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篇(1)

關(guān)鍵詞：新能源發(fā)電太陽能，風(fēng)能，發(fā)展前景

 

0引言

自第三次工業(yè)革命以來，人類社會(huì)在經(jīng)濟(jì)和科技方面取得了空前的發(fā)展，伴隨而來的是常規(guī)化石能源的大量消耗及其引起的環(huán)境污染和資源短缺等一系列問題，迫使人類不得不開始尋找清潔的可再生能源，也即新能源。相對于傳統(tǒng)的煤、石油、天然氣等化石能源，新能源普遍具有污染少、儲(chǔ)量大的特點(diǎn)，對于解決當(dāng)今世界日益嚴(yán)重的環(huán)境污染和資源匱乏等問題具有十分重要的意義[1]。資源與環(huán)境的壓力也給電力系統(tǒng)帶來了新的挑戰(zhàn)，利用新能源逐步取代傳統(tǒng)能源進(jìn)行發(fā)電將是今后電力工業(yè)發(fā)展的趨勢，可見新能源發(fā)電具有良好的發(fā)展前景和實(shí)用價(jià)值。

1 新能源發(fā)電的類型及其原理特點(diǎn)

新能源發(fā)電主要包括太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電、潮汐發(fā)電等方面。

1.1太陽能發(fā)電

太陽能是指太陽內(nèi)部連續(xù)不斷的核聚變反應(yīng)過程所產(chǎn)生的能量，它是一個(gè)巨大的能源，據(jù)估計(jì)，我國陸地面積每年接收到的太陽能輻射能相當(dāng)于億噸煤[2]。太陽能發(fā)電又叫光伏發(fā)電，它的基本原理是利用光伏效應(yīng)，通過光照產(chǎn)生電動(dòng)勢，進(jìn)而輸出電能，實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。簡單地說，太陽能發(fā)電就是通過太陽能電池直接將太陽光轉(zhuǎn)換成電能，太陽能電池是由各種具有不同電子特性的半導(dǎo)體材料薄膜制成的平展晶體，可以產(chǎn)生強(qiáng)大的內(nèi)部電場[2]，主要包括單晶硅電池、多晶硅電池和非晶硅電池三種類型。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。

常見的太陽能發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池、控制器和逆變器三部分構(gòu)成，按其運(yùn)行方式可分為獨(dú)立太陽能發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其中后者是目前的主流發(fā)展趨勢，即太陽能電池發(fā)出的直流電，通過逆變裝置轉(zhuǎn)換成交流，進(jìn)而并入電網(wǎng)使用。太陽能發(fā)電安全可靠，具有許多優(yōu)點(diǎn)，如能源充足，太陽能無處不在，不受地域限制；建設(shè)周期短，運(yùn)行成本低；不需要消耗燃料，無環(huán)境污染；結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便，適合無人值守。但是，太陽能發(fā)電受氣候條件影響，具有間歇性，且價(jià)格昂貴。

1.2 風(fēng)力發(fā)電

風(fēng)力發(fā)電是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，再轉(zhuǎn)換為電能，其基本原理是利用風(fēng)吹動(dòng)風(fēng)輪，通過風(fēng)輪的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而產(chǎn)生電能。風(fēng)能是清潔的可再生能源，風(fēng)力發(fā)電與常規(guī)發(fā)電相比，具有能源充足、不消耗燃料、無環(huán)境污染、占地面積小、工程建設(shè)周期短、發(fā)電技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)。在當(dāng)今世界的新能源開發(fā)技術(shù)中，風(fēng)力發(fā)電是最成熟、最有商業(yè)利用價(jià)值的發(fā)電方式，其裝機(jī)容量正在不斷擴(kuò)大，全球風(fēng)電發(fā)電量占總發(fā)電量的比例也在逐步增加。

1.3生物質(zhì)能發(fā)電

生物質(zhì)能是綠色植物通過光合作用，將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而儲(chǔ)存在生物質(zhì)內(nèi)部的一種能量形式，是一種資源豐富、無污染的能源。生物質(zhì)能發(fā)電包括農(nóng)林廢棄物燃燒發(fā)電、生物質(zhì)燃?xì)獍l(fā)電、城市垃圾焚燒發(fā)電、沼氣發(fā)電等方面。生物質(zhì)能發(fā)電具有電能質(zhì)量好、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

1.4 地?zé)岚l(fā)電

地球內(nèi)部蘊(yùn)藏著巨大的熱能，地?zé)崮芫褪堑厍騼?nèi)部的熱釋放到地表的能量，地?zé)岚l(fā)電就是將地?zé)崮苻D(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，再將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽抢玫叵聼崴驼羝麨閯?dòng)力源的一種新型發(fā)電技術(shù)，其原理與火力發(fā)電基本一樣，即將蒸汽的熱能通過汽輪機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，然后帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電[2]。

1.5潮汐發(fā)電

潮汐能，顧名思義，就是潮汐所蘊(yùn)含的能量，同樣是一種取之不盡、用之不竭的新能源。潮汐發(fā)電，就是利用海水漲落及其引起的水位差來推動(dòng)水輪機(jī)，由水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，其原理與一般的水力發(fā)電差別不大。即在海灣或有潮汐的河口修建大壩，構(gòu)成水庫，利用壩內(nèi)外漲潮、落潮時(shí)的水位差進(jìn)行發(fā)電。潮汐發(fā)電受潮汐周期變化的影響，具有間歇性。

2 中國新能源發(fā)電的前景展望

改革開放以來，我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)規(guī)模躍居世界前列，與此同時(shí)，能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的不合理引起的資源環(huán)境問題日益突出，大力發(fā)展新能源發(fā)電技術(shù)，是調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、促進(jìn)節(jié)能減排、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的要求。我國可再生能源資源豐富，通過近年來的發(fā)展，新能源發(fā)電已經(jīng)取得了一定進(jìn)展，已經(jīng)形成了一定規(guī)模、體系相對完善的新能源產(chǎn)業(yè)。中國新能源發(fā)電雖然剛剛起步，但是卻有著廣闊的發(fā)展前景。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。

（1）風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電發(fā)展迅速。中國風(fēng)能資源豐富且風(fēng)力發(fā)電技術(shù)較為成熟，目前正在以“建設(shè)大基地，融入大電網(wǎng)”的方式進(jìn)行規(guī)劃和布局。太陽能發(fā)電同樣也具有較好的發(fā)展前景，我國的太陽能電池制造水平較高，應(yīng)該大規(guī)模推廣太陽能發(fā)電。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。根據(jù)國家能源局制定的《新能源產(chǎn)業(yè)振興發(fā)展規(guī)劃》，到2011年，新能源在能源結(jié)構(gòu)中的比重達(dá)到2%（含水電為10%），新能源發(fā)電占電力總裝機(jī)容量的比重達(dá)到5%（含水電為25%）。而風(fēng)電裝機(jī)容量將達(dá)到3500萬千瓦（陸地風(fēng)電3000萬千瓦，海上風(fēng)電500萬千瓦），太陽能發(fā)電裝機(jī)容量將達(dá)到200萬千瓦[1]。除此之外，《2008年中國風(fēng)電發(fā)展報(bào)告》預(yù)言，到2020年末，全國風(fēng)電開發(fā)建設(shè)規(guī)模有望達(dá)到1億kW。

