目錄
前言
第1章 總論 1
1.1 電氣科學(xué)與工程學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略“全景式”的學(xué)科地貌圖 1
1.1.1 學(xué)科內(nèi)涵與發(fā)展動力 1
1.1.2 我國的研究現(xiàn)狀 4
1.1.3 對2020年的展望 17
1.2 電氣科學(xué)與工程學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略報告 20
1.2.1 學(xué)科的戰(zhàn)略地位 20
1.2.2 學(xué)科的發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢 21
1.2.3 學(xué)科的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展布局 24
1.2.4 學(xué)科的發(fā)展目標及其實現(xiàn)途徑 33
1.3 優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域 37
1.3.1 高效能、高品質(zhì)電機系統(tǒng)基礎(chǔ)科學(xué)問題 37
1.3.2 復(fù)雜電力系統(tǒng)規(guī)劃與安全高效運行基礎(chǔ)理論和方法 38
1.3.3 先進電力設(shè)備絕緣與放電 40
1.3.4 電力電子系統(tǒng)的可靠運行及性能綜合優(yōu)化 41
1.3.5 極端條件下的電工裝備技術(shù) 43
1.3.6 高效率、低成本、大規(guī)模電能存儲技術(shù) 44
1.3.7 生物電磁基礎(chǔ)及醫(yī)學(xué)應(yīng)用新技術(shù) 45
1.4 實現(xiàn)“十三五”發(fā)展戰(zhàn)略的政策措施 47
第2章 電機系統(tǒng) 49
2.1 學(xué)科內(nèi)涵與研究范圍 49
2.1.1 電機的新材料與新工藝 50
2.1.2 電機系統(tǒng)設(shè)計理論與分析方法 52
2.1.3 電機本體新原理與新結(jié)構(gòu) 53
2.1.4 電機冷卻技術(shù) 61
2.1.5 電機驅(qū)動與控制技術(shù) 62
2.1.6 電機測試與試驗技術(shù) 63
2.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 65
2.2.1 電機設(shè)計新技術(shù)與分析方法的研究發(fā)展現(xiàn)狀 65
2.2.2 電機本體的研究發(fā)展 67
2.2.3 電機系統(tǒng)冷卻技術(shù)的研究發(fā)展現(xiàn)狀 68
2.2.4 電機驅(qū)動與控制技術(shù)的研究發(fā)展現(xiàn)狀 69
2.2.5 電機測試技術(shù)研究發(fā)展現(xiàn)狀 72
2.2.6 電機系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展趨勢 73
2.2.7 電機系統(tǒng)前沿技術(shù) 75
2.3 今后發(fā)展目標和重點研究領(lǐng)域 77
2.3.1 電機系統(tǒng)的發(fā)展方向 77
2.3.2 電機系統(tǒng)的重點研究領(lǐng)域 78
2.3.3 電機系統(tǒng)的優(yōu)先研究領(lǐng)域 79
參考文獻 80
第3章 電力系統(tǒng)及其自動化 82
3.1 學(xué)科內(nèi)涵與研究范圍 82
3.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 83
3.2.1 電力系統(tǒng)規(guī)劃 83
3.2.2 電力系統(tǒng)控制 87
3.2.3 電力系統(tǒng)保護 90
3.2.4 電力系統(tǒng)仿真 93
3.2.5 電力市場 97
3.2.6 電力系統(tǒng)運行與調(diào)度 98
3.2.7 新型輸配電技術(shù) 102
3.3 今后發(fā)展目標和重點研究領(lǐng)域 104
3.3.1 電力系統(tǒng)規(guī)劃 104
3.3.2 電力系統(tǒng)控制 105
3.3.3 電力系統(tǒng)保護 105
3.3.4 電力系統(tǒng)仿真 105
3.3.5 電力市場 106
3.3.6 電力系統(tǒng)運行與調(diào)度 106
3.3.7 新型輸配電技術(shù) 106
參考文獻 106
第4章 高電壓與絕緣技術(shù) 109
4.1 研究范圍和任務(wù) 109
4.1.1 先進電介質(zhì) 109
4.1.2 電氣設(shè)備中的放電與過電壓防護 110
4.1.3 高壓電力電子裝備 111
4.1.4 智能電氣設(shè)備與全壽命運行特性 112
4.2 國內(nèi)外研究進展和發(fā)展趨勢 112
4.2.1 先進電介質(zhì)材料 112
4.2.2 電氣設(shè)備中的放電與過電壓防護 116
4.2.3 高壓電力電子裝備 119
4.2.4 智能電氣設(shè)備與全壽命運行特性 121
4.3 今后發(fā)展目標、重點研究領(lǐng)域和交叉研究領(lǐng)域 124
4.3.1 先進電介質(zhì)材料 124
4.3.2 電氣設(shè)備中的放電與過電壓防護 126
4.3.3 高壓電力電子裝備 128
4.3.4 智能電氣設(shè)備與全壽命運行特性 129
參考文獻 131
第5章 氣體放電與放電等離子體 135
5.1 研究范圍與任務(wù) 135
5.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 138
5.2.1 脈沖放電等離子體產(chǎn)生機理 139
5.2.2 氣體放電非線性動力學(xué)行為 139
5.2.3 液相介質(zhì)擊穿 140
5.2.4 高活性等離子體的產(chǎn)生方法 141
5.2.5 等離子體在不同介質(zhì)中的輸運規(guī)律 143
