机械与电气工程学院 杨正理/教授
科研成果简介
“低功耗智能电网远程终端”作为智能电网系统的关键核心部件，其研发成果极大地推动了智能电网的智能化升级与高效稳定运行。该远程终端整合了前沿的低功耗设计、精准的数据采集、可靠的通信及智能分析处理等多项先进技术，能够实时且精确地采集电网中的电流、电压、功率等关键运行数据，同时对自身的工作状态，如设备温度、电池电量等进行全方位监测，有力保障了智能电网系统的安全、可靠运行。该终端具备强大的接入能力，可同时连接多路智能电表、传感器等设备，实现高效的数据汇聚，并借助稳定的无线或有线通信链路，将采集到的数据高速传输至电网调度中心，与各类智能电网管理系统完美对接，构建起完整的智能电网数据采集与传输体系。
这一成果不仅在技术层面实现了重大突破，攻克了低功耗与高性能并存的难题，还广泛应用于电力系统的发电、输电、变电、配电及用电等各个环节，在工业用电、商业用电、居民用电以及分布式能源接入等场景中均展现出强大的市场潜力和应用价值。借助低功耗智能电网远程终端，电网运营企业能够更加及时、准确地掌握电网运行态势，从而实现精准的负荷预测、优化的电网调度以及高效的故障诊断与修复，显著降低了电网的运维成本，大幅提升了运维效率，为推动我国智能电网事业的蓬勃发展作出了重要贡献。
在当今科技驱动的时代，科研与教育的深度融合成为培育创新人才的关键路径。我校凭借“低功耗智能电网远程终端”这一前沿科研成果，积极探索科研反哺人才培养新模式，取得了令人瞩目的成效。
智芯领航电网，科研育英人才
一、科研精神融入教育理念：厚植创新根基
科研精神是科研工作者在长期实践中沉淀的宝贵财富，涵盖勇于探索、严谨治学、团队协作等关键要素。在“低功耗智能电网远程终端”的研发过程中，科研团队面临着低功耗芯片适配难题、复杂电网环境下的信号干扰等诸多挑战。但团队成员凭借着对未知的强烈好奇心，大胆尝试新的芯片架构与通信算法，对每一组实验数据进行严谨细致的分析，团队内部紧密协作，经过无数次的尝试与失败，最终实现了技术突破。
在教学实践中，我们将这些生动的科研故事融入专业课程。例如，在电力电子技术课程中，讲述科研团队为降低终端功耗，对电路拓扑结构进行反复优化的艰辛历程，让学生深刻体会到科研并非一帆风顺，需要持之以恒的努力与严谨认真的态度。这不仅激发了学生对科研的浓厚兴趣，更培养了他们面对困难时坚韧不拔的精神品质。
图1 研发团队讨论科研成果如何融入教学过程
二、科研方法转化为教学手段：磨砺实践技能
科研方法是科研工作的核心支撑，包括实验设计、数据分析、模型构建等。在“低功耗智能电网远程终端”的研发中，科研团队运用了先进的实验设计方法，如正交实验法来确定最佳的电路参数组合；利用专业的数据分析软件对大量的测试数据进行深度挖掘，以优化终端的性能。
在教学过程中，我们将这些科研方法巧妙融入课程教学。在实践课程中，引导学生运用正交实验法设计实验，探究不同元器件对电路功耗的影响。同时，引入数据分析软件，让学生学会处理和分析实验数据，从数据中挖掘规律，如同科研人员在项目中一样。通过这些创新教学手段，学生的实践能力得到了大幅提升，能够将理论知识灵活运用到实际问题的解决中。
三、科研成果改进教学内容：接轨前沿知识
“低功耗智能电网远程终端”代表着智能电网领域的前沿技术。我们将这一成果全面融入教学内容，对相关课程的教材和课件进行更新。
在智能电网技术课程中，详细讲解该远程终端的工作原理、系统架构以及在实际电网场景中的应用案例。学生通过学习，不仅掌握了行业最新的技术知识，还能深入了解智能电网的发展趋势。此外，我们邀请科研团队成员走进课堂，分享项目研发中的经验与前沿技术动态，拓宽学生的学术视野。
图4 企业导师给学生分享电网前沿技术
四、开展多种形式科技创新活动：激发创新活力
为进一步培养学生的创新能力，我们依托“低功耗智能电网远程终端”科研成果，开展了丰富多彩的科技创新活动。
组织学生参与相关科研项目小组，亲身参与科研实践。部分学生在科研人员的指导下，对远程终端的功能进行优化与拓展研究，提出了许多创新性的改进方案。同时，举办智能电网科技创新竞赛，鼓励学生基于该科研成果进行创意设计。在竞赛中，学生们充分发挥想象力，设计出基于远程终端的智能电网故障预警系统、分布式能源优化调度系统等创新应用。
基于实际科研工程项目来创新科教融合方式，是一种高效且实践导向的教学方法， 极大地促进了学生对电力工程、继电保护、二次回路、嵌入式技术等工程领域知识的系统化、综合化理解，并显著提升了其感性认知和工程实践能力。
图5 学生竞赛中开发的“智能型光伏汇流箱”
综上所述，依托“低功耗智能电网远程终端”开展的科研反哺人才培养实践，为学生的成长成才注入了强大动力，也为高校科研与教育融合提供了宝贵经验。未来，我们将持续深化这一模式，培养更多适应时代需求的创新型人才，为智能电网领域的发展注入新的活力。
五、总结与反思
本案例通过低功耗智能电网远程终端科研成果的深度融入，成功展示了科研反哺教育的巨大潜力。它不仅革新了教学理念，将科研精神融入日常教育，还转化了科研方法为高效的教学手段，极大地丰富了教学内容。这一系列举措有效激发了学生的科研兴趣和创新精神，提升了他们的实践能力和综合素质。然而，我们也意识到，随着科技的快速发展，持续深化科研与教育的融合是一个长期且不断变化的过程。未来，我们需要不断创新教学模式，拓宽实践平台，加强校企合作，以更好地培养适应未来社会需求的高素质、创新型应用人才。
附：科研反哺学生作品集
依托科研成果：横向课题--低功耗智能电网远程终端
1.优秀毕业设计
在课题研究的基础上，指导学生组建毕业设计团队并精心拟定研究方向，聚焦实际应用与技术创新。其中，《智能微电网在线检测与故障分析系统的研究与设计》团队课题，通过深入分析智能微电网的运行特性，设计了在线检测与故障诊断的系统解决方案，具有较强的实用价值和创新性。该课题凭借出色的研究成果和团队协作能力，被评为校级优秀毕业设计（团队），充分体现了学生在理论研究与工程实践结合方面的优秀表现。
2.学生竞赛获奖
结合承担的科研课题，将课题的低功耗实现数据远程传输的研究成果融入学生学科竞赛，学生参加2024年十八届CIMC“西门子杯”中国智能制造挑战赛工业硬件研发项目获得全国初赛特等奖、一等奖各一个。
3.学术论文
结合课题的研究成果指导学生承担大学生创新创业训练项目，撰写相关研究论文3篇。
图7 学生发表的部分科研论文