国家自然科学基金委员会电气科学与工程学科、北京交通大学电气工程学院、山东大学电气工程学院、北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院的研究人员关永刚、李虹、邹亮、丁晓峰，在2021年第2期《电工技术学报》上撰文，基于对2020年国家自然科学基金项目数据的统计和分析，给出了电气领域国家自然科学基金项目申请和资助情况。介绍了2020年电气学科在重大研究计划、双清论坛和“十四五”规划等几项重要工作的开展情况。给出了电气学科资助研究方向的具体调整情况。对电气领域专家学者在国家自然科学基金项目方面给出了建议。
2020年，电气科学与工程学科（简称电气学科）国家自然科学基金项目（简称自然科学基金项目）的申请量有较大的增长，电气学科在科学基金相关工作中也有一些重要的动态。
本文统计了2020年电气学科项目申请与资助情况，并进行了适当的分析。同时，对2020年电气学科在重大研究计划立项、双清论坛举办、“十四五”规划和学科资助研究方向调整情况进行了介绍。以期让电气领域专家学者了解电气领域基础研究的前沿、热点和发展动态，同时为基金项目申请提供参考。
项目申请与资助情况
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总体情况
2020年，电气学科（一级申请代码E07）收到各类自然科学基金申请共计3346项，比2019年增加了16.75%。2020年电气学科批准各类项目共计519项，与2019年相当。
2020年项目申请数比2019年增加了480项，其中，面上项目增加了180项，青年科学基金项目增加了178项，分别较2019年增加了14.46%和16.87%，是主要的增长来源。
2020年电气学科各类基金项目申请和资助情况见表1。在批准项目中，电气学科获批了7项重大研究计划项目、5项中英合作研究项目（重点）、1项国家重大科研仪器研制项目、16项智能电网联合基金项目和8项其他联合基金项目是2020年的亮点。
表1 2020年电气学科各类基金项目申请和资助情况
为了反映统计结果的普遍性，本文后续的统计结果是基于2020年电气学科面上项目、青年科学基金项目和地区科学基金项目的数据做出的。这三类项目本文简称面青地项目，申请共计2 800项，资助共计444项。
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各二级申请代码面青地项目申请和资助情况
优化学科布局是新时代科学基金深化改革的重要任务之一，电气学科遵循知识体系的结构和逻辑演化规律及趋势，对申请代码进行了优化和整合，并从2020年开始执行新的申请代码。
申请代码调整后，二级申请代码由之前的13个合并至8个，并不再下设三级申请代码，但是，电气学科内涵变得更加丰富、学科体系也更加简洁明晰。原有的研究方向均编列在新的申请代码体系中，并有所扩充。调整前后申请代码的对应情况见表2。
2020年电气学科各二级申请代码下面青地项目申请和资助情况见表3。由表3可见，选择E07作为申请代码的项目全部没有获得资助，建议今后申请人在申请时根据项目涉及的主要领域选择符合的二级申请代码，而不要笼统地选择E07作为申请代码。
2020年各二级申请代码面青地项目申请量相对2019年的增长率如图1所示。由图1可见，二级申请代码中，申请量增加幅度最大的是E0708（生物电磁技术），增长率为87%，其次为E0707（电能存储与应用），增长率为37.8%，增长率超过10%的还有E0706（电力电子学）、E0703（电机及其系统）和E0704（电力系统与综合能源）。
表2 电气学科新旧申请代码对照
表3 2020年各二级申请代码面青地项目申请和资助情况
2020年各二级代码资助项目数量占电气学科总资助数量的比例如图2所示。可见，目前E0704（电力系统与综合能源）、E0706（电力电子学）、E0705（高电压与放电）、E0703（电机及其系统）是电气学科申请体量相对较大的领域，其他领域申请体量相对较小，需要给予适当的扶持和引导。
图1 2020年各二级申请代码申请量增长率
图2 2020年各二级申请代码资助量占比
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不同研究方向面青地项目申请和资助情况
2020年面青地项目涉及的研究方向有120个，覆盖了电气学科申请代码体系中的全部研究方向。其中，申请量排名前20研究方向的申请量之和占总申请量的43%，反映了电气学科当前的研究热点，各研究方向申请量具体情况如图3所示。
其中，综合能源系统、新型与特种电机、放电等离子体技术与应用、变换器建模与控制和电能存储与转换系统，分别以88项、87项、86项、86项和79项位居前五。
2020年面青地项目资助量排名前20的研究方向的资助量总和占总资助量的49%，各研究方向的资助量具体如图4所示。
其中，放电等离子体技术与应用、新型与特种电机、永磁电机、综合能源系统和电力系统电力电子装备，分别以21项、17项、16项、14项和14项位居前五。
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四类资助导向项目申请和资助情况
