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新能源发电技术论文范文1
论文摘要：“电力生产概论”是高校非电气专业开设的全校性选修课。课程的授课目的是让上述专业的学生对电力生产过程有一个大致的了解，为以后有可能服务于电力行业做准备。由于学生在数学、物理以及电气方面的基础薄弱，因此本课程的教学方法与电气工程及其自动化专业的课程教学法有所不同，重点是要激发学生的学习兴趣，让他们克服畏难情绪主动学习，在重点讲述常规发电原理的基础上把自主教学法成功应用于课堂教学过程中。通过课堂教学效果的验证，本方法是行之有效的。
论文关键词：电力生产；自主教学法；学习兴趣；教学效果
“电力生产概论”是高校非电气专业开设的一门全校性选修课。它是为了让工商管理、市场营销及会计学等专业的学生了解一定的电力生产方面的知识，为以后在电力系统从事相关工作做准备。但是经济与管理学院的学生大多是文科类学生，数学、物理基础不扎实，而且大学期间又没有开设电气专业基础课（如“电路”、“电机”、“发电厂电气部分”等），所以学习起来有难度，而且很多学生认为这门课与他们的专业不相关，学习的积极性也不高。针对课程的特点和学生的学习心理，笔者在经过两三年的“电力生产概论”教学后，在重点讲述常规发电、电力生产原理等的基础上，把学生自主教学法成功应用到教学过程中。通过课堂教学效果的验证，本方法是行之有效的。
一、教材内容及教学方法介绍
长沙理工大学选定的“电力生产概论”教材是普通高等教育“十一五”规划教材，李光辉主编。该教材内容全面、难度适中，是一本非常适合非电气类学生学习电力生产方面知识的通用教材。全书共九章，教材前四章先介绍了电力系统与电力生产方面的知识，然后重点讲述了三大常规能源发电：火力发电、水力发电和核能发电。第五章为未来能源发电技术，依次介绍了风力发电、地热发电、太阳能发电、海洋能发电、生物质发电、氢能发电等相关知识。后面四章分别介绍了变电站、电力线路、直流输电以及计算机在电力行业中的应用等与电力生产密切相关的一些专业知识。教材内容安排合理，难度适中。只要学生跟着老师系统地把教材学完，对电力系统及电力生产应该有一个比较全面、系统的了解，收获是很大的。
针对学生数学、物理及电气方面基础不扎实的特点，要在开始就使学生对这门课程的学习感兴趣，并做好心理准备。第一节课在介绍了教材内容后，讲述该课程要采用的教学方法，即采用教师课堂讲述为主、学生自主讲述为辅的创新教学法。前四章常规能源发电等电力生产方面的知识由教师重点在课堂上讲述，让学生切实掌握电力生产过程的特点以及每一种常规能源发电的原理。后面第五章的未来能源发电技术的发电原理与常规能源发电基本是一样的，只是所使用的一次能源不同而已，而且新能源发电技术是现在研究的热点。所以针对教材上所提供的五种新能源发电，可让每个班商量讨论选定一类大家感兴趣的新能源发电技术作为自主讲述的内容。这门课一般是两个或三个行政班级组成，如果是两个行政班级则每班可分两组各选一种新能源发电技术讲述；如果是三个行政班级，则以班为单位各选一种新能源发电技术自主讲述。学生自主讲述的出力情况及讲课效果直接影响学生课程期末考核成绩。
在让每个学生详细了解教学方法之后，又提醒学生，如果前四章的基础内容没学好，要想在自主讲述的内容上面取得好成绩是很困难的。所以第一堂课下来，学生对这门课的学习兴趣就被激发起来了。课间休息时班干部就召集全班同学讨论选择自主讲述的新能源发电方式，最后把选定的结果向全体同学公布，并告诉他们，只有发挥全班同学的合力，共同参与、合理分配任务才能在自主讲述环节取得良好的效果。在时间安排上，为了使学生有充分的时间准备课件，在学生授课前2～3周提前通知他们。 "
二、常规能源发电原理讲述
通过第一节课教学内容、方法的介绍，学生都心中有数，对这门课程的学习也做好了充分的思想准备。因此，在讲述电力系统及电力生产方面基础知识以及三大常规能源发电原理时，首先讲述什么是一次能源、什么是二次能源。怎样把一次能源转换为电能就是学习的重点。电能已成为工业、农业、国防、交通等国民经济各部门不可缺少的动力，所以作为当代大学生，了解电力生产方面的知识以及电力系统的发展方向和动态是完全有必要的。
了解了这门课程的重要性和学习了该课程的必要性之后，学生对后续的授课内容兴趣明显提高了。电磁感应定律是发电的基本原理，这在初中物理课程里面已经学过。1831年法拉第发现了电磁感应定律之后，很快出现了原始的交流发电机、直流发电机和交、直流电动机，为了给用户输送电能，慢慢发展了高压直流和交流输电。以至于到现在的特高压交流、直流输电技术。另外，重点讲述我国的电力发展现状以及在特高压输电领域的一些世界领先技术。学生对该课程的学习兴趣明显提高了。
电力生产就是要把自然界的一次能源转换为电能。火力发电的原理就是把煤、石油、天然气等一次能源中的化学能经过燃烧转化为高温高压水蒸气的内能，然后通过水蒸气膨胀做功推动汽轮机旋转，汽轮机带动发电机转子磁极旋转，在固定不动的定子绕组周围形成变化的磁场，从而在绕组内感应出电动势。若定子中的绕组按一定的绕线规律，与外电路形成回路，则绕组中就会产生相应的电流。在一定的电压下，电流沿输电线路将电能送往用户。水力发电是在水电站中水轮机将水的势能和动能转换为推动水轮机旋转的机械能，水轮机转轮旋转带动发电机发电。而核能发电的原理与火力发电很相似，也就是说核电厂只是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉，以核裂变能代替矿物燃料的化学能，其能量转换过程是：核能水和水蒸气的内能发电机转子的机械能电能。
