发电技术研究论文范文
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第1篇
人口是影响能耗的重要因素，全球人口的增加将造成能耗增加，导致大气层中二氧化碳浓度上升，使气温上升，全球变暖。
在发电领域减少二氧化碳产生的途径包括：提高发电效率减少燃耗；采用原子能发电；使用再生(天然)能源。每单位发电量二氧化碳的产生，以矿物燃料发电最高，特别是烧煤电厂。再生能源发电虽然设施的建造会产生二氧化碳，但发电本身不会产生二氧化碳。因此，增加使用再生能源发电和有效使用矿物燃料，是抑制产生二氧化碳的有效方法。
再生能源发电技术可分为水力发电；风力发电；太阳能发电(太阳─热发电和光伏发电)；海洋发电(海洋-热能转换、潮汐、洋流、海波)；地热发电。
水力发电
水力发电是目前发电技术中每单位发电量产生二氧化碳最低的。它不会产生破坏环境的物质；在径流式水电站的情况下，也不需要水库，对保护环境最为有利。在水库型和抽水储能型电站情况下，必须考虑水库建造对环境的影响。
风力发电
欧洲和美洲在风力涡轮的发展上处于领先地位，随着在美国公用事业管理政策条例(PURPA)的制定和加州减免赋税，它们的实际应用迅速取得进展。三菱重工(MHI)已在美国加州安装了660台275千瓦级的风力涡轮。实际应用的这些涡轮机，其输出功率范围从100千瓦到600千瓦，而兆瓦级的风力涡轮目前正处于中试阶段。在日本，迄今输出功率最高为300-400千瓦，但MHI开发的500千瓦级的涡轮在1996年10月已成功运转。
太阳-热发电
太阳能发电技术可分为太阳-热发电和光伏发电。在前一种情况下，通过搜集的太阳热能，用水或低沸点流体直接或间接产生的蒸汽驱动汽轮发电机；在后一种情况下，通过p-型和n-型半导体的组合，将阳光直接转换为电。太阳-热发电又分为直接和间接(二元循环)型发电系统。在前一种情况下，使用一台冷凝器，通过直接产生的蒸汽驱动汽轮机；而在后一种情况下，是在主系统使用一种沸点高于水的熔盐或液态钠，通过热交换加热辅助系统内的工作流体-水或低沸点流体产生蒸汽。虽然前一种系统简单，但热效率低于后者，难以在高温下取得蒸汽，需要辅助燃料点火。
在日本已建成输出功率1000千瓦的中试装置，应用了塔型和曲线-直线型冷凝器，用热水蓄热设施予以补充。美国在1982年开始对10兆瓦级的发电机进行研究，随后建成了实际应用输出功率超过30兆瓦的装置。
再生能源发电尚有一些问题需研究解决：
(1)由于日光能量密度低(在白天，最高每平方米1千瓦)，要放置太阳热能收集器需要巨大的空间。
(2)太阳辐射的强度变化大，因发电取决于时间和天气，所以不能实现稳定发电。
(3)由于难以通过热积累把蒸汽的温度提高到一个高水平，所以不能实现高效率的兰金循环(总效率10%～15%)。
为减少成本，实现电力的稳定供应和提高效率，要解决的问题(1)必须改善抛物面反向镜型和定日镜塔型系统的热收集效率；(2)必须应用一补充锅炉或蓄热系统；(3)需使用一个二元循环提高温度，并通过应用低沸点混合液体改善兰金循环。
光伏发电
应用光伏发电所产生的二氧化碳量仅次于水力发电技术，也不会产生污染环境的物质，是一种理想的干净发电技术。为发电提供能量的日光是无限的。假定在白天太阳辐射的最高强度是每平方米1千瓦，发电效率为10%，整个地面上每年可能的发电量为1.4亿亿度，大约相当于全世界能耗量的100倍。这意味着如果把太阳电池放置于不到全球陆地面积的1/100，或其沙漠面积的1/20，所发电量就足以满足全世界能量的需求。
这种再生能源每单位面积的输出功率密度低，所需要的面积大约为烧煤电站的20倍。在美国和印度，沙漠面积巨大，目前正在进行的计划是建造188兆瓦(美国)或50兆瓦(印度)的光伏发电厂。由于世界上有许多地区适用于大规模光伏发电，作为新日照计划的一部分，发展一种全球性的干净能源系统，即世界能源网(WENET)正在进行中，该计划的目的是，在这些地区实现中央光伏发电，用所发出的电使水分解产生氢，氢既可用做能源，又可用做蓄能和输能介质。从保护全球环境和能量生产角度看，实现这一计划很重要。
地热发电
可供发电的地热资源可粗分为蒸汽、蒸汽和热水二相流、热水。地热蒸汽可不加处理直接引入汽轮机；而二相流被分为热水和蒸汽，热水通过闪蒸器变为蒸汽，引入汽轮机的低压侧。在热水情况下，可采用上述的二元系统(通过使用主系统一侧的热水使辅助侧的低沸点液体蒸发，并通过低沸点液体驱动涡轮)。
自从1966和1967年9.5兆瓦、11兆瓦的电站(由日本三菱重工安装)分别投入运行以来，目前在日本正在运行的装置有18台，约生产530兆瓦的电。以间歇泉电站的容量最高，为151兆瓦。美国目前正在运行的间歇泉电站，功率在100万千瓦以上。
