国内外一流大学电气工程学科方向对比研究

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中国电力教育
2009年11月下 总第149期
比较教育研究
国内外一流大学电气工程学科方向对比研究
高 艳 唐跃进wk.baidu.com
摘要 :根据《泰晤士报高等教育副刊》2008 年全球大学排名情况、《美国新闻与世界报道》2008 年全美工程类院校排名情况以及 国内教育部学位与研究生教育发展中心最近公布的 2007~ 2009 年电气工程学科评估的学科排名情况,论文选取了部分国内外一流大学作 为研究对象,专门针对电气工程学科的方向设置问题进行了深入细致的研究。在此基础上,分析了国内一流高校在电气工程学科方向设 置方面与世界一流高校之间的差距,希望能为国内高校实现“打造世界一流电气工程学科”的目标提供参考。
(1)声誉评价 40%、同行评价 25%、雇主评价 15% ;(2)
样的大环境使电气工程学科下设的专业成为目前我国非常热门 学生选择性 10%、GRE 平均得分 6.75%、上年入学率 3.25% ;
的专业。电气工程学科在我国经历了近百年的发展,但一直未 (3)教师资源 25%、生师比 11.25%(博士生师比 7.5%,硕士生
我国经济的高速发展对电力系统的要求日益提高。为了与 学评估中占有重要的地位。《美国新闻与世界报道》对于世界
经济的增长相适应,并考虑节能减排方面的因素,国家正加大 大学研究生院的排名分学科进行,其中对工程学科依据以下
投入建设特高压输电网络、开发新能源发电领域,并提出开展 指标 :[3,4]
“建设坚强的智能电网(strong smart grid)”方向的研究。这
其中电子、 电力和能 量变换 研 究 小组 是论文调 研的 重 点。 该小组重点研究电力电子装置和集成电路及它们在不同领域中 的应用,也涉及其他方向:太阳能电池及其在电力系统中的应用, 电机和驱动的集成设计,电磁建模,广播频率及微波电力的工 业应用,超导在电力系统中的应用等。具体而言 :
(1)高压微电子方面。研究方向 :高压电力半导体装置, 半导体装置的数字仿真和建模,智能传感器和 MEMS 功率集 成电路,硅隔离装置,基于硅的微传感器。
网络及校友资源等多种方式收集了大量信息,对部分国内外一
《美国新闻与世界报道》工程学科排名提高了客观因素的
流大学电气工程学科建设的相关问题进行了深入的研究。论文 比例,对教师资源的数量和质量均提出了要求。科研活动通过
针对电气工程学科方向设置方面的问题进行了分析探讨并根据 科研经费体现也是合理的,科研项目是科研成果的基础,没有
宽带隙半导体装置的应用。 电能管理 ICs :电能管理 ICs 用于精确管理移动装置中的
电力潮流,监测低电压或其他故障情况,防止对系统造成损坏。 电力半导体装置 :该方向研究提高电力装置的最大处理容
量及转换速度,研究对象主要是采用宽带隙半导体材料的电力 装置。
电力系统 :电力系统方向研究逐渐出现的新技术,如电力 电子、电力存储、可再生与分布式能源为电力系统运行、控制 和保护带来的新问题。
以下大学 / 学科排名的结果选取研究对象。
足够的经费,很多工作都难以开展。
一、大学 / 学科排名评价体系简介
3. 教育部学科排名指标
1《. 泰晤士报高等教育副刊》大学排名
学科排名是指对研究生培养学科进行整体水平评估,并根
《泰晤士报高等教育副刊》世界大学排名反映的是教学、 据评估结果进行排名,又称“学科评估”。此项工作由教育部学
命。引入两项反映大学国际化程度的指标,更加鲜明地反映了 工程学科专业方向设置方面的问题。
当今世界一流大学的时代色彩。
二、国际一流大学电气工程学科方向研究
2《. 美国新闻与世界报道》学科排名
1. 剑桥大学
《美国新闻与世界报道》大学排名在美国甚至在全世界都
在《泰晤士报高等教育副刊》2008 年全球大学的排名中,
能进入世界一流学科的行列。为了寻找我国电气工程学科与世 师比 3.75%)、国家工程院成员所占教师比 7.5%、博士学位获
界一流大学之间的差距,借我校学习实践科学发展观第一阶段 得者 6.25%。(4)科研活动 25%、总科研经费 15%、教师平均
的工作任务——学习调研的机会,我们通过电话访谈、文献研究、 科研经费 10%。
产生了重要的影响,它是美国最具权威的大学排名,在美国大 剑桥大学位列第三,是当之无愧的世界一流大学。
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中国电力教育
