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關(guān)鍵詞:電氣節(jié)能技術(shù);新能源;發(fā)展應(yīng)用
中途分類號:F407.6
1 電氣節(jié)能技術(shù)與措施
1.1 對變壓器設(shè)備進(jìn)行節(jié)能技術(shù)的改進(jìn)
在整個電網(wǎng)運行輸送系統(tǒng)中,變壓器是最重要的組成,將節(jié)能技術(shù)應(yīng)用在變壓器設(shè)備的改進(jìn)上,可以調(diào)節(jié)電壓,實現(xiàn)電能的安全輸送,降低電能的損耗,而對變壓器設(shè)備進(jìn)行節(jié)能技術(shù)的改進(jìn),就是要使變壓器改進(jìn)為低損耗的設(shè)備。不同的用戶對電力的需求不同,因此不同用戶的電力輸送的電壓也存在著較大的不同,采用變壓器調(diào)節(jié)電壓時,就會造成一定電能的損失,所以研究低損耗的變壓器,對節(jié)約電能具有重要作用,采用非晶合金鐵心構(gòu)成的變壓器具有良好的節(jié)能環(huán)保作用,不僅可以降低電能的損耗,還可以降低成本的支出,具有良好的推廣使用價值。調(diào)整變壓器的參數(shù)可以有效的降低電能的消耗,實現(xiàn)節(jié)能目標(biāo),在電能輸送的過程中,我們要對電力負(fù)載進(jìn)行調(diào)整,改變其運行的方式,降低電能在輸送過程中的損耗。變壓器在運行的過程中們需要加強對各個方面的管理,通過對變壓器進(jìn)行調(diào)整,可以提高節(jié)能的效果,降低變壓器中的功率損失與消耗,提高電能的利用效率,從而實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)。
1.2 強化照明設(shè)計,節(jié)省能源
平時在人們的生活中,照明設(shè)備是人們不可或缺的一部分,照明設(shè)備不僅能夠為人們在黑暗的環(huán)境中提供光亮,也為城市的美化貢獻(xiàn)了一定的力量。然而在照明設(shè)備的大量應(yīng)用中,也造成了大量的電能損耗,為了解決這一問題,對照明設(shè)備進(jìn)行節(jié)能設(shè)計,減少照明能源的消耗便成為現(xiàn)階段節(jié)省能源的重要手段,在照明節(jié)能設(shè)計的基礎(chǔ)上,既能夠保證照明的質(zhì)量與效果,同時也能夠減少能源的消耗。其一,合理選擇照明形式,在照明的同時要善于利用自然光,以此減少照明能源的消耗,其次,設(shè)計人員在進(jìn)行設(shè)計的過程中,要將自然光源與照明光源進(jìn)行結(jié)合,以此實現(xiàn)節(jié)能照明能源的目的。其二,結(jié)合不同的照明場所,設(shè)計不同的照明亮度,例如臥室光源的設(shè)計,可以選擇相對柔和的照明燈光,還可以利用熒光燈進(jìn)行光源的平衡設(shè)計,針對比較高級的場所,便可以選擇三基色熒光燈,或是高顯色性鈉燈;其三,在照明的安裝方面,要合理選擇安裝位置,結(jié)合該場所實際的照明需求,設(shè)計節(jié)能開關(guān),例如聲控開關(guān),便可以實現(xiàn)照明節(jié)能的目的。
1.3 采用節(jié)能技術(shù)減少線路的電力損耗
發(fā)電站是通過輸電線路進(jìn)行電路的輸送的,很多時候發(fā)電站與電力用戶的距離非常遠(yuǎn),在運輸?shù)倪^程中就會造成線路的電能損耗,輸電線路越長,電力負(fù)載就越大,造成的電能耗損也就更大,降低線路的電阻值,可以提高電網(wǎng)系統(tǒng)的功率因數(shù)。在供電營業(yè)區(qū)域內(nèi),要結(jié)合區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展,做好規(guī)劃與布點方面的工作,如負(fù)荷密集地變電站電壓等級應(yīng)選110kV及以上為宜,偏遠(yuǎn)山區(qū),負(fù)荷較輕的地方可采用35kV及以下變電站。線路規(guī)劃要堅持最短距離的原則,減少線路的長度距離,在選擇導(dǎo)線時,要注意規(guī)格的選擇,包括截面積等,選擇截面積較大的導(dǎo)線在某種程度上也能降低能源消耗。在進(jìn)行輸電線路的架設(shè)時,要對整個區(qū)域進(jìn)行綜合了解,選用最短路徑的方法降線路電能的損耗。
1.4 空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計
現(xiàn)如今空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)十分普遍,在建筑內(nèi)部可以通過空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用,實現(xiàn)對溫度的調(diào)節(jié),然而在應(yīng)用空調(diào)系統(tǒng)的同時,會導(dǎo)致能源耗損。為此,空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計已經(jīng)成為現(xiàn)階段相關(guān)人員研究的主要問題之一。冰蓄冷技術(shù)主要是通過電網(wǎng)低谷階段的風(fēng)能,將冷量進(jìn)行儲存,以此實現(xiàn)白天能量的釋放,達(dá)到節(jié)能的目的。冰蓄冷技術(shù)的應(yīng)用,不僅實現(xiàn)了能源的節(jié)約,同時也大大節(jié)約了空調(diào)安裝的費用,減低空調(diào)制冷機的功率,減少電力負(fù)荷,進(jìn)而實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的能源節(jié)約。
2 電力新能源的開發(fā)與發(fā)展應(yīng)用
2.1 風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的應(yīng)用
風(fēng)能作為電力新能源具有良好的節(jié)能效果,對紓解現(xiàn)今能源緊張的現(xiàn)狀提供了積極的作用,利用風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能,有效的提高了電能的利用率,現(xiàn)今可以有較多的新能源應(yīng)用在電力能源的開發(fā)與使用中,風(fēng)能的應(yīng)用具有良好的節(jié)能效果。
2.2 太陽能光伏發(fā)電
現(xiàn)階段我們對于太陽能的應(yīng)用已經(jīng)比較普遍,太陽能作為新能源,其能源儲備量較大,并且已經(jīng)被開發(fā),所以在各方面的應(yīng)用中十分普遍。在電力方面,太陽能光伏發(fā)電的應(yīng)用,主要是利用了太陽能電池板、控制器以及蓄電池等元件共同構(gòu)成了光伏發(fā)電系統(tǒng),為此,這也是一個發(fā)電的控制系統(tǒng)。在其應(yīng)用的過程中,主要是通過太陽能電池板以及蓄電池的連接,以此進(jìn)行太陽能的儲存,再利用控制器以及逆變器對太陽能傳輸系統(tǒng)進(jìn)行控制,實現(xiàn)對電網(wǎng)的管理,進(jìn)而達(dá)到節(jié)能的目的。現(xiàn)如今太陽能在人們的生活中十分普遍,例如熱水器等,其運行原理便是通過安裝的太陽能電池板將公共電網(wǎng)進(jìn)行連接,進(jìn)而構(gòu)成光伏系統(tǒng),不僅提高了能源的利用效率,同時也減少了能源的損耗。
2.3 地?zé)崮茉吹拈_發(fā)
受社會發(fā)展的影響,人們的取暖設(shè)施愈發(fā)先進(jìn),尤其是地?zé)豳Y源的應(yīng)用,逐漸成為現(xiàn)階段家庭中取暖的主要設(shè)施。在我國,擁有豐富地?zé)豳Y源的地區(qū)主要在云南以及一帶,經(jīng)過相關(guān)的調(diào)查分析可知,現(xiàn)階段我國地?zé)崽飻?shù)量約為300左右,天然熱量能夠達(dá)到1.1×102J/年。由此可知,地?zé)豳Y源的開發(fā)是現(xiàn)階段推動電力新能源發(fā)展的主要內(nèi)容,在地?zé)豳Y源的開發(fā)中,我國還存在比較大的發(fā)展空間。除此之外,開發(fā)地?zé)豳Y源,不僅能夠推動我國電力行業(yè)的發(fā)展,對于農(nóng)業(yè)的發(fā)展也具有一定的重要性。
結(jié)論
綜上所述,受我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響,社會中對于電力的需求逐漸增大,然而隨著需求的不斷提升,電力能源也出現(xiàn)了緊缺的現(xiàn)象,為了解決這一問題,開發(fā)電力新能源,推行電力節(jié)能技術(shù),是現(xiàn)階段促進(jìn)電力行業(yè)發(fā)展的主要手段。文章針對電力新能源的開發(fā),對電力節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用手段進(jìn)行了闡述,通過文章中的分析,希望能夠在此基礎(chǔ)上全面提升電力新能源開發(fā)效率,實現(xiàn)電力能源節(jié)約,減少能源的消耗,進(jìn)而推動我國電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:新能源發(fā)電技術(shù);教學(xué)內(nèi)容;教學(xué)方法;實驗環(huán)節(jié)
作者簡介:馬海嘯(1980-),男,回族,江蘇南京人,南京郵電大學(xué)自動化學(xué)院,副教授。(江蘇 南京 210023)
基金項目:本文系南京郵電大學(xué)教改項目(項目編號:JG00512JX59)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)30-0106-02
能源危機與環(huán)境污染已成為制約人類社會進(jìn)步和發(fā)展的兩大障礙。新能源發(fā)電技術(shù)因其環(huán)保、低碳等諸多優(yōu)勢,能夠有效應(yīng)對能源與環(huán)境問題,已日漸成為發(fā)電技術(shù)的主要發(fā)展方向。[1]于是為社會輸送掌握新能源相關(guān)技術(shù)的各種科技人才已成為當(dāng)今高校的重要任務(wù),不少高校近年來紛紛增設(shè)“新能源發(fā)電技術(shù)”課程,但對于該課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式均處于摸索階段。
“新能源發(fā)電技術(shù)”是南京郵電大學(xué)電氣工程及其自動化和智能電網(wǎng)兩個專業(yè)的課程體系中一門重要的專業(yè)課。筆者根據(jù)四年的教學(xué)實踐,發(fā)現(xiàn)該課程具有“多”、“新”和“實”的特點。[2]“多”是指課程涵蓋內(nèi)容多,涉及電氣、動力、材料、機械、控制等多個學(xué)科,因此概念多、推導(dǎo)多、計算多?!靶隆笔侵冈撜n程是一門“新”的綜合性課程,一些單一傳統(tǒng)的教學(xué)方法并不能滿足課程的教學(xué)需求,所以需要用“新”的教學(xué)方法和手段來適應(yīng)課程的教學(xué)需求。另外新能源利用的過程也是科技不斷探索的過程,因此教學(xué)內(nèi)容也需要更新,不能一成不變?!皩崱笔侵刚n程與工程實踐密切相關(guān),所學(xué)內(nèi)容大多是實實在在的工程裝置,授課時不能只談原理不談應(yīng)用,理論和實踐必須做到高度的統(tǒng)一,才能增強學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。這三個特點對學(xué)生學(xué)習(xí)、教師教學(xué)和學(xué)校的實驗設(shè)備都提出了較高的要求,因此摸索出一種適合該課程的教學(xué)模式勢在必行。[3-5]
針對上述問題,本文對“新能源發(fā)電技術(shù)”課程的教學(xué)做了較為系統(tǒng)的研究,主要針對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實驗設(shè)計等方面進(jìn)行了革新與優(yōu)化,其目的在于提高選修課教學(xué)質(zhì)量、促進(jìn)學(xué)生綜合能力的發(fā)展。
一、遴選教學(xué)內(nèi)容
“新能源發(fā)電技術(shù)”課程內(nèi)容涉及新能源基礎(chǔ)知識、太陽能發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電、氫能發(fā)電、天然氣、燃?xì)獍l(fā)電、小水力發(fā)電、地?zé)崮馨l(fā)電和海洋能發(fā)電等內(nèi)容,充分體現(xiàn)了“多”的特點。但本校授課學(xué)時僅為48學(xué)時,內(nèi)容多課時少,形成了一組矛盾。那么如果想充分利用有限的時間,使學(xué)生有效掌握有用的重要的知識,就必須對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行遴選。
教學(xué)內(nèi)容的選擇應(yīng)該結(jié)合我國新能源產(chǎn)業(yè)的實際發(fā)展情況。未來我國新能源發(fā)電的發(fā)展思路是:
