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電氣科學(xué)與工程學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略研究報(bào)告(2016-2020) 版權(quán)信息
- ISBN：9787030529633
- 條形碼：9787030529633 ; 978-7-03-052963-3
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
電氣科學(xué)與工程學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略研究報(bào)告(2016-2020) 內(nèi)容簡介
本報(bào)告是國家自然科學(xué)基金委工程與材料學(xué)部組織編寫的"十三五"期間的電氣科學(xué)與工程學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略研究報(bào)告。本報(bào)告內(nèi)容共分為十五章。**章總體闡述了電氣科學(xué)與工程學(xué)科的戰(zhàn)略地位、發(fā)展規(guī)律、重大科學(xué)挑戰(zhàn)和當(dāng)今的任務(wù)和使命。第二章至第十五章分別圍繞"電機(jī)系統(tǒng)"、"電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化"、"高電壓與絕緣技術(shù)"、"氣體放電與放電等離子體"、"脈沖功率技術(shù)"、"電力電子技術(shù)"、"電磁場與電網(wǎng)絡(luò)"、"電磁兼容學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略"、"優(yōu)選電工材料及其應(yīng)用"、"特別條件下的電工裝備基礎(chǔ)"、"電磁測量與傳感技術(shù)"、"生物電磁學(xué)"、"電能存儲(chǔ)與應(yīng)用"、"能源電工新技術(shù)"等14個(gè)領(lǐng)域，對其科學(xué)內(nèi)涵、研究范圍、發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢、重大科學(xué)問題和優(yōu)先發(fā)展方向等進(jìn)行了論述和介紹。
電氣科學(xué)與工程學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略研究報(bào)告(2016-2020) 目錄
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(dòng)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(bào)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(biāo)及其實(shí)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(jī)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(yùn)行基礎(chǔ)理論和方法 38
1.3.3 先進(jìn)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(yùn)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(chǔ)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(shí)現(xiàn)“十三五”發(fā)展戰(zhàn)略的政策措施 47
第2章 電機(jī)系統(tǒng) 49
2.1 學(xué)科內(nèi)涵與研究范圍 49
2.1.1 電機(jī)的新材料與新工藝 50
2.1.2 電機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論與分析方法 52
2.1.3 電機(jī)本體新原理與新結(jié)構(gòu) 53
2.1.4 電機(jī)冷卻技術(shù) 61
2.1.5 電機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制技術(shù) 62
2.1.6 電機(jī)測試與試驗(yàn)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(jī)設(shè)計(jì)新技術(shù)與分析方法的研究發(fā)展現(xiàn)狀 65
2.2.2 電機(jī)本體的研究發(fā)展 67
2.2.3 電機(jī)系統(tǒng)冷卻技術(shù)的研究發(fā)展現(xiàn)狀 68
2.2.4 電機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制技術(shù)的研究發(fā)展現(xiàn)狀 69
2.2.5 電機(jī)測試技術(shù)研究發(fā)展現(xiàn)狀 72
2.2.6 電機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展趨勢 73
2.2.7 電機(jī)系統(tǒng)前沿技術(shù) 75
2.3 今后發(fā)展目標(biāo)和重點(diǎn)研究領(lǐng)域 77
2.3.1 電機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展方向 77
