新能源及其發(fā)電技術(shù)范文

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人類開始不斷尋找新能源來代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源。在一些發(fā)達(dá)國家，新能源發(fā)電技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)成了他們解決電力系統(tǒng)問題的一種必不可少的手段。本文首先介紹了新能源的特點，接著詳細(xì)介紹了幾種新能源發(fā)電技術(shù)，包括風(fēng)能發(fā)電、太陽能發(fā)電、潮汐發(fā)電等，最后闡釋了新能源發(fā)電對電力系統(tǒng)發(fā)展的重要意義。

關(guān)鍵詞：新能源；風(fēng)能；發(fā)電技術(shù)

隨著科學(xué)和社會的進(jìn)步，全球所面臨的資源和環(huán)境問題也日益突出，由于傳統(tǒng)能源的存量有限，使得對其的開發(fā)和利用受到限制，只能尋找可以替代的新能源。目前，全球正在掀起一場以大規(guī)模開發(fā)和利用新能源為標(biāo)志的革命。隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對電力的需求也不斷增大?，F(xiàn)在我國所依靠的電力能源主要是煤、石油和天然氣等，這些能源在短期內(nèi)是不可再生的，開采得越多存量就會越少。同時，開發(fā)和利用這些能源會引起酸雨、溫室效應(yīng)等嚴(yán)重的環(huán)境問題，這也成為整個世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要限制因素。所以，大力發(fā)展新能源發(fā)電技術(shù)迫在眉睫。

1 我國新能源的特點

我國的新能源資源和各地的能源需求呈現(xiàn)逆向分布的特征，且儲量豐富。生物質(zhì)能資源年產(chǎn)出8.99 億tce，據(jù)統(tǒng)計，波浪能資源的儲量為1285萬kW，潮汐能資源儲量為1.1億kW，潮流能為1.4億kW。從資源分布來看，風(fēng)能較豐富的地區(qū)除了東部沿海之外，其它的主要集中在內(nèi)蒙古、新疆以及甘肅和華北的北部。而太陽能資源只要分布在、青海、新疆南部和內(nèi)蒙古的西部。但是我國75%以上的能源需求都是在東部和中部地區(qū)，所以資源需求和分布逆向性較明顯。

新能源資源都具有地域性，本身是無法實現(xiàn)直接供電，而是通過一定方式轉(zhuǎn)化為電能才能被大規(guī)模地利用。目前我國的新能源資源分布地區(qū)的用電量相對較少，當(dāng)?shù)夭⒉荒芡耆梢酝ㄟ^長距離的電網(wǎng)輸送到中東部用電量較多的地區(qū)。新能源資源的一個明顯特點是分散性，因為能流密度較低，分布到每單位面積上的能量并不多，風(fēng)電和太陽能發(fā)電站占用的空間比較大。新能源發(fā)電具有間歇性和波動性，受季節(jié)和氣候的影響比較大。

2 新能源發(fā)電類型

2.1 風(fēng)能發(fā)電

風(fēng)能資源既包括陸地資源，又包括近海岸資源。目前來看，風(fēng)能發(fā)電是非水可再生能源發(fā)電中技術(shù)相對比較成熟且開發(fā)規(guī)模較大的一種發(fā)電方式，也是現(xiàn)在新能源發(fā)電的一個重點發(fā)展方向。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)離不開槳葉、機(jī)械傳動系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)、電力電子裝置、升壓變壓器等這幾個部件。我國風(fēng)能資源十分豐富，我國的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)雖然與發(fā)達(dá)國家相比還有一些差距，但是也取得了一些進(jìn)步。目前，我國的風(fēng)電場的數(shù)量已有上百個，裝機(jī)總?cè)萘扛哌_(dá)260萬千瓦。2015年我國的風(fēng)能發(fā)電計劃達(dá)到1500萬千瓦，2020年將達(dá)到3000萬千瓦。

2.2 太陽能發(fā)電

太陽能是地球上永恒的一種能源，我國陸地面積每年接收的太陽輻射熱量較多，屬于太陽能資源比較豐富的國家。太陽能發(fā)電系統(tǒng)主要包括電池組、太陽能控制器、蓄電池（組）以及逆變器幾個部分組成。太陽能發(fā)電形式主要有兩種：光伏式和光熱式。光伏發(fā)電系統(tǒng)按照是否接入電網(wǎng)又分為離散型和并網(wǎng)型發(fā)電系統(tǒng)。離散型是可以直接利用直流電來供電，并網(wǎng)型則需利用一些裝置將直流電變?yōu)榻涣麟姾蟛拍芄╇?。光熱發(fā)電是首先將太陽能由低密度轉(zhuǎn)為高密度，再利用傳熱裝置將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。

2.3 海洋能發(fā)電

海洋能發(fā)電是利用海洋中儲存的大量能量來發(fā)電。海洋能屬于可再生資源，主要包括潮汐能、波浪能、海水溫差能、海流能等。海洋能對環(huán)境無污染，蘊藏量大，但是其能量密度較低，具有很強(qiáng)的地域性，限制了對其的開發(fā)，目前海洋能發(fā)電得到實際應(yīng)用的有潮汐發(fā)電和波浪發(fā)電。潮汐發(fā)電是利用潮起潮落形成的水位差沖擊水輪機(jī)來帶動發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。這種發(fā)電方式規(guī)律性較強(qiáng)，能量穩(wěn)定，便于電網(wǎng)的發(fā)電和配電的管理，但是由于成本較高，電價也高，我國的潮汐發(fā)電站還不多。波浪發(fā)電方式是將波浪能轉(zhuǎn)換成機(jī)械、氣壓或液壓的能量，然后再利用傳動機(jī)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。我國的波浪能主要分布在廣東浙江等沿海地區(qū)。

2.4 生物質(zhì)發(fā)電

生物質(zhì)能是蘊含在生物質(zhì)中的能量，生物質(zhì)能發(fā)電方式是一種以農(nóng)作物秸稈和木屑為燃料的火力發(fā)電方式。生物質(zhì)能是直接或者間接地利用植物的光合作用，將太陽能轉(zhuǎn)為化學(xué)能儲存在生物體內(nèi)的能量。它與傳統(tǒng)的火力發(fā)電相比的優(yōu)勢在于實現(xiàn)了二氧化碳的零排放，既環(huán)保又節(jié)能，因此，越來越受關(guān)注。并且，生物質(zhì)能分布很廣泛，從儲量上來說，總量僅次于地球上的煤、石油和天然氣。現(xiàn)在利用生物質(zhì)能發(fā)電的方式有多種，包括直燃發(fā)電、混燃發(fā)電、沼氣發(fā)電等。

2.5 地?zé)崮馨l(fā)電

地球本身就是一個非常大的熱倉庫，據(jù)推算，全球的地?zé)崮茉纯偭考s為現(xiàn)在全球能耗的45萬倍。地?zé)崮芤矊儆谝环N較清潔的可再生資源。地?zé)岚l(fā)電是利用高出沸點的中、高地?zé)幔ㄕ羝﹣硗苿悠啓C(jī)，從而帶動發(fā)電機(jī)來發(fā)電，或者是通過熱交換用地?zé)醽斫o一些沸點低的流體加熱，使其變成蒸汽后再同以上原理一樣來發(fā)電。我國的地?zé)豳Y源十分豐富，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的熱點高達(dá)5000處，地?zé)崽镉?5個。已在廣東、湖南、等地建立了地?zé)犭娬?，其中的羊八井地?zé)犭娬臼悄壳拔覈畲蟮牡責(zé)犭娬尽?/p>

3 新能源發(fā)電對我國未來電力發(fā)展的意義

3.1 提高電網(wǎng)的可靠性

目前新能源發(fā)電技術(shù)在我國已經(jīng)取得一定的進(jìn)展，有的地區(qū)已經(jīng)投入實際應(yīng)用中。由新能源組成的微電網(wǎng)系統(tǒng)能夠提高我國電網(wǎng)的可靠性，并且能夠改善電能的質(zhì)量。我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展早已步入了數(shù)字化的時代，隨著各行各業(yè)用電量的增大，只有為他們提供優(yōu)質(zhì)且可靠的電力供應(yīng)才能為經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供保障。大電網(wǎng)在高峰期的脆弱性就會表現(xiàn)出來，而新能源發(fā)電能夠在一定程度上緩解這種狀況，這樣不僅節(jié)約了成本，還能提供優(yōu)質(zhì)可靠的電能，又能避免因超負(fù)荷停電帶來的經(jīng)濟(jì)損失，從而為我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展創(chuàng)造條件。

3.2 有利于擴(kuò)大我國電網(wǎng)覆蓋面

在新能源發(fā)電未出現(xiàn)之前，我國利用煤炭、石油和天然氣等傳統(tǒng)能源的發(fā)電方式形成的電網(wǎng)覆蓋面受地理環(huán)境的制約，使得一部分偏遠(yuǎn)地區(qū)并未實現(xiàn)通電，用電的限制在一定程度上制約了這些地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。新能源出現(xiàn)后，可以利用當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)能或者太陽能等能源來設(shè)計合理的微電網(wǎng)系統(tǒng)，在這些地區(qū)實現(xiàn)微電網(wǎng)供電。這樣在充分發(fā)揮我國的資源優(yōu)勢的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了電力建設(shè)的快速發(fā)展。擴(kuò)大了我國整個電網(wǎng)的覆蓋面積，使我國電力系統(tǒng)朝著較好的方向發(fā)展。

3.3 節(jié)約成本，提高安全性

傳統(tǒng)的發(fā)電方式形成的供電系統(tǒng)一般實行的是遠(yuǎn)距離的高壓輸送，這要求必須有一些相應(yīng)配套的輸變電設(shè)備，不但占地面積大，而且成本高。而利用新能源中的燃料發(fā)電方式可以把電池建在終端用戶的附近，一些家用電源甚至可以直接裝在居民的家里，這樣就大大降低了輸送成本。在一些偏遠(yuǎn)的山區(qū)或者海島等地方就可以直接在當(dāng)?shù)厥褂萌剂想姵匕l(fā)電，從而節(jié)約電網(wǎng)的建設(shè)費用，降低了供電的成本。

另外，傳統(tǒng)電網(wǎng)存在一定的安全隱患。如果發(fā)生戰(zhàn)爭或者自然災(zāi)害，或者是一些技術(shù)上的故障等，這些因素都會造成電網(wǎng)系統(tǒng)的大范圍的停電。而利用新能源發(fā)電形成的小網(wǎng)絡(luò)就能避免這些現(xiàn)象的發(fā)生，從而提高電網(wǎng)的抗破壞能力，在一定程度上保障電網(wǎng)的運行安全。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張偉波，潘宇超，崔志強(qiáng).我國新能源發(fā)電發(fā)展思路探析[J]. 中國能源， 2012，（04）

[2] 于三義.淺談新能源發(fā)電技術(shù)[J]. 中國電力教育， 2011，（15）

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關(guān)鍵詞 高職；工學(xué)結(jié)合；校企合作

中圖分類號：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2014）22-0155-02

工學(xué)結(jié)合、校企合作的辦學(xué)模式已成為共識，但是當(dāng)前校企合作不夠深入，主要是學(xué)校熱，企業(yè)冷，制約了職業(yè)教育的發(fā)展。而校企深度融合人才培養(yǎng)模式，是一種由學(xué)校、企業(yè)、學(xué)生三方合作的適應(yīng)現(xiàn)代社會需求的高等職業(yè)教育人才培養(yǎng)模式。校企深度融合是校企合作的深入和進(jìn)步，通過融合，形成你中有我、我中有你、互惠雙贏、共存共榮的利益格局，實現(xiàn)開放式辦學(xué)。它是培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和實踐動手能力，面向生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)第一線的高技能人才的有效途徑；是在現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，以適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)第一線需求為目的，以學(xué)校和社會緊密合作為途徑的現(xiàn)代職業(yè)教育的人才培養(yǎng)模式。

1 校企融合人才培養(yǎng)模式的含義

校企合作、工學(xué)結(jié)合就是從我國職業(yè)教育在改革和發(fā)展的實踐中總結(jié)、提煉、抽象出其特有屬性的結(jié)果，在各職業(yè)院校形成廣泛共識和重視，成為職業(yè)教育的重要特征、辦學(xué)理念及基本的辦學(xué)和人才培養(yǎng)模式。模式是比較成熟、穩(wěn)定地實現(xiàn)目標(biāo)的規(guī)范、方式、方法的體系和框架。校企深度融合人才培養(yǎng)模式是校企合作的進(jìn)步，是校企合作的高級階段，是指校企雙方都有清晰正確的合作理念、目標(biāo)、任務(wù)、體制機(jī)制和制度設(shè)計，學(xué)校與企業(yè)資源共享、互為補充、相互滲透，形成你中有我、我中有你、互惠共贏的利益格局。校企融合搭建了一個充分有效利用校企兩種教學(xué)資源的辦學(xué)平臺，利用這個平臺，實現(xiàn)學(xué)校的辦學(xué)職能和目標(biāo)。在實際的校企融合過程中，一方面學(xué)校與企業(yè)之間應(yīng)當(dāng)不斷加強(qiáng)聯(lián)系與交流，學(xué)校應(yīng)該根據(jù)企業(yè)的實際發(fā)展需要設(shè)定科研攻關(guān)方向，將研究成果有效轉(zhuǎn)化為工藝技能，實現(xiàn)企業(yè)整體效益的全面提升；另一方面，企業(yè)需要為學(xué)校的發(fā)展提供相應(yīng)的資金，將生產(chǎn)線引入學(xué)校，真正實現(xiàn)校企之間的利益共享。

