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【關鍵詞】光伏電站;數據采集系統;集成檢測系統
隨著對于新能源的開發和利用,并在國家相關政策的支持下我國的光伏電站行業的到了迅速的發展。至2013年我國光伏電站已達到了1716萬-千瓦的裝機總量。因為光伏電站的裝設適用與任何能夠取得光能的地方決定了光伏發電的隨機性和波動性等特征。現在光伏電站實行并網運行,這就給電網的安全運行產生了一定的影響,為保證電網的安全運行必須對光伏電站進行檢測評估。經過相關研究一些檢測系統被研發,本文將針對光伏電站特有的環境因素采用光伏電站集成檢測系統設計進行闡述。
一、集成檢測系統的特點和功能
(一)集成檢測系統的特點。集成檢測系統是以計算機為基礎,對現場的運行設備進行監視和控制,通過集成檢測系統的檢查實現對光伏電站系統的控制和數據的采集。根據國家電網相關規定對光伏電站發電的電能質量、發電功率、低壓穿越、防孤島以及并網后頻率的擾動等進行檢測。其結構圖如下:
圖1 光伏電站現場檢測系統結構圖
此系統主要體現如下特點:1、集成系統對檢測過程中檢測設備的控制,收集檢測到的數據進行存儲和分析。2、光伏發電信息實時性較強。因為光伏發電受到自然環境因素的影響較大,且電力系統運行時的參數變化迅速且頻繁,所以對于光伏發電實施信息的檢查至關重要。3、集成檢測系統檢測信息的可靠性。檢測過程中的信息采集和數據分析以及相應的控制命令的準確可靠直接影響著系統的正常運作。3、整體化設計,此系統在檢測的過程中檢測和數據分析同時進行,還能夠自動生成分析報告。4、整體中又分由選擇性的模塊化設計,提高整個檢測系統的兼容性。
(二)光伏電站集成檢測系統的功能。集成檢測系統能夠對現場設備和環境進行監控,之后把采集的數據分析傳輸至總網的功能。此外,由于此系統具有模塊化設計的特點還能夠進行選擇性項目測試,例如對于電能質量,功率特性,低電壓穿越和孤島測試正色幾個項目根據實際情況由選擇的進行測控。同時還具備對檢測裝置進行調節控制的功能。其系統功能圖如下:
圖2 集成檢測系統功能結構圖
二、集成檢測系統的設計
系統的整體化結構便于統一管理,節約資源,提升系統的整體性能,下圖為基礎檢測系統設計的整體結構圖:
圖3 檢測系統整體結構圖
主工作臺主要是接收各個裝置檢測的數據,再根據這些儀器檢測到的的數據進行調整控制并發送控制指令。
(一)主工作臺的統一管理。把集成檢測系統的整個檢測過程中的各個監控裝置的融匯到一個統一直觀的主界面,建立包含有各項檢測數據的各項檢測數據的統一平臺。其中數據采集系統對整個系統的數據進行統一采集,避免多出數據采集造成資源浪費。項目測試系統的模塊化,可根據不同測試項目的要求進行選擇性測試。
(二)集成檢測系統的數據平臺。數據平臺的設計要具有對各測試裝置的數據的采集,同時還要對收集的數據進行分析和處理。數據平臺中的數據庫為集成檢測系統中的監控功能提供數據,它對各檢測裝置的數據和參數進行管理和控制,實現各個系統之間數據的傳遞、交換和整體的數據共享。
(三)系統設計中的增設功能。1、在集成檢測系統中加入模擬調度系統,此系統是為了模擬調度中心對電站的輸出功率要求,利用此系統能夠做到和調度系統同樣發送指令的功能。2、孤島測試自動調節功能。改變之前的手動調節負載的方式,在此系統中事先輸入指令,根據指令要其自行完成負載和輸送功率的匹配。
(四)對各項目的測試設計。項目測試采用模塊化,具有選擇性的結構,其內容包含了光伏發電的質量,低電壓穿越,傳輸功率的特性,防孤島檢測功能,頻率的波動等。1、檢測電能的質量時通過質量分析儀采集電站的電能信息,并通過無線傳輸把采集到的數據信息傳送至集成檢測系統,在集成檢測系統中進行數據處理。2、對于低壓穿越裝置的檢測,由集成檢測系統指令,模擬電網跌落的過程,在此過程中要及時采集相關的信息,通過整理分析之后評估光伏電站的低壓穿越能力。3、對電站功率特性的檢測,是利用模擬調度功能調節光伏電站的功率,氣象裝置利用無線電傳輸把相關數據傳送到集成檢測系統,之后電站并網的功率信息通過功率分析儀把并網點功率信息傳至集成檢測系統,經過GPS對時達到數據的同步共享。4、對于防孤島裝置的測試主要檢測電站防孤島的保護能力,是利用自動加載負載功能對模擬RLC負載做出自動調整,同時檢測出此過程的參數,來計算防孤島的保護時間的方式。5、頻率波動。通過測控系統下達指令來控制頻率擾動裝置,在模擬電網頻率保護的過程中進行數據采集,整理和分析,對光伏電站頻率波動的情況進行評估。
(五)測試結果的處理設計。在測試完成后要進行整理總結做出相關的測試報告,在設計系統自動生成報告程序。按照測試報告內容的相關要求,仍采用模塊化設計,利用系統數據庫的數據,自動加載相應的檢測數據,形成較為完整的數據測試報告,之后打印備用。
(六)對集成檢測系統的功能進行驗證。對系統功能的驗證,系統可根據要求對各檢測裝置下達指令,同時采集檢測過程中的相關數據,并作出整理分析最后出具相應的報告。之后拿實際數據、集成系統檢測的數據和在舊方式下測得的數據進行核對。現以低電壓穿越的數據值為例驗證得出集成檢測系統各項設置運行完好,數據準確可靠。
三、結束語
對于光伏電站現場設備和環境的檢測是保障電網安全運行的有效措施,本文中的集成檢測系統通過各項設置的模塊化檢測和相關數據的采集以及其中一些設置的自動調節到最后系統數據統一化的管理,通過一體化的平臺對光伏電站的各項性能進行監控和調節。這樣集成檢測系統的運用,提高了對光伏電站的檢測效率,節約一定的資源,更是促進光伏電站的快速發展。
參考文獻:
[1] 李丹萍,葛強,談磊.基于DSP光伏發電系統的最大功率跟蹤試驗[J].揚州大學學報(自然科學版). 2010(03).
