电气工程学科是研究电磁现象及其内在规律和应用的学科,在国家发展中发挥着重要的基础性和支柱性作用。电气工程的应用广泛涉及能源电力、工业制造、农业、交通运输、科技、教育、国防和人类生活等领域,对国民经济发展产生了广泛的影响和巨大的作用,而现代电网的建设被誉为20世纪最伟大的工程技术成就。在需求牵引、内涵驱动和学科交叉的推动下,电气工程学科正呈现出旺盛的发展态势,主要趋势包括:电能产生、转换、储存、传输和应用向着清洁低碳、安全高效和灵活可靠的方向发展,其中风能、太阳能等可再生能源的高效转换和安全运行成为当前研究的热点;电磁场与物质相互作用的新现象、新原理、新机制、新应用已成为高新技术的重要基础和创新源头,特别是各种超常环境和极端条件下应用技术的发展也成为了重要的前沿阵地;学科间的交叉融合日益显著,信息技术、智能化技术、纳米技术、生物学等技术的发展促进了与电气工程学科的交叉,为电气工程学科的发展增添了新的活力。电气工程学科主要包括4个培养方向,具体如下:
1. 电力拖动及其控制
主要研究电机及其他电磁与机电装置中的机电能量转换原理,以及机电转换系统设计、制造、运行与控制、集成与优化规律。
2. 智能电器与电工装备
电工装备主要是指实现电能发、输、变、配的一次和二次设备总和;智能电器包括高低压电器元件和设备,其功能是实现电或非电对象的切换、控制、保护、检测和变换。主要研究电器与电工装备的设计、制造、运行过程中的相关理论与技术,涉及材料、结构、工艺、服役和环境等。
3. 电力电子与电能变换
采用电力电子器件和无源元件构成电路对电磁能量形式和参数进行变换和调控,以实现电能高效使用的学科。以功率半导体器件为基础,电磁能变换电路为核心,脉冲调节控制为关键,综合电气、电子和控制技术形成了特有的理论和方法。主要研究电力电子器件设计、制造和测试,电力电子电路拓扑、建模与控制,电力电子系统装置及应用等。
4. 智能电网与智慧储能
解决风能和太阳能等可再生能源安全、经济、高效发电,主要涉及新能源发电与电能存储的原理、控制与测试技术,以及新能源发电与储能在能源电力行业中的应用。主要研究风力发电、太阳能发电、储能技术与系统、新能源资源、新能源与储能规划及运行、其他新型能源发电的理论及方法。