时间：2023-03-16 15:39:29
导语：在电气工程导论论文的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
关键词：创新人才；电气工程；课程改革；教学改革
作者简介：李俊峰（1978-），男，河南南阳人，浙江理工大学机械与自动控制学院，副教授；潘海鹏（1965-），男，河南濮阳人，浙江理工大学机械与自动控制学院，教授。（浙江 杭州 310018）
基金项目：本文系2009年浙江理工大学电气工程及其自动化新专业建设项目（项目编号：xzy200905）、2012年浙江理工大学电气工程系列课程建设项目（项目编号：XLKC1203）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）05-0059-03
随着社会的发展，其对学生的能力、素质要求越来越高，《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》又一次明确要求学校在人才培养上坚持“德育为先，能力为重，全面发展”。[1]目前，我国高等教育长期形成的以传承知识为中心的观念使教师注重传授知识，忽视工程能力，使学生满足于对知识的学习和记忆，注重模仿和重复以应付考试，缺乏解决实际问题的能力和创新能力。社会更看重的是学生的工程应用能力与创新能力，而对学生能力素质的培养需要相适应的培养方案、课程体系。[2-4]
浙江理工大学（以下简称“本校”）电气工程及其自动化专业2009年经教育部批准开始招生，本校的电气专业主要有两个培养方向：电机与电器和电力系统自动化。由于是新专业，这两个方向并没有严格分开，也就是说，这两个方向的课程学生都要学习。与国内清华大学、上海交通大学、西安交通大学、浙江大学及东南大学等高校的电气专业相比，本校的电气专业刚起步，办学经验不足，专业建设更处于较低水平。为了避免电气专业学生在起步阶段与其他名校学生拉开差距，本校汲取其他高校在电气专业办学上的经验和长处，结合该专业的培养目标及培养特色，开展面向工程创新人才培养的“电气工程”系列课程建设，这对电气新专业的建设将起到举足轻重的作用。
一、建立教授为首的系列课程
本校以实际工程为背景，以工程素质和工程创新能力培养为目的，构建电气工程及其自动化专业的知识体系和课程体系。电气工程系列课程主要包括电力电子与电气传动、电力系统自动化、嵌入式系统及自动控制四个系列课程。电力电子与电气传动系列课程包含的课程有“电机及电力拖动基础”、“电力电子技术”、“电机设计”、“运动控制系统”、“MATLAB与系统仿真”及“电气传动大型综合设计”；电力系统自动化系列课程包含的课程有“电力系统分析”、“继电保护技术”、“电力系统自动化”、“高电压工程”、“供变电技术”及“建筑电气与自动化”；嵌入式系统系列课程包含的课程有“单片机原理与应用”、“电源技术”、“ARM嵌入式系统技术及应用”、“现场总线技术”、“DSP技术及应用”及“单片机原理与应用”课程设计；自动控制系列课程包含的课程有“自动控制原理”、“现代控制理论”、“智能控制导论”、“计算机控制技术”、“纺织电气控制”及“控制系统组态设计”。
以本校电力系统自动化系列课程建设为例，探讨一下电力系统自动化系列课程的改革情况以及建设特色、建设成效。
二、系列课程建设改革
1.加强教学队伍的建设
为了建设电力系统自动化系列课程，保证教学质量，提高教学水平，不断深化教学体系和教学内容的改革，本校建立了一个电力系统自动化课程教学团队。该教学团队共有教师9人，其中教授2人（博士生导师1名），副教授5人，讲师2人；具有博士学位6人，在读博士1人；45周岁以上2人，其余均为35周岁以下的青年教师。成员学历与职称层次高，年龄、知识、学缘结构合理，团队意识强，合作出色，另外，还聘请了5名相关专业指导教师。
电力系统自动化系列课程建设组的职责、功能、任务是：制定课程体系；整合课程内容；修订教学大纲；相互随课堂听课；开展教改和教学法研究；规划和编写教材建设；教学与检查实验；培养青年教师。
2.教学内容与课程体系改革
（1）课程体系科学化。以电力系统分析精品课程的建设为龙头，按照整体优化、突出特色的原则，围绕本校纺织电气特色，形成一整套科学的、具有鲜明特色的专业课程体系和建立一套适应性更强的“421”全方位教学新体系，即通过理论教学、CAI技术、实践教学、参与科研等环节，促进教学质量和教师学术水平的提高，最终促进学科建设的发展。而学科建设的发展是否达到预定目标，还要和预定目标进行比较，根据比较结果改进教学方法与手段保证目标的实现。同时，根据各课程之间的内容衔接完善现有教学计划，从时间上顺序相连，从内容上环环相扣，使课程体系科学化。
（2）教学内容现代化。根据本校电气工程及其自动化专业的培养目标和特色，修订面向21世纪、科学合理、严格规范的电气工程系列课程教学大纲和教学方案，更新教学内容，使教学内容现代化；选用面向21世纪课程教材、“十一五”国家级规划教材或国家级优秀教材等，注重教材的先进性与前瞻性；讲课时引入教师科研中运用的新技术、新方法、新设备等，使学生不仅能够掌握基础理论与实际应用，而且能够关注学科前沿。