2.3.2 電機(jī)系統(tǒng)的重點(diǎn)研究領(lǐng)域 78
2.3.3 電機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)先研究領(lǐng)域 79
參考文獻(xiàn) 80
第3章 電力系統(tǒng)及其自動(dòng)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(hù) 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(yùn)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(biāo)和重點(diǎn)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(hù) 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(yùn)行與調(diào)度 106
3.3.7 新型輸配電技術(shù) 106
參考文獻(xiàn) 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(jìn)電介質(zhì) 109
4.1.2 電氣設(shè)備中的放電與過電壓防護(hù) 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(yùn)行特性 112
4.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展和發(fā)展趨勢 112
4.2.1 先進(jìn)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(hù) 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(yùn)行特性 121
4.3 今后發(fā)展目標(biāo)、重點(diǎn)研究領(lǐng)域和交叉研究領(lǐng)域 124
4.3.1 先進(jìn)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(hù) 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(yùn)行特性 129
參考文獻(xiàn) 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(jī)理 139
5.2.2 氣體放電非線性動(dòng)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(yùn)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(dòng)力學(xué)方面的應(yīng)用 149
5.3 今后發(fā)展目標(biāo)、重點(diǎn)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(dòng)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(yùn)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(dòng)力學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用 155
參考文獻(xiàn) 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(biāo)、重點(diǎn)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(xiàn) 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?fù)浼捌鋺?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(biāo)和重點(diǎn)研究領(lǐng)域 186
7.3.1 電力電子器件及應(yīng)用的重點(diǎn)研究領(lǐng)域 187
7.3.2 電力電子變換器拓?fù)浼捌鋺?yīng)用的重點(diǎn)研究領(lǐng)域 187
7.3.3 電力電子建模和控制的重點(diǎn)研究領(lǐng)域 187
7.3.4 電力電子電磁兼容及可靠性的重點(diǎn)研究領(lǐng)域 188
參考文獻(xiàn) 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(biāo)和重點(diǎn)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(biāo)和重點(diǎn)研究領(lǐng)域 199
參考文獻(xiàn) 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(hù) 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(hù) 214
9.2.5 艦船系統(tǒng)的電磁兼容 216
9.3 今后發(fā)展目標(biāo)和重點(diǎn)研究領(lǐng)域 218
9.3.1 發(fā)展目標(biāo) 218
9.3.2 重點(diǎn)研究領(lǐng)域 219
參考文獻(xiàn) 220
