发布时间:2023-09-20 17:50:33
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的14篇新能源电力技术,期待它们能激发您的灵感。
随着经济的发展,各种企业对于能源的需求越来越大,大量的开采不可再生能源造成了全世界性质的能源紧缺,并且大量的燃煤等能源方式造成了严重的空气环境问题,严重的影响了人们的正常生活,这种情况下对于低碳环保的理念不断的宣传和提高,人类对于能源的探索更多的倾向于可再生绿色能源,更好的保证能源供应和绿色环保,这种形势下就极大的推动了新能源的发展。除了节能之外,电力应用中新能源的开发和使用也是一个重要的发展方向。
1 电力节能技术的应用
国家出台相关政策,积极拓展电能替代领域,扩大替代成果,在东北地区率先将热泵技术应用作为推动社会节能的能效管理重点项目,为项目提供专项扶持基金和优惠电价政策等专项服务。通过特别流转金和专项补助的形式,鼓励企业采用先进节能技术,改进生产工艺,提高电力使用效率。 目前我国的电力系统节能已经取得了相当可观的成果。
1.1 回转式空气预热器柔性密封技术 “回转式空气预热器柔性密封技术”为入选国家发展改革委《国家重点节能技术推广目录》的节能技术,其针对于空预器漏风和堵灰两大难题提出的解决措施,可以有效解决回转式空预器的运行问题,使空预器长期处于高效稳定的运行状态,明显提高机组运行的经济性和安全性,从而达到节能减排的效果。“径流式湿式电除尘器技术”与传统湿式除尘相比除尘效率高达90%以上,运行电耗、水耗及阻力小,节能减排效果显著。
1.2 压缩空气系统节能改造项目 该项目将高载能生产车间原有的压缩空气系统加装了空压机房节能监控系统,解决了车间末端用气波动且离心机调节能力弱的难题,实现了动态补偿用气,提高了部分电解车间用气端的用气效率,实现了各车间用气流量的全可控,降低了空压机群的总能耗。此项改造节能率超过20%,年节电约316万千瓦时,折合标准煤1137.6吨、减排二氧化碳2980.6吨。
1.3 其他 洛阳隆华传热节能股份有限公司“电力尖峰冷却技术”针对火电尖峰冷却问题提供专项解决方案。重庆富氧科技股份有限公司“富氧燃烧技术”、普瑞森能源集团公司“电厂凝汽器蒸汽喷射器抽真空系统”、国电科学研究院“低位能分级混合加热供暖技术”、宜兴亨达竹格填料有限公司“火力发电冷却塔竹制淋水填料技术”等。这些技术及其实际应用案例对于引导用户采用节能技术、促进火电行业节能减排技术进步具有重要的借鉴意义。
2 电力新能源的现状及发展
2.1 太阳能 太阳能是目前来说应用最广泛的新能源,太阳能具有取之不尽和容易收集等特点,只要有足够的空间和合理的装置就能够进行太阳能的应用,目前我国的太阳能热水器生产应用排行世界第一,已经实现了商业化,对于我国来说更多的需要考虑建筑中太阳能的利用,在建筑设计时充分利用太阳能,从美观和技术方面综合考虑,我国对于太阳能的重视会使得太阳能利用在建筑上的应用发展较快,更好的提供能源保障,但是同样太阳能发电的前期投入较高,推广普及需要政府的大力支持。我国的太阳能电池板的生产在世界水平上总体较高,随着太阳能科技利用的不断发展,硅材料等太阳能利用材料有可能出现降低等现象,光电元件的效率更高,成本越来越低,这就需要我们在太阳能的发展中从技术方面不断进行突破,保障高效、低价,提高竞争力,保证能源的供应,降低污染问题。
2.2 风能 目前,从可再生能源发电成本来看,风力发电成本在可再生能源中最具性价比。相较于传统能源发电,目前全球部分地区陆上风电已经具备较好竞争力。对于我国挂档加速的风电产业,如果要实现2020年,中国非化石能源占一次能源消费比重达到15%的目标,大力发展风电是毫无疑问的。目前就陆上风电开发成本来说,全球陆上风电平均度电成本降至约83美元/兆瓦时。而部分地区煤炭和天然气发电成本不降反升。随着风电技术进步和发展规模扩大,以及煤电成本的增加,未来风电竞争力将进一步增加,预计在2020年前后中国陆地风电成本将达到与煤电持平的水平。但在发展中我们要注意的是从风电场选址上需从宏观和微观角度着手考虑,做好当地风资源评估等前期工作。其次,在建设阶段需考虑如何降低设备采购成本以及接下来运行维护成本。
此外,现在我国风电行业的主力是国企,强调最多的是社会责任,任何企业想要可持续发展必须要有合理利润,持续降低风电的全生命周期成本是风电产业健康发展且提升竞争力的必由之路。
2.3 核能 目前来说核电常用的为核裂变,虽然核聚变释放的能量要远远大于核裂变,但是技术存在一定的问题还未能真正投入使用,我国的核电经过了一段时间的发展取得了一定成就,但发展速度并不够快,核电是高新技术,需要高科技和人才的支持,对操作人员的要求较高,所以核电的发展必须从人才的培养方面着手,综合推进,才能够保障核电技术的可靠、平稳、快速的发展。
2.4 生物质能 对于生物质能的利用我国进行了深入的研究,由于我国农业的比重,我国的生物质能发展潜力很大,对于生物质能的应用分成了两派,一派不能接受粮食作为燃料,但是随着技术的不断改进,目前采用纤维素制作燃料已经投入了不断的试验和发展。但是生物质能的应用仍旧存在一定的问题,例如运输和收集的成本问题,从各个偏远地区收集秸秆就造成了更多的人力和机械的投入,收集半径太大就会对经济效益造成影响,小规模的收购又很难保证能源的供应,这就对生物质能能源的发展造成了影响。需要我们不断的采取新的科技手段,更好的利用生物质能。
国家出台相关政策,积极拓展电能替代领域,扩大替代成果,在东北地区率先将热泵技术应用作为推动社会节能的能效管理重点项目,为项目提供专项扶持基金和优惠电价政策等专项服务。通过特别流转金和专项补助的形式,鼓励企业采用先进节能技术,改进生产工艺,提高电力使用效率。目前我国的电力系统节能已经取得了相当可观的成果。
1.1回转式空气预热器柔性密封技术“回转式空气预热器柔性密封技术”
为入选国家发展改革委《国家重点节能技术推广目录》的节能技术,其针对于空预器漏风和堵灰两大难题提出的解决措施,可以有效解决回转式空预器的运行问题,使空预器长期处于高效稳定的运行状态,明显提高机组运行的经济性和安全性,从而达到节能减排的效果。“径流式湿式电除尘器技术”与传统湿式除尘相比除尘效率高达90%以上,运行电耗、水耗及阻力小,节能减排效果显著。
1.2压缩空气系统节能改造项目
该项目将高载能生产车间原有的压缩空气系统加装了空压机房节能监控系统,解决了车间末端用气波动且离心机调节能力弱的难题,实现了动态补偿用气,提高了部分电解车间用气端的用气效率,实现了各车间用气流量的全可控,降低了空压机群的总能耗。此项改造节能率超过20%,年节电约316万千瓦时,折合标准煤1137.6吨、减排二氧化碳2980.6吨。
1.3其他洛阳隆华传热节能股份有限公司“电力尖峰冷却技术”
针对火电尖峰冷却问题提供专项解决方案。重庆富氧科技股份有限公司“富氧燃烧技术”、普瑞森能源集团公司“电厂凝汽器蒸汽喷射器抽真空系统”、国电科学研究院“低位能分级混合加热供暖技术”、宜兴亨达竹格填料有限公司“火力发电冷却塔竹制淋水填料技术”等。这些技术及其实际应用案例对于引导用户采用节能技术、促进火电行业节能减排技术进步具有重要的借鉴意义。
2电力新能源的现状及发展
2.1太阳能
太阳能是目前来说应用最广泛的新能源,太阳能具有取之不尽和容易收集等特点,只要有足够的空间和合理的装置就能够进行太阳能的应用,目前我国的太阳能热水器生产应用排行世界第一,已经实现了商业化,对于我国来说更多的需要考虑建筑中太阳能的利用,在建筑设计时充分利用太阳能,从美观和技术方面综合考虑,我国对于太阳能的重视会使得太阳能利用在建筑上的应用发展较快,更好的提供能源保障,但是同样太阳能发电的前期投入较高,推广普及需要政府的大力支持。我国的太阳能电池板的生产在世界水平上总体较高,随着太阳能科技利用的不断发展,硅材料等太阳能利用材料有可能出现降低等现象,光电元件的效率更高,成本越来越低,这就需要我们在太阳能的发展中从技术方面不断进行突破,保障高效、低价,提高竞争力,保证能源的供应,降低污染问题。
2.2风能
目前,从可再生能源发电成本来看,风力发电成本在可再生能源中最具性价比。相较于传统能源发电,目前全球部分地区陆上风电已经具备较好竞争力。对于我国挂档加速的风电产业,如果要实现2020年,中国非化石能源占一次能源消费比重达到15%的目标,大力发展风电是毫无疑问的。目前就陆上风电开发成本来说,全球陆上风电平均度电成本降至约83美元/兆瓦时。而部分地区煤炭和天然气发电成本不降反升。随着风电技术进步和发展规模扩大,以及煤电成本的增加,未来风电竞争力将进一步增加,预计在2020年前后中国陆地风电成本将达到与煤电持平的水平。但在发展中我们要注意的是从风电场选址上需从宏观和微观角度着手考虑,做好当地风资源评估等前期工作。其次,在建设阶段需考虑如何降低设备采购成本以及接下来运行维护成本。此外,现在我国风电行业的主力是国企,强调最多的是社会责任,任何企业想要可持续发展必须要有合理利润,持续降低风电的全生命周期成本是风电产业健康发展且提升竞争力的必由之路。
2.3核能
目前来说核电常用的为核裂变,虽然核聚变释放的能量要远远大于核裂变,但是技术存在一定的问题还未能真正投入使用,我国的核电经过了一段时间的发展取得了一定成就,但发展速度并不够快,核电是高新技术,需要高科技和人才的支持,对操作人员的要求较高,所以核电的发展必须从人才的培养方面着手,综合推进,才能够保障核电技术的可靠、平稳、快速的发展。
2.4生物质能
对于生物质能的利用我国进行了深入的研究,由于我国农业的比重,我国的生物质能发展潜力很大,对于生物质能的应用分成了两派,一派不能接受粮食作为燃料,但是随着技术的不断改进,目前采用纤维素制作燃料已经投入了不断的试验和发展。但是生物质能的应用仍旧存在一定的问题,例如运输和收集的成本问题,从各个偏远地区收集秸秆就造成了更多的人力和机械的投入,收集半径太大就会对经济效益造成影响,小规模的收购又很难保证能源的供应,这就对生物质能能源的发展造成了影响。需要我们不断的采取新的科技手段,更好的利用生物质能。
3结语
关键词:绿色化学;电力电子;化学工业
化学行业的发展对人类的生活,学习,工作乃至国家的发展来说,影响是非常大的。同时它也是把双刃剑,化学行业的发展是给人类的生活带来了极大便利与舒适空间,但是也给我们环境造成了巨大的破坏。通常在污染都很难被看见,只有当它破坏我们周围的环境,开始影响到了人类的生活时,我们才会发现,污染地问题原来如此严重。因此,为了避免产生污染,人类必须要懂得如何发展“绿色化学”,在保证污染问题的条件下发展国家经济。
