叉的寬口徑工科專業(yè)。學生 在畢業(yè)后能從事自動控制、自動化、信號與數(shù)據(jù)處理及計算機 應用等方面的技術工作。就業(yè)領域也非常寬廣，包括高科技公 司、科研院所、設計單位、大專院校、金融系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、 稅務、外貿、工商、鐵道、民航、海關、工礦企業(yè)及政府和科 技部門等。編輯本段|

29、回到頂部專業(yè)基本情況1、培養(yǎng)目標本專業(yè)培養(yǎng)的學生要具備電工技術、電子技術、控制理論、 自動檢測與儀表、信息處理、系統(tǒng)工程、計算機技術與應用和 網絡技術等較寬廣領域的工程技術基礎和一定的專業(yè)知識，能 在運動控制、工業(yè)過程控制、電力電子技術、檢測與自動化儀 表、電子與計算機技術、信息處理、管理與決策等領域從事系 統(tǒng)分析、系統(tǒng)設計、系統(tǒng)運行、科技開發(fā)及研究等方面工作的 高級工程技術人才。2、培養(yǎng)要求本專業(yè)學生主要學習電工技術、電子技術、控制理論、信 息處理、系統(tǒng)工程、自動檢測與儀表、計算機技術與應用和網 絡技術等方面的基本理論和基本知識，受到較好的工程實踐基 本訓練；具有系統(tǒng)分析、設計、開發(fā)與研究的

30、基本能力。畢業(yè) 生應獲得以下幾方面的知識和能力：具有較扎實的自然科學基礎，較好的人文社會科學基礎 和外語綜合能力；掌握本專業(yè)領域必需的較寬的技術基礎理論知識，主要 包括電路理論、電子技術、控制理論、信息處理、計算機軟硬 件基礎及應用等;較好地掌握運動控制、工業(yè)過程控制及自動化儀表、電 力電子技術及信息處理等方面的知識，具有本專業(yè)領域12 個專業(yè)方向的專業(yè)知識和技能，了解本專業(yè)學科前沿和發(fā)展趨 勢；獲得較好的系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設計及系統(tǒng)開發(fā)方面的工程 實踐訓練；在本專業(yè)領域內具備一定的科學研究、科技開發(fā)和組織 管理能力，具有較強的工作適應能力。3、主干學科控制科學與工程、電氣工程、計算機科學與技術。

31、4、主要課程電路原理、電子技術基礎、計算機原理及應用、計算機軟 件技術基礎、過程工程基礎、電機與電力拖動基礎、電力電子 技術、自動控制理論、信號與系統(tǒng)分析、過程檢測及儀表、運 籌學、計算機仿真、計算機網絡、過程控制、運動控制、系統(tǒng) 辨識基礎、計算機控制系統(tǒng)、系統(tǒng)工程導論。5、修業(yè)時間4年。6、學位情況工學學士。7、相關專業(yè)電氣工程及其自動化。8、原專業(yè)名流體傳動及控制（部分）、電氣技術（部分）、自動化、工業(yè)自動化、自動控制、飛行器制導與控制（部分）。編輯本段I回到頂部專業(yè)綜合介紹對于一個高中生來說，“自動化”（Automatization）這樣一 個專業(yè)恐怕有些費解，不過要是向在讀的大學生或者

32、畢業(yè)生咨 詢自動化專業(yè)時，我想他們會不約而同地伸出大拇指向你推薦 這個專業(yè)。為什么呢，一般來說不外乎有這樣幾個原因：一是 屬于信息產業(yè)。信息產業(yè)被人們譽為“朝陽產業(yè)”，發(fā)展快、需 要人才多、待遇高，是當今科技發(fā)展的趨勢所在。因此，作為 信息產業(yè)中的重要一員，自動化專業(yè)同樣有著光輝的前途。二 是自動化應用范圍廣。目前，幾乎所有的工業(yè)部門都可以同自 動控制掛上鉤，現(xiàn)代化的農業(yè)、國防也都與自動化息息相關。 三是本專業(yè)對于個人發(fā)展非常有利。本專業(yè)課程設置的覆蓋面 廣，所學的東西與其他學科交叉甚多。這也與本專業(yè)的來歷有 關，自動化專業(yè)大部分源于計算機或者電子工程系的自動控制 專業(yè)。那么我們來看看這樣一個