第一,積極有序發(fā)展風(fēng)電。風(fēng)電開發(fā)要實現(xiàn)大中小、分散與集中、陸地與海上開發(fā)相結(jié)合的原則。
第二,促進(jìn)發(fā)展太陽能光伏發(fā)電,示范推進(jìn)太陽能熱發(fā)電。光伏發(fā)電按照“大規(guī)模集中開發(fā)、中高壓輸送”與“分散開發(fā)、低電壓就地消納”并舉的思路發(fā)展。在內(nèi)蒙古、甘肅、青海、新疆、等地選擇荒漠、戈壁、荒灘等空閑土地,建設(shè)太陽能熱發(fā)電示范項目。
第三,因地制宜發(fā)展生物質(zhì)能發(fā)電。有序發(fā)展農(nóng)林生物質(zhì)直燃發(fā)電,合理發(fā)展垃圾發(fā)電,積極發(fā)展生物質(zhì)燃?xì)獍l(fā)電。
第四,試點研究地?zé)崮芎秃Q竽馨l(fā)電。
第五,加快電網(wǎng)骨干網(wǎng)架建設(shè),合理布局建設(shè)調(diào)峰電源,研究應(yīng)用儲能技術(shù),提高系統(tǒng)對新能源的消納能力。[6]
可以看到以上5條中,第3條生物質(zhì)能的利用方式主要是燃燒的方式發(fā)電,這與火力發(fā)電類似,技術(shù)較為成熟。第4條地?zé)崮芎秃Q竽馨l(fā)電受地理條件的約束,發(fā)展相對緩慢。第5條主要是針對電網(wǎng)的改造,嚴(yán)格意義上講跟新能源發(fā)電的核心內(nèi)容聯(lián)系不夠緊密。因此風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電就顯然成為新能源發(fā)電方式的代表,況且風(fēng)力發(fā)電和太陽發(fā)電目前占據(jù)新能源發(fā)電總裝機容量的91.5%,市場份額較大。[6]于是應(yīng)將風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電作為主要的先進(jìn)發(fā)電形式進(jìn)行主講,其他發(fā)電形式用較少的課時泛講。具體課時安排如下:新能源基礎(chǔ)知識2學(xué)時,風(fēng)力發(fā)電18學(xué)時,太陽能發(fā)電18學(xué)時,生物質(zhì)能發(fā)電、氫能發(fā)電、天然氣/燃?xì)獍l(fā)電、小水力發(fā)電、地?zé)崮馨l(fā)電和海洋能發(fā)電共10學(xué)時。其中風(fēng)力發(fā)電中重點講風(fēng)力發(fā)電機組及其工作原理、風(fēng)力發(fā)電機組的控制策略、風(fēng)力發(fā)電機組的并網(wǎng)運行和功率補償,泛講風(fēng)的特性、葉片空氣動力原理和風(fēng)力發(fā)電經(jīng)濟(jì)技術(shù)性評價;太陽能發(fā)電重點講太陽能電池及光伏發(fā)電原理、最大功率點跟蹤控制技術(shù)、蓄電池充電技術(shù)和光伏并網(wǎng)逆變器原理與控制策略,泛講太陽輻射特性、太陽能轉(zhuǎn)換與應(yīng)用、光伏發(fā)電制約因素與經(jīng)濟(jì)技術(shù)評價。
二、優(yōu)化教學(xué)方法和手段
為了適應(yīng)“新能源發(fā)電技術(shù)”課程“新”的特點,教學(xué)中需要積極探索,發(fā)掘與課程特點相匹配的“新”的教學(xué)方法。注重知識性和趣味性相結(jié)合;注意理論與實際相結(jié)合;強調(diào)知識的系統(tǒng)性、完整性;重視研究興趣的激發(fā)、最新科研動態(tài)的傳遞及科研方法的引導(dǎo)。
1.列舉事實,激發(fā)學(xué)生興趣,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性
“新能源發(fā)電技術(shù)”課程所講授的一些主要新能源發(fā)電方式在目前逐漸得到越來越多的應(yīng)用,與人們的日常生活也越來越緊密。例如,許多城市的市民廣場已安裝太陽能草坪燈,高速公路兩邊已出現(xiàn)風(fēng)光互補的交通信號設(shè)施,部分城市出現(xiàn)了光伏建筑,部分沿海地區(qū)出現(xiàn)了海上風(fēng)力發(fā)電廠,寶馬公司的氫燃料電池概念車已在車展中展出等。通過列舉這些新鮮的事物,比課本上教條的說詞更能吸引學(xué)生的眼球,引導(dǎo)學(xué)生思索學(xué)習(xí)新能源發(fā)電技術(shù)的必要性,也可以讓他們充分認(rèn)識到所學(xué)知識的實際價值,明確學(xué)習(xí)目標(biāo),從而激發(fā)學(xué)生的興趣,引領(lǐng)學(xué)生去深入理解課程內(nèi)容。
2.多媒體教學(xué)為主,網(wǎng)絡(luò)資源共享為輔
授課過程全部使用多媒體教學(xué),基本不使用板書形式,這樣可以節(jié)省大量時間,增加課程容量。多媒體課件制作避免使用大段的文字,盡量多使用圖片、動畫和視頻來增加課件的渲染力。例如在介紹各種新能源發(fā)電形式的時候,可以使用各種新能源電站的外觀圖片,加強學(xué)生對不同發(fā)電形式的區(qū)分能力;在講解光伏發(fā)電光電轉(zhuǎn)換原理時,可以使用光電子生成及移動的動畫,增強學(xué)生對轉(zhuǎn)換原理的理解;在講解風(fēng)力發(fā)電機組結(jié)構(gòu)時,可以使用風(fēng)力發(fā)電機組安裝的視頻,使學(xué)生更清晰看到風(fēng)力發(fā)電機組的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
此外由于新能源發(fā)電技術(shù)的研究屬于前沿科學(xué),其科技發(fā)展日新月異,教學(xué)內(nèi)容可適當(dāng)增加最新的科研成果。采用有說服力的權(quán)威材料,如新能源發(fā)電領(lǐng)域的期刊文章、學(xué)術(shù)專著作為講授內(nèi)容。告訴學(xué)生一些與新能源有關(guān)的網(wǎng)站,如中國新能源網(wǎng)、中國新能源發(fā)電網(wǎng),鼓勵有興趣的學(xué)生在課余時間通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步獲取知識,使本課程的教學(xué)不局限于課堂的授課方式,營造自主學(xué)習(xí)的條件,拓寬學(xué)生的視野。
3.啟迪式、比較式和討論式等不同的教學(xué)方法相結(jié)合
啟迪式教學(xué)方法的理念是啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生對問題進(jìn)行思索,從而讓學(xué)生掌握知識并對知識進(jìn)行升華。這種以學(xué)生為主體、以教師為導(dǎo)向的啟發(fā)式教育,能充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性,在“新能源發(fā)電技術(shù)”這門課程中非常適用。例如在講異步發(fā)電機發(fā)電原理時,教師可以先引導(dǎo)學(xué)生回憶“電機學(xué)”中講過的異步電動機工作原理,當(dāng)異步電動機的原理理清以后,鼓勵學(xué)生用逆推的方式,推導(dǎo)出異步發(fā)電機的工作原理。
比較式教學(xué)方法通過歸納總結(jié)不同事物的主要特點后進(jìn)行分析,形成對比圖表,具有形象直觀的特點。例如在講發(fā)展新能源的必要性時,就可以將常規(guī)能源和新能源的主要指標(biāo)列成對比表格,使學(xué)生輕松直接認(rèn)識到學(xué)習(xí)本課程的重要性。
討論式/辯論式教學(xué)方法由教師給定題目,學(xué)生通過查閱資料,對給定的題目進(jìn)行學(xué)習(xí)和理解,并形成自己的觀點,然后在課堂上以討論、辯論等形式對知識形成深刻的認(rèn)識。這不但鍛煉了學(xué)生檢索文獻(xiàn)、查閱資料的能力,同時也鍛煉了學(xué)生分析和歸納總結(jié)的能力,并加深他們對所學(xué)內(nèi)容的理解和掌握。例如在講太陽能發(fā)電時,可將太陽能發(fā)電分為太陽能熱發(fā)電和太陽能光伏發(fā)電,將班上學(xué)生分成兩組,一組對太陽能熱發(fā)電進(jìn)行調(diào)研,另一組對太陽能光伏發(fā)電進(jìn)行調(diào)研,在課堂上各組派出代表總結(jié)調(diào)研結(jié)果,陳述各自發(fā)電的原理及所具有的優(yōu)缺點等,討論完最后由教師進(jìn)行補充。
三、設(shè)計實驗環(huán)節(jié)
“新能源發(fā)電技術(shù)”課程具有很強的實用性和實踐性,即“實”的特點。因此在做好理論教學(xué)的同時,加強實驗教學(xué)非常重要。實驗教學(xué)對幫助學(xué)生理解和鞏固課堂理論知識,培養(yǎng)學(xué)生的操作技能、創(chuàng)新意識和探索精神具有重要的作用。
目前市面上很難買到專門為“新能源發(fā)電技術(shù)”課程開發(fā)的實驗教學(xué)平臺,只能買到一些新能源發(fā)電裝置,但這些裝置的系統(tǒng)都已集成,基本不具備開放性,不適合學(xué)生進(jìn)行實驗。因此如何設(shè)計“新能源發(fā)電技術(shù)”課程的實驗環(huán)節(jié),也是決定課程能否取得良好教學(xué)效果的重要因素。
南京郵電大學(xué)“新能源發(fā)電技術(shù)”課程共三個實驗,由于場地、經(jīng)費和實驗平臺等制約因素,將三個實驗均開成綜合性實驗是不現(xiàn)實的,因此將三個實驗分別設(shè)計為光伏系統(tǒng)最大功率點跟蹤仿真、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)仿真和光伏系統(tǒng)逆變器性能實驗,其中前兩個實驗采用MATLAB仿真做驗證性實驗,學(xué)生通過了解實驗指導(dǎo)書介紹的實驗內(nèi)容、原理、步驟、方法,按照實驗步驟一步步操作就能夠完成實驗,得到仿真數(shù)據(jù),達(dá)到驗證理論分析結(jié)果的目的。而最后一個實驗采用自制實驗板用實物做綜合性實驗。實驗室有針對性地自制了一些實驗板,例如電力電子器件模塊、驅(qū)動模塊、控制模塊、電源模塊、保護(hù)模塊等。學(xué)生根據(jù)需要選取適當(dāng)?shù)哪K進(jìn)行組合,做到真正自己動手搭建和調(diào)試電路,既能激發(fā)學(xué)生做實驗的興趣,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和動手能力,又提高了學(xué)生分析問題、解決問題的能力,還改變了傳統(tǒng)的照葫蘆畫瓢式的實驗教學(xué),使實驗變得生動有趣。
四、結(jié)論
本文基于“新能源發(fā)電技術(shù)”課程“多”、“新”和“實”的特點,首先根據(jù)新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向,遴選了授課內(nèi)容,解決了授課內(nèi)容“多”與課時少的矛盾;其次通過優(yōu)化教學(xué)方法和手段,用“新”的方法和手段去適應(yīng)“新”的課程和“新”的內(nèi)容;最后根據(jù)自身的實驗條件,精心設(shè)計課程實驗環(huán)節(jié),利用驗證性實驗和綜合性實驗相結(jié)合的方法滿足課程“實”的需要,為“新能源發(fā)電技術(shù)”課程的教學(xué)摸索出一條可行之路。
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關(guān)鍵詞:電力電子技術(shù);新能源領(lǐng)域;應(yīng)用;研究
引言
隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,各種能源消耗速度極大,能源短缺已成為社會生產(chǎn)發(fā)展過程中亟待解決的問題。近年來,新能源的開發(fā)和利用,為解決能源短缺問題提供了一條新的道路,而電力電子技術(shù)在新能源的開發(fā)利用中扮演著重要的角色。本文通過對電力電子技術(shù)的概述、電力電子技術(shù)在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用、在電力電子技術(shù)運用過程中應(yīng)注意的問題等方面的著重介紹,讓人們充分認(rèn)識和了解電子電力技術(shù)并加強對其合理有效充分的利用。
1電力電子技術(shù)概述
電力電子技術(shù),又稱功率電子技術(shù),學(xué)術(shù)上稱電力電子學(xué),是指應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù),使用電力電子器件對電能進(jìn)行變換和控制的電子技術(shù)。電力電子技術(shù)包括電力電子器件、電力電子設(shè)備和系統(tǒng)及其控制三個方面,涉及電力電子器件(上游)、電力電子設(shè)備和系統(tǒng)(中游)、電力電子技術(shù)在各個行業(yè)的應(yīng)用(下游)三個領(lǐng)域。電力電子技術(shù)將各種能源高效率地變換成為高質(zhì)量的電能,是采用電子信息技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的有效技術(shù)途徑。電力電子技術(shù)具有高效、節(jié)能、省材的特點,對于我國乃至世界范圍內(nèi)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有極為重要的作用,是現(xiàn)代科學(xué)、工業(yè)和國防的重要支撐技術(shù)。