1.绿色化学的基本概念
何为绿色化学,通常来讲主要是运用化学的技术、原理和方法消除对人体健康,食品安全与生态环境有毒有害的化学物质,所以,我们也可以叫它也可以叫做环境友好化学或洁净化学。事实上,绿色化学早已不是一门全新的科学绿色化学课,它不但有占有着举足轻重的社会、环境和经济效益,同时化学工业带来的负面作用可以在一定程度上减到最小,以此来显现对化学人的能动性。绿色化学结合了化学科学、技术与社会的用,三者之间存在着一定的相互联系与相互作用,它也是迄今为止化学科学的高度发展,以及社会对化学科学发展的重要产物,这对化学来说是一个新阶段。我们作为新世纪的主人,应该要有能力去发展全新的、对环境更和谐的化学工业,以防止化学污染环境;同时也要让年轻的一代了解什么是绿色化学,同时也要接受绿色化学,我们一起为绿色化学作出应有的贡献[1]。
2.将“绿色化学”的概念引入高中课程教学
我国的化学课程教育最早是从初三开始教学的,但是初三的化学教学相对来说比较简单,只是让初中学生对化学学科做一个基本的概念了解,当然,这也是为高中的化学教育进行铺垫。所以说高中的化学才是我国化学课程教育的开始,高中生在刚接触化学这门课程的时候,在这个时候引入“绿色化学”的概念很容易被高中生所汲取所吸收的,如果在课堂的教学过程中可以进行举一反三的说明,并且用以往化学物质带来的环境污染作为教材,是能高中学生更了解“绿色化学”的重要性。也会让高中生加深对“绿色化学”的概念更加明确、更加容易被接受,让高中学生在思考环境的问题的时候首先就能想到要保护环境的概念,只有这样才能将“绿色化学”的思想贯彻落实在高中生的脑海中。
3.绿色化学思想在高中教学过程中的案例分析
3.1酸雨对牧渔业产生的破坏
不管是怎样的课程教学,我们都应该贴近结合实际问题进行教育教学。特别是“化学”这门这种到处都是方式,符号的课程,假如不运用实际案例对其进行分析教学,高中学生对化学的了解基本就是抽象的,没有办法在生活中运用到在化学课堂上学习到化学的知识,因此,这样的教学就没有丝毫的意义了。所以为了能够让学生充分理解“绿色化学”的重要性,而且还能将知识运用到生活中去,在课堂上教师们应该多举例子,让学生充分了解到化学污染对环境、对生活的严重性[2]。比如我国近些年来频繁降落的酸雨问题,酸雨是如何产生的呢,就是由于化学工业的污染导致的。酸雨的产生对于我国的牧渔业来说是及其重大自然灾害,其带来较大的破坏不言而喻。酸雨不仅影响种子萌发、还会导致叶植物出现看得见得伤害、同时生物量减少、生长也会受到抑制,一般来说酸雨能够使叶绿素减少、胞膜透性增、光合作用下降,而且酸雨能够让叶绿素减少、叶植物的细胞膜透性增加、它的光合作用下降、而且落花落果的现象增加,从而最终导致农作物减产。而酸雨对渔业资源的破坏更为严重,由于在酸性水体中,鱼类的繁殖能力会逐渐衰退甚至说丧失,而酸雨酸化水体与金属离子浓度增加在酸性水中同样会导致鱼类的性腺发生变异,所以繁殖能力大大衰退,也是由于在酸性水中鱼类的性腺发生了变异,精卵的产生减少了,从而导致仔稚鱼大量死亡于对鱼卵孵化的重要破坏,直接影响了鱼类群体的数量。从鱼类死亡、繁殖能力衰退水产减少等问题也让高中生学生认识到化学污染带来的问题严重性。从而引导学生思考酸雨的分子结构于其形成的基本原因,通过相互探讨,共同思索,一起寻求一个完美的“绿色化学”的解决方法。
3.2在化学实验中存在的实际问题
在通常化学的教学过程中,高中生们经常有很多的化学实验要做,我们在实验过程中的一些东西常常会被高中生们所忽略,其实在实验的过程中,我们不经意间就已经制造了化学污染。打个比方,在制取乙烯的实验过程中会产生化学的副反应物SO2,强烈的气味会引发学生咳嗽等问题,进而直接影响了高中学生的身体健康[3]。
3.3应当选取无污染的实验材料
通常在刚了解化学这门课程时我们就应当做的一个实验“自燃”,这个实验其实也是具有污染性的,它实验材料是白磷和二硫化碳,两者都具有毒性,在燃烧时所产生的五氧化二磷也会直接对自然环境进行污染,而为了解决这个实验带来的污染问题,通常最为直接了当的办法就是更改实验的材料,比如说采用无毒的镁粉和石英粉末,可以先制取Mg2Si,然后将其投入水中,Mg2Si水解产生SiH4,与空气接触即可自燃,从而进行无毒的自然实验。
4.结束语
化学行业的发展对人类的生活,学习,工作乃至国家的发展来说,影响是非常大的,同时它也是把双刃剑。虽然它能给人来的生活带来许多便利的地方,但却也给也给人类的生活环境造成了非常严重的破坏,而为了减少化学对环境的污染,我们应当积极发展“绿色化学”教育,致力将“绿色化学”这一概念传达到每一代的高中学生思想中,以这样的方式让大家爱护环境。
作者:周文扬 单位:河南省开封高级中学
参考文献:
[1]谢秦欢.新能源在高中化学教学中的应用分析[J].中国校外教育,2014(2):232-232.
随着社会经济的快速发展,各种能源消耗速度极大,能源短缺已成为社会生产发展过程中亟待解决的问题。近年来,新能源的开发和利用,为解决能源短缺问题提供了一条新的道路,而电力电子技术在新能源的开发利用中扮演着重要的角色。本文通过对电力电子技术的概述、电力电子技术在新能源领域的应用、在电力电子技术运用过程中应注意的问题等方面的着重介绍,让人们充分认识和了解电子电力技术并加强对其合理有效充分的利用。
一、电力电子技术概述
电力电子技术,又称功率电子技术,学术上称电力电子学,是指应用于电力领域的电子技术,使用电力电子器件对电能进行变换和控制的电子技术。电力电子技术包括电力电子器件、电力电子设备和系统及其控制三个方面,涉及电力电子器件(上游)、电力电子设备和系统(中游)、电力电子技术在各个行业的应用(下游)三个领域。
电力电子技术将各种能源高效率地变换成为高质量的电能,是采用电子信息技术改造传统产业的有效技术途径。电力电子技术具有高效、节能、省材的特点,对于我国乃至世界范围内的经济发展具有极为重要的作用,是现代科学、工业和国防的重要支撑技术。
二、电力电子技术在新能源领域的应用研究
电力电子技术是实现节能环保和提高人民生活质量的重要技术手段,在执行当前国家“发展新能源”和“节能减排”基本国策的过程中起着重要的作用。下面以一些能源的开发利用为例,对电力电子技术在新能源领域的应用进行研究
1、水力发电
没有水就没有生命。这句话充分说明了水的重要性:水是生命的源泉,地球上没有水,也就不会有生命的存在。有聪明才智的人抓住水在流动过程中产生的动能可以充当天然的推动力这一有利条件,再加上一些物理知识和电路原理,以著名的三峡水电站为标志的一大批水电站挺立起来了。这一创新,不仅仅降低了对媒体等不可再生能源的消耗,更创造性的为人类寻找可再生能源并加以利用的道路提供了方向。在水利发电的基础上,一系列电力电子技术在新能源的开发利用中得到了创新。
2、风力发电
风是大自然产生的一种自然现象,具有清洁、可再生、储量大的特点,而风能则顺理成章的成为了一种能够被高效利用的低碳能源。风力发电技术的出现,可以有效的减少二氧化碳的排放量、减缓全球气候变暖,为我们保护环境、节约能源、减少资金成本带来了突破性进展。这项技术不但将取之不尽、用之不竭的风能转换成源源不断的电能,而且有利于缓解能源危机和供电压力,随着风电技术的不断发展和完善,风力发电组等产品的数量和质量逐渐增多增强,在价格和效用上自然也会更具优势。在当前形式下,除水电技术外,风力发电技术比其它可再生能源技术更为成熟、成本更低、对环境破坏更小,因此还有改善生态环境的重要作用。
3、太阳能发电
在大自然赐予地球的能源中,太阳能也是一种取之不尽、用之不竭的清洁能源之一,阳光是人类赖以生存的因素之一,世间万物离开了太阳就难以继续维持生命。据统计,我国2/3以上国土面积的年 日照时间在2200h以上,年辐射总量在502万kJ/m2以上,为太阳能的利用创造了丰富的资源和有利条件。目前太阳能在利用中,主要采用了三种技术:太阳能光电技术、太阳能光热技术和太阳能光伏发电技术。这些技术的产生和发展,对于新能源的开发利用起到了巨大的作用。太阳能电池是电力电子技术在新能源领域的应用中的典型案例。太阳能热水器、蔬菜大棚的照明、药材和果脯的干燥、太阳能路灯等,都是利用了太阳能发电发热的原理。可以说,太阳能发电技术,在未来生活中具有更广泛、更有前途的发展前景。
4、潮汐能发电
在波涛汹涌的大海上,潮汐狂妄的拍打着海面,巨大的潮汐能为新能源的开发和利用带来了契机,通过电力电子变换装置,发电机将巨大的潮汐能转换成电能,也就是能使这些波动能(潮汐能)的电能以恒压恒频方式输出,再通过其他的电力装置,为电力系统提供电力,其提供的电能既能源源不断输出,又对克服能源危机(煤、石油、天然气等化石类能源匮乏)提供了重要的解决措施,可以说,自然界的可再生资源也是无穷无尽的,只要我们拥有一双善于发现的眼睛,并采用先进的各项技术加以不断创新和完善,就可以在循环利用的基础上不断创造出各种新的 清洁、高效、可再生、无限利用的能源。
三、结束语
关键词 电力电子;新能源;风力发电
中图分类号:TM92 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2013)09-0096-02
New Teaching Methods of Power Electronics Combined with New Energies//Li Peng
Abstract Power electronics is the bridge of electrics and electronics. With the rapid development of new energies, the teaching and research of power electronics are facing with chances and challenges. Based on practical teaching experience, this paper describes the necessity, principles and methods of combining power electronics with new energies, which may be of valuable reference for teaching and exploration.