3.实验（实践）教学的改革与建设
电气工程及其自动化专业是工科专业，培养的是工程人才，必须以工程实践为基础，以实践作为立足的根本。[5]目前，本校电气工程专业开设的实验都是验证性的实验，学生只要按照实验指导书上的实验步骤按部就班地操作就可完成实验。但是，电力安全生产具有一定的特殊性和重要性，对于电气设备的操作、电气设备事故和异常情况分析处理等电力生产运行的主要内容，需要学生动手操作，要求学生有工程实践体验，不能只纸上谈兵。基于以上的认识，本校在以下几个方面进行了改革和建设：
（1）根据电气工程行业特点结合本校的实际情况，通过软、硬件开发改造实践教学平台，使实验过程接近于实际的工作环境，为课程设计、毕业设计和学生科技创新提供一个良好的实践场所。
（2）开发电力系统分析实验平台，精心设计实验教学内容并修订实验指导书，增加创新性、综合性、设计性实验的内容。综合性实验要体现专业课程间的整体性和连贯性，打破单个课程进行实践教学的界限，实现一体化实践教学体系。例如在“微机保护”实践教学中，可以综合“单片机原理”、“电力系统分析”、“电力系统调度自动化”、“电力系统仿真”等多门课程知识。此外，鼓励学生积极参与实验室的建设和设备开发，综合训练学生的自学能力、独立思考能力、实践动手能力及对所学知识的综合应用能力等，提高学生的科技创新能力。
（3）选择教师科研过程中的生产实践问题作为教学案例，使学生将实践教学与工业现场相结合，从而锻炼学生解决生产实际问题的能力，同时可以为生产企业提供技术支持。
（4）编写电气工程大型课程设计任务书，课程设计来自教师的工程设计课题，与实际应用相结合。例如35kV或110kV变电站的设计等，让学生通过大型课程设计，熟练掌握变电所设计主要内容及设计流程，把电气工程系列课程知识串在一起，形成系统化，使学生得到一次综合性应用锻炼，有利于他们对知识的掌握、巩固、以及对知识的综合应用。同时将课程实验、毕业设计、课程设计、科研实训多个环节相结合，充实教学内容和提高教学效果及本科生毕业设计质量。
（5）对学生开放实验室，开展预约实验、兴趣实验，力争实现网上实验。这个开放包括两个方面：一是实验时间开放，实验室安排一个时段完成某一个或某一类实验，由学生自己来预约实验时间和实验内容；二是实验内容开放，即实验指导书只提出实验的基本要求，由学生自己来设计实验的具体内容、步骤和实验线路。
（6）利用MATLAB电力系统仿真工具箱开发潮流计算软件、负荷计算软件、短路电流计算软件、微机保护算法等，搭建电力系统仿真平台，进行电力系统各种短路、变压器励磁涌流、变压器保护、线路保护等各种仿真研究。并将开发的各种软件移植到电力系统自动化实验装置中，检验这些软件和算法的实用性。
4.教学方法与手段的改进
（1）提问式教学与启发式教学相结合。在课堂教学中，应以教师为主导，学生为主体。学生可以自由发表意见，对有见地的学生发言要充分肯定，鼓励创新思维，鼓励个性发展。对理解有失偏颇甚至理解错误的学生，不要挫伤他们的学习积极性，要给以鼓励，给予正确引导。教师要潜心研究、精心备课，做好课堂教学策划，营造一个和谐宽松的课堂氛围，让学生怀着轻松愉快的心情参与学习，调动学生学习专业知识的兴趣和学习的主动性；教师结合课题进行案例分析，把研究性学习的方法贯穿在专业课程的教学中。
（2）互动式教学与讨论式教学相结合。在课堂教学中，教师充分调动起学生“参与”的兴趣，引导学生积极思考并提出问题和解决问题，与学生形成互动。此外，在教学结束时，教师可以给学生提出一些问题，让学生在课外准备，留作下次课进行讨论。学生为了准备这些问题，事先必须对本章节进行学习，查阅相关资料。这种方法促使学生积极地思考，提高学生的自学能力和创新意识。
（3）多媒体教学与传统教学方法相结合。多媒体教学具有信息量大、速度快、图文并茂、声形相应、生动逼真等特点，可以使教学过程更加生动、直观，使学生全方位地接受信息。例如，继电保护的动作过程、控制回路的动作过程、高压电器的工作原理等内容都可以开发和制作成FLASH动画，教师在讲课过程中反复操作，既可以吸引学生又使该内容容易被学生接受。但是，多媒体教学也有不足之处，例如会使学生来不及记笔记，或为记笔记而不注意听课。课堂上全部采用多媒体教学，效果往往也不理想。因此，可以将多媒体教学与传统的理论教学结合起来，一方面通过多媒体让学生了解更多的知识，扩大信息量；另一方面，学生也可向教师直接提问，形成互动以解决学生在学习过程中遇到的问题。
（4）充分利用网络。目前，本校已经开通了无线上网功能，学生可以非常方便地通过手机等在校园和生活区上网，这为加强教师与学生的互动提供了条件。学生有问题时可以利用网络将问题发往邮箱，教师通过回复邮件来解答学生的问题；此外本校建立了4A网络教学平台，“电力系统分析”、“供变电技术”等已经申请了网络课程，学生可以在课程网站直接下载许多学习资源。教师也可以通过“网上答疑”系统与学生在线交流，解答学生的疑问，探讨共同关心的问题，了解学生的学习和其他方面的动态，及时调整教学方法和进度。
