序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇新能源發(fā)電技術(shù)論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

 

0引言

自第三次工業(yè)革命以來，人類社會在經(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)吹動風(fēng)輪，通過風(fēng)輪的機(jī)械轉(zhuǎn)動驅(qū)動發(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?，它是利用地下熱水和蒸汽為動力源的一種新型發(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水輪機(jī)，由水輪機(jī)帶動發(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，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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[3] 刑運(yùn)民，張文娟. 新能源與可再生能源發(fā)電技術(shù)的發(fā)展[J]. 西華大學(xué)學(xué)報，2007，1（26）：50-52.

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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，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，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。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。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。這門課一般是兩個或三個行政班級組成，如果是兩個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。在時間安排上，為了使學(xué)生有充分的時間準(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)知識以及三大常規(guī)能源發(fā)電原理時，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力，所以作為當(dāng)代大學(xué)生，了解電力生產(chǎn)方面的知識以及電力系統(tǒng)的發(fā)展方向和動態(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?；鹆Πl(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汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，汽輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極旋轉(zhuǎn)，在固定不動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)將水的勢能和動能轉(zhuǎn)換為推動水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)帶動發(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。

篇（3）

二、課程教學(xué)現(xiàn)狀

1.理論教學(xué)

由于本課程集電路、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等基礎(chǔ)知識為一體，理論性和實(shí)踐性都非常強(qiáng)，再加上電機(jī)學(xué)本身的理解難度，使得目前課堂教學(xué)更注重講授知識的基礎(chǔ)性和系統(tǒng)性。一方面，重點(diǎn)講授電動機(jī)的基本原理、運(yùn)行特性和控制方法，發(fā)電機(jī)的基礎(chǔ)知識和技術(shù)難點(diǎn)課堂教學(xué)課時分配較少，針對新能源技術(shù)領(lǐng)域的知識講授更是一帶而過；另一方面，當(dāng)涉及到實(shí)際工程應(yīng)用時，均以系統(tǒng)框圖為背景，例如直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)、三相同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行與并網(wǎng)，課堂講解與工程實(shí)際的應(yīng)用偏差較大，學(xué)生普遍感覺比較抽象。總體而言，新能源相關(guān)的新知識、新技術(shù)在教學(xué)中的更新較慢。

2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)

我院的實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，并且由于現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備高度集成，學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時往往看不到其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，只要對外部端子進(jìn)行簡單接線，然后手工記錄數(shù)據(jù)即可，整個實(shí)驗(yàn)過程無法將理論與實(shí)際的元器件聯(lián)系起來?？紤]實(shí)驗(yàn)設(shè)備的限制，在系統(tǒng)仿真環(huán)節(jié)，課程多利用MATLAB的SIMULINK工具箱，大多是以控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算機(jī)數(shù)字仿真，與工程實(shí)際也存在較大的差距。

三、課程教學(xué)改革與探索

1.課程教學(xué)內(nèi)容改革

“電機(jī)學(xué)”與“運(yùn)動控制系統(tǒng)”是電氣工程及其自動化專業(yè)的傳統(tǒng)經(jīng)典課程，我院在保留課程主干內(nèi)容的基礎(chǔ)上，適度縮減與工程實(shí)際差距較大的理論知識講授課時，著重加大關(guān)于發(fā)電機(jī)運(yùn)行原理與控制技術(shù)的分析和論述，借此進(jìn)一步夯實(shí)學(xué)生關(guān)于新能源發(fā)電技術(shù)的理論基礎(chǔ)，并逐步增加“新能源發(fā)電技術(shù)”、“風(fēng)力發(fā)電與控制技術(shù)”、“車用電機(jī)原理及控制”、“光伏發(fā)電與微網(wǎng)技術(shù)”等專業(yè)選修課程，通過調(diào)整使新的課程體系能滿足新能源人才培養(yǎng)需要。

2.課堂教學(xué)方式改革

在理論教學(xué)過程中，學(xué)生始終是教學(xué)活動的主體，而教師發(fā)揮著重要的主導(dǎo)作用，需要充分調(diào)動學(xué)生的積極性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如更多采用多媒體動畫演示、MATLAB/SIMULINK軟件搭建仿真模型、新能源技術(shù)視頻展示和項(xiàng)目小組討論等多種形式，對工程實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行深入的研究性學(xué)習(xí)。同時注意增加學(xué)生新技術(shù)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐成績占課程總成績的比重，鼓勵學(xué)生更注重探索新知識、掌握新技能，適度降低課程期末考試成績的比重，以避免學(xué)生疲于應(yīng)付考試。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，充分利用我院大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃，采用CDIO工程教育培養(yǎng)模式，在授課班級中開展項(xiàng)目小組討論的形式，圍繞新能源相關(guān)課題進(jìn)行項(xiàng)目構(gòu)想、設(shè)計(jì)、實(shí)施、改進(jìn)以及答辯討論。每個項(xiàng)目小組中的學(xué)生都需要至少一次作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，提升學(xué)生的個人技能和團(tuán)隊(duì)寫作能力。針對眾多新能源相關(guān)課題，學(xué)生自由組合、自主選題，在課題開始階段，學(xué)生充分利用圖書館文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫及網(wǎng)絡(luò)資源，查閱相關(guān)文獻(xiàn)并進(jìn)行整理和提煉，形成項(xiàng)目的整體推進(jìn)思路；在課題推進(jìn)過程中，課題負(fù)責(zé)人對課題進(jìn)行子課題分解，對課題中的具體工程實(shí)現(xiàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)、實(shí)施和改進(jìn)；在課題答辯討論階段，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人將課題進(jìn)展結(jié)果在課堂上以PPT的形式加以闡述，班級同學(xué)均可就其結(jié)論和觀點(diǎn)展開討論，最后以指定的論文格式要求上交紙質(zhì)論文或樣機(jī)實(shí)物，教師對課題成果進(jìn)行綜合評定，并計(jì)入課程總成績中。

3.實(shí)踐教學(xué)分層次能力提升

在實(shí)踐教學(xué)過程中，按照項(xiàng)目設(shè)計(jì)—系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)—實(shí)施改進(jìn)三個層次的漸進(jìn)過程。在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段，學(xué)院組織教師結(jié)合企業(yè)新能源方面的需求和教師的科研課題進(jìn)行命題，學(xué)生分小組選題，并根據(jù)課題進(jìn)行協(xié)作設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)完成后，學(xué)院組織專門的評審委員會進(jìn)行設(shè)計(jì)的評講活動，學(xué)院對于設(shè)計(jì)成果有創(chuàng)新的進(jìn)行獎勵。在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)階段，充分利用我院大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)，解決學(xué)生理論與實(shí)際脫節(jié)的問題，利用MATLAB的電力系統(tǒng)工具箱（SimPowerSystem）和Pspice軟件，開展了系統(tǒng)仿真，工具箱在元件庫中提供的電氣元器件能夠反映相應(yīng)實(shí)際元器件的電氣特性，激發(fā)了學(xué)生獨(dú)立動手實(shí)踐的積極性。在實(shí)施改進(jìn)階段，學(xué)院組織評審委員對系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行再評講活動，提出實(shí)施改進(jìn)意見，讓學(xué)生對自己的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)成果進(jìn)行完善性改進(jìn)，從而進(jìn)一步提高成果的層次和質(zhì)量水平。2009年我院購置“電機(jī)學(xué)”與“運(yùn)動控制系統(tǒng)”兩門課程的成套實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備，2010級電氣國際課程實(shí)驗(yàn)班的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容就進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整，減少數(shù)字仿真的內(nèi)容，增加工程實(shí)踐訓(xùn)練內(nèi)容。新的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書要求學(xué)生認(rèn)真預(yù)習(xí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、原理圖和實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng)的具體接線圖，列出實(shí)驗(yàn)步驟；能夠運(yùn)用理論知識對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、結(jié)果進(jìn)行分析和處理，解決實(shí)驗(yàn)中遇到的問題，能夠綜合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，編寫實(shí)驗(yàn)報告，實(shí)施了從構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施到運(yùn)行的一個全CDIO過程，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生全面的專業(yè)、個人、職業(yè)、團(tuán)隊(duì)、交流及社會意識與能力。

篇（4）

中圖分類號：TU852文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1007-9599 (2010) 14-0000-01

Power Electronics and New Energy Power Generation Technology

Yang Lin

(Institute of Electrical Engineering,Northwest University for Nationalities,Lanzhou730030,China)

Abstract:This paper discusses several new forms of energy generation and integrated power supply system transformation,control,intelligence management and safety issues,and hope in the future development of new energy power,we can overcome difficulties and achieve electronic power of new development.