在校企深度融合過程中，高職院校作為辦學(xué)主體，承擔(dān)職業(yè)教育的重要責(zé)任。高職教育應(yīng)當(dāng)在堅持區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、企業(yè)需求的立場下，在企業(yè)價值鏈、企業(yè)文化、產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)中融入職業(yè)教育的培養(yǎng)目標(biāo)與功能定位，為社會培養(yǎng)更多具備應(yīng)用高新技術(shù)能力的人才，實現(xiàn)企業(yè)的進(jìn)步與社會的發(fā)展。校企融合實現(xiàn)的基礎(chǔ)是在堅持校企雙向互動的基礎(chǔ)上實現(xiàn)雙方的長期合作，有效實現(xiàn)校園教育與企業(yè)需求的結(jié)合，讓學(xué)生所學(xué)知識能夠真正應(yīng)用到實踐當(dāng)中并指導(dǎo)實踐。校企融合為生產(chǎn)實踐和教學(xué)的互動、教師與企業(yè)技術(shù)人員的互動提供了機(jī)會和條件，使企業(yè)發(fā)展與校園教育進(jìn)步得到雙向發(fā)展，形成校企之間互惠互利、優(yōu)勢互補、共同發(fā)展的新局面。

2 新能源發(fā)電技術(shù)專業(yè)特點

新能源發(fā)電技術(shù)專業(yè)主要面向光伏發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電行業(yè)，培養(yǎng)與社會主義現(xiàn)代化建設(shè)要求相適應(yīng)的德、智、體、美全面發(fā)展，適應(yīng)生產(chǎn)、建設(shè)、服務(wù)和管理第一線需要，從事硅太陽電池焊接測試、硅太陽電池方陣組裝、光伏電廠、生物質(zhì)能電廠設(shè)計、安裝及運行工作的高技能人才。新能源行業(yè)在國內(nèi)一方面是一個新興行業(yè)，另一方面自身的發(fā)展也非常迅速，使得該行業(yè)的專業(yè)人才較為匱乏，現(xiàn)在的技術(shù)人才大多是相關(guān)行業(yè)技術(shù)人員進(jìn)入光伏領(lǐng)域，如半導(dǎo)體行業(yè)、電子行業(yè)、相關(guān)材料行業(yè)等。在技術(shù)層面上來講，這些轉(zhuǎn)型人員在進(jìn)入光伏企業(yè)后，仍需要較長時間的技術(shù)磨合期、技術(shù)成長期及技術(shù)成熟期。

學(xué)校為了培養(yǎng)新能源發(fā)電技術(shù)專業(yè)高技能人才需要，引入真實的企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境；企業(yè)為了改進(jìn)生產(chǎn)工藝，提高技術(shù)水平，培訓(xùn)員工，需要借助學(xué)校的智力資源，這樣一來，校企雙方就有合作的基礎(chǔ)。學(xué)校在專業(yè)建設(shè)過程中可以充分利用企業(yè)的力量，而學(xué)校的建設(shè)成果也為企業(yè)的發(fā)展提供機(jī)會，在雙方合作的過程中使學(xué)生實現(xiàn)理論知識學(xué)習(xí)與實踐的結(jié)合，最終形成企業(yè)、專業(yè)、學(xué)生三方共贏的格局。在具體的合作過程中，校企雙方在注重自身利益的同時，還應(yīng)當(dāng)充分考慮對方利益，主動承擔(dān)合作中的責(zé)任與義務(wù)，能夠站在對方的角度和立場上思考問題，了解對方的實際需求，幫助對方解決合作中的困難，同時也在幫助自己更好地進(jìn)步。一方面，學(xué)校積極與企業(yè)進(jìn)行交流與溝通，主動了解企業(yè)的發(fā)展方向，并及時調(diào)整校園教育中的不足，為企業(yè)培養(yǎng)其發(fā)展所需的優(yōu)秀人才；另一方面，企業(yè)也積極支持和幫助在校內(nèi)建設(shè)實訓(xùn)室，在企業(yè)建立實訓(xùn)基地，安排實習(xí)崗位，安排技術(shù)人員指導(dǎo)，通過真實的工作環(huán)境提高學(xué)生技能水平。

3 校企深度融合人才培養(yǎng)模式構(gòu)建

校企合作是教育與產(chǎn)業(yè)兩大社會分工之間的結(jié)合，也是學(xué)校與企業(yè)兩類不同社會組織的合作，其目的是發(fā)展好學(xué)校、發(fā)展好企業(yè)，最終促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)又快又好發(fā)展。校企深度融合在本質(zhì)上反映如何辦好教育、如何辦好企業(yè)這些全局性、根本性、長遠(yuǎn)性的大問題。深度融合辦學(xué)模式構(gòu)建需要國家和政府的頂層設(shè)計、理念上的引領(lǐng)引導(dǎo)及模式創(chuàng)新上與時俱進(jìn)。國家層面，政府出臺政策法規(guī)，成立高技能人才校企合作培養(yǎng)協(xié)調(diào)指導(dǎo)機(jī)構(gòu)，主導(dǎo)和推動校企合作的深入廣泛開展。學(xué)校要樹立以人才培養(yǎng)為根本，以服務(wù)企業(yè)求支持求合作、互利互惠共同發(fā)展的理念；企業(yè)要以長遠(yuǎn)的眼光，將校企合作作為營造學(xué)習(xí)型企業(yè)的重要組成部分。技術(shù)在發(fā)展，社會在變化，校企合作的形式很多、范圍很廣、深淺不一，校企融合的人才培養(yǎng)模式也應(yīng)與時俱進(jìn)。

4 校企深度融合人才培養(yǎng)模式實踐途徑

校企深度融合的人才培養(yǎng)模式主要解決：1）提供最佳的育人環(huán)境解決方案；2）有效支撐基于工作過程的人才培養(yǎng)方案的實施；3）有利于頂崗實習(xí)、畢業(yè)生就業(yè)。新能源發(fā)電技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案校企深度融合人才培養(yǎng)模式主要有：“訂單”式人才培養(yǎng)合作育人模式；“引企業(yè)入校，引車間入?！焙献鬓k學(xué)模式；聯(lián)合共建實習(xí)實訓(xùn)基地、員工培訓(xùn)基地、產(chǎn)品研發(fā)基地合作發(fā)展模式。

“訂單”式人才培養(yǎng)是學(xué)校和企業(yè)共同承擔(dān)人才培養(yǎng)的任務(wù)，提供了“學(xué)校-企業(yè)”育人環(huán)境，便于校企雙方在學(xué)生能力考核、評價、學(xué)分認(rèn)可等環(huán)節(jié)實施柔性管理。

“引企業(yè)入校，引車間入?！钡暮献鬓k學(xué)模式是基于真實工作過程的人才培養(yǎng)，根據(jù)企業(yè)提出的真實工作崗位，由教學(xué)委員會提出職業(yè)行動領(lǐng)域典型工作任務(wù)，在引入學(xué)校的企業(yè)或車間真實工作環(huán)境中，通過這種職業(yè)行動領(lǐng)域典型工作任務(wù)獲取高技能。

聯(lián)合共建實習(xí)實訓(xùn)基地、員工培訓(xùn)基地、產(chǎn)品研發(fā)基地的合作發(fā)展模式是企業(yè)和學(xué)校共同建設(shè)校內(nèi)光伏電廠實習(xí)實訓(xùn)中心、多功能教室、情景教室等，利用全真或仿真技術(shù)開展教學(xué)，為學(xué)生參與技能培訓(xùn)提供仿真和模擬環(huán)境，加強(qiáng)未來職業(yè)文化與技能要求對學(xué)生的影響。

校企之間的有機(jī)融合，為學(xué)生理論知識的學(xué)習(xí)與技能實踐的結(jié)合提供了條件與機(jī)會，實現(xiàn)了教師與企業(yè)技術(shù)人員的溝通，為教師積極改進(jìn)教學(xué)方法與教學(xué)思路提供了新的途徑，有效促進(jìn)教學(xué)的進(jìn)步與企業(yè)的發(fā)展。

篇3

關(guān)鍵詞：教學(xué)改革；新能源發(fā)電技術(shù)；創(chuàng)新人才培養(yǎng)

作者簡介：韓楊（1982-），男，四川成都人，電子科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院電力電子系，講師。

基金項目：本文系電子科技大學(xué)中央高校基本科研業(yè)務(wù)費資助（項目編號：2672011ZYGX2011J093）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）14-0046-02

“新能源發(fā)電技術(shù)”是電子科技大學(xué)電氣工程及自動化、機(jī)械設(shè)計制造及自動化、工業(yè)工程三個專業(yè)課程體系中的一門重要課程。該課程屬于高年級本科生的專業(yè)選修課，共32課時、內(nèi)容多、知識面廣、綜合性強(qiáng)。[1， 2]由于三個專業(yè)的學(xué)生知識體系存在一定差異，在教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面，需要做出系統(tǒng)的設(shè)計和創(chuàng)新。筆者在教學(xué)過程中，充分吸收國外高校模塊化教學(xué)模式、凝練教學(xué)內(nèi)容，充分利用交互式教學(xué)方法，采用課堂講授、提問與解答、課程項目、研究報告等手段，把互動式教學(xué)方法成功應(yīng)用到教學(xué)實踐中。課程以電能變換與控制為主線，鼓勵不同專業(yè)背景的學(xué)生組成研究小組對課程項目進(jìn)行協(xié)作研究，提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的自主創(chuàng)新能力。[3， 4]

一、國外“新能源發(fā)電技術(shù)”教學(xué)內(nèi)容與模式回顧

1.麻省理工學(xué)院（MIT）的模塊化教學(xué)模式

課程簡介：課程評估當(dāng)前和未來潛在的能源系統(tǒng)，包括資源提取、轉(zhuǎn)換和最終使用技術(shù)，重點區(qū)域和全球能源需求。研究各種可再生能源和傳統(tǒng)能源的生產(chǎn)技術(shù)，能源最終用途和替代品，在不同國家的消費習(xí)慣。

第一部分：能源的背景。欠發(fā)達(dá)國家日益增長的能源需求、發(fā)達(dá)國家可持續(xù)的未來能源。能源概述、能源供給和需求的問題；能源轉(zhuǎn)換和經(jīng)濟(jì)性分析，氣候變化和應(yīng)對措施。模塊1：能量傳遞和轉(zhuǎn)換方法。模塊2：資源評估和消耗分析。模塊3：能量轉(zhuǎn)換、傳輸和存儲。模塊4：系統(tǒng)的分析方法。模塊5：能源供應(yīng)，需求和存儲規(guī)劃。模塊6：電氣系統(tǒng)動力學(xué)。模塊7：熱力學(xué)與效率的計算。

第二部分：具體的能源技術(shù)。模塊1：核能的基礎(chǔ)和現(xiàn)狀；核廢料處理；擴(kuò)建民用核能和核擴(kuò)散。模塊2：化石能源的燃料轉(zhuǎn)換，電源循環(huán)，聯(lián)合循環(huán)。模塊3：地?zé)崮茉吹念愋?；技術(shù)、環(huán)境、社會和經(jīng)濟(jì)問題。模塊4：生物質(zhì)能資源和用途，資源的類型和要求。

第三部分：能源最終用途，方案評估和權(quán)衡分析。模塊1：汽車技術(shù)和燃料經(jīng)濟(jì)政策。模塊2：生物質(zhì)轉(zhuǎn)化的生命周期分析；土地使用問題、凈能量平衡和能量整合。模塊3：電化學(xué)方法電能儲存、能量轉(zhuǎn)換，燃料電池。模塊4：可持續(xù)能源，非洲撒哈拉以南地區(qū)的電力系統(tǒng)的挑戰(zhàn)和選擇。

2.瑞典皇家理工學(xué)院（KTH）課程內(nèi)容與要求

課程內(nèi)容：替代能源和可再生能源的全方位的介紹和分析，包括整合這些解決方案以滿足能源服務(wù)的要求。包括現(xiàn)有和未來的替代能源，如水能、風(fēng)能、太陽能、光伏、光熱，燃料處理；可再生能源系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)；動態(tài)整合各種可再生能源。在整個教學(xué)過程中，學(xué)生的讀、寫和研討主題是“先進(jìn)的可再生能源系統(tǒng)技術(shù)”，特別是通過項目工作和多個為期半天的研討會對相關(guān)專題進(jìn)行研討，每個人都參與演講和討論，并邀請有行業(yè)工程背景的專家和政策制定者來課堂參與探討，豐富課堂內(nèi)容、提升教學(xué)質(zhì)量。

課程要求：在課程結(jié)束時，學(xué)生應(yīng)能夠分析和設(shè)計能源系統(tǒng)，利用風(fēng)能、生物能源、太陽能產(chǎn)生電力或用于加熱與冷卻。完成課程后，學(xué)生能詳細(xì)說明風(fēng)能、生物能、太陽能基本原理和主要特點，以及它們之間的區(qū)別。能掌握這3種可再生能源系統(tǒng)的主要組件，了解基于化石燃料的能源系統(tǒng)對環(huán)境和社會的影響。

