第1章 电气工程的辉煌与未来

1.1 学科内涵与战略地位

我国高等教育的学科目录分为学科门类、一级学科（本科教育中称为“专业类”）和二级学科（本科专业目录中为“专业”）三个级别。学科门类和一级学科是国家进行学位授权审核与学科管理、学位授予单位开展学位授予与人才培养工作的基本依据，二级学科是学位授予单位实施人才培养的参考依据。学科门类、一级学科和二级学科的代码分别为2位、4位和6位阿拉伯数字。

学科门类是对具有一定关联学科的归类。其设置应符合学科发展和人才培养的需要，并兼顾教育统计分类的惯例。

目前高等教育的学科门类划分为13类：哲学（01）、经济学（02）、法学（03）、教育学（04）、文学（05）、历史学（06）、理学（07）、工学（08）、农学（09）、医学（10）、军事学（11）、管理学（12）、艺术学（13）。

一级学科是具有共同理论基础或研究领域相对一致的学科集合。具有确定的研究对象，形成了相对独立、自成体系的理论、知识基础和研究方法，已得到学术界的普遍认同。

工学（08）类下属的一级学科共有38个，电气工程（0808）属于其中之一，与之关系密切的一级学科主要有电子科学与技术（0809）、信息与通信工程（0810）、控制科学与工程（0811）、计算机科学与技术（0812）等。

二级学科是组成一级学科的基本单元。具有相对独立的专业知识体系，已形成若干明确的研究方向，与所属一级学科下的其他二级学科有相近的理论基础，或是所属一级学科研究对象的不同方面。

国务院学位委员会颁布的1997版《授予博士、硕士学位和培养研究生的学科、专业目录》中，电气工程（0808）一级学科下属的二级学科有5个：

电机与电器（080801）：主要研究方向为电机电器的理论分析、优化设计、建模仿真、研制开发、驱动控制、机电一体化、实验测试、故障诊断、可靠性分析等。

电力系统及其自动化（080802）：主要研究电能的生产、变换、输送、分配、控制、应用、管理、存储的理论和技术，研究方向包括：电力系统分析与仿真、电力系统运行与控制、电力系统规划与设计、电力系统可靠性、电力系统测量、电力系统继电保护、新型输配电技术、分布式发电技术、电力经济与电力市场、能量管理系统与配电网自动化、电力系统信息化与数字化、电能质量分析与监控、电力系统节能与储能、智能电网技术等。

高电压与绝缘技术（080803）：主要研究方向为放电与绝缘击穿、绝缘老化与诊断、工程电介质、电磁暂态特征分析、新型高压电气设备研制、高电压试验技术和试验设备开发、过电压与绝缘配合、高压电气设备在线监测与状态维修、雷电与防雷保护、电力系统电磁兼容、高电压技术在非电力系统中的应用等。

电力电子与电力传动（080804）：主要研究方向为新型电力电子元器件及功率集成电路、电力电子变流技术、电力电子控制技术、电力电子建模与仿真、现代电源技术、电能质量治理、电力电子系统集成、电力电子装备可靠性评估与故障诊断、电力传动及其自动化技术等。

电工理论与新技术（080805）：新理论、新原理、新材料、新技术、新工艺在电气工程领域的应用，其特点是电气工程学科内各分支间以及电气工程学科与其他学科间的交叉与融合。主要研究方向：电磁场与电磁波理论及其新技术、电网络理论及应用、新型电能变换技术、放电等离子体技术、脉冲功率技术、超导电工技术、磁流体发电技术、生物电磁技术等。

电气工程学科的理论基础是物理学中的电学和磁学，电能是电气工程学科的研究对象。广义的电气工程包括研究电磁领域客观规律及其应用的科学技术的学科体系、电力生产和电气装备制造两大工业生产体系，以及培养相关专业人才的教育体系。

与电气工程关系密切的其他学科主要是电子信息科学和能源科学。电气工程研究的主要是电能，而信息科学则是研究如何利用电磁能量来处理信息，计算机、通信网和无线电等无不以电作为信息的载体。两者同根同源，学科基础都是电磁学。从应用领域看，电气工程又和能源科学密切相关。电能由一次能源转换而来，又可方便地转换为其他能量形式，是使用、输送和控制最为方便的终端能源。

100多年前，电能的发明利用，开创了人类文明的新纪元，引发了第二次产业革命，使人类进入了电气时代。创造了电力、电气装备、汽车、石油化工等一大批新兴产业，同时大幅提升了机械、冶金等产业的发展水平，工业文明成为世界发展的主流。电气化被美国工程院评为20世纪20项最伟大的工程技术成就之首。

电力工业是国民经济中重要的基础产业与支柱产业，是国民经济的先行官。在全球经济高速发展的今天，能源安全、能源与环境问题已上升到世界各国国家战略的高度，电气工程学科在保障国家能源安全、促进节能减排、推进可持续发展等战略层面必将继续发挥不可替代的重要作用。

随着工业化和信息化进程的推进和高新技术的不断应用，许多专业需要的电气知识越来越多，理工科院校几乎所有的非电类专业都开设电工学等课程，电气化、自动化、数字化、智能化的生产流程、工作模式及基础装备是各行各业必然的选择。

电气工程经过一个多世纪的持续高速发展，已成长壮大为重要的技术科学与工程领域，当代高新技术都与电能密切相关，从探索物质的粒子加速器到发射宇宙飞船和卫星，从研究微型电机、机器人到可作为未来能源技术的受控核聚变装置，都需要电气科学与技术的支撑。电气工程技术广泛用于国民经济、国防建设、科学实验、日常生活的方方面面，其水平已成为衡量一个国家现代化程度的重要标志。

近几十年来，电气学科与信息科学、生命科学、物理学、材料科学、化学、环境科学、军事科学等学科领域存在广泛的交叉，形成了诸多新的学科生长点。学科交叉和相互渗透是电气科学保持长期生命力的重要因素，例如，新型电磁材料的开发、电机的控制、电力系统的分析与控制、电力电子系统与装置、新能源的利用等几乎所有的电气新技术都势必涉及大量的电子技术、计算机及其网络通信技术、自动控制技术的一些相关知识。可以说，当今的电气工程是一个现代高科技综合应用的、多学科交叉的前沿学科专业，具有广阔的应用前景。