第10章 先進(jìn)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(jìn)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(jìn)展與發(fā)展趨勢 244
10.2.3 先進(jìn)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(biāo)、重點(diǎn)研究領(lǐng)域和交叉研究領(lǐng)域 250
10.3.1 發(fā)展目標(biāo) 250
10.3.2 重點(diǎn)研究領(lǐng)域與交叉研究領(lǐng)域 251
參考文獻(xiàn) 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(yàn)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(yàn)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(biāo)與重點(diǎn)研究領(lǐng)域 268
11.3.1 深空電工裝備的今后發(fā)展目標(biāo)與重點(diǎn)研究領(lǐng)域 268
11.3.2 深海電工裝備的今后發(fā)展目標(biāo)與重點(diǎn)研究領(lǐng)域 270
11.3.3 極端試驗(yàn)條件下電工裝備的今后發(fā)展目標(biāo)與重點(diǎn)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(biāo)與重點(diǎn)研究領(lǐng)域 272
參考文獻(xiàn) 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(xì)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(biāo)、重點(diǎn)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(xì)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(xiàn) 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(biāo)、重點(diǎn)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(xiàn) 305
第14章 電能存儲(chǔ)與應(yīng)用 307
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(dòng)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(bào)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(biāo)及其實(shí)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(jī)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(yùn)行基礎(chǔ)理論和方法 38
1.3.3 先進(jìn)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(yùn)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(chǔ)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(shí)現(xiàn)“十三五”發(fā)展戰(zhàn)略的政策措施 47
第2章 電機(jī)系統(tǒng) 49
2.1 學(xué)科內(nèi)涵與研究范圍 49
2.1.1 電機(jī)的新材料與新工藝 50
2.1.2 電機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論與分析方法 52
2.1.3 電機(jī)本體新原理與新結(jié)構(gòu) 53
2.1.4 電機(jī)冷卻技術(shù) 61
2.1.5 電機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制技術(shù) 62
2.1.6 電機(jī)測試與試驗(yàn)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(jī)設(shè)計(jì)新技術(shù)與分析方法的研究發(fā)展現(xiàn)狀 65
2.2.2 電機(jī)本體的研究發(fā)展 67
2.2.3 電機(jī)系統(tǒng)冷卻技術(shù)的研究發(fā)展現(xiàn)狀 68
2.2.4 電機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制技術(shù)的研究發(fā)展現(xiàn)狀 69
2.2.5 電機(jī)測試技術(shù)研究發(fā)展現(xiàn)狀 72
2.2.6 電機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展趨勢 73
2.2.7 電機(jī)系統(tǒng)前沿技術(shù) 75
2.3 今后發(fā)展目標(biāo)和重點(diǎn)研究領(lǐng)域 77
2.3.1 電機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展方向 77
2.3.2 電機(jī)系統(tǒng)的重點(diǎn)研究領(lǐng)域 78
