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1、进行中的工程电力电子技术和可再生能源试验课程的一体化摘要这个正在进行的工作呈现了讨论工作和教育活动在采用可替代能源的电力 电子试验室和可再生能源作为将来经济和社会获得可持续进展的解决方案和基 于波多黎各我国实际需要的重要影响的散布推广。这项正在进行的工作主要集中 在两个方面：1）电力电子本科生课程试验室的实践操作的集成以及可再生能源 的应用。2）本科生关于选定对于可再生能源在一个真实地理区域（例如我们的 状况波多黎各）的应用的电力电子拓扑的讨论阅历。最终，作为我们这篇论文的 一个目的，我们盼望可以使其他学术机构留意到对于一个电力工程的教学大纲， 增加包括电力电子学、可再生能源、和试验教学的课程
2、对于他们我国好处的重要 性以及必需性。关键词：教学工艺、试验室、电力电子学、太阳能、热能引言当今世界范围内市场的变化给我们的日常生活带来了巨大的影响。油价每天 都在涨，但存储量每天都在下降。同时，人口统计的变化会影响电力设施的可行 性，并最终影响到工业在经济上的将来。而且，二氧化碳排放量的削减为电力设 施的生产供应了关心。这就是为什么那么多我国盼望集合可再生能源作为他们用 持续进展方式发电的作为他们我国政策的一局部。但是，任何转变电力基本设施的方案和它的我国政策都需要有着传统电力系 统、电力电子拓扑结构和可行性的可再生能源方面专业学问的娴熟劳开工人。对 于任何我国来说，他们的专业机构对于使这个
3、我国具有良好专业学问的娴熟劳动 工人都扮演着特别重要的角色。这就是对于现在一般的同学（潜在的雇员）只学 理论课程并不够的缘由；同时，一些实践操作的试验也是必需的！为了到达这个 目的，作者做的工作是把一些实际操作试验的-体化策略加入，以吸引和培育合 适的电力电子、可再生能源和本科讨论领域的ECE同学。为什么实际操作试验如此重要？我们都知道好的试验室试验增加了同学在这一领域的爱好，由于将理论与实 践向结合，并且促使同学主动的学习的一个过程。一个引人关注的政策已经被波 多黎各的马亚圭斯校区ECE学院推行出来以得到可再生能源和其相关领域的优 良技术生产力，特殊是他们采用了由爱德华多奥尔蒂斯博士领导的技
4、术和教育 先进性的数学建模和可再生能源的掌握。理论课程试验的一体化特殊是电力电子 和可再生资源的应用已经变成/ Minds2CREATE讨论团队的聚焦点。这项策略 的基本目标是为我国或者一个区域预备出足够的最好的工程劳动者来满意需要， 而又不会牺牲将来的可持续进展。目前的实践课程有可以到达10()名电力电子基 础本科课程的同学，除去做讨论的同学外其中有60名学习先行课程的本科生的 潜力。这个试验在深刻影响到了大量的电力电子同学，每年有大约100名马亚圭 斯高校电力电子相关专业的同学。在马亚圭斯高校,Minds2CREATE讨论团队已经开头让电力电子和可再生能 源专业的同学预备基于波多黎各地理状
5、况的电力系统应用。为了获得理论学问， 对这个领域感爱好的ECE同学需要学习一系列的关于可再生能源和电力电子的 课程。图1描述了对应一下等级的ECE课程。每一门课程都是由电力电子和其 在可再生能源方面的应用的易于理解的基础学问设计而成。实际动手课程的教育活动为了开创和波多黎各现实状况合适的课程，只是建立电力电子和可再生能源 相关课程并不是足够的！卜Mfin”、-im hxjnun“if图I PELS的本科生可再生能源课程的选择Current Density图2质子交换膜燃料电池的电特性与掌握这就是这些课程的动手操作是吸引新同学和增加他们在这方面绽开工程讨 论的基础的缘由。从长远上考虑，这些措施都
6、是推动讨论生教育的基础。实际动 手的教学活动与其它的教学活动，如理论教学、仿真教学、工程中的一些实际问 题相结合。一个同学的实际动手试验如下描述：1)质子交换膜燃料电池的电力特征在这个试验当中，同学会使用低功耗的质子交换膜燃料电池连接一个斩波器 和一个可变电阻负载。同学们需要学会如何使用质子交换膜燃料电池、实际斩波 器必要的部件、采用燃料电池模拟和建立掌握功率和电流的拓扑结构。2)光伏组件的最大功率跟踪点的数学建模这个试验需要最优掌握利PVM采用非线性原件模拟的特征的概念学问。在 这项工作中，同学要学会如何阅读光伏的数据表，并且采用这些数据来描述出该 太阳能电池板的特征。之后，我们采用之前我们
7、开发出的一款软件来比拟理论值 与PVM试验得出的值相比拟。最终，同学把PVM与升压斩波器相连接来得到 PVM的最大功率。3) Z源逆变器的拓扑结构与设计为了实现这个试验，同学需要了解例如三相系统、脉冲宽度调制、Z源、逆 变器等概念。同学要用PSIM、SABER、Mallab等软件来设计这个逆变器。在电力电子试 验室中，同学创立模型，这项工作包括选择拓扑结构，散热器，选择IGBT和变 压器/感应渊的构建工作。这些同学和波多黎各的预期将来估计当在这些同学将要结束学业生涯之时，他们将会在电力电子应用于可再 生能源的拓扑结构，有关波多黎各地形的可再生能源的特征的学问，熟识与能源 有关的我国政策和有关机
8、构的对于社会和经济的一些激励波多黎各高校生的规 程有着广泛的了解。学习不同形式的可再生能源的优点在波多黎各热带气候中是特别突出的，由 于气候中有山地区域的不停的风能，一年四季的日照的状况，这些都只在单一的 地方消失。最终，波多黎各在加勒比海的良好的地理位置、关于新能源的新技术 的乐观讨论、工程教育的良好环境以及岛上有可能成为将来企业家的同学对于商 业机会的爱好，使这项方案被胜利的执行。工程进展状况讨论小组胜利的采用在各种期刊和会议中的5份出版物使他们的工作得以 散布开来。去年，已经有十二名本科生着手参加实际操作试验的讨论。目前，我 们正在集合各种与可再生能源相关工程方面的代表来鉴定详细的劳动技能水平。 特殊地，我们正在筹备召集一个询问委员会来精炼和执行波多黎各国内工业和学 术之间更为广泛的合作。这个委员会将会为这方面相关的组织供应建议、创新力 量、筹资的资源以及至关重要的伙伴。感谢作者感谢马亚圭斯高校Minds2CREAT讨论小组的数学建模和可再生资源掌 握相关人员的贡献。