编辑推荐
《电气科学与工程学科发展战略研究报告(2016-2020)》可为国家自然科学基金委员会工程与材料科学部工程科学五处电气科学与工程学科遴选未来5年乃至10年的优先资助方向提供重要依据，也可供高等院校、科研院所等机构从事自然科学研究工作的科研人员以及参与科技管理和科技政策研究的人员参考。
目录
前言
第1章总论1
1.1电气科学与工程学科发展战略“全景式”的学科地貌图1
1.1.1学科内涵与发展动力1
1.1.2我国的研究现状4
1.1.3对2020年的展望17
1.2电气科学与工程学科发展战略报告20
1.2.1学科的战略地位20
1.2.2学科的发展规律与发展态势21
1.2.3学科的发展现状与发展布局24
1.2.4学科的发展目标及其实现途径33
1.3优先发展领域37
1.3.1高效能、高品质电机系统基础科学问题37
1.3.2复杂电力系统规划与安全高效运行基础理论和方法38
1.3.3先进电力设备绝缘与放电40
1.3.4电力电子系统的可靠运行及性能综合优化41
1.3.5极端条件下的电工装备技术43
1.3.6高效率、低成本、大规模电能存储技术44
1.3.7生物电磁基础及医学应用新技术45
1.4实现“十三五”发展战略的政策措施47
第2章电机系统49
2.1学科内涵与研究范围49
2.1.1电机的新材料与新工艺50
2.1.2电机系统设计理论与分析方法52
2.1.3电机本体新原理与新结构53
2.1.4电机冷却技术61
2.1.5电机驱动与控制技术62
2.1.6电机测试与试验技术63
2.2国内外研究现状与发展趋势65
2.2.1电机设计新技术与分析方法的研究发展现状65
2.2.2电机本体的研究发展67
2.2.3电机系统冷却技术的研究发展现状68
2.2.4电机驱动与控制技术的研究发展现状69
2.2.5电机测试技术研究发展现状72
2.2.6电机系统的技术发展趋势73
2.2.7电机系统前沿技术75
2.3今后发展目标和重点研究领域77
2.3.1电机系统的发展方向77
2.3.2电机系统的重点研究领域78
2.3.3电机系统的优先研究领域79
参考文献80
第3章电力系统及其自动化82
3.1学科内涵与研究范围82
3.2国内外研究现状与发展趋势83
3.2.1电力系统规划83
3.2.2电力系统控制87
3.2.3电力系统保护90
3.2.4电力系统仿真93
3.2.5电力市场97
3.2.6电力系统运行与调度98
3.2.7新型输配电技术102
3.3今后发展目标和重点研究领域104
3.3.1电力系统规划104
3.3.2电力系统控制105
3.3.3电力系统保护105
3.3.4电力系统仿真105
3.3.5电力市场106
3.3.6电力系统运行与调度106
3.3.7新型输配电技术106
参考文献106
第4章高电压与绝缘技术109
4.1研究范围和任务109
4.1.1先进电介质109
4.1.2电气设备中的放电与过电压防护110
4.1.3高压电力电子装备111
4.1.4智能电气设备与全寿命运行特性112
4.2国内外研究进展和发展趋势112
4.2.1先进电介质材料112
4.2.2电气设备中的放电与过电压防护116
4.2.3高压电力电子装备119
4.2.4智能电气设备与全寿命运行特性121
4.3今后发展目标、重点研究领域和交叉研究领域124
4.3.1先进电介质材料124
4.3.2电气设备中的放电与过电压防护126
4.3.3高压电力电子装备128
4.3.4智能电气设备与全寿命运行特性129
参考文献131
第5章气体放电与放电等离子体135
5.1研究范围与任务135
5.2国内外研究现状及发展趋势138
5.2.1脉冲放电等离子体产生机理139
5.2.2气体放电非线性动力学行为139
5.2.3液相介质击穿140
5.2.4高活性等离子体的产生方法141
5.2.5等离子体在不同介质中的输运规律143
5.2.6在生物医学和生命科学领域的应用145
5.2.7在能源化工和材料科学领域的应用146
5.2.8在辅助燃烧与流体动力学方面的应用149
5.3今后发展目标、重点研究领域和交叉研究领域150
5.3.1脉冲放电等离子体150
5.3.2气体放电非线性动力学151
5.3.3液相介质击穿151
5.3.4高活性等离子体的产生方法152
5.3.5等离子体在不同介质中的输运规律152
5.3.6在生物医学和生命科学领域的应用153