三、新能源发电学生自主讲述
新能源发电技术论文范文2
生物质能不但会抢夺人类赖以生存的土地资源，更将会导致社会不健康发展；地热能的大规模开发将导致区域地面表层土壤环境遭到破坏，将引起再一次生态环境变化；而风能和太阳能对于地球来讲是取之不尽、用之不竭的健康能源，它们必将成为今后替代能源主流。
风力发电
目前，我国已超过美国，成为全球风电装机容量最大的国家，同时也成为风能设备最大的生产国。随着国内风电产业链日臻完善、研究规模不断扩大，成本下降非常显著，竞争力也逐渐增强，但是在产业链最上游的新型材料及半导体器件（控制芯片、电力电子器件等）研究方面仍较落后，主要研究工作集中在中下游的风电整机制造、关键零部件配套（发电机、电控、传动系统等）以及并网技术领域。
沈阳工业大学在风电整机制造方面具有很强的实力，是我国最早从事风力发电技术研究的少数高校之一，设置有风能技术研究所，师资力量完善，先后承担过多项大型横、纵向课题，成果显著。其设计的具有自主知识产权的1.5MW风电机组实现了产业化，占据一定的市场地位，产学研结合能力很强。
华北电力大学作为教育部直属高校中唯一的以电力为学科特色的大学，成立了国内首家“可再生能源学院”，下设风能与动力工程专业，未来还将筹备生物质发电和太阳能利用专业。研究内容以大容量风力发电接入，对电力系统安全、稳定运行的影响为主，主要研究包括：风电场建模与仿真、风能资源测量与评估、风力发电机组状态监测与故障诊断、风力发电机组只能控制与优化运行、低速风能利用策略与先进风力发电理论，充分发挥了其在电力系统方面的优势。
重庆大学机械传动国家重点实验室，借助其在机械传动领域的优势，在风电机组齿轮箱设计、动态特性研究、工作模态测量及制造工艺方面有深入的研究，并且产学研结合。
汕头大学新能源研究所在大型风电机组空气动力学、结构强度及结构动力学研究方面颇有作为，自行开发了大型风力机优化设计系列软件。
浙江大学流体传动及控制国家重点实验室对风力发电系统中的液压技术有深入研究，包括风机制动系统、定桨距控制和变桨距控制等。
同济大学机械工程学院在风电机组叶片动力学分析、结构优化设计、刚柔耦合系统模型分析方面经验丰富。
东南大学在风力发电机研究、设计方面走在前列。近期又集合学校优势学科，建立了风力发电研究中心，致力于以风力发电为核心的可再生能源发电及应用技术的基础研究。
电控方面，清华大学、北京交通大学、中科院电工所都有很强的实力。清华大学电机工程与应用电子技术系原名电机工程系，历史悠悠，师资力量雄厚，在风电接入对电力系统影响、风电机组建模仿真、风电变流器设计及控制等方面有深入研究。北京交通大学电气工程学院早期隶属于铁道部，主要服务于我国轨道交通电传动装备产业，在大功率电力电子技术领域积累了丰富经验，研究实力在国内高校处于领先地位。新能源研究所成立后从事大功率风电机组（直驱或双馈）并网变流器、中大功率光伏发电逆变器、风电机组仿真及主控系统、微网技术研究，产学研结合能力很强。中科院电工所新能源发电技术研究组是国内最早研究风力发电、太阳光伏发电的单位之一，其大型并网风电机组控制及变流技术、变桨距控制技术以及风电场集中和远程监控技术等较成熟，还有一些特色研究工作包括：风/光互补、风/柴系统及其控制逆变技术、控制逆变技术等。
光伏发电
光伏发电具有系统简单以及维护方便等特点，应用面较广，现在全球装机总容量已经开始追赶传统风力发电。太阳能发电主要分为并网电源系统和离网电源系统，目前大规模使用的主要是并网系统，一般包括光伏电池组件、光伏逆变器、配电柜、监控系统等。其中光伏电池组件将太阳能转化成电能，光伏逆变器与风能变流器类似，可以将光伏电池组件产生的不稳定电能变成稳定的电能并入电网。
我国光伏业正处在爆发式增长期，中国大陆和台湾的光伏电池厂商占全球总电池产量59%的份额。与风电产业链类似，除了最上游的化合物、硅片提纯、加工外，我国已形成了较完整的光伏产业链，包括晶体硅、薄膜电池片及组件加工、光伏逆变器、系统集成、能源投资商等。
国内高校对于光伏系统研究主要集中于工程应用方面，合肥工业大学教育部光伏系统工程研究中心是我国迄今为止唯一的专门从事光伏系统技术研究的国家重要的科学研究基地，挂靠合肥工业大学电气与自动化工程学院，主要从事光伏组件建模及仿真、光伏逆变器设计及控制、工程化应用等研究工作，产学研结合较好，承担多个大型光伏电站设计工作。
海外院校
由于新能源行业涉及领域多、范围广，以及我国新能源行业开始起步，人才的缺乏已经成为极为突出的问题，国家、社会、高校、企业都在积极努力培养这方面的人才，学生的择校就业也因此变得十分灵活。同时，也因为刚刚起步，目前面临的多是工程应用技术类问题，因此我们的相关研究工作主要分布在中下游，从前面的介绍也可以看出，在新能源上游高端领域，由于技术壁垒很高，国内的研究工作相对较少，但是可以选择留学欧美高校，得到更进一步的提高。