（2）生物質(zhì)能發(fā)電優(yōu)勢明顯，前景較好。相對于風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電的間歇性特點(diǎn)，生物質(zhì)能發(fā)電具有突出的優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高。2002年，我國可再生能源發(fā)電裝機(jī)容量3234.6萬kW，其中生物質(zhì)能發(fā)電裝機(jī)容量80萬kW，在眾多新能源和可再生能源發(fā)電中僅次于小水電。預(yù)計(jì)到2020年，可再生能源發(fā)電將達(dá)0.9~1億kW，其中生物質(zhì)能發(fā)電為1000萬kW；另一種估計(jì)結(jié)果是2020年可再生能源發(fā)電裝機(jī)容量將達(dá)到1.21億kW，其中生物質(zhì)能為2000萬kW。

（3）在有條件的區(qū)域發(fā)展地?zé)岚l(fā)電和潮汐發(fā)電。受地理?xiàng)l件的限制，地?zé)岚l(fā)電和潮汐發(fā)電均具有地域性。目前，中國高溫地?zé)犭娬局饕性谖鞑氐貐^(qū)，總裝機(jī)容量為27.18MW，其中羊八井地?zé)犭娬狙b機(jī)容量25.18MW，其發(fā)電量已經(jīng)占到拉薩電網(wǎng)的40%以上，對緩和拉薩地區(qū)電力緊缺的情況起到了重要的作用。今后，可繼續(xù)在西藏地區(qū)大力發(fā)展地?zé)岚l(fā)電。我國潮汐能蘊(yùn)藏量中可開發(fā)利用部分的92%集中在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、能源需求迫切的華東沿海地區(qū)[3]，發(fā)展潮汐發(fā)電可緩解這些地區(qū)的電力不足。但是，潮汐發(fā)電由于開發(fā)成本較高和技術(shù)上的原因，目前發(fā)展并不是很快，我國江廈潮汐電站裝機(jī)容量為3200kW，年發(fā)電量1070萬kWh[4]，今后可視情況適當(dāng)發(fā)展潮汐發(fā)電。

3 結(jié)語

能源短缺和環(huán)境惡化已經(jīng)成為威脅人類生存的全球化問題，發(fā)展新能源是實(shí)現(xiàn)人類可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路，中國應(yīng)該加快開發(fā)利用新能源的步伐，大力發(fā)展新能源發(fā)電，逐步實(shí)現(xiàn)從常規(guī)能源向清潔能源轉(zhuǎn)變。目前，我國的新能源發(fā)電已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，但同時(shí)還存在著一些亟待解決的問題，主要表現(xiàn)在技術(shù)基礎(chǔ)薄弱、相關(guān)體制尚不規(guī)范等方面。為此，提出一些建議：（1）制定發(fā)展目標(biāo)，科學(xué)規(guī)劃布局。新能源發(fā)電必須進(jìn)行合理規(guī)劃和布局，有必要將其納入國家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展總體規(guī)劃。（2）加快體系建設(shè)，規(guī)范行業(yè)發(fā)展。對于新能源發(fā)電的設(shè)備要求和并網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該盡快制定相關(guān)準(zhǔn)則。（3）加大投資力度，鼓勵(lì)自主創(chuàng)新。目前，我國新能源研究力量分散，缺乏跨學(xué)科的交流，有必要對各類科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行整合。除此之外，新能源發(fā)電是智能電網(wǎng)的一個(gè)重要組成部分，必須構(gòu)建全國統(tǒng)一的新能源電網(wǎng)，以促進(jìn)我國智能電網(wǎng)的建設(shè)。

參考文獻(xiàn)

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篇(2)

[關(guān)鍵詞]太陽能 光伏發(fā)電 逆變 并網(wǎng)

中圖分類號：TK511 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號：1009-914X（2014）33-0363-01

1 概述

2013年年初，京津冀地區(qū)遭遇嚴(yán)重霧霾天氣； 10月份以后，大范圍霧霾污染又蔓延至哈爾濱、蘇州、上海、甚至三亞等地，全國范圍從北到南無一幸免。

據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)計(jì)， 2013年的霧霾天數(shù)是中國近52年來的最多，創(chuàng)下歷史紀(jì)錄。

環(huán)保專家指出，導(dǎo)致空氣質(zhì)量下降的污染物有二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、可吸入顆粒物、臭氧等。在一些地區(qū)，尤其是大城市，工業(yè)生產(chǎn)、機(jī)動(dòng)車尾氣、建筑施工、冬季取暖燒煤等排放的有害物質(zhì)難以擴(kuò)散，導(dǎo)致空氣質(zhì)量顯著下降。面對越來越嚴(yán)峻空氣污染形勢，尋找新能源成為當(dāng)前面臨的迫切課題。照射在地球上的太陽能非常巨大，而且太陽能發(fā)電絕對干凈，不產(chǎn)生污染。所以太陽能被譽(yù)為是理想的能源。隨著太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，光伏發(fā)電已經(jīng)不再只是作為偏遠(yuǎn)無電地區(qū)的能源供應(yīng)，而是向逐漸取代常規(guī)能源的方向發(fā)展。

本文主要討論太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中電力電子技術(shù)的應(yīng)用；介紹并網(wǎng)系統(tǒng)的組成特點(diǎn)；根據(jù)不同的電路拓?fù)洌懻撎柲茏畲蠊β庶c(diǎn)跟蹤技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法。

2 太陽能光伏系統(tǒng)的組成

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)是利用太陽能電池半導(dǎo)體材料的光伏效應(yīng)，將太陽光輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能的一種新型發(fā)電系統(tǒng)，有獨(dú)立運(yùn)行和并網(wǎng)運(yùn)行兩種方式。

與獨(dú)立供電的光伏系統(tǒng)相比，并網(wǎng)系統(tǒng)一般都沒有儲(chǔ)能環(huán)節(jié)，直接由并網(wǎng)逆變器接太陽能電池和電網(wǎng)。并網(wǎng)逆變器的基本功能是相同的。那就是，在太陽能電池輸出較大范圍內(nèi)變化時(shí)，能始終以盡可能高的效率將太陽能電池輸出的低壓直流電轉(zhuǎn)化成與電網(wǎng)匹配的交流電流送入電網(wǎng)。

3 太陽能光伏系統(tǒng)的最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)

實(shí)現(xiàn)太陽能光伏陣列的最大功率點(diǎn)跟蹤，實(shí)質(zhì)上是一個(gè)自尋優(yōu)過程。通過對光伏陣列當(dāng)前時(shí)刻輸出電壓與電流的檢測，得到當(dāng)前時(shí)刻光伏陣列輸出功率，再與已存儲(chǔ)的前一時(shí)刻光伏陣列功率值比較，舍小存大，再檢測，再相比較，如此不停地周而復(fù)始，便可使光伏陣列動(dòng)態(tài)地工作在最大功率點(diǎn)上。

