新能源电力设计范例6篇

前言:中文期刊网精心挑选了新能源电力设计范文供你参考和学习,希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感,欢迎阅读。

新能源电力设计

新能源电力设计范文1

关键词:新能源;节能动力汽车;电工电子设计

中图分类号:S611 文献标识码:A文章编号:

1电工电子设计技术与汽车节能

1.1汽车供油系统节能电工电子控制

现阶段在汽车发动机供油系统中,利用电子控制技术实现了发动机供油量、喷油压力、喷油率自动调节的精确控制。多点式的电子控制燃油喷射技术实现出喷油量与喷油定时的自动控制,并可以保证最佳的喷油速度。现在新型汽车多数采用的都是电控喷射系统,发动机的燃油经济性得到大幅提升。此外,电工电子控制系统可以实现对喷油大压力的精确控制,所以当发动机处于低速状态时,喷油压力会升高,从而减少了排气烟度;利用电子控制技术控制喷油率,可以实现着火前少喷油、着火后多喷油分层燃烧的技术要求。引外,电子电工控制系统还实现了发动机度与加速度的最佳配合度,可以在保证工况要求的前提下将排放烟度控制在最低水平,并降低油耗。与传统的化油器相比,燃油电子喷射系统大幅提高了燃油计量的精确度,从而大幅提升其经济性与动力性能。

1.2汽车电工电子点火节能系统

汽油机属于点燃式发动机,其利用电火花点燃混合气体进行点火,传统技术是利用点火系统中的机械式白金断电器来实现,这种断电器基于高速运转状态时,容易被磨损并烧蚀,从而导致发动机发生失火、动力性能下降等问题。采用电磁式或者霍尔式无触点断电器可以彻底解决该问题,并且降低了发动机维修的机率。可以说现代高性能的汽油机全部采用的是电子控制的无触点点火系统,采用传统的机械式点火系统时,如果发动机处于高速运转状态会出现断火问题,而电工电子点火系统不存在这种现象,提高了点火能量与燃烧速度,不仅可以大幅降低发动机的燃料消耗,而且对汽车的加速、动力以及排气净化性能也有明显的改善,此外,用户长期采用电子点火装置可以保证发动机一直处于高质量的点火状态。

1.3汽车电工电子设计趋势

汽车电工电子技术从开始的真空管、晶体管、集成电路,到后来的大规模集成电路,再到如今的计算机技术,汽车控制系统从局部控制技术发展为整车系统的控制设计,其电子技术也体现出信息化、智能化、交通控制网络化的特点,现代的高级轿车可能会装设几十个微控器、上百个传感器,所以从某种程度而言,汽车电子电工技术的发展程度也是衡量各国汽车工业发展水平的重要标志之一。电子电工技术在汽车领域的广泛应用提高了汽车的经济性、安全性与动力性,而且对汽车行驶的稳定性与舒适性有明显改善;此外,还降低了燃油的消耗,提高了汽车产业的环保性。

2研发新能源节能动力汽车及优化

2.1新能源节能动力汽车

现在出现的新能源节能动力汽车多种多样,下面简单介绍其中几种:

第一,甲醇发动机汽车。甲醇是煤与天然气作用下的产物,其具备燃烧速度快、燃烧地程中无烟、无焰的特点,其热值仅为汽油的二分之一。并且与石油相比,全球的煤资源相对更加丰富,根据现阶段的能源消耗水平来看,还可以使用很长一段时期。所以在发动机燃料中,甲醇的发展前景十分看好。现在在点燃式发动机上完全可以燃用甲醇,并且基本上无需对原发动机做较大改装,只需更换燃油系统的个别密封件即可。不过对于压燃式发动机而言,还是需要一些特殊的技术。

第二,天然气动力汽车,天然气是油气田与气田的产物,其在全球的贮量也相当大。在发动机中采用天然气作燃料的技术已经相当成熟了,其最大的特点就是污染物排放低,并且天然气不会对油产生稀释作用,所以可以有效延长发动机的使用寿命,降低汽车噪声。

第三,电动汽车,这种汽车的动力来自于电能,而很多方法均可以产生电能,比如火力发电、水力发电、风力发电以及核电等等,现在比较常见的电动汽车包括纯电动汽车以及燃油与电能混合动力汽车。电动汽车最大的特点就是零配件少,生产工艺比较简单,因此其制造成本仅为内燃机车的几分之一,不过其发展最大的瓶颈在于蓄电池的容量问题。

第四,太阳能动力汽车,相对于其它能源而言,太阳能取之不尽、用之不竭,而且其清洁度最高。太阳能动力汽车利用太阳能电池进行电能的存储,然后通过储存的电能驱动汽车,所以其本质也属于电动汽车的范畴。对于太阳能汽车而言,最大的瓶颈在于太阳能电池的转换效率。