澳大利亚新南威尔士大学光伏研究中心，由有着“太阳能之父”之称的马丁·格林教授领导，专注光伏电池的研究，自上世纪80年代起，30年间毕业于新南威尔士大学光伏中心的中国留学生已经撑起了中国光伏产业的半壁江山。如今，在屈指可数的几大领头光伏企业中——尚德、中电光伏、英利、赛维LDK都有新南威尔士大学毕业生的身影，其科研实力可见一斑。
在欧洲，各国都十分重视新能源的开发利用。作为生态村理念的首创国，丹麦是能源问题解决得最好的国家之一。早在2006年，我国就与丹麦签署了“可再生能源”合作项目，国内许多高校分别与丹麦高校开展联系。丹麦奥尔堡大学能源技术学院在风力发电、分布式发电、电力系统、电力电子及控制技术等领域有深入研究经验，并且与许多国家和组织开展合作，产学研实力很强。特别是在风力发电领域优势突出，核心研究领域包括：风力发电机组及风电场的控制与监测、仿真、设计、优化。
随着新能源技术发展以及各项政策效应的逐步显现，开发利用新能源的成本将明显下降，为人类清洁能源利用和产业结构升级带来历史性机遇，新能源终将成为今后世界上的主要能源之一。
Tips：新能源材料与器件专业优势院校
文/南京航空航天大学 郭栋梁
该专业重点是研究与开发新一代高性能绿色能源材料、技术和器件（如通讯、汽车、医疗领域的动力电源），发展“新能源材料”(新型锂离子电池材料、新型燃料电池材料和新型太阳能电池材料)的学术研究方向。
新能源材料与器件专业设置，主要依托化学化工学院，跨能源科学、材料科学、化学等多个学科，拟培养能掌握新能源材料专业基本理论、基本知识和工程技术技能，掌握新能源材料组成、结构、性能的测试技术与分析方法，了解新能源材料科学的发展方向，具备开发新能源材料、研究新工艺、提高和改善材料性能的基本能力的新能源材料专门人才。毕业生可在化学能源、太阳能及储能材料等新能源材料领域从事科学研究与教学、技术开发、工艺设计等方面工作，也可继续攻读新能源材料及相关学科高层次专业学位。
新能源技术是21世纪世界经济发展中最具有决定性影响的五个技术领域之一，新能源材料与器件是实现新能源的转化和利用以及发展新能源技术的关键。新能源材料与器件本科专业是适应我国新能源、新材料、新能源汽车、节能环保、高端装备制造等国家战略性新兴产业发展需要而设立的，是由材料、物理、化学、电子、机械等多学科交叉，以能量转换与存储材料及其器件设计、制备工程技术为培养特色的战略性新兴专业。
高校特色：
华东理工大学
以半导体材料技术、化学电源技术、太阳电池技术等为特色。未来就业集中在光伏太阳能、新能源开发和利用以及半导体材料器件的设计、化学电池开发等。
东南大学
依托电子科学与技术大类专业背景，专业内容侧重光电子材料及其应用方面，主要针对太阳能材料制备、检测和应用，可以拓展到生物能等其他新能源。
四川大学
光电功能材料与器件方向，在新型能源材料与技术、化合物半导体晶体材料与制备技术、介电功能材料与制备技术、固体波谱学等方面的研究取得了国内外同行公认的成就。光电信息功能晶体碘化汞和硒镓银的研制两项成果分别获得（1992年度和2000年度）国家发明二等奖和两项部省级科技进步二等奖；铁电薄膜研究获得一项四川省科技进步一等奖，还获得两项部省级科技进步二等奖；薄膜太阳电池研究获得一项中国高校发明二等奖。每年发表在国内外著名学术刊物和学术会议上的为《SCI》、《EI》所收录的高水平论文40余篇次。
新能源发电技术论文范文3
专业建设概况
专业定位。新能源科学与工程专业围绕浙江大学“以人为本、整合培养、求是创新、追求卓越”的教育理念，以“培养知识、能力、素质俱佳，具有国际视野的新能源科学与工程专业拔尖创新人才和未来行业领导者”为宗旨，以新能源的开发、储运、利用为特征，紧密结合学科前沿和行业发展需要，积极培养满足国家战略性新兴产业的创新型人才。
培养目标。培养具备热学、力学、电学、机械、自动控制、能源科学、系统工程等宽厚理论基础，掌握可再生能源和新能源专业知识，能从事清洁能源生产、可再生能源开发利用、能源环境保护、新能源开发、工程设计、优化运行与生产管理的跨学科复合型高级人才。
课程设置。专业课程设置按照浙江大学“通识课程+大类课程+专业课程”体系进行构建，其中专业课程包含专业基础课、专业核心课和专业实验实践课。专业基础课的安排上，设置了如工程流体力学、工程热力学、传热学、能源与环境系统工程概论等基础课程，使学生具有热学、力学、机械、能源科学和系统工程等宽厚理论基础。专业核心课程开设了包括生物质能源、太阳能、风能、氢气大规模制取的原理和方法、新型液体燃料能源等课程，旨在让学生掌握新能源领域相关科学原理、工艺以及新技术研究发展趋势方面的知识。在专业实验实践课程上，安排了新能源实验、认识实习、风电风机课程设计、生物质发电系统课程设计等，使学生掌握新能源的有关实验，掌握现场运行，工程设计和生产管理等知识，为今后从事新能源开发利用工作打下基础。
专业建设特色
依托动力工程及工程热物理国家重点一级学科平台，浙江大学新能源科学与工程专业建设体现出鲜明的科研与教学相长的教学特色。
强大的学科平台。能源系拥有国内一流的学科与科研优势，具备国际竞争的实力。现有国家重点一级学科1个，一级学科博士点1个，国家重点实验室1个，国家工程研究中心2个。设博士点8个、硕士点8个、博士后流动站1个。连续5年科研经费超过亿元。依托强大的学科与科研优势，以及不断在学科交叉领域取得的创新型研究进展，为学生直接参与项目研究、在实践中培养创新精神创造了条件；同时为优秀大学生继续深造提供了宽广的平台。能源系在新能源领域已有大量的研究积累，开展了大量新能源的研究方向，如太阳能热利用发电技术，生物燃料电池，微藻制油等，并已承担了新能源方向的973项目2项，863项目多项。