Keywords:Power electronics;Energy management system;Power quality control

我們已進(jìn)入21世紀(jì)，這是一個全新的時代，經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展給人們的生活帶來了很多的便利，但隨之而來的卻是能源的耗竭，原本豐富的能源如今已變得匱乏，并危及到人們未來的生產(chǎn)生活。與此同時，毫無顧忌的能源利用還造成了大氣的嚴(yán)重污染，從而又引發(fā)能源危及，這樣的惡性循環(huán)會直接危及到人類的發(fā)展，甚至威脅人類的健康和繁衍。因此，開拓新能源，減少能量源浪費(fèi)成為當(dāng)今世界最為關(guān)注的話題。

一、新能源的發(fā)電方式

（一）太陽能發(fā)電

太陽能發(fā)電開始于上世紀(jì)50年代，當(dāng)時，第一塊實(shí)用的硅太陽電池研制成功，如今，太陽能發(fā)電技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了半個世紀(jì)的發(fā)展，其技術(shù)也在日益成熟。目前，占主流的太陽電池仍然是硅太陽電池，主要分為單晶硅太陽電池、多晶硅太陽電池和非晶硅太陽電池。典型的太陽能供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，太陽電池陣列進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，把太陽能變?yōu)殡娔?，再由功率變換器將太陽電池輸入到直流電中，最后轉(zhuǎn)換成用戶所要使用的電源模式。根據(jù)用戶的需求，功率變換器可以選擇直流斬波器進(jìn)行DC/DC變換，或采用逆變器進(jìn)行DC/AC變換。而功率變換裝置還應(yīng)包括蓄電池系統(tǒng)，主要是為了平衡電流。如果太陽光充足，可以利用太陽能，并利用蓄電池充電；如果在夜晚或者陽光不充足時，就可以使用蓄電池供電。

（二）風(fēng)力發(fā)電

如今，風(fēng)力的主要運(yùn)用方式就是風(fēng)力發(fā)電，它的發(fā)展速度最快，也最受全世界關(guān)注。風(fēng)力發(fā)電主要有3種運(yùn)轉(zhuǎn)方式：

1.獨(dú)立運(yùn)行方式，利用一臺小型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)向需要的用戶提供電能，它還可以通過蓄電池充電，預(yù)防無風(fēng)時影響發(fā)電效果；

2.風(fēng)力發(fā)電與其他發(fā)電方式相結(jié)合的聯(lián)合供電方式，主要向交通不便或偏遠(yuǎn)山區(qū)供電，以及地廣人稀的草原牧場提供電力；

3.并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電運(yùn)行方式，將風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)安裝在條件較好的地區(qū)，常常是一處風(fēng)場安裝幾十臺甚至幾百臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)，這也是風(fēng)力發(fā)電的主要發(fā)展方向。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在不同風(fēng)速的條件下運(yùn)行，其發(fā)電機(jī)輸出的電壓的幅值和頻率是變化的，所以，通常要配置電力電子功率變換器，通過這種裝置控制電流，保證輸出的電壓是平衡穩(wěn)定的。

（三）燃料電池發(fā)電系統(tǒng)

燃料電池（Fuel Cell）是將反應(yīng)物如氫氣等的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的電化學(xué)裝置。它通過燃料（通常是氫氣）和氧氣結(jié)合所發(fā)生的光電反應(yīng)來發(fā)電。燃料電池發(fā)展了這么久，根據(jù)電介質(zhì)的不同，主要分為5種燃料電池：堿性燃料電池（Alkaline Fuel Cell，AFC）；質(zhì)子交換膜燃料電池（Proton ExchangeMembrane Fuel Cell，PEMFC）；磷酸燃料電池（Phosphoric Acid Fuel Cell，PAFC）；熔鹽燃料電池（Molten Car-bonate Fuel Cell，MCFC）；固體氧化物燃料電池（Solid Oxide Fuel Cell，SOFC）。

實(shí)際上，燃料電池也有其優(yōu)點(diǎn)，例如：發(fā)電效率高：發(fā)熱少；噪音低，污染??；功率密度高。目前，燃料電池發(fā)電主要集中在以下幾個方面：燃料電池特性研究；燃料電池發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和高效功率變換的研究；能量管理技術(shù)；孤島檢測和保護(hù)技術(shù)，并網(wǎng)電流控制；并網(wǎng)運(yùn)行與獨(dú)立運(yùn)行之間的無縫切換控制技術(shù)。

燃料電池所輸出的電壓會隨著電壓的變化，發(fā)生較大范圍的變化。燃料電池的輸出電壓在負(fù)載發(fā)生突變時還要經(jīng)過一段時間才能停止反應(yīng)，對于質(zhì)子交換模燃料電池響應(yīng)延遲達(dá)2秒。因此，燃料電池一般與負(fù)荷動態(tài)的具體要求無法很好的匹配。

二、電力儲能技術(shù)

可再生能源發(fā)電裝置所產(chǎn)生的電能主要還存在無法預(yù)測的周期性變化，例如風(fēng)能、光伏發(fā)電等，如果將其電能直接輸入普通電網(wǎng)，將會對電流帶來不良影響，而電力儲備裝置就可以平衡能源發(fā)電輸入與電網(wǎng)之間的矛盾。電力儲能技術(shù)有蓄水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能、電池儲能等它們都各具特點(diǎn)，各有優(yōu)勢，但它們的正常運(yùn)行主要是依靠電子電力技術(shù)。

蓄水儲能與壓縮空氣儲能主要是對電力高峰期進(jìn)行調(diào)節(jié)，但是對地理?xiàng)l件的要求較高。電池儲能的精密性高，需要在技術(shù)成熟的條件下進(jìn)行，理論上可以用于電力調(diào)峰，單電池使用壽命有效，這成為蓄電技術(shù)的難點(diǎn)。飛輪儲能的儲能量有限，運(yùn)行復(fù)雜，一般用于電能質(zhì)量調(diào)節(jié)。

三、電能質(zhì)量控制

（一）電源諧波檢測和分析技術(shù)

諧波的測量和分析都是以思想諧波治理為前提條件的，精準(zhǔn)的諧波測量和分析可以為諧波的治理提供準(zhǔn)確的依據(jù)。自提出快速傅里葉變換算法（FFT）以來，基于傅里葉變換的諧波測量得到了普遍應(yīng)用。然而基于傅里葉變換的諧波測量要求整周期同步采樣，不然就會嚴(yán)重影響其效果。因此，怎樣減少因同步偏差而引起的測量誤差成為電子電力技術(shù)人員迫切要解決的難題。

（二）電能質(zhì)量控制和管理

首先，電能質(zhì)量的控制和管理主要包含功率因數(shù)校正和濾波器設(shè)計(jì)，由于傳統(tǒng)的無源濾波器體積和重點(diǎn)都很大，還需要對不同的頻率進(jìn)行設(shè)計(jì)，而功率因數(shù)較技術(shù)正是提高功率因數(shù)和降低諧波污染的重要途徑。如今，電能質(zhì)量控制和管理的研究重點(diǎn)在與PFC控制技術(shù)上，比如：單開關(guān)、多開關(guān)以及軟開關(guān)三相PFC電路的研制，軟開關(guān)技術(shù)與PFC技術(shù)的融合已經(jīng)成為未來的發(fā)展趨勢，雖然目前的PFC產(chǎn)品受到功率的限制，但應(yīng)用于分布式新能源發(fā)電系統(tǒng)卻是重要機(jī)遇。

四、總結(jié)

綜上所述，隨著科技的發(fā)展，新能源的開拓和使用技術(shù)越來越成熟，但是，要真正做好新能源發(fā)電技術(shù)，還需要從解決先存的各種問題，因此，電子電力技術(shù)人員應(yīng)在在電氣、電子、控制和信息等工程技術(shù)領(lǐng)域加強(qiáng)合作研究，通過系統(tǒng)集成和技術(shù)融合，實(shí)現(xiàn)各種技術(shù)的突破，我相信，我們一定可以克服各種困難，迎來新能源造福人類的燦爛明天。

參考文獻(xiàn)：

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[3]李俊峰,高虎,王仲穎.中國風(fēng)電發(fā)展報告[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,2008

篇（5）

風(fēng)力發(fā)電

目前，我國已超過美國，成為全球風(fēng)電裝機(jī)容量最大的國家，同時也成為風(fēng)能設(shè)備最大的生產(chǎn)國。隨著國內(nèi)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈日臻完善、研究規(guī)模不斷擴(kuò)大，成本下降非常顯著，競爭力也逐漸增強(qiáng)，但是在產(chǎn)業(yè)鏈最上游的新型材料及半導(dǎo)體器件（控制芯片、電力電子器件等）研究方面仍較落后，主要研究工作集中在中下游的風(fēng)電整機(jī)制造、關(guān)鍵零部件配套（發(fā)電機(jī)、電控、傳動系統(tǒng)等）以及并網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域。