5.3.7在能源化工和材料科学领域的应用154
5.3.8在燃烧学和流体动力学领域的应用155
参考文献155
第6章脉冲功率技术159
6.1研究范围与任务159
6.2国内外研究现状及发展趋势159
6.2.1国外研究现状159
6.2.2国内研究现状161
6.2.3未来发展趋势164
6.3今后发展目标、重点研究领域和交叉研究领域165
6.3.1重频全固态脉冲功率技术165
6.3.2高功率开关技术研究166
6.3.3超高功率电脉冲形成与传输关键物理问题166
6.3.4金属丝电爆炸放电等离子体166
参考文献167
第7章电力电子技术168
7.1学科内涵与研究范围168
7.2国内外研究现状与发展趋势169
7.2.1电力电子器件的研究发展现状169
7.2.2电力电子变换器拓扑及其应用的研究发展现状173
7.2.3电力电子建模和控制的研究发展现状181
7.2.4电力电子电磁兼容及可靠性的研究发展现状182
7.3今后发展目标和重点研究领域186
7.3.1电力电子器件及应用的重点研究领域187
7.3.2电力电子变换器拓扑及其应用的重点研究领域187
7.3.3电力电子建模和控制的重点研究领域187
7.3.4电力电子电磁兼容及可靠性的重点研究领域188
参考文献188
第8章电磁场与电网络191
8.1电磁场191
8.1.1学科内涵与研究范围191
8.1.2国内外研究现状及发展趋势192
8.1.3今后发展目标和重点研究领域195
8.2电网络196
8.2.1学科内涵与研究范围196
8.2.2国内外研究现状和发展趋势197
8.2.3今后发展目标和重点研究领域199
参考文献201
第9章电磁兼容学科发展战略205
9.1学科内涵与研究范围205
9.1.1电力系统的电磁兼容205
9.1.2轨道交通系统的电磁兼容206
9.1.3航空航天系统的电磁兼容206
9.1.4高功率电磁脉冲效应与防护206
9.1.5舰船系统的电磁兼容207
9.2国内外研究现状与发展趋势207
9.2.1电力系统的电磁兼容207
9.2.2轨道交通系统的电磁兼容210
9.2.3航空航天系统的电磁兼容212
9.2.4高功率电磁脉冲效应与防护214
9.2.5舰船系统的电磁兼容216
9.3今后发展目标和重点研究领域218
9.3.1发展目标218
9.3.2重点研究领域219
参考文献220
第10章先进电工材料及其应用227
10.1研究范围与任务228
10.1.1超导材料及其应用228
10.1.2新型导电材料及其应用231
10.1.3先进电工磁性材料及其应用231
10.1.4其他新型电磁功能材料233
10.2国内外研究现状及发展趋势233
10.2.1超导材料及其应用研究现状与发展趋势233
10.2.2新型导电材料的研究进展与发展趋势244
10.2.3先进电工磁性材料研究现状及发展趋势248
10.3今后发展目标、重点研究领域和交叉研究领域250
10.3.1发展目标250
10.3.2重点研究领域与交叉研究领域251
参考文献253
第11章极端条件下的电工装备基础255
11.1科学内涵与研究范围255
11.1.1深空电工装备的科学内涵与研究范围255
11.1.2深海电工装备的科学内涵与研究范围256
11.1.3极端试验条件下电工装备的科学内涵与研究范围257
11.1.4电磁发射电工装备的科学内涵与研究范围258
11.2国内外研究现状和发展趋势260
11.2.1深空电工装备的国内外研究现状和发展趋势260
11.2.2深海电工装备的国内外研究现状和发展趋势261
11.2.3极端试验条件下电工装备的国内外研究现状和发展趋势263
11.2.4电磁发射电工装备的国内外研究现状和发展趋势266
11.3今后发展目标与重点研究领域268
11.3.1深空电工装备的今后发展目标与重点研究领域268
11.3.2深海电工装备的今后发展目标与重点研究领域270
11.3.3极端试验条件下电工装备的今后发展目标与重点研究领域270
11.3.4电磁发射电工装备的今后发展目标与重点研究领域272
参考文献272
第12章电磁测量与传感技术275
12.1研究范围与任务275
12.2国内外研究现状及发展趋势276
12.2.1基于智能材料的传感器技术276
12.2.2电工磁性材料的磁特性精细测量技术279
12.2.3电磁探测与成像技术281