Key words power electronics; new energy; wind power
1 电力电子课程特点
电力电子技术属大学工科专业课程,早期也称半导体变流技术。从学科角度,它由电力学、电子学和控制理论交叉形成,是连接“信息电子”(弱电)和“电力电子”(强电)的桥梁。从目的角度,它旨在利用电力电子器件实现电压、电流、频率和相位等电能变换和控制。从内容角度,它包括器件、电路、系统及其控制三部分。
根据授课对象及课时要求不同,侧重点也应有所差异。在大多电气类相关专业中,本课程多作为专业主干课,课时在64学时以上,上述三部分内容均需细致讲解且辅以专业实验。而对控制类专业,本课程多作为专业选修课,课时多在32学时以下,目标在于与控制工程相关的基础学习,偏重基本原理和方法。因此,课程大纲和课堂讲授应紧密结合学生所需,以最大效率地实现教与学的有机结合。
同时,与许多本科课程相比,电力电子知识点更加分散,各种器件特点、符号、物理参数等容易混淆,且电路波形绘制和分析对于学生理解和记忆难度较大。因此,未来新课程内容和教学模式探索至关重要。
本文结合新能源尤其是风电技术,简析课程教学中的一些探索性方法,为实现教学探索提供一定参考。
2 新能源技术与电力电子教学
2.1 新能源与大学教学
能源与环境是当前世界发展的两大课题,而对于能源问题的技术解决,电力电子技术提供了重要的支撑。在诸多新能源中,风力发电和光伏发电与电力电子技术关系尤为密切,其能量转换部件及控制电路都包含有电力电子器件。尤其是风力发电,作为公认的安全、环保、技术成熟的新能源,是电力电子技术与自动控制技术的有机融合体。
近年来,国内高校陆续开设了新能源课程,甚至增设了相关学科专业,而电力电子课程多作为此类专业的基础课展开。相比之下,在非能源类学科或者信息电子为主导的学科中,适当引入新能源背景对于整个电力电子技术的宏观把握大有裨益。
2.2 基于新能源的电力电子教学示例
下面以电力电子技术的绪论为例,简述基于新能源的课程讲解方法。讲解电力电子课程的绪论时,首先需要学生对整个课程的章节内容有宏观把握。而教学过程中,学生对整流、逆变、PWM等专业技术尚未深入理解,通常很难作为一个有机系统来快速接受。
以国家“十一五”规划教材《电力电子技术》为例,课程共分为9章,其中,第2章“电力电子器件”是基础,第3、4章“整流”“逆变”是核心,第5、6章“DC-DC”“AC-AC”是辅助,第7章“PWM控制”是重点,第8、9章作为拓展简单了解。笔者发现,各章内容可以通过一类简单的风电系统有机融为一体,如图1所示。
风电机组是将“风能”转为“机械能”进而转为“电能”的复杂系统,其基本过程为:风扫过叶轮引起转动产生机械能,经过驱动链耦合输送给发电机转化为电能。由于风的随机特性,该电能无法直接利用或并网,需进行电力变换处理,而处理过程涵盖了电力电子课程的核心章节。
1)整流。发电机所得电能先经过第一次变换,将不规则的交流转化为直流,这种“AC-DC”的变化过程即为“整流”。整流是电力电子核心技术之一,作为第3章内容,是讲授重点。
2)斩波。整流所得直流一般不满足并网幅值的要求,需要进行升降压转化,这种“DC-DC”技术即为第5章的“斩波”。与此类似,可进行“AC-AC”的讲解,即第6章的“交交变频”技术。
3)逆变。斩波所得直流无法直接并入交流电网,需要再次转换为交流并经滤波后并入电网,这种“DC-AC”的技术即为“逆变”。逆变是与整流互逆的电能转换过程,作为第4章内容,也应着重讲解。
4)器件。上述转换多依赖电力电子器件实现,如现代变流技术中的IGBT正逐渐取代晶闸管成为主流控制器件。可结合教材第2章对此展开深入讲述。
5)控制。诸多电能转换控制方法中,脉宽调制(PWM)是主流技术,另有软开关等辅助技术,分别对应第7、8章。这些技术已广泛应用于电力电子工程,大大改善了电路控制性能。
由此可见,看似相互孤立的各章节在风电这一实际系统中紧密联合为一个整体,学生可快速把握课程主线,并对课程的工程应用价值有初步理解。
除此之外,其他新能源系统如光伏发电、电动汽车等,也具有类似的模块或功能构成,可作为课程讲解的工程背景。
3 教学中的其他辅助方法探讨
上节以一个例子简单描述了引入新能源的电力电子课程绪论的讲解方法,下面对教学中的其他辅助方法进行简要的探讨。
3.1 教学方式探讨
1)板书结合Flas。良好的板书可以促进学生的感性认知度,控制课堂节奏,加强师生互动效果。以电力电子为例,诸多电路结构仅用PPT解释难以达到良好效果,利用板书逐层递进地绘制并讲解,需要重点强调以及逻辑推理的用板书,大量的描述或辅解释用PPT,从而很好地利于学生接受。
传统电力电子教学中,电路及波形多用静态PPT描述,生动性较差,难以描述电路动态变化过程,而将Flas引入PPT中,可形象演示电路的工作过程和参数流向。例如:基于晶闸管的整流桥电路,其板书绘制繁琐,静态PPT讲述难度较大,而引入Flash后可以清晰看到各时段晶闸管的通断情况、电流流向以及输出情况,从而极大地提高学生学习乐趣,达到寓教于乐的效果。在实际教学中,建议根据课程内容灵活选择板书、PPT、Flash等教学手段,适当融合,形成“重点突出、形象生动”的教学模式。
2)波形结合MATLAB仿真。电力电子教学通常有这样的体会:最耗时也最难讲解的多是电路波形。MATLAB的引入将教师从繁重的原理讲解中解脱出来,作为数值计算和图形处理的软件工具,MATLAB比传统的高级语言更容易学习和掌握,被誉为“巨人肩膀上的工具”。尤其它集成了SIMULINK和SIMPOWER工具箱,可以很容易地提取元器件,建立系统建模,并利用其友好的交互式界面进行仿真分析。这样,学生可以清楚地看到整个电路运行过程,对诸多结论性的波形“知其所以然”。
3.2 拓展内容探讨
根据课程学时安排的不同,建议有针对性地进行课堂内容的拓展讲解,开阔学生视野,同时为后续课开设做一定的技术铺垫。例如,作为控制与电气学科的连接纽带,电力电子许多知识点会涉及相关先行课程。对此,建议回顾并凝练相关的重要结论,这种学科交叉点最难以讲解但极容易引发学生的积极性并锻炼其发散思维。此外,与主干课不同,作为选修课的电力电子通常没有实验课,建议结合MATLAB等工具进行模拟,加深学生的理解和记忆。
最后需要注意,电力电子是一种工程性极强的技术,课堂中要注意理论与工程的结合。例如前面提到的新能源技术,可以渗透到每章的课程中,这对于实现研究型和启发性教学具有积极意义。
4 结语
电力电子技术既是“强电”和“弱电”的桥梁,也是理论与实践相结合的典范。本文简要探讨了电力电子技术的教学思路,结合新能源技术,探索了一些新的教学方法,希望对于提高大学课堂效率、培养学生兴趣以及实践科研型教学提供有益参考。
参考文献
[1]王兆安,刘进军.电力电子技术[M].北京:机械工业出版社,2009.
[2]黄忠霖.电力电子技术的MATLAB实践[M].北京:国防工业出版社,2009.