一流的师资力量。能源系拥有一批在国际上具有竞争力的中青年人才，其中院士1人，“973计划”项目首席科学家3人，长江学者奖励计划特聘教授6人，国家杰出青年基金获得者5人，浙江省特级专家2人，国家百千万人才工程人选7人，教育部跨世纪和新世纪优秀人才5人。全系教师队伍具有博士学位比率达93.1%，已形成了一支知识结构、学历结构和学缘结构优化、年龄结构合理、教育教学能力和研究能力突出、具有国际竞争力的教学团队。在新能源专业方向上，已形成了由院士牵头，5位长江学者和一大批教授为核心的新能源研究队伍。
先进的教学模式。专业建设以拓宽专业基础、专业知识面为宗旨，制订与国家发展需求相适应的本科教学计划和课程体系。科研成果通过教学改革、课堂教学、大学生科技创新活动、毕业论文（设计）等途径，转化为教学资源，实现教学科研互动，为学生创新能力的培养提供了平台。能源系积极开展本科教学改革，“结合国家重大需求，创建能源与环境复合型人才培养新体系”获2009年国家级教学成果二等奖；《工程热力学》、《热工实验》课程获国家级精品课程称号；“国家级能源与动力实验教学示范中心”2012年通过专家验收。
开放的实践体系。经过多年的建设，能源系建立和发展了与学科前沿及行业发展紧密结合的能源与动力创新型人才培养实验实践教学体系。依托动力工程及工程热物理国家重点一级学科、能源清洁利用国家重点实验室，以能源与动力国家级实验教学示范中心建设为契机，通过实验课程精品化、建设学生创新实验室和节能减排实践基地、开展以全国大学生节能减排竞赛为代表的各类学生科技创新活动、与行业领军企业共建创新实践教学基地等形式，构建了多层次训练、多学科交叉、全方位辐射的立体创新实践平台。
专业建设成效
学科资源与科学研究成果及时、有效地引入本科教学建设中，为本科教育提供了大量优质资源，有效地提升了教学质量。本科生对该专业的认同度高，目前该专业已经成为最受学生欢迎的热门专业之一，学生主修专业确认平均绩点在4以上，在工科专业中排名第三。
核心课程精品化建设。专业依托教师在新能源领域的前沿研究方向，将科研方法、体验与成果引入课程，推进核心课程精品化建设。2013级培养方案修订中，确定《太阳能》、《生物质能源》2门专业核心课程建设，并增设了《非常规天然气和合成气开发与发电技术》、《生物质直燃发电技术》、《新型液体燃料能源》等课程，优化了课程结构，体现了专业特色。
专业教材高质量建设。近年来，教师总结多年科研和教学经验，出版了《能源与环境系统工程概论》、《能源工程管理》等2部“十一五”国家级规划教材。出版了《热学基础》、《核电与核能》、《热能专业英语阅读与写作》、《燃烧理论与污染控制》、《多孔介质燃烧理论与技术》、《二氧化碳捕集封存和利用技术》、《生物质液化原理及技术应用》等专业课程指导教材。
实验教学创新性建设。教师结合新能源领域的科研项目研究成果和科研项目实验台开展新开实验课程项目的建设与研究，开设了“硫碘热化学循环制氢”、“流动和雾化的激光测量”、“生物能源实验”等实验项目，同时充分利用学科实验室的设备为学生提供优质的实验环境。
实习基地全面性建设。在校外实践教学基地建设中，与东方电气集团东方锅炉股份有限公司、上海锅炉厂、浙能集团等9家企业签订了校企合作协议，并根据行业面向与专业培养目标，对校企合作的课程进行了合理的规划，注重实习企业的交叉互补。如东方锅炉、上海锅炉厂等企业提供热能转化设备的实践实习；深圳东方锅炉控制有限公司提供热能设备控制方面的实习；蓝天环保等提供燃烧污染控制方面的实习；华电电力科学研究院提供测试方面的实习；广州瑞明电力股份有限公司提供电厂整体的实习。上海锅炉厂有限公司、东方电气集团东方锅炉股份有限公司成为首批国家级工程实践教育中心。
学生科技创新活动开展。能源工程学系打破教学、科研、学科实验室界限，学生通过自主立项或参加教师的科研项目，自定实验方案、自主完成大学生科研训练计划、节能减排竞赛等课外科技创新活动。目前，新能源科学与工程专业本科生已获得SRTP立项31项，浙江省大学生科技创新活动计划项目3项，全国大学生创新创业训练计划项目1项；获校级大学生节能减排学科竞赛奖项15项，获国家级大学生节能减排竞赛三等奖1项。
未来专业建设的方向
形成特色鲜明的专业课程体系。顺应国内外新能源产业发展趋势，结合学科研究特色，进一步梳理现有课程设置，完善“重基础、强实践”的课程体系；进一步凸显新能源科学与工程专业的建设特色，形成以力学、热学为专业基础教学内容，太阳能、生物质能、风能等新能源的开发、储运、利用技术为专业核心教学内容，课内外实验实践环节相结合的专业课程体系。
新能源发电技术论文范文4
【关键词】波浪能 综合开发利用 海岛及沿海地区
1 海洋波浪能开发前景
中国是一个人口众多的发展中国家，在改革开放政策的推动下，中国经济取得了令人瞩目的快速发展。在经济快速发展的背后是能源的巨大消耗，中国已经成为继美国、日本之后的第三大能源进口国，发展无污染的清洁能源成为迫切需求。