2.2汽车节能优化

具体而言可以从以下几个方面实现汽车节能的优化:第一,减轻车体的重量,汽车处于空载状态的油耗比重很大,所以可以通过减轻车体重量实现节能的要求,据相关数据显增,车体重量降低10%,节油量可以达到8%左右。现阶段出现的新型材料大幅减轻了车体的重量,比如采用轻型有色金属取替钢铁,常见的有铝合金与镁合金等,也可以用塑料取代钢铁等。第二,减少行驶阻力,汽车在路面行驶过程中遇到的阻力来自于两个方面,一是空气阻力,另外一个则是滚动摩擦阻力。以一般车速行驶时,空气阻力会消耗发动机25%的功率。除了外部条件外,车体的外型与空气阻力也有着密切的关系,现代汽车的造型均向着更加完美的、流线型造型方展,不仅大大增加了汽车的美观性,而且可以有效减小行驶过程中的空气阻力。第三,进一步优化节能汽车空调,现在的汽车空调的制冷方式多为蒸汽压缩式,发动机轴驱动压缩机,空调处于开启状态时,会降低发动机约10%的功率,而增加15%的油耗。新型的高效压缩机会慢慢取代传统的往复活塞式压缩机,比如变排量斜盘式压缩机可以节能30%,其有可能成为未来汽车空调的主要机型。

3讨论

随着科学技术的发展,必有其它能源替代将要枯竭的石油,从过度依赖石油转向能源供给多元化。目前我们要大力依靠科技进步,引进和借鉴国外先进技术和科学经验,相信会有更节能、更环保、更先进的动力机汽车出现。

参考文献:

新能源电力设计范文2

随着全球一体化的不断加深,经济的不断发展,电力能源的使用也在不断的扩大,为了提高能源的使用效率和能源的开发利用,我国进行了大规模的新能源电力开发,风能和太阳能是现如今最优潜力的电力新能源,也是使用比较广泛的能源。

1新能源电力系统的相关内容

1.1新能源电力系统的性质

新能源电力系统具有不可储存性、不稳定性和不可约束性。新能源中,风能和太阳能的发电频率具有不稳定性的特点,受外界的干扰比较强,在这种情况下,只有大规模的新能源电力接入到电网中才能使电力系统趋于平衡,稳定发电。

1.2大规模新能源电力发展的现状

能源的紧缺是世界各国在发展过程中需要面临的一个问题。关注能源紧缺、关注新能源发展和治理能源污染也是各国在经济发展过程中需要考虑和研究的主要问题。面对现今社会的发展形势,只有降低能源消耗、减少污染、保护环境才能适应我国可持续发展的道路,新能源的开发实现智能化电网是我国进行大规模新能源电力发展的需要。解决新能源的电力的消耗问题和系能源电力系统运行的稳定问题是提高电力系统可靠性、实现高效利用的途径之一。大规模电力系统在发展的过程中存在一些问题,主要表现在系能源电力系统的电源结构不够完善的,不能适应新能源系统不稳定的特点,另一方面是开发新能源的投入成本比较高,但是利用率却比较低缺乏经济性。

2提高大规模系能源电力安全高雄啊利用率的方法

2.1发电技术的应用

新能源的发电技术可以有效的提高能源的使用率,对电网运行的安全性进行保护。新能源发电的过程中,设备的投入比较大但是发电机的容量通常比较小,这样对能量的转换效率就比较匮乏。在这种情况下,只有对能源发电的原理进一步的研究、创新,采用先进的发电技术和设备进行发电才能减少相关的成本和费用,使新能源发电系统的经济性有所提高。新能源发电系统具有随机性的特点,这种随机性在控制上很难把握,给新能源电力的使用造成了消极的影响。只有不断的改进技术,完善新能源的使用,改进发电功率的分配政策才能提高功率的控制水准。在新能源电力系统的抵用方面,其很容易受到电网的干扰,电压的耐受能力不高,这样电网的安全性受到了威胁。在这种情况下,我们要充分的对新能源电力系统的特点和性质进行全面的了解,从而保障电网的安全运行。

2.2优化电网结构,创新输电的方式

优化电网结构,使大部分的电源满足新能源电力系统的发展要求是对能够有效的提高新能源的电力安全高效的使用率而服务的。在方案上要采取多元化的解决方案,相互补充,相互支持,利用电网实现多种能源的利用。对能源储存方面的控制能够保障电力系统的能量的平衡。输电方式的革新有利于提高电网的输电能力,实现资源的优化配置

2.3加强电网的安全防御工作

新能源系统的使用要符合发展的要求,尽量在运行的过程中减少问题的出现,保障新能源电力系统能够正常的运行,这就需要加强电网控制和安全防御的工作。电网输送率提高的前提是做好电网的有效控制和安全防御工作,突破电网的输送极限,为新能源电力系统的安全有效运行带来积极的徐进作用。21世纪,经济全球化的发展,计算机科学技术的不断发展,使计算机科学技术遍及到社会发展的各个领域当中,电力行业也需要注入计算机技术的能量。电网的建设向着智能化的方向发展,电网的建设过程中计算机信息量越来越大,需要的数据越来越多。计算机科学技术的加入,使新能源电力系统的运行更加的稳定、有利于各方面对电力系统的控制同时提高了电力系统的安全防御指数。