33、“萬金油”的專業(yè)需要哪些方面的 知識和能力吧。自動控制理論、運籌學、信號與系統(tǒng)分析、計 算機軟件技術應用、算法語言及程序設計、模擬電子技術基礎、 電路原理等等，甚至連流體力學也要修?？梢哉f自動化專業(yè)需 要工科各方面的知識，其課程與電子工程、計算機、電機工程 甚至化學工程都有交叉，這就難怪自動化人才可以到各種各樣 的領域工作了。以上的學習特點要求學生有較強的理工科背景， 不能偏科。當然，各高校自動化專業(yè)側重點的不同也使得后期 的專業(yè)課有較大的差異。在同樣的幾年要修比別人多的課程也 就意味著比別人更累，所以希望那些對大學生活存在天真幻想， 或者想在本科幾年好好休息、期待風花雪月的同學不要報考這 個

34、專業(yè)，繁重的學業(yè)壓力以及全面發(fā)展的要求對你來說將是個 痛苦。但是，對那些有志于學到真本領、硬功夫的同學來說， 這個專業(yè)真的是一個非常好的選擇。如此熱門的專業(yè)帶來的當 然是激烈甚至殘酷的競爭，像電子、計算機這些電類專業(yè)一樣， 自動化的報考難度也不小。自動化專業(yè)的優(yōu)勢在就業(yè)時候體現(xiàn)得更為突出。首先，所 有的行業(yè)都可以同自動化掛鉤，轉行非常容易，“硬”可轉電子 工程，“軟”可轉計算機，也可轉通信，當然待遇也是非常不錯。 如果考研，還有中國科學院一些相關院所可供選擇。同“電類” 的其他幾個專業(yè)類似，自動化在出國方面也并不是特別容易， 而且國外大學基本沒有對應專業(yè)，一般來說需要申請DoubleE （電子

35、工程）或者CS （計算機科學）專業(yè)，這也使自動化專業(yè) 的畢業(yè)生在選擇出國留學時更為不利。不過總體說來，自動化 專業(yè)就前途來看還是讓人相當滿意的。面對這么廣闊的發(fā)展空 間，是否有些動心呢？自動化專業(yè)代碼：080602。編輯本段I回到頂部專業(yè)教育發(fā)展狀況自動化專業(yè)教育是伴隨著自動化技術在社會生產、生活中 的廣泛應用而興起的。它主要研究自動控制的原理和方法，自 動化單元技術和集成技術及其在各類控制系統(tǒng)中的應用。在這 一領域，美國處于世界領先水平。由于自動化技術的廣泛應用， 社會對這一專業(yè)的人才需求也大為增加，為了適應這一形勢， 美國的大學及時地把這一專業(yè)的教育引進了課堂。因為這一專 業(yè)技能的適用性，

36、這很快引起了青年學生濃厚的興趣，這為以 后美國在這一領域的迅速發(fā)展并遙遙領先于他國奠定了雄厚的 人才基礎。我國在這一技術領域內的研究也比較早，但真正作為一門 專業(yè)教育走進大學的課堂較之國外就比較晚了。這也是后來我 國這一領域的后備人才不足，與其他國家產生差距的一個重要 原因。建國初期，人民政權面臨的是百廢待興的局面，社會主義 經濟建設需要有先進的生產技術。于是在黨和國家的支持下， 一批學校如清華大學、北京大學、上海交通大學、北京理工大 學都紛紛設立了相關專業(yè)教育和專業(yè)技術研究所。改革開放后，迎著第四次新科技革命的浪潮，自動化專業(yè) 教育得到了長足的發(fā)展。除原先已經開設與此相關專業(yè)的高等 院校外，

37、另有一大批高校如北京郵電大學、北京航空航天大學、 東南大學、南京大學等都增設有此專業(yè)。據(jù)統(tǒng)計目前開設有自 動化專業(yè)教育的學校已占全國高等院校的90%還多，因為其廣 泛的適用性和社會對這一專業(yè)人才的廣泛需求，它受到了越來 越多的人的青睞。一般的院校每年都以200-300人的招生量廣 納賢人，有的高校甚至還要多，學歷層次也由?？?、本科到碩 士、博士不等，形成了梯級人才培養(yǎng)的教育模式。近些年，在 這一領域涌現(xiàn)出許多著名的教授、專家，師資力量大為增強， 例如清華大學自動化系的吳澄教授在系統(tǒng)集成技術方面的造詣 很深，陳禹六、熊光楞、楊家本、楊士元、蕭德云教授等在各 自的研究領域成果頗豐，同濟大學的吳啟迪