2.3.3 電機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)先研究領(lǐng)域 79
參考文獻(xiàn) 80
第3章 電力系統(tǒng)及其自動(dòng)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(hù) 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(yùn)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(biāo)和重點(diǎn)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(hù) 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(yùn)行與調(diào)度 106
3.3.7 新型輸配電技術(shù) 106
參考文獻(xiàn) 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(jìn)電介質(zhì) 109
4.1.2 電氣設(shè)備中的放電與過電壓防護(hù) 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(yùn)行特性 112
4.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展和發(fā)展趨勢 112
4.2.1 先進(jìn)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(hù) 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(yùn)行特性 121
4.3 今后發(fā)展目標(biāo)、重點(diǎn)研究領(lǐng)域和交叉研究領(lǐng)域 124
4.3.1 先進(jìn)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(hù) 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(yùn)行特性 129
參考文獻(xiàn) 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(jī)理 139
5.2.2 氣體放電非線性動(dòng)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(yùn)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(dòng)力學(xué)方面的應(yīng)用 149
5.3 今后發(fā)展目標(biāo)、重點(diǎn)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(dòng)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(yùn)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(dòng)力學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用 155
參考文獻(xiàn) 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(biāo)、重點(diǎn)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(xiàn) 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?fù)浼捌鋺?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(biāo)和重點(diǎn)研究領(lǐng)域 186
7.3.1 電力電子器件及應(yīng)用的重點(diǎn)研究領(lǐng)域 187
7.3.2 電力電子變換器拓?fù)浼捌鋺?yīng)用的重點(diǎn)研究領(lǐng)域 187
7.3.3 電力電子建模和控制的重點(diǎn)研究領(lǐng)域 187
7.3.4 電力電子電磁兼容及可靠性的重點(diǎn)研究領(lǐng)域 188
參考文獻(xiàn) 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(biāo)和重點(diǎn)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(biāo)和重點(diǎn)研究領(lǐng)域 199
參考文獻(xiàn) 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(hù) 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(hù) 214
9.2.5 艦船系統(tǒng)的電磁兼容 216
9.3 今后發(fā)展目標(biāo)和重點(diǎn)研究領(lǐng)域 218
9.3.1 發(fā)展目標(biāo) 218
9.3.2 重點(diǎn)研究領(lǐng)域 219
參考文獻(xiàn) 220
第10章 先進(jìn)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(jìn)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(jìn)展與發(fā)展趨勢 244