2電力電子技術(shù)在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用研究
電力電子技術(shù)是實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保和提高人民生活質(zhì)量的重要技術(shù)手段,在執(zhí)行當(dāng)前國家“發(fā)展新能源”和“節(jié)能減排”基本國策的過程中起著重要的作用。下面以一些能源的開發(fā)利用為例,對電力電子技術(shù)在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行研究。
2.1水力發(fā)電
沒有水就沒有生命。這句話充分說明了水的重要性:水是生命的源泉,地球上沒有水,也就不會有生命的存在。有聰明才智的人抓住水在流動過程中產(chǎn)生的動能可以充當(dāng)天然的推動力這一有利條件,再加上一些物理知識和電路原理,以著名的三峽水電站為標(biāo)志的一大批水電站挺立起來了。這一創(chuàng)新,不僅僅降低了對媒體等不可再生能源的消耗,更創(chuàng)造性的為人類尋找可再生能源并加以利用的道路提供了方向。在水利發(fā)電的基礎(chǔ)上,一系列電力電子技術(shù)在新能源的開發(fā)利用中得到了創(chuàng)新。
2.2風(fēng)力發(fā)電
風(fēng)是大自然產(chǎn)生的一種自然現(xiàn)象,具有清潔、可再生、儲量大的特點,而風(fēng)能則順理成章的成為了一種能夠被高效利用的低碳能源。L力發(fā)電技術(shù)的出現(xiàn),可以有效的減少二氧化碳的排放量、減緩全球氣候變暖,為我們保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源、減少資金成本帶來了突破性進(jìn)展。這項技術(shù)不但將取之不盡、用之不竭的風(fēng)能轉(zhuǎn)換成源源不斷的電能,而且有利于緩解能源危機和供電壓力,隨著風(fēng)電技術(shù)的不斷發(fā)展和完善,風(fēng)力發(fā)電組等產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量逐漸增多增強,在價格和效用上自然也會更具優(yōu)勢。在當(dāng)前形式下,除水電技術(shù)外,風(fēng)力發(fā)電技術(shù)比其它可再生能源技術(shù)更為成熟、成本更低、對環(huán)境破壞更小,因此還有改善生態(tài)環(huán)境的重要作用。
2.3太陽能發(fā)電
在大自然賜予地球的能源中,太陽能也是一種取之不盡、用之不竭的清潔能源之一,陽光是人類賴以生存的因素之一,世間萬物離開了太陽就難以繼續(xù)維持生命。據(jù)統(tǒng)計,我國2/3以上國土面積的年日照時間在2200h以上,年輻射總量在502萬kJ/m2以上,為太陽能的利用創(chuàng)造了豐富的資源和有利條件。目前太陽能在利用中,主郭建要采用了三種技術(shù):太陽能光電技術(shù)、太陽能光熱技術(shù)和太陽能光伏發(fā)電技術(shù)。這些技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展,對于新能源的開發(fā)利用起到了巨大的作用。太陽能電池是電力電子技術(shù)在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用中的典型案例。太陽能熱水器、蔬菜大棚的照明、藥材和果脯的干燥、太陽能路燈等,都是利用了太陽能發(fā)電發(fā)熱的原理??梢哉f,太陽能發(fā)電技術(shù),在未來生活中具有更廣泛、更有前途的發(fā)展前景。
2.4潮汐能發(fā)電
在波濤洶涌的大海上,潮汐狂妄的拍打著海面,巨大的潮汐能為新能源的開發(fā)和利用帶來了契機,通過電力電子變換裝置,發(fā)電機將巨大的潮汐能轉(zhuǎn)換成電能,也就是能使這些波動能(潮汐能)的電能以恒壓恒頻方式輸出,再通過其他的電力裝置,為電力系統(tǒng)提供電力,其提供的電能既能源源不斷輸出,又對克服能源危機(煤、石油、天然氣等化石類能源匱乏)提供了重要的解決措施,可以說,自然界的可再生資源也是無窮無盡的,只要我們擁有一雙善于發(fā)現(xiàn)的眼睛,并采用先進(jìn)的各項技術(shù)加以不斷創(chuàng)新和完善,就可以在循環(huán)利用的基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)造出各種新的清潔、高效、可再生、無限利用的能源。
2.5在其他系能源中的應(yīng)用
上述新能源將會在未來的發(fā)展中占到能源結(jié)構(gòu)的絕大部分。電力電子技術(shù)的應(yīng)用不僅局限于以上所述的幾種領(lǐng)域,還可以將其應(yīng)用到新能源中的很多其他領(lǐng)域,這些領(lǐng)域包括抽水蓄能發(fā)電、超導(dǎo)儲能、超級電容儲能、低谷電儲能。
結(jié)束語
由上述諸多例子中可以看出,新能源的開發(fā)和利用已成為一種優(yōu)勢更大的發(fā)展趨勢,而電力電子技術(shù)在這項偉大的工程中發(fā)揮著難以想象的重要作用。目前,電力電子技術(shù)對我國來說,在大氣污染治理、節(jié)能環(huán)保、電力系統(tǒng)及國民生活等等中的應(yīng)用非常廣泛,而從大方面來講,電力電子技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)與人民日常生活中正發(fā)揮越來越重要的作用。由此我們可見,電力電子技術(shù)不僅是國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,也是未來技術(shù)的發(fā)展趨勢之一。我國政府相關(guān)職能部門已經(jīng)采取了一系列有力措施,將發(fā)展電力電子技術(shù)作為在相當(dāng)長的一段時間里的重點發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。新能源發(fā)電系統(tǒng)給電力電子技術(shù)提供了新的方向,也為從事可再生發(fā)電能源系統(tǒng)的研究提供了新的思路。在國家政策強有力的推動下,電力電子技術(shù)正迎來其發(fā)展的大好時機。
關(guān)鍵詞:風(fēng)力發(fā)電技術(shù);發(fā)展現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢
隨著社會經(jīng)濟(jì)的全面發(fā)展,在當(dāng)今社會能源中,煤炭、天然氣等一些傳統(tǒng)的能源正在大量的減少,這些都屬于不可再生能源。人們開始逐步探索新型能源物質(zhì),找出可以去到這些傳統(tǒng)能源的新能源。就風(fēng)能來說,屬于一種潛力比較大的新能源。到目前為止,很多國家都對風(fēng)力發(fā)電有了一個比較清醒的認(rèn)識。在上個世紀(jì)的三四十年代,在蘇聯(lián)和美國等一個經(jīng)濟(jì)上的強國已經(jīng)開始研制了一些比較小型的風(fēng)力發(fā)電的設(shè)備,我國國內(nèi)已經(jīng)研制出來的風(fēng)力發(fā)電機的千瓦數(shù)也是比較喜人的,風(fēng)力發(fā)電的利用成為人們面臨的重要課題。
一、風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的現(xiàn)狀
當(dāng)前,隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展,風(fēng)力發(fā)電技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用。風(fēng)力發(fā)電的基本原理就是利用風(fēng)能設(shè)備,把因為溫差產(chǎn)生的空氣流動不斷的向電能轉(zhuǎn)化。實際上就是利用空氣中的動能,也就是”風(fēng)能”來帶動風(fēng)車設(shè)備的葉片的旋轉(zhuǎn),之后把葉子的轉(zhuǎn)軸連接到增速機器上提高旋轉(zhuǎn)的速度,從而把機械的動能向機械能轉(zhuǎn)化,之后通過轉(zhuǎn)軸帶動發(fā)電機起到發(fā)電的作用。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的特點主要表現(xiàn)在:
(1)就風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的裝機規(guī)模來說,有逐年增大的趨勢,利用風(fēng)能進(jìn)行發(fā)電的數(shù)量比例也在逐年增加。
(2)風(fēng)力發(fā)電的發(fā)電機的單機容量同樣在增長。
(3)海上風(fēng)力發(fā)電廠的發(fā)展趨勢越來越商業(yè)化。就海上風(fēng)力發(fā)電來說,具有的特點是風(fēng)力穩(wěn)定,受到外界的干擾比較少,風(fēng)速也比較高,發(fā)電量相對比較大,在海上進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電能夠很好的利用發(fā)電機組來進(jìn)行。
(4)風(fēng)力發(fā)電的建設(shè)游資成本比較高,但是其運營費用相對不高。
世界風(fēng)力渦輪發(fā)電市場的增長速度比較快,利用風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)在發(fā)電行業(yè)中占據(jù)了重要的地位,在市場上各種風(fēng)力渦輪發(fā)電設(shè)計技術(shù)具有明顯的不同,一個主要的區(qū)別就是發(fā)電系統(tǒng)的不同和風(fēng)力渦輪結(jié)合的不同。一項新技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電行業(yè)上得到廣泛應(yīng)用,就能更好的利用風(fēng)力提供能量,這種心就是就是風(fēng)速來決定大電機的轉(zhuǎn)速,這樣一來,發(fā)電機捕獲的能量會更高,也比較容易控制其有功功率和無功功率。
二、新時期風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展趨勢
(一)變速恒頻風(fēng)力發(fā)電技術(shù)
近幾年,我國風(fēng)力發(fā)電建設(shè)進(jìn)入了高速發(fā)展的時期,在2011年被稱為世界上第一的風(fēng)電大國。為了更好的提高風(fēng)能的效率,并對成本進(jìn)行控制,通過這種方式在電網(wǎng)中把電能轉(zhuǎn)化為變速恒頻電能。變速恒頻風(fēng)力發(fā)電技術(shù)主要是20實際末期發(fā)展起來的,屬于一個多學(xué)科的技術(shù),主要包含的技術(shù)有電子技術(shù)、矢量轉(zhuǎn)換技術(shù)、信息處理技術(shù)等等,通過這項技術(shù)來實現(xiàn)對于風(fēng)力發(fā)電機的控制,才能更好的實現(xiàn)變速恒頻的功能,這項技術(shù)主要是通過對于不同的風(fēng)速的捕捉,來獲取一個最好的轉(zhuǎn)速,這樣就增加了運行的效率。在進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電過程中,要根據(jù)風(fēng)速的變化進(jìn)行發(fā)動機轉(zhuǎn)速的改變,這樣才能更好的實現(xiàn)頻率的變化。變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)主要是利用風(fēng)力機把風(fēng)能向動能轉(zhuǎn)化,利用變速齒輪對轉(zhuǎn)速進(jìn)行轉(zhuǎn)換,把風(fēng)力機的低轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化為高轉(zhuǎn)速。
(二)用于風(fēng)電場的儲能技術(shù)
這項技術(shù)主要是能夠提高風(fēng)力發(fā)電在經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上的吸引力,儲能系統(tǒng)具有比較明顯的維持電壓頻率穩(wěn)定的功能,一個風(fēng)電場的儲能系統(tǒng)出了能在一個相對較短的時間內(nèi)注入能量和吸收能量之外,也能夠在十五分鐘內(nèi)的風(fēng)力盡快的被用作海量儲能。在整個風(fēng)力發(fā)電的系統(tǒng)中,出現(xiàn)很多儲能系統(tǒng),應(yīng)用比較廣泛的就是蓄電池儲能系統(tǒng),常見的有鋰電池、鉛酸蓄電池等等,其中蓄電池系統(tǒng)的偷電非常明顯。為了更好的提高蓄電池的使用壽命,很多科研工作者就在研究怎樣實現(xiàn)蓄電池單元最佳化,因為鋅溴液態(tài)蓄電池系統(tǒng)在可再生能源中將會很好的前景。
(三)海上風(fēng)力發(fā)電