12.2.4脉冲功率电量精确测量技术285
12.3今后发展目标、重点研究领域和交叉研究领域286
12.3.1基于智能材料的传感器技术287
12.3.2电工磁性材料的磁特性精细测量技术287
12.3.3电磁探测与成像技术288
12.3.4脉冲功率精密测量技术290
参考文献290
第13章生物电磁学296
13.1研究范围与任务296
13.2国内外研究现状及发展趋势297
13.2.1生物电磁特性与电磁信息检测技术297
13.2.2生物电磁干预技术300
13.2.3生物医学中的电工技术302
13.3今后发展目标、重点研究领域和交叉研究领域303
13.3.1生物电磁特性与电磁信息检测技术303
13.3.2生物电磁调控技术304
13.3.3生物医学中的电工技术领域304
参考文献305
……
第14章电能存储与应用307
第15章能源电工新技术336
第16章环境电工新技术365
文摘
版权页：
要大力支持高性能电机系统的相关研究。高性能电机是提高其他能源转换为电能的转化率、提高电动机效率，进而减缓不可再生资源枯竭的重要手段之一，当然也是满足各领域（如高档数控机床、高端精密仪器系统等）对电机系统高性能的迫切需求的唯独途径，应鼓励并支持新型电机拓扑结构、电机系统新的分析、设计方法、智能控制策略及系统综合优化方法的研究。世界范围内，电力系统发展已经有100多年的历史，传统的电力系统理论已经相对成熟，必须结合新的形势走多学科交叉发展的道路。电力系统与电力电子、信息控制、热能动力、经济管理等不同学科交叉融合，可能带来理论上的新突破。此外，电力系统必须紧密结合国家重大需求，解决工程中亟待解决的关键科学问题。在高电压与绝缘领域建议加强在纳米电介质和微纳尺度介电系统性能、环境友好输配电装备、直流输配电装备等方面的研究，促进工程电介质材料介观分子结构形态与宏观特性的数值仿真、电介质材料太赫兹波谱特性及其测量方法等方面的前沿基础研究。极端条件下的电工技术领域除了在依托相关的国家重大科技基础设施和国防科学技术领域的应用外，也要积极拓展极端条件下的电工技术在民用领域的应用和发展。
《电气科学与工程学科发展战略研究报告(2016-2020)》可为国家自然科学基金委员会工程与材料科学部工程科学五处电气科学与工程学科遴选未来5年乃至10年的优先资助方向提供重要依据，也可供高等院校、科研院所等机构从事自然科学研究工作的科研人员以及参与科技管理和科技政策研究的人员参考。
目录
前言
第1章总论1
1.1电气科学与工程学科发展战略“全景式”的学科地貌图1
1.1.1学科内涵与发展动力1
1.1.2我国的研究现状4
1.1.3对2020年的展望17
1.2电气科学与工程学科发展战略报告20
1.2.1学科的战略地位20
1.2.2学科的发展规律与发展态势21
1.2.3学科的发展现状与发展布局24
1.2.4学科的发展目标及其实现途径33
1.3优先发展领域37
1.3.1高效能、高品质电机系统基础科学问题37
1.3.2复杂电力系统规划与安全高效运行基础理论和方法38
1.3.3先进电力设备绝缘与放电40
1.3.4电力电子系统的可靠运行及性能综合优化41
1.3.5极端条件下的电工装备技术43
1.3.6高效率、低成本、大规模电能存储技术44
1.3.7生物电磁基础及医学应用新技术45
1.4实现“十三五”发展战略的政策措施47
第2章电机系统49
2.1学科内涵与研究范围49
2.1.1电机的新材料与新工艺50
2.1.2电机系统设计理论与分析方法52
2.1.3电机本体新原理与新结构53
2.1.4电机冷却技术61
2.1.5电机驱动与控制技术62
2.1.6电机测试与试验技术63
2.2国内外研究现状与发展趋势65
2.2.1电机设计新技术与分析方法的研究发展现状65
2.2.2电机本体的研究发展67
2.2.3电机系统冷却技术的研究发展现状68
2.2.4电机驱动与控制技术的研究发展现状69
2.2.5电机测试技术研究发展现状72
2.2.6电机系统的技术发展趋势73
2.2.7电机系统前沿技术75
2.3今后发展目标和重点研究领域77
2.3.1电机系统的发展方向77
2.3.2电机系统的重点研究领域78
2.3.3电机系统的优先研究领域79
参考文献80
第3章电力系统及其自动化82
3.1学科内涵与研究范围82
3.2国内外研究现状与发展趋势83
3.2.1电力系统规划83
3.2.2电力系统控制87
3.2.3电力系统保护90