目前我国近海岛屿的经济来源主要在海产养殖和海洋旅游两方面，由于电力、淡水资源缺乏的原因，近海岛屿的经济发展受到很大的影响，而海洋可再生能源开发利用技术是一种改善岛屿供电、供水情况的有效途径。可以预见，随着示范工程的运行，海岛生活环境将会得到改善，制约旅游业发展的瓶颈问题将会得到一定程度解决，这势必会促进海岛旅游经济的发展。
利用海岛自身所具备的自然资源来解决海岛用电问题，可以从根本上改善岛屿居民用电、用水情况，提高居民生活条件，降低海岛对大陆输入能源的依赖度；既能解决居民用电问题，又无环境污染。
（1）伴随常规能源的日益紧张以及节能减排的迫切要求，新能源技术获得了长足的进步，大力发展海岛可再生能源可以减少海岛对传统能源的依赖度。
（2）海岛的资源有限，生态环境十分脆弱，有效地利用海岛可再生能源可以最大限度地降低人为污染和破坏，保护海岛当地环境。
（3）相比较于海底电缆输电的高成本和柴油发电的高噪声、高污染，有效地利用和开发海岛可再生能源，可以节约成本、改善环境。
（4）大力发展大陆近海海岛独立能源系统的建设，形成海岛可再生能源设备的规模化应用格局，带动相关产业的发展。
（5）远离大陆的西沙、南沙群岛、深海钻井平台的深入开发需要有充足的能源供给，海岛可再生能源发电可以为其提供完善的解决方案。
2 波浪能开发利用现状
国内外对波浪能利用的研究已有相当长时间，经历了不少艰难和曲折，英国、日本、挪威等国从20世纪70年代就开始了波浪能发电的研究。目前国内外波浪能发电装置主要分为沿岸固定式装置和离岸漂浮式装置两大类，而从目前波浪能所采用的转换原理上看大致可分为聚波蓄能式（水库式）、振荡水（浮子）柱式、摆式和筏式等。虽然世界上对波浪能发电装置的研究开发历史不短，也研制了不少试验发电装置（电站），有的容量还相当大，但是目前整个行业尚未达到高度商业化的阶段。
3.1 国外现状
在国外，波能转换技术始于20世纪60年代中期，日本的益田善雄首先开发成功航标灯用微型波力发电装置。在世界石油危机的冲击下，许多沿海工业化国家陆续开始波浪能开发研究，各类波浪发电装置波浪能转换装置的设计实验层出不穷，以英、日、挪为代表的各国专家在对众多波能转换装置进行了大量的实验室研究后，筛选出几种有前途的转换方案，各国相继建成了约20个波浪能转换装置或电站，逐步形成了小规模、商业化的运用开发。本世纪初以来，开发发电成本低、生存能力强的商业化波浪发电装置，成为当前海洋波浪能发电技术的发展方向。其中，最成功的当属爱丁堡的Pelamis Wave Powe公司研制的“Pelamis”波浪发电机。目前，在葡萄牙、苏格兰等地分别有该装置的试验基地，其中，在葡萄牙建成了世界上第一座“Pelamis”商用海浪发电站。
3.2 国内现状
中国是世界上主要的波能研究开发国家之一，波浪发电技术研究始于70年代，从80年代初开始主要对固定式和漂浮式振荡水柱波能装置以及摆式波能装置等进行研究，且获得较快发展，微型波浪发电技术已经成熟，小型岸式波浪发电技术已进入世界先进行列。但我国波浪能开发的规模远小于挪威和英国，小型波浪发电距实用化尚有一定的距离。
总结来讲，国内现有的波能转换装置通常采用岸线式或近岸式布置方式，它们对装置使用地点的要求十分苛刻，既要求该地区的近岸波浪能足够大，又要求沿岸地形适合相关土木工程建设，另外，此类装置多为固定式装置，存在抗恶劣天气能力差的缺点。这些因素也是导致我国波浪能转换装置从上世纪80年展至今，但仍未实现规模化、商业化应用的主要原因之一。综合来看，我国的波能转换装置的研制水平与国外先进水平相差较大，尚未形成可规模化、商业化应用的产品。
4 波浪能综合开发利用思路
多元化和综合利用是目前波能开发利用发展的新动向。在海岸工程领域.关于波浪能开发利用的研究和探索正在逐渐成为备受关注的课题，结合防波堤等海工和港工设施建造波力电站，可为波能利用开创了新途径，是目前波浪发电行业研究的热点之一。由于电站的土建可以结合工程进行，波浪发电的成本大为降低。电站的吸收波浪能的作用，还可减轻作用在海工建筑上的波浪冲击载荷，提高建设费效比，增加工程可靠性。对于重点发展旅游业，需要建设客滚船和游艇码头的沿海岛屿，为保护停靠船艇的安全，必须建设防波设施，研究比较把防波堤建设与组合波浪能发电系统建设，综合性策划、设计，结合起来建设，可以功能互补、减少重复、节约成本，具有多方面的重要意义。
无论是海岛的开发建设，还是海岛居民的日常生活，都需要稳定可靠的能源动力作为保障，因此，解决能源问题对于开发与发展海岛至关重要。由于其孤立的地理位置，海洋岛屿无法实现电网覆盖，岛上军民的用电紧张问题较为突出。目前，我国海岛能源利用方式以大陆供给常规能源为主，具体分为海底电缆铺设直接供电及柴油发电两种方式。
海底电缆铺设直接供电普遍应用于距离大陆较近的海岛。离大陆较远的海岛无法铺设电缆，同时海底铺设电缆还会对海底植被和生态造成一定破坏，而且建设和维护成本较高。
柴油发电适用于具有一定电力条件（输变电设备等），因距离较远等因素无法通过电缆直接供电的海岛，需要用电只好采用柴油发电的方式，但是柴油发电存在运行维护成本高、燃料运输困难、噪声和尾气排放影响当地军民生活的问题。当内燃机出现故障时，往往得不到及时维修，给当地居民生产、生活带来了极大的不便。
由于地理、气候、成本、技术等多方面因素，常规能源得不到持续供应，全国多数海岛仍处于缺电、缺水的境况，尤其是在台风频发的东南沿海。近年来，随着国家对海洋资源开发以及可再生能源利用的重视，相关学者提出了采用可再生能源作为解决海岛能源问题的方案。利用波浪能解决海岛、沿海的部分能源问题具有很强的社会和经济效益：