关键词:电气节能技术;新能源;发展应用
中途分类号:F407.6
1 电气节能技术与措施
1.1 对变压器设备进行节能技术的改进
在整个电网运行输送系统中,变压器是最重要的组成,将节能技术应用在变压器设备的改进上,可以调节电压,实现电能的安全输送,降低电能的损耗,而对变压器设备进行节能技术的改进,就是要使变压器改进为低损耗的设备。不同的用户对电力的需求不同,因此不同用户的电力输送的电压也存在着较大的不同,采用变压器调节电压时,就会造成一定电能的损失,所以研究低损耗的变压器,对节约电能具有重要作用,采用非晶合金铁心构成的变压器具有良好的节能环保作用,不仅可以降低电能的损耗,还可以降低成本的支出,具有良好的推广使用价值。调整变压器的参数可以有效的降低电能的消耗,实现节能目标,在电能输送的过程中,我们要对电力负载进行调整,改变其运行的方式,降低电能在输送过程中的损耗。变压器在运行的过程中们需要加强对各个方面的管理,通过对变压器进行调整,可以提高节能的效果,降低变压器中的功率损失与消耗,提高电能的利用效率,从而实现节能环保的目标。
1.2 强化照明设计,节省能源
平时在人们的生活中,照明设备是人们不可或缺的一部分,照明设备不仅能够为人们在黑暗的环境中提供光亮,也为城市的美化贡献了一定的力量。然而在照明设备的大量应用中,也造成了大量的电能损耗,为了解决这一问题,对照明设备进行节能设计,减少照明能源的消耗便成为现阶段节省能源的重要手段,在照明节能设计的基础上,既能够保证照明的质量与效果,同时也能够减少能源的消耗。其一,合理选择照明形式,在照明的同时要善于利用自然光,以此减少照明能源的消耗,其次,设计人员在进行设计的过程中,要将自然光源与照明光源进行结合,以此实现节能照明能源的目的。其二,结合不同的照明场所,设计不同的照明亮度,例如卧室光源的设计,可以选择相对柔和的照明灯光,还可以利用荧光灯进行光源的平衡设计,针对比较高级的场所,便可以选择三基色荧光灯,或是高显色性钠灯;其三,在照明的安装方面,要合理选择安装位置,结合该场所实际的照明需求,设计节能开关,例如声控开关,便可以实现照明节能的目的。
1.3 采用节能技术减少线路的电力损耗
发电站是通过输电线路进行电路的输送的,很多时候发电站与电力用户的距离非常远,在运输的过程中就会造成线路的电能损耗,输电线路越长,电力负载就越大,造成的电能耗损也就更大,降低线路的电阻值,可以提高电网系统的功率因数。在供电营业区域内,要结合区域经济发展,做好规划与布点方面的工作,如负荷密集地变电站电压等级应选110kV及以上为宜,偏远山区,负荷较轻的地方可采用35kV及以下变电站。线路规划要坚持最短距离的原则,减少线路的长度距离,在选择导线时,要注意规格的选择,包括截面积等,选择截面积较大的导线在某种程度上也能降低能源消耗。在进行输电线路的架设时,要对整个区域进行综合了解,选用最短路径的方法降线路电能的损耗。
1.4 空调系统的节能设计
现如今空调系统的应用已经十分普遍,在建筑内部可以通过空调系统的应用,实现对温度的调节,然而在应用空调系统的同时,会导致能源耗损。为此,空调系统的节能设计已经成为现阶段相关人员研究的主要问题之一。冰蓄冷技术主要是通过电网低谷阶段的风能,将冷量进行储存,以此实现白天能量的释放,达到节能的目的。冰蓄冷技术的应用,不仅实现了能源的节约,同时也大大节约了空调安装的费用,减低空调制冷机的功率,减少电力负荷,进而实现空调系统的能源节约。
2 电力新能源的开发与发展应用
2.1 风能转化为电能的应用
风能作为电力新能源具有良好的节能效果,对纾解现今能源紧张的现状提供了积极的作用,利用风能转化为电能,有效的提高了电能的利用率,现今可以有较多的新能源应用在电力能源的开发与使用中,风能的应用具有良好的节能效果。
2.2 太阳能光伏发电
现阶段我们对于太阳能的应用已经比较普遍,太阳能作为新能源,其能源储备量较大,并且已经被开发,所以在各方面的应用中十分普遍。在电力方面,太阳能光伏发电的应用,主要是利用了太阳能电池板、控制器以及蓄电池等元件共同构成了光伏发电系统,为此,这也是一个发电的控制系统。在其应用的过程中,主要是通过太阳能电池板以及蓄电池的连接,以此进行太阳能的储存,再利用控制器以及逆变器对太阳能传输系统进行控制,实现对电网的管理,进而达到节能的目的。现如今太阳能在人们的生活中十分普遍,例如热水器等,其运行原理便是通过安装的太阳能电池板将公共电网进行连接,进而构成光伏系统,不仅提高了能源的利用效率,同时也减少了能源的损耗。
2.3 地热能源的开发
受社会发展的影响,人们的取暖设施愈发先进,尤其是地热资源的应用,逐渐成为现阶段家庭中取暖的主要设施。在我国,拥有丰富地热资源的地区主要在云南以及一带,经过相关的调查分析可知,现阶段我国地热田数量约为300左右,天然热量能够达到1.1×102J/年。由此可知,地热资源的开发是现阶段推动电力新能源发展的主要内容,在地热资源的开发中,我国还存在比较大的发展空间。除此之外,开发地热资源,不仅能够推动我国电力行业的发展,对于农业的发展也具有一定的重要性。
结论
综上所述,受我国经济发展的影响,社会中对于电力的需求逐渐增大,然而随着需求的不断提升,电力能源也出现了紧缺的现象,为了解决这一问题,开发电力新能源,推行电力节能技术,是现阶段促进电力行业发展的主要手段。文章针对电力新能源的开发,对电力节能技术的应用手段进行了阐述,通过文章中的分析,希望能够在此基础上全面提升电力新能源开发效率,实现电力能源节约,减少能源的消耗,进而推动我国电力行业的可持续发展。
参考文献
关键词:新能源;电力系统;储能技术;分析
通过对相关一系列储能技术进行分析和研究,就能对我国电力系统在实际运行过程中的状况进行全面的了解。通过运用新能源,能科学有效的处理能源大规模缺乏这一问题。在对系统自身稳定性进行加强的基础上,还能对其全面性给予保证,进一步提高功率在波动过程中的指令,加强电能质量,对出现的问题进行科学处理。现阶段无论是储能系统的前期规划,还是中期进行推动的过程,都能加强经济性,对资源配置进行不断优化的基础上,还能保证不同场合的储能系统都能得到科学有效的运用。
1现阶段新能源电力系统中对储能技术的应用分析
1.1电化学储能分析
对于化学储能而言,通过和其他相关储能设备进行比较可知,机动性相对来说比较好,并且在一定程度上具有着相对来说比较快的反应速度,能力比较高等,再加上循环效率上也是较为独特的。所以在大多数化学装置中都能获得比较好的应用。通过研究重点领域中化学技术,合理的运用锂电池以及铅炭电池,对化学储能的应用性进行不断的提高。现阶段由于我国化学储能占的比例不是很高,大部分技术都是由国外部分公司进行垄断的,因此会下降锂电池成本,进一步加强化学储能中的商业潜力。
1.2太阳能系统中的应用
对于太阳系统而言,主要分为两个方面,一方面是光伏系统;另外一方面是光热系统。这两个系统能够把太阳辐射直接有效的转变为电能。光热技术能进一步将太阳当成发热源。通过供冷和制热对光热发电进行积极的开展,在供暖和加工发电等以及能够和化学染料等相关反应能促进化学燃料在发电中的效率。在一定程度上调节太阳能,保证其无论在时间上,或者是空间都可以实现相互平衡,保证其长期和短期应用能力得到提升,然而这种方式并不能够对用户自身所有需求给与满足,但是通过采取间接性的供电方式,就能符合用户的实际需求。
1.3在不同供电场所对储能系统的应用
结合不同供电场所就要使用不同的储能系统,例如:电力调频调压系统等,一定要结合实际状况科学选择,由于电力系统的不同,所以要对功率进行科学有效的调节,另外还要对长期以及短期的电池进行积极控制。与此同时,为了能够对应急供电进行实现,就要将蓄电池和变流器进行有效结合,优化质量效益的基础上,还要对经济效益做到全面的优化,这样做的目的能够促进实现不间断供电目标。
2当前储能系统优化配置和控制的有效策略
2.1系统组成结构分析
现阶段通过有效分析多种储能系统,就能促进大体积、功率比较高和高密集度系统进行相应的并网,在整个过程中要科学有效的控制存储单元高密度,这样才能在微网中得到广泛的运用。与此同时要对超级电容装置进行有效的运用,这样做的目的能够积极该改善电能质量,调电场功率的前提下,还能调整期太阳能电厂功率,保证装置的原理以及相关结构变得比较系统,对超级电容管理和网络控制进行全面的融合,加强控制过程中的整体效果。另外在环路设计支持的背景下,电能质量能够得到科学控制,结合光伏发电系统的大力支持,再分析其混合储能系统的稳定性,就能定型分析其功率,加强系统在使用过程中的年限,进一步优化电池储能系统。
2.2储能吸引要实现优化配置
对于我国的储能系统而言,在优化时应该对实现高质量以及稳定的电能,保证功率的在波动的过程中具有平稳性,充分考虑经济以及技术性,让内部的容量得到提高,更好的满足现如今的储能需要。有效的开发新能源,在对运行过程中的特点曲线进行分析,还要进一步探究其电力系统设计,考核曲线以及相关的负荷特性,这样才能在一定程度上优化新能源发电联合系统,保证其电力系统更加的科学和完善。
2.3储能系统控制策略
对于储能系统而言,在对其配置进行完成后,就要科学有效的分析其补偿效果,这样能够利于储能系统得到科学有效的控制,还能进一步成为整个系统不可缺少的重要核心内容,为了能够对市场发展过程中的需求给与满足,对储能系统大功率进行全面控制的基础上,还要对应用其放电强等相关特点,不断提高并网变流器的设计工作,合理控制其功率,这样才能对输出输入的实际需求给与满足,加强储能系统复合能力。与此同时,在对电网稳定性进行控制的基础上,还要控制器储能装置,加强储能系统中所有的内部自控能力,在一定程度上能够生成有功或者无功等电流指令,提高储能系统公路补偿,加强其稳定性,结合多方面的管理,就能全面提升电网自身的自控能力,结合输入以及输出的全面应用,就能积极处理好联合调控问题。
关键词:全球能源互联网;电力技术;创新重点领域;关键技术
0引言