關鍵詞:光伏崗位;實踐教學體系;建立;實施
中圖分類號:G434;N45 文獻標志碼:B 文章編號:1674-9324(2015)38-0256-02
引言:
各國高校所開設的光伏專業是以培養能在光伏領域內,從事太陽電池、組件、發電系統設計、制造和新產品、新技術開發等方面工作的高級科技人才為目標的。無論從技術角度還是從學科角度考慮,都要求光伏從業人員不僅要掌握全面的光伏專業知識,而且還應具備較強的實踐能力和技術創新能力。然而目前,我國高校培養的光伏專業學生專業實踐能力普遍偏弱,成為制約我國光伏產業發展的巨大障礙。究其根源在于現在國內高校光伏專業在人才培養方面未形成系統化、可借鑒、有效的實踐教學體系,所以如何構建科學合理的光伏實踐教學體系是開設光伏專業高校必須要關注的重要課題。
專業主修能力是指本科生經過四年的學習應具備和達到的專業能力。通過專業主修能力的提升,可以帶動其他能力的發展與提升。渤海大學是國內最早開設光伏人才培養的高校之一,在光伏人才培養方面,非常注重學生專業主修能力的培養和專業實踐技能的提升。本文以光伏就業崗位需求為導向,從專業主修能力培養角度,介紹渤海大學光伏專業實踐教學體系的建設情況,探討光伏實踐教學如何建立和如何有效實施等基本問題。
一、光伏崗位所需的實踐能力簡析
完整的光伏產業鏈呈現出金字塔形結構,主要包括硅料、鑄錠(拉棒)、切片、電池片、電池組件、光伏發電系統等6個環節,其中上游為硅料、硅片環節,中游為電池片、電池組件環節,下游為光伏發電系統環節。與這一產業鏈相關的崗位群主要包括:單晶(多晶)硅棒、硅片制造生產、光伏電池生產、光伏組件加工、光伏發電系統施工等。對太陽電池、組件及發電系統標準生成過程而言,可以將光伏崗位所需的實踐能力分為基礎實踐能力、基本實踐能力和主修實踐能力三個層次的綜合,如圖1所示。其中基礎實踐能力是所有光伏專業本科畢業生都應該具備的能力,具體包括常規工藝測試能力、一般設備的操作能力和簡單工藝結果的分析能力等實踐能力;基本實踐能力是從事某專業崗位所需的最基本的基礎技能,是崗位群內通用的能力,包括工藝參數控制能力、設備維護和保養能力、實驗過程設計能力等實踐能力;主修實踐能力是指運用專業技術完成某種崗位的任務,并通過分析研究可以進一步做出正確決策并實施管理的能力,包括特定工作崗位上需要的工藝和器件設計能力、工藝過程監控和調整的能力、設備維修和開發等實踐能力。崗位能力是多種能力模塊融會貫通形成的,能力模塊之間具有某種遞進或層次關系,正確劃分實踐能力模塊是崗位能力培養的前提和基礎。
二、模塊化實踐教學體系的建立
依據光伏崗位實際需求所開設的實踐教學環節,目前渤海大學已建成四個光伏技能綜合訓練模塊(如圖2所示),用于專業基礎實踐能力和專業主修能力的培養。四個光伏技能綜合訓練模塊包括工藝模塊、測試模塊、EDA仿真模塊以及太陽能發電系統工程技術模塊。工藝模塊包括清洗、擴散、氧化、光刻、濕法刻蝕、干法刻蝕、金屬膜蒸鍍、退火、介質膜生長、晶片切割、芯片封裝等若干子模塊。測試模塊包括半導體工藝過程參數測試、半導體器件成品參數測試、光伏發電系統參數等子模塊;EDA仿真模塊包括半導體工藝仿真、半導體器件設計、電子線路等子模塊;太陽能發電系統工程技術模塊包括光伏組件、光伏逆變系統、儲能系統、高效光伏發電系統等子模塊。各模塊的實踐教學內容覆蓋了半導體測試與表征技術、半導體材料、半導體器件制造工藝、半導體器件物理、電子元器件失效分析、EDA技術等課程的實驗教學任務,學生可實現光伏技術規范基本技能訓練。通過形成系統化、規模化、工程化的實踐教學體系,開設與光伏企業實際生產過程緊密結合的實驗教學內容及選修實踐教學內容,突出專業主修實踐能力的“專”、“精”、“獨”、“特”的特點。
三、基于主修能力培養的實踐教學內容設定
渤海大學新能源學院擁有遼寧省微電子工藝控制重點實驗室、遼寧省光電功能材料檢測與技術重點實驗室、遼寧省光伏發電控制與集成工程技術研究中心等6個省級實驗教學平臺,可實現晶硅太陽電池、小型光伏發電系統、功率半導體器件和小規模集成電路的設計、加工、表征、測試和組裝工藝訓練,為增強實踐教學效果提供了強有力的支撐。
在工藝訓練過程中,大學一年級屬于奠定基礎階段。該階段主要結合大學物理、工科化學和計算機等相關課程的實踐教學,培養學生的基本實踐動手能力和實踐興趣。大學二年級屬于技能養成階段。該階段主要借助一些專業課程關聯的實踐課程,如近代物理實驗、電路分析實驗、模擬電子技術實驗、數字電子技術實驗、現代測試技術和創新實踐等實踐環節,強化學生的實驗技能培養,同時以開放實驗的形式,加強學生對光伏技術有關工序的理解。大學三年級屬于技能提高階段。該階段主要通過專業基礎實驗、專業測試實驗和專業工藝實驗等實踐教學環節,結合學生的興趣完成專業基本實踐能力和專業主修實踐能力的培養。通過這些與工作崗位結合的實訓內容的訓練,訓練學生的實踐動手能力,達到在做中學、在學中練的目的。
在專業基本實踐能力培養過程中,開設大量綜合實驗和基本技能訓練實驗。在確定專業實驗題目過程中,每年都根據人才市場專業人才需求的變化,對培養方案中實踐教學內容進行調整,確保人才培養與市場需求緊密結合;探索新的實踐模式,提高了人才培養的質量。目前,各模塊均開出多種綜合性實驗題目,學生可獲得多種光伏技術基本技能的訓練,有效地鍛煉了光伏類專業學生的實踐能力。
在主修實踐教學過程中,渤海大學重點培養以下幾方面的實踐動手能力,具體包括:晶硅片切磨拋加工;晶硅電池擴散加工;介質膜材料生長控制;電池組件封裝;化合物電池制備。學生依據興趣可選擇培養:設備使用能力和工藝參數控制能力。具體包括晶片切磨拋加工設備的使用和工藝參數控制、晶硅電池擴散加工設備的使用和工藝參數控制、介質膜材料生長加工設備的使用和工藝參數控制、電池組件封裝加工設備的使用和工藝參數控制、化合物電池加工設備的使用和工藝參數控制。在設備使用能力的考核過程中,主要考核方法為實操。在工藝參數控制能力的考核過程中,主要考核方法為論文和分析報告。并根據考核結果給出學生的最終成績。
四、結論
渤海大學光伏專業依據崗位實際需求確定專業實踐體系,并建立了可極大提升實踐教學效果和學生專業實踐技能的模塊化實踐教學環節。在實踐教學體系建設方面,探索出一條適用于國內高校光伏類專業人才培養的實踐教學途徑。學生可根據基本實踐能力培養要求和未來欲從事的專業技術崗位,選擇自己感興趣的工藝實驗題目。從而明確了學生學習的主體地位,強調了學生對老師、對實踐課程的自主選擇權。通過這種以學生為本的專業主修能力訓練,讓學生進入工作模式,扮演技術人員角色,進行具體操作,讓學生把理論形態的實踐能力轉化為實踐形態的實踐能力。
參考文獻:
[1]王勃華.中國光伏產業市場發展及趨勢[J].電氣工業,2007,(7):30-31.
[2]周雷,孫云龍,劉偉.光伏技能型人才培養模式的思考[J].職業時空,2011,7(10):121-122.