（5）教学与科研互动。本校提倡“双师制”教学模式，将理论讲解和工程实践相结合。以教学带科研，以科研促教学，实现教学科研双赢。
（6）采用案例教学、现场教学。采用现场教学手段不仅使教学内容形象化而且可以加大教学信息量，使学生能以工程为背景，理论联系实际，加探对知识的掌握，做到学以致用。
（7）数字虚拟实验。随着电力系统的发展，现有的纯物理的动模实验室已经难以满足现代电力系统实验教学要求；而且，本校电气工程及其自动化专业是新专业，实验仪器数量不足，实验场地和教学经费有限。数字虚拟实验可以使学生在计算机上仿真电力系统的各种稳态和暂态过程，例如利用LabVIEW中的Prony分析工具对三相短路电流进行分析，得到各个模态的信息。此外，出于安全性的要求，很难将纯物理的实验做到开放性和设计性，数字虚拟实验可以实现实验的开放性和设计性，对于培养学生的实践能力、创新意识和创新能力大有裨益。
5.考试改革
学校应注重对学生平时学习状况与效果的考查，将其按适当比例计入期末总成绩，其中卷面考查占50%，综合性、设计性实验占20%，平时成绩占10%，案例分析占10%，机动奖励分（、参与项目）占10%。逐步实现教、考、评分离，使考试更加科学、规范、公平。考核方式采用多元综合考查法，同时鼓励学生参与教师的项目，发表研究论文。
6.教材建设
教材编写必须整体考虑系统性和学习的渐进性。教材与课程以及与课程体系乃至知识体系密不可分，因此在编写教材时必须要注重教材与课程、课程与课程体系、课程体系与知识体系的衔接。本校相关课程组针对电气工程及其自动化专业培养目标和特色，结合电气工程系列课程建设情况，编写了《电力系统综合实验原理与指导》实验教材一部。内容涵盖“电力系统分析”、“电力系统自动化”、“电力系统继电保护”、“电力系统分析”“供变电技术”、“建筑电气与自动化”等课程的主要实验项目、实验原理和实验方法，增加设计性、综合性及创新性实验内容，并计划出版一本符合本校电气工程及其自动化专业特点与定位的《电力系统综合自动化》教材。
7.教学文件的制订与完善
这一环节由相关部门辅助完成，主要包括：修订教学计划、教学大纲，突出实践性环节；制定实践教学的各项规章制度，对教学过程实施动态监控，建立实践教学的质量评价指标体系，定期由教师和学生填写，对检查的结果进行分析和综合并形成反馈，再根据反馈的信息调整教学计划，以此形成良性循环；将教学大纲、教学计划、教学日历等相关教学文件装订成册，规范管理。
三、结束语
本系列课程的建设通过“优化理论课程、强化实践环节”，形成一系列颇具特色的教学理念、内容、方法和手段。主要课程教学特色如下：进行了理论课程的优化重组，形成了课内研究型授课方法、课外自选研究专题、数字化实验平台、研究型实验等系列研究性教学方法。总结和补充国内外科研重大成果和学科前沿；加强实践教学环节的作用，通过建设可由以前单一的基础性实验模式发展为基础实验、设计型实验及综合开发型实验，并对综合设计型、创新型实验实行开放式教学；综合运用多媒体课件、Flas、数字化实验新技术等多种现代化教学手段。突出网络教学特色，可实现网上课件演示、习题提交解答、制定网上学习活动等，对加强教学效果，激发学生的学习热情，将起到积极的促进作用；建立实验教学网站、构建网络实验教学平台，推进学生自主学习、合作学习、研究性学习的实验教学新模式；将教师的最新的科研成果转化为教学资源，开发先进的电力系统动模数字化实验平台，同时教学研究也可以带动科学研究，促进数字化实验平台的研究。
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【关键词】智能电网 新能源 原动力 智能电网技术
1 背景
随着传统能源的枯竭和环境的恶化，全世界逐步达成共识，要大力开发新技术，使用清洁能源。各种能源最终以电能的形式被人们使用，电力行业对于节能减排至关重要。同时人们开始思考如何提高大电网的安全性稳定性并使电网具有坚强和自愈的特性。智能电网是21世纪重大科技创新和发展趋势，相比于传统电网，智能电网可以提高电网效率，提高能源安全，改善电能质量，提高电网的稳定性与安全性，完善电力市场，促进社会经济发展，实现低碳环保可持续发展。与此同时，现代通信、信息、计算机、微电子和电力电子技术的迅速发展并引入电网应用，为电网自动化提供了有力工具。
2 智能电网的概念和特点
2.1 智能电网的概念
智能电网不是一个单独的设备、应用、系统或网络，甚至不是一个单独的理念。对于什么是智能电网这个问题，学术上没有一个统一的定义。美国能源部和电力公司普遍遵循一个主题：智能电网利用通信技术和信息技术来优化从供应者到消费者的电力传输和配电。图1所示为智能电网的基本概念。
天津大学余贻鑫认为：智能电网是自动的和广泛分布的能量交换网络，它具有电力和信息双向流动的特点，同时它能够监测从发电厂到用户电器之间的所有元件，它将分布式计算和提供实时信息的通信的优越性用于电网，并使之能够维持设备层面上即时的供需平衡。
2.2 智能电网的特点
目前国际上对智能电网的特点基本达成共识，即自愈、安全、兼容、交互、协调、高效、优质集成等。
2.2.1 坚强和智能是现代智能电网发展的本质