3.威斯康星大學(xué)（UWM）課程內(nèi)容與要求

課程內(nèi)容：學(xué)習(xí)有關(guān)國家最先進(jìn)的可再生能源系統(tǒng)，包括生物質(zhì)、電力和液體燃料，以及風(fēng)力、太陽能、水電。學(xué)生們將對可再生能源電力和能源供應(yīng)做工程計算，并要了解可再生能源的生產(chǎn)、分配和最終使用系統(tǒng)。能源存儲、可再生能源政策；經(jīng)濟(jì)分析，購買和銷售能源；風(fēng)能理論與實踐；太陽能可用性，光熱和光伏發(fā)電系統(tǒng)；水電；地?zé)?，潮汐能和波浪發(fā)電；生物能源、生物質(zhì)燃燒熱力和電力；生物質(zhì)氣化，生物油熱解；生物燃料的生命周期評估。

課程要求：掌握基本的可再生能源系統(tǒng)的工程計算，了解可再生資源評估和能源基礎(chǔ)設(shè)施一體化。確定可再生能源系統(tǒng)的環(huán)境影響。設(shè)計和評估可再生能源系統(tǒng)的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的可行性。了解能源在社會中的關(guān)鍵作用。了解可再生能源發(fā)展的公共政策、市場結(jié)構(gòu)。卓越學(xué)生的學(xué)習(xí)成果：能夠運用數(shù)學(xué)、科學(xué)和工程原則進(jìn)行實驗設(shè)計，并能分析和解釋實驗現(xiàn)象。有能力設(shè)計一個系統(tǒng)、部件或過程，以滿足預(yù)期要求，具備解決工程問題和有效溝通的能力。

二、創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式下“新能源發(fā)電技術(shù)”教學(xué)設(shè)計

通過對該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解中國的能源現(xiàn)狀，掌握電源變換與控制技術(shù)的基本原理，掌握光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的基本原理及系統(tǒng)的構(gòu)成，加深對中國風(fēng)力資源和風(fēng)力發(fā)電基本原理的認(rèn)識，理解生物質(zhì)資源的利用現(xiàn)狀、轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)的基本原理，了解天然氣、燃?xì)獍l(fā)電與控制技術(shù)的基本原理和應(yīng)用情況。吸收國外經(jīng)驗，設(shè)計教學(xué)模塊。

1.電源變換和控制技術(shù)

內(nèi)容要點：電力電子器件的概念、特征和分類，不可控器件——電力二極管，半控型器件——晶閘管，電力場效應(yīng)晶體管——電力MOSFET，絕緣柵雙極型晶體管——IGBT；AC—DC變換電路：二極管整流器——不控整流，晶閘管整流器——相控整流，PWM整流器——斬波整流；DC—DC變換電路：單管不隔離式DC—DC變換器，隔離式DC—DC變換器；DC—AC變換電路原理、分類、參數(shù)計算；AC—AC變換電路。

課堂提問：晶閘管的導(dǎo)通和關(guān)斷條件是什么？相控整流與PWM整流電路區(qū)別是什么？交流調(diào)壓電路的基本原理是什么？什么是逆變？如何防止逆變失敗？

課程項目1：讓學(xué)生設(shè)計一個50kW的相控整流和PWM整流電路，進(jìn)行MATLAB仿真分析，比較兩種整流電路的區(qū)別，要求分組討論、制作PPT演講，撰寫研究報告。

2.風(fēng)能、風(fēng)力發(fā)電與控制技術(shù)

內(nèi)容要點：風(fēng)的產(chǎn)生、特性與應(yīng)用；風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)、分類與工作原理；風(fēng)力發(fā)電的特點、控制要求和功率調(diào)節(jié)控制；風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)運行和功率補償：同步發(fā)電機(jī)組、異步發(fā)電機(jī)組和雙饋異步發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)運行和功率補償。

課堂提問：簡述風(fēng)能轉(zhuǎn)換的基本原理。風(fēng)力機(jī)的空氣動力學(xué)參數(shù)有哪些？具體怎么求解？風(fēng)力機(jī)有哪幾種分類方法？

課程項目2：讓學(xué)生設(shè)計基于全功率變換器的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，在課程項目1的PWM整流電路的基礎(chǔ)上，設(shè)計整流和逆變電路及其控制算法，進(jìn)行MATLAB仿真，驗證工作原理，要求分組討論、制作PPT演講、撰寫研究報告。

3.太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)

內(nèi)容要點：太陽能利用方式、分類及原理，中國光伏發(fā)電的歷史和研究現(xiàn)狀；太陽能電池的工作原理，太陽能電池材料的光學(xué)性質(zhì)、等效電路、輸出功率和填充因數(shù)，太陽能電池的效率、影響效率的因素及提高的途徑；太陽能電池制造工藝，多、單晶硅制造技術(shù)；太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)成，正弦波PWM技術(shù)，逆變器基本特性及評價；獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理、系統(tǒng)構(gòu)成；并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的分類、特點、結(jié)構(gòu)、供電形式和設(shè)備構(gòu)成。

課堂提問：多晶硅和單晶硅的制造工藝有什么不同？根據(jù)制作工藝的不同它們各有什么特點？什么是正弦波PWM逆變技術(shù)？并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)由哪幾部分構(gòu)成？

課程項目3：讓學(xué)生設(shè)計小功率并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，在課程項目2逆變電路的基礎(chǔ)上，設(shè)計單相及三相逆變電路及其控制算法，進(jìn)行MATLAB仿真，驗證工作原理，要求分組討論、制作PPT演講、撰寫研究報告。

4.生物質(zhì)能的轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)

內(nèi)容要點：生物質(zhì)能的定義、生物質(zhì)資源特點及類別；生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換和發(fā)電技術(shù)、生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換的能源模形式，城市垃圾、生物質(zhì)燃?xì)獍l(fā)電技術(shù)；生物質(zhì)熱裂解發(fā)電技術(shù)的分類、生物質(zhì)熱裂解機(jī)理，生物質(zhì)熱裂解技術(shù)及裝置簡介；我國生物質(zhì)能的利用現(xiàn)狀及開發(fā)生物質(zhì)能的必要性，生物質(zhì)能發(fā)電前景。

課堂提問：生物質(zhì)能的優(yōu)缺點是什么？根據(jù)其優(yōu)缺點如何揚長避短充分利用生物質(zhì)資源？生物質(zhì)熱裂解的機(jī)理是什么？請詳細(xì)分析說明。影響生物質(zhì)熱裂解的因素有哪些？具體是如何影響的？

5.天然氣、燃?xì)獍l(fā)電與控制技術(shù)

內(nèi)容要點：天然氣水合物的概念，形成機(jī)理及化學(xué)性質(zhì)；天然氣的綜合利用、環(huán)境價值與發(fā)展前景；小型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組的原理及用途、主要形式及應(yīng)用前景；燃?xì)廨啓C(jī)組的電能變換與控制系統(tǒng)、電網(wǎng)供電及控制；燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)運行與控制策略，DC-AC低頻并網(wǎng)逆變技術(shù)，DC-AC/ AC-DC-AC三級變換高頻環(huán)節(jié)并網(wǎng)逆變技術(shù)；燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組高頻并網(wǎng)逆變的控制策略。

課堂提問：小型燃?xì)廨啓C(jī)組并網(wǎng)發(fā)電的原理是什么？簡述燃?xì)廨啓C(jī)組電能變換系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理。燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組高頻并網(wǎng)逆變是如何實現(xiàn)的？

三、結(jié)束語

在充分吸收國外高?！靶履茉窗l(fā)電技術(shù)”模塊化教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，以人才培養(yǎng)為中心，凝練教學(xué)內(nèi)容、改革教學(xué)方法，提高了學(xué)生對該課程的學(xué)習(xí)興趣，課堂互動得到明顯改善，不同專業(yè)背景的學(xué)生能夠?qū)φn程項目進(jìn)行協(xié)作研究，發(fā)揮各自的特長收集和吸收國外前沿技術(shù)，在PPT演講、研究報告撰寫方面鍛煉了學(xué)生的綜合能力，取得了良好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]何瑞文，謝云，陳璟華.電氣工程及其自動化專業(yè)建設(shè)與實踐模式探討[J].中國電力教育，2012，（3）：72-73.

[2]王三義.淺談新能源發(fā)電技術(shù)[J].中國電力教育，2011，（15）：92-93.

篇4

關(guān)鍵詞：新能源風(fēng)力發(fā)電 現(xiàn)狀 技術(shù)發(fā)展

能源、環(huán)境是當(dāng)今人類生存和發(fā)展所要解決的緊迫問題。常規(guī)能源以煤、石油、天然氣為主，它不僅資源有限，而且造成了嚴(yán)重的大氣污染。因此，對可再生能源的開發(fā)利用，特別是對風(fēng)能的開發(fā)利用，已受到世界各國的高度重視。風(fēng)電是可再生、無污染、能量大、前景廣的能源，大力發(fā)展風(fēng)電這一清潔能源已成為世界各國的戰(zhàn)略選擇。我國風(fēng)能儲量很大、分布面廣，開發(fā)利用潛力巨大。近年來我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)及技術(shù)水平發(fā)展迅猛，但同時也暴露出一些問題。風(fēng)能是一種干凈的、儲量極為豐富的可再生能源，它不會隨著其本身的轉(zhuǎn)化和利用而減少。自20世紀(jì)70年代末以來，隨著世界各國對環(huán)境保護(hù)、能源短缺及節(jié)能等問題的關(guān)注，大規(guī)模利用新能源風(fēng)力發(fā)電來減少空氣污染、減少有害氣體的排放量。中國西北、華北北部、東北及東南沿海地區(qū)有豐富的風(fēng)能資源。根據(jù)中國對能源及環(huán)境保護(hù)可持續(xù)發(fā)展計劃的實施，隨著中國新能源風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的更新及風(fēng)電場的不斷擴(kuò)大，到‘2015年，全國總裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到1×107 kW?？偨Y(jié)我國風(fēng)電現(xiàn)狀及其技術(shù)發(fā)展，對進(jìn)一步推動風(fēng)電產(chǎn)業(yè)及技術(shù)的健康可持續(xù)發(fā)展具有重要的參考價值。

一、我國新能源風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)狀

2005年2月，我國國家立法機(jī)關(guān)通過了《可再生能源法》，明確指出風(fēng)能、太陽能、水能、生物質(zhì)能及海洋能等為可再生能源，確立了可再生能源開發(fā)利用在能源發(fā)展中的優(yōu)先地位。2009年12月，我國政府向世界承諾到2020年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%，把應(yīng)對氣和變化納入經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展規(guī)劃，大力發(fā)展包括風(fēng)電在內(nèi)的可再生能源與核能，爭取到2020年非化石能源占一次能源消費比重達(dá)到15%左右。隨著新能源產(chǎn)業(yè)成為國家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)規(guī)劃的出臺，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，有望成為我國國民經(jīng)濟(jì)增長的一個新亮點。 我國自上世紀(jì)80年代中期引進(jìn)55kW容量等級的風(fēng)電機(jī)投入商業(yè)化運行開始，經(jīng)過二十幾年的發(fā)展，我國的風(fēng)電市場已經(jīng)獲得了長足的發(fā)展。到2009年底，我國風(fēng)電總裝機(jī)容量達(dá)到2601萬kW，位居世界第二，2009年新增裝機(jī)容量1300萬kW，占世界新增裝機(jī)容量的36%，居世界首位[1，2]?？梢钥闯?，我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)正步入一個跨越式發(fā)展的階段，預(yù)計2010年我國累計裝機(jī)容量有望突破4000萬kW。從技術(shù)發(fā)展上來說，我國風(fēng)電企業(yè)經(jīng)過“引進(jìn)技術(shù)—消化吸收—自主創(chuàng)新”的三步策略也日益發(fā)展壯大。隨著國內(nèi)5WM容量等級風(fēng)電產(chǎn)品的相繼下線，以及國內(nèi)兆瓦級機(jī)組在風(fēng)電市場的普及，標(biāo)志我國已具備兆瓦級風(fēng)機(jī)的自主研發(fā)能力。同時，我國風(fēng)電裝備制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)集中度進(jìn)一步提高，國產(chǎn)機(jī)組的國內(nèi)市場份額逐年提高。目前我國風(fēng)電機(jī)組整機(jī)制造業(yè)和關(guān)鍵零部件配套企業(yè)已能基本滿足國內(nèi)風(fēng)電發(fā)展需求，但是像變流器、主軸軸承等一些技術(shù)要求較高的部件仍需大量進(jìn)口。因此，我國風(fēng)電裝備制造業(yè)必須增強(qiáng)技術(shù)上的自主創(chuàng)新，加強(qiáng)風(fēng)電核心技術(shù)攻關(guān)，尤其是加強(qiáng)風(fēng)電關(guān)鍵設(shè)備和技術(shù)的攻關(guān)。

二、新能源風(fēng)力發(fā)電的技術(shù)發(fā)展

新能源風(fēng)力發(fā)電技術(shù)是涉及空氣動力學(xué)、自動控制、機(jī)械傳動、電機(jī)學(xué)、力學(xué)、材料學(xué)等多學(xué)科的綜合性高技術(shù)系統(tǒng)工程。目前在風(fēng)能發(fā)電領(lǐng)域，研究難點和熱點主要集中在風(fēng)電機(jī)組大型化、新能源風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的先進(jìn)控制策略和優(yōu)化技術(shù)等方面。