【關鍵詞】沙特;發電;新能源;太陽能
1 沙特的地理條件及能源儲備
沙特位于亞洲西南部的阿拉伯半島,東瀕海灣,西臨紅海,海岸線長2437公里,以“石油王國”著稱,石油儲量和產量均居世界之首,石油和石化工業是其經濟命脈。沙特已探明的石油儲量為2612億桶,占世界石油儲量的26%。沙特的天然氣儲量也極為豐富,沙特已探明的天然氣儲量為263萬億立方英尺,居世界前列。
沙特的國土中有一半是沙漠,境內沒有長年流水的河流或湖泊,國民70%以上的用水依靠海水淡化,其每年生產的淡化水約占全球人工淡水的18%。其年平均降雨不超過200毫米,年日照時間在3400小時以上。
2 沙特發電行業的發展趨勢
2.1 天然氣發電將占據主導地位
沙特目前以燃油發電為主,但隨著環保問題的凸顯,且當前可再生能源發電的技術尚未成熟,我們認為未來一段時間內天然氣發電將成為沙特發電行業的主流,而燃油發電將逐漸退出主導地位,其原因如下
2.1.1 發電成本低
根據沙特King Fahd University of Petroleum & Minerals 2004年的一份分析報告(此報告的數據采集時間為:2003.09月01日~2004年08月31日),從表1中我們可以看出天然氣發電的成本明顯低于燃油發電。
2.1.2 利于環保、使用安全
天然氣是最清潔的燃料。天然氣燃燒后生成二氧化碳和水,與重油比較,燃燒天然氣產生的有害物質大幅度減少。另外天然氣還具有安全的特點,燃燒時不會產生一氧化碳等有毒氣體,不會危害人體健康,密度比空氣輕,即使泄露,也是往上空飄散,不易形成爆炸源。
2.1.3 機組功率高、熱耗率低
以聯合循環運行的燃氣輪機PG6581B型燃機(南京汽輪電機(集團)有限責任公司有此型號產品)為例:以天然氣為燃料,透平排氣溫度較高,有利于提高蒸汽參數和汽輪機的出力。以天然氣為燃料較以重油為燃料,功率提高4062kW,約提高10.7%;熱耗率下降307kJ/kW.hr,降低約2.65%;排氣溫度提高25℃。
2.1.4 零部件壽命延長、維護費用減少、維修間隔周期延長
燃料種類不同,不僅對同一種零部件的壽命有很大差別,而且維修期也大不相同,例如,英國JB公司根據已生產的燃氣輪機的運行經驗認為,對火焰筒而言,燃用天然氣的壽命是燒重油的八倍、維修期是四倍。可見燃料種類不同,機組壽命差別很大。
從上述分析可以看出,天然氣發電較重油發電可以提高經濟效益、降低能源消耗、減輕勞動強度、改善生態環境。因此在可再生能源發電技術尚未發展成熟之前,將由擁有成熟技術的天然氣發電占據沙特發電行業的主導地位。
2.2 可再生能源發電將是發展趨勢
環境污染、氣候變化和能源緊張是當前全球最突出的問題,推進能源革命,大力發展可再生能源,已成為世界可持續發展和培育新的經濟增長點的最佳選擇。可再生能源包括太陽能、水能、生物質能、氫能、風能、波浪能以及海洋表面與深層之間的熱循環等。根據沙特的地理條件,沙特最具有發展優勢的可再生能源是風能和太陽能。
2.2.1 風能發電
據GWEC(全球風能委員會)數據顯示,2012年全球風電裝機容量達到4471萬千瓦,較2011年增加近415萬千瓦,增幅為10.23%。
風能發電的優點在于:風能為潔凈的能量來源,且是可再生能源;風能設施日趨進步,大量生產降低成本,在適當地點,風力發電成本已低于發電機;風能設施多為不立體化設施,可保護陸地和生態。
風能發電的缺點在于:風力發電在生態上的問題是可能干擾鳥類;在一些地區、風力發電的經濟性不足。
風能發電對風速的要求:一般而言,若當地10m高度的年平均風速在3.5m/s以上,便可以進行可行性研究;但從經濟合理的角度出發,風速大于4m/s才適宜于發電,且風力愈大,經濟效益也愈大。
風能發電可以分為在岸風能發電和離岸風能發電。那么從沙特本土條件和全球風能發電的趨勢考慮,沙特應采用何種風能發電的方式呢?
2.2.2 在岸風能發電
沙特政府1970~1982年對其20個城市地區進行了風力數據采集并對此進行了研究,并對風能發電成本作出了測算,發電成本包括:投資成本、運營成本、維護成本和資本成本。其中投資成本包括:風能轉換成本、附加設備成本、輸電網連接成本及計劃、行業準入成本;運營、維護成本包括:維修成本、保險成本、監測成本和管理成本;資本成本包括利息及償還貸款的成本。
經監測,無論采用2500kW、1300kW還是600kW風機,Yanbo的發電成本最低,次之是Qaisumah。據相關資料顯示,Yanbo在地平面以上10m的年最大風速為25.65m/s,年平均風速為4.63m/s。另外,Yanbo位于沿海地區,達到發電要求的風速占全年的50%以上;而位于內陸的Qaisumah,符合發電要求的風速占全年的45±5%。因此我們認為如果采用在岸風能發電,在Yanbo建立風場是最為適宜的。
2.2.3 離岸風能發電
在沙特相關的研究資料中,研究人員選擇了Abu Ali Island (位于北緯27°18′03″,東經49°41′57″)和Jebel Abu Kharuf(位于北緯27°22′26″,東經49°10′21″)進行對比,監測時間自1993.05~1995.11。經對比得出,Ali Island年平均風速為5.43m/s,Abu Kharuf的年平均風速為4.9m/s。由此可以看出,離岸年風速比在岸年風速高,更適合發電。
2.2.4 在岸風能發電與離岸風能發電對比
2011年有媒體報道,離岸風能發電比在岸風能發電的成本高出30%~50%,原因在于離岸發電設備費用、運輸費用和海上安裝費用。但是離岸風能發電的高能效可以抵償其成本的30%,且不會占用陸地、減少了對居民的噪聲污染、海上風力較為平穩、風速較高,因此隨著技術的不斷發展,其高成本問題將會被解決,離岸風能發電將逐漸被市場認可。
2.3 太陽能發電
太陽能發電分為太陽能光伏發電和太陽能光熱發電兩大類,因為太陽能光伏發電的技術已較為成熟,且已投入商業運營中,其技術在商業運營中不斷完善、發展,故短期內太陽能光伏發電仍是太陽能發電的主力軍。但從長期看,隨著太陽能光熱發電的技術不斷成熟,且在商業運營中不斷實踐,其建設成本將不斷降低,有機構預測,預計未來10年內,技術相對成熟的槽式系統的建設成本仍有望下降30%~40%,而其他技術類型的成本下降空間則更大。另外,沙特70%以上的用水依靠海水淡化,而太陽能光熱電站的蒸汽余熱可以進行海水淡化。可見太陽能光熱發電帶給沙特的將是雙贏的結果,不僅可以發電還可以淡化海水。
2.3.1 太陽能光熱發電
太陽能光熱發電(CSP)分為拋物面槽式、集熱塔式、拋物面碟式及線性菲涅爾式,這四種類型的技術特點、性能及成本對比見表2。