沈陽工業(yè)大學(xué)在風(fēng)電整機(jī)制造方面具有很強(qiáng)的實(shí)力，是我國最早從事風(fēng)力發(fā)電技術(shù)研究的少數(shù)高校之一，設(shè)置有風(fēng)能技術(shù)研究所，師資力量完善，先后承擔(dān)過多項(xiàng)大型橫、縱向課題，成果顯著。其設(shè)計(jì)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的1.5MW風(fēng)電機(jī)組實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，占據(jù)一定的市場地位，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合能力很強(qiáng)。

華北電力大學(xué)作為教育部直屬高校中唯一的以電力為學(xué)科特色的大學(xué)，成立了國內(nèi)首家“可再生能源學(xué)院”，下設(shè)風(fēng)能與動力工程專業(yè)，未來還將籌備生物質(zhì)發(fā)電和太陽能利用專業(yè)。研究內(nèi)容以大容量風(fēng)力發(fā)電接入，對電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的影響為主，主要研究包括：風(fēng)電場建模與仿真、風(fēng)能資源測量與評估、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組只能控制與優(yōu)化運(yùn)行、低速風(fēng)能利用策略與先進(jìn)風(fēng)力發(fā)電理論，充分發(fā)揮了其在電力系統(tǒng)方面的優(yōu)勢。

重慶大學(xué)機(jī)械傳動國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，借助其在機(jī)械傳動領(lǐng)域的優(yōu)勢，在風(fēng)電機(jī)組齒輪箱設(shè)計(jì)、動態(tài)特性研究、工作模態(tài)測量及制造工藝方面有深入的研究，并且產(chǎn)學(xué)研結(jié)合。

汕頭大學(xué)新能源研究所在大型風(fēng)電機(jī)組空氣動力學(xué)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)動力學(xué)研究方面頗有作為，自行開發(fā)了大型風(fēng)力機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)系列軟件。

浙江大學(xué)流體傳動及控制國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室對風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的液壓技術(shù)有深入研究，包括風(fēng)機(jī)制動系統(tǒng)、定槳距控制和變槳距控制等。

同濟(jì)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院在風(fēng)電機(jī)組葉片動力學(xué)分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)模型分析方面經(jīng)驗(yàn)豐富。

東南大學(xué)在風(fēng)力發(fā)電機(jī)研究、設(shè)計(jì)方面走在前列。近期又集合學(xué)校優(yōu)勢學(xué)科，建立了風(fēng)力發(fā)電研究中心，致力于以風(fēng)力發(fā)電為核心的可再生能源發(fā)電及應(yīng)用技術(shù)的基礎(chǔ)研究。

電控方面，清華大學(xué)、北京交通大學(xué)、中科院電工所都有很強(qiáng)的實(shí)力。清華大學(xué)電機(jī)工程與應(yīng)用電子技術(shù)系原名電機(jī)工程系，歷史悠悠，師資力量雄厚，在風(fēng)電接入對電力系統(tǒng)影響、風(fēng)電機(jī)組建模仿真、風(fēng)電變流器設(shè)計(jì)及控制等方面有深入研究。北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院早期隸屬于鐵道部，主要服務(wù)于我國軌道交通電傳動裝備產(chǎn)業(yè)，在大功率電力電子技術(shù)領(lǐng)域積累了豐富經(jīng)驗(yàn)，研究實(shí)力在國內(nèi)高校處于領(lǐng)先地位。新能源研究所成立后從事大功率風(fēng)電機(jī)組（直驅(qū)或雙饋）并網(wǎng)變流器、中大功率光伏發(fā)電逆變器、風(fēng)電機(jī)組仿真及主控系統(tǒng)、微網(wǎng)技術(shù)研究，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合能力很強(qiáng)。中科院電工所新能源發(fā)電技術(shù)研究組是國內(nèi)最早研究風(fēng)力發(fā)電、太陽光伏發(fā)電的單位之一，其大型并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組控制及變流技術(shù)、變槳距控制技術(shù)以及風(fēng)電場集中和遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)等較成熟，還有一些特色研究工作包括：風(fēng)/光互補(bǔ)、風(fēng)/柴系統(tǒng)及其控制逆變技術(shù)、控制逆變技術(shù)等。

光伏發(fā)電

光伏發(fā)電具有系統(tǒng)簡單以及維護(hù)方便等特點(diǎn)，應(yīng)用面較廣，現(xiàn)在全球裝機(jī)總?cè)萘恳呀?jīng)開始追趕傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電。太陽能發(fā)電主要分為并網(wǎng)電源系統(tǒng)和離網(wǎng)電源系統(tǒng)，目前大規(guī)模使用的主要是并網(wǎng)系統(tǒng)，一般包括光伏電池組件、光伏逆變器、配電柜、監(jiān)控系統(tǒng)等。其中光伏電池組件將太陽能轉(zhuǎn)化成電能，光伏逆變器與風(fēng)能變流器類似，可以將光伏電池組件產(chǎn)生的不穩(wěn)定電能變成穩(wěn)定的電能并入電網(wǎng)。

我國光伏業(yè)正處在爆發(fā)式增長期，中國大陸和臺灣的光伏電池廠商占全球總電池產(chǎn)量59%的份額。與風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈類似，除了最上游的化合物、硅片提純、加工外，我國已形成了較完整的光伏產(chǎn)業(yè)鏈，包括晶體硅、薄膜電池片及組件加工、光伏逆變器、系統(tǒng)集成、能源投資商等。

國內(nèi)高校對于光伏系統(tǒng)研究主要集中于工程應(yīng)用方面，合肥工業(yè)大學(xué)教育部光伏系統(tǒng)工程研究中心是我國迄今為止唯一的專門從事光伏系統(tǒng)技術(shù)研究的國家重要的科學(xué)研究基地，掛靠合肥工業(yè)大學(xué)電氣與自動化工程學(xué)院，主要從事光伏組件建模及仿真、光伏逆變器設(shè)計(jì)及控制、工程化應(yīng)用等研究工作，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合較好，承擔(dān)多個大型光伏電站設(shè)計(jì)工作。

海外院校

由于新能源行業(yè)涉及領(lǐng)域多、范圍廣，以及我國新能源行業(yè)開始起步，人才的缺乏已經(jīng)成為極為突出的問題，國家、社會、高校、企業(yè)都在積極努力培養(yǎng)這方面的人才，學(xué)生的擇校就業(yè)也因此變得十分靈活。同時，也因?yàn)閯倓偲鸩?，目前面臨的多是工程應(yīng)用技術(shù)類問題，因此我們的相關(guān)研究工作主要分布在中下游，從前面的介紹也可以看出，在新能源上游高端領(lǐng)域，由于技術(shù)壁壘很高，國內(nèi)的研究工作相對較少，但是可以選擇留學(xué)歐美高校，得到更進(jìn)一步的提高。

澳大利亞新南威爾士大學(xué)光伏研究中心，由有著“太陽能之父”之稱的馬丁·格林教授領(lǐng)導(dǎo)，專注光伏電池的研究，自上世紀(jì)80年代起，30年間畢業(yè)于新南威爾士大學(xué)光伏中心的中國留學(xué)生已經(jīng)撐起了中國光伏產(chǎn)業(yè)的半壁江山。如今，在屈指可數(shù)的幾大領(lǐng)頭光伏企業(yè)中——尚德、中電光伏、英利、賽維LDK都有新南威爾士大學(xué)畢業(yè)生的身影，其科研實(shí)力可見一斑。

在歐洲，各國都十分重視新能源的開發(fā)利用。作為生態(tài)村理念的首創(chuàng)國，丹麥?zhǔn)悄茉磫栴}解決得最好的國家之一。早在2006年，我國就與丹麥簽署了“可再生能源”合作項(xiàng)目，國內(nèi)許多高校分別與丹麥高校開展聯(lián)系。丹麥奧爾堡大學(xué)能源技術(shù)學(xué)院在風(fēng)力發(fā)電、分布式發(fā)電、電力系統(tǒng)、電力電子及控制技術(shù)等領(lǐng)域有深入研究經(jīng)驗(yàn)，并且與許多國家和組織開展合作，產(chǎn)學(xué)研實(shí)力很強(qiáng)。特別是在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域優(yōu)勢突出，核心研究領(lǐng)域包括：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及風(fēng)電場的控制與監(jiān)測、仿真、設(shè)計(jì)、優(yōu)化。

隨著新能源技術(shù)發(fā)展以及各項(xiàng)政策效應(yīng)的逐步顯現(xiàn)，開發(fā)利用新能源的成本將明顯下降，為人類清潔能源利用和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級帶來歷史性機(jī)遇，新能源終將成為今后世界上的主要能源之一。

Tips：新能源材料與器件專業(yè)優(yōu)勢院校

文/南京航空航天大學(xué) 郭棟梁

該專業(yè)重點(diǎn)是研究與開發(fā)新一代高性能綠色能源材料、技術(shù)和器件（如通訊、汽車、醫(yī)療領(lǐng)域的動力電源），發(fā)展“新能源材料”(新型鋰離子電池材料、新型燃料電池材料和新型太陽能電池材料)的學(xué)術(shù)研究方向。