（1）伴随常规能源的日益紧张以及节能减排的迫切要求，新能源技术获得了长足的进步，大力发展海岛可再生能源可以减少对远程网电和海岛柴油发电对传统能源的依赖度。
海岛的资源有限，生态环境十分脆弱，有效地利用海岛可再生能源可以最大限度地降低人为污染和破坏，保护海岛当地环境。
（2）相比较于海底电缆输电的高成本和柴油发电的高噪声、高污染，有效地利用和开发海岛可再生能源，可以节约成本、改善环境。
（3）大力发展大陆近海海岛独立自然能源系统的建设，形成海岛可再生能源设备的规模化应用格局，带动相关产业的发展。
（4）远离大陆的西沙、南沙群岛的深入开发需要有充足的能源供给，海岛从可再生能源发电、海水淡化、植物培植等入手，形成独立的自然循环经济结构，可以为海岛人类生存、长期生活、支撑发展、维护权益提供完善的解决方案。
在经济效益上，目前近海岛屿的经济来源主要在海产养殖和海洋旅游两方面，由于电力、淡水资源缺乏的原因，近海岛屿的经济发展受到很大的影响，而海洋波浪能开发利用技术是一种改善岛屿供电、供水情况的有效途径。可以预见，随着示范工程的运行，海岛生活环境将会得到改善，制约旅游业发展的瓶颈问题将会得到一定程度解决，这势必会促进海岛旅游经济的发展。同时将这部分能源开发与海水淡化、海洋资源开发、海洋养殖、海岛建设、海上旅游结合起来具有重要意义。
在社会效益上，利用海岛自身所具备的自然资源来解决海岛用电问题，可以从根本上改善岛屿居民用电、用水情况，提高居民生活条件，提高当地人气，降低海岛对大陆输入能源的依赖度；既能解决居民用电问题，又无环境污染；示范工程将为解决近海岛屿供电、供水问题提供大量的实验数据，积累丰富的管理经验，为进一步推动海洋可再生能源开发利用技术的发展及其大范围推广打下坚实的基础。
参考文献：
新能源发电技术论文范文5
关键词：微网；控制策略；现状
中图分类号：TM77 文献标识码：A
Analyses the micro network control research status
DUAN Xiao-rui，LI Jin，ZENG Zhao-wei
（College of Electrical Engineering， Guizhou University， Guiyang Guizhou，550025）
Abstract： In recent years， Distributed Generation obtained more and more attention and application， and by the small capacity of distributed power network research. This paper first introduces the concept of micro network and micro network control strategy， and then summarizes and analyzes the current research status of micro network.
Key words： Micro network；The control strategy；The status quo
引言
随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，近年来用电负荷正急剧增长。与此同时，能源危机与环境保护的压力正逐渐加大，化石燃料的迅速消耗和燃烧应用中产生的污染问题也已严重影响到了人们的正常生活。因此，绿色清洁的新能源以及可再生能源的应用得到了越来越多的重视。分布式发电将分散存在的清洁能源转化为电能，使分布式能源得到最有效的利用，因此分布式发电技术为清洁能源的推广应用提供了有力的技术支撑[1]。分布式发电技术不断发展，将分布式发电供能系统以微网的形式运行，与大电网互为支撑，是发挥分布式发电供能系统能效的最有效方式。
微网概念
微网是一种可将各种小型分布式电源组合起来为当地负荷提供电能的低压电网。它具有联网和孤岛两种运行模式，能提高负荷侧的供电可靠性。微网中的分布式电源常采用电力电子接口连接到微网，这增加了分布式电源接口控制的灵活性，但是减少了系统的惯性。微网缺少惯性和运行模式的多样性增加了系统在维持能量平衡及频率稳定等方面的控制难度。微网既可以通过配电网与大型电力网并联运行，形成一个大型电网与小型电网的联合运行系统，也可以独立地为当地负荷提供电力需求。该灵活运行模式大大提高了负荷侧的供电可靠性。同时，微网通过单点接入电网，可以减少大量小功率分布式电源接入电网后对传统电网的影响。
微网控制策略
微网在实际运行中需要解决的关键问题之一就是控制问题。当微网中的负荷或网络结构发生变化时，如何通过对微网中各种微电源进行有效的协调控制，以保证微网在不同运行模式下都能够满足负荷的电能质量要求，是微网能否可靠运行的关键[2]。