3.2.4电力系统仿真93
3.2.5电力市场97
3.2.6电力系统运行与调度98
3.2.7新型输配电技术102
3.3今后发展目标和重点研究领域104
3.3.1电力系统规划104
3.3.2电力系统控制105
3.3.3电力系统保护105
3.3.4电力系统仿真105
3.3.5电力市场106
3.3.6电力系统运行与调度106
3.3.7新型输配电技术106
参考文献106
第4章高电压与绝缘技术109
4.1研究范围和任务109
4.1.1先进电介质109
4.1.2电气设备中的放电与过电压防护110
4.1.3高压电力电子装备111
4.1.4智能电气设备与全寿命运行特性112
4.2国内外研究进展和发展趋势112
4.2.1先进电介质材料112
4.2.2电气设备中的放电与过电压防护116
4.2.3高压电力电子装备119
4.2.4智能电气设备与全寿命运行特性121
4.3今后发展目标、重点研究领域和交叉研究领域124
4.3.1先进电介质材料124
4.3.2电气设备中的放电与过电压防护126
4.3.3高压电力电子装备128
4.3.4智能电气设备与全寿命运行特性129
参考文献131
第5章气体放电与放电等离子体135
5.1研究范围与任务135
5.2国内外研究现状及发展趋势138
5.2.1脉冲放电等离子体产生机理139
5.2.2气体放电非线性动力学行为139
5.2.3液相介质击穿140
5.2.4高活性等离子体的产生方法141
5.2.5等离子体在不同介质中的输运规律143
5.2.6在生物医学和生命科学领域的应用145
5.2.7在能源化工和材料科学领域的应用146
5.2.8在辅助燃烧与流体动力学方面的应用149
5.3今后发展目标、重点研究领域和交叉研究领域150
5.3.1脉冲放电等离子体150
5.3.2气体放电非线性动力学151
5.3.3液相介质击穿151
5.3.4高活性等离子体的产生方法152
5.3.5等离子体在不同介质中的输运规律152
5.3.6在生物医学和生命科学领域的应用153
5.3.7在能源化工和材料科学领域的应用154
5.3.8在燃烧学和流体动力学领域的应用155
参考文献155
第6章脉冲功率技术159
6.1研究范围与任务159
6.2国内外研究现状及发展趋势159
6.2.1国外研究现状159
6.2.2国内研究现状161
6.2.3未来发展趋势164
6.3今后发展目标、重点研究领域和交叉研究领域165
6.3.1重频全固态脉冲功率技术165
6.3.2高功率开关技术研究166
6.3.3超高功率电脉冲形成与传输关键物理问题166
6.3.4金属丝电爆炸放电等离子体166
参考文献167
第7章电力电子技术168
7.1学科内涵与研究范围168
7.2国内外研究现状与发展趋势169
7.2.1电力电子器件的研究发展现状169
7.2.2电力电子变换器拓扑及其应用的研究发展现状173
7.2.3电力电子建模和控制的研究发展现状181
7.2.4电力电子电磁兼容及可靠性的研究发展现状182
7.3今后发展目标和重点研究领域186
7.3.1电力电子器件及应用的重点研究领域187
7.3.2电力电子变换器拓扑及其应用的重点研究领域187
7.3.3电力电子建模和控制的重点研究领域187
7.3.4电力电子电磁兼容及可靠性的重点研究领域188
参考文献188
第8章电磁场与电网络191
8.1电磁场191
8.1.1学科内涵与研究范围191
8.1.2国内外研究现状及发展趋势192
8.1.3今后发展目标和重点研究领域195
8.2电网络196
8.2.1学科内涵与研究范围196
8.2.2国内外研究现状和发展趋势197
8.2.3今后发展目标和重点研究领域199
参考文献201
第9章电磁兼容学科发展战略205
9.1学科内涵与研究范围205
9.1.1电力系统的电磁兼容205
9.1.2轨道交通系统的电磁兼容206
9.1.3航空航天系统的电磁兼容206
9.1.4高功率电磁脉冲效应与防护206
9.1.5舰船系统的电磁兼容207
9.2国内外研究现状与发展趋势207
9.2.1电力系统的电磁兼容207
9.2.2轨道交通系统的电磁兼容210
9.2.3航空航天系统的电磁兼容212
9.2.4高功率电磁脉冲效应与防护214
9.2.5舰船系统的电磁兼容216
9.3今后发展目标和重点研究领域218
9.3.1发展目标218