新能源材料與器件專業(yè)設(shè)置，主要依托化學(xué)化工學(xué)院，跨能源科學(xué)、材料科學(xué)、化學(xué)等多個學(xué)科，擬培養(yǎng)能掌握新能源材料專業(yè)基本理論、基本知識和工程技術(shù)技能，掌握新能源材料組成、結(jié)構(gòu)、性能的測試技術(shù)與分析方法，了解新能源材料科學(xué)的發(fā)展方向，具備開發(fā)新能源材料、研究新工藝、提高和改善材料性能的基本能力的新能源材料專門人才。畢業(yè)生可在化學(xué)能源、太陽能及儲能材料等新能源材料領(lǐng)域從事科學(xué)研究與教學(xué)、技術(shù)開發(fā)、工藝設(shè)計(jì)等方面工作，也可繼續(xù)攻讀新能源材料及相關(guān)學(xué)科高層次專業(yè)學(xué)位。

新能源技術(shù)是21世紀(jì)世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展中最具有決定性影響的五個技術(shù)領(lǐng)域之一，新能源材料與器件是實(shí)現(xiàn)新能源的轉(zhuǎn)化和利用以及發(fā)展新能源技術(shù)的關(guān)鍵。新能源材料與器件本科專業(yè)是適應(yīng)我國新能源、新材料、新能源汽車、節(jié)能環(huán)保、高端裝備制造等國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要而設(shè)立的，是由材料、物理、化學(xué)、電子、機(jī)械等多學(xué)科交叉，以能量轉(zhuǎn)換與存儲材料及其器件設(shè)計(jì)、制備工程技術(shù)為培養(yǎng)特色的戰(zhàn)略性新興專業(yè)。

高校特色：

華東理工大學(xué)

以半導(dǎo)體材料技術(shù)、化學(xué)電源技術(shù)、太陽電池技術(shù)等為特色。未來就業(yè)集中在光伏太陽能、新能源開發(fā)和利用以及半導(dǎo)體材料器件的設(shè)計(jì)、化學(xué)電池開發(fā)等。

東南大學(xué)

依托電子科學(xué)與技術(shù)大類專業(yè)背景，專業(yè)內(nèi)容側(cè)重光電子材料及其應(yīng)用方面，主要針對太陽能材料制備、檢測和應(yīng)用，可以拓展到生物能等其他新能源。

四川大學(xué)

篇（6）

與此同時,與太陽能有關(guān)的、相關(guān)的、無關(guān)的產(chǎn)業(yè)都冠以“太陽能”的桂冠遍地開花,導(dǎo)致國家在進(jìn)行宏觀調(diào)控時給這個產(chǎn)業(yè)整體“降了溫”。叫停了部分具有一定污染的電石產(chǎn)業(yè),但真正環(huán)保并可持續(xù)發(fā)展的光電產(chǎn)業(yè)仍可享受國家補(bǔ)貼。

在國家將節(jié)約能源確定為基本國策,大力提倡節(jié)能減排、發(fā)展可再生能源的今天,如何推動我國太陽能聚光式熱能發(fā)電產(chǎn)業(yè)更好更快地健康發(fā)展是我們面臨的亟待解決的重要問題。熱能發(fā)電只需要太陽的光和水,是唯一可與化石燃料抗衡的技術(shù),美國eSolra公司的技術(shù)做到了實(shí)質(zhì)性的商業(yè)運(yùn)行。

山東蓬萊電力設(shè)備制造有限公司于1987年成立,是為火力發(fā)電廠做輔機(jī)配套的民營企業(yè),有自營進(jìn)出口權(quán)。公司為高新技術(shù)企業(yè),擁有多項(xiàng)專利,同時也美國硫化床鍋爐配套的進(jìn)口設(shè)備。公司國際部經(jīng)過一年多的努力,將這項(xiàng)全球能源領(lǐng)域的先鋒已商業(yè)化運(yùn)行的熱能技術(shù)成功地引進(jìn)中國,此作為中國的總并在本廠制造,實(shí)現(xiàn)真正的國產(chǎn)化。

太陽能聚光熱力發(fā)電技術(shù)的引進(jìn)者王韜博士,身兼山東蓬萊電力設(shè)備制造有限公司國際部副總裁,曾擔(dān)任美國斯坦佛大學(xué)的客座講師,其論文曾在美國人類遺產(chǎn)學(xué)雜志、科學(xué)、美國科學(xué)院院報及多家專業(yè)周刊發(fā)表。

篇（7）

浙江大學(xué)、河海大學(xué)組成的聯(lián)合課題組針對風(fēng)力發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電等新能源發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用對電力系統(tǒng)潮流分布的影響，現(xiàn)有潮流計(jì)算方法難以準(zhǔn)確描述現(xiàn)代電力系統(tǒng)潮流分布的變化規(guī)律等問題，深入研究電力系統(tǒng)潮流計(jì)算方法，結(jié)合風(fēng)能、太陽能、地區(qū)電網(wǎng)電力用戶特點(diǎn)和概率分析方法，提出了動態(tài)隨機(jī)變量，建立風(fēng)力發(fā)電功率、太陽能光伏發(fā)電功率、負(fù)荷功率的動態(tài)概率模型和基于半不變量和Gram-Charlier級數(shù)的地區(qū)電網(wǎng)動態(tài)概率潮流計(jì)算方法。實(shí)際應(yīng)用效果表明該方法能夠同時計(jì)及風(fēng)能、太陽能、電力用戶的規(guī)律性變化和隨機(jī)變化對地區(qū)電網(wǎng)潮流分布的影響，并提高概率潮流的計(jì)算效率，該研究對新能源的推廣應(yīng)用及智能電網(wǎng)的分析與控制具有十分重要的理論意義和工程應(yīng)用價值。

該研究內(nèi)容來源于國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目“基于多和多模型技術(shù)的智能城市電網(wǎng)自愈控制理論研究”（課題編號：51077043）和新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃資助項(xiàng)目“含風(fēng)電場的分布式電力系統(tǒng)動態(tài)經(jīng)濟(jì)調(diào)度的智能建模與優(yōu)化算法研究”（課題編號：NCET-07-0745），在《中國電機(jī)工程學(xué)報》（Proceedings of the CSEE）2011年1月第31卷1期的論文《含分布式電源的地區(qū)電網(wǎng)動態(tài)概率潮流計(jì)算》中得到了全面闡述。

發(fā)展綠色能源、建設(shè)智能電網(wǎng)是經(jīng)濟(jì)、社會和電網(wǎng)發(fā)展的必然選擇，對于充分發(fā)揮電網(wǎng)在資源優(yōu)化配置、服務(wù)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的作用，對于經(jīng)濟(jì)社會全面、協(xié)調(diào)和可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。近年來，世界各國都在加快建設(shè)風(fēng)力發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電等清潔、可再生能源發(fā)電，這些綠色能源的發(fā)電比例大大提高，而風(fēng)能、太陽能等能源具有隨機(jī)性和間歇性，大量的風(fēng)力發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電的應(yīng)用對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提出了新的挑戰(zhàn)。另一方面，各國都相繼展開了智能電網(wǎng)方面的研究，期望現(xiàn)代電力系統(tǒng)變得更加智能。上述兩方面的研究都要求對電力系統(tǒng)潮流分布的規(guī)律性和隨機(jī)性進(jìn)行研究，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行控制對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

該文主要針對上述問題，考慮地區(qū)電網(wǎng)中越來越多的分布式電源（Distributed Generation）如風(fēng)力發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電等分散接入在不同位置、以及地區(qū)電網(wǎng)的負(fù)荷性質(zhì)與負(fù)荷運(yùn)行特性，通過在風(fēng)速變化規(guī)律、太陽能日照強(qiáng)度變化規(guī)律、電力負(fù)荷變化規(guī)律等確定性規(guī)律變化曲線基礎(chǔ)上疊加相應(yīng)的隨機(jī)波動曲線來建立動態(tài)隨機(jī)變量的概率模型，以此模型來描述地區(qū)電網(wǎng)潮流分布中既有規(guī)律可循又帶有隨機(jī)性的物理現(xiàn)象。如圖1所示的一天中電力負(fù)荷的變化曲線，可由圖2所示的兩條曲線疊加構(gòu)成，其中一條曲線具有明顯的規(guī)律，傳統(tǒng)的確定性潮流計(jì)算中只考慮了這部分內(nèi)容，另一條曲線無規(guī)律可循，具有隨機(jī)變化特性，長期以來，在概率潮流計(jì)算中，都是將各個時刻的隨機(jī)特性用相同的概率模型來表示，也就是說將圖2中無規(guī)律可循的曲線向上平移來建立概率模型，淹沒了電力負(fù)荷變化的峰谷現(xiàn)象。然后將動態(tài)隨機(jī)變量解耦為確定性基礎(chǔ)函數(shù)和隨機(jī)變量兩部分，采用傳統(tǒng)確定性潮流計(jì)算方法由前一部分內(nèi)容求出地區(qū)電網(wǎng)潮流分布的基礎(chǔ)函數(shù)，利用隨機(jī)變量的統(tǒng)計(jì)數(shù)字特征半不變量的特點(diǎn)以及厄密(Hermite)多項(xiàng)式與無窮級數(shù)的關(guān)系由后一部分內(nèi)容求出地區(qū)電網(wǎng)潮流分布的隨機(jī)變化部分，最后將兩部分內(nèi)容疊加得到最終的地區(qū)電網(wǎng)潮流分布規(guī)律。

