本电气工程学科以电力电子变换理论与技术为支撑,以电机驱动控制技术和电力系统理论为重点,侧重于控制技术、计算机技术、新材料技术、新能源发电技术等多学科交叉研究,主要研究领域与方向有:电力电子变换电路及其控制技术、电机系统先进控制理论与应用、新能源发电系统、储能系统及微电网控制技术、电力系统网络分析与管控技术等。其主要目标是解决在电力应用过程中存在的一系列基础理论与应用技术问题,促进该领域相关研究成果的产业化、国产化,为电气工程领域研究机构和工程部门培养从事科学研究与工程应用的高层次人才。
一、培养目标
本电气工程学位授予点致力于培养具备扎实的电气工程理论基础、实践能力和创新精神的高级工程技术人才,以满足社会对电气工程领域人才的需求。掌握电气工程领域的核心理论,包括电路原理、电机学、电力电子技术、控制理论等,为未来的研究和应用打下坚实的基础。熟悉电气工程的前沿技术和发展趋势,了解国内外电气工程领域的最新研究成果和动态。培养学生具备电气工程系统的设计、开发、测试、运维或管理等方面的实践能力,能够独立解决电气工程领域的实际问题。具有较强的外语能力,能够阅读并理解电气工程领域的英文文献,能够进行专业的英文写作和交流。在科研与创新能力方面,具备一定的科研素养,能够参与科研项目,进行科学研究和技术创新。能够运用现代信息技术手段进行学术交流和合作,具备国际视野和竞争力。在综合素质方面,具有良好的职业道德和社会责任感,遵守学术规范和法律法规。具备团队合作精神和良好的沟通能力,能够适应多领域交叉合作的工作环境。具备较强的学习能力和自我完善能力,能够适应不断变化的工作环境和技术要求。
二、学科方向
本电气工程学科主要有“电力电子与电力传动”、“电机与电器”、“新能源系统与微电网”、“电力系统及其自动化”4个学科方向。
方向1:电力电子与电力传动
主要开展新型电力电子变换器和基于宽禁带功率器件变换器的拓扑、建模、调制策略和容错运行研究,以及交流电机高性能控制技术研究。具体方向包括矩阵变换器、多电平变换器、高压电源、电机多矢量模型预测控制、电机无速度传感器控制、电动汽车驱动电机控制技术。
该研究方向以“电力电子与电力传动北京市工程研究中心”和“变频技术北京市工程研究中心”为主要支撑点。现有教师5人,拥有博士学位5人,其中教授2名,副教授3名,讲师1名,北京市科技新星2名,北京市“高创计划”青年拔尖人才1名,北京市属高校青年拔尖人才1名。近5年来本研究室先后主持承担国家自然科学基金6项,北京市科技项目8项,在电力电子学科国际权威期刊IEEE Trans发表SCI论文20余篇,授权国家发明专利5项,出版专译著6部。
方向2:电机与电器
主要开展三电平功率变换、新能源发电、防爆电能质量、“左手材料”等新电磁材料应用、高压绝缘理论、新型电机设计等研究内容,具体包括电能变换、电磁学、电机拖动、新型电磁材料应用的前沿研究。高压电源主要从事高压高频高性能特种电源的研究,对谐振软开关电源控制技术、高频高压变压器设计、高压绝缘新材料应用及真空电子光学等领域展开前沿研究工作。低压电源围绕高频低压电源的关键科学问题开展应用基础研究,立足于电气工程、控制科学与工程等多学科交叉,探索纳米晶新型高频变压器运行机理,研究软开关电源技术和运行优化理论方法。
该研究方向现有教授2名、副教授3名、讲师1名,青年长江学者1名。本学科近5年共完成国家级及省部级科研项目6项,其中承担2项国家自然科学基金项目和2项北京市自然基金项目研究,另有7项横向课题,承接科研经费600万多元,发表论文90余篇,出版专译著5部,授权7项发明专利和16项实用新型专利。