2.4提高能源储存率

能源的消纳问题是大规模新能源电力发展的重要问题,只有有效的进行就地消纳才能使新能源电力系统的消纳能力有所提高,从而加强对电力系统的控制。这些问题的解决有利于保障电力系统运行的相对稳定性。能源储存技术的革新是解决平抑问题的关键。在电力系统运行过程中受到干扰的时候,能够充分的发挥能源储存技术的优势,控制能量保障电力系统的正常运行。

3新能源电力系统基本问题的解决

3.1新能源电力系统的协调问题

新能源系统具有再生性和可操作性,也同样具有延迟性。传统的电力能源系统是多中电力系统的相互配合完成电力的输送,新能源电力系统也需要建立多个系统的相互协作来实现互补和协调控制。

3.2新能源电力系统的安全保障方法

以风能和太阳能为核心的能源是新能源电力的主要来源。这种能源系统常常是在人烟荒芜的的地区进行,地点的分布上没有统一性和规律性。新能源电力系统的发展和研究时间还比较短,在运行过程中容易出现种种问题和故障,甚至造成瘫痪,对于这种情况,我们就要对新能源电力喜用的安全问题进行保障。新能源电力系统安全性的构建主要在与对系统进行定期的安全检查和系统排查,完善监督管理体系,建立一整套安全、有效的质量监控系统和设计检查方案,在出现问题的第一时间进行报告和检修。

4总结

新能源电力设计范文3

【关键词】新能源;战略;技术;基础设施;法律

引言

2012年末以来,雾霾天气几乎已经成为了中国环境承载能力达到极值的一个标志。其根源一方面是近三十年以来,中国能源供应尤其是电力供应严重以来煤炭、石油、天然气等对环境破坏严重的化石能源;另一方面则是传染燃油汽车数量无节制地增长,尾气排放无度。车辆电力化和能源清洁化是当前的主流发展趋势。在“福岛”核电事故之后,核电的潜在危险性逐渐被认识,各国发展核电的态度都趋于谨慎。因此积极促进风能、太阳能、地热能、海洋能、生物质能等新能源用于电力生产供应,是重构能源结构,增强环境保护,促进经济社会转型发展的战略选择。尽管在国家大力支持、环境压力和社会期盼之下,中国新能源发电已经取得了长足的进步,但是仍然在战略规划、产业核心技术、基础设施建设、法律保障、生态保护、政策支持等方面的存在现实:

1 中国新能源发电存在的主要现实问题。

(1)中国新能源发电产业发展缺乏明确详细和可操作性强的国家级战略规划。目前,国家级的新能源发电规划思想主要见于重要会议的领导讲话以及能源产业整体部署中,不同时期的表述相互间有较大幅度地调整,尚未完全形成独立、系统和全局性的体系。同时这些规划思想主要集中于国家宏观层面,与地方自身的规划之间的协调性不足,指导性不强。并且就电力这一行业而言,由于自身内部系统性强的特点,其与电网规划、电力消纳市场连接等相关因素也存在脱节的情况。

(2)中国新能源发电产业发展缺乏一流核心技术。新能源发电是科技密集型产业。风力发电对发电机、轴承、变流装置和控制系统,高度体现材料科学、机械工程学的水平,目前国内风电核心技术主要依靠西欧国家。太阳能光伏核心技术是提炼晶体硅,目前国内企业常用技术生产晶体硅的过程高耗能高污染,清洁的技术为日本企业保留。没有领先世界的一流核心技术,是制约中国新能源发电产业长远发展的最根本原因。

(3)中国新能源发电产业发展缺乏强有力的基础设施支撑。中国对于电力需求大的区域主要集中于东部,特别是人口密集的京津冀、长三角、珠三角,但是中国新能源集中区域却并不在此。中国风能优势明显的区域主要集中在华北的内蒙古、西北的新疆和甘肃以及东南沿海的群岛上;太阳能优势明显的省份则是新疆、、青海、内蒙古等区域;地热能和海洋能分布区域也较为狭小;只有生物质相对较为集中在东部城市和中部省份的农业区域。可见新能源集中在人口稀少区域,与能源主要需求地有较大的时空距离,目前明显缺乏输电基础设施将两地连接起来,新能源发电并网难消化难。

(4)中国新能源发电产业发展对特殊区域的环境保护压力较大。前文已述,中国新能源主要集中在新疆、、青海、甘肃、内蒙古等环境承载能力较弱的区域。新能源发电及配套,需要大批建筑力量,大型机械设施在大面积的无人区、少人区和自然原始区域新建大型设施,特别是在青藏高原,这样的建筑工程极易对动植物生产环境造成破坏,自然恢复力弱,恢复过程漫长。

