第1章 電氣工程的輝煌與未來

1.1 學(xué)科內(nèi)涵與戰(zhàn)略地位

我國高等教育的學(xué)科目錄分為學(xué)科門類、一級學(xué)科（本科教育中稱為“專業(yè)類”）和二級學(xué)科（本科專業(yè)目錄中為“專業(yè)”）三個(gè)級別。學(xué)科門類和一級學(xué)科是國家進(jìn)行學(xué)位授權(quán)審核與學(xué)科管理、學(xué)位授予單位開展學(xué)位授予與人才培養(yǎng)工作的基本依據(jù)，二級學(xué)科是學(xué)位授予單位實(shí)施人才培養(yǎng)的參考依據(jù)。學(xué)科門類、一級學(xué)科和二級學(xué)科的代碼分別為2位、4位和6位阿拉伯?dāng)?shù)字。

學(xué)科門類是對具有一定關(guān)聯(lián)學(xué)科的歸類。其設(shè)置應(yīng)符合學(xué)科發(fā)展和人才培養(yǎng)的需要，并兼顧教育統(tǒng)計(jì)分類的慣例。

目前高等教育的學(xué)科門類劃分為13類：哲學(xué)（01）、經(jīng)濟(jì)學(xué)（02）、法學(xué)（03）、教育學(xué)（04）、文學(xué)（05）、歷史學(xué)（06）、理學(xué)（07）、工學(xué)（08）、農(nóng)學(xué)（09）、醫(yī)學(xué)（10）、軍事學(xué)（11）、管理學(xué)（12）、藝術(shù)學(xué)（13）。

一級學(xué)科是具有共同理論基礎(chǔ)或研究領(lǐng)域相對一致的學(xué)科集合。具有確定的研究對象，形成了相對獨(dú)立、自成體系的理論、知識基礎(chǔ)和研究方法，已得到學(xué)術(shù)界的普遍認(rèn)同。

工學(xué)（08）類下屬的一級學(xué)科共有38個(gè)，電氣工程（0808）屬于其中之一，與之關(guān)系密切的一級學(xué)科主要有電子科學(xué)與技術(shù)（0809）、信息與通信工程（0810）、控制科學(xué)與工程（0811）、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)（0812）等。

二級學(xué)科是組成一級學(xué)科的基本單元。具有相對獨(dú)立的專業(yè)知識體系，已形成若干明確的研究方向，與所屬一級學(xué)科下的其他二級學(xué)科有相近的理論基礎(chǔ)，或是所屬一級學(xué)科研究對象的不同方面。

國務(wù)院學(xué)位委員會頒布的2008版《授予博士、碩士學(xué)位和培養(yǎng)研究生的學(xué)科、專業(yè)目錄》中，電氣工程（0808）一級學(xué)科下屬的二級學(xué)科有5個(gè)：

電機(jī)與電器（080801）：主要研究方向?yàn)殡姍C(jī)電器的理論分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、建模仿真、研制開發(fā)、驅(qū)動(dòng)控制、機(jī)電一體化、實(shí)驗(yàn)測試、故障診斷、可靠性分析等。

電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化（080802）：主要研究電能的生產(chǎn)、變換、輸送、分配、控制、應(yīng)用、管理、存儲的理論和技術(shù)，研究方向包括：電力系統(tǒng)分析與仿真、電力系統(tǒng)運(yùn)行與控制、電力系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)、電力系統(tǒng)可靠性、電力系統(tǒng)測量、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)、新型輸配電技術(shù)、分布式發(fā)電技術(shù)、電力經(jīng)濟(jì)與電力市場、能量管理系統(tǒng)與配電網(wǎng)自動(dòng)化、電力系統(tǒng)信息化與數(shù)字化、電能質(zhì)量分析與監(jiān)控、電力系統(tǒng)節(jié)能與儲能、智能電網(wǎng)技術(shù)等。

高電壓與絕緣技術(shù)（080803）：主要研究方向?yàn)榉烹娕c絕緣擊穿、絕緣老化與診斷、工程電介質(zhì)、電磁暫態(tài)特征分析、新型高壓電氣設(shè)備研制、高電壓試驗(yàn)技術(shù)和試驗(yàn)設(shè)備開發(fā)、過電壓與絕緣配合、高壓電氣設(shè)備在線監(jiān)測與狀態(tài)維修、雷電與防雷保護(hù)、電力系統(tǒng)電磁兼容、高電壓技術(shù)在非電力系統(tǒng)中的應(yīng)用等。

電力電子與電力傳動(dòng)（080804）：主要研究方向?yàn)樾滦碗娏﹄娮釉骷肮β始呻娐贰㈦娏﹄娮幼兞骷夹g(shù)、電力電子控制技術(shù)、電力電子建模與仿真、現(xiàn)代電源技術(shù)、電能質(zhì)量治理、電力電子系統(tǒng)集成、電力電子裝備可靠性評估與故障診斷、電力傳動(dòng)及其自動(dòng)化技術(shù)等。