坚强意味着电网具有很强的安全性，稳定性，有极强的抵御风险的能力。智能意味着高度自动化和自愈能力。
2.2.2 自愈
对电网的运行状态进行连续的在线自我评估，并采取预防性的控制手段，消除故障隐患；故障发生时，在没有或少量人工干预下，能够快速隔离故障、自我恢复。
2.2.3 互动
使电力供应商与消费者建立实时信息联系，及时向用户通知电价、停电消息以及其他一些服务信息，而用户也可以将自己的用电计划及时反馈给供应商，平衡供需关系，有力于电网稳定性。同时通过市场交易激励电力市场主体参与电网安全管理，提升电力系统的安全运行水平。
2.2.4 优质电能供应
用户对电能质量越来越重视。智能电网可以根据不同的电力价格提供不同等级的电能。随着电力电子技术、测控技术和通信技术的发展，智能电网可以实现电能质量问题的快速诊断和解决方案，对于线路故障等故障引起的质量波动，它的高级组件可以使用最新的超导、储能、电力电子等方面的研究成果提高电能质量。
2.2.5 兼容各种发电和储能系统
智能电网不仅可以兼容大规模集中式的电厂，还将兼容不断增多的分布式能源（DER）。分布式能源包括分布式电源和储能。表1显示了分布式发电与传统发电单元的关键差异。
2.2.6 活跃市场
智能电网对电力市场有推进作用。智能电网实现了用户与供电商“双向通信”和“双向电力传输”，使普通用户参与进电力市场，甚至有部分用户可实现自给自足。智能电网为实时电力市场提供完善的技术，发电侧与用户的互动性增强，电网的运行效率更高。可以吸引更多的电力市场参与者，分散市场风险，使电力生产、输送、销售等环节更高效，更公平。同时消费者通过与生产商的“双向通信”可以获得实时电价，制定用电计划并反馈给供电商，使电力市场价格更合理。
3 智能电网的驱动因素
建设智能电网的价值和效益是综合的，如图2所示，主要包括以下方面：
（1）改善系统可靠性。
（2）改善电网可信赖性。
（3）改善电网运行的经济性。
（4）改善电网运营效率。
3.1能源需求不断增加
全世界正面对着人口不断增加和不可再生能源不断递减的严峻挑战。目前的传统能源只够维持几十年到200年之间，图3所示为不断减少的能源。能源是经济社会发展的保证，从国家层面上讲，必须提高能源利用效率，走能源更安全，环境更友好的道路。新世纪以来电能成为越来越重要的能源，中国电能占终端能源消费的比重每提高1个百分点，单位GDP能耗可下降4%。我们必须处理好可靠的能源供给、环境的可持续发展以及经济的不断发展之间的矛盾。智能电网可以实现安全、高效、清洁的能源目标。
3.2 电网复杂度越来越高
随着电力系统的范围和复杂度的不断增加，各个电力系统之间的互连也更加迫切。为了降低大规模电力系统发生故障的可能性，对电网的安全性，稳定性提出了新的更高的要求，要求用更加智能化的电力系统来满足不断发展的电力需求。2003年美国东北地区大停电引起全世界的关注，这场停电给该区域造成了约60亿美元的损失。这场停电充分反映了大规模电网的脆弱性。智能电网通过实时采集数据，经过数据优化分析完成自我诊断，采取预防性控制，极大的保证电力的可靠运行。
3.3 电力用户的需要
电力用户对电网的可靠性和电能质量提出越来越高的要求。建设智能电网后，电网可靠性和电能质量将会有很大的提高。智能电网的高可靠性不仅可以减小未来停电事故发生的频率，还能使电网从事故中更快的恢复。
3.4 分布式能源（DER）的接入
智能电网将允许不同类型的发电及储能系统接入电网，分布式发电（DER）有利于高效的连接发电侧和用户侧，使双方同时参与电力系统的优化运行，同时可以摆脱对单一能源的依赖，提高电网可靠性。风能和太阳能是目前大力发展的清洁能源，它们具有间歇性，无法预测。大规模风电和太阳发电的接入给电网安全稳定运行带来极大的挑战，也极大的制约了它们的并网。智能电网技术可提高电网管理大规模间接性可再生能源发电的能力，对间歇性能源发电的峰和谷作出即刻的反应，从而吸纳更多的可再生能源。
4 构建智能电网的技术体系
智能电网主要由4部分构成：高级量测体系（AMI）；高级配电体系（ADO）；高级输电体系（ATO）；高级资产管理（AAM）。智能电网4个部分之间是密切相关的，表现在以下方面：
（1） AMI同用户建立通信联系提供带时标的系统信息。
（2）ADO使用AMI的通信收集配电信息改善配电运行。
（3） ATO使用ADO信息改善输电系统运行和管理输电阻塞，使用AMI让用户能够访问市场。
（4） AAM使用AMI，ADO和ATO的信息与控制改善运行效率和资产使用。综合文献，图4表示了智能电网技术组成。
4.1 高级量测体系（AMI）
智能电网按一定顺序建设可以降低成本，减小难度。一般把AMI视为实现智能电网的第一步。AMI不是一个独立的技术体系，它包括家庭网络系统，智能表计，本地通信网络，连接电力公司数据中心的通信网络，表计数据管理系统和数据集成平台。智能表计可将耗能情况和电网实时信息传给本地用户，电力公司利用AMI的历史数据和实时数据来帮助优化电网运行。AMI通过网络将电网、用户、电商联成一个整体，是用户直接参与到电力市场的同时，也将大力提高电力企业的运行机制。