2 中国新能源发电产业发展的对策建议。

(1)科学、详细地制定中国新能源发电产业发展的国家级发展战略。首先,应当由国务院牵头各国家能源主管部门对当前的中国能源构成结构实际情况充分调研,特别是围绕能源主要需求区分布和容易投产的新能源区域,科学制定传统化石能源与新能源如何衔接过渡统筹调用的计划。要制定明确的,稳定的,详细的中长期发展战略目标。要具体到省、市、县区域,做到“全国一盘棋,全国一张网”,以实现中央与地方、东部与中西部、能源产地与消纳市场、发电与输电四大层面的协调统一,特别是要规划好各个新能源领域里的大型集团的建设计划。

(2)加大科技投入,谋求国内掌控新能源发电的核心技术。由国家牵头,采用特事特办的形式,提供专项财政资金或低息贷款,把新能源发电相关的科研产业纳入国家科技发展规划,集中国内能源产业的科技研发力量尽快突破技术壁垒,争取国内企业能掌握新能源发电的全流程各项尖端技术,打造国家级的新能源研发集团、研发实验室和产业平台,增强中国在新能源发电产业的核心竞争力。

(3)强基固本,全力推进新能源产业基础设施建设。一方面继续开展我国新能源分布的基础性专项调查,着重于量化、细化、方位化我国新能源资源,做到“底数清、情况明”;另一方面要大力推进特高压输变电工程等电网基础性工程的建设,特别是要尽快打通连接新疆、新能源富集区域与东部能源主需求区之间能源“高速路”,让新西北、西南的能源优势化为经济利益,从而进一步推进新能源发电产业的成长。

(4)高度重视环境和生态保护。从新能源资源的勘探开始,特别要从新能源产业大型企业集团的规划设计开始,就要始终树立“环境保护为先”的理念,全过程管控与实时监测有机结合,积极主动引入社会监督,努力把污染物排放对环境的影响降到最低点。

3 结语

在经济快速发展,社会逐渐转型和矛盾日益凸显的当代中国,能源产业的继续发展直接关乎中国的国计民生、国家安全,更多地依靠新能源发电是必由之路,而要掌握好新能源这柄“双刃剑”需要更科学的态度,更谨慎的选择和更全面的策略。

参考文献:

[1]杨亚军.“电荒”呼唤新能源发电时代.中国改革报,2008.02.15.

[2]欧阳昌裕,关于新能源发电发展的若干思考.在2012年经济形势与电力发展预测会上的讲话.

[3]欧阳昌裕,《加快形成新能源发电发展新机制》,中国能源报,2013.01.07.

[4]冯华,马璐,冯彪,农村新能源发电发展现状、问题和对策研究[J].电网与规划,2013(08).

新能源电力设计范文4

目前通过物理模拟实验的方式,对大规模新能源进行系统研究的文献较少,且现有物理实验多受条件限制。文献[9]模拟风光互补发电系统,但发电过程中新能源比重小,难以模拟大规模新能源接入对区域电网的影响。文献[10]介绍了小型风光互补系统的组成、并网与监控,但未涉及风光间的协调控制。文献模拟了混合发电系统并网与独立运行的过程切换,但系统的波动性并未充分考虑。文献依托国家风光储输示范工程,分别对风光储联合发电的容量配比、无功补偿配置、调度运行原则和协调运行进行了研究,但设备成本高,实验室难以实现。当前新能源电力系统的物理模拟实验存在以下问题:1)实验机组容量小,难以准确模拟机组对电网运行特性的影响;2)模型结构过于简化,难以展现具体动态过程;3)研究对象单一,缺乏对新能源“多源”系统协调控制模拟。由此,设计“风、光、储、输”一体的新能源电力系统物理模拟实验平台,对研究大规模可再生能源接入电网等技术问题具有重要意义。

2新能源系统物理模拟实验平台构成

新能源电力系统物理模拟实验平台采用模块化设计,通过切换盘对系统进行组态,可形成不同类型的实验系统,满足不同研究的需要。图1和图2分别为物理模拟实验平台构成示意图和主体实物图,如图1所示,实验平台构成主要包括风力发电模拟系统、光伏发电系统、储能系统、输电网物理模型、新能源发电等值系统等12个模块。

2.1传统动态模拟系统传统动模发电系统由不同容量机组构成,包括5kVA、5.5kVA、6.25kVA、15kVA、30kVA机组,如图3所示,通过控制器模拟汽轮机、水轮机、柴油机等机组发电特性。传统动模机组除可独立并网运行模拟各种典型发电机及其并网控制系统特性外,还可实现发电机转子、定子匝间短路,进行发电机保护、故障诊断等方面的研究。