1.新能源風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)型及容量的發(fā)展

現(xiàn)代新能源風(fēng)力發(fā)電技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)及發(fā)展趨勢主要在于如何進(jìn)一步提高效率、提高可靠性和降低成本。作為提高風(fēng)能利用率和發(fā)電效率的有效途徑，新能源風(fēng)力發(fā)電機(jī)單機(jī)容量不斷向大型化發(fā)展。從20世紀(jì)80年代中期的55kW容量等級的風(fēng)電機(jī)組投入商業(yè)化運行開始，至1990年達(dá)到250kW，1997年突破1MW，1999年即達(dá)到2MW。進(jìn)入21世紀(jì)，兆瓦級新能源風(fēng)力機(jī)逐漸成為國際風(fēng)電市場上的主流產(chǎn)品。2004年德國Repower即研制出第一臺5MW風(fēng)電機(jī)，Enercon開發(fā)出第二代直驅(qū)式6WM風(fēng)電機(jī)，預(yù)計2013年單機(jī)容量將突破15MW[1，3]。從世界范圍來看，1.5MW-2MW的機(jī)型占世界機(jī)組容量的比例，已從2007年的63.7%飛速上升到80.4%；而在我國，2005年風(fēng)電場新安裝的兆瓦級風(fēng)電機(jī)組占當(dāng)年新裝機(jī)容量的21.5%，而2009年比例已經(jīng)上升到86.86%。這表明容量風(fēng)電機(jī)組已經(jīng)成為我國風(fēng)電市場上的主流產(chǎn)品。

2.新能源風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制技術(shù)的發(fā)展

控制技術(shù)是新能源風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全高效運行的關(guān)鍵技術(shù)[5，6]，這是因為：

1）自然風(fēng)速的大小和方向隨著大氣的氣壓、氣溫和濕度等的活動和風(fēng)電場地形地貌等因素的隨機(jī)性和不可控性，這樣新能源風(fēng)力機(jī)所獲得的風(fēng)能也是隨機(jī)和不可控的。

2）為使風(fēng)能利用率更高，大型新能源風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉片直徑大約在60m-100m之間，因此風(fēng)輪具有較大的轉(zhuǎn)動慣量。

3）自動控制在新能源風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)和脫網(wǎng)、輸入功率的優(yōu)化和限制、風(fēng)輪的主動對風(fēng)以及運行過程中故障的檢測和保護(hù)中都應(yīng)得到很好的利用。

4）新能源風(fēng)力資源豐富的地區(qū)通常環(huán)境較為惡劣，在海島和邊遠(yuǎn)的地區(qū)甚至海上，人們希望分散不均的新能源風(fēng)力發(fā)電機(jī)組能夠無人值班運行和遠(yuǎn)程監(jiān)控。這就對新能源風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)可靠性提出了很高的要求。

因此，眾多學(xué)者都致力于深入研究新能源風(fēng)力發(fā)電的控制技術(shù)和控制系統(tǒng)，這些研究工作對于新能源風(fēng)力發(fā)電機(jī)組優(yōu)化運行有極其重要的意義。計算機(jī)技術(shù)與先進(jìn)的控制技術(shù)應(yīng)用到風(fēng)電領(lǐng)域，并網(wǎng)運行的新能源風(fēng)力發(fā)電控制技術(shù)得到了較快發(fā)展，控制方式從基本單一的定槳距失速控制向變槳距和變速恒頻控制方向發(fā)展，甚至向智能型控制發(fā)展。

定槳距型新能源風(fēng)力機(jī)指槳葉與輪轂的連接是固定的，即槳距角固定不變，當(dāng)風(fēng)速變化時，槳葉的迎風(fēng)角度固定不變。失速型是當(dāng)風(fēng)速高于額定風(fēng)速，利用槳葉翼型本身所具有的失速特性，即氣流的攻角增大到失速條件，使槳葉的表面產(chǎn)生渦流，將發(fā)電機(jī)的功率輸出限制在一定范圍內(nèi)。失速調(diào)節(jié)型的優(yōu)點是簡單可靠，當(dāng)風(fēng)速變化引起輸出功率變化時，只通過槳葉的被動失速調(diào)節(jié)而控制系統(tǒng)不做任何控制，使控制系統(tǒng)大為簡化。其缺點是葉片重量大，槳葉、輪轂、塔架等部件受力較大，機(jī)組的整體效率較低，也使得這些關(guān)鍵部件更容易疲勞磨損。

變速恒頻新能源風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是近年來發(fā)展起來的一種新型新能源風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其轉(zhuǎn)速不受發(fā)電機(jī)輸出功率的限制，而其輸出電壓的頻率、幅值和相位也不受轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的影響。與恒速風(fēng)電機(jī)組相比，它的優(yōu)越性在于：低風(fēng)速時能夠跟蹤風(fēng)速變化，在運行中保持最佳葉尖速比以獲得最大風(fēng)能；高風(fēng)速時利用風(fēng)輪轉(zhuǎn)速的變化調(diào)節(jié)新能源風(fēng)力機(jī)槳距角，在保證風(fēng)電機(jī)組安全穩(wěn)定運行的同時，使輸出功率更加平穩(wěn)。變速恒頻新能源風(fēng)力發(fā)電機(jī)組通過勵磁控制和變槳距調(diào)節(jié)來實現(xiàn)最佳運行狀態(tài)。變槳距是根據(jù)風(fēng)速和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速來調(diào)整葉片槳距角，從而控制發(fā)電機(jī)輸出功率，由傳動齒輪箱、伺服電機(jī)和驅(qū)動控制單元組成。隨著風(fēng)電控制技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)輸出功率小于額定功率狀態(tài)時，變槳距新能源風(fēng)力發(fā)電機(jī)組采用OptitiP技術(shù)，即根據(jù)風(fēng)速的大小，調(diào)整發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)差率，使其盡量運行在最佳葉尖速比，以得到理想的輸出功率。變槳距新能源風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的優(yōu)點是：輸出功率平穩(wěn)，在額定點具有較高的風(fēng)能利用系數(shù)，具有更好的起動性能與制動性能，能夠確保高風(fēng)速段的額定功率。

3.新能源風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制策略的發(fā)展

風(fēng)能是一種能量密度低、穩(wěn)定性較差的能源，由于風(fēng)速、風(fēng)向的隨機(jī)性變化，導(dǎo)致新能源風(fēng)力機(jī)葉片攻角不斷變化，使葉尖速比偏離最佳值，新能源風(fēng)力機(jī)的空氣動力效率及輸入到傳動鏈的功率發(fā)生變化，影響了風(fēng)電系統(tǒng)的發(fā)電效率并引起轉(zhuǎn)矩傳動鏈的振蕩，會對電能質(zhì)量及接入的電網(wǎng)產(chǎn)生影響，對于小電網(wǎng)甚至?xí)绊懫浞€(wěn)定性。新能源風(fēng)力發(fā)電機(jī)組通常采用柔性部件，這有助于減小內(nèi)部的機(jī)械應(yīng)力，但同時也會使風(fēng)電系統(tǒng)的動態(tài)特性復(fù)雜化，且轉(zhuǎn)矩傳動模塊會有很大振蕩。目前，對新能源風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制策略研究根據(jù)控制器類型可分為兩大類：基于數(shù)學(xué)模型的傳統(tǒng)控制方法和現(xiàn)代控制方法。傳統(tǒng)控制采用線性控制方法，通過調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩或槳葉節(jié)距角，使葉尖速比保持最優(yōu)值，從而實現(xiàn)風(fēng)能的最大捕獲。對于快速變化的風(fēng)速，其調(diào)節(jié)相對滯后。同時基于某工作點的線性化模型的方法，對于工作范圍較寬、隨機(jī)擾動大、不確定因素多、非線性嚴(yán)重的風(fēng)電系統(tǒng)并不適用。

現(xiàn)代控制方法主要包括變結(jié)構(gòu)控制、魯棒控制、自適應(yīng)控制、智能控制等[7，8]。變結(jié)構(gòu)控制因具有快速響應(yīng)、對系統(tǒng)參數(shù)變化不敏感、設(shè)計簡單和易于實現(xiàn)等優(yōu)點而在風(fēng)電系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。魯棒控制具有處理多變量問題的能力，對于具有建模誤差、參數(shù)不準(zhǔn)確和干擾位置系統(tǒng)的控制問題，在強(qiáng)穩(wěn)定性的魯棒控制中可得到直接解決。模糊控制是一種典型的智能控制方法，其最大的特點是將專家的知識和經(jīng)驗表示為語言規(guī)則用于控制，不依賴于被控制對象的精確的數(shù)學(xué)模型，能夠克服非線性因素的影響，對被調(diào)節(jié)對象有較強(qiáng)的魯棒性。由于新能源風(fēng)力發(fā)電機(jī)的精確數(shù)學(xué)模型難以建立，模糊控制非常適合于新能源風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制，越來越受到風(fēng)電研究人員的重視。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是以工程技術(shù)手段來模擬人腦神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)與特征的系統(tǒng)。利用神經(jīng)元可以構(gòu)成各種不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，它是生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的一種模擬和近似。利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)特性，可用于新能源風(fēng)力機(jī)的低風(fēng)速的節(jié)距控制。

三、存在的問題及展望

盡管近年來我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，但同時也暴露出眾多的問題。

首先，我國尚未完全掌握風(fēng)電機(jī)組的核心設(shè)計及制造技術(shù)。在設(shè)計技術(shù)方面，我國不僅每年需支付大量的專利、生產(chǎn)許可及技術(shù)咨詢費用，在一些具有自主研發(fā)能力的風(fēng)電企業(yè)中，其設(shè)計所需的應(yīng)用軟件、數(shù)據(jù)庫和源代碼都需要從國外購買。在風(fēng)機(jī)制造方面，風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)、逆變系統(tǒng)需要大量進(jìn)口，同時，一些核心零部件如軸承、葉片和齒輪箱等與國外同類產(chǎn)品相比其質(zhì)量、壽命及可靠性尚有很大差距。其次，我國風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃與電網(wǎng)規(guī)劃不相協(xié)調(diào)，上網(wǎng)容量遠(yuǎn)小于裝機(jī)容量。風(fēng)電發(fā)展側(cè)重于資源規(guī)劃，風(fēng)電場的建設(shè)往往沒有考慮當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的消納能力，從而造成裝機(jī)容量大，并網(wǎng)發(fā)電少的現(xiàn)狀。2009年新增裝機(jī)容量中1/3未能上網(wǎng)，送電難已經(jīng)成為制約風(fēng)電發(fā)展的瓶頸。最后，我國風(fēng)電的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范不健全，包括風(fēng)機(jī)制造、檢測、調(diào)試、關(guān)鍵零部件生產(chǎn)及電場入網(wǎng)等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)亟需建立和完善。因此，展望我國未來的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展，必須加強(qiáng)自主創(chuàng)新掌握核心技術(shù)；必須加大電網(wǎng)建設(shè)力度，合理規(guī)范風(fēng)電開發(fā)；必須加大政策扶持力度，建立健全完善統(tǒng)一的風(fēng)電標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系。

人類社會已進(jìn)入21世紀(jì)，在新千年開始之際，熱門正面臨著一系列重大的挑戰(zhàn)，全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人口迅速增加，需要提供更多的食物、住房和原料，因而對能源的需求量也不斷增加。在過去20年中，全世界能源消耗量增加了40%，其中85%以上使用的是礦物燃料。這些礦物燃料燃燒時要產(chǎn)生大量溫室氣體，全球單是CO2排放量每年就超過500億噸，而且還在不斷擴(kuò)大。形成的酸雨造成土壤退化，危害動植物。全球氣候變暖可能會產(chǎn)生災(zāi)難性后果，必須采取堅決措施，減少溫室氣體的排放。因此，治理環(huán)境污染，已成為當(dāng)務(wù)之急。同時，礦物燃料的儲藏量是有限的，按目前探明的儲藏與開發(fā)速度的比例計算，地球上可再開采的能源，石油為40年，天然氣約為60年，煤炭為200年。如不采取有效措施，到本世紀(jì)中葉，人類必將面臨礦物燃料枯竭的嚴(yán)重局面。為了減少大氣污染、保護(hù)人類生態(tài)環(huán)境、保證能源的長期穩(wěn)定供應(yīng)，必須實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，逐步改變現(xiàn)有的能源結(jié)構(gòu)，大力開發(fā)利用新能源。這已成為各國的共識。

參考文獻(xiàn)：

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[4]韓永奇，韓晨曦.中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與前景[J].新材料產(chǎn)業(yè)，2010（12）：8-10.

