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电气学科概论 080805 电工理论与新技术 电工理论与新技术 电工理论与新技术 （原“理论电工”）学科主要从事电磁现象的基础理论研究及新技术的开发与应用，为电气工程学科准备必要的理论基础。 本学科的研究方向包括“场”、“路”、“器件”和“能”等方面的基础理论和新技术。它们既相对独立，又互相依赖。 以电路、电磁场、数字信号处理等理论为基础，研究它们在工程实际中的应用，解决工程实际的有关技术问题，研究在交叉学科、边缘学科中电工理论的应用与发展。 电工理论与新技术 主要研究内容（案例）： (1)电磁场与电磁波理论及其新技术： 主要研究工程电磁场理论和电磁场的数值分析、特种电机与电器电磁场或磁路的分析与设计、电磁波的传播与散射、电磁兼容、多效应耦合场的分析与设计等。 (2) 网络理论与自动化设计： 主要研究大规模电路分析与设计理论、人工神经网络及其应用、交直流混合电力网络分析、非线性动力网络(包括混沌)、数据网络等。 (3) 军用电器与车辆电器的可靠性与测试技术: 主要研究继电器可靠性寿命预测理论与技术、电磁继电器可靠性容差设计理论与技术、电器可靠性试验与测试技术；电器抗振性设计理论与技术、大功率混合式电器技术。 (4) 新型电能变换技术： 主要研究现代电力变换器的负面效应及其对策，新型低污染、高效电能变换理论与应用技术等。 电工理论与新技术 主要研究内容（案例） 1．电工新技术 研究电气工程边缘学科、交叉学科中新技术、新材料及新原理的应用、电磁兼容在电子和电气工程中的应用、电磁辐射生物效应及机理。 2．电工技术中的科学计算及应用 研究电工技术中电磁场分布、线性和非线性电路解以及电气工程问题的数值计算方法。 3．磁悬浮轴承理论与应用 研究高速、超高速磁悬浮轴承理论，磁场、磁路分析设计、高精度控制技术以及在旋转机械中的应用，研究微型磁悬浮轴承的设计及应用。 4．新型发电技术 研究风力发电技术、新型储能技术以及微型电网技术。 电工理论与新技术 20世纪下半叶以来,由于新材料、新技术和新理论的迅速发展,使得电工技术在深度和广度上都有了深刻变化,电工新技术的研发和应用日趋活跃。 一方面,他们在传统电工制造领域的应用促使电力生产、电工制造、交通运输及其他工业领域的技术更新换代,产生了更高效环保的超临界机组、更节能的超高压输电、高可靠性的断路器和变压器、高效灵活小型化的电力电子设备等等。 另一方面,他与其他科学如医学、生物、材料等学科的“交叉渗透”和“边缘生长”又形成了电工科学的一个新兴的大分支——电工新技术。 电工理论与新技术 新技术的发展到实现产业化必须具备一定的条件,主要是: (1)技术必须充分成熟,能形成可靠的产品; (2)有着明确的社会与经济发展需求的牵引; (3)与已有技术及产品相比较,有着明显的技术与经济的优越性。 电工理论与新技术 考察20世纪下半叶发展起来的电工新技术,已经形成一定规模、有重要应用价值和发展前景的有: 可再生能源发电技术 轨道交通及电动汽车 医学诊疗技术等 电工理论与新技术 进入21世纪后,人们期望经济、社会与生态环境持续、协调、稳定发展,因而能源与电力的可持续发展就具有重大的意义。 可再生能源,包括太阳能、风能、生物质能、水能、地热能、潮汐能等等是广泛存在,用之不竭,可以依赖的能源。 随着石化能源逐渐耗竭,它们在人类能源持续发展中的作用日益增大,在能源供应中的份额将逐步提高,最终成为人类续、协调、稳定发展的支柱。 可再生能源发电 水电、核电是比较早受到开发应用的新能源。 水电开发既能提供电力,又能防洪灌溉,因此受到各国的重视。我国建国以来新建了新安江、龙羊峡、刘家峡、葛洲坝等多项水利工程。1996年我国启动了三峡工程,预计2009年完成时达到700 MW的发电容量。同时我国还鼓励四川、贵州等地建设地方小型水电站,利用水资源。 可再生能源发电 近年来,由于能源紧张,技术较成熟、功率高、见效快的核电建设越来越受到重视。在国外如法国,核电发电容量占总发电容量的70%以上。我国继20世纪建设秦山、大亚湾核电站后, 在辽宁、江苏、福建等地建设新的核电站。严格来讲,核电需要消耗铀矿而非可再生能源,但因其能量密度高,环境负担较小,原料运输量少等优点而受到许多国家的青睐。我国与澳大利亚达成了铀矿进口协议,这为我国核电的快速发展提供了原料保证。 可再生能源发电 近年来,由于电力电子等相关技术的迅速发展,风能和太阳能得到了快速的发展。单台风力机组容量达到了5 MW以上,并且能够并网供电。光伏电池、硅光电池技术的发展则使得太阳能发电越来越实用化,成本逐步降低并已实现并网供电。 可再生能源发电 全世界联网运营的风力发电总容量1997年已达620万千瓦,最高年增容达130万千瓦,美国的装机总容量达172万千瓦,欧洲的规模更大