2.2风力发电模拟系统风力发电模拟系统由4套10kW风电机组实验系统构成,包括全功率驱动异步风力发电机组、双馈风力发电机组、永磁同步风力发电机组和大型风力发电机组缩比模型,如图4所示。模拟系统在机械特性、电气参数和并网控制技术等方面和大型风力发电机组保持了较高相似性。风电机组除可独立并网运行模拟各种典型风力发电机及其并网控制系统特性,还可组合后以风电场/群形式并网,从而可进行多风电机组或多风电场的调峰、调压、调频等协调控制策略研究。图5是以大型风力发电机组缩比模型为例的实际运行功率曲线,系统启动后进行发电实验,初始风速为3m/s,然后提高至5m/s,最后至8m/s。如图5所示,风速5m/s时发电机有功功率为2.3kW,风速8m/s时有功功率阶跃至6.71kW。

2.3光伏发电系统光伏发电系统由4套光伏子系统组成,分别是5kW单晶硅光伏发电系统、5kW单晶硅寻日光伏发电系统、10kW多晶硅光伏发电系统和10kW薄膜光伏发电系统,如图6所示。其中包括一组寻日光伏发电系统,以模拟不同的阳光照射角度对光伏发电系统的影响。发电系统既能够离网运行,又能够接入电网、微网运行,且考虑了发生孤岛运行时的反孤岛策略。图7是以多晶硅光伏发电系统为例的实际运行有功曲线。取2012年4月27日的发电功率数据进行分析,如图7所示:7:56分系统启动,随着光照辐射的增强功率逐渐上升,12:49达到最大值7.15kW,随着光照辐射的减弱功率逐渐下降,在15:51至17:20之间光照多次被云遮挡从而出现明显的功率波动现象,18:00系统停止运行。

2.4储能系统储能系统由储能部件、辅助能源控制柜、监控终端构成,其中电池储能元件包括:铅酸电池、钠盐电池、液流电池、锂离子电池四种蓄电池。储能系统可配合风力、光伏发电系统实现并网与离网相互转换的平滑过渡;改善电能质量,平缓单个负荷的投入和退出引起的电压、频率波动;研究不同的储能元件运行特性,以及多类型储能系统的协调控制技术。图8是以铅酸蓄电池为例的实际运行效果,系统初始状态为充电状态,功率为-0.45kW,在6个时刻分别设置放电功率为1kW、2kW、3kW、4kW、1kW和0kW,从功率曲线可以看出放电功率能跟踪参考值。

3平台实验设计与功能应用

新能源电力系统物理模拟实验平台可以根据输配电网的需要自由改变结构,硬件上达到了“即插即用”,可以为新能源系统的研究提供支持。新能源的并网和消纳是限制其发展的关键技术问题。系统调节能力、并网运行技术、电网输电能力、调度运行水平等因素决定了在现有客观条件下,能否实现新能源发电的最大化消纳。针对新能源消纳应用本实验平台,设计实验方案如下。

3.1并网运行与稳态暂态特性实验平台通过切换接入电网的机组,可模拟传统电源(火水)与新能源(风光储)消纳运行、新能源(风光储)间的互补运行;通过平稳改发电侧功率输出、负载侧功率,研究系统稳态特性;通过并网、瞬时改变负载容量、故障模拟等,研究新能源电力系统的暂态特性。实验平台可逐层深入地研究新能源电力系统运行特性以及互补方案,探究合理的多源互补发电比例。

3.1.1实验方案本文以IEEE3机9节点典型电网模型为例,模拟火、水、光电机组连网运行,如图9所示,设计实验如下:a、实验接线图如图9所示,正确设置断路器,依次使火、水电机组连网运行;b、调节电压、频率满足同期条件,将光伏发电系统并网,记录主要节点的电压U、频率f;c、瞬时减少光伏电池组出力,记录主要节点电压U、频率f、各机组出力的变化过程;d、启动负载侧电动机,记录主要节点电压U、频率f、各机组出力的变化过程;e、分析变化前后机组运行状态,研究系统稳态特性;分析变化瞬间机组运行状态,研究系统暂态特性。