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在剑桥大学,电气工程学科属于工程系的六大研究分支之 一。该分支覆盖从纳米级到大型电力应用领域各个方面的电气 工程问题,包括以下研究小组 :电子装置与材料,光子研究, 电子、电力和能量变换,科学图像处理,多晶硅 TFT,纳米材 料与光谱。
学生人数比 5%。
科的整体水平 ;“学术声誉”一级指标为主观指标,反映该学科
《泰晤士报高等教育副刊》世界大学评估侧重学校声誉和 的学术成就及在学术界的影响力。[5]
科研情况。不仅采集同行评议等主观数据,而且将教学与科研
根据上述三种大学 / 学科评价体系最新的排名情况,我们
赋予相同的权重,很好地体现了大学具有教学与研究的双重使 选取了八所国内外一流高校作为研究对象,研究这些高校电气
(2)超导方面。主要研究超导在电力系统中的应用,包括 开发基于电机的能量储存单元,如飞轮、非接触电磁轴承,电 力系统和旋转电机的故障电流限制器。
此外,该小组还承担了世界上首个用于风力发电的无刷双 馈感应电机的实现项目。
2. 麻省理工学院(MIT) 在《美国新闻与世界 报 道 》全美 工程类院校的排 名中, MIT 多年位列第一,在世界上享有很高的声誉。 MIT 设有电气工程与计算机科学系,隶属工程学院。该系 包含六个研究领域,其中“能源及电磁系统”领域与国内电气工 程学科近似。能源及电磁系统领域主要研究方向如下 : 电磁机械一体化 :包含高电压工程、物理化学、电动力学、 自动控制等。 电动机械及电力系统 :包含电力电子、高功率半导体、电 力机械、电动机械、电机及驱动、磁悬浮、微电传感与激励, 微电机与传感器、电力系统等。 高压研究 :包含高压发电与绝缘、静电现象及控制、测量、 粒子束等。 等离子体研究 :包含可控聚变能量、空间等离子体、高能 微波、太赫兹、加速器物理工程、等离子体电动力学、线性和 非线性波 - 粒子、波 - 波交互作用,连贯及混沌动态等。 短波激光研究 :包含小型短波激光设备、X 射线激光及其 应用、离子体离子动力学、高度剥离离子释能等。 3. 北卡罗来纳州立大学(北卡) 在《美国新闻与世界报道》2008 年全美工程类院校的排名 中,北卡位列第 37,该校是美国的老牌电力院校之一。 北卡设有电气工程与计算机科学系,隶属工程学院。该系 包含八个研究领域,其中“电力电子与电力系统”领域与国内电 气工程学科近似。该专业领域有以下研究方向 : 电动汽车系统 :该研究方向通过开发更高效率的子系统, 集成高能量、高功率密度的储能系统扩展电动汽车的应用领域; 开发基础、可用的技术,使电力工业能够有效管理和控制大量 电动汽车插件的充电。 电力电子 :该方向研究传统电力系统及集成分布式、可再 生能源的电力系统中,电力电子技术在控制大规模电力传输与 分配方面的应用 ;能提供高运行温度、高效率和高功率密度的
研究和国际声誉方面的实力,而且特别强调国际化。[1] 同时,它 位与研究生教育发展中心组织,各高校和科研院所自愿申请参
强调根据大学的当前实力作出评估,或至少根据大学最近发表 加。
的统计数据进行排名,而反对直接把大学的历史荣誉纳入评估
学科评估采取“主观评价与客观评价相结合、以客观评价
指标中。由 Quacquarelli Symonds (QS) 公司进行资料收集调 为主”的指标体系,与国际上主流的教育排名评估指标体系接轨,
4. 德克萨斯农机大学(德州农机) 在《泰晤士报高等教育副刊》2008 年全球大学的排名中, 德州农机位列第 137,该校也是美国的老牌电力院校之一。 德州农机设有电气与计算机系,隶属 Dwight Look 工程 学院。该系包含九个研究领域,其中“电力电子与电力系统”领 域与国内电气工程学科近似。该领域包括的主要研究方向有 : 电力系统可靠性与性能建模预测,电力系统保护与自动化,电 力系统 控制与稳定性, 大 规 模电力系统计 算 方 法, 电力电子。 其中 : (1)电力系统方向:研究电力生产、传输、分配,电能变换、 管理、预测,电气装置,建筑中的光伏应用,电力可再生能源技术。 (2)电力电子与电磁方向 :研究模拟与混合信号电路与系 统,电动机驱动,电力电子变换器,有源滤波器,设施接口问 题,电力混合机车,CMOS 无线收发器的设计、实现与应用, CMOS 传感器和电路系统,固态装置(电子 / 光电子)。 其他研究方向 :控制系统,数字信号处理,数据通信,智 能系统应用,电能质量和电机诊断。 通过对国际一流大学电气工程学科的调研,我们可以归纳 出这些高校电气工程学科设置的两大特点 :第一是传统电气工 程学科与当今国际尖端前沿技术相结合并协调发展,相得益彰, 多学科间成功交叉融合 ;第二是学科方向基于社会和市场的需 求设置,强调科研成果的实用化,产学研相结合。 