渦輪發(fā)電機技術(shù)的一個重要的發(fā)展趨勢就是離岸安裝,海上的風(fēng)能資源比較風(fēng)度,可選擇在一個比較淺的水域內(nèi)安裝風(fēng)力渦輪發(fā)電機,離岸渦輪發(fā)電機系統(tǒng)產(chǎn)生的能量比較大,是在附近岸上發(fā)電的一倍左右。要想橫好的解決電閥跟風(fēng)電場相連的問題,簡單的方法就是利用熱量流通空氣調(diào)節(jié)輸電系統(tǒng),能夠把電量很好的輸送到負(fù)載中心。高壓直流輸電接入電網(wǎng)技術(shù)具備的有點包括以下幾個方面:
(1)離岸安裝渦輪發(fā)電機跟大陸的擾動互相隔離;
(2)在電纜上出現(xiàn)功率損耗的情況相對較少;
(3)發(fā)送端跟接受端的頻率是彼此獨立的;
(4)每一根電纜輸送的電量都是比較高的;
(5)系統(tǒng)功率流屬于可以控制的,也是比較穩(wěn)定的;
(6)電流經(jīng)電纜符合影響不到直流輸電的距離。
三、結(jié)論
綜上所述,通過對上述問題的分析和探討,我們了解了風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀和未來的趨勢。隨著世界上資源短缺現(xiàn)象越來越嚴(yán)重,各個國家都加大了對風(fēng)力發(fā)電的重視城市。隨著大規(guī)模風(fēng)電場越來越多的進(jìn)入到電力系統(tǒng)之中,電子技術(shù)在風(fēng)電網(wǎng)中發(fā)揮的作用也會越來越突出。所以,我們要認(rèn)真研究風(fēng)力發(fā)電技術(shù),讓新能源的應(yīng)用越來越廣泛。
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從“離網(wǎng)”向“并網(wǎng)”的跨越
光伏并網(wǎng)發(fā)電是當(dāng)今世界光伏發(fā)電的主要發(fā)展方向,是光伏技術(shù)步入大規(guī)模發(fā)電階段,成為電力工業(yè)組成部分之一的重大技術(shù)步驟。許多統(tǒng)計資料表明,近幾年來世界光伏并網(wǎng)發(fā)電市場發(fā)展迅速,光伏并網(wǎng)發(fā)電的裝機容量從1 996年的7MWp上升到2000年的140MWp,光伏并網(wǎng)發(fā)電在光伏行業(yè)中的市場比例也從1 996年的10%上升到2000年的50%,2007年光伏并網(wǎng)發(fā)電的市場比例已達(dá)到80%。而在中國,光伏發(fā)電也將在未來的電力供應(yīng)中扮演重要的角色,其累計裝機容量預(yù)計至201 0年將達(dá)600MWp,2020年將達(dá)到30GWp,2050年將達(dá)到100GWp。根據(jù)電力科學(xué)院預(yù)測,到2050年,中國可再生能源發(fā)電將占到全國總電力裝機的25%,其中光伏發(fā)電則占到5%。顯而易見,光伏并網(wǎng)發(fā)電已經(jīng)是大規(guī)模光伏發(fā)電的主要趨勢。
早在上世紀(jì)80年代,合肥工業(yè)大學(xué)已經(jīng)開展起太陽能光伏與風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的研究,張興就是在那個時候走入合肥工業(yè)大學(xué)校門的。在這所留下他半生印記的學(xué)校里,不僅走過了從學(xué)士到博士的求學(xué)之路,而且也撇下了攻關(guān),探索的辛勤汗水。他對太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的研究,源于1 997年新疆新能源研究所原所長王國華研究員在合肥工業(yè)大學(xué)的一次講學(xué)。在那次講學(xué)中,張興對歐美日等發(fā)達(dá)國家正在興起的光伏并網(wǎng)技術(shù)產(chǎn)生了濃厚的興趣,當(dāng)時,我國的光伏發(fā)電技術(shù)與產(chǎn)業(yè)還是針對技術(shù)相對落后的光伏離網(wǎng)系統(tǒng),很少有人關(guān)注技術(shù)新穎且有一定難度的光伏并網(wǎng)技術(shù)。盡管深知其中的挑戰(zhàn),張興卻從未想過低頭,他抓住光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中的并網(wǎng)逆變器這一核心技術(shù),開始了潛心的研究。經(jīng)過一年多的努力,他終于成功研制了500W光伏并網(wǎng)樣機。在1 998年的全國光伏年會上,該樣機一經(jīng)展出即引起了同行的高度關(guān)注。在此基礎(chǔ)上,1999年,張興教授又與新疆新能源研究所開展了技術(shù)合作,共同承擔(dān)起自治區(qū)的科技攻關(guān)項目。當(dāng)時,逆變電源專家曹仁賢創(chuàng)辦的合肥陽光電源有限公司起步不久,雖然主打產(chǎn)品主要是離網(wǎng)型光伏逆變器,但他還是給予了這一項目充分的肯定和支持。在共同的努力下,該項目組于2000年成功開發(fā)出3kW工程化樣機,并在新疆鄯善縣成功地進(jìn)行了應(yīng)用測試,取得了預(yù)期性能。隨之,在經(jīng)過一年多的試運行之后,2001年,該項目順利通過了新疆維吾爾自治區(qū)組織的專家鑒定,得到了一致的好評。
而正是這個項目的成功,拉開了張興教授與合肥陽光電源有限公司產(chǎn)學(xué)研合作的帷幕。此后,國家“十五”科技攻關(guān)項目“并網(wǎng)光伏發(fā)電用系列逆變器的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)”、科技部新能源行動計劃項目等諸多科技攻關(guān)項目在他們的攜手并進(jìn)下,得以產(chǎn)業(yè)化實踐,同時建造了多個并網(wǎng)光伏示范電站,其中,科技部新能源行動計劃項目“60kW光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用與研究”項目獲得新疆維吾爾自治區(qū)科技進(jìn)步二等獎。
與“陽光”同行
“陽光”,一個聽起來倍感明媚的詞語。而在電源領(lǐng)域,這一個詞語則讓人聯(lián)想起我國知名的新能源發(fā)電電源專業(yè)制造商――合肥陽光電源有限公司(以下簡稱“陽光電源”)。
自1 997年成立以來,陽光電源專注于可再生能源發(fā)電產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn),囊括了光伏發(fā)電電源、風(fēng)力發(fā)電電源、回饋式節(jié)能負(fù)載、電力系統(tǒng)電源等系列產(chǎn)品,曾成功參與北京奧運鳥巢、上海世博會、三峽工程,全球環(huán)境基金可再生能源項目、西班牙MaIaga 5MW大型光伏電站,英國和法國小型風(fēng)力并網(wǎng)發(fā)電項目、青藏鐵路等重大工程,獲得了國內(nèi)外業(yè)界的一致好評。多年來,陽光電源先后獲得“安徽省優(yōu)秀民營科技企業(yè)”、“安徽名牌產(chǎn)品”、“優(yōu)秀創(chuàng)新企業(yè)”,“安徽省‘115’產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新團(tuán)隊”、國家發(fā)改委REDP項目“技術(shù)進(jìn)步優(yōu)秀項目獎”,“太陽能光伏產(chǎn)品金太陽認(rèn)證”等榮譽,是安徽省可再生資源電源工程技術(shù)研究中心依托單位、安徽省研究生產(chǎn)學(xué)研示范基地。
同樣,經(jīng)過二十余年的努力,合肥工業(yè)大學(xué)在太陽能光伏與風(fēng)力發(fā)電技術(shù)等可再生能源發(fā)電技術(shù)方面也取得了長足的進(jìn)展,如今,不僅擁有電力電子與電力傳動國家級重點學(xué)科、教育部光伏工程研究中心,還進(jìn)入了國家培育優(yōu)勢重點學(xué)科的“111計劃”,成為“可再生能源并網(wǎng)發(fā)電國家級創(chuàng)新引智基地”。而在可再生能源并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)的科學(xué)研究中,張興教授與陽光電源的產(chǎn)學(xué)研合作尤其值得稱道。
從1 999年共同開展新疆維吾爾自治區(qū)的科技攻關(guān)項目開始,他們的產(chǎn)學(xué)研合作已經(jīng)整整十年。十年間,他們聯(lián)手創(chuàng)造了不少成績,近年來更是成果選出。
“上海電力局奉賢10kW光伏屋頂示范工程項目”屬于上海電力局新能源發(fā)展計劃項目,工程于2003年3月建成并投入運行,2004年7月通過專家鑒定,是上海首個全部采用國產(chǎn)化技術(shù)的光伏屋頂并網(wǎng)示范系統(tǒng),該系統(tǒng)所用的1臺10kW三相并網(wǎng)逆變器即由張興課題組與陽光電源聯(lián)合研制。
他們合作的“并網(wǎng)光伏發(fā)電用系列逆變器的產(chǎn)業(yè)化”項目是國家科技部“十五”科技攻關(guān)項目,該項目于2005年2月通過科技部的專家鑒定。其成功研發(fā)解決了并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的關(guān)鍵部件逆變器的產(chǎn)業(yè)化難點,推進(jìn)了我國并網(wǎng)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,如今,該項目系列產(chǎn)品已在陽光電源實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化,并定型了多種規(guī)格的并網(wǎng)逆變器產(chǎn)品。
隨即,在國家科技部新能源行動計劃項目“新疆烏魯木齊大型光伏并網(wǎng)工程”研發(fā)中,張興課題組承擔(dān)起72臺60kW并網(wǎng)逆變器的系統(tǒng)及控制設(shè)計任務(wù),而陽光電源則對逆變系統(tǒng)的制造,現(xiàn)場安裝與調(diào)試工作進(jìn)行了全權(quán)負(fù)責(zé)。2004年12月,該工程完滿建成并投入運行,2006年3月,通過科技部驗收及專家鑒定。經(jīng)鑒定,該項目采用可調(diào)度型并網(wǎng)發(fā)電結(jié)構(gòu),并具有并網(wǎng)發(fā)電、蓄電池充放電和獨立逆變?nèi)剡\行功能,省略了常規(guī)的充電控制器,簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu),大大提高了光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的性價比,是當(dāng)時新疆地區(qū)最大且功能最為先進(jìn)的光伏并網(wǎng)示范工程,其成果被授予新疆維吾爾自治區(qū)科技進(jìn)步二等獎。
此外,在“上海生態(tài)示范園光伏屋頂工程”、安徽省科技攻關(guān)項目“合肥陽光電源30kW光伏屋頂示范工程項目”以及
科技部科技攻關(guān)推廣項目“上海崇明30kW光伏屋頂示范工程”研發(fā)中,他們的表現(xiàn)也不負(fù)眾望。
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電力電子與新能源應(yīng)用技術(shù)的多年研發(fā)、與陽光電源十年的產(chǎn)學(xué)研合作,點點滴滴的付出,張興教授用自己的智慧和汗水寫出了一個不一般的科研生涯。
在風(fēng)力發(fā)電研究方面,其MW級變流器作為核心技術(shù)一直被外國壟斷,其國產(chǎn)化的路途極其艱辛和富有挑戰(zhàn)性,2004年,張興教授與陽光電源再度聯(lián)手進(jìn)行科技攻關(guān),他們首先完成了安徽省“十五”科技攻關(guān)項目“風(fēng)力發(fā)電用交直交并網(wǎng)變流器”,并獲得安徽省2006年度科技進(jìn)步二等獎。接著,作為課題負(fù)責(zé)人之一,張興教授與陽光電源聯(lián)合申報并獲得了“十一五”國家科技支撐計劃“大功率風(fēng)電機組研制與示范”的兩個重大項目的資助――“1 5MW以上直驅(qū)式風(fēng)電機組控制系統(tǒng)及變流器的研制與產(chǎn)業(yè)化”與“1,5MW以上雙饋式風(fēng)電機組控制系統(tǒng)及變流器的研制與產(chǎn)業(yè)化”。經(jīng)過大家不懈的努力,目前,MW級雙饋型與直驅(qū)型風(fēng)機變流器基本實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化,部分機型已經(jīng)批量向整機廠商供貨。
在柔性直流輸電變流與控制研究方面,張興教授著眼于柔性直流輸電技術(shù)與風(fēng)力發(fā)電相結(jié)合,對安徽省自然基金項目“電網(wǎng)異常條件下風(fēng)場柔性直流輸電網(wǎng)側(cè)變流器控制策略研究”進(jìn)行了攻關(guān)研究。與此同時,在合肥工業(yè)大學(xué)本科評建項目的支持下,他自主研發(fā)成功了一套1 5kW柔性直流輸電變流及控制系統(tǒng)研究平臺。
在PWM整流器技術(shù)研究方面,張興教授完成了包括HT--7u超導(dǎo)托卡馬克等離子移快控電源、蓄電池雙向饋電電源、背靠背雙向變流器等多項研究成果,并在其博士學(xué)位論文基礎(chǔ)上,由“電氣自動化新技術(shù)叢書”編委會資助并由機械工業(yè)出版社出版了《PWM整流器及控制》學(xué)術(shù)專著,該學(xué)術(shù)專著在新能源并網(wǎng)發(fā)電的逆變器研究與應(yīng)用領(lǐng)域得到了學(xué)術(shù)界專家學(xué)者的肯定并被廣泛引用。