9.3.2重点研究领域219
参考文献220
第10章先进电工材料及其应用227
10.1研究范围与任务228
10.1.1超导材料及其应用228
10.1.2新型导电材料及其应用231
10.1.3先进电工磁性材料及其应用231
10.1.4其他新型电磁功能材料233
10.2国内外研究现状及发展趋势233
10.2.1超导材料及其应用研究现状与发展趋势233
10.2.2新型导电材料的研究进展与发展趋势244
10.2.3先进电工磁性材料研究现状及发展趋势248
10.3今后发展目标、重点研究领域和交叉研究领域250
10.3.1发展目标250
10.3.2重点研究领域与交叉研究领域251
参考文献253
第11章极端条件下的电工装备基础255
11.1科学内涵与研究范围255
11.1.1深空电工装备的科学内涵与研究范围255
11.1.2深海电工装备的科学内涵与研究范围256
11.1.3极端试验条件下电工装备的科学内涵与研究范围257
11.1.4电磁发射电工装备的科学内涵与研究范围258
11.2国内外研究现状和发展趋势260
11.2.1深空电工装备的国内外研究现状和发展趋势260
11.2.2深海电工装备的国内外研究现状和发展趋势261
11.2.3极端试验条件下电工装备的国内外研究现状和发展趋势263
11.2.4电磁发射电工装备的国内外研究现状和发展趋势266
11.3今后发展目标与重点研究领域268
11.3.1深空电工装备的今后发展目标与重点研究领域268
11.3.2深海电工装备的今后发展目标与重点研究领域270
11.3.3极端试验条件下电工装备的今后发展目标与重点研究领域270
11.3.4电磁发射电工装备的今后发展目标与重点研究领域272
参考文献272
第12章电磁测量与传感技术275
12.1研究范围与任务275
12.2国内外研究现状及发展趋势276
12.2.1基于智能材料的传感器技术276
12.2.2电工磁性材料的磁特性精细测量技术279
12.2.3电磁探测与成像技术281
12.2.4脉冲功率电量精确测量技术285
12.3今后发展目标、重点研究领域和交叉研究领域286
12.3.1基于智能材料的传感器技术287
12.3.2电工磁性材料的磁特性精细测量技术287
12.3.3电磁探测与成像技术288
12.3.4脉冲功率精密测量技术290
参考文献290
第13章生物电磁学296
13.1研究范围与任务296
13.2国内外研究现状及发展趋势297
13.2.1生物电磁特性与电磁信息检测技术297
13.2.2生物电磁干预技术300
13.2.3生物医学中的电工技术302
13.3今后发展目标、重点研究领域和交叉研究领域303
13.3.1生物电磁特性与电磁信息检测技术303
13.3.2生物电磁调控技术304
13.3.3生物医学中的电工技术领域304
参考文献305
……
第14章电能存储与应用307
第15章能源电工新技术336
第16章环境电工新技术365
文摘
版权页：
要大力支持高性能电机系统的相关研究。高性能电机是提高其他能源转换为电能的转化率、提高电动机效率，进而减缓不可再生资源枯竭的重要手段之一，当然也是满足各领域（如高档数控机床、高端精密仪器系统等）对电机系统高性能的迫切需求的唯独途径，应鼓励并支持新型电机拓扑结构、电机系统新的分析、设计方法、智能控制策略及系统综合优化方法的研究。世界范围内，电力系统发展已经有100多年的历史，传统的电力系统理论已经相对成熟，必须结合新的形势走多学科交叉发展的道路。电力系统与电力电子、信息控制、热能动力、经济管理等不同学科交叉融合，可能带来理论上的新突破。此外，电力系统必须紧密结合国家重大需求，解决工程中亟待解决的关键科学问题。在高电压与绝缘领域建议加强在纳米电介质和微纳尺度介电系统性能、环境友好输配电装备、直流输配电装备等方面的研究，促进工程电介质材料介观分子结构形态与宏观特性的数值仿真、电介质材料太赫兹波谱特性及其测量方法等方面的前沿基础研究。极端条件下的电工技术领域除了在依托相关的国家重大科技基础设施和国防科学技术领域的应用外，也要积极拓展极端条件下的电工技术在民用领域的应用和发展。
| ISBN | 9787030529633,7030529634 |
|---|---|
| 出版社 | 科学出版社 |
| 作者 | 国家自然科学基金委员会工程与材料科学部 |
| 尺寸 | 5 |