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篇5

關(guān)鍵詞：電力生產(chǎn)；自主教學(xué)法；學(xué)習(xí)興趣；教學(xué)效果

作者簡介：蔣陸萍（1973-），女，湖南洞口人，長沙理工大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院，講師。（湖南 長沙 410076）蔣宇琦（1978-），男，湖南長沙人，湖南大唐華銀地產(chǎn)有限公司，工程師。（湖南 長沙 410015）

中圖分類號：G642.3     文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A     文章編號：1007-0079（2012）15-0067-02

“電力生產(chǎn)概論”是高校非電氣專業(yè)開設(shè)的一門全校性選修課。它是為了讓工商管理、市場營銷及會計學(xué)等專業(yè)的學(xué)生了解一定的電力生產(chǎn)方面的知識，為以后在電力系統(tǒng)從事相關(guān)工作做準(zhǔn)備。但是經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院的學(xué)生大多是文科類學(xué)生，數(shù)學(xué)、物理基礎(chǔ)不扎實，而且大學(xué)期間又沒有開設(shè)電氣專業(yè)基礎(chǔ)課（如“電路”、“電機(jī)”、“發(fā)電廠電氣部分”等），所以學(xué)習(xí)起來有難度，而且很多學(xué)生認(rèn)為這門課與他們的專業(yè)不相關(guān)，學(xué)習(xí)的積極性也不高。針對課程的特點和學(xué)生的學(xué)習(xí)心理，筆者在經(jīng)過兩三年的“電力生產(chǎn)概論”教學(xué)后，在重點講述常規(guī)發(fā)電、電力生產(chǎn)原理等的基礎(chǔ)上，把學(xué)生自主教學(xué)法成功應(yīng)用到教學(xué)過程中。通過課堂教學(xué)效果的驗證，本方法是行之有效的。

一、教材內(nèi)容及教學(xué)方法介紹

長沙理工大學(xué)選定的“電力生產(chǎn)概論”教材是普通高等教育“十一五”規(guī)劃教材，李光輝主編。該教材內(nèi)容全面、難度適中，是一本非常適合非電氣類學(xué)生學(xué)習(xí)電力生產(chǎn)方面知識的通用教材。全書共九章，教材前四章先介紹了電力系統(tǒng)與電力生產(chǎn)方面的知識，然后重點講述了三大常規(guī)能源發(fā)電：火力發(fā)電、水力發(fā)電和核能發(fā)電。第五章為未來能源發(fā)電技術(shù)，依次介紹了風(fēng)力發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電、太陽能發(fā)電、海洋能發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電、氫能發(fā)電等相關(guān)知識。后面四章分別介紹了變電站、電力線路、直流輸電以及計算機(jī)在電力行業(yè)中的應(yīng)用等與電力生產(chǎn)密切相關(guān)的一些專業(yè)知識。教材內(nèi)容安排合理，難度適中。只要學(xué)生跟著老師系統(tǒng)地把教材學(xué)完，對電力系統(tǒng)及電力生產(chǎn)應(yīng)該有一個比較全面、系統(tǒng)的了解，收獲是很大的。[1]

針對學(xué)生數(shù)學(xué)、物理及電氣方面基礎(chǔ)不扎實的特點，要在開始就使學(xué)生對這門課程的學(xué)習(xí)感興趣，并做好心理準(zhǔn)備。第一節(jié)課在介紹了教材內(nèi)容后，講述該課程要采用的教學(xué)方法，即采用教師課堂講述為主、學(xué)生自主講述為輔的創(chuàng)新教學(xué)法。前四章常規(guī)能源發(fā)電等電力生產(chǎn)方面的知識由教師重點在課堂上講述，讓學(xué)生切實掌握電力生產(chǎn)過程的特點以及每一種常規(guī)能源發(fā)電的原理。后面第五章的未來能源發(fā)電技術(shù)的發(fā)電原理與常規(guī)能源發(fā)電基本是一樣的，只是所使用的一次能源不同而已，而且新能源發(fā)電技術(shù)是現(xiàn)在研究的熱點。所以針對教材上所提供的五種新能源發(fā)電，可讓每個班商量討論選定一類大家感興趣的新能源發(fā)電技術(shù)作為自主講述的內(nèi)容。這門課一般是兩個或三個行政班級組成，如果是兩個行政班級則每班可分兩組各選一種新能源發(fā)電技術(shù)講述；如果是三個行政班級，則以班為單位各選一種新能源發(fā)電技術(shù)自主講述。學(xué)生自主講述的出力情況及講課效果直接影響學(xué)生課程期末考核成績。[2]

在讓每個學(xué)生詳細(xì)了解教學(xué)方法之后，又提醒學(xué)生，如果前四章的基礎(chǔ)內(nèi)容沒學(xué)好，要想在自主講述的內(nèi)容上面取得好成績是很困難的。所以第一堂課下來，學(xué)生對這門課的學(xué)習(xí)興趣就被激發(fā)起來了。課間休息時班干部就召集全班同學(xué)討論選擇自主講述的新能源發(fā)電方式，最后把選定的結(jié)果向全體同學(xué)公布，并告訴他們，只有發(fā)揮全班同學(xué)的合力，共同參與、合理分配任務(wù)才能在自主講述環(huán)節(jié)取得良好的效果。在時間安排上，為了使學(xué)生有充分的時間準(zhǔn)備課件，在學(xué)生授課前2～3周提前通知他們。

二、常規(guī)能源發(fā)電原理講述

通過第一節(jié)課教學(xué)內(nèi)容、方法的介紹，學(xué)生都心中有數(shù)，對這門課程的學(xué)習(xí)也做好了充分的思想準(zhǔn)備。因此，在講述電力系統(tǒng)及電力生產(chǎn)方面基礎(chǔ)知識以及三大常規(guī)能源發(fā)電原理時，首先講述什么是一次能源、什么是二次能源。怎樣把一次能源轉(zhuǎn)換為電能就是學(xué)習(xí)的重點。電能已成為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、交通等國民經(jīng)濟(jì)各部門不可缺少的動力，所以作為當(dāng)代大學(xué)生，了解電力生產(chǎn)方面的知識以及電力系統(tǒng)的發(fā)展方向和動態(tài)是完全有必要的。

了解了這門課程的重要性和學(xué)習(xí)了該課程的必要性之后，學(xué)生對后續(xù)的授課內(nèi)容興趣明顯提高了。電磁感應(yīng)定律是發(fā)電的基本原理，這在初中物理課程里面已經(jīng)學(xué)過。1831年法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律之后，很快出現(xiàn)了原始的交流發(fā)電機(jī)、直流發(fā)電機(jī)和交、直流電動機(jī)，為了給用戶輸送電能，慢慢發(fā)展了高壓直流和交流輸電。以至于到現(xiàn)在的特高壓交流、直流輸電技術(shù)。另外，重點講述我國的電力發(fā)展現(xiàn)狀以及在特高壓輸電領(lǐng)域的一些世界領(lǐng)先技術(shù)。學(xué)生對該課程的學(xué)習(xí)興趣明顯提高了。

電力生產(chǎn)就是要把自然界的一次能源轉(zhuǎn)換為電能。火力發(fā)電的原理就是把煤、石油、天然氣等一次能源中的化學(xué)能經(jīng)過燃燒轉(zhuǎn)化為高溫高壓水蒸氣的內(nèi)能，然后通過水蒸氣膨脹做功推動汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，汽輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極旋轉(zhuǎn)，在固定不動的定子繞組周圍形成變化的磁場，從而在繞組內(nèi)感應(yīng)出電動勢。若定子中的繞組按一定的繞線規(guī)律，與外電路形成回路，則繞組中就會產(chǎn)生相應(yīng)的電流。在一定的電壓下，電流沿輸電線路將電能送往用戶。水力發(fā)電是在水電站中水輪機(jī)將水的勢能和動能轉(zhuǎn)換為推動水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。而核能發(fā)電的原理與火力發(fā)電很相似，也就是說核電廠只是以核反應(yīng)堆及蒸汽發(fā)生器來代替火力發(fā)電的鍋爐，以核裂變能代替礦物燃料的化學(xué)能，其能量轉(zhuǎn)換過程是：核能水和水蒸氣的內(nèi)能發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的機(jī)械能電能。[3]

三、新能源發(fā)電學(xué)生自主講述

篇6

一、發(fā)電設(shè)備的生產(chǎn)及使用

電力生產(chǎn)技術(shù)的形成與進(jìn)步，是以發(fā)電設(shè)備制造技術(shù)的形成與進(jìn)步為前提的，兩者相依并存，相互促進(jìn)。也可以說，以電器制造技術(shù)先行，隨之制造出發(fā)電、輸變電、供用電等設(shè)備，建立起電力生產(chǎn)技術(shù)中的發(fā)電、輸電、變電、供電、用電諸環(huán)節(jié)而形成的電力系統(tǒng)[1]。中國從國民經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇到改革開放大發(fā)展時期，主要以“它山之石，可以攻玉”的方式，首先從工業(yè)發(fā)達(dá)國家引進(jìn)了發(fā)電設(shè)備和技術(shù)，生產(chǎn)電力，發(fā)展經(jīng)濟(jì)，再自行建立電器制造企業(yè)，仿制發(fā)電等設(shè)備，并不斷提高國產(chǎn)化率。與此同時，不固步自封，也在不斷研究與創(chuàng)新發(fā)電設(shè)備與技術(shù)，發(fā)展至今不僅可以滿足國內(nèi)電力生產(chǎn)的需要，有的還出口創(chuàng)匯。但是，從我國發(fā)電設(shè)備總體水平來看，仍然存在許多亟待解決的問題，如發(fā)電單機(jī)容量較小，火電供電煤耗高，火電發(fā)電品種單一，水電缺少多種型類產(chǎn)品，核電設(shè)備國產(chǎn)化進(jìn)程緩慢等。從我國電力生產(chǎn)形勢來看，相當(dāng)長時間內(nèi)我國仍以燃煤火力發(fā)電為主，所以在這方面要深入改革，如發(fā)展高參數(shù)大容量火電機(jī)組，發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)汽輪機(jī)，發(fā)展燃?xì)廨啓C(jī)與聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置等，既提高燃煤熱效率又降低了對環(huán)境的污染。

二、常規(guī)能源發(fā)電技術(shù)

按利用情況可將能源分為常規(guī)能源與新能源兩大類。常規(guī)能源是指長期以來已經(jīng)大規(guī)模生產(chǎn)和廣泛利用的煤炭、石油、天然氣等化石燃料、水能和核能（核裂變能）。常規(guī)能源不是一成不變的，如在19世紀(jì)，石油、天然氣被發(fā)現(xiàn)初期稱為新能源，隨著廣泛應(yīng)用轉(zhuǎn)變成成為常規(guī)能源。隨后核能也是如此，目前已屬常規(guī)能源范疇。中國電力工業(yè)大發(fā)展要追溯到改革開放經(jīng)濟(jì)飛躍時期。1988年撤銷水電部，成立煤炭、石油、電力三部門組成的“七五”期間能源部，對電力工業(yè)能源規(guī)劃進(jìn)行統(tǒng)一部署。1992年對電力規(guī)劃再次進(jìn)行調(diào)整，堅持“政企分開，省為實體，聯(lián)合電網(wǎng)，統(tǒng)一調(diào)度，集資辦電”的方針，促進(jìn)了電力的快速發(fā)展?！鞍宋濉逼陂g的主要電力工程有：位于浙江省海鹽縣境內(nèi)秦山山麓的秦山核電站建成，位于上海市北郊北山區(qū)盛橋鎮(zhèn)的上海石洞口第二電廠建成，位于河北灤河干流的首座中型混合式抽水蓄能電站建成。經(jīng)過10余年的努力，終于改善了我國30年不同程度缺電的現(xiàn)象，基本上適應(yīng)了國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的需要。目前，我國電力建設(shè)仍然存在許多問題，火電是主要的發(fā)電形式，但火電站普遍存在容量小、熱效率低的缺點，期望加快火電廠的改制改建，盡快與國際主流接軌。在水電方面，我國江河湖泊眾多，水量充沛且落差大，極適合發(fā)展中小水電站建設(shè)。大力發(fā)展小水電及其配套電網(wǎng)，是推進(jìn)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村進(jìn)入經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整，加快貧困山區(qū)人民脫貧致富，促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)和保護(hù)生態(tài)環(huán)境重要舉措[2]。

三、新能源發(fā)電技術(shù)

風(fēng)能、太陽能都屬于新能源，這些能源儲量無比豐富，可以說取之不盡，用之不竭。據(jù)中國氣象科學(xué)研究院估算，我國風(fēng)能儲能量十分大，10m高層儲能量高達(dá)32.26億千瓦，可利用2.53億千瓦。按地區(qū)劃分依次為內(nèi)蒙古、、新疆、青海、甘肅，約占2.53億千瓦，其次為黑龍江、吉林、遼寧，約點2967萬千瓦，在廣東、浙江及廣東等沿海地區(qū)，風(fēng)能也十分豐富[3]。在太陽能方面，我國處于溫帶與亞熱帶，具有豐富的太陽能，據(jù)氣象觀測資料顯示，我國太陽輻射年總量為3.35×103~8.4×106kJ/(m•2a)之間。這兩種能源具有十分廣闊的發(fā)展空間，但在我國發(fā)展并不理想。風(fēng)能發(fā)電存在缺乏政策支持，發(fā)電設(shè)備國產(chǎn)化緩慢，社會效益重視不夠等問題。太陽能發(fā)電存在生產(chǎn)規(guī)模小，技術(shù)水平低，專用材料國產(chǎn)化率低，市場孕育緩慢等問題[4]。為此，建議國家盡快完善相關(guān)政府法規(guī)，建立資金力量雄厚的新能源發(fā)展公司，加快新能源設(shè)備及材料的國產(chǎn)化進(jìn)度，同時在借鑒國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)大力開展新能源發(fā)電項目建設(shè)。

篇7

關(guān)鍵詞：低碳經(jīng)濟(jì)；電力市場設(shè)計

中圖分類號：F407.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）08-0018-02

低碳經(jīng)濟(jì)視角和節(jié)能減排對我國電力市場運營提出了巨大的挑戰(zhàn)。文章從低碳經(jīng)濟(jì)視角下對電力設(shè)計的具體要求出發(fā)，借鑒國外先進(jìn)國家在低碳經(jīng)濟(jì)視角下從節(jié)能環(huán)保角度在電力市場方面的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了適合我國低碳經(jīng)濟(jì)視角下電力市場設(shè)計的主要類型，并在此基礎(chǔ)上提出了相應(yīng)的對策。從一定程度上講，低碳經(jīng)濟(jì)對電力市場設(shè)計涉及到電力市場的各個領(lǐng)域和各個環(huán)節(jié)，希望通過文章的初步探討能夠?qū)ξ覈娏κ袌鲈O(shè)計發(fā)揮一定的推動作用。