拋物面槽式表所使用的技術以非常成熟,建設風險較小,但缺點是耗水量大,發電效率較低;集熱塔式工作溫度較高,可達800~1000℃,使其年度發電效率可以達到17%~20%;由于管路循環系統較槽式系統簡單的多,提高效率和降低成本的潛力都比較大;采用濕冷卻的用水量略少于槽式系統,但定日鏡的跟蹤系統在結構和控制上比槽式系統復雜;線性菲涅爾式結構簡單、能夠直接使用導熱介質產生蒸汽,故其建設和維護成本相對較低,但聚光器效率低,致使年發電效率僅能達到10%左右;拋物面式蝶式發電效率比其他三種方式高,可實現靈活部署的模塊化,既適合以數百千瓦的規模進行分布是部署,又可以構建數百兆瓦的大型電站,發電過程中不需要用水進行冷卻或導熱,僅需要少量水用于設備清潔,但較難配置儲能系統,在使用該技術建設大規模電站時,所輸出電力的可調度性將會較低。
從圖1中我們可以看出,拋物面槽式因技術成熟度高,在運行和建設的CSP電站中的權重分別接近94%和95%,而技術成熟也意味著其進一步提升效率的空間已十分有限,只能通過更大規模的生產降低一些成本。相對于拋物面槽式的“線聚光”,采用“點聚光”的集熱塔式和拋物面蝶式能夠具有更高的能量轉換效率,且其技術也逐漸獲得認可,采用這兩項技術的多座商用電站(或大型實驗電站)已于近幾年建成。另外,從下圖1中我們可以獲知,在已完成規劃的項目中,集熱塔式和拋物面蝶式的權重迅速攀升至30%和18%,其價格競爭里也正逐漸接近拋物面槽式系統的水平。隨著集熱塔式和拋物面蝶式系統設備生產規模的擴大,加之他們的系統效率仍有相當的提升空間,此兩類CSP電站的建設和發電成本下降的速度將明顯快于拋物面槽式系統,最終呈現出明顯的價格競爭力應當只是時間問題。
綜上,太陽能光熱發電中集熱塔式和拋物面蝶式系統的市場占有量將逐漸增加,而集熱塔式將成為太陽能光熱發電行業的主力軍。
3 結論
目前沙特發電行業以火力發電為主,而火力發電中以燃油發電為主,天然氣發電次之。眾所周知,當今火力發電技術已相當成熟,因此短時期內,沙特發電行業仍以火力發電為主,但是火力發電中的天然氣發電的市場份額將逐漸超過燃油發電的市場份額,其原因正如本文2.1中所述,即天然氣發電較重油發電可以提高經濟效益、降低能源消耗、減輕勞動強度、改善生態環境。
隨著可再生能源發電技術的不斷完善,并結合沙特的地理條件及沙特政府的愿景,從長期看,風能和太陽能發電也將成為沙特發電行業的重要力量。
盡管目前已收集的資料中沒有跡象表明沙特已擁有風能發電,但是沙特政府很早就對本國適合風能發電的地點進行了風力測試,測試結果表明若以風力衡量Yanbo是最適合建設在岸風場的地點。同時,沙特的研究人員還監測了離岸風力和在岸風力,證明離岸風力較在岸風力更適合發電。遺憾的是因沙特沒有風能發電,故本文2.2.1中沒有對在岸風能發電和離岸風能發電在沙特當地的發電成本進行比較。目前在世界上離岸發電的成本高于在岸發電的成本,而離岸發電成本的降低僅是時間問題。
太陽能發電已進軍沙特的發電行業,雖然目前以太陽能光伏發電為主,但隨著太陽能光熱發電尤其是集熱塔式技術的發展和完善,集熱塔式發電也將成為沙特發電行業不可或缺的力量。
Abstract: With the development of electric power system reforming, power grid enterprises are facing a complex development situation. This paper analyzes the shortcomings of the PEST model based on field research and questionnaire survey, proposes PESTNG model according to practical situation. It conducts systematic analysis on factors like political (P), economical (E), social(S) technological (T), natural (N) and generating (G), observes how these factors affect power grid corporation, then puts forward with standard application procedure of PESTNG model and suggestions for power grid corporation to deal with the change of external environment.
關鍵詞: 電網企業;PESTNG模型;外部環境
Key words: power grid enterprise;PESTNG model;external environment
中圖分類號:F270.7 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2016)30-0222-05
0 引言
企業發展與外部環境有著緊密聯系:環境既是企業生存的重要基礎,也是企業持續發展的關鍵約束。 “從廣義上說,環境就是組織界線以外的一切事物”[1],也“可以將組織環境視為環繞在組織之外的,能對組織產生影響的一切事物”[2]。本文中環境是指一切影響電網企業戰略決策、經營效益、經營行為的外部因素的集合。如經濟、政治(政策)、技術、社會價值觀、市場容量等。在市場經濟條件下,企業發展環境不斷變化、發展形勢日益復雜、不確定性因素增多,企業運營績效很大程度上取決于能否辨識、預測和應對外部環境的異動。隨著電力體制改革不斷深入,電網企業除面臨盈利模式轉變,還要應對經濟周期波動、新型城鎮化推進、電力市場放開、環境保護加強、清潔能源替代等一系列外部環境變化。
1 外部環境文獻研究
Aguilar.Francis[3]最早用“ETPS”模型來表示經濟、科技、政治、社會四種宏觀外部環境因素。1999年美國學者Johnson.G與Scholes?K[4]首次提出PEST 模型,分析行業或企業所處的外部環境。隨后,法律(L/legal)、教育(E/Education)與人口統計(D/Demographics)等因素也被其他學者納入模型中,出現PESTLE、PESTEL、PESTLED等擴展形式。在國內,王婧慧運用PESTLE模型對山東地煉企業風險進行了分析[5];溫兆琦[6]結合PESTLE和SWOT對海南外包服務示范區進行了研究;趙玲、姜一川[7]利用PESTLE對審計環境變化對內部環境影響進行了分析。電網企業外部環境研究取得成果較多,常久、黃瓊等人[8-11]運用PEST分析了電力企業大環境,據此提出適合企業的發展戰略。電網企業外部環境研究除戰略研究以外,還包括工程項目建設外部環境研究[12-15]以及電網公司資產外部環境研究[16, 17]。