38、教授長期從事現(xiàn)代 控制理論與應用，自動化系統(tǒng)工程和計算機集成制造系統(tǒng)及智 能自動化系統(tǒng)的理論與應用研究。東南大學自動控制系和自動 化研究所擁有以錢鐘韓教授、馮純佰教授兩位中科院院士為首 的高水平學科帶頭人。這些優(yōu)秀的學者、專家為我國新時期高 科技的發(fā)展作出了卓越的貢獻。展望新的世紀，隨著信息革命的興起和新經濟的沖擊，自 動化專業(yè)教育必然會受到世界各國的更加重視。因為這一技術 已從辦公自動化、工業(yè)自動化逐漸向家庭自動化發(fā)展，它與普 通民眾的日常生活發(fā)生了千絲萬縷的聯(lián)系，更進一步的發(fā)展勢 在必然。我國在進入90年代以后，隨著社會主義市場經濟的搞活和 對外開放政策的深入，社會對自動化專業(yè)人才的需求日

39、益擴大， 并連續(xù)幾年出現(xiàn)供不應求的狀況（近幾年此專業(yè)畢業(yè)生的供需 比為1:10還強）。隨著外國一些大型企業(yè)進入國內市場，本國 的一些知名企業(yè)也將走向世界，這樣高科技人才的競爭將日趨 激烈，對本專業(yè)人才的需求也將大為擴大。所以在未來幾十年 內，自動化專業(yè)教育必將會有一個充分發(fā)展的空間。編輯本段|回到頂部專業(yè)就業(yè)狀況及趨勢自動化專業(yè)主要研究的是自動控制的原理和方法，自動化 單元技術和集成技術及其在各類控制系統(tǒng)中的應用。它以自動 控制理論為基礎，以電子技術、電力電子技術、傳感器技術、 計算機技術、網絡與通信技術為主要工具，面向工業(yè)生產過程 自動控制及各行業(yè)、各部門的自動化。它具有“控（制）管（理）

40、結合，強（電）弱（電）并重，軟（件）硬（件）兼施等鮮明 的特點，是理、工、文、管多學科交叉的寬口徑工科專業(yè)。學 生在校時一般學習半導體變流技術、自動控制系統(tǒng)、電力拖動 與電氣控制、最優(yōu)控制、微型計算機控制技術、計算機通訊與 網絡、數(shù)字信號處理、軟件工程、傳感器原理、自動檢測技術、 系統(tǒng)工程概論、運籌學和情報檢索等近40門課程。本專業(yè)是一 門適應性強、應用面廣的工程技術學科。旨在培養(yǎng)學生成為基 礎扎實、自動控制技術知識系統(tǒng)深入、計算機應用能力強的高 級工程技術人才。所以學生在畢業(yè)后都能從事自動控制、自動 化、信號與數(shù)據(jù)處理及計算機應用等方面的技術工作。就業(yè)領 域也非常的寬廣，比如高科技公司、科研

41、院所、設計單位、大 專院校、金融系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、稅務、外貿、工商、鐵路、民 航、海關、工礦企業(yè)及政府和科技部門等。歷年來，本專業(yè)的 畢業(yè)生的供求比例一直都保持在1:10左右，近年的就業(yè)去向 主要是在系統(tǒng)集成、計算機軟件硬件開發(fā)和通信等領域。由于20世紀下半葉，以信息技術為顯著特征的第四次科技 革命浪潮沖擊著全球，對各國經濟的發(fā)展起著極大的推動作用。 能否抓住這一難得的發(fā)展機遇，就決定了世界各國能否在未來 的國際競爭中占有有利的地位。我國在改革開放這一大好形勢 下，采取積極應對的態(tài)勢，迎接著這一挑戰(zhàn)。黨和國家領導人 十分重視自動化技術對國民經濟的巨大作用，制訂出了相應的 措施，加大對自動化專業(yè)教