2018年，国家自然科学基金委员会（简称自然科学基金委）拉开了科学基金深化改革的序幕，作为三大改革任务之一的明确资助导向率先启动，确定了基于“鼓励探索、突出原创（A）；聚焦前沿、独辟蹊径（B）；需求牵引、突破瓶颈（C）；共性导向、交叉融通（D）”四类科学问题属性分类的资助导向，并于2019年开始试点施行。2020年，电气学科四类资助导向项目的申请和资助情况如图5～图7所示。
图3 2020年电气学科申请量前20名的研究方向
图4 2020年资助量排名前20的研究方向
由图5～图7可见，C类导向“需求牵引、突破瓶颈”的申请量和资助量的占比均超过60%，B类导向“聚焦前沿、独辟蹊径”的申请量和资助量也超过了20%，这两类导向无疑构成了电气学科的主体，而且资助率也相对较高；而A类导向“鼓励探索、突出原创”和D类导向“共性导向、交叉融通”的申请量和资助量占比、资助率均不足10%，表明申请人和评议人对这两类项目的认识还不够明确或一致。
图5 四类资助导向项目申请量占比
图6 四类资助导向项目资助量占比
图7 四类资助导向项目资助率
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申请项目依托单位分布情况
2020年申报电气学科自然科学基金项目的依托单位共有422家，其中，大学类依托单位361家，研究所（院）类依托单位61家，与2019年相比依托单位总数增加了26家。
获得资助的依托单位共有117家，其中，大学类依托单位102家，研究所（院）类依托单位15家。2020年申请量排名前20的依托单位具体申请情况如图8所示，申请量增量排名前20的依托单位申请量增加具体情况如图9所示，资助量排名前20依托单位的具体资助情况如图10所示。
2020年，面青地项目申请量排名前20位的依托单位申请项目合计972项，占比34.71%，而资助量排名前20的依托单位资助项目合计267项，占比60.13%。2020年，很多依托单位的申请量增加明显，上海交通大学、西安交通大学、沈阳工业大学、重庆大学、河北工业大学分别以29项、22项、18项、17项和16项位居申请量增量的前五。
图8 2020年申请量排名前20的依托单位
图9 2020年申请量增量排名前20的依托单位
图10 2020年资助量排名前20的依托单位
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申请项目负责人情况统计
从项目负责人的性别、职称和年龄三方面进行了申请和资助情况的统计。具体情况分别见表4～表6。
表4 2020年不同性别负责人申请和资助情况
表5 2020年不同职称负责人申请和资助情况
表6 2020年不同年龄负责人申请和资助情况
从性别方面看，2800项面青地申请项目负责人中，男性有2170人，女性有630人，女性占总数的22.50%；444项批资助项目负责人中，男性有375人，女性有69人，女性约占总数的15.54%。可见，女性资助率与男性相比略低。
从职称方面看，项目负责人中具有正高级职称、副高级职称、中级职称（含博士后）的人数呈现递增趋势，具有中级职称（含博士后）和副高级职称的申请人已经成为面青地项目申请的主力，占到了申请人数的80.57%。资助率方面，具有正高级职称的负责人资助率相对较高，具有副高级职称和中级职称（含博士后）负责人资助率相近。
从年龄方面看，项目负责人大多集中在26～50岁。其中，31～40岁是最为集中的年龄段，基金申请量和资助量都在60%左右，显示了基金项目负责人的年轻化趋势。
2020年电气学科其他重要动态
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极端条件电磁能装备科学基础重大研究计划
重大研究计划围绕国家重大战略需求和重大科学前沿，加强顶层设计，凝炼科学目标，凝聚优势力量，形成具有相对统一目标或方向的项目集群，促进学科交叉与融合，培养创新人才和团队，提升我国基础研究的原始创新能力，为国民经济、社会发展和国家安全提供科学支撑。
2020年，由电气学科牵头组织和建议的重大研究计划——极端条件电磁能装备科学基础获得批准立项。该重大研究计划以电磁能装备领域的国家重大战略需求为牵引，以建立电磁热力多场耦合极端冲击条件电磁能装备基础理论为核心，通过在等价实验机理、在线测量原理、复杂系统建模理论、快速数值求解算法、材料评价与设计方法和数据处理及分析方法方面的不断创新，为电磁能装备的研制及发展提供科学基础。
该重大研究计划的核心科学问题是：电磁热力多场耦合极端冲击条件电磁能与材料相互作用时空演化机理。聚焦电磁能装备及其所用储能电介质材料和直线推进金属材料在多场耦合极端冲击条件下的构效关系和物性演化，以材料调控为基础，以耦合测试为手段，以长效服役为目标，揭示电磁热力多场耦合极端冲击条件电磁能与材料相互作用时空演化机理。
2020年该重大研究计划年度指南发布后共收到项目申请107项，其中，重点支持项目35项、培育项目71项、战略研究项目1项。经过评审，最终确定资助重点支持项目8项、培育项目8项和战略研究项目1项。
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“全景信息感知及智慧电网”双清论坛
自然科学基金委第265期“双清论坛”于2020年10月31日～11月1日在北京召开。本次论坛由自然科学基金委工程与材料科学部、信息科学部与政策局共同主办，主题为“全景信息感知及智慧电网”。