日本三菱重工的技术得到高度评价，它通过单级或双级闪蒸系统，将热水变为蒸汽并将蒸汽引入涡轮的中压或低压段，这样，双相流热资源就得到了有效应用。
这种双级闪蒸系统于1977年投入商用，目前用在60多台发电装置。
从有效使用小规模地热资源观点看，预计未来会发展小型(便携式)发热发电装置。
洋能发电
第2篇
PAFC技术开发的现状与动向：
日本自实施月光计划以来，作为国家级项目，正在实施5000千瓦级加压型和1000千瓦级常压型电厂实证运行。目前，磷酸型燃料电池的发电效率为30％～40％，如果将热利用考虑进去，综合效率可高达60％～80％。
除日本外，目前世界约有60台PAFC发电设备在运转，总输出功率约为4.1万千瓦。按国别和地区划分日本为2.9万千瓦，美国8000千瓦，欧洲3000千瓦，亚洲900千瓦。运转中的发电设备除3台(日本2台，意大利1台)为加压型外，其他均为常压型。磷酸型燃料电池的制造厂家目前主要为日本和美国，设备主要销往欧、亚。
美国已完成基础研究，200千瓦级电厂用电池近期有望商品化，但大容量电厂用电池处于停滞状态。德国已引进美国200千瓦级电厂用电池进行试验运行。另外，瑞典、意大利、瑞士等国也引进日、美的电池进行试运行。
2.熔融碳酸盐型燃料电池(MCFC)
日本对MCFC发电系统的技术开发始于1981年度的月光计划，该计划围绕开发1千瓦级发电机组这个目标展开了对MCFC燃料、电极等的开发。该开发研究进展顺利，从1984年开始，进而对10千瓦级发电机组进行研究开发。1986年，日立、东芝、富士电机、三菱电机、IHI分别对5台10千瓦级机组进行发电试验，其结果是输出功率为10千瓦，初期性能为电池电压0.75伏，电流密度150毫安/平方厘米。
1987年起，日本在对1000千瓦级实验电场(外部改质型)进行主要开发的同时，对100千瓦级发电机组以及1000千瓦级机组的设备的开发研究也取得了进展。1993年度，日立、IHI的2台100千瓦级外部改质型机组和三菱电机的1台30千瓦级内部改质型机组开始试验发电运行。其试验结果以及1994年度进行的5-25千瓦级机组的试验结果表明，电池电压0.8伏，电流密度达15毫安/平方厘米，单位时间内的劣化率小于1％。
在此基础上，1994年度起开始着手开发1000千瓦级试验工厂。1995年10月在中部电力(株)川越发电所开始建厂，确立了1000千瓦级实用化发电系统试验工厂的基本系统，对现有的事业用燃料电池电厂的运行进行评价，计划1999年开始试验运行，其目标为：燃料利用率为80％，千小时电池的劣化率小于1％，初期性能为：电池电压大于0.8伏，电流密度1500毫安/平方厘米，计划试验运行5000小时。
为使电池实用化，在上述研究开发的基础上，还进行了机组长寿命化研究，计划连续实验运行4万小时，每千小时单位劣化率小于0.25％。除此之外，还在开发200千瓦级内部改质型燃料电池发电系统。
美国能源部和美国电力研究所，正在积极开发MCFC。美国ERC公司开发的2兆瓦级内部改质型机组发电系统于1996年5月在圣克拉拉开始试验运行。MC－power公司开发的250千瓦级外部改质型机组发电系统，1997年2月起在圣迭戈开始试运行。
在欧洲，MCFC作为共同项目正在研究开发，取得了一些进展，其主要项目如下：
①高级DIC－MCFC发展计划(1996-1998年)。荷兰、英、法、瑞典等国参加研究，欧洲在市场分析、系统开发以及内部改质型机组的开发等方面取得进展。
②ARGE项目(1990年起计划10年内完成)。德、丹麦参加，并在内部改质型发电系统的开发上取得进展。
③MOLCARE。由意、西班牙参加，并在外部改质型发电系统开发上取得进展。
韩国从1993年起开始开发MCFC，1997年以开发100千瓦外部改质型发电系统为目标，开始了第二阶段研究开发工作。
3.固体电解质型燃料电池(SOFC)
作为SOFC开发的基础科学离子学，其开发历史很长，日、美、德等国已有30多年的开发史。日本工业技术院电子技术综合研究所从1974年起就开始研究SOFC，1984年进行了500瓦发电试验(最大输出功率为1.2千瓦)。美国西屋公司从1960年起开始开发SOFC，1987年该公司与日本东京煤气、大阪煤气共同开发出3千瓦热自立型电池模块，在国内外掀起了开发SOFC的。
日本新阳光计划中，以产业技术综合开发机构(NEDO)，为首，从1989年起开始开发基础制造技术，对数百千瓦级发电机组进行测试。1992年起，富士电机综合研究所和三洋电机在共同研究开发数千瓦级平板型模块基础上，还组织了7个研究机构积极开发高性能、长寿命的SOFC材料及其基础技术。