42、育的投資，在各高校紛紛設立實驗 室，改善教學環(huán)境以培養(yǎng)出更多出色的專業(yè)人才。近年來，在自動化專業(yè)領域內涌現(xiàn)出一大批優(yōu)秀的專家、 學者?，F(xiàn)任同濟大學校長、教授、博士生導師、中國自動化學 會理事、IEEE高級會員的吳啟迪教授，長期從事現(xiàn)代控制理論 與應用，自動化系統(tǒng)工程和計算機集成制造系統(tǒng)及智能自動化 系統(tǒng)的理論與應用研究。已出版專著1部、譯著4部，發(fā)表學 術論文100余篇。先后主持完成科研項目20余項，并曾獲國防 科工委重大技術改進二等獎，電子工業(yè)部科技成果一等獎，上 海市科技進步三等獎等多項獎項。南京東南大學自動控制系和 自動化研究所不僅擁有以錢鐘韓教授，馮純伯教授兩位中科院 院士為首的高水平

43、學科帶頭人，還擁有一批理論基礎扎實，實 踐經驗豐富，掌握計算機先進技術的中青年技術骨干。本專業(yè)畢業(yè)生有著廣闊的就業(yè)渠道，因為自動化技術的應 用廣泛，其就業(yè)領域也五花八門。正因為如此，有些同學在擇 業(yè)時容易產生“皇帝的女兒不愁嫁”的心理，認為自己的自動化 專業(yè)緊俏，社會需求量大，工作單位可以隨自己挑。盡管現(xiàn)在 學生就業(yè)實行的是“雙向”選擇的政策，你選用人單位，但用人 單位也在選你。所以千萬不要表現(xiàn)出一種“老子天下第一”的神 情，自我感覺很了不起，這樣只會引起用人單位的反感甚至最 終不錄用你。謙虛、踏實、穩(wěn)重是本專業(yè)畢業(yè)生在擇業(yè)時的第 一選擇。根據(jù)近幾年畢業(yè)生就業(yè)的情況看，他們的工作都非常 理想，

44、收入狀況也頗為樂觀。與本專業(yè)就業(yè)領域相關聯(lián)的行業(yè)在近年來借助市場經濟的 搞活和對外開放程度的加深，也獲得了飛速發(fā)展。民航、鐵路、 金融、通信系統(tǒng)、稅務、海關等部門的自動化程度越來越高， 科研院所、高科技公司也借助強大的人才優(yōu)勢，發(fā)展迅猛。未 來隨著自動化技術應用領域的日益拓展，對這一專業(yè)人才的需 求將會不斷增加，自動化專業(yè)的畢業(yè)生也將借助這一技術的廣 泛應用而在社會生活的各個領域、經濟發(fā)展的各個環(huán)節(jié)找到發(fā) 揮自己專長的理想位置。自動化專業(yè)一直以來是社會急需的人才。包括電氣自動化、鐵路、化工等諸多領域。自動化工程師從事自動化系統(tǒng)的維護、優(yōu)化等工作;自動化設計師從事自動化系統(tǒng)的設計和開發(fā)；軟件工程

45、師一一處理自動化系統(tǒng)中相關的軟件的設計和開 發(fā)。還可以從事教學和相關的研究工作。編輯本段|回到頂部專業(yè)方向1、工業(yè)過程控制方向：以自動控制、計算機技術為支撐， 針對實際工業(yè)生產過程實現(xiàn)自動控制，由信號檢測與變換、過 程控制、計算機控制系統(tǒng)、智能控制和現(xiàn)場總路線控制技術等 組成方向主干課。2、電氣工程方向：使學生能夠人事電力系統(tǒng)自動化、工 廠企業(yè)、樓宇系統(tǒng)的供電和電氣控制、監(jiān)控等領域的設計開發(fā)、 維護和管理工作。由電氣控制技術、運動控制、PLC應用技術、 供電技術、電力系統(tǒng)繼電保護等組成方向主干課。3、嵌入系統(tǒng)方向：注重對嵌入式系統(tǒng)設計與軟件設計能 力的培養(yǎng)，理論結合實踐，通過課堂教學、實驗等多種形式的 學習，培養(yǎng)嵌入式系統(tǒng)方向的專業(yè)人才；由嵌入式系統(tǒng)設計、 嵌入式實時操作系統(tǒng)、DSP技術、先進顯示技術、控制電機等 組成方向主干課。編輯本段I回到頂部主要課程及其其他主要課程：電路原理、電子技術基礎、計算機原理及應用、 計算機軟件技術基礎、過程工程基礎、電機與電力拖動基礎、 電力電子技術、自