4.2 高级配电体系（ADO）
通常110kV及以下电力网络属于配电网络，配电网络直接面向用电用户，是保证电网运行稳定，电能质量和提高运行效率的关键环节。我国要实现智能电网的要求，智能配电要重点研究。ADO的技术组成主要包括：高级配电自动化、智能通用变压器、DER运行、微网运行和需求响应。ATO具有自愈和不间断供电功能；将设备进行可视化管理，为运行人员调度决策提供技术支持；实现与用户的双向互动；实施状态检修与在线监测，延长设备寿命。
4.3 高级输电体系（ATO）
ATO强调阻塞管理和降低大规模停运的风险，通过新型电力电子装置和超导研发装置研发实现优化电力系统的运行参数或网络参数，提高交流电力系统线路的输电能力。其技术组成主要有：（1）变电站自动化；（2）输电的地理信息系统；（3）广域量测系统；（4）高速信息处理；（5）高级保护与控制；（6）模拟、仿真和可视化工具；（7）高级的输电网络元件，如电力电子(灵活交流输电，固态开关等)、先进的导体和超导装置；（8）先进的区域电网运行。
4.4 高级资产管理（AAM）
AAM是智能电网主要技术之一，功能包括优化资产使用运行、输配电网规、基于条件的维修、工程设计与建造、顾客服务、工作与资产管理及模拟仿真。实现AAM需要在系统中装设大量可以提供系统参数和设备“健康”状况的高级传感器。AAM的应用使电力资产时刻处于最佳工作状态，从而对电力资产的优化和科学管理起到积极作用。
5 智能电网的关键技术
实现智能电网，需要研发和应用一系列技术。综合文献，这些技术可以被归纳为以下5个关键技术领域：
（1）集成通信。
（2）传感与测量
（3）高级电力设施
（4）高级控制方法
（5）决策支持。
5.1 集成通信
集成通信技术是5个关键技术中的基础，也是整个智能电网所必须的。集成通信技术包括：（1）电力宽频通信。（2）无线通信技术。（3）其它通信技术。
5.2 传感与测量
5.2.1 智能电表
智能电表既可以收集，检测信息，又可以作为连接供电侧和用电侧的桥梁。在智能电网架构下，要求智能电表具有实时计量的功能，以提供带时标的电量信息，为电网高效节能管理提供了有用的实时信息，同时也要求它具有双向通信的功能
5.2.2 广域测量系统（WAMS）
广域测量系统是由基于全球定位系统（GPS）的同步相量测量装置PMU 群及其通信系统组成。它可以动态地测量和计算电力系统的运行状态相量和发电机功角。
5.2.3 电网设备的在线监测
该技术包括电气量以及非电气量的监测。采用先进的传感器通过对以上各状态量的监视，可完成电网设备的在线诊断，为实施电网设备的状态检修和管理提供必要的信息。
5.3 高级电力设施
高级电力设施在电网中起着非常重要的作用，可以实现更高输电容量、更优系统稳定性和电能质量、增强电力效率和实时的系统诊断。高级电力设施主要包括：（1）电力电子装置；（2）超导装置；（3）分布式发电及储能装置；（4）电网友好型装置等。
5.4 高级控制方法
现代控制理论、优化理论和人工智能技术在控制领域的综合应用形成了先进的控制技术。高级控制方法是用来分析、诊断和预测智能电网状况的装置和算法，并决策和采取合适正确的动作去排除、缓解或者避免电力短缺和电能质量问题。
5.5 决策支持
很多情况下，给予管理人员思考的时间是很少的。管理人员需要实时的电力设备信息和工具来快速做出决定。决策支持系统可识别和确定电网中的实时问题及发展趋势，然后运用知识库和科学推理方法进行分析，以提出解决问题和决策支持的方案，并将相应的系统情况、多种选择以及每种选择的可行性等展示给运行人员。
6 结语
智能电网在世界范围内尚属于新生事物，不同国家具有不同的现实情况和关注焦点，因而发展的重点也有所不同。但智能电网在世界范围内已成为电网发展的总趋势，同传统电网相比智能电网具有更宽广的安全稳定分析与控制，可以利用的信息更多更准确。它可以保证电力系统高安全、高可靠、高质量、高效率和电力价格合理，提高国家的能源安全和环境保护。
我国智能电网的发展应立足于国情需要，制定一个适合中国国情的目标，以便少走弯路，尽快实现智能电网的目标。欧美国家将重点放在发展智能配电网上，而我国在重视ATO的同时，也应对AMI、ADO和AAM予以足够的重视。考虑到新能源发电的特点及其发展远景, 我国也应该把新能源的利用作为我国智能电网发展的重心。
参 考 文 献
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作者简介
李昂（1994-），男，山东省菏泽市人。现就读于四川大学大学电气信息学院。专业为电气工程及其自动化。
赵彦一（1993-），男，辽宁省鞍山市人。现就读于四川大学大学电气信息学院。专业为电气工程及其自动化。
刘博文（1992-），男，北京市人。现就读于四川大学大学电气信息学院。专业为电气工程及其自动化。
〔关键词〕合著网络；中心性；子群；结构洞
〔中图分类号〕G250.252 〔文献标识码〕A 〔文章编号〕1008-0821（2012）10-0153-06