除此之外，三菱重工神户造船所与中部电力合作，共同开发平板型SOFC，1996年创造了5千瓦级模块成功运行的先例。同时，在圆筒横缟型电池领域中，1995年三菱重工长崎造船所在电源开发共同研究中，采用圆筒横缟型电池，开发出10千瓦级模块，成功地进行了500小时试运行，之后又于1996年开发了2.5千瓦模块，并试运行1000小时。TOTO与九州电力共同开发全湿式圆筒纵缟型电池，1996年起，开始开发1千瓦级模块。同时，在日本以大学与国立研究所为首的许多研究机构在积极开发SOFC。
美国西屋公司在能源部的支持下，开始开发圆筒纵缟型电池。东京煤气和大阪煤气对25千瓦级发电及余热供暖系统进行的共同测试表明，截至1997年3月，已成功运行了约1.3万小时，其间已经过11次启动与停机，千小时单位电池的劣化率小于0.1％，可见其技术已非常成熟。西屋公司除计划在1998年与荷兰、丹麦共同进行100千瓦级模块运行外，为降低制造成本，还在研究开发湿式电池制造技术。美国Allied－signal、SOFCo、Z－tek等公司在开发平板型SOFC上取得进展，目前正对1千瓦级模块进行试运行。
在欧洲，德国西门子公司在开发采用合金系列分离器的平板型SOFC，1995年开发出10千瓦(利用氧化剂中的氧，若在空气中则为5千瓦)模块，1996年开发出7.2千瓦模块(利用氧化剂中的空气)。
奔驰汽车制造公司在开发陶瓷系列分离器式平板型SOFC上取得进展，1996年对2.2千瓦模块试运行6000小时。瑞士的萨尔泽尔公司在积极开发家庭用SOFC，目前已开发出1千瓦级模块。今后，德国还计划在特蒙德市进行7千瓦级发电及余热供暖系统现场测试。
在此基础研究上，以英、法、荷等国的大学和国立研究所为中心的研究机构，正在积极研究开发低温型(小于800℃)SOFC材料。
4.固体高分子型燃料电池(PEFC)
日本开发固体高分子膜的单位有旭化成、旭哨子、Japangore－tex等，开发改质器以及电极催化媒体的机构有田中贵金属、大阪煤气等。在开发汽车燃料电池方面，丰田制造出甲醇改质型燃料电池汽车(1997年)，同时三菱电机、马自达也在着手开发汽车燃料电池。
在供电及余热供暖系统方面，PEFC排热温度较低，为70℃左右，在热利用上有所限制，与其他类型燃料电池相比，目前只开发小型系统。东芝(30千瓦)、三洋电机(数千瓦)、三菱重工和东京煤气(5千瓦)、富士电机和关西电力(5千瓦)等公司在开发以天然气和甲醇为燃料的电池系统，同时，三洋电机在开发1千瓦级氢燃料便携式商品化电源，三菱重工在开发特殊用途(无人潜水艇用)燃料电池。
PEFC主要作为汽车动力电源在开发。但在汽车上燃料的搭载方式各种各样，有高压氢、液化氢和甲醇等。这些燃料各具长短，目前还未能确定最适方式。
德国奔驰与加拿大BPS在进行共同开发，它们开发的搭载氢燃料、小底盘汽车在试运行。除此之外它们还共同开发甲醇燃料电池汽车。若在降低成本、提高运行性能等方面再取得一些进展，电池汽车就有望走向市场。
美国克莱斯勒、通用、福特三公司协力合作，计划到2000年开发出输出50千瓦、输出密度1千瓦/公斤的燃料电池。另外，BMW、Rover和西门子三家公司也在开展共同开发。
第3篇
关键词：电力电子技术；开关电源
现代电源技术是应用电力电子半导体器件,综合自动控制、计算机(微处理器)技术和电磁技术的多学科边缘交又技术。在各种高质量、高效、高可靠性的电源中起关键作用,是现代电力电子技术的具体应用。
当前,电力电子作为节能、节才、自动化、智能化、机电一体化的基础,正朝着应用技术高频化、硬件结构模块化、产品性能绿色化的方向发展。在不远的将来,电力电子技术将使电源技术更加成熟、经济、实用,实现高效率和高品质用电相结合。
1.电力电子技术的发展
现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。
1.1整流器时代
大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。当时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。
1.2逆变器时代
七十年代出现了世界范围的能源危机,交流电机变频惆速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的交流电。在七十年代到八十年代,随着变频调速装置的普及,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输出,静止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。
1.3变频器时代