在一定溫度時(shí)，不同光照強(qiáng)度下太陽能電池的輸出特性曲線不同。每條曲線都存在著一個(gè)最大功率輸出點(diǎn)，并且這個(gè)點(diǎn)在當(dāng)前的光照條件下是唯一的。在太陽能光伏系統(tǒng)中采用較多的一階MPPT正是利用了最大功率點(diǎn)的dp/dv為零的特性。先對太陽能電池的輸出電壓和電流進(jìn)行連續(xù)的采樣，并將每次采樣的一組電壓電流數(shù)據(jù)相乘折合成功率值，然后減掉上一次采樣得到的功率值，即為功率差分值。當(dāng)功率達(dá)到最大值時(shí)滿足式（1），同時(shí)還可以推得式（2）。

dP/dU=dUI/dU=UdI/dU+IdU/dI=0 （1）

UdI+IdU=0 （2）

令

ΔI=UdI （3）

ΔU=-IdU （4）

則當(dāng)ΔU=ΔI時(shí)，即可近似認(rèn)為達(dá)到最大功率點(diǎn)，這樣就構(gòu)成了最經(jīng)典的一階差分算法。

4 并網(wǎng)供電的太陽能光伏系統(tǒng)中的逆變器

光伏陣列所發(fā)的電能為直流電能，然而許多負(fù)載需要交流電能，如變壓器和電機(jī)等。直流供電系統(tǒng)有很大的局限性，不便于變換電壓，負(fù)載應(yīng)用范圍也有限。除特殊用電負(fù)荷外，均需要使用逆變器將直流電變換為交流電。現(xiàn)在常用的逆變器有以下幾種。

1）方波逆變器

此逆變器輸出的電壓波形為方波，逆變器線路簡單，價(jià)格便宜，實(shí)現(xiàn)較為容易。缺點(diǎn)是方波電壓中含有大量的高次諧波成分，在負(fù)載中會(huì)產(chǎn)生附加的損耗，并對通信等設(shè)備產(chǎn)生較大的干擾，需要外加額外的濾波器。此類逆變器多見于早期，設(shè)計(jì)功率不超過幾百瓦的小容量逆交器。

2）階梯波逆變器

階梯波逆變器輸出的電壓波形為階梯波形，階梯波逆變器的優(yōu)點(diǎn)是輸出波形接近正弦波，比方波有明顯的改善，高次諧波含量減少。但此逆變器往往需要多組直流電源供電，需要的功率開關(guān)管也較多，給光伏陣列分組和蓄電池分組帶來不便。

3）正弦波PWM逆變器

正弦波逆變器的優(yōu)點(diǎn)是輸出波形基本為正弦波，在負(fù)載中只有很少的諧波損耗，對通信設(shè)備干擾小，整機(jī)效率高。缺點(diǎn)是設(shè)備復(fù)雜、價(jià)格高。

5 雙模式逆變器

為了方便應(yīng)用，可以設(shè)計(jì)一種既可獨(dú)立運(yùn)行，又可并網(wǎng)運(yùn)行的光伏發(fā)電系統(tǒng)。該系統(tǒng)中的逆變器可以自由切換并網(wǎng)運(yùn)行和獨(dú)立運(yùn)行，并且保證在切換過程中對負(fù)載和逆變器無沖擊，實(shí)現(xiàn)平滑切換。可以采用了快速檢測并網(wǎng)開關(guān)和抑制電流突變的過渡算法，以實(shí)現(xiàn)三相系統(tǒng)并網(wǎng)/獨(dú)立的平滑切換。這種系統(tǒng)稱為三相雙模式逆變器發(fā)電系統(tǒng)。此系統(tǒng)中太陽能電池板組成光伏陣列，輸出不穩(wěn)定的直流電。DC/DC 充電控制器連接電池板和蓄電池組，實(shí)現(xiàn)最大功率向蓄電池充電。 蓄電池可以在太陽輻照度變化和無太陽光時(shí)持續(xù)向逆變器供給直流電。三相逆變器的輸入級連接到蓄電池的直流母線上， 輸出接在帶有中心抽頭的變壓器上。這樣可以帶三相或單相負(fù)載運(yùn)行。并網(wǎng)開關(guān)可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與負(fù)載、 逆變器的連接和斷開。當(dāng)電網(wǎng)無電時(shí)，并網(wǎng)開關(guān)斷開，逆變器給負(fù)載供電。當(dāng)電網(wǎng)有電時(shí)，并網(wǎng)開關(guān)閉合，負(fù)載由電網(wǎng)和逆變器共同供電，逆變器還可以將太陽能電池板發(fā)出的多余電能輸入到電網(wǎng)中，也可以利用電網(wǎng)給蓄電池充電。

6 結(jié)論

本文對太陽能光伏系統(tǒng)中的最大功率點(diǎn)跟蹤和逆變技術(shù)進(jìn)行了討論。通過對并網(wǎng)光伏系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)組成分析，比較其構(gòu)成特點(diǎn)和電路拓?fù)洌懻摰贸隽烁髯赃m用的控制方法。文章最后介紹了一種可實(shí)現(xiàn)獨(dú)立運(yùn)行與并網(wǎng)運(yùn)行實(shí)時(shí)切換的雙模逆變器。從上述分析可以看到：太陽能光伏發(fā)電作為新能源的應(yīng)用技術(shù)正在得到迅速發(fā)展，而電力電子技術(shù)作為其中的關(guān)鍵技術(shù)，對太陽能光伏發(fā)電應(yīng)用的發(fā)展起著決定性作用。

參考文獻(xiàn)

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篇(3)

【關(guān)鍵詞】光伏并網(wǎng)逆變器；LCL濾波器；參數(shù)設(shè)計(jì)

一、引言

隨著光伏太陽能電池板的工藝不斷進(jìn)步，太陽能并網(wǎng)發(fā)電逐漸成為熱點(diǎn)。大功率光伏并網(wǎng)逆變技術(shù)是太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電領(lǐng)域最核心技術(shù)之一。而逆變器側(cè)的濾波器參數(shù)選擇是關(guān)系著其并網(wǎng)的性能優(yōu)劣的關(guān)鍵點(diǎn)之一。因此，設(shè)計(jì)參數(shù)合適的濾波電路及確定合適的濾波電路參數(shù)非常重要。

二、L及LCL濾波器效果對比

并網(wǎng)逆變器濾波結(jié)構(gòu)主要有L型及LCL型。

L型濾波器是一階的，電流諧波幅值一直以-20dB/dec下降，LCL型濾波器是三階的，在諧振頻率之前，和L一樣，電流諧波幅值以-20dB/dec下降，諧振頻率之后，電流諧波幅值以-60dB/dec下降。隨著頻率的增加，在高頻階段LCL能有效抑制諧波成分。同時(shí)可以看到，如果想達(dá)到相同的濾波效果，LCL型濾波器總電感量是L型濾波器總電感量的1/3，極大的減小了濾波器的體積，節(jié)省了材料及成本。

三、500kW大功率光伏并網(wǎng)逆變器的LCL濾波電路參數(shù)設(shè)計(jì)

1.總電感的約束條件

LCL濾波電路中，電容支路開路，總電感大小為L=L1+Lg，根據(jù)基爾霍夫電壓定理有：

根據(jù)圖1，可以看出，A點(diǎn)表示逆變器輸出電流與電網(wǎng)電壓同向，逆變器向電網(wǎng)傳輸有功功率，功率因素為1。

根據(jù)圖1，由余弦定理得出：

2.諧振點(diǎn)的約束條件

LCL濾波電路發(fā)生諧振時(shí)，該次并網(wǎng)諧波諧波電流會(huì)顯著增加。根據(jù)諧振公式，可以知道并網(wǎng)電流發(fā)生諧振點(diǎn)頻率為：