10.2.3 先進(jìn)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(biāo)、重點(diǎn)研究領(lǐng)域和交叉研究領(lǐng)域 250
10.3.1 發(fā)展目標(biāo) 250
10.3.2 重點(diǎn)研究領(lǐng)域與交叉研究領(lǐng)域 251
參考文獻(xiàn) 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(yàn)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(yàn)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(biāo)與重點(diǎn)研究領(lǐng)域 268
11.3.1 深空電工裝備的今后發(fā)展目標(biāo)與重點(diǎn)研究領(lǐng)域 268
11.3.2 深海電工裝備的今后發(fā)展目標(biāo)與重點(diǎn)研究領(lǐng)域 270
11.3.3 極端試驗(yàn)條件下電工裝備的今后發(fā)展目標(biāo)與重點(diǎn)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(biāo)與重點(diǎn)研究領(lǐng)域 272
參考文獻(xiàn) 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(xì)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(biāo)、重點(diǎn)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(xì)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(xiàn) 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(biāo)、重點(diǎn)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(xiàn) 305
第14章 電能存儲(chǔ)與應(yīng)用 307
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電氣科學(xué)與工程學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略研究報(bào)告(2016-2020) 節(jié)選
第1章 總論 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 學(xué)科內(nèi)涵與發(fā)展動(dòng)力 1．學(xué)科的定義 電氣科學(xué)與工程是研究電（磁）能的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)換、傳遞、利用等過程中的電磁現(xiàn)象及其與物質(zhì)相互作用的學(xué)科，包含電（磁）能科學(xué)和電磁場與物質(zhì)相互作用的科學(xué)兩個(gè)領(lǐng)域。根據(jù)研究對象的不同，電氣科學(xué)與工程學(xué)科可以分為電氣科學(xué)、電氣工程和學(xué)科交叉三大研究分支。圖1.1表示了學(xué)科的內(nèi)涵與分支。 圖1.1 電氣科學(xué)與工程學(xué)科的內(nèi)涵與分支 電氣科學(xué)分支包含電磁場、電網(wǎng)絡(luò)、電磁兼容、電工材料、電磁測量與傳感器5個(gè)研究方向。電磁場主要研究電磁現(xiàn)象及其過程中的理論和計(jì)算問題，包括計(jì)算電磁學(xué)、電磁場與其他物理場的耦合、電磁裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)、電磁探測與成像、電磁無損檢測等內(nèi)容。電網(wǎng)絡(luò)主要研究復(fù)雜電網(wǎng)絡(luò)分析、綜合與診斷等內(nèi)容。電磁兼容主要研究電磁干擾的產(chǎn)生、影響評估與防護(hù)技術(shù)、電氣設(shè)備與系統(tǒng)的電磁兼容、電磁輻射與防護(hù)。電工材料主要研究各種電工材料多物理場作用下的本構(gòu)關(guān)系與特性調(diào)控方法。電磁測量與傳感器主要研究材料、元件、設(shè)備及系統(tǒng)電磁參數(shù)及電磁特性測量的原理、方法及其與信息化結(jié)合的技術(shù)。 電氣工程分支包含電機(jī)系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、高電壓與絕緣、電力電子、極端條件下的電工技術(shù)等5個(gè)研究方向。電機(jī)系統(tǒng)主要研究機(jī)電能轉(zhuǎn)換裝置與系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論、設(shè)計(jì)制造與集成、計(jì)算機(jī)分析與仿真、性能測試、運(yùn)行控制、故障診斷、可靠性等理論、方法與技術(shù)。電力系統(tǒng)主要研究電力系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、特性分析、運(yùn)行管理、控制保護(hù)等理論和方法，以及新型發(fā)電與輸配電形式、電力市場等內(nèi)容。