1 低碳經(jīng)濟(jì)視角下電力市場設(shè)計的具體要求

①對投資成本的要求。不可否認(rèn)的是，縱觀國際電力市場整體運營環(huán)境，我國在電力市場、尤其是在電力建設(shè)過程中依然存在較大投資成本壓力的現(xiàn)實；低碳經(jīng)濟(jì)條件下對電力市場進(jìn)行設(shè)計和規(guī)劃，必定要經(jīng)過降低巨大投資成本、提高投資效益的陣痛，盡管要經(jīng)過一個艱難時期，也要下大決心重新審視電力市場設(shè)計對投資成本的問題，全面考慮投資成本需求，提高投資效益。

②對環(huán)境以及生態(tài)保護(hù)方面的成本要求。傳統(tǒng)條件下，我國電力市場運營過程中采用的機(jī)組往往沒有過多的考慮到環(huán)境以及生態(tài)的保護(hù)問題，使得電力市場在面對國家節(jié)能減排政策的調(diào)整之下面對較大的壓力；為了能夠更好適應(yīng)低碳經(jīng)濟(jì)的各項要求，在新建的大型、大容量機(jī)組中必然要配備相關(guān)節(jié)能環(huán)保設(shè)備，以此降低能耗、提高生態(tài)環(huán)保效益，然而這些巨大的投資也使得單位電量的成本呈現(xiàn)上升趨勢。建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會是國家必然要以一貫之的長遠(yuǎn)政策，因此在電力市場設(shè)計中一定要綜合衡量好對環(huán)境以及生態(tài)保護(hù)方面的成本要求。

③對高耗能機(jī)組限制與淘汰方面的要求。傳統(tǒng)歷史條件下采用的高耗能機(jī)組在電力市場設(shè)計布局中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，對于滿足電力市場供應(yīng)、有效的保障生產(chǎn)生活功不可沒。然而在低碳經(jīng)濟(jì)條件下，這些高耗能機(jī)組必須要面臨著限制甚至是淘汰；盡管這些高耗能機(jī)組基本完成前期投資的回報，其總體生產(chǎn)成本相對較低，面對低碳經(jīng)濟(jì)背景，要逐步加大在新上設(shè)備中對該類機(jī)組的限制。

四是對新技術(shù)、新設(shè)備使用的具體要求。伴隨著新技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，一些清潔能源發(fā)電技術(shù)逐步成熟并廣泛應(yīng)用到發(fā)電領(lǐng)域，例如風(fēng)電、潮汐發(fā)電以及地?zé)岚l(fā)電等。這些新技術(shù)、新設(shè)備在有效的保護(hù)生態(tài)環(huán)境方面具有巨大的優(yōu)勢，然而受我國電力市場特殊性以及電力需求廣泛性和高需求性影響的要求，這些新技術(shù)和新設(shè)備發(fā)電還不能從根本上解決我國現(xiàn)實的電力需求，并且存在投資成本較大的現(xiàn)實問題。在電力市場設(shè)計過程中要兼顧這些新技術(shù)、新設(shè)備，但是也要綜合考量我國電力市場客觀實際，權(quán)衡好經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益之間的關(guān)系。

2 國外低碳經(jīng)濟(jì)視角下節(jié)能環(huán)保角度電力市場發(fā)展

現(xiàn)狀

當(dāng)前節(jié)能減排和低碳經(jīng)濟(jì)視角下，國外一些先進(jìn)國家在自身能源結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上分別對電力市場設(shè)計節(jié)能環(huán)保采取了不同的措施，概括起來，可以總結(jié)為以下兩方面：一是在市場化運營前，按照宏觀能源發(fā)展規(guī)劃， 采用法令和投資補償?shù)姆绞?，逐步、有計劃地將化石類發(fā)電資源向水電、核電等低能耗資源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，如德國、丹麥等國家；二是在市場化運營后，結(jié)合市場機(jī)制，配合立法、財稅補貼等手段，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保目標(biāo)，如英國、美國采用投資或稅收補償鼓勵新能源建設(shè)，在市場中規(guī)定必須購買一定比例的可再生能源，并制定了排放指標(biāo)，在市場中開辟了排放權(quán)交易品種，荷蘭建立了綠色標(biāo)簽機(jī)制，促進(jìn)綠色能源的交易。

3 低碳經(jīng)濟(jì)視角下電力市場設(shè)計的主要類型

①沿用傳統(tǒng)模式的電力市場設(shè)計。低碳經(jīng)濟(jì)背景下，在進(jìn)行電力市場設(shè)計過程中依然采用傳統(tǒng)模式的設(shè)計軌跡，不注重對新技術(shù)、新設(shè)備的引進(jìn)，不注重對原有高耗能設(shè)備設(shè)施的升級改造，而是繼續(xù)沿用原來的電力管理體制以及模式——垂直一體化管理模式，這種電力市場的輸電網(wǎng)沒有進(jìn)行對外開發(fā)。

②采用對沖交易模式的電力市場設(shè)計。對沖交易模式的電力市場設(shè)計的主要理念是對某一整體區(qū)域范圍為服務(wù)和供應(yīng)對象，對這一整體區(qū)域內(nèi)的電力市場的輸電網(wǎng)絡(luò)采取系統(tǒng)層面上進(jìn)行市場交易；或者是采取能夠支持某一單一市場交易的獨立發(fā)電調(diào)度模式。無論是對某一區(qū)域內(nèi)的整體系統(tǒng)層面進(jìn)行市場交易也好，還是對單一市場交易和獨立發(fā)電技術(shù)也好，二者之間都會通過電網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生一定的聯(lián)系，例如電力市場之外的雙邊交易或者是另外的雙邊合同。

③采用現(xiàn)貨市場模式的電力市場設(shè)計。采用現(xiàn)貨市場模式的電力市場設(shè)計本質(zhì)是將電力市場置于一個獨立的系統(tǒng)中，通過設(shè)立單獨的電力市場運行機(jī)構(gòu)對該獨立系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)和控制，重點是對發(fā)電環(huán)節(jié)予以調(diào)度，而不具備輸電功能。

4 低碳經(jīng)濟(jì)視角下電力市場具體設(shè)計途徑

一是大力創(chuàng)新電力市場的節(jié)能模式，鼓勵更多適合低碳發(fā)展模式的發(fā)電技術(shù)進(jìn)入電力市場。在低碳經(jīng)濟(jì)視角下進(jìn)行電力市場設(shè)計，必須要對現(xiàn)有電力市場運營管理過程中存在高耗能、高污染的部分問題予以高度重視，根據(jù)電力市場需求以及供應(yīng)狀況不斷創(chuàng)新電力市場的節(jié)能模式，例如，可以從國家層面出臺相關(guān)的節(jié)能優(yōu)先模式，采取低耗能發(fā)電機(jī)組有限的原則，將發(fā)電機(jī)組的耗能數(shù)據(jù)按照耗能指數(shù)從低到高的順序予以排序，在綜合考量符合需求的基礎(chǔ)上，按照從低到高排序?qū)C(jī)組電量進(jìn)行分配，直到滿足負(fù)荷為止。或者是可以采取能耗約束模式，通過對采取以年度、月度以電量為標(biāo)的市場年度、月度市場競價， 把握電力市場的降耗目標(biāo)。與此同時，要積極充分和利用現(xiàn)代化的節(jié)能、環(huán)保等低碳發(fā)電模式，不斷提高科研水平和實踐應(yīng)用水平，大力開展對風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電、潮汐發(fā)電等一系列低碳發(fā)電技術(shù)；積極創(chuàng)新發(fā)電資源低碳技術(shù)與投資方式的優(yōu)化組合，推動更多低碳發(fā)電技術(shù)進(jìn)入到電力市場，提高新能源、新技術(shù)等一些低碳發(fā)電量的使用效率和使用頻率。

二是要有效選擇低碳技術(shù)，大力采用碳排放限額的措施予以設(shè)計。在電力市場設(shè)計過程中，要想真正達(dá)到國家電力運行節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)的低碳要求，形成環(huán)保、生態(tài)的電力市場運行系統(tǒng)，就必須要加快改革電力市場碳排放模式，調(diào)整電力市場的改革方向，大力引進(jìn)和使用低碳技術(shù)，綜合電力市場碳排放的特征以及相關(guān)低碳技術(shù)經(jīng)濟(jì)特征，努力設(shè)計出有利于激勵低碳技術(shù)進(jìn)步的電力市場。

三是打破現(xiàn)有電網(wǎng)格局，積極實現(xiàn)與新能源并網(wǎng)發(fā)電，切實采取措施有效處理好低碳經(jīng)濟(jì)視野下的技術(shù)成本與電力市場競爭力水平之間的關(guān)系。從我國現(xiàn)有電力市場格局出發(fā)，一些新進(jìn)入市場的新型低碳發(fā)電技術(shù)在運行成本、管理成本方面要比傳統(tǒng)發(fā)電高的多，并且國家對新能源電力市場方面的政策措施制度力度并沒有形成統(tǒng)一和規(guī)范的格局，由于過高的投資成本造成低碳發(fā)電技術(shù)失去了市場競爭力。在這樣的狀況下，要想真正實現(xiàn)電力市場的低碳設(shè)計與運行，必須不斷提高低碳發(fā)電技術(shù)的規(guī)模效益，加快制定國家層面的政策措施，改革現(xiàn)有的電網(wǎng)格局，努力為低碳發(fā)電等新能源發(fā)電與傳統(tǒng)電網(wǎng)的并網(wǎng)，促使它的投資成本低于它所具備的競爭力水平。

四是采用新型低碳發(fā)電技術(shù)方面的政策措施。首先要從國家層面加快制定出臺優(yōu)化我國現(xiàn)有電力市場結(jié)構(gòu)的政策措施，制定出臺發(fā)展綠色電力的政策支持。低碳經(jīng)濟(jì)視角下要不斷優(yōu)化電力市場的利用方式，積極從政策層面開發(fā)綠色電力；其次要廣泛開展國際合作與交流，在我國現(xiàn)有電力市場的基礎(chǔ)上積極借鑒和吸取國外先進(jìn)成功的經(jīng)驗和技術(shù)。受我國電力行業(yè)技術(shù)水平方面的限制，在短時間內(nèi)完全達(dá)到低碳經(jīng)濟(jì)的標(biāo)準(zhǔn)非常的困難。在低碳經(jīng)濟(jì)背景下進(jìn)行電力市場設(shè)計一定要走出去，積極開展與國外電力市場設(shè)計比較成功的國家進(jìn)行合作和交流，合作開展清潔電力發(fā)展機(jī)制項目；同時加快引進(jìn)發(fā)達(dá)國家一些較為成熟的技術(shù)和設(shè)計模式，不斷提高低碳經(jīng)濟(jì)背景下電力市場設(shè)計的自我創(chuàng)新能力。

5 結(jié) 語

低碳電力市場能夠真正地實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，是電力市場現(xiàn)在和未來發(fā)展的必經(jīng)之路，低碳經(jīng)濟(jì)是我國電力市場設(shè)計的必由之路，也是我國電力市場在未來能夠適應(yīng)國際競爭力、提高綜合經(jīng)濟(jì)效益和整體經(jīng)濟(jì)效益的必然選擇。低碳背景下進(jìn)行電力市場設(shè)計在建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。作為電力行業(yè)來講，必須全面認(rèn)識當(dāng)前節(jié)能減排的巨大壓力，在電力市場設(shè)計過程中要牢固樹立低碳經(jīng)濟(jì)觀念，統(tǒng)籌電力市場結(jié)構(gòu)，加大低碳基礎(chǔ)的創(chuàng)新與消化吸收能力，不斷提高電力市場設(shè)計的優(yōu)化，提高綜合國際競爭能力。

參考文獻(xiàn)：

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篇8

生物質(zhì)能不但會搶奪人類賴以生存的土地資源，更將會導(dǎo)致社會不健康發(fā)展；地?zé)崮艿拇笠?guī)模開發(fā)將導(dǎo)致區(qū)域地面表層土壤環(huán)境遭到破壞，將引起再一次生態(tài)環(huán)境變化；而風(fēng)能和太陽能對于地球來講是取之不盡、用之不竭的健康能源，它們必將成為今后替代能源主流。

風(fēng)力發(fā)電

目前，我國已超過美國，成為全球風(fēng)電裝機(jī)容量最大的國家，同時也成為風(fēng)能設(shè)備最大的生產(chǎn)國。隨著國內(nèi)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈日臻完善、研究規(guī)模不斷擴(kuò)大，成本下降非常顯著，競爭力也逐漸增強(qiáng)，但是在產(chǎn)業(yè)鏈最上游的新型材料及半導(dǎo)體器件（控制芯片、電力電子器件等）研究方面仍較落后，主要研究工作集中在中下游的風(fēng)電整機(jī)制造、關(guān)鍵零部件配套（發(fā)電機(jī)、電控、傳動系統(tǒng)等）以及并網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域。