現有研究成果存在一些不足:已有成果分析了外部環境對電網企業的直接影響,但未提及各環境因素對企業的間接、疊加等復雜影響;研究內容未能涵蓋發電能力、自然因素等電網外部環境影響因素;一些研究中應用實證分析方法來定量分析,往往只片面或部分說明問題[18];隨著電力體制改革不斷深入,發電端、輸配電和售電側分離,發電能力(Generating)和自然因素(Natural)成為影響電網企業運營與發展的重要外部因素。
2 PESTNG模型的建立
為完善電網企業外部環境監測模型,國家電網湖北電力課題組于2015年開展了關于《城鎮化推進對公司運營及電網發展影響》(SDHS201406)的實地調研(以下簡稱課題組),課題組在PEST模型的基礎上,加入自然環境(N)及發電能力(G)兩個新約束因素,形成PESTNG模型。
2.1 模型建立原則
模型的建立和使用要采用規范的方法,能較好反映外部環境對企業的影響,方便資料收集及便捷使用。本文中PESTNG模型的建立遵循以下基本原則。
2.1.1 科學性
模型建立有科學理論依據。根據系統資源約束理論[19],電網企業運營受到市場需求以及供給能力為主的系統約束;政策因素、社會因素、自然因素以及技術因素影響電力的供需平衡;這些因素影響方式或獨立,或耦合,或次第展開,可以是直接影響或派生影響或綜合影響;重大而根本性的影響,會導致電力經濟系統分叉,按照新的邏輯延續發展,如重大電力體制改革、儲能技術的重大突破、厄爾尼諾現象等。模型應該能監測到引起系統分岔的重大變革因素,也應該觀測到影響系統穩定性的擾動因素。
2.1.2 系統性
企業是相對獨立的開放系統,外部環境與企業又構成較高層級的系統,系統內各要素相互作用、依賴。模型要從電網企業與外部環境組成的整體系統出發,涵蓋影響電網系統運行的各個因素;同時又要反映環境子系統對企業子系統之間的關聯性。
2.1.3 可操作性
模型要以程序易操作、資料可獲得為前提,模型需要的資料應有權威、公開、穩定、方便及合法的信息來源。監測方法便于推廣應用,結論言簡意賅,通俗易懂,便于決策和統一思想,便于風險預警及風險預案實施。
2.1.4 普適性
模型要涵蓋影響電網企業發展的共性因素,能適用現有的電網企業,分析邏輯要符合企業實際情況,分析方法及結論具有普遍意義。
2.2 PESTNG模型內涵
PESTNG涵蓋如下內容:
①政策環境(Political):包括政治外交以及政府頒布的各項政策等,如“一帶一路”國際化發展環境、新型城鎮化發展戰略、新能源汽車等政策規章、法律條例等,中央和地方電力體制改革系列政策;
②經濟環境(Economical):包括經濟發展水平、收入水平、收入分配、產業結構、貨幣政策、稅收等,新型城鎮化,光伏扶貧等一系列經濟措施,其中經濟總量的波動是核心因素,它能直接導致電力過剩或者短缺;
③社會環境(Social):社會因素包括人口、心理、價值觀、文化、社會責任、傳統習俗等,特別是經過互聯網自媒體傳播后,這些傳統因素被加上了信息杠桿,影響效果成倍增加;
④技術環境(Technological):包括電力領域新技術新、新材料、其他相關領域重大技術創新等,如儲能技術;
⑤自然環境(Natural):包括氣溫氣候、地理、自然災害等,如2008年南方冰凍災害,2016年正在發生的厄爾尼諾引起的一起列災難;
⑥發電能力(Generating):包括裝機容量、新增電源等,其中,分布式能源與新能源對電網產生重影響。
本文主要選取與實際情況聯系緊密,影響重大或社會關注度高的具體影響因素進行說明。如圖1。
3 PESTNG模型分析
電網企業與外部環境構成了適應性復雜系統。其復雜性不僅表現在環境要素繁雜且難以把握變化規律,還表現在各要素對企業影響路徑彼此縱橫交織,形成了一個嚴密的網絡系統。由于各要素發生變化的時間、方式、頻率等各不相同,導致其對企業產生影響的程度和路徑各異。電網企業運營中,每一個外部要素作用于企業時有不同的傳導途徑,或直接、間接或疊加,各種影響路徑互相交織,構成一個復雜的網絡(如圖2)。P、E、S、T、N、G六大因素構成電網系統A的發展環境,系統中各維度環境因素與企業形成一個網絡,電網既受到來自系統網絡的約束,又離不開系統中外部資源的支持。電網企業與外部環境構成的系統,包含不同維度、不同層次環境因素與企業之間動態作用過程。
3.1 電網企業外部環境維度分析
本文從政治政策、經濟、社會、技術、自然、發電能力六個維度闡述外部環境對電網運營的影響。
政策環境以國際協定、政治決議、政策制度、法律規章等為表現形式,影響電網業務、盈利模式、法定地位等。“一帶一路”政策為電網企業走向國際提供了新機遇;新電力體制改革把電網公司盈利模式從賺取差價切換到收取電量過網費,已進行試點改革的深圳被預測未來三年(2015-2017)收入將會減少24億元;新《電力法》的修訂,有利于建設規范、公正、公平的法律環境。
經濟環境主要通過市場容量和市場需求影響電網企業。當前,經濟增速放緩,根據國電董事長喬保平個人預測“中國電力行業產能過剩或在20%以上”,市場需求減小,影響了電網公司收益和行業繁榮度;產業轉型升級階段,將有大量高精尖產業涌現,對電能質量的要求將隨之提高;經濟適度增長,電網投資增多,利于電網建設,經濟增長過熱,負荷急速增長,對電網形成沖擊;低碳經濟要求電網接納新能源,對電網運行穩定性有潛在影響。
社會環境主要通過“人”這一要素,從市場需求、社會輿論和樹立企業形象等方面影響電網企業。城鎮人口增多、消費觀念轉變、農村消費結構升級、春節等傳統節日帶來用電需求增長;生活水平提高帶來需求轉變,農村電網升級改造顯得尤為迫切;互聯網和自媒體對信息傳播的放大效應使得電網企業的輿論環境極為復雜,尤其在雪災、“尼伯特”臺風等突發事件中,企業對社會輿論的引導和及時公開信息對樹立企業形象極為重要。
技術環境主要通過技術創新,從需求和輸配電能力影響電網企業,包括以下幾類:一,輸配電領域新技術直接提高電網輸配能力,如特高壓技術能遠距離輸送電量,減少電量傳輸耗損;二,相關領域新材料新技術的出現會給電網公司調峰能力和電能質量造成影響,分布式能源技術發展及其接入帶來電壓閃變等挑戰,石墨烯技術能減輕清潔能源的不穩定性;三,其他領域技術發展形成新的電力需求,耗能行業重大技術創新加速行業擴張,增加需求。
自然環境對電網企業的影響主要源自地勢、氣候等,表現在電力供給和電能質量兩方面。一,資源分布不均,電能分布具有地域特征,地理區位導致電源與電網建設不協調。風電廠主要集中在西北、東北及華北地區;沿海等發達地區少發電點,電網建設較完善,西部地區與之相反。二,水電、風電和太陽能發電具有不確定性,氣候因素造成電能質量下降,不利于電網調峰。三,用電受氣溫影響,夏季、冬季為用電高峰期。四,火災、地震、厄爾尼諾現象、極端氣候等自然災害給電網資產設備造成重大損失。