（3-4）

在大功率光伏并網(wǎng)逆變器控制技術(shù)中，一般采用SVPWM調(diào)制方式。該調(diào)制方式使得諧波電流在開關(guān)頻率及開關(guān)頻率倍數(shù)附近含量很大。所以，諧振頻率應(yīng)避開開關(guān)頻率倍數(shù)處。工程中，一般將諧振點(diǎn)取在10倍基波頻率和一半開關(guān)頻率的范圍之間，即：

（3-5）

3.逆變器側(cè)電感L1的計(jì)算

在SVPWM調(diào)制情況下，設(shè)定電感電流紋波在每一個(gè)載波周期內(nèi)不能超過峰值電流的20%，有：

其中，Ts為載波周期，為紋波電流，。

4.并網(wǎng)側(cè)電感Lg的計(jì)算

工程上，一般將逆變器側(cè)電感值的1/6到1/4作為并網(wǎng)側(cè)電感值，即Lg=（1/6～1/4）。

5.電容C的計(jì)算

電容導(dǎo)致的無功功率必須小于逆變器總?cè)萘康?%，本次計(jì)算中選取逆變器額定容量的2%作為無功功率。

6.計(jì)算電容側(cè)電阻值Rd

為了使大功率并網(wǎng)逆變器有更好的穩(wěn)定性，采用控制方法較簡單的無源電阻法來并網(wǎng)。它將LCL濾波器電容側(cè)串聯(lián)入電阻Rd，減小諧振點(diǎn)的諧波電流。Rd的引入導(dǎo)致系統(tǒng)損耗增加。

分析式（3-11），可以看到，功率損耗隨電阻的增大，先增大后減小，當(dāng)時(shí)，功率損耗出現(xiàn)的極大值。因此無源電阻取值應(yīng)該避免這些點(diǎn)。

考慮到諧波電流主要分布在開關(guān)頻率及其倍數(shù)附近，即：

時(shí)，逆變器有較大損耗。

綜合考慮：

此時(shí)，無源電阻功率損耗不大。所以，基于500kW的光伏并網(wǎng)逆變器LCL濾波電路選取的參數(shù)如表1所示：

7.驗(yàn)算諧振點(diǎn)

將計(jì)算好的各值帶入式（3-5），檢驗(yàn)電流諧振點(diǎn)，則fres=1493Hz。滿足系統(tǒng)要求。

四、仿真驗(yàn)證

采用Matlab/Simulink搭建仿真模塊，控制算法用S函數(shù)編寫而成。

光伏電池板直流電壓源采用Boost電路，通過電流閉環(huán)控制功率大小，模擬光伏電池板在不同光照下工作。并網(wǎng)逆變器采用SVPWM7段式調(diào)制策略，實(shí)現(xiàn)單位功率因素的并網(wǎng)運(yùn)行。

研究發(fā)現(xiàn)，為了實(shí)現(xiàn)逆變器單位功率因素并網(wǎng)運(yùn)行，取逆變器側(cè)的電流反饋，此時(shí)需要給Q軸給定電流做移相補(bǔ)償，補(bǔ)償?shù)臒o功電流為：

Boost電路中，直流側(cè)電壓500V，電感L=10mH，開關(guān)頻率2.5kHz，支撐電容10mF。三相并網(wǎng)逆變器LCL濾波器參數(shù)如表1所示，并網(wǎng)線電壓270V。

五、結(jié)論

仿真結(jié)果如圖2～圖5所示，可以看到額定功率運(yùn)行時(shí)，并網(wǎng)電流的諧波為1.38%。當(dāng)輕載運(yùn)行時(shí)，因?yàn)檎{(diào)制度降低，SVPWM調(diào)制諧波電壓含量增加，并網(wǎng)電流總諧波含量為9.29%。

對于輸出功率隨光照強(qiáng)度變化的光伏太陽能逆變器，仿真證明此LCL濾波器能達(dá)到很好濾波效果。證明了LCL濾波器設(shè)計(jì)的正確性。

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作者簡介：

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關(guān)鍵詞：光伏產(chǎn)業(yè);多晶硅;太陽能電池;產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

隨著社會(huì)的發(fā)展，人類對于能源的需求量越來越大。然而，化石能源資源的枯竭以及其開采、使用對環(huán)境污染的壓力增大，使人們不得不尋找和開發(fā)新的綠色能源，太陽能是可供選擇的綠色能源之一。以太陽能為基礎(chǔ)的光伏產(chǎn)業(yè)是我國中央政府確定的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。自2006年1月1日起實(shí)施了《中華人民共和國可再生能源法》后，又相繼出臺(tái)了一系列的政策法規(guī)近百條，2013年國內(nèi)光伏電池產(chǎn)能為42GW，產(chǎn)量達(dá)到25.1GW，與2012年相比，增長率約為20%，產(chǎn)量約占全球總產(chǎn)量的62%，位居全球首位。光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展受到政府前所未有的重視，一系列幫助光伏產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)“量變向質(zhì)變”轉(zhuǎn)化的政策頻出，使我國光伏產(chǎn)業(yè)政策體系初步形成。[1]

一、我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

（1）多晶硅產(chǎn)量逐年增長。多晶硅是生產(chǎn)光伏電池的原料，在生產(chǎn)硅基太陽能電池的過程中，需要使用大量的多晶硅。據(jù)中華人民共和國工業(yè)和信息化部統(tǒng)計(jì)，2014年上半年，我國多晶硅產(chǎn)量6.2萬噸，同比增長100%，在產(chǎn)多晶硅企業(yè)由去年初的7家增至16家。圖1為我國（大陸地區(qū)）近五年多晶硅年產(chǎn)量情況。

圖1 我國（大陸地區(qū)）多晶硅年產(chǎn)量的變化趨勢

從圖1可知，從2009年至2010年我國多晶硅的產(chǎn)量增幅為137.7%，2010年至2011年多晶硅產(chǎn)量增幅為81.6%，由于多晶硅產(chǎn)能增幅過快，導(dǎo)致國內(nèi)多晶硅產(chǎn)能的過剩，加上國際多晶硅生產(chǎn)企業(yè)對華傾銷，造成了2011年下半年以來我國多晶硅市場價(jià)格一路下滑，整個(gè)行業(yè)陷入困頓。截至2012年年底，我國多晶硅生產(chǎn)企業(yè)已由原來的近50家銳減至7家，產(chǎn)量也由2011年的79000t減至60400t。2014年，隨著全球光伏裝機(jī)市場的繁榮和我國商務(wù)部公布對太陽能級多晶硅反傾銷調(diào)查的最終裁定，多晶硅的生產(chǎn)迎來了一波擴(kuò)產(chǎn)和開工潮，其年產(chǎn)量由2012年的60400t增至84000t。總體來說，近年來我國多晶硅發(fā)展勢頭強(qiáng)勁且良好。

（2）太陽能電池產(chǎn)量居全球首位。雖然，我國太陽能電池制造業(yè)的發(fā)展時(shí)間不是很長，但發(fā)展速度非常快。至2006年，無錫尚德、江西賽維LDK等一批光伏企業(yè)在海外上市并取得巨大成功，促使國內(nèi)太陽能電池制造業(yè)規(guī)模迅速壯大。從業(yè)企業(yè)從最初的十幾家發(fā)展為幾百家，太陽能電池產(chǎn)量也呈逐年增長發(fā)展態(tài)勢。截至2013年底，中國大陸太陽能電池組件以25.1GW的產(chǎn)量位居全球第一，產(chǎn)量約占全球總產(chǎn)量的63%。