在積極進(jìn)行科研攻關(guān)的同時,張興教授還將大量精力投入到特色實驗室建設(shè)中。2006年,他主持完成了“合肥工業(yè)大學(xué)風(fēng)力發(fā)電變流器及其控制實驗室”的建設(shè),其主要包括“250kW中低壓雙饋、交流異步全功率風(fēng)力發(fā)電驅(qū)動平臺”、“永磁同步直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電驅(qū)動平臺”,以及分布式發(fā)電系統(tǒng)中的“風(fēng)力發(fā)電模擬平臺”,“柔性直流輸電變流及控制系統(tǒng)研究平臺”等。而他與陽光電源合作,還為該公司建成了“2MW雙饋型風(fēng)力發(fā)電變流器試驗平臺”、“2MW同步直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電變流器試驗平臺”。這些實驗研究平臺基本上涵蓋了張興教授及其團(tuán)隊近年來的大部分成果,在這些成果的基礎(chǔ)上,經(jīng)過深入地自主研制,這些平臺已經(jīng)開始發(fā)揮各自的功用,不僅大大促進(jìn)了合肥工業(yè)大學(xué)新能源應(yīng)用及其電力電子研究技術(shù)的發(fā)展,使其成為全國高校風(fēng)力發(fā)電變流器研究條件一流的單位,也為國家支撐項目的取得與完成提供了良好的研究條件與基礎(chǔ)。
經(jīng)過多年的拼搏,張興教授不僅在風(fēng)力、太陽能并網(wǎng)發(fā)電的變流器技術(shù)的研究和工程應(yīng)用方面取得眾多的成果,積累了大量研究與工程經(jīng)驗,同時也為陽光電源以及電力電子行業(yè)輸送了一批高素質(zhì)人才。從當(dāng)年初次涉足光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù),到如今的MW級風(fēng)電變流器的研制成功,在太陽能光伏并網(wǎng)、風(fēng)力發(fā)電變流控制與驅(qū)動領(lǐng)域的多年研究,使他和團(tuán)隊得到了錘煉和成長,逐漸發(fā)展為一支擁有2名教授、2名副教授、3名博士畢業(yè)的青年科研骨干教師以及近30名博士、碩士研究生的優(yōu)秀團(tuán)隊,在一起,他們總是能形成一股強大的科研力量。而與陽光電源長期的優(yōu)勢互補合作,其科研水平經(jīng)受了考驗,更是得到了升華。
【關(guān)鍵詞】分布式發(fā)電;負(fù)荷預(yù)測;電源結(jié)構(gòu);安全可靠;經(jīng)濟(jì)合理;電能質(zhì)量;可持續(xù)發(fā)展
0 引言
作為大電網(wǎng)的有益補充,分布式發(fā)電技術(shù)具有節(jié)省投資,降低能耗,提高系統(tǒng)安全性和靈活性等特點,并將成為未來發(fā)電技術(shù)的重要組成部分。隨著常規(guī)能源供應(yīng)的日益緊張,分布式發(fā)電的開發(fā)和利用受到了前所未有的重視,包括風(fēng)電、太陽能、蓄電池儲能等分布式新能源發(fā)電已成為能源發(fā)展的新特征。我國已將分布式發(fā)電列為了“十二五”期間能源發(fā)展的優(yōu)先領(lǐng)域,大力發(fā)展分布式發(fā)電是我國電力系統(tǒng)未來發(fā)展的必然趨勢。
1 對配電網(wǎng)的規(guī)劃的影響
配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)的重要組成部分,在當(dāng)前電力迅速發(fā)展和供應(yīng)緊張的情況下,科學(xué)合理的配電網(wǎng)規(guī)劃不僅可以保證電網(wǎng)運行的安全性和經(jīng)濟(jì)性,還有利于配電網(wǎng)建設(shè)投資效益的充分發(fā)揮。分布式電源大多直接布置在配電網(wǎng)中,對含分布式發(fā)電的配網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行合理的規(guī)劃和建設(shè),分布式電源在系統(tǒng)負(fù)荷高峰期能夠轉(zhuǎn)移一定量的負(fù)荷,提高配網(wǎng)系統(tǒng)能源供應(yīng)的可靠性和穩(wěn)定性。與此同時,分布式電源在配電網(wǎng)中的合理布點和定容能降低部分饋線電壓降落、減少線損和建設(shè)輸配電設(shè)備的投入。
但是,分布式電源的接入使得配網(wǎng)系統(tǒng)電源的構(gòu)成不再單一,分布式電源在用戶側(cè)并網(wǎng)運行使得配電網(wǎng)部分節(jié)點支路潮流出現(xiàn)雙向流動,改變了傳統(tǒng)配電網(wǎng)的運行模式,這對配電網(wǎng)規(guī)劃的負(fù)荷預(yù)測、網(wǎng)絡(luò)潮流計算、電源結(jié)構(gòu)布置等帶來了大量的不確定性因素。此外,分布式發(fā)電中的太陽能,風(fēng)能等新能源發(fā)電具有顯著的隨機性和間歇性,輸出功率極不穩(wěn)定且難以控制,不具備“電網(wǎng)友好型電源”的特征,該類電源大量接入將對配網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行產(chǎn)生極大影響,限制了配網(wǎng)系統(tǒng)接納該類分布式電源的能力。
因此對于含分布式發(fā)電的配網(wǎng)系統(tǒng),配網(wǎng)系統(tǒng)的規(guī)劃和建設(shè)必須考慮分布式電源的接入,分布式電源的規(guī)模、布點應(yīng)與配電網(wǎng)的負(fù)荷增長和穩(wěn)定可靠運行相結(jié)合。如果規(guī)劃不合理,分布式電源的接入將可能使配網(wǎng)系統(tǒng)的某些設(shè)備閑置或成為備用,甚至影響到配網(wǎng)系統(tǒng)的安全可靠運行。對于計及分布式發(fā)電的配電網(wǎng)規(guī)劃,如何確定分布式電源的合理結(jié)構(gòu),如何協(xié)調(diào)和有效地利用配電網(wǎng)各種資源、降低配網(wǎng)系統(tǒng)投資建設(shè)風(fēng)險,如何降低分布式發(fā)電對配電網(wǎng)穩(wěn)定可靠運行造成的影響等,均是規(guī)劃中需要解決的問題。
分布式發(fā)電一般以較小規(guī)模和分散的形式接入配網(wǎng)系統(tǒng),依照其特征,分布式電源不足以解決全局性和大范圍的能源供需平衡,更多的是承擔(dān)著電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻、保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定的作用。因此對于含分布式發(fā)電的配電網(wǎng)規(guī)劃,應(yīng)充分發(fā)揮分布式發(fā)電的優(yōu)勢,從提高資源配置著手,著重于電源與負(fù)荷的合理分配,在滿足配網(wǎng)系統(tǒng)安全可靠運行的前提下,減少備用容量的投資建設(shè),使配電網(wǎng)和分布式電源的投資建設(shè)成本最小。傳統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃方法一般遵循負(fù)荷預(yù)測?電源規(guī)劃?網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的步驟進(jìn)行,該類方法都不同程度地將包含分布式電源的規(guī)劃問題進(jìn)行簡化?,F(xiàn)有對于計及分布式發(fā)電的配電網(wǎng)規(guī)劃研究,大多從分布式電源的布點規(guī)劃和配電網(wǎng)的擴展規(guī)劃兩個方面考慮,建立包括經(jīng)濟(jì)性、可靠性以及經(jīng)濟(jì)性和可靠性相結(jié)合的三類模型,并通過相關(guān)優(yōu)化算法實現(xiàn)對含分布式發(fā)電的配電網(wǎng)規(guī)劃。但相關(guān)規(guī)劃方法均是根據(jù)規(guī)劃期間網(wǎng)絡(luò)空間最大負(fù)荷預(yù)測的結(jié)果來確定最佳建設(shè)方案,該類方法雖然實現(xiàn)了分布式電源接入配電網(wǎng)后系統(tǒng)的可靠運行,但分布式發(fā)電和配電網(wǎng)建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性并沒有很好的實現(xiàn),這種基于最大負(fù)荷的規(guī)劃方法并沒有發(fā)揮分布式電源參與電網(wǎng)調(diào)峰的優(yōu)勢,規(guī)劃方案往往需要大量資金建設(shè)發(fā)配電設(shè)備和輸配電網(wǎng)架,增加了系統(tǒng)備用容量,甚至造成擱淺成本的產(chǎn)生,導(dǎo)致系統(tǒng)電力設(shè)備整體利用率不高,增加分布式電源和配網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)的投資風(fēng)險。
通過上述分析可以看出,傳統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃方法顯然不能很好的解決包含分布式發(fā)電的配電網(wǎng)規(guī)劃;現(xiàn)有的含分布式發(fā)電的配電網(wǎng)規(guī)劃方法雖然能保證系統(tǒng)運行的可靠性,但該類方法并沒有充分發(fā)揮分布式發(fā)電的優(yōu)勢,得到的規(guī)劃方案經(jīng)濟(jì)性沒保障,增加了分布式電源和配電網(wǎng)建設(shè)的投資風(fēng)險。
2 對相關(guān)配套技術(shù)的要求
當(dāng)前分布式發(fā)電接入配電網(wǎng)并與配電網(wǎng)并網(wǎng)運行理論可行,但受技術(shù)的限制和政策支持等原因的影響,分布式發(fā)電在我國并沒有實現(xiàn)大規(guī)模并網(wǎng)運行。本文針對分布式發(fā)電接入配電網(wǎng)所遇到的若干技術(shù)問題提出相應(yīng)的解決方案,包括實現(xiàn)風(fēng)能、太陽能、電動汽車、儲能設(shè)備等新能源并網(wǎng)電能的計量,電動汽車與電網(wǎng)之間能量交換計費的結(jié)算,風(fēng)場風(fēng)能的聯(lián)合概率期望值的計算等技術(shù)。相關(guān)技術(shù)主要解決了以下幾個方面的問題:
1)實現(xiàn)分布式新能源發(fā)電系統(tǒng)與配電網(wǎng)之間電能流動的雙向計量。太陽能、風(fēng)能等分布式新能源發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)后,存在功率和能量的雙向流動。當(dāng)分布式新能源發(fā)電系統(tǒng)無法滿足用戶電力需求時,接收電網(wǎng)的電能。而當(dāng)分布式新能源發(fā)電系統(tǒng)電力充裕,在滿足用戶電力需求的前提下,將剩余的電能反饋回電網(wǎng),實現(xiàn)分布式新能源發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)之間能量的雙向流動。然而,現(xiàn)有技術(shù)中的電能計量方式多為單向計量,無法滿足分布式新能源發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)后電能雙向流動的計量要求。針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,研發(fā)了一種面向分布式新能源發(fā)電系統(tǒng)的雙向電能計量裝置,該裝置能同時計量從電網(wǎng)向分布式新能源發(fā)電系統(tǒng)流動的電能(即正向電能),以及從分布式新能源發(fā)電系統(tǒng)反饋回電網(wǎng)的電能(即反向電能)。
2)實現(xiàn)電動汽車充放電的充電費用和放電收益結(jié)算。V2G 技術(shù)下的電動汽車存在充電和放電兩種模式。在充電模式下,電動汽車是電能的消費者,通過電網(wǎng)對其充電以滿足電動汽車用戶行駛的需求。在放電模式下,電動汽車作為分布式儲能裝置,將電能反饋回電網(wǎng),以承擔(dān)電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻和旋轉(zhuǎn)備用等功能。隨著電動汽車的大規(guī)模接入電網(wǎng),完善的配套設(shè)施不可或缺。目前,已建和在建的充電站一般只能為電動汽車提供充電服務(wù),相應(yīng)的計費裝置只具有充電費用的結(jié)算功能,無法實現(xiàn)電動汽車與電網(wǎng)之間雙向能量交換的費用和收益結(jié)算。此外,現(xiàn)有計費裝置不具備實時電價顯示功能,極大影響了用戶利用電動汽車作為儲能裝置承擔(dān)電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻和旋轉(zhuǎn)備用的積極性。因此,一種具有多種電價實時顯示功能,同時計量充電費用和放電收益的電動汽車雙向電能結(jié)算裝置亟待研發(fā)。