高電壓與絕緣主要研究高電壓的產(chǎn)生、測量和控制，電介質(zhì)放電與絕緣擊穿，過電壓及其防護(hù)，極端環(huán)境下的絕緣特性與理論，電接觸與電弧理論，高性能開關(guān)電器理論與技術(shù)等內(nèi)容。電力電子主要研究基于電力電子器件的電能變換裝置與系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、建模與仿真、控制、系統(tǒng)集成應(yīng)用的理論、方法和技術(shù)。極端條件下的電工技術(shù)主要研究極端條件的產(chǎn)生及其對物質(zhì)和生命的效應(yīng)等，研究范圍包括各種復(fù)雜電磁裝置與系統(tǒng)，涵蓋深海、深地、深空等特殊環(huán)境，強(qiáng)磁場、短時(shí)超大電流、超高速等運(yùn)行條件下的電氣設(shè)備。 電氣科學(xué)與工程學(xué)科和其他工程科學(xué)、物理科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)等學(xué)科的廣泛交叉，形成了許多新的研究分支，如生物電磁、電能存儲(chǔ)、超導(dǎo)電工、氣體放電與等離子體、能源電工新技術(shù)，環(huán)境電工新技術(shù)等。生物電磁主要研究生物電磁特性及應(yīng)用、電磁場的生物學(xué)效益與生物物理機(jī)制、生物電磁信息檢測與利用、生命科學(xué)儀器和醫(yī)療設(shè)備中的電工新技術(shù)等。電能存儲(chǔ)主要研究電能的直接存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)換到其他能量形式的間接存儲(chǔ)中所涉及的新原理、新方法和新技術(shù)。超導(dǎo)電工主要研究新型超導(dǎo)材料的性能及其在電工裝備中的應(yīng)用。氣體放電與等離子體主要研究利用氣體放電產(chǎn)生人造等離子體的新方法、新技術(shù)。能源電工新技術(shù)主要研究能源開發(fā)利用、能量轉(zhuǎn)換以及節(jié)電中涉及的新原理、新方法和新技術(shù)。環(huán)境電工新技術(shù)主要研究基于電磁方法的環(huán)境治理與廢物處理等內(nèi)容。 當(dāng)然，電氣科學(xué)與工程學(xué)科自誕生始就處在不斷發(fā)展之中，學(xué)科內(nèi)涵與分支也會(huì)新陳代謝、逐時(shí)演變，圖1.1僅是本學(xué)科的當(dāng)前“快照”，并不妨礙其隨時(shí)間推移而動(dòng)態(tài)變化。 2．學(xué)科的特點(diǎn) 縱觀電氣科學(xué)與工程學(xué)科的發(fā)展，其具有以下三個(gè)特點(diǎn)： (1) 歷史悠久，活力恒新。早在公元前七八世紀(jì)，人們就用文字記載了自然界的閃電現(xiàn)象和天然磁石的磁現(xiàn)象。近代，一系列對電磁現(xiàn)象及其規(guī)律的探索和發(fā)現(xiàn)以及19世紀(jì)建立的麥克斯韋電磁場方程組，奠定了人類利用電、磁能量與信息的理論基礎(chǔ)，引發(fā)了第二次產(chǎn)業(yè)革命，促進(jìn)了電氣他的實(shí)現(xiàn)。20世紀(jì)，電氣科學(xué)技術(shù)的發(fā)展將電和磁相互依存、相互作用的規(guī)律研究得非常深入，并將研究的關(guān)注點(diǎn)逐漸轉(zhuǎn)向電磁與物質(zhì)相互作用的新現(xiàn)象和新原理，衍生出不少新興技術(shù)。今后相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi)，電磁與物質(zhì)相互作用的新現(xiàn)象、新原理和新應(yīng)用研究將有更大的擴(kuò)展和深化，電氣科學(xué)與工程學(xué)科的活力正與日俱增。 (2) 交叉面廣，滲透性強(qiáng)。在近百年的發(fā)展中，從電氣學(xué)科萌生、分化及交叉產(chǎn)生出不少新興學(xué)科，如電子、信息、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制等。電磁與物質(zhì)相互作用涉及物質(zhì)的多種特性，從而涉及多個(gè)相關(guān)學(xué)科，使電氣學(xué)科的發(fā)展必然伴隨著很強(qiáng)的交叉性和滲透性。交叉面涉及數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、材料科學(xué)以及工程類科學(xué)中的相關(guān)學(xué)科等。21世紀(jì)以來，隨著新科技革命的迅猛發(fā)展，方興未艾的信息科學(xué)和技術(shù)、迅猛發(fā)展的生命科學(xué)和生物技術(shù)、重新升溫的能源科學(xué)和技術(shù)、接踵而至的納米科學(xué)和技術(shù)，都與電氣科學(xué)與工程學(xué)科有著密切的交叉滲透關(guān)系，是電氣學(xué)科開放開拓、培植創(chuàng)新生長點(diǎn)的重要對象。 (3) 研究對象的時(shí)空跨度大。在空間上，從微觀、介觀到宏觀，從研究電子在電磁場中的運(yùn)動(dòng)到分析數(shù)百萬平方公里范圍內(nèi)超大規(guī)模電力系統(tǒng)的運(yùn)行；在時(shí)間上，從探索皮秒、納秒級的快脈沖功率到研究月、年長度的電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度。不同時(shí)空尺度下的電磁現(xiàn)象及其與物質(zhì)相互作用產(chǎn)生的現(xiàn)象呈現(xiàn)出多樣性和復(fù)雜性，為本學(xué)科的發(fā)展提供了廣闊的創(chuàng)新空間。 