近年来,伴随着未来能源的快速发展,技术创新的重要性在全球逐渐突显,并且成为了新兴产业。目前,全球能源互联网是对已有能源生产方式与消费方法的一种创新,保证相关技术得到有效发展,进一步推进了全球能源电力技术的进步。由此可见,深入研究并分析全球能源互联网电力技术,创新其重点领域及关键技术具有一定的现实意义。
1全球能源互联网技术概述
基于全球能源互联网的构建,要求以技术问题为出发点,重点表现在三个方面。第一,新型能源发电技术要与大型新能源基地开发利用的需求相适应。全球能源互联网中,风能发电、海洋能发电以及太阳能发电是十分关键的源端电源。因此,必须高度重视新能源发电技术的进一步创新,尽量减少新能源发电的成本,突破大容量储能技术,并为新能源基地的规模化开发以及创造奠定坚实基础[1]。第二,全面发展大容量输电技术与特大型电网安全控制技术,保障新能源基地外送与电网运行的安全性和稳定性。新时期背景下,互联大电网的建设速度逐步加快,海上区域与极地区域的新能源基地开发也将实现大容量与高等级的发展。第三,信息通信技术全面融合,电网逐渐实现智能化发展。要想与全球能源互联网的海量信息处理需求相适应,必须积极应用现代化信息通信技术。
2大容量远距离输电技术研究
大容量远距离输电技术主要包括特高压直流输电技术、柔性直流输电与直流电网等。
2.1特高压直流输电技术与装备
要确保互联网与偏远区域新能源基地电力成功外送,必须保证特高压输电技术在未来发展的过程中容量更大、电压等级更高。同时,要求输电距离超过3000km,且输送容量不低于1×107kW。如此一来,优化配置能力将会大大加强[2]。现阶段,特高压直流输电断路器与换流器等诸多高端装备始终无法与高电压等级输电技术性能相适应。所以,未来发展过程中,一定要全面发展±1000kV电压等级的直流输电技术,并且研发高端装备工艺技术。在此基础上,还应全面建设±1100kV电压等级需求的电网工程,以满足极端条件。
2.2柔性直流输电与直流电网
要想确保城市供电、分布式能源成功开展以及实现新能源并网目标,必须高度重视柔性直流输电技术。需要注意的是,高压直流电网有效升级了柔性直流输电,确保了大规模新能源接入的灵活性,使电网运行更加安全、可靠[3]。未来,柔性直流输电与直流电网技术将和特高压电网等现代化科学技术相融合,全面建设全球能源互联网,确保与新能源基地电力大规模送出的实际需求相适应.目前,国内高压柔性直流控制保护技术与绝缘材料等相关技术尚未成熟,特别是电压等级与输电能力,仍然需要不断改进与完善。为此,应将架空线柔性直流输电技术作为重要基础,综合考虑直流电网规划和网架构建理论等方面,保证成功研发高压柔性直流输电装备,尤其是直流电网潮流控制器与高压直流断路器。根据合理预测,2030年,柔性直流输电工程直流电压的等级会超过±800kV,且实际容量大于5×106kW。在此基础上,将成功建成若干直流电网。
3大电网安全运行与控制技术研究
全面发展特高压交直流电网建模和仿真技术。未来发展过程中,基于特高压交直流电网发展速度的不断加快,加之新能源的大规模开发,大电网运行过程中的安全性与控制将面临极大挑战[4]。其中,特高压交直流电网的正常运行,能够确保电网的特性随之改变。在交流、直流和受端的互相影响下,交直流故障的连锁反应将过于复杂。所以,大容量集中馈入与特高压多直流馈入都会导致电压不稳定,不利于频率的稳定性。现阶段,电力系统的实际运行过程中采用的仿真理论、控制技术,都难以与电网发展需求和大规模新能源接入需求相适应。所以,必须掌握特大型电网的发展规律,成功研制出能够与超大规模交直流混联系统相适应的新技术,确保电网的运行更加安全、稳定。
4新能源发电与并网调控技术研究
4.1高效低成本太阳能发电技术
合理运用太阳能,不断提高实际转化效率,可节省发电成本,实现大规模的商业化发展,为技术创新提供保障。未来发展过程中,光伏发电技术与光热发电技术将会实现进一步突破,有效推进全球能源互联网建设,充分发挥大型太阳能发电基地的作用。根据合理预测,2030年,晶硅与薄膜电池的光能转换率提高30%或25%。此外,钙钛矿型与叠层等太阳能的电池效率将大于50%。较之于从前,光伏发电平均度电成本的下降速度也将大于50%。伴随光热发电技术的成熟化发展与应用,塔式系统将成为光热电站的主流开发技术,而且平均度电成本会降低40%左右。
4.2海洋能发电技术
因为全球海洋能资源相对丰富,所以在全球能源互联网创建过程中,海洋能资源同样是不可缺少的源端能源。海洋能发电技术过程中,温差发电、波浪能发电以及潮汐发电等,都是最常见的海洋能发电技术。特别是潮汐能,它的开发与利用时间较长,技术相对成熟[5]。然而,实践中,它却容易受到装机规模的影响。因此,分布式利用模式始终占据主导地位。此外,波浪能与洋流能的技术已经趋于成熟,且有大量技术已经开始实施。在未来的发展过程中,海洋能发电技术可能与海上风电基地实现联合性建设与发展,进而构建大规模且集中性的海上可再生能源发电基地。
4.3新能源并网调控技术
新能源并网调控保障了全球能源互联网的运行安全与稳定。为此,后期发展中需要发展新能源发电功率预测和新能源互补协调调度等技术,并且系统化研究、分析大规模电场和太阳能电站集群控制等技术。
5现代化储能技术研究
创建全球能源互联网的过程中,储能技术的作用不容小觑。储能技术将成为新能源发电必不可少的主力能源,为新能源基地的发展提供不竭的电力供应。储能技术研究方面,电储能是重点、难点。一般情况下,电储能主要包含化学储能与物理储能。其中,物理储能体现在飞轮储能、物理储能与化学储能等方面。化学储能则体现在液流电池与铅酸电池等方面。目前,抽水蓄能是最成熟的储能技术,而前沿的电储能技术则包括超导磁储能与新型储能电池等。
5.1化学储能
与物理储能技术相比,化学储能的安装环境、能量密度以及地址选择等方面优势十分明显。现阶段,储能电池处于研发与示范应用状态的种类多于30种。但是,储能电池的成本相对较高,除电动汽车电池之外,储能电池没有达到大规模商业化应用的目的。所以,在储能电池技术创新发展方面,应将重点放在联合运用可再生能源、提高安全性以及降低成本等方面。
5.2氢储能
所谓氢储能,是指借助多样化技术,将多种形式能量转化为氢气进行贮存。目前,大规模新能源的发展为新能源制氢提供了极为广阔的发展空间。因为新能源制氢可以有效消纳过剩的新能源电力,所以使得电网负荷更加平衡,电力供需的调节效果也更加明显。因此,新能源制氢在未来的发展中前景广阔。新能源制氢过程中,对于源端而言,可以借助制氢的过程,将弃光电量与弃风电量合成天然气,并且输送至输气管道,进一步转化、储存过剩的新能源电力,从而推动电网和气网的充分融合发展。而在受端,可合理运用低谷新能源达到制氢的目标,为终端电能的有效替代提供全新发展机遇。
关键词:SWOT 中原电气谷 科技创新能力
一、中原电气谷高新技术企业科技创新的现状
中原电气谷〔Central Plain Electronic Valley(CPEV)〕核心区位于许昌至长葛集群经济产业带,是以电力装备制造业为主体的省级重点产业集聚区,包括风力发电、继电保护自动化、民用机电生产、核电控制设备产业等。高新技术企业主要是指技术密集、人才密集、资金密集,建立在最新科学技术成就之上的,以知识为基础、科技人员为主体的从事高新技术产品研究和开发的企业。
目前,区域内拥有许继集团、森源电器、阳光电缆、西继电梯、爱迪德电力设备公司等50多家规模以上的电力装备制造企业,是我国最大的电力二次设备和高压开关研发制造基地。目前,该区域企业生产的电力二次设备在国内市场上占有率达到20%,综合实力居国内同行业第一位。
区域内电力装备行业拥有两个国家级企业技术中心,一个博士后工作站和两个电气研究所,与德国西门子、日本东芝、法国施耐德等世界著名电气企业保持着长期技术合作关系。许继集团累计申请国家专利107项,已获授权57项;森源电气累计申请专利259项,已获授权160项,在全国同行业中名列前茅,并拥有完全自主知识产权的高压直流输电控制保护系统。
尽管中原电气谷在科技创新上取得了一系列的成绩,然而与把中原电气谷打造成国内外具有重要影响力的创新型产业聚集区的目标还具有一定的差距,主要表现在:区内创新意识不强导致的创新动力不足;区内创新成果不足导致的核心竞争力不强;区内创新体系建设不完善导致的创新能力培育的可持续能力不强等。要想把中原电气谷打造成世界一流的创新型产业集聚区,以上问题的解决刻不容缓。
二、中原电气谷高新技术企业的科技创新能力的SWOT分析
SWOT分析方法是一种企业内部分析方法,即根据企业自身的既定内在条件进行分析,找出企业的优势、劣势及核心竞争力之所在,进而制定出能够使自身条件和所处环境相适应的企业发展战略,以最大限度地利用内部优势和外部机会,同时把企业劣势和环境威胁的影响程度降至最低。
(一)优势(Strength)
1、产业基础优势
许昌市是我国重要的输变电装备生产基地。近年来,通过积极扩大开放,着力加强自主创新,推进重大项目建设,输变电行业综合实力显著提升,具备了加速发展的基础和条件。目前,区域内拥有许继集团、森源电气、阳光电缆、西继电梯、爱迪德电力设备公司等50多家规模以上电力装备制造企业,是我国最大的电力二次设备和高压开关研发制造基地,电力二次设备国内市场占有率20%以上,综合实力居国内行业第1位。40.5kV交流金属封闭开关设备国内市场占有率达到5.6%,居国内行业第2位;12kV真空断路器、隔离开关市场占有率分别达到3.02%和26.06%,居国内行业第7位和第1位。
2、技术优势
许昌市电力装备行业拥有2个国家级企业技术中心、4个省级企业技术中心、1个企业博士后工作站,2个国家级检验中心和2个电气研究所,与德国西门子、日本东芝、法国施耐德等世界著名电气企业保持着长期技术合作关系。许继集团累计申请国家专利107项,已获授权的达57项;森源集团累计申请专利259项,已获授权的达160项,在全国同行业名列前茅,拥有完全自主知识产权的DPS―2000高压直流输电控制保护系统、KYNS80―40.5kV交流金属封闭开关设备、VS系列真空断路器、GN系列隔离开关。