3)實現(xiàn)配網(wǎng)系統(tǒng)風(fēng)場風(fēng)能的聯(lián)合概率期望值計算。由于風(fēng)速的間歇性、隨機性,使得風(fēng)力風(fēng)能具有不確定性的特點,大量風(fēng)電機組并入配電將對配電網(wǎng)的安全可靠運行造成不良影響。為保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行,在含風(fēng)力發(fā)電的配網(wǎng)系統(tǒng)中,需對風(fēng)場風(fēng)能進(jìn)(下轉(zhuǎn)第353頁)(上接第264頁)行概率計算。目前,對風(fēng)場風(fēng)能監(jiān)測裝置的研究還很少,至今仍未有相關(guān)的裝置考慮了風(fēng)場風(fēng)能概率相關(guān)性的計算。
3 結(jié)束語
總之,隨著智能電網(wǎng)和分布式發(fā)電技術(shù)的發(fā)展,分布式電源與配網(wǎng)系統(tǒng)之間的互動將越來越密切。大量太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、蓄電池發(fā)電及電動汽車站充電站等分布式發(fā)電接入配電網(wǎng)已成為一種發(fā)展趨勢。分布式發(fā)電接入配電網(wǎng)對配網(wǎng)系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計和并網(wǎng)配套技術(shù)提出了新的要求。
【參考文獻(xiàn)】
關(guān)鍵詞:風(fēng)力發(fā)電;可再生能源;發(fā)電機
1 引言
風(fēng)是清潔的可再生能源,地球上風(fēng)能資源極其豐富,據(jù)專家估計,全世界風(fēng)能資源總量為全年2×1012kW,即1%的地面風(fēng)力就能滿足全世界對能源的需求。由于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的不斷發(fā)展,風(fēng)力發(fā)電已成為新能源技術(shù)中最成熟、最具開發(fā)條件和商業(yè)化發(fā)展前景的發(fā)電方式之一。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。目前,全世界風(fēng)力發(fā)電所產(chǎn)生電能占用電的比例已達(dá)1.5%, 在一些國家,風(fēng)力發(fā)電技術(shù)得到普及,并且已發(fā)展到了較高的水平。
2 全球風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展?fàn)顩r
2.1 世界風(fēng)電發(fā)展?fàn)顩r
19世紀(jì)末丹麥人研制出世界上第一臺風(fēng)力發(fā)電機組,建成了世界上第一座風(fēng)力發(fā)電站,隨后多個國家相繼研制了類型各異的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備。但由于當(dāng)時風(fēng)機技術(shù)較為落后、風(fēng)電成本昂貴、人類對于能源和環(huán)境存在的潛在危機認(rèn)識不足等原因,風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展速度緩慢。第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā),使世界風(fēng)能技術(shù)的發(fā)展處于停滯。戰(zhàn)后,到20世紀(jì)60年代,廉價石油的大量使用又使得包括風(fēng)能在內(nèi)的所有可再生能源都不受重視。1973年爆發(fā)的世界石油危機,使各國政府對新能源和可再生能源的利用給予高度重視。于是風(fēng)電技術(shù)和國家政策等方面都有了長足進(jìn)步。2009年,雖然金融危機引起的全球經(jīng)濟(jì)秩序的動蕩仍在持續(xù),但風(fēng)電行業(yè)發(fā)展勢頭迅猛,全球年度市場增長率達(dá)41%,行業(yè)市場格局基本沒有發(fā)生實質(zhì)性的改變,美國、歐盟和亞洲仍處于全球風(fēng)電發(fā)展的主要領(lǐng)導(dǎo)地位,明顯的變化是中國超越美國,成為了2009年新增裝機容量全球第1的國家根據(jù)全球風(fēng)能理事會GWEC統(tǒng)計報告顯示,截止2009年,全球風(fēng)電裝機容量累計已達(dá)1.58億kW,增長率累計達(dá)31.9%,產(chǎn)出總值為450 億歐元,從業(yè)人數(shù)約50萬,該產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為世界能源市場的重要組成部分。到2009 年底,全球已有100多個國家涉足風(fēng)電領(lǐng)域,目前17國累計裝機容量超過百萬kW,2009年累計裝機容量排名前10位和新增裝機前10 位的國家如圖1 和圖2所示。
2.2 中國風(fēng)電發(fā)展?fàn)顩r
根據(jù)2004-2006年第3次風(fēng)能資源普查結(jié)果顯示,中國陸地、海上10m 以上高度的風(fēng)能可開發(fā)量為7億-12億kW,但隨著風(fēng)機高度的逐步提高,由過去的幾十米達(dá)到如今的百米以上,這一數(shù)據(jù)發(fā)生了很大的變化。2007 年中國氣象局實施了中國風(fēng)能資源詳查與評價工程,并于2010 年首次公布了中國風(fēng)能資源研究的重要成果:中國海、陸距地50m 以上的高度,風(fēng)速達(dá)3 級以上風(fēng)力資源的潛在可開發(fā)量約為25億kW,在風(fēng)電五大國中,中國風(fēng)電資源與美國接近,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于印度、德國和西班牙。
3 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)
風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展主要是風(fēng)機系統(tǒng)的發(fā)展和發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展。根據(jù)發(fā)電機的運行特征和控制技術(shù),風(fēng)力發(fā)電技術(shù)可分為恒速恒頻發(fā)電和變速恒頻發(fā)電兩大類?,F(xiàn)在,全世界風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)正在研發(fā)變速恒頻發(fā)電技術(shù),并有迅速取代恒速恒頻發(fā)電技術(shù)的趨勢。
3.1 恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電
在恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中,風(fēng)力機采用定槳距失速控制或主動失速控制;大容量的機組主要采用主動失速控制;當(dāng)然也有風(fēng)力機采用變槳距控制的恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng),但這種系統(tǒng)有諸如齒輪箱易磨損和輸出功率不平穩(wěn)等缺點,所以很少被應(yīng)用。產(chǎn)生這些缺點的原因是槳葉節(jié)距角的調(diào)節(jié)不能跟上風(fēng)速的變化,導(dǎo)致風(fēng)力機軸上的轉(zhuǎn)矩波動嚴(yán)重,從而影響齒輪箱的壽命和輸出功率的平穩(wěn)性。恒速恒頻發(fā)電中主要是采用三相異步發(fā)電機,也可采用同步發(fā)電機,但在大容量的系統(tǒng)中,同步發(fā)電機的應(yīng)用會在電網(wǎng)故障時引發(fā)一些問題,所以一般不使用。這種風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)通常在發(fā)電機定子與電網(wǎng)連接處接有無功補償用的電容器組。其容量一般按補償發(fā)電機空載時吸收的無功功率來設(shè)計。負(fù)載運行時所吸收的額外無功則要來自電網(wǎng)。為了配合系統(tǒng)的起動,一般發(fā)電機具有電動機起動功能。在這種風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中,由于風(fēng)速經(jīng)常變化而風(fēng)力機轉(zhuǎn)速不變,CP值往往偏離最大值,風(fēng)力機常常運行于低效狀態(tài)。隨著風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)單機容量的增大,發(fā)電效率顯得越來越重要,追蹤最大風(fēng)能捕獲,提高整個風(fēng)力發(fā)電機組的運行效率成為當(dāng)務(wù)之急。隨著電力電子技術(shù)、計算機控制技術(shù)及風(fēng)力機制造和控制技術(shù)的發(fā)展,使大容量風(fēng)電機組實現(xiàn)最大風(fēng)能追蹤運行成為可能,它就是近10年發(fā)展起來的變速恒頻風(fēng)力發(fā)電技術(shù)。
3.2 變速恒頻風(fēng)力發(fā)電
變速恒頻發(fā)電技術(shù)的諸多優(yōu)點受到了人們的廣泛關(guān)注,使它越來越多地被應(yīng)用到大型風(fēng)力發(fā)電機組中。自上世紀(jì)90年代開始,國外新建的大型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)大多采用變速恒頻方式,特別是MW級以上的大容量風(fēng)電系統(tǒng)。變速恒頻發(fā)電風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)有多種形式:交-直-交系統(tǒng),變流勵磁發(fā)電系統(tǒng)、無刷雙饋電機系統(tǒng)、開關(guān)磁阻電機系統(tǒng)、磁場調(diào)制發(fā)電系統(tǒng)、同步異步變速恒頻發(fā)電系統(tǒng)。這些變速恒頻發(fā)電系統(tǒng)有的是通過改造發(fā)電機本身結(jié)構(gòu)而實現(xiàn)變速恒頻的,有的則是發(fā)電機與電力電子裝置、微機系統(tǒng)相結(jié)合而實現(xiàn)變速恒頻的,各有各的特點,適用場合也不一樣。
4 風(fēng)力風(fēng)電的前景展望
多年來,風(fēng)電行業(yè)普遍追求的目標(biāo)是:在陸地上強風(fēng)地帶建立裝備水平軸、大功率、剛性槳葉風(fēng)力機的大容量風(fēng)電場?,F(xiàn)在,風(fēng)力發(fā)電已由單一化向多元化方向發(fā)展:(1)關(guān)注陸地風(fēng)電利用的同時,也重視具有廣闊資源的海上風(fēng)電的發(fā)展;(2)關(guān)注高風(fēng)速的強風(fēng)地帶的同時,也重視中低風(fēng)速的弱風(fēng)地帶風(fēng)電的發(fā)展,既可擴大風(fēng)源的利用,又能降低成本、簡化維護(hù);(3)關(guān)注大功率風(fēng)機研發(fā)的同時,也重視小型機的發(fā)展;關(guān)注傳統(tǒng)的水平軸升力式風(fēng)機的同時,也重視新型的垂直軸阻力式風(fēng)機的發(fā)展;關(guān)注傳統(tǒng)的剛性槳葉風(fēng)機的同時,也重視用新型材料設(shè)計制造的柔性槳葉風(fēng)機的發(fā)展,以增加風(fēng)機的可靠性和對風(fēng)能的捕獲量;(4)關(guān)注聯(lián)網(wǎng)型大容量風(fēng)電場建設(shè)的同時,也重視分散型、小容量風(fēng)電系統(tǒng)的發(fā)展,這對于發(fā)展中國家的雪原、海島、偏遠(yuǎn)地區(qū)電網(wǎng)不發(fā)達(dá)這一現(xiàn)狀,具有更大的意義。上述風(fēng)電發(fā)展趨勢基本上都集中于一點,即最大限度地利用風(fēng)力資源,積極推進(jìn)風(fēng)電事業(yè)的發(fā)展。2009年12月的哥本哈根氣候變化會議,又把全人類的目光聚焦到低碳經(jīng)濟(jì)這一全世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要方向上來。總理在大會的正式講話中指出:“中國是新能源和可再生能源增長速度最快的國家,鼓勵支持農(nóng)村、邊遠(yuǎn)地區(qū)大力發(fā)展風(fēng)能、太陽能等新型可再生能源”,“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%,在如此長時間內(nèi)這樣大規(guī)模降低二氧化碳排放,需要付出艱苦卓絕的努力”??梢韵嘈?,一個大規(guī)模開發(fā)利用風(fēng)能的時代,一個利用風(fēng)力風(fēng)電造福于人類的時代將會到來。
參考文獻(xiàn):
[1]科學(xué)技術(shù)部辦公廳,國際技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所.世界前沿技術(shù)發(fā)展報告2008[M].北京:科學(xué)出版社,2009.