發電能力主要通過發電量和電能質量影響電網運營。一方面,發電能力提高意味著供給能力更有保障,更多的電量經過電網傳輸,可收取更多過網費保障收益。同時,發電能力是應對用電高峰期的重要法寶;但分布式電源[20]增加供給,其大量接入出現電網閃變、諧波污染、電壓不穩等現象;水電[21-23]、風電[24-26]、光伏發電[27,28]等新能源易受自然環境影響,電能質量不穩定。
不同場合關鍵影響因素不同:汶川地震及尼伯特臺風肆掠期間,N是關鍵影響因素,新電力體制改革政策出臺時P為重大影響因素,第三代核電技術突破時T為關鍵因素等。
3.2 電網企業外部環境影響層次及路徑分析
PESTNG模型中E和G分別代表電力需求側和供給側,P、S、N、T四個要素變化會影響供需發展平衡。供需平衡,則電網企業及其外部環境構成的系統平穩發展;當P、S、T、N發生巨變,系統遠離平衡,會對電力系統運營產生重大沖擊。外部環境因素按影響路徑分為直接、間接、疊加等路徑。
直接影響是指外部環境要素的變動直接對企業產生作用,導致企業改變階段經營決策和行為,影響路徑較直接、明晰(如圖3)。“新常態”期間,中國經濟增長速度將長期保持在中告訴6%-7%之間,去產能去杠桿去庫存將使中國經濟進入新通道。2016年中國首次進入電力過剩時代,新能源與傳統能源的博弈將給電網企業帶來影響。
根據圖2所示的PESTNG模型,直接影響路徑有6條:E―A、P―A、S―A、T―A、N―A、G―A。現實中往往是多個因素耦合作用于電網企業,以經濟(E)和發電能力(G)為例說明。
當E和G均衡發展時,有兩種情況:經濟增長乏力,發電能力也因某種原因減弱,模型中E與G均衡下降,電網穩定運行,但對企業經濟效益下降;當E和G均衡增長,即經濟發展帶動電力投資增加,約束趨緩,此時,企業獲得更高經濟效益。但電網企業可能受到其他外部因素約束,如環境約束。我國電源結構以火電為主,經濟與電力增長時,火電規模同步擴大,排放廢氣增多,導致空氣污染加重,政府為緩解大氣污染強制要求電網企業接納新能源;E和G處于非均衡狀態,也分兩種情形:經濟增長幅度大于電力增長速度,E>G,經濟發展,市場需求旺盛,電力供不應求,電網企業制約經濟發展,電網穩定及效益都會受到影響;當發電能力G顯著提高,經濟發展跟不上或者經濟下滑,市場需求不足,電網企業投資變成沉沒成本。可見約束變遷和約束傳導是一個路徑清晰而又復雜的現象:經濟增長刺激電力投資,電力充裕提升了經濟發展潛力;經濟增長加大污染氣體排放,大氣污染呼喚新能源,而新能源發電對電網調峰和調度提出了更高要求。
間接影響是某外部環境因素通過另一個外部環境因素傳導至電網企業,對其產生影響。在模型中表現為E(經濟)不直接作用于電網企業,通過P(政策)來影響電網企業運營,影響路徑較復雜(如圖4)。以E為例,有4類簡單影響路徑:E―P―A,E―S―A,E―T―A,E―N―A,間接影響共有6個維度,24類影響路徑。
調研發現,企業運營中,最常出現的間接影響有兩類:E―P―A,經濟環境變化促使政府出臺政策調整電網企業發展,經濟下滑時,政府為刺激經濟發展增加政府支出,擴大基礎設施投資規模等;N―G―A,主要發生在夏季和冬季,水電和新能源受到自然環境影響,給電網調度和調峰增大難度。
另一種間接影響路徑是某外部環境經過三個及以上環境因素達到電網企業,影響路徑更復雜。電動汽車對電網運營的影響就是典型復雜間接影響。霧霾頻繁出現引起廣大居民和政府的關注,機動車排放是加劇霧霾的來源之一,電動汽車成了緩解霧霾的重要途徑。為減輕霧霾和促進低碳經濟發展,國家出臺了免征購車稅、充電設施獎勵、黨政機關采購等一系列措施支持新能源汽車發展。政策利好,技術發展以及環保意識提升,新能源汽車的接受度迅速提高。新能源汽車發展伴隨著充電樁的大量建設,充電樁大量接入導致電網負荷增加,加劇負荷峰谷差,用戶充電時間不確定和充電負荷的隨機性,增大了電網調控難度[29]。電動汽車影響電網企業A的路徑總結為N―P―S―電動汽車(T)―A。當然,充電樁接入電網要達到一定規模才會給帶來上述影響,并且要根據當地配網構造實際情況來區分,電網薄弱地區更易受影響。
疊加影響指某外部環境因素通過雙重路徑給企業發展帶來影響,自身能直接影響電網企業,又能通過其他外部環境因素影響電網企業,影響路徑更復雜(如圖5)。以E為例,E能直接影響電網運營,同時也能夠通過P擾動電網穩定。各環境因素之間聯系緊密,因此疊加影響經常出現。下文以自然環境對電網企業影響為例闡述疊加影響。
水能、風能、太陽能等新能源具有可再生、清潔無污染的優勢,對我國構建多元化能源結構,促進經濟可持續發展有重要意義,因而獲得了重大發展機遇。《能源發展戰略行動計劃(2014-2020年)》指出,“要積極開發水電、大力發展風電,加快發展太陽能發電,到2020年完成非化石能源占一次能源消費比重達15%”。2015年,水電、火電、太陽能發電量占比分別為19.9%、3.3%、0.68%,遠沒有達到目標。這意味著將有越來越多的水電、風電、光伏發電接入電網。水電受河流汛期影響、風電受風力大小影響、光伏發電受日照影響,河流、風力、日照等自然因素都不可控,且難以預測,這直接導致電源不穩定,造成電網調峰、調頻能力下降。一旦河流汛期、風、日照等自然因素達到極端天氣狀況,形成洪水、臺風、干旱等自然災害會直接破壞電線、塔桿、變壓器等設備。在發生自然災害期間,自然環境對電網企業的影響路徑遵循:N―G―A,N―A。
3.3 PESTNG模型應用流程
PESTNG模型應用步驟如下:一,收集資料,通過獲取信息渠道提取有價值的信息。信息渠道多種多樣:政治環境關注政府或權威機構網站,如發改委、能源局、中電聯、經濟環境關注國家統計局、政府經信網等;社會環境可通過關注與電力相關的報紙、新聞媒體及自媒體;技術環境可通過跟進電力領域內重大技術發明和專利發明,比如特高壓直流用新型導線研制等,跟蹤記錄氣候變化總結當地自然規律,關注重大電力建設項目可追蹤發電能力的變化等;二,分析整理搜集的資料,討論確定事件或信息歸屬維度,辨識造成影響的根源,影響程度;三,利用模型分析可能的影響路徑并確認;四,以影響路徑為線索,預估影響范圍及影響程度,提出具體對策和措施,消除或減緩環境影響,形成分析報告。
4 結語