（3）光伏裝機(jī)容量迅猛上升。近年來，我國出臺(tái)了《可再生能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》《太陽能發(fā)電發(fā)展“十二五”規(guī)劃》等一系列政策，受國家政策引導(dǎo)和帶動(dòng)，我國光伏產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，自2009年至2011年，我國光伏裝機(jī)容量增幅非常快，然而2012年受光伏組件、逆變器、EPC總包價(jià)格單邊下跌，且政策導(dǎo)向不明朗。2012年我國光伏年新增裝機(jī)容量為1.19GW，大幅度低于2012年初的預(yù)期的5～7GW。[2]2013年，在國務(wù)院《關(guān)于促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的若干意見》及一系列配套政策支持下，光伏發(fā)電快速發(fā)展。截至2013年底，全國累計(jì)并網(wǎng)運(yùn)行光伏發(fā)電裝機(jī)容量19.42GW。其中，新增光伏發(fā)電裝機(jī)容量12.92GW。

（4）光伏產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。光伏產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈包括多晶硅生產(chǎn)、光伏電池制造等環(huán)節(jié)。其中多晶硅生產(chǎn)技術(shù)密集度最高在產(chǎn)業(yè)鏈中處于高端，市場需求旺盛。全球太陽能光伏電池90%以上以單晶硅或者多晶硅為原材料生產(chǎn)。近年來，我國部分企業(yè)已基本掌握了多晶硅材料的生產(chǎn)工藝，已滿足我國約50%光伏產(chǎn)品生產(chǎn)需要，具體情況見表1。

表1 近5年中國多晶硅生產(chǎn)情況

項(xiàng)目 2009年 2010年 2011年 2012年 2013年

國內(nèi)多晶硅需求量/t 45000 85000 130000 136406 157000

國內(nèi)多晶硅產(chǎn)量/t 18300 43500 79000 60400 84000

國產(chǎn)多晶硅占國內(nèi)年度需求量百分比/% 40.7 51.2 60.8 44.3 53.5

（注：數(shù)據(jù)來源自中華人民共和國工業(yè)和信息化部電子信息司）

但是，我國目前多晶硅的生產(chǎn)總體上工藝技術(shù)更新滯后，不僅產(chǎn)品品質(zhì)與國外相比有較大差距，而且生產(chǎn)成本較高，污染與浪費(fèi)也較為嚴(yán)重，在國際市場基本不具備競爭力。

在光伏產(chǎn)業(yè)鏈中，太陽能電池制造是其最重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。目前，我國太陽能電池產(chǎn)量全球第一，但是國內(nèi)應(yīng)用少，大部分產(chǎn)品用于出口。隨著電力體制改革，補(bǔ)貼路徑的變化，光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的外部環(huán)境逐步改善，[3]而國內(nèi)光伏裝機(jī)市場逐步興起，光伏電池組件的國內(nèi)銷售量也在上升，“兩頭在外”的局面正得以改變。[4]今年上半年，我國光伏電池組件產(chǎn)量達(dá)15.5GW，同比增長34.8%，占全球總產(chǎn)量比例超過60%。[5]因此，從產(chǎn)業(yè)鏈角度看，能夠?qū)H市場供應(yīng)形成較大沖擊的是處于中游的國內(nèi)光伏電池及組件企業(yè)，該環(huán)節(jié)也首當(dāng)其沖成為此番美歐“雙反”的直接對象，進(jìn)而加深了全產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展困境。

二、目前我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展中存在的問題

（1）國際市場發(fā)展阻礙重重。目前，我國光伏產(chǎn)業(yè)總體對外依存度仍較高，特別是太陽能電池銷售。然而，一方面在金融危機(jī)和歐洲債務(wù)危機(jī)加深的特定宏觀背景下，主要光伏應(yīng)用市場（歐洲）的補(bǔ)貼下調(diào)導(dǎo)致全球光伏市場需求出現(xiàn)了萎縮[6];另一方面，歐美國家“貿(mào)易保護(hù)主義”紛紛抬頭，至2009年以來，我國光伏企業(yè)經(jīng)歷了數(shù)次美國和歐盟的“雙反”調(diào)查，無休止的貿(mào)易爭端勢必惡化我國光伏企業(yè)生存環(huán)境，阻礙我國光伏企業(yè)在國際市場中的發(fā)展。

（2）國內(nèi)產(chǎn)業(yè)無序發(fā)展。光伏行業(yè)的高利潤吸引使一些企業(yè)在近乎“瘋狂”的狀態(tài)下投資建廠擴(kuò)能，隨著產(chǎn)能的集中爆發(fā)，光伏市場“供過于求”的局面逐漸顯現(xiàn)，“產(chǎn)能堆積”、“產(chǎn)能閑置”問題嚴(yán)重。例如，2011年光伏產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能以100%的速度增長，而市場需求的增速只有50%，產(chǎn)能擴(kuò)張的速度遠(yuǎn)快于市場需求的增速使得這一年光伏產(chǎn)品價(jià)格平均下跌近40%。[7]光伏產(chǎn)業(yè)作為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，備受中央和地方政府的重視。近幾年，各省市加速發(fā)展新能源等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，再次刺激了產(chǎn)能迅速擴(kuò)張。據(jù)媒體報(bào)道，目前，全國有300個(gè)城市發(fā)展光伏太陽能產(chǎn)業(yè)，100多個(gè)建設(shè)了光伏產(chǎn)業(yè)基地，各地區(qū)幾乎都把光伏產(chǎn)業(yè)列為優(yōu)先扶持發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)。[8]

（3）融資渠道不暢通。光伏產(chǎn)業(yè)屬于資本密集型產(chǎn)業(yè)，融資渠道的通暢與否，直接關(guān)乎行業(yè)命運(yùn)。我國光伏上市企業(yè)有22家，海外上市的有10家，其中有8家上市公司的市值已經(jīng)達(dá)到了200億美元。多數(shù)光伏企業(yè)選擇到海外上市多是由于國內(nèi)金融市場不夠發(fā)達(dá)，相應(yīng)的融資機(jī)制匱乏。投資光伏產(chǎn)業(yè)和相關(guān)項(xiàng)目的投資回收期長，要獲得融資必須以光伏系統(tǒng)安裝之后的發(fā)電量所帶來的收入作為條件，屬（下轉(zhuǎn)第頁）（上接第頁）于項(xiàng)目融資。但是，這種融資方式在目前所能提供的資金非常有限。[9]

（4）光伏發(fā)電并網(wǎng)存在瓶頸。與傳統(tǒng)發(fā)電形式相比，光伏發(fā)電的優(yōu)勢在于，功率選擇靈活，維護(hù)相對簡單，拆卸方便，其作為分布式并網(wǎng)的電源在電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。[10]20世紀(jì)80年代開始，光伏發(fā)電開始迅速發(fā)展。[11]目前我國正大力推廣分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目，光伏發(fā)電系統(tǒng)有效而合理的并網(wǎng)是電力系統(tǒng)中需要解決的重大問題之一。解除了光伏發(fā)電并網(wǎng)存在的瓶頸，才能促使光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛。