關(guān)鍵詞:光伏發(fā)電 市場 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢 特點
中圖分類號:TK514 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2013)02(c)-0128-01
由于全球經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展及人口的急劇增長,化石能源正在被逐漸耗盡,如:煤、石油、天然氣等,能源危機擺在世界各國面前。另一方面,由化石能源引起的環(huán)境污染與生態(tài)不平衡等問題也影響著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,甚至可能成為影響人類生存的重大障礙。新能源的應(yīng)用逐漸變成全球的熱點。其中,太陽能屬于一種最常用的可再生能源,不僅分布廣,無污染,而且可再生,被國際上認(rèn)為是最好的能源代替品。
1 地區(qū)簡介
某鎮(zhèn)在長江下游南岸,土地總面積為10 km2,農(nóng)戶有1696戶。其中,新建村落34439 m2,入住農(nóng)戶189戶,戶均占地為126 m2。位于北緯31°46'42″~31°17'26″和東經(jīng)118°21'38″~118°52'44″之間,屬于亞熱帶濕潤的季風(fēng)氣候,年平均氣溫為15.7 ℃。峰值日照時數(shù)的均值是3.94 h,連續(xù)陰雨的天數(shù)按5天算,兩連續(xù)陰雨天數(shù)之間的設(shè)計最少按15天算。
該地年均能源消耗為:蜂窩煤為0.3/塊,電為0.58元/kWh,液化氣為75元/15 kg,該村最大的能源消耗是電費,年耗費12萬元,占到總消費的73.03%,節(jié)電勢在必行。
2 光伏發(fā)電原因與特點
太陽能光伏發(fā)電是借助太陽能電池產(chǎn)生的光生伏打現(xiàn)象直接把太陽輻射能變成電能的一種發(fā)電技術(shù)。按照應(yīng)用場合不同,光伏發(fā)電系統(tǒng)有離網(wǎng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)及并網(wǎng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)。光伏發(fā)電受氣象條件的影響,出力的變化總是呈現(xiàn)一定的周期性,比如日變化與季節(jié)變化的周期性呈現(xiàn);由于太陽能輻射的時空分布具有任意性與間斷性,使得光伏發(fā)電出力呈現(xiàn)出不連續(xù)性及不穩(wěn)定性。光伏發(fā)電的預(yù)報技術(shù)不僅是電網(wǎng)科學(xué)調(diào)度與進(jìn)行發(fā)電規(guī)劃的根據(jù),而且能減少光伏發(fā)電的出力波動對電網(wǎng)的不斷撞擊。
光伏發(fā)電能將太陽能電池的俘獲通過直接輻射、散射輻射或者反射輻射等方式直接變?yōu)殡?,常見?yōu)點有:(1)沒噪音,沒公害,不會泄漏,無毒,不會引起溫室效應(yīng);(2)旋轉(zhuǎn)部件少,僅有跟蹤式外,難損壞,易安裝,易維護(hù);(3)與能源危機和燃料市場的穩(wěn)定性無關(guān);(4)發(fā)電組件的使用時間通常多于25年;(5)能回用;(6)適合偏遠(yuǎn)無電區(qū)域,減少長距電網(wǎng)的設(shè)立和輸電損耗;(7)發(fā)電方式多樣,容易于建筑物進(jìn)行集成;(8)建設(shè)光伏系統(tǒng)的能量能很快回收(當(dāng)前能量的償還周期是6個月到3年),而且回收將越來越快。
3 光伏發(fā)電技術(shù)的現(xiàn)狀分析
(1)環(huán)境污染嚴(yán)重太陽能屬于綠色能源,但是太陽能的上游組件以及硅原料加工卻能產(chǎn)生很嚴(yán)重的污染。生產(chǎn)太陽能薄膜電池時,會產(chǎn)生四氯化硅、氯化氫及氫氣等廢氣。尤其是四氯化硅,假如不處理,可能會變成鹽酸等酸性物質(zhì)從而污染土壤。許多歐洲國家都無力承擔(dān)太陽能制造引起的消極影響,因此,中國才會成為世界太陽能的制造中心;(2)產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)品長時間出口 中國太陽能的光伏發(fā)電業(yè)里的眾企業(yè)多數(shù)自顧自發(fā)展、不夠團(tuán)結(jié),往往不能齊心對外。太陽能光伏發(fā)電行業(yè)之前并沒著力于各企業(yè)間的協(xié)作,面臨反傾銷危機的時候,合作很重要??墒牵袊柲艿墓夥l(fā)電行業(yè)缺少一個大家都認(rèn)可的組織或者協(xié)調(diào)機制去調(diào)和大廠與大廠、大廠與小廠之間的利益糾葛,單憑為數(shù)不多的光伏產(chǎn)業(yè)協(xié)會可以發(fā)揮的功用十分微弱。
4 光伏發(fā)電技術(shù)在我國的發(fā)展
我國首次研究太陽能電池是1958年,在1971年,第一次成功的將其應(yīng)用于東方紅二號衛(wèi)星的發(fā)射,1973年以后,太陽能電池逐漸被用于地面工程。20世紀(jì)80年代初,我國的光伏工業(yè)剛剛起步,太陽能電池的年產(chǎn)量基本低于10 kW,且價格不便宜。20世紀(jì)80年代以來,國家開始關(guān)注光伏工業(yè)及光伏市場的發(fā)展?fàn)顩r,中央和地方政府都在光伏領(lǐng)域有一些資金投入,這讓我國渺小的太陽能電池工業(yè)有機會發(fā)展同時在眾多應(yīng)用領(lǐng)域成立了典范,例如微波中繼站、部隊的通信系統(tǒng)及水閘與石油管道的保護(hù)系統(tǒng)等等。
目前,我國致力于光伏發(fā)電技術(shù)的研究開發(fā),相繼進(jìn)行了晶體硅高效電池、非晶體硅薄膜電池與碲化鎘及銅銦硒薄膜電池的應(yīng)用系統(tǒng)的主要技術(shù)的研究。尤其是“十五”期間,國家利用科技攻關(guān)與863計劃大力支持了一系列提高現(xiàn)有裝備的生產(chǎn)能力的工程,使得光伏發(fā)電技術(shù)得到很大發(fā)展,產(chǎn)業(yè)水平也相應(yīng)提高,也使得我國光伏發(fā)電制造業(yè)水平與國際水平的差距減小。
就應(yīng)用技術(shù)而言,國家“十五”期間計劃并實施了屋頂?shù)牟⒕W(wǎng)發(fā)電技術(shù)以及高壓并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)的科技攻關(guān),建設(shè)了一系列10~50 kW的屋頂系統(tǒng),替我國2010年及2020年屋頂光伏的并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)以及沙漠電站技術(shù)的成批發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。對于產(chǎn)業(yè)化,現(xiàn)在國內(nèi)光伏發(fā)電最常用的產(chǎn)品是晶硅電池和少數(shù)的非晶硅電池。到2006年年末,我國已經(jīng)建立了10余個相當(dāng)規(guī)模的、專門的光伏電池生產(chǎn)廠,每年生產(chǎn)的光伏電池組件多于200 MW。特別是它可以增強晶體硅光伏電池組件的封裝水平,年生產(chǎn)能力在10 MW及以上的光伏電池的封裝技術(shù)和它的配套設(shè)備已變成商業(yè)化的工業(yè)設(shè)備。
但是,現(xiàn)在我國批量生產(chǎn)的單晶硅、多晶硅及非晶體硅電池的效率通常比發(fā)達(dá)國家低一些,一般為11%~14%、10%~12%及4%~6%。此外,到2006年,中國還沒生產(chǎn)用于光伏系統(tǒng)的蓄電池。小功率逆變器的生產(chǎn)水平相對較高,但大功率的逆變器生產(chǎn)水平和國外的差距很大。
5 結(jié)語
受城市道路的照明需要及有關(guān)控制的影響,現(xiàn)在的太陽能路燈系統(tǒng)只是用于城市居民區(qū)、公園及農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)等非主干路線。但資源危機一步步深化,太陽能一定會被重視。針對太陽能用于道路照明存在的質(zhì)量好壞不一、轉(zhuǎn)換率低、亮燈率低等問題,國家可通過規(guī)范市場,制定專門的國家標(biāo)準(zhǔn)或者行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等辦法來解決??傮w看來,太陽能路燈技術(shù)的使用利大于弊,可以節(jié)省能源,減少有害氣體排放。把太陽能發(fā)電技術(shù)應(yīng)用于新農(nóng)村建設(shè),一定會推動經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)性發(fā)展,同時對目前我國正在進(jìn)行的節(jié)能減排工程具有深遠(yuǎn)的意義。
參考文獻(xiàn)
[1] 王晏,甘貴林.太陽能路燈在城市中的應(yīng)用探討[J].青海科技,2008(4):10-12.