论坛主席由华中科技大学教授程时杰院士、国家电网公司陈维江院士与清华大学何金良教授共同担任。来自中国科学院、清华大学、西安交通大学、华中科技大学等23个单位的41位专家学者应邀参加了论坛，涉及电力装备、传感技术、电力系统、信息感知以及自动控制等多个学科。
本次论坛探讨了“全景信息感知赋能电网智慧”的研究现状、前沿科学问题和发展趋势；结合我国在该领域的研究基础和优势，分析和凝炼了亟需关注和解决的重要基础科学问题。会议围绕电网全景信息智能感知、智慧电力能源装备和基于信息透明的智慧电网三个议题进行了深入研讨。
与会专家一致认为，电力系统全景信息感知及集成化智能是电工技术、信息技术以及材料领域重要的交叉研究方向，超前部署电力能源装备微型化智能传感器件、电力能源装备多信息融合的健康状态诊断理论以及“双高”电力系统集成化智能等方面的基础研究与交叉研究、加强技术自主创新及电力能源设备升级，对于我国电力能源系统应对“高比例可再生能源并网”与“高比例电力电子装备并网”的挑战具有重要意义。
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电气学科“十四五”规划与学科发展战略
2020年是“十三五”的最后一年，也是制定“十四五”规划和学科发展战略的关键一年。根据工作要求，本次规划和学科发展战略的制定应充分体现前瞻性和战略性，结合工程科学与材料科学的特点，注重学科前沿与国家重大需求的有机结合。在制定学科发展战略的过程中，还应体现时代性，以国际形势和环境变化为背景，贯彻科学基金深化改革的有关精神和举措。在时间尺度上，既要考虑“十四五”也要考虑“中长期”。
本次电气学科“十四五”规划和学科发展战略制定工作于2019年7月启动，总体工作由陈维江院士负责，并按8个二级申请代码成立了工作组和顾问组。2020年11月21～22日，国家自然科学基金电气学科“十四五”规划暨学科发展战略研讨会在成都召开。
电气学科5位院士以及170多位来自相关单位的专家学者参加了会议。通过分领域学科发展战略专题报告、集体研讨和分组讨论等形式，与会院士、专家针对学科发展战略报告初稿的内容和不足，进行了深入、热烈的交流和研讨，进一步明确了学科未来发展战略思路，为进一步完善和提升学科发展战略研究报告奠定了基础。
目前，电气学科已经制定了一个中长期优先发展领域和三个“十四五”优先发展领域。其中，中长期优先发展领域为：高比例可再生能源电力系统和电能安全高效转化存储利用；“十四五”优先发展领域为：智能电网与装备、高效高质电能转换与变换和电磁-生物相互作用与电磁诊疗。
电气学科资助研究方向调整情况
为了进一步贯彻学科优化布局的要求，发挥研究方向在基金项目申请和管理中的导向作用，结合电气学科发展动态和国家需求情况，电气学科对各个二级申请代码下的研究方向进行了适当调整，新增了22个研究方向，更名了31个研究方向。
调整体现了各个领域的科技前沿和前瞻性基础研究方向，并对申请量较小的研究方向进行了适当合并与整合。调整后的研究方向将在2021年开始施行，后续会根据情况进行动态调整。
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电气学科新增研究方向
电气学科各个二级申请代码下新增的研究方向具体见表7。新增的研究方向集中在计算仿真、数字孪生、测试感知、热管理以及新的热点和交叉方向等。
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表7 电气学科新增的研究方向
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电气学科更名研究方向
电气学科各个二级申请代码下更名的研究方向具体见表8。其中，不涉及方向整合或拆分的更名18个，此类变更将原有的研究领域进一步拓展。
涉及整合的研究方向有8个，这些研究方向申请量相对较少，不便于管理，整合为2个。涉及拆分的研究方向有5个，这些研究方向申请量相对较大，也不便于管理，拆分为15个。
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表8 电气学科更名的研究方向
建议
1）自然科学基金项目申请时请根据研究内容和科学问题，同时结合在线填写申请书时的系统提示，准确选择申请代码、研究方向和关键词。建议选择最符合的二级申请代码，不建议选择一级申请代码。
2）建议在申请自然科学基金项目时，继续坚持自由探索，同时要注重需求导向和问题导向，结合科学前沿和国家需求提炼科学问题，特别是针对“卡脖子”技术背后的科学问题。
3）建议电气领域的专家学者关注“极端条件电磁能装备科学基础”重大研究计划和自然科学基金委的其他相关重大研究计划，积极组织申报相关项目。
4）未来，国家自然科学基金将进一步加强科研诚信建设。建议专家学者在填写自然科学基金项目申请书、发表和录入自然科学基金项目资助成果时要加强自我检查和核实，避免发生相关问题。
5）建议电气领域的专家学者继续关注和关心电气学科和基金工作，并对学科和基金事业的发展提出建设性的意见和建议。
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