3、人才支撑优势
现有从事输变电装备的专业技术人员6000多人,其中硕士以上高级技术人员200多人,博士60多人,博士后10余人,享受国务院特殊津贴专家36人,具有国家突出贡献专家30人左右,省市级专业技术拔尖人才和学术带头人20多人,形成了实力雄厚、独具特色的完备技术人才体系,是国内输变电专业人才最为集中的区域之一。
4、区位优势
许昌市位于河南省中心位置,有“中原之中”之称。电气谷环500公里范围涉及7个省,总人口4.8亿,是我国能源和电网建设的重点区域。电气谷核心区位于许昌――长葛产业带,与京广铁路、禹郸地方铁路、京珠高速、京深、徐西国道相邻,许郑快速通道和规划建设的京广客运专线在此经过,交通运输十分便利。
5、产业集聚优势
中原电气谷内产业配套能力强,区域内具备特高压800kV直流输电控制保护和换流阀、750kV交流输变电控制保护、220kV及以下变压器、中低压开关成套设备及元器件、电能质量等产品研发和制造技术,产品覆盖电力系统输变电、配电和用电的各个环节,横跨一次及二次装备、交流及直流装备领域,是中国输变电装备行业中品种最多、规格最全、综合成套能力最强的产业聚集区,具有电网建设工程的总承包能力。
(二)劣势(Weakness)
1、人才结构有待完善,创新动力不足
创新的载体是高素质的科技型人才。中原电气谷人才结构不太合理,尤其是缺少高层次人才。就创新成果而言,企业人才的创新需求不旺、创新动力不足,企业文化中的创新意识不足,企业科技创新激励机制有待完善。
2、企业融资渠道狭窄,融资成本高
在后金融风暴国际背景下,政府为保障国民经济持续、快速、健康发展,实施稳健的货币政策,信贷规模收紧,导致企业融资渠道狭窄,融资成本高。
3、法律保障劣势
新兴的产业集聚区发展迅速,尽管先后出台了各项法规,但对产业集聚区内高新技术企业的立法还不完善,这样抑制了产业集聚区内高新技术企业技术创新的动力。
(三)机会(Opportunity)
电力装备制造业事关经济社会发展全局,是国家的基础性、战略性产业。今后一个时期,随着我国工业化、城市化进程的加速推进,电力消费呈加速增长态势,电网建设将进入持续高速增长期,为电力装备制造业发展提供了良好的机遇。
1、市场空间
国民经济快速发展为电力装备工业提供了巨大的市场空间,目前,我国已进入工业化、城市化加速推进时期,在消费结构和产业结构升级的拉动下,电力先行策略仍将长期实行,电力弹性系数中长期水平将维持在1.0以上。根据我国“十一五”电网规划及2020年远景报告,仅“十一五”期间,国家就投资1.36万亿元,新增330千伏及以上输电线路6万公里、变电容量3亿千伏安。因此,在未来较长一个时期,为保证电力输送和分配需要,我国电网建设将加速推进,电力装备制造业面临难得的发展契机。
2、政策环境
国民经济“十二五”规划纲要明确提出,加快发展先进制造业,提高重大技术装备国产化水平,特别是高效清洁发电和输变电装备。《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中,明确提出重点开发安全可靠的先进电力输配技术,实现大容量、远距离、高效率的电力输配。《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》,将特高压输电关键设备研究作为重点扶持的16个重大专项之一。国务院出台的《关于促进中部地区崛起的若干意见》明确提出,把中部地区建成全国重要的能源原材料、现代装备制造业基地,为电力装备制造业发展提供了强有力的政策保障。
(四)威胁(Threat)
1、科技创新的风险较高
从创新技术的获取并形成样品到创新产品的维护,这一系列过程都存有较大的风险。自主创新较之模仿创新具有更大的技术风险、市场风险以及资金风险。由于技术的不确定、市场范围的不确定、顾客需求的不确定,还有新产品竞争优势的不确定,产品被接受时间的不确定、资金是否会断裂以及其他不确定因素,创新都有可能导致失败。
2、竞争格局的改变
现代企业的竞争是产业链之间的竞争,在产业链上各企业间要保持高度的协作和融合,只有掌握其关键环节的核心技术,才能保证产业链的竞争优势。而中原电气谷内企业集聚效应的发挥还需要资源的优化整合和协同管理水平的提高。
3、全球经济发展不景气
目前,全球经济正经历着一个低速发展的时期,行业市场也步入了低谷。如何尽快走出的困境,是摆在企业面前的一大难题。
三、提升中原电气谷高新技术企业创新能力的发展策略
综上分析,可将中原电气谷高新技术企业所具有的内部优势和劣势、所面临的外部机遇和威胁构造成SWOT矩阵,并依据“发挥优势因素、克服劣势因素、把握机遇因素、化解威胁因素”的原则,制定相应的创新发展策略。
SO策略:充分利用中原腹地辐射八方的区域优势,借助成熟的产业集群,在政策的引导下,打造自己的创新团队,实现向自主技术和自有品牌的飞跃;WO策略:利用不断完善的资本市场,拓宽融资渠道,不断增加中原电气谷高新技术企业的创新投入和改善企业内部的创新环境,引进高层次的技术人才和先进的技术,与产业集群内部企业以及主导产业企业形成经常性互动,获取有关技术信息、享受技术外溢效应,增加企业活力;ST策略:调动包括政府、企业在内的多方力量,不断完善以产业聚集区内企业为主体的技术创新服务体系,为企业的科技创新行为提供高质量的服务和有效的保障机制;WT策略:形成以市场为导向的经营策略,及时了解市场信息,把握市场机遇;更新管理理念,采用现代化的管理模式,提高企业员工素质,不断培养自主创新精神、强化自主创新意识。
四、结语
利用SWOT定性分析了中原电气谷高新技术企业科技创新的外部环境和内部情形,明确了重点发展方向。但是由于企业所处行业及发展时期的不同,自身条件和受外部环境影响程度的不同,本文认为高新技术企业科技创新应在考虑以上因素的基础上,再结合彼此的实际情况,扬长避短,开拓、把握环境变化所带来的机遇,减少环境变化所引起的冲击,为科技创新做出正确的战略决策。
参考文献:
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④冯志卿. 许继电气 如何战胜跨国公司[J]. 中国投资,2007(09)
⑤孙岚,纪建悦,张志亮.LG自主创新SWOT[J]. 科学管理研究,2007(02)
关键词:抽油机 故障诊断 神经网络
一、前言
抽油机是油田机械采油的主要设备之一,其电能消耗一般能占采油厂电能消耗的20%以上,是采油厂运行成本的主要组成部分,因此,统计抽油机井的单井耗电量,是采油厂日常管理的常规内容。为了更及时的把握抽油机井的用电情况,胜利油田的许多油井安装了带有数据远传功能的智能电能表,实现抽油机井耗电的远程抄表,为机械采油系统的精细管理带来了便利。
二、技术原理分析
2.2 Fuzzy-ARTMAP神经网络模型
神经网络方法是一种具有自学习功能的并行的方法,但在实时的或非稳定环境中,一般的神经网络结构,都存在着所谓的稳定性-可塑性两难问题(stability-plasticity dilemma )
3.3 故障诊断流程
能够表征抽油机井故障信息的远传参数,包括电压均值、电流均值、有功功率均值、功率因数均值、有功功率波动系数,上位机程序能够实时描绘有功功率、功率因数、电流曲线,可以任意查询一年内任何一天的功率、功率因数、电流历史曲线和数据。
根据现场实测数据和相关文献分析【1】【4】,Fuzzy-ARTMAP神经网络的输入端参数除上述参数外还包括有功功率12小时内变动差值、有功功率与上限估计值的差值、有功功率与下限估计值的差值等3个推导量。
神经网络的输出端包括:正常、油泵卡阻、抽油杆偏磨、抽油杆断脱、油泵漏失、皮带打滑,共6种故障,形成逻辑向量,在使用网络前,对其进行初始化,在油井管理日志数据库中,挑选不少于50组该口抽油机井的相关数据,形成初始化训练样本,对神经网络进行训练。模型投入运行后,每月常规油井测试中获取的电参数、示功图等数据也作为训练样本定期对Fuzzy-ARTMAP神经网络诊断模型的相关参数进行修正。
四.应用效果
该技术先后在胜利油田东辛采油厂的14口抽油机井上进行了试验,除停井维护和个别几天极端天气影响导致数据无效外,远程抄表系统运行状况良好,工作可靠。对若干故障信息进行了预警和及时保护,并记录了大量有用的现场数据。具体分析实例入下:
4.1 抽油杆断脱故障分析
井号:Y52X3,时间:2009年4月9日
五.结论:
为了能够解决抽油机井生产过程中的实时故障诊断问题,提出了一种基于FUZZY-ARTMAP神经网络的抽油机井故障诊断模型,并设计了诊断系统的相关软硬件,通过现场使用与诊断实践,证明该系统能够及时发现并诊断出抽油机井的运行故障,并且实现成本较低,便于推广,能够为油田的抽油机井安全高效生产提供可靠的技术保证。
参考文献
关键词:低压电力载波;通信技术;城市路灯;远程智能系统;城市服务质量 文献标识码:A
中图分类号:TP273 文章编号:1009-2374(2017)10-0063-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2017.10.031
近年来,我国国民经济飞速发展,城市化水平也随之不断提高,政府及相关建设单位也不断加大对基础设施建筑的资金投入,故我国城市照明设施处速的完善进程之中。城市道路照明节能是一项较为复杂的系统工程,其涉及到多个环节,例如电子镇流器、控制决策、照明控制管理、光源、监控技术等。此外,城市照明系统在我国绝大不大部分区域内都极为落后,存在着许多突出问题,例如维护困难、安全隐患大等,大大增加照明的成本投入,制约着我国城市化水平的进展。城市路灯远程智能控制的实现具有深远的意义,可以迅速且有效地增强城市照明系统的科学性与高效性,尤其是低压电力载波通信技术的应用不但可以进一步加快城市化进程,而且可以提高照明的稳定性。
1 城市路灯远程智能监控系统的工作原理与结构特性