【關(guān)鍵詞】新能源 發(fā)電 集控中心 必要性
隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,電力能源需求量不斷增加,已逐步形成了一定規(guī)模、體系相對完整的新能源發(fā)電產(chǎn)業(yè),傳統(tǒng)技術(shù)的運行管理模式已經(jīng)逐步被先進(jìn)的集控運行管理技術(shù)所取代。集控運行技術(shù)集合現(xiàn)代科技、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)于一體,近年來在新能源發(fā)電領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用并不斷升級完善。
1 新能源發(fā)電項目集控中心建設(shè)的必要性
隨著新能源發(fā)電項目的開發(fā)和建設(shè)規(guī)模的發(fā)展,新能源地理位置分散、分布區(qū)域廣、現(xiàn)場運行條件復(fù)雜、環(huán)境惡劣、人員需求增長過快等問題日益凸顯,因此帶來了運行檢修人員不能及時到達(dá)現(xiàn)場而造成的系統(tǒng)癱瘓、設(shè)備損壞等安全隱患問題。實現(xiàn)新能源發(fā)電安全、穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運行是新能源建設(shè)管理部門亟待解決的問題。對于新能源發(fā)電企業(yè)來說,建立統(tǒng)一的集中監(jiān)控系統(tǒng)是實現(xiàn)安全運行、便于管理、降低成本的最佳解決方案。集控中心建設(shè)利用先進(jìn)的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)來實現(xiàn)各風(fēng)電場及光伏發(fā)電場無人值班、少人值守的管理模式,通過電力服務(wù)來支撐軟件平臺,實現(xiàn)各風(fēng)電場及光伏發(fā)電場的集中采集、控制和優(yōu)化、提供完整的系統(tǒng)運行信息、控制手段和分析決策,以保證設(shè)備安全穩(wěn)定運行、減少人員、提高勞動生產(chǎn)率。
2 新能源發(fā)電項目集控中心的目標(biāo)和建設(shè)條件
2.1滿足現(xiàn)代化的管理要求
(1)滿足電網(wǎng)的生產(chǎn)管理要求,可以使工作人員對設(shè)備中的狀態(tài)進(jìn)行分析和控制,從而制定合理的檢修計劃和運行方式,以保證電網(wǎng)的質(zhì)量和安全性。(2)滿足新能源發(fā)電技術(shù)進(jìn)步的要求,積累其運行的水平、發(fā)電的狀態(tài)對設(shè)備的影響及各項原始的數(shù)據(jù),為遠(yuǎn)期的目標(biāo)提供技術(shù)支撐。(3)滿足新能源發(fā)電技術(shù)的安全生產(chǎn)管理的要求,如果發(fā)生了安全事故,必須要確定引起事故發(fā)生的原因及其地點,從而及時快速的啟動預(yù)案,切除故障點,以減少事故的損失。(4)滿足對于負(fù)荷預(yù)測的要求。合理的安排發(fā)電廠的發(fā)電計劃,降低電能的生產(chǎn)費用,以此來實現(xiàn)電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度。利用系統(tǒng)的電壓控制功能和綜合功能,來改善整個系統(tǒng)的無功分布,從而來提高電壓的質(zhì)量。
2.2減少人員,提高勞動生產(chǎn)率
集控中心的建設(shè)可以采用設(shè)備狀態(tài)檢測、視屏監(jiān)控等技術(shù)手段,這樣就為實現(xiàn)少人值守提供了強有力的技術(shù)支持,一般來說發(fā)電區(qū)域的運維人員可以減少到50% 左右,不僅如此,在環(huán)保、車輛、土地征用上也都會降低一定的成本,減少人員的同時降低了成本,但是效益卻在進(jìn)行提高。
2.3提高工作效率和管理水平
建設(shè)新能源發(fā)電的集控中心,可促進(jìn)管理工作的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、信息化,集控中心的建設(shè)為實現(xiàn)統(tǒng)一管理和集中監(jiān)控提供了可能。通過對監(jiān)控信息的分析,為管理層的制定及生產(chǎn)計劃等提供了強有力的依據(jù)。
2.4新能源發(fā)電項目集控中心的建設(shè)條件
(1)建設(shè)新能源集控中心,原則上在不增加區(qū)域內(nèi)發(fā)電廠的工程投資,通過減少發(fā)電廠的建筑規(guī)模,集中資金用于集控中心的建設(shè)。(2)集控中心以及新能源發(fā)電廠的通信方案應(yīng)使用電力專用通道。(3)集中控制中心建筑面積應(yīng)根據(jù)所在地區(qū)企業(yè)遠(yuǎn)期規(guī)劃容量和地方經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度而定。
3 集控中心的自動化體系結(jié)構(gòu)
3.1集中控制的模式
無人值班的變電站在不斷的增加,因此,集控中心在調(diào)理自動化信息中有可能會增加另一種信息。他們雖然與電網(wǎng)沒有關(guān)系,但是一定要傳至調(diào)度中心,調(diào)度人員逼近要監(jiān)視電網(wǎng)的運行參數(shù),還要代替值班人員來檢查設(shè)備的運行狀況及各種信息和操作的情況。不僅加大了工作人員的工作量,還有可能帶來工作上的失誤。集控中心就可以解決上述出現(xiàn)的問題,其所能監(jiān)制的信息量非常的全面,在操作空能和監(jiān)控系統(tǒng)中都非常的完善,能夠?qū)ψ冸娬具M(jìn)你高興行充分的管理與監(jiān)控。發(fā)電站像集控傳達(dá)所有的信息,調(diào)度員在發(fā)出指令,集控中心對發(fā)電站進(jìn)行遙控和操作。在集控模式中,其是作為獨立的系統(tǒng),具有信息流量適中、信息類型規(guī)范等特點,而且各個部分的功能都非常明確。
3.2分級管理的模式能夠
分級管理模式是指集中控制模式在自動化系統(tǒng)的基礎(chǔ)上再加上集中控制中心的工作站。自動化系統(tǒng)負(fù)責(zé)變電站所有信息的調(diào)送,而調(diào)度員會將搖掉命令直接發(fā)往變電站。這種模式主要是對規(guī)模小的調(diào)度系統(tǒng)及容量允許的通道。系統(tǒng)的內(nèi)部網(wǎng)上會有集控中心工作中的相關(guān)調(diào)度,通關(guān)過數(shù)據(jù)的顯示及交流功能的分層,從而達(dá)到在一定范圍能少人值守或無人值守的通訊信息。也可以將集控中心工作站調(diào)度到自動的系統(tǒng)的工作站,所有的操控人員只要只用集控的工作就可以完成所要操作的內(nèi)容,把集控中心的操作發(fā)揮到更好。這種調(diào)度方式和集控操作又具有同步性,這樣可以保證集控中數(shù)據(jù)的安全性和完整性。
4 集控中心的技術(shù)要求
4.1集控中心的建設(shè)
集控中心主要是由計算機監(jiān)控系統(tǒng)、圖像監(jiān)控主站系統(tǒng)、UPS 控制電源系統(tǒng)、火災(zāi)自動報警主站系統(tǒng)、電能計量系統(tǒng)、繼電保護(hù)及故障管理系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等組成。集控中心的延伸與擴展,是按照10個規(guī)模來建設(shè)的,系統(tǒng)采用的是雙數(shù)據(jù)服務(wù)器、雙前置工作站還有雙以太網(wǎng)的拓?fù)?。在硬件上則采用了服務(wù)器和工作站。軟件平臺采用混合模式,選用商用的數(shù)據(jù)庫來實現(xiàn)更加完整的管理功能。讓分布、分層的開放式系統(tǒng)得以實現(xiàn),使其具有安全性和可靠性。
4.2集控中心的布置原則
集控中心的布置要考慮到受控站的數(shù)量及其集中程度,按照新能源發(fā)電項目較多區(qū)域選擇適中位置統(tǒng)一建設(shè)集控中心。
4.3集控中心的建設(shè)規(guī)模
建設(shè)新能源發(fā)電項目集中中心,原則上是不增加發(fā)電廠工程的投資,而是通過減少發(fā)電廠的建筑規(guī)模以此來集中資金,用于建設(shè)集控中心。
集控中心的建筑規(guī)模原則上30萬千瓦裝機規(guī)模的集控中心,其建筑面積不應(yīng)該超過3000平方米;根據(jù)規(guī)劃,最大的建筑面積也不應(yīng)該超過5000平方米。
5.集控中心系統(tǒng)的技術(shù)難點及整體解決方案
5.1集控中心的通信系統(tǒng)
集控中心通信系統(tǒng)的業(yè)務(wù)需求分析。(1)話音業(yè)務(wù):發(fā)電廠的生產(chǎn)管理電話、調(diào)度電話、行政電話。(2)視頻業(yè)務(wù):發(fā)電廠、集控中心的監(jiān)控圖像、集控中心的電視系統(tǒng)等。(3)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù):發(fā)電廠的計算機通信、自動化系統(tǒng)及自動化數(shù)據(jù)信息等。
5.2集控中心通信系統(tǒng)的建設(shè)方案
(1)集控中心對通信的要求。通信通道應(yīng)該有通信專業(yè)來進(jìn)行資源整合,從而來滿足集控中心建設(shè)的基本需求,主要包括:互為備用網(wǎng)絡(luò)的通道方式。網(wǎng)絡(luò)通道地區(qū)的調(diào)度來實現(xiàn)數(shù)據(jù)網(wǎng),新建地區(qū)的管理信息時間運行管理的功能。集中控制中心的視頻管理利用管理信息網(wǎng)絡(luò)分別與受控站的監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行通信。(2)與發(fā)電廠的調(diào)度通信系統(tǒng)。根據(jù)各發(fā)電廠的調(diào)度電話、視頻監(jiān)控等傳輸需求,通過電路的組織,開設(shè)集中控制中心,同時配飾集控中心之各個發(fā)電廠的復(fù)接設(shè)備,以此來使各個發(fā)電廠的自動化圖形信息調(diào)送到集控中心。(3)行政通信系統(tǒng)。集控中心的辦公樓可以模擬設(shè)置一套公網(wǎng)的通信系統(tǒng),其中包含配線設(shè)備和行政交換機系統(tǒng),根據(jù)集中控制中心所在的位置接入這套系統(tǒng)??梢宰鳛閭溆秒娐穪磉M(jìn)行使用。(4)集控中心綜合布線系統(tǒng)。集控中心系統(tǒng)為數(shù)據(jù)、多媒體的傳輸、視頻的監(jiān)控等提供了自動化系統(tǒng)支撐的平臺,以此來滿足集控中心辦公樓的數(shù)據(jù)傳輸和通訊設(shè)備的要求。(5)有線電視系統(tǒng)。集控中心的辦公樓要有支撐的模擬電視、那個博數(shù)字電視等。利用數(shù)字電視可以支持調(diào)頻廣播和數(shù)字廣播。(6)安保系統(tǒng)。安保系統(tǒng)包括:巡更系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、入侵報警系統(tǒng)等。(7)電子顯示屏系統(tǒng)。電子顯示屏系統(tǒng)主要是由LED顯示屏、電源裝置、現(xiàn)場控制器、功率放大器等組成。
5.3集控中心中系統(tǒng)解決存在的技術(shù)問題及解決方案
針對集控中心的通信系統(tǒng)、發(fā)電廠的調(diào)度通信系統(tǒng)、行政通信系統(tǒng)、綜合布線系統(tǒng)、有線電視系統(tǒng)、安保系統(tǒng)、火警、圖像監(jiān)控、電子顯示屏系統(tǒng)等等一系列測試,集控中心的技術(shù)面臨著諸多挑戰(zhàn)。(1)發(fā)電場集控中心的技術(shù)和設(shè)備選擇應(yīng)遵循“安全、高效、環(huán)?!痹瓌t,優(yōu)先采用技術(shù)成熟、結(jié)構(gòu)簡單、自動化程度高、少維護(hù)的高可靠性產(chǎn)品。(2)通信配置應(yīng)能支撐繼電保護(hù)、自動化、防誤閉鎖、安防、視頻、保護(hù)管理子站、電能量采集、風(fēng)/光功率預(yù)測、有功功率控制、無功電壓調(diào)節(jié)等系統(tǒng)對通信系統(tǒng)的需求。有條件的發(fā)電場至集控中心的通信宜配置雙通道。(3)遠(yuǎn)程集控中心需監(jiān)控多個電場,而一些早期開發(fā)的電場采用進(jìn)口機組且各廠家的發(fā)電機組監(jiān)控系統(tǒng)通信規(guī)約不盡相同,需建立一套統(tǒng)一的開放式的發(fā)電機組監(jiān)控系統(tǒng)通訊標(biāo)準(zhǔn)。
6 結(jié)語
集控中心的控制與發(fā)站應(yīng)用的越來越廣泛,它成功的建設(shè)起到了非常重要的作用,不僅減少了人數(shù)、降低了成本,還提高了效益,加強了管理的水平,集控中心的系統(tǒng)運行非常分析,各項的管理都很完善,運行人員也能夠及時的處理在集控中心系統(tǒng)運行時出現(xiàn)的一些問題。這樣大大的提高了效率與安全性。相信未來的發(fā)展將會有更加高的期盼。
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