随着科学和科学劳动的社会化以及学科专业化程度提高，不同学科之间、领域、学者之间的合作日益广泛化、密切化，科研合作日趋频繁。反映在科学论文中，则是学者之间的合著现象越来越多，规模越来越大。所以研究合著现象对于了解学科领域概况是必要的。
国外关于合著现象的研究大部分以构建跨学科、跨领域的合著网络为基础，进行网络特征及对比分析。Yoshikane，F.从合作模式的增长和改变两个角度对比分析了电气工程、信息处理、高分子及生物化学4个领域的合著网络变化[1]；Sun，Y.从学术出版物的合著角度研究了日本工业和高校之间合作的状态和趋势[2]；Newman，M.E.J.基于生物学，物理学，数学的数据，各自构建了网络，通过研究网络来解释合作模式，例如合作的规模、著者之间的距离、合作模式随时间的变化等[3]。国内研究以期刊为对象，选取某一学科领域为研究范围（科学学、图书情报、管理信息系统等），采用文献计量学的方法，主要关注合著网络的结构特征，陈悦、刘泽渊等通过合著率变化趋势、合著者年龄结构和合著地域分布等分析了中国管理科学的合著现象[4]；温芳芳、李佳靓等选取情报学的五种核心期刊从合著率、合作度、合作范围以及不同作者数的论文分布情况等几个角度对合著网络进行了分析[5]。经过文献分析，我们发现国内外的研究差距不大，只是研究角度略微不同，国外的研究具有更广阔的视野，而国内比较微观。虽然关于合著现象研究角度各异，但目的不尽相同，都是探索学科发展趋势，为知识共享提供便利。究其本质合著就是研究者为了生产新的科学知识这一共同目的而一起工作，所以要研究合著现象，就是研究作者之间的关系。而社会网络分析方法（Social Network Analysis，简称SNA）正是对社会网络中行为者之间的关系以及关系的结构进行量化研究，以研究关系见长的一种方法。本文拟采用社会网络分析法分析《中国图书馆学报》著者的合著现象。
1 数据来源与方法介绍
1.1 数据来源
本文选择南京大学中国社会科学研究评价中心的数据库中文社会科学引文索引（CSSCI）。该数据库收录的文献时间范围为1998-2011年，所以仅选用1998-2011年的数据。1998-2011年《中国图书馆学报》共刊载论文1 984篇，合著文献752篇。图1是1998-2011年《中国图书馆学报》刊载论文数量及合著率的变化趋势。可以看出，虽然文献量的变化呈现倒“U”型，但从总体看合著率呈现上升趋势。
1.2 研究方法概述
社会网络研究发端于上世纪二三十年代英国人类学的研究，其基本事实是每个行动者都与其它行动者有或多或少的联系，社会网络分析就是要建立这些关系的模型，力图描述群体关系的结构，研究这种结构对群体功能或者群体内部个体的影响[6]。美国社会心理学家Moreno创立的社会测量法为社会网络分析奠定计量分析基础。发展至今，社会网络分析已经被广泛的用于社会关系挖掘、支配类型发现（关键因素）以及信息流跟踪，通过社会网络信息来判断和解释信息行为和信息态度。而且作为一种跨学科的研究方法，在多学科的共同努力之下，使得社会网络分析从一种隐喻成为一种现实的研究范式[7]。
所谓“社会网络”指的是社会行动者及其间的关系的集合[8]。而社会网络分析（Social Network Analysis，简称SNA）就是要对社会网络中行为者之间的关系进行量化研究，是社会网络理论中的一个具体工具[9]。社会网络有两种表示方法：图论法和矩阵法。图论法是利用图论的概念，在网络图中，节点表示社会行动者，而节点之间的连线表示社会行动者之间的关系。矩阵法是在矩阵中，行和列表示社会行动者，而矩阵元素值表示社会行动者之间的关系。
本文在构建合著网络时，用1、2等数字表示两位作者之间的合著次数，用0表示两位作者之间不存在合著关系。在1 984篇论文中，删除1 232篇独立完成的文献，是孤立的点，因此在构建合著网络时排除这1 232篇文献的著者，仅对752篇文献的著者构建合著网络。
1.2.1 社会网络分析法的分析角度
社会网络分析方法已经比较成熟，可以从多个不同的角度构建社会网络进行分析，包括中心性及中心势分析，成分、核、派系分析，网络中的位置及角色分析等。
（1）中心度和中心势
中心度（Centrality）是社会网络分析的重点之一，一些社会学家对中心度的形式特征以及测量进行了研究，出现了大量的中心度的概念，因此造成了一定的混乱，而“点度中心度”能够把大多数这种研究结合起来。所以在本文中心度指的是点度中心度（Point Centrality），测量的是个体处于网络中心的程度，反映了该点在网络中的重要性程度[10]。中心度包括局部中心度和整体中心度，局部中心点指的是该点在其紧邻的环境中与很多点有关联；总体中心点指的是该点在网络的总体结构上占据战略上的重要地位。局部中心度指的是局部某点对其邻点而言的相对重要性，而整体中心度指的是该点在整体网络中的战略重要性[11]。中心势（Centralization）是与中心度相关的一个概念，指的是作为一个整体的图的中心度，关注的是整个图的凝聚力和整合度。在中心势这个概念背后隐藏的是图的结构中心，它是中心化的图所围绕的一个点或者点集合[11]。根据计算方法的不同，中心度和中心势都可以分为3种：点度中心度/点度中心势，中间中心度/中间中心势，接近中心度/接近中心势。