3. 學(xué)科發(fā)展的動(dòng)力 電氣科學(xué)與工程發(fā)展的動(dòng)力來自三方面：社會(huì)發(fā)展需求的巨大牽引力，由學(xué)科內(nèi)涵所蘊(yùn)藏的創(chuàng)新潛能發(fā)出的膨脹力、萌生力、拓展力，以及由交叉學(xué)科提供的新理論、新方法、新材料對本學(xué)科的“催化”和“嫁接”作用所形成的創(chuàng)新推動(dòng)力。 進(jìn)入21世紀(jì)以來，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)、建設(shè)生態(tài)文明、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，成為人類社會(huì)的普遍共識，世界能源發(fā)展格局因此發(fā)生重大而深刻的變化，新一輪能源革命的序幕已經(jīng)拉開。發(fā)展清潔能源、保障能源安全、解決環(huán)保問題、應(yīng)對氣候變化，是本輪能源革命的核心內(nèi)容。作為能源的重要供應(yīng)環(huán)節(jié)和主要使用形式，電能對于清潔能源的發(fā)展至關(guān)重要，其對電機(jī)系統(tǒng)、電力電子、電力系統(tǒng)、高電壓與絕緣、能源電工新技術(shù)和電能存儲(chǔ)等電氣工程及交叉研究提出了更高的需求，強(qiáng)勁地牽引著電氣科學(xué)與工程學(xué)科的發(fā)展。 我國一次能源的分布稟賦決定了在未來較長時(shí)期內(nèi)必須采取在西部地區(qū)建設(shè)大型能源（火電、水電、風(fēng)電、太陽能發(fā)電等）基地并采用遠(yuǎn)距離大容量的送電方式，所形成的跨越多種復(fù)雜環(huán)境和地域的超大規(guī)模電力系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)行給電能科學(xué)提出了許多必須解決的新問題。我國能源消耗大但利用效率偏低，環(huán)境污染問題嚴(yán)重，可持續(xù)發(fā)展對電能的高效轉(zhuǎn)換與輸配、可再生能源發(fā)電、節(jié)電等新技術(shù)、新方法提出了迫切的需求。電動(dòng)汽車、全電艦船、多電飛機(jī)等特種獨(dú)立電源系統(tǒng)提出的新問題，以及以電磁炮、激光武器、高功率微波武器、電磁脈沖武器為代表的新概念電磁武器的實(shí)現(xiàn)，都給電（磁）能科學(xué)提出新的需求，對電（磁）能科學(xué)領(lǐng)域的需求牽引力，也形成了對支撐電（磁）能科學(xué)的電磁場與電網(wǎng)絡(luò)理論、先進(jìn)電工材料與電磁測量等電氣科學(xué)基礎(chǔ)的需求牽引力，以及對環(huán)境電工、超導(dǎo)電工等電磁場與物質(zhì)相互作用領(lǐng)域中的相關(guān)分支學(xué)科的需求牽引力。同時(shí)，新理論（如博弈論、隨機(jī)控制理論、魯棒控制理論等）、新技術(shù)（如互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等）、新材料（如壓電材料、永磁材料、微納米材料、超導(dǎo)材料、石墨烯等）、新器件（如碳化硅半導(dǎo)體、光電互感器、各種新型傳感器等）等交叉學(xué)科新思路和新成果的引進(jìn)，對電（磁）能科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展起著巨大的推動(dòng)作用。 電磁場與物質(zhì)相互作用科學(xué)領(lǐng)域涉及電磁場與各種物質(zhì)及物質(zhì)形態(tài)的作用，而且作用產(chǎn)生的效應(yīng)涉及微觀的分子組成和介觀結(jié)構(gòu)，宏觀的力、聲、熱、電、磁、光、生物等效應(yīng)，內(nèi)涵特別豐富，包含的學(xué)科分支多，內(nèi)涵蘊(yùn)藏的創(chuàng)新潛能大，領(lǐng)域內(nèi)的互動(dòng)及創(chuàng)新萌發(fā)力、向外拓展力都很強(qiáng)。發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象、提出新理論、建立新模型、開發(fā)新應(yīng)用是本領(lǐng)域內(nèi)涵萌發(fā)的特點(diǎn)。和電磁場與物質(zhì)相互作用科學(xué)領(lǐng)域有著密切關(guān)系的交叉學(xué)科數(shù)量多，涉及面廣，交叉學(xué)科對本領(lǐng)域發(fā)展的推動(dòng)作用非常大。有些新現(xiàn)象，新應(yīng)用*初是從交叉學(xué)科的相關(guān)發(fā)現(xiàn)、相關(guān)應(yīng)用滲透過來，而在本領(lǐng)域內(nèi)生長并開花結(jié)果的。對本領(lǐng)域發(fā)展的需求牽引大多來自高科技產(chǎn)業(yè)及高科技研發(fā)的需求，如新材料制備和表面處理、電子器件的微細(xì)加工對電磁場、電介質(zhì)、放電等離子體技術(shù)的需求，生物醫(yī)學(xué)中的電磁誘變、電磁診斷和電磁治療技術(shù)的需求，環(huán)境保護(hù)方面對用靜電技術(shù)、高電壓技術(shù)、脈沖功率技術(shù)、放電等離子體技術(shù)處理廢氣、廢水、廢渣和放射性廢棄物的需求，對電磁環(huán)境防護(hù)的需求，未來能源的受控核聚變研究對脈沖功率技術(shù)和等離子體技術(shù)的需求，國防高科技如電磁發(fā)射、高功率激光、高功率微波等對脈沖功率技術(shù)、放電與等離子體技術(shù)、電磁兼容技術(shù)等的需求等。 