据相关资料的考察,城市远程智能控制结构上有特殊的要求,针对其特殊性,该系统必不可少的部分为主机和从机单元。主机与从机单元具有众多不同的单元构成,其中显示器、设备、键盘以及微型打印机等主单片机系统在主机单元中较为常见,光电转换单位、设备等从单片机系统则包含在从机单元中。
综合城市路灯远程智能控制在实际中的应用情况,城市路灯控制室内主要安装主机单元,而城市路灯控制箱内则一般安装从机单元。主机单元与从机单元的通信方式一样,即电力载波,数据交换可以通过从机与电子镇流器来实现,进而达到系统正常运转的需求。而主机系统能够结合实际情况执行继电器的一些命令,得到的信息会由相应的从机及时获得。从机经过一定的处理后,又会把信息反馈给主机部分,主机再次处理后可将有价值的数据打印出来。该信息假若真实有效,那么可以断定该路灯受到了一定程度的损坏。假若主机通过程序将所有路灯都开启,操作人员又将地址信息传送给了从机,从而展开巡检工作,此时则能够获得来自从机的有效信息,进而将该信息通过打印机呈现出来。
在对城市路灯远程控制有一定熟悉之后,依据打印的有效信息,相关技术人员可以准确地判断出从机单元运行所处的各种状态,分析从机的线路故障情况,这样可以有效地缓解物力、人力资源所带来的压力,进而促进城市路灯远程智能控制的不断完善。
2 路灯远程监控系统的硬件结构
2.1 主机单元
现阶段实际应用中,8031单片机应用模式在主机系统中较为常见,其主要组成部分包括4位半显示单元、键盘单元、微型打印机。
2.2 从机单元
电压与电流传感器在从机单元经过一定转换,即将光电转换为相应的输出信号,再对信号采取进一步的处理后,接入输入端(A用转换单元),最后再传输至A8T9C51单片机系统内。通过驱动单元,单片机可实现开启与关闭路灯的功能,信息交换则是主要通过单片机的中断过程来实现。
2.3 路灯远程智能监控系统通信方案
传输方案采用单灯接力式,中继的作用可以在每一个传输方案中体现出来,并且不再需要多余的。一般而言,路灯常见的距离在35m左右,进而极大地降低衰减程度,极大地提高信号的信噪比,精确且高效地接受信号。
3 路灯远程监控系统的软件结构
3.1 主机软件设计
为了最大限度地发挥城市路灯远程智能监控中电力载波通信技g的实用价值,在设计系统主机软件的过程中,通常主机的软件一般包括打印程序、显示程序等。结合系统运转的实际情况来看,从机的地址一般采用报表的形式传输给主机,主机再将相关数据自动保存在存储器内;再结合实际情况,将主机的数据包稳定传输。进一步采用微型打印机再将从机地址打印出来,并及时检查电流值与电压情况,假若从机的电流值趋向于0,由此可以推断出从机中的路灯受到了损坏。假若无法精确接受从机的数据包,则可以推断系统内的线路路灯出现了一定的问题。
3.2 从机软件设计
电力载波在城市路灯远程智能控制中的应用,有效地存进了从机软件的设计。结合实际的设计情况,在满足主机实际需求的条件下,从机的软件可以自由控制路灯的开关,并依据系统内的相关标准,巡检采样路灯的电流与电压值,打包所获取到的信息,最后传送到主机,进一步便于城市路灯智能监控中实现相关操作。
4 低压电力载波通信技术的应用优势
传统的城市照明系统存在众多方面的问题,比如管理不够规范、浪费大、人工作业量大、系统总体规划能力不足、缺乏统计查询功能、路灯寿命较短等。
电力载波在城市路灯远程智能控制中的应用,促进了高效且科学的管理模式在城市中的实现,维修效率也极大地得到改善,确保整个城市照明的节电率、设备完好率、亮灯率等,与此同时还要加强系统自检,减少相关人员的工作量,能及时应对正常运转过程出现的各类问题,切实提高城市的整体服务质量与管理效率。
电力载波在城市路灯远程智能控制中的应用方面加强研究,城市照明设施的数据库系统需要尽快建立,从而获得城市照明设施的相关数据,包括各个设施的性能指标与老化程度等;对各个设施的能耗情况进行统计;综合历史资料与现场数据,结合相关的地理信息展示技术,更加精准地掌握照明设施的相关内容。实时检测系统中可能出现的故障,监控所要统计的照明设施,达到精细化地管理各个设施的目的。
现阶段急缺系统的硬件设备与软件接口方面的规范,需要尽快对硬件控制设备的关键技术进行深入研究,进一步约束并限制集中控制器与终端控制器的应用,对通用接口也应当提出更高的要求。电力载波在城市路灯远程智能控制中的应用,是以先进的计算机网络技术、自动检测技术、通讯手段、自动控制技术等为基础建立起来的,它在未来要实现快速精准地控制与管理城市道路照明设施的目的。
5 结语
综上所述,低压电力载波通信技术在城市路灯远程智能监控中的应用会随着我国经济的快速发展而发展,我国的城市化水平也在不断提高,作为完善城市功能的亮化,对于提高人民生活质量与城市人民的居住环境至关重要,这也对我国照明事业的发展提出了更高的要求。此技术的顺利应用可以促进相关从业人员准确地掌握城市路灯的工作状态,及时发现系统存在的安全隐患并排查,保证系统高效运转,从而为发展低碳经济、提高城市的照明品质等方面做出应有的贡献,促进城市照明系统的精细化、智能化与管理信息化,进而为城市带来广大的社会效益与经济效益。
参考文献
[1] 唐桂忠,张广明,赵亚琴,等.城市路灯饰灯远程智能监控系统的设计与实现[J].测控技术,2004,(8).
[2] 吕仲瑜,孟力,李璐.低压电力线载波通信中的抗干扰问题[J].电测与仪表,2003,(6).
[3] 邹常茂,韩庆军.国内智能照明节能电器设备的现状与技术特性[J].节能与环保,2003,9(12).
关键词:电力新能源;战略;生态环境;关系研究
改革开放以来,我国各行业发展对电力能源的生产提出了新的要求,在这种形势下,电力新能源的研究与社会经济建设和生态环境保护的关系成为我国电力行业发展的重要课题。就我国目前电力新能源的发展来看,还存在着很多不完善的方面和阻碍因素。探究我国电力新能源的发展战略,分析我国电力新能源的发展现状,提出合理性的电力新能源发展方向,具有重要的实际意义。
一、电力新能源发展现状探讨
电力作为能源建设的重要组成部分,为各行业的快速发展提供了巨大的能源保障,在构建社会主义和谐社会和发展经济的过程中扮演了重要的角色。在目前的国民经济迅速发展的大环境下,对我国的电力新能源体系进行重组,促进电力新能源发展,具有重要意义。目前来说,电力新能源在发展过程中存在着不少问题。
(一)从电网发展规模上看,各种电力新能源电网数量比较少,规模偏小。只有提供发达的电网技术支持和并网的政策支持,电力新能源的技术才能更好的发展。另外只有提供更高的电网电压,电力新能源产能电力才能更远的发展。
(二)我国目前的风力发电方面积累了大量的经验,风力发电的能力和规模也不断提高,随着风力发电规模的扩大,随之出现的是系统调峰调频的问题,现在我国的系统调峰调频主要依靠煤电,电力新能源的出现对电力系统网络提出了更高的要求,对系统调峰调频的能力和模式也提出了新的挑战。
(三)太阳能作为一种电力新能源形式,目前仍然处于起步阶段,太阳能作为电力新能源,没有被广大社会人士认识和重视,新能源的核心技术被国外垄断,在一定程度上中国的太阳能发展只是为国外企业代工。
二、电力新能源发展的重要意义
电力新能源的快速发展,有这巨大的发展前景,电力新能源的出现不但可以为工业产业提供巨大的动力支持,也会为环境生态的改善起到重要作用,发展电力新能源对于保护生态、改善环境、优化产业结构有着重要的意义。主要体现在以下几个方面:
(一)可以解决能源危机
我国的能源需求量一直都处于世界前列,能源需求在最近几年也都一直处于上升趋势,能源结构也需要不断调整完善。电力新能源作为新兴的能源供给方式,虽然目前不是主流的供给方式,但是有巨大的发展潜力。电力新能源在今后有可能成为我国能源供给的主要方式,也可以有效的缓解我国旧的能源模式供应紧张的状态。
(二)有助于节能减排
目前我国的能源结构以石化能源为主,石化能源在利用的过程中会产生废水、废气、废渣等污染物。电力新能源的发展,不但可以减少这些废弃物质的排放,也可以减少石化产品的开采量,减少大气污染的程度。
(三)可以保护生态环境
目前我国北方地区主要以煤炭等取暖,会造成环境污染和雾霾天气。在所有的污染物源头中,电力生产时主要的原因[1]。通过电力新能源的发展,可以极大的满足社会的电力需求,也可以减少各种污染物的排放,改善环境质量和减少雾霾天气的出现[2]。电力新能源已经成为电力行业发展的重要趋势,也将成为我国经济出现可持续发展的重要方式。
三、电力新能源发展战略探究
针对目前我国在新能源开发以及利用方面的构思以及设想,笔者根据多年的工作实践经验,提出了几条发展我国电力新能源的战略。
(一)开发燃煤发电技术。今后我国在发展燃煤发电技术方面应该努力做到主要以高效低排为核心,严格的按照我国的新能源开发与利用的规章制度进行,同时努力学习国外先进的燃煤发电技术,在国外先进技术的基础上进行创新,进而提升本国燃煤发电技术。
(二)大力发展水电。水力发电也是我国发展新能源的重要途径,也是我国社会经济实现可持续发展的关键。但是,在实际的水电发展过程中,需要充分的考虑到水电工程建设以及水库移民、周围环境保护等多方面的因素。在对这些因素充分考虑的基础上发展水电,才可以取得良好的效果[3]。
(三)大力发展核电。根据中国现有的核电技术,想要在此基础上进一步发展核电产业,要求必须达到规模化应用,保证核电的正常持续运行[4]。要建立起一套完善的核电科技和产业体系,强化大量专业人才的培养,为完善科技与产业体系建设提供技术支持,从而提高我国核电开发以及利用效率。
四、结语
综上所述,就我国现状来看,能源问题越来越突出,制约着社会主义现代化建设的进行,严重影响着社会主义和谐社会的构建,迫切需要采取有效的措施,构建可持续发展的能源体系。尽管我国在开展电力新能源开发利用方面做出了重大的突破,但是在实际的电力新能源开发利用中,还是有些问题需要进一步注意。为此,我国有关部门需要进一步研究电力新能源开发利用存在的问题,创新电力新能源开发利用策略,为我们全面构建社会主义和谐社会奠定基础。
【参考文献】
[1]蒋坤云.论电力新能源与生态环境的关系[J].资源节约与环保,2013(02).