5.2.6 在生物醫(yī)學(xué)和生命科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用 145
5.2.7 在能源化工和材料科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用 146
5.2.8 在輔助燃燒與流體動力學(xué)方面的應(yīng)用 149
5.3 今后發(fā)展目標、重點研究領(lǐng)域和交叉研究領(lǐng)域 150
5.3.1 脈沖放電等離子體 150
5.3.2 氣體放電非線性動力學(xué) 151
5.3.3 液相介質(zhì)擊穿 151
5.3.4 高活性等離子體的產(chǎn)生方法 152
5.3.5 等離子體在不同介質(zhì)中的輸運規(guī)律 152
5.3.6 在生物醫(yī)學(xué)和生命科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用 153
5.3.7 在能源化工和材料科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用 154
5.3.8 在燃燒學(xué)和流體動力學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用 155
參考文獻 155
第6章 脈沖功率技術(shù) 159
6.1 研究范圍與任務(wù) 159
6.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 159
6.2.1 國外研究現(xiàn)狀 159
6.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 161
6.2.3 未來發(fā)展趨勢 164
6.3 今后發(fā)展目標、重點研究領(lǐng)域和交叉研究領(lǐng)域 165
6.3.1 重頻全固態(tài)脈沖功率技術(shù) 165
6.3.2 高功率開關(guān)技術(shù)研究 166
6.3.3 超高功率電脈沖形成與傳輸關(guān)鍵物理問題 166
6.3.4 金屬絲電爆炸放電等離子體 166
參考文獻 167
第7章 電力電子技術(shù) 168
7.1 學(xué)科內(nèi)涵與研究范圍 168
7.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 169
7.2.1 電力電子器件的研究發(fā)展現(xiàn)狀 169
7.2.2 電力電子變換器拓撲及其應(yīng)用的研究發(fā)展現(xiàn)狀 173
7.2.3 電力電子建模和控制的研究發(fā)展現(xiàn)狀 181
7.2.4 電力電子電磁兼容及可靠性的研究發(fā)展現(xiàn)狀 182
7.3 今后發(fā)展目標和重點研究領(lǐng)域 186
7.3.1 電力電子器件及應(yīng)用的重點研究領(lǐng)域 187
7.3.2 電力電子變換器拓撲及其應(yīng)用的重點研究領(lǐng)域 187
7.3.3 電力電子建模和控制的重點研究領(lǐng)域 187
7.3.4 電力電子電磁兼容及可靠性的重點研究領(lǐng)域 188
參考文獻 188
第8章 電磁場與電網(wǎng)絡(luò) 191
8.1 電磁場 191
8.1.1 學(xué)科內(nèi)涵與研究范圍 191
8.1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 192
8.1.3 今后發(fā)展目標和重點研究領(lǐng)域 195
8.2 電網(wǎng)絡(luò) 196
8.2.1 學(xué)科內(nèi)涵與研究范圍 196
8.2.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 197
8.2.3 今后發(fā)展目標和重點研究領(lǐng)域 199
參考文獻 201
第9章 電磁兼容學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略 205
9.1 學(xué)科內(nèi)涵與研究范圍 205
9.1.1 電力系統(tǒng)的電磁兼容 205
9.1.2 軌道交通系統(tǒng)的電磁兼容 206
9.1.3 航空航天系統(tǒng)的電磁兼容 206
9.1.4 高功率電磁脈沖效應(yīng)與防護 206
9.1.5 艦船系統(tǒng)的電磁兼容 207
9.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 207
9.2.1 電力系統(tǒng)的電磁兼容 207
9.2.2 軌道交通系統(tǒng)的電磁兼容 210
9.2.3 航空航天系統(tǒng)的電磁兼容 212
9.2.4 高功率電磁脈沖效應(yīng)與防護 214
9.2.5 艦船系統(tǒng)的電磁兼容 216
9.3 今后發(fā)展目標和重點研究領(lǐng)域 218
9.3.1 發(fā)展目標 218
9.3.2 重點研究領(lǐng)域 219
參考文獻 220
第10章 先進電工材料及其應(yīng)用 227
10.1 研究范圍與任務(wù) 228
10.1.1 超導(dǎo)材料及其應(yīng)用 228
10.1.2 新型導(dǎo)電材料及其應(yīng)用 231
10.1.3 先進電工磁性材料及其應(yīng)用 231
10.1.4 其他新型電磁功能材料 233
10.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 233
10.2.1 超導(dǎo)材料及其應(yīng)用研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 233
10.2.2 新型導(dǎo)電材料的研究進展與發(fā)展趨勢 244
10.2.3 先進電工磁性材料研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 248
10.3 今后發(fā)展目標、重點研究領(lǐng)域和交叉研究領(lǐng)域 250