（2）成分、核、派系
成分、核、派系都是对网络中子群的关注，在现实中随机网络是不可能存在的，网络中的成员之间总有亲疏远近，那么这些关系密切的行动者就形成了一个团体，这种团体可以是非正式组织也可以是正式组织。关于子群的各种理论不断涌现，例如“派系（Cliques）”、“聚类（Clusters）”、“成分（Components）”、“核（Cores）”、“圈子（Circles）”等。这些概念的本质是探讨图本身的结构特征，分析子图与子图之间的关系及子图内部各节点的关系。
（3）位置角色分析
在社会网络中假设群体的角色结构以及个体在群体中的位置，都可借助于体现关系的一组网络数据来加以测量。每个行动者都占据社会位置，那些具有相似关系模式的行动者在关系上是等价的，他们构成了一个等价的阶级，在网络中占有等价的位置，可以互换。位置分析的主要目的之一是简化社会网络资料包括依据等价性定义的位置去说明网络，并分析这些位置之间的关系。
本文将从这3个角度对构建的合著网络进行分析，具体选择了中心性、子群分析、结构洞分析。
1.2.2软件工具介绍
社会网络分析软件有多种，在国际社会网络分析网（INSNA）的网站以及中国社会科学院社会学研究所主办的中国社会学网都列出了一些常用的社会网络分析软件，主要包括：Inflow、Fatcat、Multinet、Pajek、Stocnet和Ucinet等。其中，Ucinet是研究者使用较多的社会网络分析软件。Ucinet是由borgatti、Everett和freeman开发的。他们3人在社会网络分析领域都取得了很大的成就。Ucinet是一个用来处理社会网络数据的软件包。它能读取多种不同形式的数据，如文本文件（text files）和Excel文件。它能处理的网络节点是32 767个，从实际操作来看，当节点数达到5 000～10 000之间时，一些程序的运行就会较慢。此外，该软件包有很强的矩阵分析功能，如矩阵代数和多元统计分析。Ucinet 6还集成了Netdraw、Pajek等，既可以识别Pajek的数据文件，同时可以绘制社会网络图表。Ucinet是一款开源的软件，本文主要使用此软件进行分析。
2 分析与结果
本文采用Ucinet软件对构建的合著网络分别进行中心性分析、子群分析和结构洞分析。下面简要列出分析结果并对其进行讨论。
2.1 中心性分析
2.1.1 点度中心性
Ucinet中进行点度中心性分析的菜单路径为 Network>Centrality>Degree。分析的结果如图3（部分）。
在上述结果中，第一列、第二列分别是绝对点度中心度和相对点度中心度。点度中心度就是节点中心度，指的是在网络中有多少个行动者与节点有关联。从结果中我们可以看出，点度中心度最高的是邱均平，其绝对点度中心度是30，表明其与网络中其他30个节点有直接联系，也就是说，邱均平曾与30位作者合著发表过文献。
对点度中心度排在前20的几位作者的发文量进行对比，由表1可见，两者具有相似性，说明发表文献越多的人与别人的合作越广泛。进一步分析合作论文发现，大部分的合作都是导师与研究生之间的合作，说明这种合作模式是目前主要的合作形式。除此之外，科研项目团队成员之间的合作也占有很大的比例。
2.1.2 中间中心性
在Ucinet中进行中间中心性分析的菜单路径是Network>Centrality>Betweenness>Nodes。分析的结果如图4（部分）。
中间中心性是指在网络中掌握比较多的资源的行动者，中间中心性越高表示占有的资源越多。可以看出，只有少数著者的中间中心性大于1，分别是邱均平、夏立新、王伟军等，他们占有了大部分的资源。同时，结果表明，68%的作者接近中心性为0，这些作者几乎不具备控制资源的能力。两者对比，可以发现在学科领域，学科资源掌握在少数人手里的，大部分的学者没有控制资源的能力。
2.2 子群分析
2.2.1 k-核分析
k-核分析是一个建立在点度数基础上的凝聚子群概念，在一个子图中每个点都至少与其他k个点邻接，即k-核中的所有点的度数至少为k，在具体的分析中可以通过调整k的大小形成不同的子群。在Ucinet中进行k-核分析的菜单路径为Network>Regions>K-core。分析的结果如图5（部分）。
可见在781个著者的合著关系中，可以进行5种分区，其度数分别为5，4，3，2，1。对于度数为5（即5-核）来说，它包含11个著者；度数为4的核（即4-核）中包含71个著者，其他的著者都集中在度数为3的核、度数为2的核、度数为1的核。说明大部分的著者都集中在度数比较低的子图中，他们之间的联系比较松散。
分析结果给出了上述5种k-核分区中包含的聚类数。可见，这4类分区中的聚类数分别是179，477，675，744，776。聚类数非常多，说明聚类规模小。著者的合著仅限于小范围内，根据收集数据的经验，有些著者之间会多次合作，这样势必会造成小团体的形成。
2.2.2 子群的密度