目前的微网控制方案，按整体控制策略可分为对等控制、主从控制。主从控制一般是指底层微电源的控制是一种主从控制结构：以一个微电源作为主单元，其控制器作为主控制器，其余微电源的控制器作为从控制器。从控制器必须服从主控制器，其之间的通信联系是强联系，一旦通信失败，微网将无法正常工作。主从控制策略主要用于孤岛运行时的微网。对等控制就是微网中每个微电源地位相等，不存在起主要支撑作用的主控制单元。对等控制策略基于下垂控制法，分别将频率和有功功率、电压和无功功率关联起来，通过一定的控制算法，模拟传统电网中的有功、频率特性曲线和无功、电压曲线，实现电压、频率的自动调节而无须借助于通信。
下垂控制、恒压恒频控制和恒功率控制是目前常见三种的微电源接口逆变器控制方法。下垂控制方法就是使接口逆变器模仿传统电力系统的下垂特性，通过有功和无功来调节微电源输出的频率和电迅。该控制方法是基于本地测量的有功和无功值对逆变器进行控制，各微电源之间不需要通信，因此一般用于对等控制策略中[3]。恒压恒频控制通过直接给定电压和频率的参考值，设计控制器来调节接口逆变器的输出电压和频率，主要用于孤岛运行模式，给微网提供频率和电压的支撑[4]。主从控制策略中主微电源的控制一般釆用此控制方法。通常PQ控制用于并网运行状态。设计控制器在并网运行时使逆变器按照给定的有功和无功参考值输出功率，微电源一般不参与电压、频率的调节，主要由大电网提供支撑[5]。当处于孤岛运行状态时，微网必须中有维持电压和频率的微电源。
研究现状
微电网是目前国内外学者的研究热点，其灵活的运行方式、高质量的供电服务以及绿色高效的经济性能，使其具有良好的发展前景。我国对微网的研究尚处于起步阶段，在国家科技部“863计划先进能源技术领域2007年度专题课题”中已经包括了微网技术，目前中国科学院电工研究所、清华大学、天津大学等单位相继开始了对微网的研究。
文献[6]通过对微网实验系统微网主从控制模式和对等控制模式进行比较，得到结论：主从控制微网系统可以实现电压和频率的无差控制，但对主控单元有很强的依赖性，主控单元的选择至关重要； 若微网中存在燃机等输出稳定且易于控制的DG时，应优选其作为主控单元，而光伏风力等间歇性DG作为从控单元； 若微网中不含有可控DG，则选择储能装置为主控单元，但储能装置容量将限制其长时间孤岛运行。对等控制微网具有冗余性，但没有考虑系统电压与频率的恢复问题，属于有差控制，鲁棒性差，并且在控制和应用上尚存在若干关键技术问题亟待攻克，目前仅限于实验研究阶段。
文献[7]研究了下垂控制和混合控制的微源控制方法，并建立了微网系统仿真模型， 针对计划孤网和非计划孤网中的下垂控制和混合控制进行了仿真分析。仿真结果验证了2种控制方式对维持微网孤网稳定的有效性，并且任何控制方式下，微网再并网时均需对微源出力进行重新调整，才能平滑过渡至并网稳定运行模式。
文献[8]分析了微网中多个分布式电源采用 P-f 和 Q-V 下垂控制时，微网的频率稳定性。根据微网内分布式电源的输出特性和负荷需求特性，设计了一种分布式电源层对等控制与主从控制相结合的微网控制策略，并分析了采用此控制方案后微网在不同运行情况下的暂态特性。
文献[9]主要研究了微电源接口逆变器的控制方法，通过建立下垂控制小信号模型，仔细分析了电压频率、电压幅值下垂参数和低通滤波器的截止频率三个参数对于系统稳定性的影响。将微电源等效为直流源或经整流后的直流源，在坐标系中建立了三相逆变器的数学模型；在分析微电源逆变器控制方法和原理的基础上，设计了基于下垂特性的双环反馈控制器、PQ控制器。
文献[10]只考虑并网后电网向微网注入功率时，对含有一个DG的微网并网过程仿真，研究了并网过程中频率和电压波动变化，着重分析了在并网前开关两侧电压相对相位超前和落后的两种不同情况，提出了微网并网的最佳控制策略：并网时开关两侧的电压差必须很小，理想状态为零；电网频率必须稍高于微网频率；并网时刻电网电压必须超前于微网电压。
文献[11]详细分析了PQ控制和V/f控制的原理和方法，对相应的控制器进行设计，并在此基础上建立起微网的模型。通过不同运行方式仿真验证了该模型的运行特性，从而证明了控制策略的有效性和正确性。
文献[12]分析了传统的下垂控制策略在微电网系统中应用所存在的缺陷，并提出采用倒下垂控制与下垂控制相结合的综合控制策略。该策略在改善微电网的稳定性，最大限度地限制过流情况发生等方面都具有显著特点，而且能实现微电网在网络结构或状态转换过程的无缝切换，同时也为不同响应时间的储能装置选择合适的控制策略提供了可能。
由以上的分析可知，目前我国针对微网控制的研究主要集中在下垂控制、恒压恒频控制和恒功率控制三种控制方式，在假定条件下通过对其控制原理和方法的分析进行控制器设计，进而搭建模型进行仿真，从而验证控制策略的有效性。
总结
面对能源危机的挑战，加强绿色能源的利用，既符合国家的能源政策，又可以缓解现阶段能源供求紧张的关系。智能微网的出现，可以较好地解决整个电网控制的复杂性。虽然目前微网的实用化还存在着各种各样的困难，但微网在降低能耗以及补充电网不足方面的优点会促进专家学者的研究，微网的巨大潜力会凸现出来。
参考文献
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[9]赵巍.微网综合控制技术研究[D][硕士论文].南京理工大学，2013（4）
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[11]董鹏.微网的控制与保护策略研究[D][硕士论文].华北电力大学，2009（3）.