篇（8）

專業(yè)定位。新能源科學(xué)與工程專業(yè)圍繞浙江大學(xué)“以人為本、整合培養(yǎng)、求是創(chuàng)新、追求卓越”的教育理念，以“培養(yǎng)知識、能力、素質(zhì)俱佳，具有國際視野的新能源科學(xué)與工程專業(yè)拔尖創(chuàng)新人才和未來行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者”為宗旨，以新能源的開發(fā)、儲運(yùn)、利用為特征，緊密結(jié)合學(xué)科前沿和行業(yè)發(fā)展需要，積極培養(yǎng)滿足國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新型人才。

培養(yǎng)目標(biāo)。培養(yǎng)具備熱學(xué)、力學(xué)、電學(xué)、機(jī)械、自動控制、能源科學(xué)、系統(tǒng)工程等寬厚理論基礎(chǔ)，掌握可再生能源和新能源專業(yè)知識，能從事清潔能源生產(chǎn)、可再生能源開發(fā)利用、能源環(huán)境保護(hù)、新能源開發(fā)、工程設(shè)計(jì)、優(yōu)化運(yùn)行與生產(chǎn)管理的跨學(xué)科復(fù)合型高級人才。

課程設(shè)置。專業(yè)課程設(shè)置按照浙江大學(xué)“通識課程+大類課程+專業(yè)課程”體系進(jìn)行構(gòu)建，其中專業(yè)課程包含專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)核心課和專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課。專業(yè)基礎(chǔ)課的安排上，設(shè)置了如工程流體力學(xué)、工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)、能源與環(huán)境系統(tǒng)工程概論等基礎(chǔ)課程，使學(xué)生具有熱學(xué)、力學(xué)、機(jī)械、能源科學(xué)和系統(tǒng)工程等寬厚理論基礎(chǔ)。專業(yè)核心課程開設(shè)了包括生物質(zhì)能源、太陽能、風(fēng)能、氫氣大規(guī)模制取的原理和方法、新型液體燃料能源等課程，旨在讓學(xué)生掌握新能源領(lǐng)域相關(guān)科學(xué)原理、工藝以及新技術(shù)研究發(fā)展趨勢方面的知識。在專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程上，安排了新能源實(shí)驗(yàn)、認(rèn)識實(shí)習(xí)、風(fēng)電風(fēng)機(jī)課程設(shè)計(jì)、生物質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)等，使學(xué)生掌握新能源的有關(guān)實(shí)驗(yàn)，掌握現(xiàn)場運(yùn)行，工程設(shè)計(jì)和生產(chǎn)管理等知識，為今后從事新能源開發(fā)利用工作打下基礎(chǔ)。

專業(yè)建設(shè)特色

依托動力工程及工程熱物理國家重點(diǎn)一級學(xué)科平臺，浙江大學(xué)新能源科學(xué)與工程專業(yè)建設(shè)體現(xiàn)出鮮明的科研與教學(xué)相長的教學(xué)特色。

強(qiáng)大的學(xué)科平臺。能源系擁有國內(nèi)一流的學(xué)科與科研優(yōu)勢，具備國際競爭的實(shí)力?，F(xiàn)有國家重點(diǎn)一級學(xué)科1個，一級學(xué)科博士點(diǎn)1個，國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室1個，國家工程研究中心2個。設(shè)博士點(diǎn)8個、碩士點(diǎn)8個、博士后流動站1個。連續(xù)5年科研經(jīng)費(fèi)超過億元。依托強(qiáng)大的學(xué)科與科研優(yōu)勢，以及不斷在學(xué)科交叉領(lǐng)域取得的創(chuàng)新型研究進(jìn)展，為學(xué)生直接參與項(xiàng)目研究、在實(shí)踐中培養(yǎng)創(chuàng)新精神創(chuàng)造了條件；同時為優(yōu)秀大學(xué)生繼續(xù)深造提供了寬廣的平臺。能源系在新能源領(lǐng)域已有大量的研究積累，開展了大量新能源的研究方向，如太陽能熱利用發(fā)電技術(shù)，生物燃料電池，微藻制油等，并已承擔(dān)了新能源方向的973項(xiàng)目2項(xiàng)，863項(xiàng)目多項(xiàng)。

一流的師資力量。能源系擁有一批在國際上具有競爭力的中青年人才，其中院士1人，“973計(jì)劃”項(xiàng)目首席科學(xué)家3人，長江學(xué)者獎勵計(jì)劃特聘教授6人，國家杰出青年基金獲得者5人，浙江省特級專家2人，國家百千萬人才工程人選7人，教育部跨世紀(jì)和新世紀(jì)優(yōu)秀人才5人。全系教師隊(duì)伍具有博士學(xué)位比率達(dá)93.1%，已形成了一支知識結(jié)構(gòu)、學(xué)歷結(jié)構(gòu)和學(xué)緣結(jié)構(gòu)優(yōu)化、年齡結(jié)構(gòu)合理、教育教學(xué)能力和研究能力突出、具有國際競爭力的教學(xué)團(tuán)隊(duì)。在新能源專業(yè)方向上，已形成了由院士牽頭，5位長江學(xué)者和一大批教授為核心的新能源研究隊(duì)伍。

先進(jìn)的教學(xué)模式。專業(yè)建設(shè)以拓寬專業(yè)基礎(chǔ)、專業(yè)知識面為宗旨，制訂與國家發(fā)展需求相適應(yīng)的本科教學(xué)計(jì)劃和課程體系?？蒲谐晒ㄟ^教學(xué)改革、課堂教學(xué)、大學(xué)生科技創(chuàng)新活動、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）等途徑，轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源，實(shí)現(xiàn)教學(xué)科研互動，為學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供了平臺。能源系積極開展本科教學(xué)改革，“結(jié)合國家重大需求，創(chuàng)建能源與環(huán)境復(fù)合型人才培養(yǎng)新體系”獲2009年國家級教學(xué)成果二等獎；《工程熱力學(xué)》、《熱工實(shí)驗(yàn)》課程獲國家級精品課程稱號；“國家級能源與動力實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心”2012年通過專家驗(yàn)收。

開放的實(shí)踐體系。經(jīng)過多年的建設(shè)，能源系建立和發(fā)展了與學(xué)科前沿及行業(yè)發(fā)展緊密結(jié)合的能源與動力創(chuàng)新型人才培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)體系。依托動力工程及工程熱物理國家重點(diǎn)一級學(xué)科、能源清潔利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，以能源與動力國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)為契機(jī)，通過實(shí)驗(yàn)課程精品化、建設(shè)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室和節(jié)能減排實(shí)踐基地、開展以全國大學(xué)生節(jié)能減排競賽為代表的各類學(xué)生科技創(chuàng)新活動、與行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)共建創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)基地等形式，構(gòu)建了多層次訓(xùn)練、多學(xué)科交叉、全方位輻射的立體創(chuàng)新實(shí)踐平臺。

專業(yè)建設(shè)成效

學(xué)科資源與科學(xué)研究成果及時、有效地引入本科教學(xué)建設(shè)中，為本科教育提供了大量優(yōu)質(zhì)資源，有效地提升了教學(xué)質(zhì)量。本科生對該專業(yè)的認(rèn)同度高，目前該專業(yè)已經(jīng)成為最受學(xué)生歡迎的熱門專業(yè)之一，學(xué)生主修專業(yè)確認(rèn)平均績點(diǎn)在4以上，在工科專業(yè)中排名第三。

核心課程精品化建設(shè)。專業(yè)依托教師在新能源領(lǐng)域的前沿研究方向，將科研方法、體驗(yàn)與成果引入課程，推進(jìn)核心課程精品化建設(shè)。2013級培養(yǎng)方案修訂中，確定《太陽能》、《生物質(zhì)能源》2門專業(yè)核心課程建設(shè)，并增設(shè)了《非常規(guī)天然氣和合成氣開發(fā)與發(fā)電技術(shù)》、《生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)》、《新型液體燃料能源》等課程，優(yōu)化了課程結(jié)構(gòu)，體現(xiàn)了專業(yè)特色。