三、我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展對策

（1）建立健全世界貿(mào)易爭端解決機(jī)制。針對我國光伏企業(yè)在國外所遭遇的“雙反”威脅，我國光伏行業(yè)應(yīng)建立一個(gè)貿(mào)易爭端解決機(jī)制平臺(tái)，共同應(yīng)對來自國際社會(huì)的貿(mào)易爭端威脅。強(qiáng)大的行業(yè)調(diào)研能力、迅捷的信息預(yù)警機(jī)制、靈活的應(yīng)訴能力以及與外國同行間的溝通交流均是該平臺(tái)應(yīng)該具備的功能。另外，這個(gè)機(jī)制平臺(tái)的建立過程中，相關(guān)行業(yè)協(xié)會(huì)、商會(huì)等非政府組織應(yīng)發(fā)揮主導(dǎo)作用。

（2）規(guī)范產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，加強(qiáng)政府調(diào)控，助推實(shí)力企業(yè)提升產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。由于市場失靈的存在，政府必須依靠宏觀調(diào)控手段減少資源調(diào)配過程中脫節(jié)的現(xiàn)象，優(yōu)化資源配置，促使產(chǎn)業(yè)朝健康、有序的方向發(fā)展。受《光伏制造行業(yè)規(guī)范條件》實(shí)施影響，光伏行業(yè)無序發(fā)展態(tài)勢有所減緩，部分落后產(chǎn)能醞釀或開始退出，產(chǎn)業(yè)調(diào)整趨勢明顯。部分企業(yè)兼并重組意愿日益強(qiáng)烈，上半年，我國前10家組件企業(yè)產(chǎn)量全行業(yè)占比近60%，前5家多晶硅企業(yè)占比超過80%，集中度持續(xù)提高。優(yōu)化光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展結(jié)構(gòu)，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)調(diào)整升級，達(dá)到資源優(yōu)化配置的作用。[12]

（3）疏通融資渠道，創(chuàng)新融資手段。資金的充裕是保障光伏產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展的基礎(chǔ)，為了疏通融資渠道，國家出臺(tái)了《關(guān)于鼓勵(lì)和引導(dǎo)民間資本進(jìn)一步擴(kuò)大能源領(lǐng)域投資的實(shí)施意見》《關(guān)于支持分布式光伏發(fā)電金融服務(wù)的意見》等一些促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)融資的傾斜政策;倡導(dǎo)建立產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金，開放社會(huì)資本進(jìn)入行業(yè)，以解決“融資難”問題;規(guī)范光伏行業(yè)上市公司融資行為，適度支持戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)上市;鼓勵(lì)銀行等金融機(jī)構(gòu)與地方政府合作建立光伏項(xiàng)目融資服務(wù)平臺(tái)，鼓勵(lì)地方政府結(jié)合民生項(xiàng)目對光伏發(fā)電提供貸款貼息政策。

（4）鼓勵(lì)太陽能發(fā)電設(shè)備應(yīng)用，支持分布式發(fā)電并網(wǎng)。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行方式主要分為并網(wǎng)運(yùn)行、離網(wǎng)運(yùn)行和混合運(yùn)行三類方式。[13]我國鼓勵(lì)太陽能發(fā)電設(shè)備應(yīng)用，支持分布式發(fā)電并網(wǎng)，最近能源局出臺(tái)《關(guān)于進(jìn)一步落實(shí)分布式光伏發(fā)電有關(guān)政策的通知》，針對分布式發(fā)電并網(wǎng)發(fā)展難題提出諸多具體措施。例如，在建筑屋頂資源方面，對屋頂面積達(dá)到一定規(guī)模且適宜光伏發(fā)電應(yīng)用的新建和改擴(kuò)建建筑物，應(yīng)要求同步安裝光伏發(fā)電設(shè)施或預(yù)留安裝條件。地方政府可將建筑光伏發(fā)電應(yīng)用納入節(jié)能減排考核及獎(jiǎng)懲制度，消納分布式光伏發(fā)電量的單位可按折算的節(jié)能量參與相關(guān)交易。在并網(wǎng)方面，要完善分布式光伏發(fā)電接網(wǎng)和并網(wǎng)運(yùn)行服務(wù)。在市縣（區(qū)）電網(wǎng)企業(yè)設(shè)立分布式光伏發(fā)電“一站式”并網(wǎng)服務(wù)窗口，明確辦理并網(wǎng)手續(xù)的申請條件、工作流程、辦理時(shí)限，并在電網(wǎng)企業(yè)相關(guān)網(wǎng)站公布。[14]

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20140820/18732714.shtml.

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論文摘要：“電力生產(chǎn)概論”是高校非電氣專業(yè)開設(shè)的全校性選修課。課程的授課目的是讓上述專業(yè)的學(xué)生對電力生產(chǎn)過程有一個(gè)大致的了解，為以后有可能服務(wù)于電力行業(yè)做準(zhǔn)備。由于學(xué)生在數(shù)學(xué)、物理以及電氣方面的基礎(chǔ)薄弱，因此本課程的教學(xué)方法與電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的課程教學(xué)法有所不同，重點(diǎn)是要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓他們克服畏難情緒主動(dòng)學(xué)習(xí)，在重點(diǎn)講述常規(guī)發(fā)電原理的基礎(chǔ)上把自主教學(xué)法成功應(yīng)用于課堂教學(xué)過程中。通過課堂教學(xué)效果的驗(yàn)證，本方法是行之有效的。

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

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

一、教材內(nèi)容及教學(xué)方法介紹

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

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

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

二、常規(guī)能源發(fā)電原理講述

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

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

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

三、新能源發(fā)電學(xué)生自主講述

篇(6)

一、我國城市生態(tài)社區(qū)研究現(xiàn)狀

進(jìn)人21世紀(jì)，我國的人類居住地與生態(tài)社區(qū)建設(shè)有了較大的發(fā)展，如1994年通過的《中國21世紀(jì)議程人口、環(huán)境與發(fā)展白皮書》提出:人類社區(qū)發(fā)展的目標(biāo)是促進(jìn)其可持續(xù)發(fā)展，并動(dòng)員全體民眾參加，建成規(guī)劃布局合理和環(huán)境清潔、優(yōu)美、安靜及居住條件舒適的人類住區(qū)；目前，對于生態(tài)社區(qū)建設(shè)，國家主管當(dāng)局已提出“應(yīng)把注重高質(zhì)量的生態(tài)環(huán)境和住宅的質(zhì)量放到（社區(qū)）規(guī)劃的首位”的要求，表明了對社區(qū)生態(tài)質(zhì)量的重視。我國學(xué)者近年來也開始注重生態(tài)社區(qū)的研究，重點(diǎn)集中在生態(tài)社區(qū)的功能、建設(shè)內(nèi)容以及指標(biāo)體系、標(biāo)準(zhǔn)的研究。國家有關(guān)部門和機(jī)構(gòu)也相應(yīng)出臺(tái)了一些規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，用以指導(dǎo)生態(tài)社區(qū)的建設(shè)。

二、生態(tài)社區(qū)建設(shè)的理論支持

西方對生態(tài)系統(tǒng)的研究已發(fā)展出了許多分支，如景觀生態(tài)學(xué)、應(yīng)用生態(tài)學(xué)、人類生態(tài)學(xué)、城市生態(tài)學(xué)、生態(tài)倫理學(xué)等，而其中每一方面的成果都補(bǔ)充以至改變著生態(tài)社區(qū)的理論，可歸結(jié)如下：