新能源发电技术论文范文6
关键词：风力发电；产业；现状
引言：近三年，全球风电产业不断超越其预期的发展速度，并保持着世界增长速度最快的新能源领域第一的地位，截至2013年上半年，世界风电装机已经超过300GW，其中100GW 是2010年以后新增的，创历年新高，目前世界风机共发电600TWh，超过世界总发电量的3%，各国都非常重视风电产业的发展。
风电是辽宁重要产业，在辽宁省九大新兴产业布局中，新能源排在第二位，“十二五”规划中提出，将在新能源方面重点发展风力发电、核电等产业，推动智能电网、分布式能源同步建设，初步形成新能源产业集群。
一、现阶段国内风力发电产业的问题现状
经过近几年的建设和快速发展，我国风电产业出现了无序上马、重复建设、风电设备和配件过剩生产、无序投资等问题，突出的有：第一，装机数量巨大，发电效率低。截止到2013年上半年，我国装机总量近80000MW，总装机量全球第一 ，但是与荷兰等国家比我国风电场发电效率较低。第二，风电规划比较粗放，风电场核准过多。国家“十二五”风电前三批拟核准风电项目计划1349个，装机容量8080万千瓦。第三，全国许多地区风电建设出现“弃风”限电现象，东北地区尤其严重，截至2013年6月底，全国风电累计并网容量6749万千瓦，在建容量4823万千瓦，并网容量只占核准容量的58%，从物理“并网难”，向技术“并网难”转化。第四，金融的资金支持不平衡。可以说，对于我国风电产业，经历了2003到2006年的初步起步，2007年到2010年的迅猛发展后，2011、2012年后风电进入低谷期。可是，应用经济理论研究上，现阶段风电产业现状和发展策略的内容不多，查询各种研究资料，对于风电产业新出现的问题，没有进行专门的研究，可借鉴的理论与经验有限。所以，急需研究风电产业进入低谷期的发展策略。
二、现阶段国内风电设备制造企业的现状和发展趋势
近些年，我国的风力发电技术的整体发展趋势主要是向大型化，大容量机组发展。2009年，我国风力发电机组平均功率为1362kw，到2010年，我国新增风力发电机组的平均功率上升到1466.8kw。2010年，新增加的近13000台风力发电机组中，1.5MW和2MW风电机组数量分别为9793台和980台，成为了 2010年度的主要机组类型。另外，2.5MW及以上风力发电机组也安装了 33台。在我国，风电开发的一个趋势是，目前国内多家风机制造企业正努力进军海上风电市场，正在研制5MW及以上的大型风电机组，有的厂商己经在海上、滩涂或内陆装机，进行风电项目试运行。
在科技部的支持下，“十一五”国家科技支撑计划先进能源领域“大功率风电机组研制与示范"项目全面展开，通过项目的实施，为机组的产业化及进一步开发更大型风力发电机组奠定了良好的基础。目前1.5兆瓦陆上风电机组年装机数量在万余台以上，已经形成了规模化生产；2.5兆瓦风电机组和3兆瓦风电机组己经陆续实现了批量化生产；截止到现在5-6兆瓦风电机组已经成功生产，同时正在进行更大兆瓦级风电机组的研制工作。相对于目前国外的海上风电机组发展的现状来讲，国内10兆瓦级海上风力发电机组的研究尚属空白，研究10兆瓦风电机组技术符合未来发展趋势。2012年，我国风电场开发呈现平稳快速发展态势。据水电水利规划设计总院、国家风电信息管理中心的《2012中国风电建设统计评价报告》，截至到2012年底，全国（不含港、澳、台）共建设有1445个风电场，吊装风电机组52827台，全国累计风电吊装容量70.21GW，与同口径统计的2011年累计吊装容量56.49GW相比，新增13.72GW，增幅约24%，同比增量及增幅均明显降低。截至2012年底，全国累计并网容量62.66GW，风电并网容量约占全国电源总装机容量的5.47%。较2011年累计并网容量47.84GW相比，增幅31%。2015年后，中国海上风电将进入规模化发展阶段，达到国际先进技术水平。2020年中国海上风电将达到30GW。
三、现阶段国内风力发电场的布局与分析
之前，由于政府的供给侧强制配额政策，对于电力集团必须要按照一定比例提升风电装机和风力发电量，使得各大电力集团积极跑马圈地，抢占风力资源优异的地区，极大地拉动了风电建设的热潮。之后2007年，国家发改委又颁布了《电网企业全额收购可再生能源电量监管办法》要求电网公司全额收购新能源电，风电发电企业由于有了风电全额上网的预期，纷纷加大风电建设的力度。
目前，中国有30个省、市、自治区有了自己的风电场，风电累计装机超过1GW的省份超过10个，其中超过2GW的省份9个，处于第一，累计装机17.59GW，辽宁第四，累计装机容量超过5GW。积极推进风能资源的开发利用的同时，加快风电场建设，壮大了风电装备制造业，引进了整机技术，我国风力发电行业经历了快速发展的阶段。进入“十二五”以来，国家能源主管部门提出了集中式开发和分散式开发并重的发展思路，以及相应的管理办法，风电机组逐步国产化和产业规模化。
但随着时间推移，风电发电量扩大，电网并网不积极，风电消纳难的问题逐渐加重，尤其是三北地区，由于电网电源结构单一，调峰方式有限，产生了大量的弃风。针对这样的情况，目前，国外很多国家都实行有条件全额收购政策。我国电网也开始了相应的调整。
四、国家关于风力发电产业的政策与分析
以风电整机制造业为代表的风电行业在过去十年来取得了举世属目的成果，我国也跃居了风电大国地位。自从我国发展风电以来，我国政府就出台了相关的政策扶持风电行业的发展。风电行业现时的成就离不开政府大量切实可行的政策扶持。这些政策具有鲜明的针对性和时效性，对风电行业的发展起到了非常重要的作用。
从这些政策中可以看出，我国的风电扶持政策具有较高的时效性和针对性，21世纪初，我国风电行业处于刚起步阶段，扶持政策特别注重风电行业的研发阶段的支持，至今我国的风电技术也跃升到了世界前列。2005 年起，风能的利用在全球许多国家掀起热潮，我国该段时期的风电扶持政策则注重风电项目的投资与风电设备的制造，截止 2011 年，我国的风电设备销售量、风电累计装机容量都已跃居世界第一。而近两年风电行业主要面临风电设备制造产能过剩和风电“上网难”等问题，扶持政策则主要针对风电的上网消纳，增加需求。
结语：风电作为我国重要的新能源，其行业金融风险将会影响到我国可再生能源战略的实施和经济转型升级的大局。虽然风电发展前景巨大，但其所面临的挑战也是巨大的。我国风电产业目前正处于起步阶段，运行管理还缺乏经验，风电场并网技术也存在着很大的缺陷。此外，中国的风能资源虽然丰富，但目前所掌握的储量和分布资料是粗略估计的难以满足风力发电开发的要求。所以风力发电开发仍有很多路要走。
参考文献：