3.1.2实验结果与分析实验主要观测量包括:水电机高压侧母线1电压Ubus1、电流IG2,火电机低压侧母线9电压Ubus9、电流IG1a、IG1b,光伏电池组低压侧母线3电压Ubus8、电流IG4。光伏出力改变的实验结果如图10和表1所示。图10为光伏减少各机组出力变化过程,在t=0至0.75s时,系统处于稳态,各机组电压电流保持恒定;t=0.75s时,光伏系统出力突然减少6kW,电流减少46.9%,系统启动自动调节,火水电机组电流振荡增加;t=1.4s时,系统重新恢复稳态,由表1可知与扰动前相比,电压基本保持稳定,水火电机组电流增加68.9%、105.9%、87.1%。可见,系统具有较强的消纳能力,当新能源出现较大波动时,火水电机组能够快速调节,维持系统稳定。电动机负载启动时的实验结果如图11和表2所示。图11为电动机启动各机组出力变化过程,在t=0至0.8s时,系统处于稳态,各机组电压电流保持恒定;t=0.8s时,负载侧1台3kW电动机启动产生扰动,系统启动自动调节,火水电机组电流振荡增加;t=1.5s时,系统重新恢复稳态,由表2可知与扰动前相比,电压基本保持稳定,水火电机组电流增加169.6%、54.1%、70.8%,光伏系统保持最大功率跟踪,电流基本稳定。可见,系统具有较强的调节能力,当负载侧出现较大波动时,系统能够快速调节,维持系统稳定。此外,可在电网不同位置设置不同类型的故障,研究新能源机组接入对电网短路容量、故障时动态特性以及故障解除后机组恢复能力的影响。

3.2电网传输对跨区域消纳的影响电网传输能力是限制新能源跨区域消纳的重要因素之一。利用实验平台,通过搭建输电网络,可模拟不同电网结构、输电方式,研究电网传输对跨区域消纳的影响,分析联络线输送容量、联络线调整周期、联络线输送方式等具体因素对新能源消纳的影响,探究合理的跨区域消纳策略。本文设计实验研究跨区域新能源电源消纳,接线如图12所示,电网模型采用两个IEEE3机9节点的典型电网模拟两区域。设计5种实验场景如表3所示。记录5种场景下电网的运行状况,并进行对比,分析实验数据。

4结论

新能源电力设计范文5

【关键词】电力节能;电气新能源

随着社会的不断进步发展,国民经济建设取得了举世瞩目的成就,人们的生活水平也得到了巨大的改善,然而经济的快速发展也给电力能源的供应提出了很大挑战。近几年来每到夏天都是用电高峰期,为了保证经济快速稳定发展,有些地方不得不采取拉闸限电的方式保证生产,然而这却给居民生活造成了很大不便。电力是国家能源的重要部分,对国民经济发展有不可替代的作用,为了保证企业生产和居民生活不受影响,必须采取一定的电力节能措施,降低能源消耗;同时还必须大力研发和推进新能源的开发和利用,从根本上解决供电不足的问题,为我国经济的可持续稳定发展提供动力来源。

1、电力节能措施分析

1.1降低输电线损耗

电力在传输过程中,由于输电线有一定的电阻,所以电流通过输电线时会产生热效应,造成电力的损失。影响输电线损失的因素主要与输电线的长度、截面积以及其采用的材料有关,同时还受输电电流大小影响。为了降低输电线损耗,可以采用的措施主要有:一是在输电线的设计过程中要充分考察沿线的地形地貌情况,根据地形对电力线进行科学合理的设计和布置,在技术条件允许的条件下,应尽量避免选择较长路径的线路进行输电,这样可以大大缩短输电线的程度,有效降低输电线路损耗,但在地形复杂的地区减小输电距离可能会给施工造成很大困难,所以在选线设计时也要综合考虑施工技术成本等因素。二是合理增加输电线的导线截面积,在满足输电电流要求的情况下,可以适当采用截面积更大的导线作为输电线,这样可以有效减小输电线电阻,从而提高输电效率。输电线的导线截面积大小要根据输电电路的电流大小要求,以及高压塔架等电力支撑设备的负载能力等因素确定,因为增加导线截面积肯定会增加导线的质量,受重力条件影响电力线会产生下垂现象,对高架产生很大的压力,同时当下垂严重时甚至会击穿地面,对输电安全产生影响。三是根据输电线路要求合理选取输电线导线材料,例如某些大型企业车间生产时需要较大的电流,这样导线的电阻热效应就会很严重,产生的巨大热量一方面会直接造成电能浪费,同时为了冷却降温又会对电能造成进一步的浪费,采用合理的导线材料可以有效降低输电电阻,大大降低输电线损耗。

1.2照明节能措施

居民日常照明用电在电力消耗中占一定的比重,为了在保证照明质量的前提下降低电力消耗,就必须采取一定的照明节能措施。照明节能一要充分利用自然光进行照明,因此在对建筑物进行设计时要充分考虑室内的照明情况,这样可以有效降低电力消耗。二是要对室内照明设备进行合理的优化配置,尽量采用节能灯。对照明条件要求不高的场所要尽量采用低功耗的节能灯,例如卧室可以采用柔和的壁灯,而书房则可以采用较明亮的荧光灯,对于室外照明则可以选用低功耗的高压钠灯。三是在某些特殊场所安装智能声光控开关,例如公共场所的卫生间或走廊等。

1.3选用合理的配电设备

变压器是配电系统中关键的设备,占电力损耗的一半左右,变压器主要有铜铁材料构成,变压器铁芯的材料和制作工艺与变电损耗有很大关系。在变压器的选择时可以根据具体的输电负荷,对变压器的型号、容量大小和太熟进行合理的调整,尽量降低电力的损耗。

