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目前(2014-2015)電氣工程領域,研究較為前沿的內容有哪些?

2018年08月19日 知乎問答精選 暫無評論 閱讀 11 ℃ 次

【五閒生的回答(27票)】:

該問題太大,且各有所見。

按我國的「電氣工程」定義,簡要地說,就是提高電氣裝置的技術性能;設計運行控制好電力系統;積極將電氣工程技術滲透進其他領域以尋求新的發展契機。

稍稍細分一點,大概如下吧:

1、提高電機及其系統的技術品質及控制性能

例如:電動汽車、全電/多電飛機、全電/多電艦船、高鐵、磁懸浮列車、風力發電、燃氣渦輪發電、波浪發電等性能源發電、高檔數控機床、高端科學儀器、火電水電核電等大容量電機、國防領域中的高性能電機, 需改進或提高的性能包括:效率、功率密度、轉矩密度、可靠性、伺服精度、平穩性、動態響應、高轉矩、高功率、穩定控制等。

2、電力系統規劃與安全高效運行

例如:包括特高壓、新能源、儲能、微網、智能電網、直流輸電在內的新一代電力系統的規劃理論與方法、控制保護理論與方法、能量流與信息流相互作用機理和信息安全、大容量負荷波動性負荷隨機接入對電網的影響及其調控理論方法、綜合能源系統等。

3、電氣絕緣與放電

例如:納米電介質、負荷介電質系統的介電效應與損傷破壞規律;高電壓大容量直流電弧的物理特性及其控制、開端;交直流絕緣的長期可靠性及其狀態評估與監測等。

4、電力電子設備與系統

例如:高性能功率半導體的新結構和新機理研究;新型功率器件的封裝材料和結構及其多物理層仿真和建模;大容量電力電子元器件、組件、裝置的在線檢測、失效分析和健康管理;電力電子裝置和系統的多尺度建模、穩定性分析和可靠性技術;電力電子裝置和系統的綜合優化控制策略;交流/直流/混合微網和輸配電換流技術等。

5、極端條件電磁裝置以及極端條件下的電工裝備

例如:深空/海/地、零磁/強磁、高速/超高速等極端環境對特種電工裝備的影響機理;極端條件下特種電工裝備用新型電工材料;特種電工裝備用新型高精度電磁測量與傳感;實現電磁極端條件的電磁裝置,如加速器、核聚變、電磁武器、核磁共振等科學研究設備以及尖端電磁裝備所需要的高電壓、大電流、強脈衝、強磁場等。

6、高效率、低成本、大規模電能存儲技術

例如:提高電能存儲裝置的儲能的容量、密度、效率、壽命、經濟性、安全性和環保性等綜合指標並取得突破;綜合應用多種儲能技術,提升儲能系統整體的規模、效率和經濟性;儲能應用系統關鍵技術,包括儲能在電力、艦船、高性能武器等系統中高效應用的規劃、分析、控制理論與方法等。

7、生物電磁及其醫學應用

例如:生物組織電磁特性參數的變化規律;新型電磁動態圖像變化的病理生理基礎及與臨床表徵的對應關係、磁聲成像、磁共振電阻抗成像等耦合成像新方法;神經電磁調控的神經生物學機理;生物電磁干預與調控理論與方法;生物醫學中的電工新技術。

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補充說明

補充說明一下「按我國的電氣工程定義」的問題,供有志於出國留學、從事科研研究的人參考。

電氣工程,Electrical Engineering,在國際上其學科範疇是遠寬於我國的。我國的電氣工程主要指「電能的生產、傳輸、運行、應用的設備與系統」相關的問題,也就是通常說的「強電」——電能。如果你查查美國的麻省理工學院、日本的東京大學、歐洲的英國劍橋大學、德國的亞琛大學的電氣工程(Electrical Engineering),就會看到她包括了自動控制、電信、電子、機器人、微電子、甚至光電子、計算機、生物電磁工程等,他們並沒有把強電和弱電分的那麼清楚。當然,由於計算機、電信(特別是通訊、互聯網網絡)發展很快,國外有些大學除電氣工程外,也有獨立設置計算機科學與技術院系的。其實,在海外這些頂尖大學,以電力系統相關研究為主業的教授數量已經遠少於從事其他研究方向的教授。這與這些發達國家用電量已經基本飽和有關,我國用電量還在大幅上升階段,電力系統處於不斷增長時期,對技術、人員的需求遠大於他們。

國內的學術界也是不甘心電氣工程變成一個純為電力系統服務的學科,才以電力系統需要自動控制,電力電子設備也是強電設備這兩點,結合現在畢業生需要自主聯繫工作單位需要寬口徑的知識背景,將本科生的專業名稱改成了「電氣工程及其自動化」,院系的名稱也大多數改成電氣與電子工程「Electrical and Electronics Engineering」。也正是這種改動,使得我國的電氣工程學科的本科生學習了與電子、控制、計算機、電信等有關的基礎性課程(電子學基礎、電子電路、自動控制理論、信號與系統、計算機原理、計算機控制等),基本具備了去IT行業、在自動控制方面就業的知識背景。

因此,真正關心電氣工程的學科前沿的,也可以、或者說應該以國際的標準來關注。

【kaiwang的回答(1票)】:

標籤:-電氣工程


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