電網企業屬能源基礎性產業,其穩定性至關重要,對外部環境變化的管理及分析能力就尤為重要。PESTNG模型是針對電網企業監測和分析外部環境變化的概念模型,要素涵蓋全面,理論依據新穎,能廣泛適用于現有電網企業。需要特別指出的是在實際環境監測中,并不是模型每一種影響路徑都會實際發生,發生了也不一定達到影響電網穩定運行或者持續收益的程度;外部環境因素對電網企業產生的影響是可變的,影響變量積累到一定程度,超過閾值,實質性影響才會發生。為促進電網企業發展,根據PESTNG模型提出以下建議:充分利用國家新一輪振興經濟的相關措施,充分解讀判別經濟發展趨勢,利用新型城鎮化、中西部開發政策、精準扶貧等政策機遇,依托政策加大農村電網投入,完善農村電網布局;抓住經濟轉型的時機改善能源結構,深入推進“以電代煤”和“油改電”,為經濟發展和居民生活提供更好的服務;與當地政府及社會保持良好溝通,對于突發事件及時利用各種新聞媒體和自媒體消息,引導輿論,消解公眾負面情緒;關注智慧電網技術、石墨烯儲能技術等重大技術創新并及時做出戰略調整;完善突發事故應急預案并實施安全演練,針對今年超強厄爾尼諾現象等自然災害做好風險防范;完善電網網層構建,積極跟進儲能等新技術,減弱新能源給電網穩定性帶來的負面影響。
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關鍵詞:低碳經濟 專業建設 新能源 節能照明 高職教育
課 題:本文為廣東省高職教育機電類專業教育教學改革項目課題《“新能源與節能照明”緊缺人才培養體系的創新與實踐》(課題編號:JD201384)成果。
“低碳經濟”致力于發展其他清潔能源以降低對化石能源的依賴。國際經濟發展的趨勢要求能源的低能耗、低排放、低污染特征顯著。中國政府承諾,到2020年,單位GDP碳排放將比現在降低40%~45%,低碳經濟發展模式是當前的基本國策。《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》中再次重申了“把職業教育納入經濟社會發展和產業發展規劃,促使職業教育規模、專業設置與經濟社會發展需求相適應”。低碳經濟直接帶來高技術人才的缺口、專業人才的匱乏。未來幾年內以太陽能、風能、海洋能、電動汽車、LED節能照明燈具等為代表的環保產業、節能產業、減排產業、清潔能源產業等相關專業,將更加受到學生和家長們的青睞。2008年以來,筆者學校開始籌建新能源應用技術專業,2010年正式開始招生,通過幾年來的實踐探索,特別是經歷了光伏產業發展低迷的考驗,我們對新能源應用技術專業創辦的一般規律有了一些新的認識。
一、創建特色新專業需要解決的若干問題
創建新專業是一項龐大的系統工程,各項工作需要統一規劃、協調。高等職業教育新專業的設立,要依據國民經濟總體發展的形勢和地方產業結構調整的趨勢,謀求專業畢業生的需求市場和就業機會。既要看好產業背景的發展,又要著眼學生的職業生涯發展。既要有共性,又要有個性和特色,把握專業設置和拓展的重點和切入點。
1.要解決新專業的定位問題
高職新專業的定位包含以下幾個要素:地區產業背景、師資水平、學生與家長意愿、市場前景、技術難度與技術復雜度等。在低碳經濟發展的大背景下,專業人才培養規格的定位,由于地區產業特色、學校的辦學理念、發展戰略不同,學校的辦學優勢、學科基礎不盡相同,培養目標也不一樣。新能源應用技術是一個寬口徑的大類專業,目的是培養新能源與照明領域的工程技術人才。新能源應用技術分為兩個主題,主要研究風電、太陽能、生物能、海洋能等可再生能源行業以及節能照明領域的工程問題,包括規劃設計、制造施工、工程管理、產業經營、統計運籌、金融財務與售后服務等,其涉及的學科與行業之廣可見一斑。學校的新能源應用技術新專業建設仍處于起步階段,不可能面面俱到,因此,要辦出專業的優勢和特色,在激烈的競爭中占有一席之地,就必須獨辟蹊徑,確立合適的人才培養方案。
順德是家電之都,有較強的電子信息產業基礎。經過兩年多的市場調研分析,我們認為學校的新能源應用技術專業應該以節能照明與新能源產品開發為主,著力于新能源下游產業,側重于太陽能路燈、逆變器、LED節能照明產品的開發設計、安裝維護、產業運營與工程管理等。同時要充分發揮學校在家電、機械、制冷、通信與電氣自動化行業的優勢,在太陽能路燈設計、LED照明產品設計方面形成特色,并逐步在照明系統設計、新能源工程應用等方面形成新的增長點。
2.就業市場分析與畢業生職業崗位定位
高職教育是經濟、社會、市場發展變化的“函數”。我們進行了三個層次的經濟和社會發展需求市場分析:一是宏觀經濟環境分析――國內外新能源產業的態勢與走向,國家新能源與節能照明相關的宏觀政策導向;二是中觀經濟環境分析――華南和珠江三角洲地區的產業結構調整與提升,行業布局的組合與分解,特別是佛山市與順德區的相關產業政策、地區十二五發展規劃與綱要;三是微觀經濟環境分析――地區企業的主流產品與技術要點、崗位供求及其對人才的知識技能需求、兄弟院校相關的教育市場分析等。
順德正在構建現代產業體系,傳統產業謀求升級換代,而新興產業也在加緊培育當中。目前,順德的新興產業取得突破:部省共建OLED產業基地、彩虹集團OLED項目落戶順德;富信電子與中科院達成協議共同開發半導體發電;國家光伏系統工程研究中心產業化基地落戶順德,與中山大學合建光伏研究院等。經調研,在本校學生就業的珠三角地區有新能源相關企業3000多家,節能照明相關企業近萬家,其每年對高職畢業生的需求量在2000人以上。由此可見,本專業的學生有良好的就業前景,即使在光伏電池制造產業不景氣的情況下,光伏發電控制器、逆變器、節能照明領域也足夠解決學生的就業問題。
3.課程體系建設
在明確了新專業的定位和切入點以后,課程體系的構建是專業建設中最為重要的環節。學校采用通專結合的課程模式,包括職業素養課程、專業基礎課程、專業技術課程與專業實踐課程四大模塊。
(1)職業素養課程模塊。該模塊由人文社會科學、自然科學、外語、計算機基礎、體育等方面的課程組成。其中大多數課程是全校統一規定好的,一般不可調整和改變。本專業通識選修課程主要是市場營銷與生產管理。
(2)專業基礎課程模塊。該模塊是讓學生掌握專業相關基本原理、概念和基本方法。包括技術基礎課(課程主要有機械制圖與CAD、電工技術基礎、電子技術基礎等)、專業基礎課(主要有電子產品制造工藝、C語言編程、單片機技術初步、電子線路CAD、PLC編程基礎等主干課程)。
(3)專業技術課程模塊。該模塊是專業核心,體現專業定位、專業特色與學科發展建設方向。包括可再生能源與風光發電子模塊(課程主要有新能源發電系統安裝與設計、先進能源技術與風力發電原理)、節能照明子模塊(開關電源與LED驅動技術、現代平面顯示技術、LED照明工程與施工)兩大必修子模塊。選修課設置主要體現專業前沿與行業發展方向,課程主要有:前沿知識講座、嵌入式系統設計、電動機與控制原理、ERP軟件應用、創新方法概論等。
(4)專業實踐教學模塊。專業實踐課程是培養學生解決實際工程問題的平臺,是理論學習和創造性研究、開發、設計的結合點。因此,實踐教學成為三年教學進程的主線之一,實施“全過程、遞進式”培養,學生從入學就開始行業企業參觀調研和現場工作實踐,激發學生的專業興趣與專業技能。主要內容包括電子產品制造工藝實訓、電子線路CAD實訓、社會實踐、開關電源與LED驅動課程產品設計、新能源發電系統安裝與維護實訓、頂崗實習與畢業設計等。