[2]连矗杰,王璐.新时期我国电力新能源产业发展对策分析研究[J].经营管理者,2013(11).
2012年对于过去十年高歌猛进的新能源而言,是一个旋律低回的间章。年初,法德两国就先后宣布将大幅削减FIT(Feed in Tariff)的补贴额度,美国的新能源行业则一直处于对罗姆尼如果当选后可能取消补贴的担忧中,而欧美对中国新能源行业进行的双反则让去年还蓬勃兴旺的中国新能源行业危机重重。
除此之外,德国风电的容量系数过低、德州出现的风电选址不合理带来的问题和各国的弃风等现象,都表明了依赖现有新能源鼓励政策框架形成的新能源发电和技术市场已经陷入了困境。
现行的新能源政策框架体系在过去一个时期成功地鼓励了新能源在电力系统中的使用,培养了一批有一定竞争力的新能源企业,推动了新能源发电技术的研发进程,触发了新能源发电产业自我提升持续发展的引擎。但是也因为补贴对象覆盖不够全面,补贴设计有所缺陷等问题,使得新能源发展动力十足,而电力市场供需两旺但电力系统消化能力却有限。
面对上述问题,一些业内人士开出了加大补贴、强制要求电网全额消纳的药方。但这个药方似乎不仅不能治病,甚至还能要命。
被扭曲的市场信号
从京都议定书签订以来,对全球气候变化的担忧促使不少国家都制定了一整套的鼓励使用新能源的政策体系。经过近十年的相互借鉴和影响,这些国家和地区的新能源政策鼓励体系具有了相同的框架和类似的内容。
总结起来,这套框架是以扩展新型能源在电力市场中的份额为目的,以补贴新能源发电价格为手段,鼓励和推动新能源发电技术的进步,促进新能源发电的成本下降,提升新能源产业在整体电力市场中的竞争力,兼顾大规模入网发电技术和分布式自用装置技术,从而实现发电端和消费端的双重激励,促进新能源产业稳定快速发展。
为保证新能源在电力市场中的份额快速和稳定增长,许多国家设定了“新能源份额目标”。例如德国计划在2020年让新能源份额扩大到35%,而美国的加州则将目标设定为33%。
设定这一目标,主要是由于目前新能源的成本还很高昂,光靠自身的实力,无法与传统能源相竞争,必须通过保障性的标准设置来保证其市场份额。事实上,“新能源份额目标”是目前整个国际新能源政策框架的核心,它起到了明确政策目标,订定考核标准的作用。而其他相关政策,都是围绕它展开和设计的。
为了实现“新能源市场份额目标”,各国政府在过去一个时期的政策思路是,一方面投资新能源发电技术的研发,一方面补贴新能源发电的价格。对技术研发的投资主要集中在如何降低发电成本的研究上。
补贴价格的政策常以三种形式出现。第一种形式是政府直接给予新能源发电方以价格补贴。有的国家是给予新能源发电方一个高于市场价格的固定上网价(Feed-in-Tariff);有的国家则是在电力市场价格的基础上加上一个固定的补贴额度。
第二种补贴形式是保障入网政策,或称强制全额消纳,这一政策豁免了新能源发电企业稳定供电的责任。在欧美的电力市场上,发电方需要提前24小时提交发电量核准申请,而在即时市场(the real-time market),发电方必须按照被核准的发电量发电。为避免风电和太阳能发电企业因为其不确定性所可能带来的损失,大部分国家和地区允许风电和太阳能的发电方不必提前提交发电量申请,并保证所有由风电和太阳能产生的电力能够在不损伤电网的前提下全部入网。
这一政策的本质,是免除了风电和太阳能发电方的预测责任,而由政府来承担由于风电和太阳能的不稳定性而造成的损失。这样一来,就降低了风电和太阳能的成本。
第三种补贴形式是绿色许可制度(Green Certification),这种制度被认为是一种通过市场化机制有效配置资源的灵活补贴政策。这一政策中,新能源每发一度电就会获得相对应数量的许可;而政府规定每一个发电厂必须有一定比例的发电来自于新能源,如果一个发电厂是依靠化石燃料发电的,则它可以向新能源发电厂购买相应比例的绿色许可证。绿色许可制度通过市场机制由火电厂等化石能源发电方补贴绿色能源发电方,避免了政府直接拨款,因而被不少国家和地区采用。无论哪一种补贴策略,实质上都是帮助新能源发电方降低发电成本,使其更具竞争力。
上述三种补贴常常被同时执行,总体而言,目前的政策设计集中在促进新能源发电技术进步,降低新能源发电成本这一目标上。而这一系列的政策也在过去10年的时间内,显著促进了新能源发电技术的进步,使得风电和太阳能等发电技术成本明显下降,装机容量扩充速度惊人,在发电市场所占的份额也逐年提升。
新能源政策需转向
然而,随着新能源在发电市场的份额逐渐扩大,这一政策体系的缺陷也渐渐显露。
这个政策体系最大的缺点,就是忽略了新能源发电成本不等于应用成本,政策设计抹去了市场价格信号对选址、生产的指导作用,进而失去了正确激励新能源发电过程中所有环节的不同技术进步的能力。
FIT政策彻底抹去了电力市场价格由于供求、电网运输损失和无力限制等产生的波动,使得新能源发电企业选择风大但远离居民和工业聚集地的地方建厂、在风力资源丰富但电力需求低的夜间发电。
而保证入网政策或强制电网全额消纳新能源,则豁免了新能源发电企业的稳定供电责任。这样的做法,忽略了新能源也有无效率的产能这一事实,一些本该被“弃”的风接进了电网,这不仅给电力系统其他参与者造成了损失,还对新能源发电和利用相关技术的协调进步和可持续发展产生了负面效果。
这不仅会造成所有补贴都集中资助能源转化和发电技术、其他相关重要技术缺乏足够激励的问题,还会在其他技术市场产生劣币驱逐良币的效果。
由于风电太阳能等能源的不稳定性和不可控性特质,其利用成本不仅仅包括了装机成本和发电成本,还有对电网调度和使用快速备用机组、添置储能设备等带来的成本;而后者目前要远远高于前者,已经成为阻碍风电太阳能使用的最大障碍。而豁免新能源发电企业的稳定供电责任,使新能源企业没有动力研发更精确的预测预报技术,而政府提供的补贴——无论装机补贴还是FIT——都无法扶助到储能、快速爬坡机组等技术的研发。
现行的新能源鼓励政策框架体系使得新能源的发电能力快速提高,但是电网的接纳能力却没有明显的进步。这就造成了许多过去几年新增的装机容量无法完全的接入电网,充分发挥供电的作用。
无疑,新能源入网的整合技术、新型的电网控制技术和调度技术发展速度不够,已经成为制约新能源电力发展的主要因素。只有让新能源发电企业承担起稳定供电的责任,重新设计该情境下的有针对性补贴机制,纠正现有机制对价格信号的扭曲,才能从根本上消除价格扭曲造成的资源无效率配置的问题,也才能使新能源发电和利用的各个环节上的相关技术得到合理的补贴。
电力能源是现代社会能源资源的重要组成部分,在我国社会现代化建设中占有举足轻重的作用。在能源可持续发展趋势下,电力能源的发展与和谐社会的构建也有着密切的联系,迫切需要采取有效措施对电力能源体系建设进行科学管理,以促进生态环境保护目标的实现。其中,电力新能源产业建设是解决能源危机、环境以及通货膨胀问题的有效手段,有利于推进社会主义和谐社会的构建。就我国目前电力新能源发展的现状来看,能源可持续发展体系的不完善使得我国电力新能源发展过程中存在着诸多问题:就风电而言,我国规划的风电基地所在地区电网规模偏小,需要依托更高电压等级、大规模远距离输送。这就使得复杂的电网技术和经济问题普遍存在,给电力新能源发展造成了极大的阻碍。大规模发展风力发电,导致了系统调峰调频问题的出现。目前,我国系统调峰主要依靠煤电。而新能源的大规模开发,对于电力系统要求也不断提高,使得系统调峰面临更加严峻的考验。太阳能发电技术的发展缺乏社会的支持。作为一种新型电力能源技术,太阳能发电的实施尚处于起步阶段,并未深入人心,被广大人们所接受。这就使得太阳能发电技术的发展过程中缺乏社会的支持,各项研究和应用活动受到了严重制约。电力新能源核心技术被国外垄断。目前,中国的光伏产业“两头在外”知识产权掌握度不高,实质上是受制于国外研发企业为其“代工”。这就造成了技术应用存在障碍的问题,使得电力新能源发展缺乏先进有效的技术支持。
造成我国电力新能源发展问题的原因
目前,电力新能源作为我国电力行业发展的新方向,已受到相关部门的高度重视,并取得了较大的发展。但由于起步相对较晚,能源可持续发展体系的建设尚不完善。面对我国电力新能源发展中存在的问题,要求必须从根本上明确影响我国电力新能源建设的因素,从而促进我国电力事业的可持续发展。据相关调查显示,造成我国电力新能源问题的原因主要表现在我国新能源开发缺乏统一规划,无序开发甚至开发过度;行业标准不完善问题日渐凸显,并严重制约新能源发展;政府相关政策不够完善,社会支持力度不够或无力支持;管理体制不完善。
我国加强电力新能源发展的战略分析