專業(yè)教材高質(zhì)量建設(shè)。近年來，教師總結(jié)多年科研和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，出版了《能源與環(huán)境系統(tǒng)工程概論》、《能源工程管理》等2部“十一五”國家級規(guī)劃教材。出版了《熱學(xué)基礎(chǔ)》、《核電與核能》、《熱能專業(yè)英語閱讀與寫作》、《燃燒理論與污染控制》、《多孔介質(zhì)燃燒理論與技術(shù)》、《二氧化碳捕集封存和利用技術(shù)》、《生物質(zhì)液化原理及技術(shù)應(yīng)用》等專業(yè)課程指導(dǎo)教材。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新性建設(shè)。教師結(jié)合新能源領(lǐng)域的科研項(xiàng)目研究成果和科研項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)臺開展新開實(shí)驗(yàn)課程項(xiàng)目的建設(shè)與研究，開設(shè)了“硫碘熱化學(xué)循環(huán)制氫”、“流動和霧化的激光測量”、“生物能源實(shí)驗(yàn)”等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，同時充分利用學(xué)科實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備為學(xué)生提供優(yōu)質(zhì)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。

實(shí)習(xí)基地全面性建設(shè)。在校外實(shí)踐教學(xué)基地建設(shè)中，與東方電氣集團(tuán)東方鍋爐股份有限公司、上海鍋爐廠、浙能集團(tuán)等9家企業(yè)簽訂了校企合作協(xié)議，并根據(jù)行業(yè)面向與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，對校企合作的課程進(jìn)行了合理的規(guī)劃，注重實(shí)習(xí)企業(yè)的交叉互補(bǔ)。如東方鍋爐、上海鍋爐廠等企業(yè)提供熱能轉(zhuǎn)化設(shè)備的實(shí)踐實(shí)習(xí)；深圳東方鍋爐控制有限公司提供熱能設(shè)備控制方面的實(shí)習(xí)；藍(lán)天環(huán)保等提供燃燒污染控制方面的實(shí)習(xí)；華電電力科學(xué)研究院提供測試方面的實(shí)習(xí)；廣州瑞明電力股份有限公司提供電廠整體的實(shí)習(xí)。上海鍋爐廠有限公司、東方電氣集團(tuán)東方鍋爐股份有限公司成為首批國家級工程實(shí)踐教育中心。

學(xué)生科技創(chuàng)新活動開展。能源工程學(xué)系打破教學(xué)、科研、學(xué)科實(shí)驗(yàn)室界限，學(xué)生通過自主立項(xiàng)或參加教師的科研項(xiàng)目，自定實(shí)驗(yàn)方案、自主完成大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃、節(jié)能減排競賽等課外科技創(chuàng)新活動。目前，新能源科學(xué)與工程專業(yè)本科生已獲得SRTP立項(xiàng)31項(xiàng)，浙江省大學(xué)生科技創(chuàng)新活動計(jì)劃項(xiàng)目3項(xiàng)，全國大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目1項(xiàng)；獲校級大學(xué)生節(jié)能減排學(xué)科競賽獎項(xiàng)15項(xiàng)，獲國家級大學(xué)生節(jié)能減排競賽三等獎1項(xiàng)。

未來專業(yè)建設(shè)的方向

篇（9）

2011年11月24日至12月2日，由國網(wǎng)技術(shù)學(xué)院組織率領(lǐng)的電網(wǎng)運(yùn)行專業(yè)考察學(xué)習(xí)小組赴德國GridLab GmbH（歐洲電力系統(tǒng)安全研究與培訓(xùn)中心）進(jìn)行學(xué)習(xí)，目的是掌握電力企業(yè)崗位培訓(xùn)的理念和方式方法，促進(jìn)國網(wǎng)公司培訓(xùn)基地向國際化、現(xiàn)代化方向邁進(jìn)。筆者有幸作為其中的一員，隨團(tuán)參加了此次學(xué)習(xí)考察活動。在德國培訓(xùn)期間，我們重點(diǎn)利用仿真系統(tǒng)對電網(wǎng)運(yùn)行的監(jiān)控、操作以及調(diào)度等崗位職責(zé)進(jìn)行了培訓(xùn)體驗(yàn)；對德國電網(wǎng)的建設(shè)、改革概況，市場運(yùn)營模式，新能源發(fā)展態(tài)勢等進(jìn)行了深入的了解。德方共安排了9位專家及技術(shù)人員為我們進(jìn)行了詳細(xì)地講解和介紹。同時我們還到德國50Hertz 輸電公司（德國四大輸電公司之一，負(fù)責(zé)德國東北部電網(wǎng)輸電業(yè)務(wù)）的控制中心（TCC）和所屬的一座220kV/110kV變電站進(jìn)行了參觀考察。

此次赴德考察學(xué)習(xí)感觸深刻，收獲極大，對其管理模式和運(yùn)行方式印象深刻，對強(qiáng)力推進(jìn)新能源的發(fā)展政策和技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新能力，更是嘆服不已。在廣泛地考察、學(xué)習(xí)和了解中，領(lǐng)會和理解了德國供電企業(yè)的培訓(xùn)模式和培訓(xùn)理念，拓寬了視野，開拓了思路，對今后開展崗位培訓(xùn)與練兵具有積極的借鑒意義，為創(chuàng)新培訓(xùn)奠定了基礎(chǔ)。

一、德國電力企業(yè)發(fā)展概況

1.德國新能源發(fā)展概況

在學(xué)習(xí)期間，9位培訓(xùn)師的講課內(nèi)容中有5位涉及到了新能源的發(fā)展。主要原因：一是新能源在德國以立法形式促進(jìn)其發(fā)展，發(fā)展力度大；二是新能源的開發(fā)得到了廣大民眾的支持，環(huán)保意識強(qiáng)；三是新能源的發(fā)展也開放了發(fā)電企業(yè)的競爭市場，投資積極性高；四是新能源的發(fā)展對電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性提出了更高的要求，因?yàn)闆]有堅(jiān)強(qiáng)而穩(wěn)定的電網(wǎng)作支撐，新能源的發(fā)展就只能停留在設(shè)想上。

為促進(jìn)新能源的發(fā)展，德國于2000年出臺了新能源法（《可再生能源法》），2004年又做了修改，極大提升了新能源的開發(fā)力度。大體上主要包含以下幾個方面：

一是明確新能源要安全投入電網(wǎng)。新能源法同樣對可再生能源入網(wǎng)的安全進(jìn)行了明確規(guī)定，這一方面促進(jìn)了新能源的發(fā)電企業(yè)在電力設(shè)備技術(shù)上創(chuàng)新的速度，另一方面也對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了保證。

二是明確了新能源必須優(yōu)先入網(wǎng)。新能源法明確規(guī)定了必須首先保證可再生能源優(yōu)先入網(wǎng)，并且給出了相應(yīng)補(bǔ)貼措施，這從真正意義上開放了發(fā)電企業(yè)的競爭市場，促進(jìn)了新能源的快速發(fā)展，同時也促進(jìn)了德國電網(wǎng)改造和歐洲聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)程。

三是對新能源的入網(wǎng)制定了相關(guān)鼓勵政策。對新能源入網(wǎng)的補(bǔ)貼方法做出了相關(guān)規(guī)定，如制定高于常規(guī)能源的入網(wǎng)價格，以鼓勵更多的投資者參與到新能源發(fā)電市場的競爭中。

四是規(guī)劃了未來新能源發(fā)電量的比重。受日本福島核電站泄漏的影響以及民眾的意愿，德國政府要求在2022年之前，關(guān)閉境內(nèi)的所有核電站，同時對新能源所占能源消耗的比例做出了初步規(guī)劃，即2020年新能源要達(dá)到總能源消耗的35%以上，2030年要達(dá)到50%以上，至2040年達(dá)到65%，而至2050年則要求達(dá)到80%以上?？梢姷聡诎l(fā)展新能源方面的決心和信心。

五是不斷降低新能源的發(fā)電成本。新能源入網(wǎng)初期（2004年之前），德國政府對新能源入網(wǎng)給出了幾乎10倍于常規(guī)能源的入網(wǎng)價格，但經(jīng)修改后，對新能源入網(wǎng)規(guī)定和加大了入網(wǎng)電價逐年遞減的幅度。從而強(qiáng)力促進(jìn)了新能源發(fā)電企業(yè)不斷進(jìn)行科技創(chuàng)新、降低發(fā)電成本，以保證未來方便、快捷、靈活以及廉價地應(yīng)用新能源。