（1）景觀生態(tài)學(xué)是生態(tài)社區(qū)最表相的基礎(chǔ)，為生態(tài)社區(qū)建設(shè)提出最為基本的外在要求。

（2）人類生態(tài)學(xué)和應(yīng)用生態(tài)學(xué)是生態(tài)社區(qū)的核心，前者為生態(tài)社區(qū)的發(fā)展進(jìn)行定位，后者則為之提供建設(shè)方法和準(zhǔn)則。

（3）生態(tài)倫理學(xué)從本質(zhì)上闡明了“生態(tài)”的內(nèi)涵，從人的道德層面上明確了生態(tài)社區(qū)的必要性，并且強(qiáng)調(diào)了它的價(jià)值，以至當(dāng)生態(tài)與經(jīng)濟(jì)發(fā)生沖突時(shí)，成為衡量生態(tài)與經(jīng)濟(jì)之間沖突的尺度和揚(yáng)棄標(biāo)準(zhǔn)。

以上生態(tài)學(xué)的各分支學(xué)科，成為支持生態(tài)社區(qū)建設(shè)的理論依據(jù)。它要求不能把生態(tài)社區(qū)建設(shè)片面地理解為“美觀社區(qū)建設(shè)”或“綠化社區(qū)建設(shè)”等。生態(tài)社區(qū)的建設(shè)需要建立系統(tǒng)而全面、合理的標(biāo)準(zhǔn)和指標(biāo)體系，使社區(qū)的建設(shè)在各方面充分體現(xiàn)其基本內(nèi)涵以及優(yōu)越性。

三、生態(tài)社區(qū)的設(shè)計(jì)規(guī)劃

（一）綠地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

綠地系統(tǒng)是社區(qū)內(nèi)唯一具有負(fù)反饋功能的生態(tài)系統(tǒng)，綠化的功能在生態(tài)社區(qū)的建設(shè)中是極其重要的。目前對社區(qū)綠地系統(tǒng)的建設(shè)往往偏重于景觀上的美化，而忽略了綠地系統(tǒng)調(diào)節(jié)小氣候、凈化空氣、減少噪音、調(diào)節(jié)社區(qū)布局的生態(tài)作用。同時(shí)在綠地系統(tǒng)建設(shè)中只滿足于追求綠化覆蓋率，綠化質(zhì)量不高，采用的植被往往過于單一。研究表明復(fù)合的綠地生態(tài)系統(tǒng)其生態(tài)效益遠(yuǎn)高于一個(gè)單一的草坪。一個(gè)生態(tài)穩(wěn)定的綠地系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)和功能要高度統(tǒng)一和諧，不僅外部形式符合美學(xué)規(guī)律，內(nèi)部和整體結(jié)構(gòu)更應(yīng)符合生態(tài)學(xué)原理和生物學(xué)特性。因此生態(tài)社區(qū)應(yīng)采用“喬、灌、花、草”相結(jié)合的多層次的復(fù)合綠地系統(tǒng)，充分發(fā)揮生態(tài)功能。

（二）環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

生態(tài)城市社區(qū)要求增加輔助能源系統(tǒng)，對于安裝太陽能集熱系統(tǒng)要求與建筑設(shè)計(jì)相協(xié)調(diào)，管道安裝與給水系統(tǒng)配套，同時(shí)做好防雷與防雨處理；利用太陽能發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電技術(shù)等要與地區(qū)電網(wǎng)并網(wǎng)；將地?zé)嵊糜趹羰抑醒肟照{(diào)系統(tǒng)的冷熱源。生態(tài)城市社區(qū)要求水環(huán)境系統(tǒng)中使用節(jié)水器具，全部污水處理率和排放率達(dá)標(biāo)，建立中水處理系統(tǒng)和雨水收集與利用系統(tǒng)。生態(tài)城市社區(qū)要求室外氣環(huán)境質(zhì)量達(dá)到一級標(biāo)準(zhǔn)；禁止使用破壞臭氧層產(chǎn)品，室內(nèi)具有自然通風(fēng)和機(jī)械換氣設(shè)備；室內(nèi)的聲環(huán)境小于35~40dB。生態(tài)城市社區(qū)要求室外公共照明采用綠色照明，使用發(fā)光指示牌和立體照明設(shè)備；室內(nèi)采用自然采光和節(jié)能光源；采用采暖、空調(diào)和生活熱水三聯(lián)供的熱環(huán)境技術(shù)。生態(tài)城市社區(qū)室外綠地采用具有光合作用的綠色再生機(jī)制，實(shí)現(xiàn)節(jié)約用地、節(jié)約資源綜合環(huán)境保護(hù)。廢棄物處理按照無害化、減量化和資源化原則分類處理。

（三）節(jié)約能源的設(shè)計(jì)

節(jié)能設(shè)計(jì)已開始普遍應(yīng)用，盡管節(jié)能設(shè)計(jì)和節(jié)能設(shè)施可能是要多花錢，增加投資，但從長效來看，還是比較可取的。綠色住宅注重使用保溫材料與構(gòu)造，提高建筑熱環(huán)境性能，如在建筑物的內(nèi)表面采用高性能的保溫材料，高效節(jié)能玻璃等新型節(jié)能建材，從而對建筑物起保溫隔熱作用；采用外墻遮陰和屋頂隔熱措施，控制建筑對熱量的吸收，與自然通風(fēng)降溫手段配合，減少空調(diào)費(fèi)用；采用能源及資源的分戶計(jì)量收費(fèi)體制，減少能源使用中的大鍋飯現(xiàn)象。

（四）廢物處理設(shè)計(jì)

生態(tài)社區(qū)應(yīng)具備內(nèi)部廢物（主要是生活垃圾和生活廢水）的基本處理措施，或是能夠?qū)U物在就近進(jìn)行處理，以達(dá)到廢物在社區(qū)內(nèi)部或最小范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)移和消化。例如可以開展垃圾分類回收和加強(qiáng)污水處理，就地回用。

篇(7)

一、風(fēng)能與動(dòng)力工程專業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀

由于風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，高等學(xué)校的專業(yè)設(shè)置顯得相對滯后，導(dǎo)致風(fēng)電相關(guān)技術(shù)人才匱乏，同時(shí)這方面的專業(yè)教育資源和專業(yè)的高級人才也相當(dāng)缺乏。風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展、風(fēng)電領(lǐng)域核心技術(shù)的突破很大程度上依賴我國風(fēng)電本科人才培養(yǎng)。伴隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模的日益擴(kuò)大、風(fēng)力機(jī)組單機(jī)容量的進(jìn)一步增加以及風(fēng)電科技的快速發(fā)展，人才短缺的問題日益凸顯。風(fēng)電本科教育始于2006年，教育部相繼批準(zhǔn)華北電力大學(xué)、河海大學(xué)、長沙理工大學(xué)、蘭州理工大學(xué)、內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)、東北電力大學(xué)和沈陽工業(yè)大學(xué)等少數(shù)高等院校開辦“風(fēng)能與動(dòng)力工程”本科專業(yè)。國內(nèi)設(shè)置風(fēng)能與動(dòng)力工程專業(yè)的院校，如蘭州理工大學(xué)主要依托能源與動(dòng)力工程學(xué)院，華北電力大學(xué)主要依托可再生能源學(xué)院，沈陽工業(yè)大學(xué)主要依托新能源工程學(xué)院，培養(yǎng)計(jì)劃偏重于動(dòng)力機(jī)械；專業(yè)設(shè)置側(cè)重于風(fēng)力發(fā)電的只有河海大學(xué)，由原電氣工程學(xué)院與水利水電工程學(xué)院部分學(xué)科專業(yè)調(diào)整合并組建了能源與電氣學(xué)院，并設(shè)置了新能源系，但是也成立于2009年，其人才培養(yǎng)和課程體系也屬于摸索階段。目前，設(shè)置本專業(yè)的高校因發(fā)展基礎(chǔ)和辦學(xué)定位等方面的差別，所制定的培養(yǎng)方案也存在一定差別和側(cè)重，對于風(fēng)電這個(gè)新興產(chǎn)業(yè)對人才的需求及風(fēng)電人才培養(yǎng)缺乏系統(tǒng)的、深入的研究。