1.1.2 我國的研究現(xiàn)狀 1．電氣科學(xué) 1) 電磁場 我國在電磁場理論領(lǐng)域開展了長期的研究工作，取得了許多有影響力的研究成果。特別是計(jì)算電磁學(xué)、電磁材料的模擬與測試、電磁裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)、電磁無損檢測等領(lǐng)域的研究成果為我國大型裝備制造做出了重要貢獻(xiàn)。重要研究成果有：結(jié)合計(jì)算數(shù)學(xué)領(lǐng)域的*新成果，發(fā)展了穩(wěn)態(tài)問題、時(shí)變場問題、非線性問題、運(yùn)動(dòng)介質(zhì)問題的有限元法；發(fā)展了電磁場電路運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)耦合計(jì)算方法以及與其他物理場的耦合分析方法；發(fā)展了表面響應(yīng)模型與隨機(jī)類優(yōu)化算法相結(jié)合的高效電磁場逆問題算法；開展了電工磁性材料的三維磁特性檢測和電磁特性模擬技術(shù)研究，突破了一維和二維技術(shù)的局限；電磁無損檢測技術(shù)在核電領(lǐng)域的應(yīng)用取得了重要進(jìn)展，提出了非線性、履歷性磁性材料電磁檢測信號的高效高精度數(shù)值模擬、復(fù)雜缺陷信號反演重構(gòu)方法。 我國在電磁場領(lǐng)域取得的成果十分顯著，但就整體研究水平而言，與國外仍存在很大的差距，多為跟蹤性研究，共性科學(xué)問題提煉不足，缺乏自主創(chuàng)新，特別是在與前沿學(xué)科的交叉創(chuàng)新方面有待進(jìn)一步加強(qiáng)。我國學(xué)者大多側(cè)重于利用商業(yè)軟件進(jìn)行電磁裝置的單場計(jì)算，對于計(jì)算過程則知之甚少。多物理場耦合分析也大多局限于單向的載荷傳遞，沒有考慮材料性能隨物理場的變化。對電磁裝置涉及的電磁學(xué)與熱力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)以及其他學(xué)科交叉研究不足，多場分析軟件開發(fā)難度較大、投入較少，在多物理場分析過程中主要依賴國外商用軟件，在一定程度上制約了我國電氣裝備分析、設(shè)計(jì)等基礎(chǔ)理論的發(fā)展。 2) 電網(wǎng)絡(luò) 我國在電網(wǎng)絡(luò)理論領(lǐng)域開展了長期的研究工作，取得了許多有影響力的研究成果。特別是在復(fù)雜電網(wǎng)絡(luò)分析綜合與診斷等領(lǐng)域堅(jiān)持長期探索研究，為我國超特高壓輸配電工程建設(shè)做出了重要貢獻(xiàn)。我國主要針對復(fù)雜電網(wǎng)絡(luò)開展了分析、綜合與診斷研究，包括電網(wǎng)絡(luò)元件的建模及其參數(shù)辨識，非線性電網(wǎng)絡(luò)的演化特性及其遠(yuǎn)行穩(wěn)定性，電網(wǎng)絡(luò)的故障定位與保護(hù)、數(shù)模電路的故障診斷；電氣化鐵道牽引網(wǎng)的統(tǒng)一鏈?zhǔn)诫娐纺Ｐ停浑妷涸磽Q流器(voltage sourced converter，vsc)高壓直流輸電(high-voltage direct current，HVDC)的動(dòng)態(tài)等效電路模型；中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)小電流接地故障暫態(tài)等值電路模型；電力電子變換器主電路拓?fù)浔孀R與故障診斷；超聲電機(jī)雙電感雙電容諧振電路模型及其優(yōu)化；集成門極可關(guān)斷晶閘管(integrated gate commutated thyristor，IGCT)逆變電路建模；n階諧振開關(guān)電容變換器潛電路圖論分析法等。 雖然在電網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域所取得的成果比較顯著，但總體來看，國內(nèi)從事電網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)理論研究的力量比較薄弱，共性科學(xué)問題提煉不夠，原始創(chuàng)新能力不足，特別是在與前沿學(xué)科的交叉創(chuàng)新方面存在較多空白。隨著新型元器件不斷涌現(xiàn)，電網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度和行為的多樣化大大增加，模數(shù)混合電路芯片、存儲(chǔ)器、處理器及各種可編程器件(如FPGA、DSP、CPLD)在各種電網(wǎng)絡(luò)中普遍使用，突破了傳統(tǒng)的電網(wǎng)絡(luò)理論框架，給電網(wǎng)絡(luò)的分析、綜合和診斷帶來了全新的挑戰(zhàn)。由于缺乏有效分析的手段和方法，相關(guān)瓶頸沒有得到突破。電力電子系統(tǒng)由過去的分立器件逐步過渡到集成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，使得相應(yīng)電力電子系統(tǒng)的復(fù)雜度大大提高，系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)及測試性設(shè)計(jì)有待探索。智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)，例如，信號的實(shí)時(shí)感知、
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