新能源法的出臺和實(shí)施，激活了許多投資者的熱情，使德國許多可再生能源發(fā)電企業(yè)特別是風(fēng)力發(fā)電企業(yè)如雨后春筍，發(fā)展勢頭“旺盛”。目前，德國的陸上風(fēng)力發(fā)電能力基本已趨飽和，已轉(zhuǎn)向海上風(fēng)力發(fā)電。盡管海上風(fēng)力發(fā)電技術(shù)最復(fù)雜、建設(shè)難度最大，但因其發(fā)電能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于陸上風(fēng)力發(fā)電，所以德國很早就已經(jīng)致力于海上風(fēng)電的開發(fā)。目前已有位于德國北海離岸45公里處海域的12臺風(fēng)機(jī)60MW的海上風(fēng)電場已經(jīng)并網(wǎng)發(fā)電，并建造了世界上第一條±400kV的海底電纜工程。德國的海上風(fēng)電未來將占整個風(fēng)力發(fā)電的25%。

2.德國電網(wǎng)企業(yè)的改革概況

受歷史及地緣政治等因素的影響，以及電網(wǎng)新能源的發(fā)展需求，德國的電網(wǎng)建設(shè)以及電力企業(yè)的運(yùn)營也經(jīng)歷了一次大的改革，主要表現(xiàn)在：

一是發(fā)電企業(yè)市場化運(yùn)營的改革。在1998年之前，德國的電力市場也是由幾家發(fā)電企業(yè)所壟斷，形成這種壟斷局面的主要原因是，發(fā)電企業(yè)只在某個固定區(qū)域供電，用戶沒有更多選擇的可能。1998年至2005年，經(jīng)過幾年改革的起伏變化，最終實(shí)現(xiàn)了發(fā)電與電網(wǎng)的真正分離，形成了電力企業(yè)有序競爭的局面。

二是電網(wǎng)發(fā)展模式的改革。提出了歐洲聯(lián)網(wǎng)的規(guī)劃格局，實(shí)現(xiàn)大區(qū)域、跨地區(qū)（國家）聯(lián)網(wǎng)是為了實(shí)現(xiàn)清潔能源的遠(yuǎn)距離輸送。需要說明的是，德國作為發(fā)達(dá)國家，經(jīng)濟(jì)發(fā)展基本達(dá)到穩(wěn)定階段，所以用電負(fù)荷基本處于平穩(wěn)狀態(tài)，幾乎沒有增容擴(kuò)銷的電網(wǎng)擴(kuò)張工程，所以網(wǎng)架結(jié)構(gòu)相對簡單、變化較小。對德國來講，電網(wǎng)工程改造的重點(diǎn)主要是更新設(shè)備和實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域聯(lián)網(wǎng)。

三是電網(wǎng)運(yùn)行設(shè)備的改造。至2005年，德國境內(nèi)電網(wǎng)中的大小變電站，全部完成了自動化改造。過去分散控制的變電站，全部實(shí)現(xiàn)了集中控制。以德國50Hertz輸電公司為例，全公司只有1個控制中心（TCC，相當(dāng)于調(diào)度中心）和6個區(qū)域集控中心，共監(jiān)控69個變電站，變電站全部實(shí)現(xiàn)了無人值班。 　二、德國輸電系統(tǒng)企業(yè)員工崗位培訓(xùn)概況

德國電力企業(yè)員工培訓(xùn)隨著新能源的發(fā)展所引起電網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化及設(shè)備的更新改造而不斷改變培訓(xùn)的形式和內(nèi)容，運(yùn)用仿真系統(tǒng)對員工進(jìn)行培訓(xùn)雖然從2005年之后才開始，但是在培訓(xùn)理念上，卻有許多可借鑒之處，主要表現(xiàn)在：

一是把對員工的安全培訓(xùn)作為第一重點(diǎn)來抓。在德國，對員工的安全培訓(xùn)被作為一項(xiàng)法律條件來要求企業(yè)。比如，某員工一旦出現(xiàn)人身傷害事故，有關(guān)調(diào)查人員要檢查該員工是否有接受企業(yè)組織進(jìn)行的安全培訓(xùn)的記錄，否則將追究企業(yè)的責(zé)任。不僅是電力企業(yè)，政府或工會組織也對安全培訓(xùn)極其重視。多項(xiàng)監(jiān)督的合力作用，使得安全培訓(xùn)成為自覺自愿、必不可少的常規(guī)性培訓(xùn)。其培訓(xùn)形式（以過去變電運(yùn)行人員的培訓(xùn)為例），既有個人操作的模擬演練和講解示范，也有實(shí)際操作的視頻錄像，還有非正常操作引起的事故仿真畫面，通過增強(qiáng)視覺上的沖擊感，以此來增加印象。

二是培訓(xùn)的方式更加注重角色的扮演。以我們所體會的調(diào)度人員培訓(xùn)為例，學(xué)員接受培訓(xùn)的主要內(nèi)容通常是模擬出一項(xiàng)工作任務(wù)，每個學(xué)員扮演不同的角色。按照工作流程，行使各自角色的崗位職責(zé)。在角色扮演中明確自己的工作任務(wù)，掌握每項(xiàng)工作的技術(shù)要點(diǎn)和可能存在的危險點(diǎn)。

三是培訓(xùn)內(nèi)容更加注重能力的培養(yǎng)。在德國人的培訓(xùn)理念中，培訓(xùn)更加注重的是一種有針對性的行為能力的培養(yǎng)。仍以電網(wǎng)調(diào)度人員或變電運(yùn)行人員為例。按照他們的培訓(xùn)思路，一定或盡量要讓培訓(xùn)學(xué)員能面對自己崗位所熟悉的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)或?qū)?yīng)的設(shè)備，培訓(xùn)中注重每個細(xì)節(jié)的訓(xùn)練，包括每句話的規(guī)范性以及每個動作的標(biāo)準(zhǔn)性等等。

四是培訓(xùn)的師資更加注重聘請具有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的培訓(xùn)師。對于某些專業(yè)性很強(qiáng)，需要綜合能力的技術(shù)崗位，德國的培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，更傾向于聘請具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的兼職培訓(xùn)師或來自學(xué)員所在公司的技術(shù)專家，承擔(dān)重要技術(shù)崗位的培訓(xùn)任務(wù)。這對于學(xué)員來說，更能夠有針對性的掌握本企業(yè)的綜合情況，按照本企業(yè)的特點(diǎn)，進(jìn)行專項(xiàng)技術(shù)技能的訓(xùn)練，達(dá)到學(xué)以致用的目的。

三、學(xué)習(xí)考察后的思考與啟示

1.掌握企業(yè)發(fā)展動態(tài)，創(chuàng)新開發(fā)培訓(xùn)項(xiàng)目

從德國乃至歐洲對新能源發(fā)展規(guī)劃的目標(biāo)，可以看出未來世界新能源發(fā)展的方向。我國目前能源結(jié)構(gòu)雖然仍以煤炭資源為主，但是隨著“十二五”能源發(fā)展規(guī)劃的逐步落實(shí)和新能源政策的出臺，逐年增加可再生能源的比例，已勢在必行。而對供電網(wǎng)絡(luò)來講，則要應(yīng)對各種新能源發(fā)電中不穩(wěn)定因素對電網(wǎng)沖擊所帶來的挑戰(zhàn)；要應(yīng)對大區(qū)域大范圍聯(lián)網(wǎng)對系統(tǒng)穩(wěn)定性、設(shè)備自動化、智能化和快速反應(yīng)能力的挑戰(zhàn)；要應(yīng)對事故緊急情況下系統(tǒng)協(xié)調(diào)調(diào)度、安全運(yùn)行的考驗(yàn)。所以，在目前國網(wǎng)公司建設(shè)智能電網(wǎng)的強(qiáng)勁勢頭下，創(chuàng)新開發(fā)適應(yīng)新形勢下的培訓(xùn)項(xiàng)目，是提升人員素質(zhì)，做好能力儲備的必要條件?？商剿骱烷_發(fā)：（1）電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)控一體化的培訓(xùn)項(xiàng)目；（2）新能源入網(wǎng)的協(xié)調(diào)聯(lián)合調(diào)度、監(jiān)控電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的培訓(xùn)項(xiàng)目；（3）電網(wǎng)事故狀態(tài)下應(yīng)急處理培訓(xùn)項(xiàng)目；（4）智能電網(wǎng)綜合性培訓(xùn)項(xiàng)目；（5）智能用電側(cè)的需求管理培訓(xùn)項(xiàng)目；（6）可再生能源發(fā)電入網(wǎng)仿真系統(tǒng)監(jiān)控運(yùn)行、緊急狀況預(yù)案處理等等。