新能源應用技術作為近幾年來發展起來的新興專業,是多學科結合的交叉性、邊緣性專業。因此,在制訂教學計劃和教學大綱時,要抓住重點核心課程,逐步形成本校的特色優勢,并在實踐中不斷對教學計劃、大綱進行補充、完善和修正。
4.師資隊伍、實驗室、教材、校外實訓基地建設
師資隊伍建設是新專業創辦的重點,學校在新能源發電系統設計、照明工程與施工等方面的師資缺乏;在施工、統計、營運、維護等方面的師資力量較弱;在電子產品制造工藝、生產運營管理、通信技術、電氣自動化控制、電子信息等方面有較強的基礎。我們用引進和培養相結合的方法,合理調配全校的師資力量,積極從企事業單位聘請兼職教師,將新專業的師資增加了8人,老中青結合,高中初級職稱搭配,改善師資結構,形成師資梯隊,為新專業建設打好了基礎。
實驗室是人才培養、實驗教學、科技創新、校企合作和對外交流的窗口之一。本專業實驗場所面積較為充足,實驗環境良好,學校為支持新專業建設,投入資金300多萬元,新建開關電源與LED驅動技術實驗室、新能源發電技術實訓室,加上原有的PLC技術實訓室、電子電工技術實驗室、電子產品制造工藝實訓室、電動機控制技術實驗室等,形成了完善的校內實驗教學體系。大部分專業課程都在實驗室上課,采用理實一體化的教學方式。這些措施為實驗教學奠定了堅實的基礎。
校外實訓基地建設是高職建立良性互動校企合作關系的重要舞臺。本專業的校外實訓基地,以企業為主導,建立了有效完善的管理機制。一是聯絡人制度。配備專任教師作為校外實訓基地聯絡人,負責雙方溝通,同時利用學校資源,整合多學科力量幫助解決企業新產品的研發、設計、生產問題,攻關各類技術難題等。二是校企合作機構設置。成立專業教學指導委員會,聘請企業兼職教師,共同開發教學資源,共享學校與企業實驗與生產設備資源,選送專業教師到企業頂崗實踐,確保教學內容與企業需求的無縫銜接。三是創建教、學、做一體化課堂。實現智力因素與生產要素、教學環境與現場工作環境的有機結合,突出學生實踐能力和就業能力的培訓,密切學校與企事業單位、就業市場的雙向聯系,發揮企業頂崗實習對改善就業的促進作用。本專業先后與彩虹集團佛山平板顯示有限公司、美的照明、國星光電、高迅電子、海信多媒體、盈科電子等多家大中型企業建立合作關系,設立了學生校外實訓基地。
5.科研與校企產學研合作
新專業的發展壯大,高職專業品牌的確立,培養品質的提升,取決于參與及服務于行業的程度,取決于專業在行業的科研技術實力與地位。在建設過程中,我們努力貼近行業需求,提供技術支持,營造技術優勢,以此提升行業水平,增強行業競爭力,并為自身資源擴展、實訓基地建設、學生就業和職業規劃,贏得生機與活力。以服務區域經濟建設為宗旨,逐步實現三個領先――“實驗條件領先,技術水平領先,教學方法領先”,實現教育資源與區域經濟的整合,增強對區域經濟發展的輻射力和貢獻率,拓寬發展空間。加強新專業的教學與科研工作與行業企業的結合,積極申報產學研合作項目。成立專家指導委員會,參與教學計劃的制訂、運行和質量評估工作,反饋畢業生在企業就業的情況。以邏輯線索和市場性需求線索為依據,建立起實踐教學基地和就業基地。
新專業建設需要解決的核心問題及其相互關系,如圖1所示。
圖1 新專業建設的核心問題及其相互關系
二、創建新專業的資源整合
1.教學資源整合
新專業的建設離不開其他相關專業的支撐。學校電子與信息工程系通信技術、電氣自動化、智能家電、應用電子技術等專業都有10年以上的發展歷史,這為新學科的發展創造了良好的條件。
2.部門協調
新專業的創建是一項系統工程,是各職能部門的共同任務,離不開學校各職能部門的共同支持。以科研工作為例,可以圍繞新能源應用技術專業所涉及的領域,組織協調相關學科專業,如機電工程、電氣自動化、計算機、控制、通訊、經濟管理等,以光伏發電系統設計安裝,LED照明系統設計安裝,太陽能路燈系統的生產、管理、通信、設計、監控等為研究重點,發揮特色優勢,在為新專業創建服務的同時,為學校的科技工作培育出新的增長點。低碳經濟的迅速發展,給新能源應用技術專業建設帶來了良好的機遇,也對科技處的組織、協調等工作提出了新的挑戰。新專業建設涉及教務處、人事處、科技處、學生工作與就業指導處、高職研究所、圖書館等職能部門的工作,需要在學校的統一部署下,把握新專業建設的總體思路,把新專業建設作為一項重點工作,為新專業建設創造良好的環境。同時,新專業建設是一項長期、艱巨、循序漸進的工作,需要銳意進取,腳踏實地。
三、專業建設的特色形成
1.課堂教學改革及評價體系的建立
高職培養的不僅僅是技術專家,而且是能在現代企業中,適應現代組織管理模式和市場運行機制,能夠從事產品研發、制造、管理的各類工程師(如PE產品工程師、FE設備工程師、QE品質工程師等),更進一步,是具有社會責任感的現代工程人才與社會文明的傳承者和創造者。因此,在教育過程中,我們對學生的考核要改變傳統的一考定天下的做法,結合現代質量管理體系的思維,設計精細量化的質量標準,用數據說話,用類似ISO的指標體系控制教育質量,同時保持學生的個性化、多樣性、創造性與精神性仍是評價體系追求的目標。
2.通用技能的培養
有效溝通、解決問題、自主學習、有效團隊工作、管理時間以及責任感、變化的適應性和職業道德等特質通常被描述為通用技能,這些技能成為工作績效的基礎,成為職業發展的需要和終身學習的根本。目前,通用技能越來越受到用人單位和社會的廣泛重視。21世紀競爭和變化的工作環境對勞動者有非常顯著的意義。許多對美國、英國和澳大利亞等國的勞動力市場的調查表明,用人單位更需要這些通用技能以適應不斷發展的科技與制造工藝。高職教育不僅僅要停留在工作和職業技能的層面上,在職業教育的人才培養理念和框架中,要更加重視培養學生的社會責任感和服務社會的意識;其次是培養學生在日益激烈的競爭和不斷變化的工作環境中能夠生存和取勝的通用技能(比如,禮儀、溝通、創新、團隊、外語、自學能力
等等)。
四、結束語
本文總結了筆者學校在創辦新能源應用技術新專業過程中的一些經驗體會,分析了新專業建設過程需要解決的一些核心問題,對其他院校的新專業創建有一定的借鑒作用。高職教育專業建設既要適應經濟發展的需求,也要辦出水平,辦出特色,集合教育教學、科研、社會服務、文化傳承與傳播等等功能;新專業的創辦要在統一認識的基礎上,進行系統化建設,以教育培訓為基礎,以科技開發為支撐,以技術提升為重點,實現產、學、研的深層次緊密合作,從而贏得良好的就業市場、廣闊的發展空間和廣泛的社會贊譽。
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