方向3:新能源系统与微电网
以光能、风能为代表的新能源为研究对象,开展新能源变换器拓扑及变换技术、故障穿越技术、微电网与智能电网能效管理与协调控制技术、大规模储能技术、电动汽车动力系统技术等研究。
该研究方向是“北京电动车辆协同创新中心”的主要支撑点,现有教授/研究员4人,副教授6人,讲师1人。以光能、风能为代表的新能源为研究对象,开展新能源变换器拓扑及变换技术、小型风光储发电互补系统、故障穿越技术、区域性微电网与智能电网能效管理与协调控制技术、大规模储能技术、电动汽车动力系统技术等研究,承担了国家自然科学基金项目、国家重大科技成果转化项目、北京市自然科学基金项目、北京市属高校科技创新能力提升计划项目、北京市科技新星计划、北京市优秀人才计划项目。
方向4:电力系统及其自动化
开展电力系统网络分析技术、电力需求侧能效管理技术、基于人工智能的能量管理与运行控制技术、电力大数据运用、电力系统谐波抑制与无功补偿技术的研究。
该研究方向是“北京市电力节能协同创新中心”的主要支撑点,现有在职教职工5人,其中高级职称4人,北京市科技新星1人。研究方向包括分布式发电、配电网故障精确定位、基于大数据技术的充电桩控制管理系统、能源互联网、微电网协调控制、柔性直流电网仿真、电力节能关键技术等。研究室承担并完成了多项863课题、北京市自然科学基金、北京市重点科技项目,先后获得多项省部级奖;取得了一批具有自主知识产权的科研成果,产业化成果显著,多项成果输出到韩国、英国及国内多家大型企业,取得了良好的经济与社会效益。
三、师资队伍与科学研究
本学科拥有一支高素质、专业化的师资队伍,是北京市优秀教学团队,建设有电动车驱动控制研究北京市创新团队、新能源发电与智能电网北京市创新团队。现拥有专职导师48名,其中专职导师32名。在职称结构上,拥有正高职称教师10名,副高职称教师16名,具备深厚的学术背景和丰富的实践经验为学科发展提供了坚实支撑。此外,专职导师队伍中,拥有博士学位的占89%,在年龄结构上,45岁以下的中青年教师占比高达71%,充分展现了学科的高学历、高水平特点。在教师团队中不乏国家级和市级高层次人才,包括国家“百千万人才”计划入选者1人、“长江学者”青年学者1名,北京市“百千万人才”计划2名,以及北京市“科技新星”计划的4位杰出代表。
自2020年以来,学科承担国家自然科学基金项目、国家重点研发计划课题、国家重大科技支撑项目8项、省部级纵向课题9项,国央企等科技项目近百项,纵向与横向科研经费5600余万元。获省部级奖24项,发表论文234篇,其中被SCI/EI检索论文140篇,出版著作13部,参与编制国家/省部级标准30余项,授权发明专利116项,授权软件著作权登记204项,取得了一批具有自主知识产权和产业化价值的研究成果。
四、近年研究生招生就业情况
自2020年以来,电气工程学科共招收硕士生102人,已毕业38人,就业率100%,近三年专硕升博录取院校有中国科学院大学、火箭军工程大学、北京交通大学、北方工业大学等;按照就业单位性质统计,每年超过94%的毕业生就职于国企/央企/事业单位。其中国家电网等知名电力公司约占88%;非京籍毕业研究生中获得北京市户口指标超过20%。
五、支撑条件
学科建设有“电力电子与电力传动北京市工程研究中心”、“变频技术北京市工程研究中心”,“北京市电力节能协同创新中心”和“北京电动车辆协同创新中心”,拥有电动汽车驱动控制研究北京市科研创新团队、新能源发电与智能电网北京市高水平创新团队,二级学科“电力电子与电力传动”是北京市重点建设学科。科研实验室总面积超过2000平米,固定资产超过4000万元。