2、电气新能源的开发

随着全球能源资源的紧张,各国都在积极开展新能源的开发和利用,我国在新能源技术的研发和应用方面投入了大量资金,并且将其作为国家可持续发展战略的重要组成部分。目前常见的新能源有风能、太阳能、地热潮汐以及生物质能,这些都属于可再生能源。

2.1太阳能的利用

我国太阳能发电技术的发展比较缓慢,亟需整个社会的支持。以某个太阳能试点工程为例,如果采用太阳能发电,要收回发电成本,电价必须定在3元每千瓦时,这远远高于普通的火电价格;如果按照现行的居民用电量计算,收回成本需要百年以上。虽然我国现在的光伏产品技术得到了很大的提高,但是铸锭切片、晶体硅提纯、逆变控制等核心技术依然被国外企业垄断。中国对光伏产业方面的知识产权掌握度比较低,受制于国外企业代工。我国电气新能源的发展形势良好,但由于起步较晚,相关的法律法规、政策都不完善,其与电网以及其他电力资源的发展很不协调。

2.2风能的利用

风能是重要的可再生能源,也是我国电气新能源开发的重点,在国家电力节能规划中占重要地位。研究表明,地球上可用风力发电的总容量达到100亿千瓦,相当于目前全世界水力发电总量的10倍。2008年我国风电装机总量达到700万千瓦,占中国发电总装机容量的1%居世界第五。风力发电有着巨大的发展潜力,但是目前我国已经规划或者规划中的风电基地所在区域电网规模普遍较小,并且大多需要大规模远距离输送、高电压等级,由此带来了巨大的经济压力和负载的电网技术难题。大规模风力发电使得我们必须面对系统调频调峰问题。我国的平均峰谷差为30%左右,部分地区达到40%,未来还可能进一步变大,系统调峰主要依靠的是煤电。随着新能源的大规模使用,系统调频调峰将面临严峻的考验。

2.3核电技术的利用

核能是具有战略意义的清洁能源,国家应重视核能的开发和利用,将核能作为新能源的重要研发目标。核能利用是顶尖的技术,在前期必须投入大量的科研和资源,同时要加强国际交流,进行合作研究,积极投入到受困核聚变项目的研究。我国要大力开拓和发展新能源领域,发挥新能源的巨大潜力,应用最先进的工艺水平和前沿技术,争取在核能利用方面取得突出的成就,并将核能转化为电力资源,实现节能降耗、绿色发展的可持续发展战略。

2.4地热资源

我国的地热资源丰富,其主要分布在云南、和东南沿海地区,天然热量是1.1×102J/年。高温地热田集中在云南、和台湾省,地热田是展开地热研究的重点。这些地热能源对于农业的发展非常有利,高温地热资源能开发电能,地热资源的战略意义也非常高。

3、结语

目前,我国的电力能源主要是靠水力和火力发电,消耗的电能较大,并且存在着非常严重的环保问题,电气产业应做好节能减耗方面的工作,这就要求必须考虑到各种主流电能开发的经济效益,采取必要的措施降低能耗。进行电气节能的同时,要保证能源供应的实际需要。避免单纯地追求降低能耗而损害了企业的经济效益。我国要不断的发展,必须加强新能源的研究和开发,充分利用风能、太阳能、核能和地热能,减少不可再生能源的消耗,促进我国经济的可持续发展,提高我国的综合竞争水平。

参考文献

[1]王大国,赵明明.论我国综合布线节能技术的应用及质量控制措施[J].北京电力高等专科学校学报,2011(17):119.

新能源电力设计范文6

《能源》:法电中国研发中心的特色之处是什么?

陈国飞:法电研究院除在法国有三个较大的研究基地,英国、德国、意大利、波兰、美国和中国也都设置了研发中心。除了项目实践,我们还以两种途径来提高我们的专业能力,第一是轮回派遣年轻的研发工程师到法国总院或者法国电力其他国际研发中心短期工作。他们经常带着课题和我们欧洲的专家一起工作2~3个月,既提升了能力又建立了长久的联系。第二是通过定期引进总院的专家来中国研发中心交流,他们都是在某个给定项目框架下来帮助中国研发中心。这两种循环机制,使得研发中心和总院的关系从基础上得到加强,再加上当今时代信息发达,研发中心的实际能力得以保障。

其次,研发中心的另一大特点是拥有院本部在相关领域的全力支持,并利用研究总院许多先进的软件工具、手段和专业技能与中国企业开展项目合作。例如,数字仿真领域拥有100%独立产权的三大软件平台:热工水力Saturne,力学领域 Aster, 水利领域Telemac。我们以“开源”的方式和中国的合作伙伴共享,或用于具体工业项目应用,或进行有针对性的二次开发。

最后,中国研发中心还利用法国电力在整个能源链上的优势,在许多关键课题上与中国合作伙伴形成了合作共赢关系,这为后续参加示范工程,实验平台奠定了基础。实践证明,中国研发中心以其软实力优势在中国形成互补可持续的合作,从而产生出有价值的科研成果。

《能源》:成立至今,研发中心主要进行了哪些项目?是否符合预期?