子群的密度可以通过E-I指数测量。E-I指数的值越向1靠近，表明关系越趋向于发生在群体之外，意味着派系林立的程度越大。在Ucinet中进行分析的菜单路径为Network>Cohesion>E-Iindex。通过分析，发现该网络的凝聚子群密度为0.995，由此可见该网络的子群内部的学者联系比较密切，子群与外界之间的联系比较疏远。这样就造成了处于核心群体之外的科研人员很难获得足够的信息和科研合作的机会。
2.3 结构洞（structure holes）分析
结构洞是指两个关系人之间的非重复关系[12]。根据结构洞理论，在我们所认识的人中有重复关系人和非重复关系人，在建立关系网络时，不必要把每一个人都是初级关系人，就是与我们有直接联系的人，可以通过少量的直接联系人与非重复关系人（间接关系人）保持利益联系。映射到合著网络中，可以识别网络中是否存在过多的结构洞，如果存在，可以说某些著者是联通网络的关键，同时也说明整体网络缺少交流。在Ucinet中进行结构洞分析的菜单路径Network>Ego Networks>Structural Holes，分析结果如图8所示（部分）。
这4个指标是根据伯特（Burt）的结构洞指标计算测量的，Burt的结构洞指标考虑4个方面：有效规模（Effective Size）；效率（Efficiency）；限制度（Constraint）；等级度（Hierarchy），其中第3个指标最重要。对结果进行预处理，删除限制度大于等于1的著者（共有781个著者，删除463个，剩余318个），以限制度为主关键字对结果排序。由分析结果可以看出其中0.1～0.5之间的著者有97个，说明这些著者收到的限制越小，具有运用结构洞的能力。同时，这些受限度较低的著者都是学科领域内的权威，可以说是社会网络中的“明星”。
3 结 论
合著分析一直是情报学研究的重要课题，本文采用社会网络分析方法分别从中心性、子群分析和结构洞3个角度进行合著网络分析，为合著分析提供了一个全新的视角。
中心性分析结果表明，点度中心性高的作者往往也是比较高产的作者，说明高产作者与别人的合作也最为密切。同时，经过中间中心性的分析，可以看出大部分作者中间中心性都比较低，说明学科资源掌握在少数人的手里，大部分人没有资源的控制能力。
子群分析结果表明，子群的规模比较小， 说明合著网络中作者的合著范围比较小，通过对著者背后的文献进行分析，得到目前大部分的合著都是研究生和导师以及项目团队成员之间的合作。同时凝聚子群的密度非常显著， 意味着各个子群之间联系比较紧密，但是子群和群体以外的成员之间联系比较松散，说明学科领域内合作比较欠缺。
结构洞理论分析的结构表明，只有少数的作者具有运用结构洞的能力，而且这些作者都是学科领域范围内的权威性人物。根据结构动理论的两类测量方法： Burt本人给出的结构洞指数以及中间中心性测量，对两者的测量结果进行对比，结果具有一致性，学科领域的权威学者能够最大化自己人际关系的收益，更好的发展人际关系的质量，获得更多的信息和资源，但是这样会影响学科领域知识交换，不利于知识共享。
参考文献
[1]Yoshikane，F.And parative Analysis Of Coauthorship Networks of Different Domains：The Growth and Change of Networks[J].Scientometrics，2004，60（3）：433-444.
[2]Sun，Y.，M.Negishi，et al.Coauthorship linkages between universities and industry in Japan[J].Research Evaluation，2007，16（4）：299-309.
[3]Newman，M.E.J.Coauthorship networks and patterns of scientific collaboration[C].Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America.Washington：Natl ACAD Sciences，2004：5200-5205.
[4]陈悦，刘则渊，等.中国管理科学合著现象分析[J].科学学研究，2006，23（5）.758-764.
[5]温芳芳，李佳靓.中国情报学期刊论文合著现象分析——基于五种情报学核心期刊统计分析[J].情报杂志，2011，30（8）.55-60.
[6]魏顺平.社会网络分析及其应用案例[J].现在教育技术，2010，20（3）.29-34.
[7]裴雷，马费城.社会网络分析在情报学中的应用和发展[J].图书馆论坛，2006，26（6）：40-45.
[8]刘军.社会网络分析导论[M].北京：社会科学文献出版社，2004：5，114.
[9]林聚任，刘玉安，泥安儒.社会科学研究方法[M].济南：山东人民出版社，2004：283.
[10]李亮，朱庆华.社会网络分析方法在合著分析中的实证研究[J].情报科学，2008，26（4）.
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