沈陽工業(yè)大學(xué)在風(fēng)電整機(jī)制造方面具有很強(qiáng)的實力，是我國最早從事風(fēng)力發(fā)電技術(shù)研究的少數(shù)高校之一，設(shè)置有風(fēng)能技術(shù)研究所，師資力量完善，先后承擔(dān)過多項大型橫、縱向課題，成果顯著。其設(shè)計的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的1.5MW風(fēng)電機(jī)組實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，占據(jù)一定的市場地位，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合能力很強(qiáng)。

華北電力大學(xué)作為教育部直屬高校中唯一的以電力為學(xué)科特色的大學(xué)，成立了國內(nèi)首家“可再生能源學(xué)院”，下設(shè)風(fēng)能與動力工程專業(yè)，未來還將籌備生物質(zhì)發(fā)電和太陽能利用專業(yè)。研究內(nèi)容以大容量風(fēng)力發(fā)電接入，對電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行的影響為主，主要研究包括：風(fēng)電場建模與仿真、風(fēng)能資源測量與評估、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組只能控制與優(yōu)化運行、低速風(fēng)能利用策略與先進(jìn)風(fēng)力發(fā)電理論，充分發(fā)揮了其在電力系統(tǒng)方面的優(yōu)勢。

重慶大學(xué)機(jī)械傳動國家重點實驗室，借助其在機(jī)械傳動領(lǐng)域的優(yōu)勢，在風(fēng)電機(jī)組齒輪箱設(shè)計、動態(tài)特性研究、工作模態(tài)測量及制造工藝方面有深入的研究，并且產(chǎn)學(xué)研結(jié)合。

汕頭大學(xué)新能源研究所在大型風(fēng)電機(jī)組空氣動力學(xué)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)動力學(xué)研究方面頗有作為，自行開發(fā)了大型風(fēng)力機(jī)優(yōu)化設(shè)計系列軟件。

浙江大學(xué)流體傳動及控制國家重點實驗室對風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的液壓技術(shù)有深入研究，包括風(fēng)機(jī)制動系統(tǒng)、定槳距控制和變槳距控制等。

同濟(jì)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院在風(fēng)電機(jī)組葉片動力學(xué)分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計、剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)模型分析方面經(jīng)驗豐富。

東南大學(xué)在風(fēng)力發(fā)電機(jī)研究、設(shè)計方面走在前列。近期又集合學(xué)校優(yōu)勢學(xué)科，建立了風(fēng)力發(fā)電研究中心，致力于以風(fēng)力發(fā)電為核心的可再生能源發(fā)電及應(yīng)用技術(shù)的基礎(chǔ)研究。

電控方面，清華大學(xué)、北京交通大學(xué)、中科院電工所都有很強(qiáng)的實力。清華大學(xué)電機(jī)工程與應(yīng)用電子技術(shù)系原名電機(jī)工程系，歷史悠悠，師資力量雄厚，在風(fēng)電接入對電力系統(tǒng)影響、風(fēng)電機(jī)組建模仿真、風(fēng)電變流器設(shè)計及控制等方面有深入研究。北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院早期隸屬于鐵道部，主要服務(wù)于我國軌道交通電傳動裝備產(chǎn)業(yè)，在大功率電力電子技術(shù)領(lǐng)域積累了豐富經(jīng)驗，研究實力在國內(nèi)高校處于領(lǐng)先地位。新能源研究所成立后從事大功率風(fēng)電機(jī)組（直驅(qū)或雙饋）并網(wǎng)變流器、中大功率光伏發(fā)電逆變器、風(fēng)電機(jī)組仿真及主控系統(tǒng)、微網(wǎng)技術(shù)研究，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合能力很強(qiáng)。中科院電工所新能源發(fā)電技術(shù)研究組是國內(nèi)最早研究風(fēng)力發(fā)電、太陽光伏發(fā)電的單位之一，其大型并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組控制及變流技術(shù)、變槳距控制技術(shù)以及風(fēng)電場集中和遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)等較成熟，還有一些特色研究工作包括：風(fēng)/光互補、風(fēng)/柴系統(tǒng)及其控制逆變技術(shù)、控制逆變技術(shù)等。

光伏發(fā)電

光伏發(fā)電具有系統(tǒng)簡單以及維護(hù)方便等特點，應(yīng)用面較廣，現(xiàn)在全球裝機(jī)總?cè)萘恳呀?jīng)開始追趕傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電。太陽能發(fā)電主要分為并網(wǎng)電源系統(tǒng)和離網(wǎng)電源系統(tǒng)，目前大規(guī)模使用的主要是并網(wǎng)系統(tǒng)，一般包括光伏電池組件、光伏逆變器、配電柜、監(jiān)控系統(tǒng)等。其中光伏電池組件將太陽能轉(zhuǎn)化成電能，光伏逆變器與風(fēng)能變流器類似，可以將光伏電池組件產(chǎn)生的不穩(wěn)定電能變成穩(wěn)定的電能并入電網(wǎng)。

我國光伏業(yè)正處在爆發(fā)式增長期，中國大陸和臺灣的光伏電池廠商占全球總電池產(chǎn)量59%的份額。與風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈類似，除了最上游的化合物、硅片提純、加工外，我國已形成了較完整的光伏產(chǎn)業(yè)鏈，包括晶體硅、薄膜電池片及組件加工、光伏逆變器、系統(tǒng)集成、能源投資商等。

國內(nèi)高校對于光伏系統(tǒng)研究主要集中于工程應(yīng)用方面，合肥工業(yè)大學(xué)教育部光伏系統(tǒng)工程研究中心是我國迄今為止唯一的專門從事光伏系統(tǒng)技術(shù)研究的國家重要的科學(xué)研究基地，掛靠合肥工業(yè)大學(xué)電氣與自動化工程學(xué)院，主要從事光伏組件建模及仿真、光伏逆變器設(shè)計及控制、工程化應(yīng)用等研究工作，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合較好，承擔(dān)多個大型光伏電站設(shè)計工作。

海外院校

由于新能源行業(yè)涉及領(lǐng)域多、范圍廣，以及我國新能源行業(yè)開始起步，人才的缺乏已經(jīng)成為極為突出的問題，國家、社會、高校、企業(yè)都在積極努力培養(yǎng)這方面的人才，學(xué)生的擇校就業(yè)也因此變得十分靈活。同時，也因為剛剛起步，目前面臨的多是工程應(yīng)用技術(shù)類問題，因此我們的相關(guān)研究工作主要分布在中下游，從前面的介紹也可以看出，在新能源上游高端領(lǐng)域，由于技術(shù)壁壘很高，國內(nèi)的研究工作相對較少，但是可以選擇留學(xué)歐美高校，得到更進(jìn)一步的提高。

澳大利亞新南威爾士大學(xué)光伏研究中心，由有著“太陽能之父”之稱的馬丁·格林教授領(lǐng)導(dǎo)，專注光伏電池的研究，自上世紀(jì)80年代起，30年間畢業(yè)于新南威爾士大學(xué)光伏中心的中國留學(xué)生已經(jīng)撐起了中國光伏產(chǎn)業(yè)的半壁江山。如今，在屈指可數(shù)的幾大領(lǐng)頭光伏企業(yè)中——尚德、中電光伏、英利、賽維LDK都有新南威爾士大學(xué)畢業(yè)生的身影，其科研實力可見一斑。

在歐洲，各國都十分重視新能源的開發(fā)利用。作為生態(tài)村理念的首創(chuàng)國，丹麥?zhǔn)悄茉磫栴}解決得最好的國家之一。早在2006年，我國就與丹麥簽署了“可再生能源”合作項目，國內(nèi)許多高校分別與丹麥高校開展聯(lián)系。丹麥奧爾堡大學(xué)能源技術(shù)學(xué)院在風(fēng)力發(fā)電、分布式發(fā)電、電力系統(tǒng)、電力電子及控制技術(shù)等領(lǐng)域有深入研究經(jīng)驗，并且與許多國家和組織開展合作，產(chǎn)學(xué)研實力很強(qiáng)。特別是在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域優(yōu)勢突出，核心研究領(lǐng)域包括：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及風(fēng)電場的控制與監(jiān)測、仿真、設(shè)計、優(yōu)化。

隨著新能源技術(shù)發(fā)展以及各項政策效應(yīng)的逐步顯現(xiàn)，開發(fā)利用新能源的成本將明顯下降，為人類清潔能源利用和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級帶來歷史性機(jī)遇，新能源終將成為今后世界上的主要能源之一。

Tips：新能源材料與器件專業(yè)優(yōu)勢院校

文/南京航空航天大學(xué) 郭棟梁

該專業(yè)重點是研究與開發(fā)新一代高性能綠色能源材料、技術(shù)和器件（如通訊、汽車、醫(yī)療領(lǐng)域的動力電源），發(fā)展“新能源材料”(新型鋰離子電池材料、新型燃料電池材料和新型太陽能電池材料)的學(xué)術(shù)研究方向。

新能源材料與器件專業(yè)設(shè)置，主要依托化學(xué)化工學(xué)院，跨能源科學(xué)、材料科學(xué)、化學(xué)等多個學(xué)科，擬培養(yǎng)能掌握新能源材料專業(yè)基本理論、基本知識和工程技術(shù)技能，掌握新能源材料組成、結(jié)構(gòu)、性能的測試技術(shù)與分析方法，了解新能源材料科學(xué)的發(fā)展方向，具備開發(fā)新能源材料、研究新工藝、提高和改善材料性能的基本能力的新能源材料專門人才。畢業(yè)生可在化學(xué)能源、太陽能及儲能材料等新能源材料領(lǐng)域從事科學(xué)研究與教學(xué)、技術(shù)開發(fā)、工藝設(shè)計等方面工作，也可繼續(xù)攻讀新能源材料及相關(guān)學(xué)科高層次專業(yè)學(xué)位。

新能源技術(shù)是21世紀(jì)世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展中最具有決定性影響的五個技術(shù)領(lǐng)域之一，新能源材料與器件是實現(xiàn)新能源的轉(zhuǎn)化和利用以及發(fā)展新能源技術(shù)的關(guān)鍵。新能源材料與器件本科專業(yè)是適應(yīng)我國新能源、新材料、新能源汽車、節(jié)能環(huán)保、高端裝備制造等國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要而設(shè)立的，是由材料、物理、化學(xué)、電子、機(jī)械等多學(xué)科交叉，以能量轉(zhuǎn)換與存儲材料及其器件設(shè)計、制備工程技術(shù)為培養(yǎng)特色的戰(zhàn)略性新興專業(yè)。

高校特色：

華東理工大學(xué)

以半導(dǎo)體材料技術(shù)、化學(xué)電源技術(shù)、太陽電池技術(shù)等為特色。未來就業(yè)集中在光伏太陽能、新能源開發(fā)和利用以及半導(dǎo)體材料器件的設(shè)計、化學(xué)電池開發(fā)等。

東南大學(xué)

依托電子科學(xué)與技術(shù)大類專業(yè)背景，專業(yè)內(nèi)容側(cè)重光電子材料及其應(yīng)用方面，主要針對太陽能材料制備、檢測和應(yīng)用，可以拓展到生物能等其他新能源。

四川大學(xué)

光電功能材料與器件方向，在新型能源材料與技術(shù)、化合物半導(dǎo)體晶體材料與制備技術(shù)、介電功能材料與制備技術(shù)、固體波譜學(xué)等方面的研究取得了國內(nèi)外同行公認(rèn)的成就。光電信息功能晶體碘化汞和硒鎵銀的研制兩項成果分別獲得（1992年度和2000年度）國家發(fā)明二等獎和兩項部省級科技進(jìn)步二等獎；鐵電薄膜研究獲得一項四川省科技進(jìn)步一等獎，還獲得兩項部省級科技進(jìn)步二等獎；薄膜太陽電池研究獲得一項中國高校發(fā)明二等獎。每年發(fā)表在國內(nèi)外著名學(xué)術(shù)刊物和學(xué)術(shù)會議上的為《SCI》、《EI》所收錄的高水平論文40余篇次。

篇9

摘要：本文主要從太陽能和風(fēng)能等新能源電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展中遇到的瓶頸障礙的角度探討了新能源的發(fā)展與社會支持之間的關(guān)系，并就新能源的發(fā)展提出了自己的見解。

關(guān)鍵詞：新能源 和諧社會 電力 太陽能 風(fēng)能

0 引言

新能源的發(fā)展與社會支持之間是相輔相成的關(guān)系。新能源產(chǎn)業(yè)想要走上正軌，初步達(dá)到盈利，離不開國家和社會的大力扶持；而新能源的發(fā)展也可以解決能源危機(jī)、通貨膨脹、環(huán)境問題等許多社會問題，幫助構(gòu)建社會主義和諧社會。新能源的快速發(fā)展中，與其配套的各項管理與技術(shù)內(nèi)容不可或缺。

1 我國的新能源發(fā)展面臨著機(jī)遇和挑戰(zhàn)

1.1 面對當(dāng)今國際社會嚴(yán)峻的能源形勢，中國政府高度重視新能源的開發(fā)利用，把加快發(fā)展可再生能源作為“十一五”時期能源發(fā)展的一項重要任務(wù)。

我國新能源產(chǎn)業(yè)目前呈現(xiàn)良好的發(fā)展前景，預(yù)計到2015年所規(guī)劃的新能源提供的電力、熱水和燃?xì)饨K端能源產(chǎn)品的總量將達(dá)到4300萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，并將直接拉動相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，帶來明顯的環(huán)境效益。