電工理論與新技術(shù)（080805）：新理論、新原理、新材料、新技術(shù)、新工藝在電氣工程領(lǐng)域的應(yīng)用，其特點(diǎn)是電氣工程學(xué)科內(nèi)各分支間以及電氣工程學(xué)科與其他學(xué)科間的交叉與融合。主要研究方向：電磁場與電磁波理論及其新技術(shù)、電網(wǎng)絡(luò)理論及應(yīng)用、新型電能變換技術(shù)、放電等離子體技術(shù)、脈沖功率技術(shù)、超導(dǎo)電工技術(shù)、磁流體發(fā)電技術(shù)、生物電磁技術(shù)等。

電氣工程學(xué)科的理論基礎(chǔ)是物理學(xué)中的電學(xué)和磁學(xué)，電能是電氣工程學(xué)科的研究對象。廣義的電氣工程包括研究電磁領(lǐng)域客觀規(guī)律及其應(yīng)用的科學(xué)技術(shù)的學(xué)科體系、電力生產(chǎn)和電氣裝備制造兩大工業(yè)生產(chǎn)體系，以及培養(yǎng)相關(guān)專業(yè)人才的教育體系。

與電氣工程關(guān)系密切的其他學(xué)科主要是電子信息科學(xué)和能源科學(xué)。電氣工程研究的主要是電能，而信息科學(xué)則是研究如何利用電磁能量來處理信息，計(jì)算機(jī)、通信網(wǎng)和無線電等無不以電作為信息的載體。兩者同根同源，學(xué)科基礎(chǔ)都是電磁學(xué)。從應(yīng)用領(lǐng)域看，電氣工程又和能源科學(xué)密切相關(guān)。電能由一次能源轉(zhuǎn)換而來，又可方便地轉(zhuǎn)換為其他能量形式，是使用、輸送和控制最為方便的終端能源。

100多年前，電能的發(fā)明利用，開創(chuàng)了人類文明的新紀(jì)元，引發(fā)了第二次產(chǎn)業(yè)革命，使人類進(jìn)入了電氣時(shí)代。創(chuàng)造了電力、電氣裝備、汽車、石油化工等一大批新興產(chǎn)業(yè)，同時(shí)大幅提升了機(jī)械、冶金等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平，工業(yè)文明成為世界發(fā)展的主流。電氣化被美國工程院評為20世紀(jì)20項(xiàng)最偉大的工程技術(shù)成就之首。

電力工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)中重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)與支柱產(chǎn)業(yè)，是國民經(jīng)濟(jì)的先行官。在全球經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，能源安全、能源與環(huán)境問題已上升到世界各國國家戰(zhàn)略的高度，電氣工程學(xué)科在保障國家能源安全、促進(jìn)節(jié)能減排、推進(jìn)可持續(xù)發(fā)展等戰(zhàn)略層面必將繼續(xù)發(fā)揮不可替代的重要作用。

隨著工業(yè)化和信息化進(jìn)程的推進(jìn)和高新技術(shù)的不斷應(yīng)用，許多專業(yè)需要的電氣知識越來越多，理工科院校幾乎所有的非電類專業(yè)都開設(shè)電工學(xué)等課程，電氣化、自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化的生產(chǎn)流程、工作模式及基礎(chǔ)裝備是各行各業(yè)必然的選擇。

電氣工程經(jīng)過一個(gè)多世紀(jì)的持續(xù)高速發(fā)展，已成長壯大為重要的技術(shù)科學(xué)與工程領(lǐng)域，當(dāng)代高新技術(shù)都與電能密切相關(guān)，從探索物質(zhì)的粒子加速器到發(fā)射宇宙飛船和衛(wèi)星，從研究微型電機(jī)、機(jī)器人到可作為未來能源技術(shù)的受控核聚變裝置，都需要電氣科學(xué)與技術(shù)的支撐。電氣工程技術(shù)廣泛用于國民經(jīng)濟(jì)、國防建設(shè)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、日常生活的方方面面，其水平已成為衡量一個(gè)國家現(xiàn)代化程度的重要標(biāo)志。

近幾十年來，電氣學(xué)科與信息科學(xué)、生命科學(xué)、物理學(xué)、材料科學(xué)、化學(xué)、環(huán)境科學(xué)、軍事科學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域存在廣泛的交叉，形成了諸多新的學(xué)科生長點(diǎn)。學(xué)科交叉和相互滲透是電氣科學(xué)保持長期生命力的重要因素，例如，新型電磁材料的開發(fā)、電機(jī)的控制、電力系統(tǒng)的分析與控制、電力電子系統(tǒng)與裝置、新能源的利用等幾乎所有的電氣新技術(shù)都勢必涉及大量的電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)的一些相關(guān)知識?？梢哉f，當(dāng)今的電氣工程是一個(gè)現(xiàn)代高科技綜合應(yīng)用的、多學(xué)科交叉的前沿學(xué)科專業(yè)，具有廣闊的應(yīng)用前景。