2.跟進(jìn)企業(yè)發(fā)展腳步，強(qiáng)化崗位技能練兵

電力企業(yè)的職業(yè)特點(diǎn)是：技術(shù)工作的標(biāo)準(zhǔn)性和規(guī)范性要求高，需要時刻保持高度的安全意識。結(jié)合德國考察的體會，主要啟示是：一是應(yīng)加強(qiáng)安全行為的專項(xiàng)訓(xùn)練。特別是生產(chǎn)類的運(yùn)行、調(diào)度、檢修與試驗(yàn)等崗位，對人員的安全意識、規(guī)范動作、標(biāo)準(zhǔn)要求的強(qiáng)化訓(xùn)練是至關(guān)重要的。二是應(yīng)加強(qiáng)崗位工作標(biāo)準(zhǔn)化流程和標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)的練兵。按照標(biāo)準(zhǔn)化流程進(jìn)行作業(yè)訓(xùn)練，有利于學(xué)員養(yǎng)成良好的安全行為習(xí)慣，同時提升完成任務(wù)的工藝水平、綜合質(zhì)量和工作速度等。三是應(yīng)加強(qiáng)崗位工作角色扮演的模擬訓(xùn)練。按照實(shí)際工作的角色分別進(jìn)行模擬強(qiáng)化練兵，有利于提高培訓(xùn)的針對性和實(shí)效性。

篇（10）

Abstract：In recent years，The photovoltaic power generation has become an important form of distributed generation，Step-by-step into the civilian。In order to meet the family，F(xiàn)ocuses on the use of photovoltaic power generation system，Lithium energy storage systems，Discharge management system，User side of the power situation，City of electrical intervention and control management system integrated the run design content。By Photovoltaic power、The friendly intervention of electrical，storage of energy storage systems and home power grid，To achieve the photovoltaic and Mains complementary support load， Effectively play the energy-saving effect。

Keywords：photovoltaic power generation；lithium energy storage；a mixed supply management；bidirectional inverter

中圖分類號：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

0引言

太陽能具有資源豐富、開發(fā)方便、清潔無污染等優(yōu)點(diǎn)，光伏發(fā)電作為太陽能發(fā)電的主要應(yīng)用形式，已成為一種重要的分布式發(fā)電技術(shù)。隨著光伏、風(fēng)電等可再生能源發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，分布式發(fā)電日漸成為滿足負(fù)荷增長需求、提高能源綜合利用效率、提高供電可靠性的一種有效途徑，并在配電網(wǎng)中得到廣泛的應(yīng)用。

但分布式發(fā)電的大規(guī)模滲透也產(chǎn)生了一些負(fù)面影響，如單機(jī)接入成本較高、控制復(fù)雜、對大系統(tǒng)的電壓和頻率存在沖擊等。這限制了分布式發(fā)電的運(yùn)行方式，削弱了其優(yōu)勢和潛能?；旌蟿恿π拖到y(tǒng)設(shè)計(jì)為發(fā)電技術(shù)及可再生能源發(fā)電技術(shù)的整合和利用提供了靈活、高效的平臺。

光伏發(fā)電受光照和溫度等外界條件的影響較大，其功率輸出具有較強(qiáng)的波動性與間歇性，給電能質(zhì)量和電網(wǎng)調(diào)度帶來了很大的挑戰(zhàn)，因此在家庭應(yīng)用中配備一定的儲能裝置組成光伏-蓄電池混合發(fā)電系統(tǒng)，改善系統(tǒng)動態(tài)和靜態(tài)特性特性。

本文首先介紹含鋰電池儲能的光伏發(fā)電和市電混合供電設(shè)計(jì)系統(tǒng)的詳細(xì)方案，其特征是：

集光伏、市電和錳酸鋰電池供電為一體；具有邏輯控制功能；逆變輸出純正的正弦波；同時具有電壓調(diào)整功能，輸出電壓穩(wěn)定可靠。通過光伏發(fā)電、儲能和市電控制管理系統(tǒng)研究和設(shè)計(jì)，完成獨(dú)立光伏儲能發(fā)電接入工程總體技術(shù)方案，為實(shí)現(xiàn)綠色光伏電源無障礙介入提供技術(shù)指導(dǎo)。

1總體方案設(shè)計(jì)

光伏發(fā)電陣列通過充電控制連接鋰電儲能系統(tǒng)，鋰電儲能經(jīng)由一個雙向DC/DC 換流器通過充放電系統(tǒng)接入逆變單元，同時連接市電。市電輸出控制電路和隔離逆變都連接AC輸出接口。該系統(tǒng)以光伏發(fā)電用電為主，光伏發(fā)電不足時由市電介入，在沒有市電和光伏發(fā)電不足時采用蓄電逆變支持負(fù)載工作的先后順序。

2光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 光伏電池陣列設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的光伏組件選用功率為195 Wp 的單晶硅太陽電池組件，工作電壓約為36.5 V，開路電壓約為41 V。根據(jù)家庭用電情況滿足室內(nèi)照明、冰箱、電視、電腦等用電設(shè)備。系統(tǒng)電壓DC48V，雙向逆變器功率為2KW，光伏方陣為4塊195Wp組件，采用2串2并方式連接。

光伏電池是光伏發(fā)電系統(tǒng)中最基本的電能產(chǎn)生單元，單體電池的輸出功率較小，需經(jīng)串并聯(lián)形成光伏陣列以獲得較高的輸出電壓和較大的輸出功率。

太陽電池的輸出特性

光伏性能圖

3蓄電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 儲能裝置選擇

綜合比較各種儲能技術(shù)在新能源發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用特點(diǎn)，鋰電池作為新型綠色儲能產(chǎn)品，具有壽命長、體積小、容量大等特點(diǎn)，在該項(xiàng)目中我們選用錳酸鋰電池，在功率配比、循環(huán)使用壽命、使用費(fèi)用等各個方面，均比較適合本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要求。

3.2 儲能裝置充放電系統(tǒng)

對于儲能系統(tǒng)，設(shè)計(jì)采用雙向逆變器實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電、鋰電池儲能系統(tǒng)與市電的能量交互。雙向逆變器采用逆變/充電一體機(jī)可以實(shí)現(xiàn)純正弦波輸出交流電壓，以及在交流逆變器中集合了蓄電池充電功能、交流自動切換開關(guān)等。該儲能系統(tǒng)配置的監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控范圍覆蓋充電電流、蓄電池容量等各方面。充、放電電流實(shí)時測量，系統(tǒng)同時實(shí)時監(jiān)控電壓值，以保證系統(tǒng)運(yùn)行在最佳狀態(tài)下，延長系統(tǒng)使用時間。

4市電接入及控制管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.1市電介入工作模式

該工作模式為當(dāng)光伏不處于發(fā)電狀態(tài)或光伏發(fā)電不能滿足負(fù)載用電時，由市電（交流）輸入經(jīng)隔離變壓器隔離降壓后，經(jīng)整流器進(jìn)行整流濾波，由逆變器逆變后給負(fù)載提供純正弦波電能。同時市電通過整流后可以為蓄電進(jìn)行充電。

4.2整體控制管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理

具體工作原理如下：

1）、當(dāng)日照充足，系統(tǒng)光伏輸入功率大于負(fù)載功率時，保持長期由光伏輸入經(jīng)逆變DC-AC轉(zhuǎn)換，輸出交流電向負(fù)載提供電能，同時對逆變器后備鋰電電池進(jìn)行充電，直至鋰電電池組電壓充到設(shè)定的過高壓保護(hù)點(diǎn)Vch值。

2）、當(dāng)日照不充足或光伏輸入功率小于負(fù)載功率時，當(dāng)鋰電電池組電壓降低到設(shè)定點(diǎn)Vb時，由蓄電逆變轉(zhuǎn)為市電交流供電，并且交流電經(jīng)由逆變控制單元和光伏發(fā)電同時向鋰電電池組進(jìn)行充電。當(dāng)逆變器后備電池組電壓恢復(fù)到Vch時，斷開交流供電，重新由光伏輸入或逆變器后備電池組對負(fù)載提供電能。

3）、當(dāng)光伏電池處于不發(fā)電狀態(tài)時，該系統(tǒng)將處于交流市電供電模式，同時由交流供電經(jīng)由雙向逆變單元向后備鋰電電池組進(jìn)行充電。只有當(dāng)具有光伏發(fā)電時轉(zhuǎn)至1和2狀態(tài)。

4）、該系統(tǒng)供電由三路供電組成，分別為市電供電模式，后備鋰電電池提供供電模式以及光伏發(fā)電供電模式。根據(jù)工作環(huán)境按1）、2）、3）的邏輯模式工作。

系統(tǒng)原理圖

5結(jié)論

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有真正包含光伏發(fā)電、蓄電儲能和市電接入的實(shí)際運(yùn)行能力，能夠真正實(shí)現(xiàn)分布式光伏發(fā)電、蓄電儲能和市電供電之間的混合式供電。通過光伏發(fā)電和市電接入有效的保證系統(tǒng)供電的穩(wěn)定可靠，可體現(xiàn)分布式光伏發(fā)電、市電接入及儲能系統(tǒng)智能協(xié)調(diào)工作，有利于光伏分布式發(fā)展和提高光伏發(fā)電經(jīng)濟(jì)效益。

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