三、国内一流大学电气工程学科方向研究 根据教育部学位与研究生教育发展中心最近公布的 20072009 年电气工程学科排名的情况,[6] 清华大学、西安交通大学、 华中科技大学、浙江大学分列前四位。以下对这四所高校的学 科方向进行介绍。 1. 清华大学 清华大学电气工程学科是国内公认的王牌,在世界上也具 有较大的影响力。 电气工程学科隶属电机工程与应用电子系,该系下设研究 所五个,分别是电力系统研究所、柔性输配电系统研究所、高 电压及绝缘技术研究所、电力电子与电机系统研究所、电工新 技术研究所。主要研究方向如下 : 电力系统:研究非线性控制、柔性输配电技术、调度自动化、 安全控制与保护、计算分析与参数辨识、电力经济。 高压 :研究高压绝缘、高压测试、电气设备智能化、环保 与生物、电磁环境。 电子与电机 :研究大电机、特种电机、电气传动与控制、 电力电子电器、电子电机集成。
查,根据各大学的研究、教职员人数、国际知名度、教学质量 同时结合我国学科建设的实际情况,与国家级重要评估项目相
等进行评等与分析。具体指标有五个 :[2] 同行评议 50% ;生师人 关指标体系的要点保持相对一致。指标体系中“学术队伍”、“科
数比 20% ;教师人均论文引用数 20% ;海外教师人数比 5% ;留 学研究”和“人才培养”三项一级指标为客观指标,反映该学
关键词 :电气工程 ;学科方向 ;学科排名 作者简介 :高艳(1981-),女,湖北武汉人,华中科技大学电气与电子工程学院,讲师,工学博士,主要研究方向 :电气工程学科 发展与规划研究;唐跃进(1958-),男,湖南石门人,华中科技大学电气与电子工程学院,教授,工学博士,主要研究方向:电磁新技术。 (湖北 武汉 430074)
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其他 :研究脉冲功率与等离子体、电路与系统、电磁兼容、 电磁测量及仪器、电能质量。
2. 西安交通大学 电气工程学科隶属电气工程学院,该学院下设四个系 :电 机电器及其控制工程系、工业自动化系、电力工程系、高电压 与绝缘技术系。主要研究方向如下 : 电机电器及其控制 :研究电磁装置计算机数值分析与集成 CAD 系统,特种电机理论、运行与控制,电机控制技术与运动 控制,磁悬浮技术与无轴承电机,电机在线检测与故障诊断。 工业自动化 :研究电能质量控制技术,电力电子集成技术, 风力发电逆变技术,计算机智能控制技术,智能传感器系统, 电气设备参数在线检测及故障诊断,光电检测与光纤传感技术, 过程控制与自动化仪表。 高电压与绝缘 :研究电力设备绝缘结构设计与优化,过电 压与绝缘配合,电力设备绝缘诊断与状态评估技术,电介质理 论及应用,电气功能材料与特种绝缘技术,脉冲功率及放电等 离子技术。 电力工程 :研究电力系统规划与电力市场研究方向,电力 系统运行与控制研究方向,电力系统继电保护与自动化研究方 向。 3. 华中科技大学 电气工程学科隶属电气与电子工程学院,学院下设八个系 所,分别是 :电机及其控制系、电力工程系、高电压工程系、 应用电子工程系、电工理论与新技术系、电气测量工程系、电 磁新技术系、脉冲强磁场实验室。主要研究方向如下 : 电力系统 :研究系统规划、系统特性分析、系统控制与 保护、柔性输电、继电保护、电能存储及其应用。 电气设备 :研究大电机、新型电机、电力电子设备、电磁 测量及仪器、电气传动与控制、高压与绝缘、开关。 电磁新技术 :研究脉冲功率技术、等离子体及其应用、磁 约束核聚变科学与技术、脉冲强磁场科学与技术、低能粒子加 速器及其应用、超导应用技术。 新能源 :研究新型电机、变流器及其控制、并网技术、新 型光电材料。 4. 浙江大学 电气工程学科隶属电气工程学院,学院由原浙江大学电机 工程学系发展而来,具有悠久的历史,是我国创建最早的电机 系之一。学院设置有电机工程学、系统科学与工程学、应用电 子学三个系和电工电子基础教学中心。与电气工程学科相关的 研究方向如下 : 电力系统自动化 :研究电力系统运行分析与计算、直流输 电与柔性交流输电、微机继电保护、电力系统计算机监控与综 合自动化、电力电子技术。 电力电子 :研究功率变换理论与应用技术、电力电子系统 集成的理论与技术研究、电力电子在电力系统中的应用技术、 电力电子在节能与新能源应用技术、变频与伺服驱动技术、电 力电子系统信息化技术、高性能整流与逆变电源、各种特种工 业电源。
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