陈国飞:回顾研发中心这几年的整体运作情况,虽然在实践中有得有失,但在总体上符合预期,成果令人满意。从研究课题角度来说,成果预期较好的项目是核电数字仿真领域的研发,与中核、中广核、西安交大在核电数字仿真领域的合作,推进了集团数字仿真软件在中国核电领域的应用。此外,我们的软件“开源”政策在国内也开始产生强烈的吸引力。

再如,对于低碳城市能源规划这样大家都认为看不清市场机遇的项目,我们也在上海临港区得到了实践。与清华大学跨季节地下储能合作研究,与中冶集团关于钢板混凝土结构研究,以及与中国水科院关于核电厂极端气象条件下洪水冲淹风险评估的研究均取得了阶段性成果。

不可否认,有些课题也并不如意,如碳捕捉技术(CCS)创新实验平台的研究。没想到实际情况远不如4年前那么热,目前只与浙江大学、清华大学开展了新的技术尝试。依个人看,随着国内新能源的增长,煤电受限的大趋势,碳捕捉技术的研究热度将进一步降温。

比较出乎预料的是熔盐储能技术和超临界二氧化碳循环技术,以及数字电厂在中国也得到了相当的重视。很多中国很有实力的研发机构对这些技术充满兴趣,我们也在积极通过无损伤实验测试其技术的可行性。在技术应用上,现已参与到国内工业示范工程中,如和中科院电工所在其八达岭光热电厂示范工程中的合作。目前双方已进入大力推动光热塔式熔盐技术的研发及应用的第二期合作。

仅靠总部拨款也是不够的,一定要跟市场结合起来,因为市场是接纳技术最重要的评价标准。所以走市场化道路对中国研发中心来说是一项可持续的发展策略。为此,中国研发中心开始在市场上利用其技术优势进行工程咨询。

《能源》:如何看待中国电力过剩和新一轮电力体制改革?

陈国飞:随着中国经济的发展,传统能源的转型势在必行,但是其身后跟着往往是庞大的人员基数,需要政府安置和国家扶持。我认为中国的大框架是要在减轻环境压力和保持经济发展之间做出平衡,具体到过剩的电力市场上,需要处理好新能源与煤电之间的博弈。

能源结构在调整,电力过剩是事实。实际上,法电在中国推行的业务是发展低碳能源(核电+新能源),加强客户端和国际业务。近几年也加大了分布式发电业务中的投资项目,如区域能源三联供、智能电网、新能源方面。对于研发中心来说,其支持的范围也变得越来越广。除了内部研发机构,还有外部咨询工程项目。

在欧洲,有关能源转型的讨论热火朝天,自由买卖的电力市场已经形成,电力作为买卖的产品属性也已全面形成。尤其在法国,法电已经感受到了售电市场强大的竞争压力。

而在中国,当前的电力过剩还伴随新一轮电力市场改革,如国内已成立的200多家售电公司,仍处在前期准备、相互观望状态。事实上,围绕售电这一新兴市场,商业模式、运营管理、能源交易、需求侧响应、节能咨询实施增值服务等,都要通过各种创新手段,如数字化平台来实施。这一局面已为科技界带来了新的研发机遇。

不可否认,我们已处在一场能源革命的前夜,新兴市场正在形成。

《能源》:能源互联网近期在中国大受追捧,您对此有何看法?

陈国飞:我认为首先要明确能源互联网存在的意义在于能源市场的开放与自由竞争,没有这点作为前提,研究能源互联网也就没有多大意义。

其次,从弃风、弃光现象严重的三北地区集中式新能源基地,到东南地区负荷中心总是“跟不上”的输电设施,仅凭国家扶持条件下才能盈利的新能源在电力市场中一直处于弱势地位,而能源互联网的目的就是提高新能源的渗透率。因此,推进新能源的技术从而逐步降低发电成本,加上强有力的新能源政策都是提高新能源市场竞争力的重要手段。

第三,中国的分布式能源基本没有形成规模,比如冷热的生产与配送和电力系统基本隔绝,均属不同的公司经营管理。整合冷热电,这离真正意义上的区域能源互转,由一家公司管理的区域能源系统距离尚比较远。

当前中国众多的新区建设,如生态城、低碳城、智慧城等都给区域能源提供了机遇,可以借此机会合理规划区域能源系统、微网系统,既可以独立运行,又可以被调配,以满足其他区域的需求,这是能源互联的基础设施。

《能源》:法电研发中心怎样与中国本土企业开展合作?您如何看待未来的合作前景?