10.3.1 發(fā)展目標 250
10.3.2 重點研究領(lǐng)域與交叉研究領(lǐng)域 251
參考文獻 253
第11章 極端條件下的電工裝備基礎(chǔ) 255
11.1 科學(xué)內(nèi)涵與研究范圍 255
11.1.1 深空電工裝備的科學(xué)內(nèi)涵與研究范圍 255
11.1.2 深海電工裝備的科學(xué)內(nèi)涵與研究范圍 256
11.1.3 極端試驗條件下電工裝備的科學(xué)內(nèi)涵與研究范圍 257
11.1.4 電磁發(fā)射電工裝備的科學(xué)內(nèi)涵與研究范圍 258
11.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 260
11.2.1 深空電工裝備的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 260
11.2.2 深海電工裝備的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 261
11.2.3 極端試驗條件下電工裝備的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 263
11.2.4 電磁發(fā)射電工裝備的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 266
11.3 今后發(fā)展目標與重點研究領(lǐng)域 268
11.3.1 深空電工裝備的今后發(fā)展目標與重點研究領(lǐng)域 268
11.3.2 深海電工裝備的今后發(fā)展目標與重點研究領(lǐng)域 270
11.3.3 極端試驗條件下電工裝備的今后發(fā)展目標與重點研究領(lǐng)域 270
11.3.4 電磁發(fā)射電工裝備的今后發(fā)展目標與重點研究領(lǐng)域 272
參考文獻 272
第12章 電磁測量與傳感技術(shù) 275
12.1 研究范圍與任務(wù) 275
12.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 276
12.2.1 基于智能材料的傳感器技術(shù) 276
12.2.2 電工磁性材料的磁特性精細測量技術(shù) 279
12.2.3 電磁探測與成像技術(shù) 281
12.2.4 脈沖功率電量精確測量技術(shù) 285
12.3 今后發(fā)展目標、重點研究領(lǐng)域和交叉研究領(lǐng)域 286
12.3.1 基于智能材料的傳感器技術(shù) 287
12.3.2 電工磁性材料的磁特性精細測量技術(shù) 287
12.3.3 電磁探測與成像技術(shù) 288
12.3.4 脈沖功率精密測量技術(shù) 290
參考文獻 290
第13章 生物電磁學(xué) 296
13.1 研究范圍與任務(wù) 296
13.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 297
13.2.1 生物電磁特性與電磁信息檢測技術(shù) 297
13.2.2 生物電磁干預(yù)技術(shù) 300
13.2.3 生物醫(yī)學(xué)中的電工技術(shù) 302
13.3 今后發(fā)展目標、重點研究領(lǐng)域和交叉研究領(lǐng)域 303
13.3.1 生物電磁特性與電磁信息檢測技術(shù) 303
13.3.2 生物電磁調(diào)控技術(shù) 304
13.3.3 生物醫(yī)學(xué)中的電工技術(shù)領(lǐng)域 304
參考文獻 305
第14章 電能存儲與應(yīng)用 307
14.1 學(xué)科內(nèi)涵 307
14.2 研究范圍與任務(wù) 308
14.2.1 可直接輸出電能的存儲技術(shù) 308
14.2.2 非直接輸出電能的存儲技術(shù) 311
14.2.3 電能存儲的系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù) 313
14.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 313
14.3.1 可直接輸出電能的儲能器件及單元集成技術(shù) 313
14.3.2 非直接輸出電能的儲能單元技術(shù) 319
14.3.3 儲能系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù) 323
14.4 今后發(fā)展目標、重點研究領(lǐng)域和交叉研究領(lǐng)域 332
14.4.1 發(fā)展目標 332
14.4.2 重點研究領(lǐng)域 333
14.4.3 交叉研究領(lǐng)域 333
參考文獻 334
第15章 能源電工新技術(shù) 336
15.1 學(xué)科內(nèi)涵與研究范圍 336
15.1.1 新能源發(fā)電 336
15.1.2 無線電能傳輸 341
15.1.3 電氣節(jié)能 343
15.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 345
15.2.1 新能源發(fā)電 345
15.2.2 無線電能傳輸 349
15.2.3 電氣節(jié)能 352
15.3 今后發(fā)展目標和重點研究領(lǐng)域 357
15.3.1 發(fā)展目標 357
15.3.2 重點研究領(lǐng)域 360
參考文獻 363
第16章 環(huán)境電工新技術(shù) 365
16.1 研究范圍和任務(wù) 365
16.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 366
16.2.1 電磁環(huán)境研究 366
16.2.2 環(huán)保電工技術(shù)研究 368
16.3 今后發(fā)展目標、重點研究領(lǐng)域和交叉研究領(lǐng)域 374
16.3.1 電磁環(huán)境方面 374
16.3.2 環(huán)保電工技術(shù)方面 374
參考文獻 375