師資短缺是新辦專業(yè)普遍面臨的問題，之前沒有這方面的人才儲(chǔ)備，也缺乏這方面的專業(yè)教育資源，現(xiàn)有的少數(shù)高級人才相對集中在一些科研單位。教師除部分從事過與新專業(yè)相關(guān)科研項(xiàng)目的骨干教師外，一般都對新專業(yè)課程體系缺乏總體掌握，在轉(zhuǎn)行教師中常出現(xiàn)的問題是教學(xué)內(nèi)容組織缺乏面向新專業(yè)的針對性。對于骨干教師應(yīng)注意的問題是科研成果向教學(xué)中的轉(zhuǎn)化問題，將風(fēng)能最新技術(shù)進(jìn)展融入到課堂教學(xué)中。結(jié)合我國風(fēng)電行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢，從人才現(xiàn)實(shí)需求和高等教育銜接的角度立足于內(nèi)蒙古的資源優(yōu)勢、地域特色及畢業(yè)去向，構(gòu)建以風(fēng)能與動(dòng)力工程專業(yè)為核心，形成創(chuàng)新型、實(shí)踐型為主的風(fēng)電人才培養(yǎng)體系，不求規(guī)模的最大化，但求優(yōu)勢和特色的互補(bǔ)。在橫向?qū)Ρ绕渌盒ｏL(fēng)能與動(dòng)力工程專業(yè)人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)上構(gòu)建創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系，將培養(yǎng)創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力視為風(fēng)能與動(dòng)力工程專業(yè)的主要人才培養(yǎng)模式，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生具備到邊遠(yuǎn)艱苦地區(qū)工作的身體素質(zhì)和意志品質(zhì)。

二、風(fēng)能與動(dòng)力工程專業(yè)課程體系設(shè)置規(guī)劃

風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)是一個(gè)綜合電機(jī)制造、空氣動(dòng)力學(xué)、電力電子、電力系統(tǒng)、先進(jìn)控制理論等多學(xué)科知識(shí)的高度交叉的新技術(shù)系統(tǒng)工程，現(xiàn)有風(fēng)能與動(dòng)力工程專業(yè)的教材缺乏系統(tǒng)性、實(shí)用性和時(shí)效性，同時(shí)復(fù)合型師資和教育資源有所欠缺，各學(xué)科交叉聯(lián)合攻關(guān)研究的學(xué)術(shù)氛圍不濃。在調(diào)研其他院校風(fēng)能與動(dòng)力工程專業(yè)課程體系的基礎(chǔ)上，本著學(xué)以致用的思想，立足內(nèi)蒙古風(fēng)電大發(fā)展的現(xiàn)實(shí)，面向風(fēng)電制造企業(yè)和風(fēng)電場，秉承服務(wù)社會(huì)的理念，優(yōu)化整合教學(xué)資源，既要保證理論知識(shí)的掌握又要提升學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力，構(gòu)建科學(xué)合理、特色鮮明的以風(fēng)力發(fā)電為主體專業(yè)課程體系。

在完善風(fēng)電人才教育體系的基礎(chǔ)上構(gòu)建了內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)風(fēng)能與動(dòng)力工程專業(yè)選課指導(dǎo)。課程體系設(shè)置以綜合素質(zhì)教育為核心，實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神培養(yǎng)為重點(diǎn)，要求學(xué)生具備較寬廣的電氣學(xué)科工程技術(shù)基礎(chǔ)和風(fēng)能與動(dòng)力工程領(lǐng)域?qū)I(yè)知識(shí)，接受風(fēng)能開發(fā)利用技術(shù)的基本科研和工程訓(xùn)練，具有分析和解決風(fēng)能利用方面問題的基本能力，能把握電機(jī)電器、電力系統(tǒng)、電力電子、自動(dòng)控制與風(fēng)力機(jī)械和風(fēng)電場的有機(jī)結(jié)合，強(qiáng)化多學(xué)科交叉融合與實(shí)際工程應(yīng)用能力的緊密聯(lián)系。其專業(yè)主干課程主要包括：工程力學(xué)、機(jī)械制圖、電路原理、電子技術(shù)基礎(chǔ)、電力電子技術(shù)、自動(dòng)控制理論、電機(jī)學(xué)、電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)、風(fēng)力機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)、風(fēng)資源測量與評估、風(fēng)電機(jī)組控制技術(shù)、風(fēng)電場電氣工程、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)建模與仿真、風(fēng)電機(jī)組測試與維護(hù)、太陽能發(fā)電技術(shù)、可再生能源。

風(fēng)能與動(dòng)力工程專業(yè)作為一個(gè)工科專業(yè)，要求很強(qiáng)的實(shí)踐性，需要配備良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)踐基地。由于開辦時(shí)間短、缺少相關(guān)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，加之風(fēng)電機(jī)組的安裝條件等因素，高校雖然擁有良好的育人環(huán)境，但是教學(xué)資源和實(shí)踐基地的缺失已經(jīng)嚴(yán)重制約了風(fēng)電人才的培養(yǎng)。目前國內(nèi)只有少數(shù)單位開發(fā)了演示性風(fēng)電實(shí)驗(yàn)裝置。為彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足的問題，可以采用建立校企產(chǎn)學(xué)研合作的方式，充分利用地區(qū)優(yōu)勢，與內(nèi)蒙古范圍內(nèi)的風(fēng)力發(fā)電企業(yè)建立實(shí)習(xí)基地。目前我國正式出版的風(fēng)能技術(shù)書籍不少，但其中能直接用于本科教學(xué)的書籍較少。主要是由于這些書籍集中于以下三類：第一類為技術(shù)培訓(xùn)類教材，理論性和知識(shí)的系統(tǒng)性不足；第二類為理論性專著，偏重理論性，有深度，很多內(nèi)容源自作者的學(xué)位論文或技術(shù)報(bào)告，部分章節(jié)的難度遠(yuǎn)超本科生的理解能力；第三類是各國風(fēng)電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)程，可作為教學(xué)輔助用書，但同樣不適于課堂教學(xué)。由于以上問題，內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)在沒有進(jìn)行專業(yè)師資培訓(xùn)的前提下，教師們通過自身科研和刻苦自學(xué)克服了很多實(shí)際困難，采取自編校內(nèi)講義和其他近似參考教材相結(jié)合的方式開出了風(fēng)能與動(dòng)力工程專業(yè)所有大綱要求的專業(yè)課程，如風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)建模與仿真、風(fēng)電機(jī)組測試與維護(hù)、無功補(bǔ)償技術(shù)等專業(yè)課程，計(jì)劃在經(jīng)過兩到三屆的試用和修改補(bǔ)充后正式出版一些教材。

三、結(jié)語