國家電網(wǎng)公司黨組成員、副總經(jīng)理舒印彪指出：“從世界各國應(yīng)對氣候變化的行動中，我們不難發(fā)現(xiàn)，這一輪以發(fā)展新能源為主題的能源革命，是以電力為中心的，電網(wǎng)是推進(jìn)新能源發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?！辈⒄J(rèn)為，發(fā)展新能源，對于優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、增加能源供應(yīng)、保障能源安全、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展等，具有十分重要的意義。

1.2 新能源的發(fā)展現(xiàn)狀有機(jī)遇更有挑戰(zhàn)，技術(shù)與經(jīng)濟(jì)問題并存。

1.2.1 就風(fēng)電而言，我國規(guī)劃的風(fēng)電基地所在地區(qū)電網(wǎng)規(guī)模偏小，需要依托更高電壓等級、大規(guī)模遠(yuǎn)距離輸送因而由此帶來了復(fù)雜的電網(wǎng)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)問題。

1.2.2 大規(guī)模發(fā)展風(fēng)力發(fā)電，使我們不得不面對系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻問題。目前，我國平均峰谷差約為30%，部分地區(qū)達(dá)40%，未來還有可能進(jìn)一步加大；而系統(tǒng)調(diào)峰主要依靠煤電。新能源的大規(guī)模開發(fā)，將使得系統(tǒng)調(diào)峰面臨更加嚴(yán)峻的考驗。

1.2.3 太陽能發(fā)電技術(shù)的發(fā)展也亟待社會的支持。以天和家園太陽能試點工程為例，若要收回投資成本，則每千瓦時上網(wǎng)電價應(yīng)高于3元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于煤電的上網(wǎng)電價；如按現(xiàn)行居民用電價計算，收回投資成本需100年以上。

1.2.4 雖然我國光伏產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品組裝能力躋身世界前三，但晶體硅提純、鑄錠切片、逆變控制等核心技術(shù)卻被國外壟斷。中國的光伏產(chǎn)業(yè)“兩頭在外”知識產(chǎn)權(quán)掌握度不高，實質(zhì)上是受制于國外研發(fā)企業(yè)為其“代工”。

2 新能源發(fā)展的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)問題產(chǎn)生根源

雖然我國新能源的發(fā)展形勢總體上良好，但其事業(yè)起步晚、發(fā)展快，相關(guān)政策法規(guī)不夠完善，標(biāo)準(zhǔn)體系不夠健全，與電網(wǎng)及其他電源的發(fā)展不夠協(xié)調(diào)。

2.1 我國新能源開發(fā)缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，無序開發(fā)甚至開發(fā)過度。國務(wù)院2007年6月審議通過的《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》中提出到2020年建成風(fēng)電3000萬千瓦的發(fā)展目標(biāo)，而目前規(guī)劃的風(fēng)電裝機(jī)容量卻已達(dá)12000萬千瓦，過于迅猛的勢頭不利于其發(fā)展的可持續(xù)性。

2.2 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不完善問題日漸凸顯，并嚴(yán)重制約新能源發(fā)展。我國現(xiàn)行的《風(fēng)電場接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》為指導(dǎo)性要求，不作強(qiáng)制執(zhí)行要求，且對電網(wǎng)的調(diào)峰調(diào)頻能力、低電壓穿越能力等標(biāo)準(zhǔn)不嚴(yán)明，不能滿足新能源大規(guī)模開發(fā)的要求。

2.3 政府相關(guān)政策不夠完善，社會支持力度不夠或無力支持。例如，我國一些地區(qū)電網(wǎng)電源結(jié)構(gòu)單一、調(diào)峰手段有限，要保證新能源電量全額收購，需要付出很大代價，既不經(jīng)濟(jì)，也不安全。此外，金融危機(jī)對以外向型為主的陽光能源影響很大，政府在此方面卻沒有予以大力扶持，光伏產(chǎn)業(yè)近幾月出現(xiàn)開工不足。

2.4 對新能源送出及輔助服務(wù)的激勵政策、電價審批和項目管理、新能源電廠的新型管理機(jī)制等，均亟待加強(qiáng)，這在一定程度上造成新能源為電網(wǎng)接納的困難。

3 社會各界支持將給新能源插上騰飛的翅膀

我國2006年1月1日開始實施的《可再生能源法》及其實施細(xì)則都給新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了強(qiáng)大的政策支持。

在當(dāng)前形勢下，我國社會各界給予了新能源發(fā)展很大的幫助支持，2009年上半年的《關(guān)于加快推進(jìn)太陽能光電建筑應(yīng)用的實施意見》及相關(guān)補貼政策是政府開始關(guān)注該產(chǎn)業(yè)的積極信號；降低太陽能電池的成本和出臺相應(yīng)的激勵政策，則是我國發(fā)展太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的兩大推手。

國家電網(wǎng)公司采取積極有效措施，創(chuàng)造網(wǎng)絡(luò)條件，保障風(fēng)電接入。截至2009年6月底，公司經(jīng)營區(qū)域內(nèi)923萬千瓦風(fēng)電裝機(jī)全部順利接入電網(wǎng)；國家電網(wǎng)公司還做到了全額收購，按時付費。2007年，國家電網(wǎng)收購風(fēng)電上網(wǎng)電量50億千瓦時，2008年達(dá)到101.3億千瓦時，同比增長103%。2009年上半年，在金融危機(jī)嚴(yán)重影響用電量的情況下，仍然收購新能源上網(wǎng)電量128億千瓦時，同比增長105%。

在國家政策激勵下，我國太陽能光伏企業(yè)在以長三角地區(qū)為代表的全國各地崛起，并于2006年發(fā)起成立了“中華全國工商業(yè)聯(lián)合會新能源商會”，并建立了自有網(wǎng)站中華新能源網(wǎng)。

上海市計劃2006年到2015年安裝10萬套太陽能屋頂發(fā)電系統(tǒng)，使其太陽能年發(fā)電能力達(dá)到3.3億千瓦時。浙江省慈溪市農(nóng)業(yè)科技園區(qū)太陽能道路照明系統(tǒng)也已建。昆明等市也已經(jīng)加入“十城千輛”節(jié)能與新能源汽車示范工程。

2008年9月，國家電網(wǎng)公司召開了風(fēng)電發(fā)展與并網(wǎng)會議，對支持風(fēng)電發(fā)展的工作進(jìn)行了安排和部署。科技部、國家發(fā)展改革委等部門也積極主辦“2009中國國際節(jié)能減排和新能源科技高層論壇” ，并邀請了包括諾貝爾獎得主的千余人參與。

新能源發(fā)電的前景猶然光明，但是對于共建和諧社會，民眾和相關(guān)企業(yè)的新能源意識、參與行動更加重要。2005年，上海市就推出了“綠色電力機(jī)制”，由個人和單位自愿認(rèn)購綠色電能，定價比常規(guī)電價高0.53元/千瓦時。

4 大力發(fā)展新能源有助于共建和諧社會

大力發(fā)展新能源如太陽能、風(fēng)能、核能、生物質(zhì)能可以解決許多社會問題，有助于共建和諧社會。

4.1 大力發(fā)展新能源可以解決能源危機(jī)、緩解運輸緊張局面。即使新能源短期內(nèi)難以占據(jù)能源市場的主要份額，但卻可以很大程度減輕用電壓力，也可以很大程度上減輕電煤緊張的局面，不會出現(xiàn)為了搶運電煤中斷其他貨物的運輸造成的運輸緊張。

4.2 大力發(fā)展新能源有利于節(jié)能減排，保護(hù)環(huán)境。新能源的迅速崛起將使人們對化石能源需求一定程度上減少，小煤窯的開采就會減少，對周邊環(huán)境的影響也會降低?；鹆Πl(fā)電對大氣的污染也會減輕。

4.3 大力發(fā)展新能源可以減低通貨膨脹。新能源作為能源的重要提供者后，對傳統(tǒng)能源如煤、石油的需求就會大幅降低，煤和石油的緊缺情況會得到改善；一旦煤的價格下降，電力的價格就會下降，工業(yè)產(chǎn)品價格就會下降，隨之許多生產(chǎn)資料和生活資料價格也可能下降。

4.4 就目前來講，大力發(fā)展新能源可以拉動內(nèi)需，刺激經(jīng)濟(jì)增長。

5 結(jié)語

新能源的世紀(jì)已經(jīng)拉開帷幕，新能源的未來發(fā)展無可限量。讓我們快馬加鞭，全力推動新能源產(chǎn)業(yè)又好又快發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[2]趙爭鳴，周德佳《太陽能光伏發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀及其發(fā)展》[J].電氣應(yīng)用，2007.10.

篇10

1照明節(jié)能的設(shè)計

在城市生活中，照明燈是夜晚人們出行和居家的重要工具，照明燈的大量應(yīng)用，也帶來了很大一部分的照明電能損耗，因此，相關(guān)研究人員要進(jìn)行照明節(jié)能設(shè)計最大限度的降低照明電路中帶來的能量損耗。通過照明節(jié)能設(shè)計，在保證照明質(zhì)量的前提條件下，充分的利用能量。首先，在選擇照明方式時，應(yīng)當(dāng)充分、合理的利用自然界的光，利用自然界的光是減少照明消耗能量的重要方式，在設(shè)計照明方案時，應(yīng)當(dāng)就人工照明與自然光結(jié)合在一起，進(jìn)一步節(jié)約照明電能。其次，根據(jù)照明場合的不同，選擇合理的光源，在一般的房間里，可以選擇一些熒光燈進(jìn)行找平，在要求燈光顯色高的場所中，就要選用稀土節(jié)能熒光燈或者是三基色熒光燈等，也可以選擇一些功率相對較小的高顯色型鈉燈。如果是在室外的照明場所，就可以采用高壓鈉燈，這種燈屬于氣體光源，有較強(qiáng)的耐用性。最后，要合理的選擇照明方式和安裝位置，根據(jù)具體的照明需求，采用節(jié)能開關(guān)，例如在室外場所或者工地適用光電和聲控?zé)舻?，從這些方面來進(jìn)一步節(jié)約電力能源。

2電氣新能源的開發(fā)分析

隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國的能源危機(jī)越來越嚴(yán)重，能源面臨著越來越嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，除了要從根本上節(jié)約電能之外，還應(yīng)當(dāng)大力開發(fā)電氣新能源。我國政府及其相關(guān)部門在不斷加大新能源的開發(fā)力度，將開發(fā)新能源作為現(xiàn)階段節(jié)約能源戰(zhàn)略的重要措施之一。目前，我國的能源產(chǎn)業(yè)預(yù)計到2015年總量可以達(dá)到4300萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，新能源電力和燃?xì)獾冉K端能源產(chǎn)品的合理規(guī)劃帶動了我國能源行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，給我國社會的發(fā)展帶來了良好的效益。

風(fēng)能和太陽能是我國電氣新能源開發(fā)的重要資源，這些可再生能源如果得到合理的運用，對于我國電力節(jié)能規(guī)劃有著重要的意義。對于風(fēng)能來說，我國在風(fēng)能基地的規(guī)劃中并沒有擴(kuò)展到很大的規(guī)模，它需要依靠更高層次的電壓等級，也需要進(jìn)行大規(guī)模遠(yuǎn)距離的輸送，這就給風(fēng)能的開發(fā)利用帶來了很多復(fù)雜的技術(shù)問題和經(jīng)濟(jì)問題。我國在開發(fā)和利用風(fēng)能時，需要做到全面充分的考慮，不僅要面對系統(tǒng)調(diào)峰的問題，還要面對一系列的調(diào)頻問題。根據(jù)目前的開況，我國的峰谷差大約達(dá)到了百分之三十，已經(jīng)有一部分達(dá)到了百分之四十，在未來我國的峰谷差還有繼續(xù)擴(kuò)大的可能性，不過系統(tǒng)的調(diào)峰主要依靠的是煤電，在大規(guī)模開發(fā)新能源的同時，要考慮到系統(tǒng)調(diào)峰問題，其中還會面臨很多的問題和挑戰(zhàn)，需要我國相關(guān)研究人員在實際開發(fā)研究的過程中，根據(jù)實際情況，不斷改進(jìn)方案，充分的利用風(fēng)能。太陽能發(fā)電已經(jīng)得到了人們的廣泛支持和認(rèn)可。在我國的一些試點工程，要將太陽能發(fā)電的投資成本回收過來，需要進(jìn)一步調(diào)高電價，每千瓦時上網(wǎng)的電價要高于三塊錢，這個價格遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于煤電上網(wǎng)的電價。根據(jù)相關(guān)電力價格，我國要想收回太陽能發(fā)電的投資成本，則需要大約一百年以上的時間。我國要進(jìn)一步進(jìn)行技術(shù)革新，不斷引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，開發(fā)電氣新能源。此外，還有核電技術(shù)的開發(fā)，核電技術(shù)是一項非常重要的新能源發(fā)電技術(shù)，與普通水利發(fā)電和活力發(fā)電廠發(fā)電相比，核電利用核聚變產(chǎn)生能量的效率要高很多，并且核能發(fā)電是一種清潔的新能源技術(shù)，它不會像化石燃料發(fā)電一樣排放出大量的污染物，不過核能發(fā)電的危險性較高，如果造成核輻射污染，則會帶來嚴(yán)重的后果。因此，我們要采用安全的核電技術(shù)，為我國電力行業(yè)減輕負(fù)擔(dān)。

3結(jié)束語