进入八十年代,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展,为现代电力电子技术的发展奠定了基础。将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化发展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现,又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。MOSFET和IGBT的相继问世,是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。据统计,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在电力电子领域巳成定论。新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率,使其性能更加完善可靠,而且使现代电子技术不断向高频化发展,为用电设备的高效节材节能,实现小型轻量化,机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。
2.现代电力电子的应用领域
2.1计算机高效率绿色电源
高速发展的计算机技术带领人类进入了信息社会,同时也促进了电源技术的迅速发展。八十年代,计算机全面采用了开关电源,率先完成计算机电源换代。接着开关电源技术相继进人了电子、电器设备领域。
计算机技术的发展,提出绿色电脑和绿色电源。绿色电脑泛指对环境无害的个人电脑和相关产品，绿色电源系指与绿色电脑相关的高效省电电源,根据美国环境保护署l992年6月17日"能源之星"计划规定,桌上型个人电脑或相关的设备,在睡眠状态下的耗电量若小于30瓦,就符合绿色电脑的要求,提高电源效率是降低电源消耗的根本途径。就目前效率为75%的200瓦开关电源而言,电源自身要消耗50瓦的能源。
2.2通信用高频开关电源
通信业的迅速发展极大的推动了通信电源的发展。高频小型化的开关电源及其技术已成为现代通信供电系统的主流。在通信领域中,通常将整流器称为一次电源,而将直流-直流(DC/DC)变换器称为二次电源。一次电源的作用是将单相或三相交流电网变换成标称值为48V的直流电源。目前在程控交换机用的一次电源中,传统的相控式稳压电源己被高频开关电源取代,高频开关电源(也称为开关型整流器SMR)通过MOSFET或IGBT的高频工作,开关频率一般控制在50-100kHz范围内,实现高效率和小型化。近几年,开关整流器的功率容量不断扩大,单机容量己从48V/12.5A、48V/20A扩大到48V/200A、48V/400A。
因通信设备中所用集成电路的种类繁多,其电源电压也各不相同,在通信供电系统中采用高功率密度的高频DC-DC隔离电源模块,从中间母线电压(一般为48V直流)变换成所需的各种直流电压,这样可大大减小损耗、方便维护,且安装、增加非常方便。一般都可直接装在标准控制板上,对二次电源的要求是高功率密度。因通信容量的不断增加,通信电源容量也将不断增加。
2.3直流-直流(DC/DC)变换器
DC/DC变换器将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压,这种技术被广泛应用于无轨电车、地铁列车、电动车的无级变速和控制,同时使上述控制获得加速平稳、快速响应的性能,并同时收到节约电能的效果。用直流斩波器代替变阻器可节约电能(20~30)%。直流斩波器不仅能起调压的作用(开关电源),同时还能起到有效地抑制电网侧谐波电流噪声的作用。
通信电源的二次电源DC/DC变换器已商品化,模块采用高频PWM技术,开关频率在500kHz左右,功率密度为5W~20W/in3。随着大规模集成电路的发展,要求电源模块实现小型化,因此就要不断提高开关频率和采用新的电路拓扑结构,目前已有一些公司研制生产了采用零电流开关和零电压开关技术的二次电源模块,功率密度有较大幅度的提高。
2.4不间断电源(UPS)
不间断电源(UPS)是计算机、通信系统以及要求提供不能中断场合所必须的一种高可靠、高性能的电源。交流市电输入经整流器变成直流,一部分能量给蓄电池组充电,另一部分能量经逆变器变成交流,经转换开关送到负载。为了在逆变器故障时仍能向负载提供能量,另一路备用电源通过电源转换开关来实现。
现代UPS普遍了采用脉宽调制技术和功率M0SFET、IGBT等现代电力电子器件,电源的噪声得以降低,而效率和可靠性得以提高。微处理器软硬件技术的引入,可以实现对UPS的智能化管理,进行远程维护和远程诊断。目前在线式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS发展也很迅速,已经有0.5kVA、lkVA、2kVA、3kVA等多种规格的产品。
2.5变频器电源
变频器电源主要用于交流电机的变频调速,其在电气传动系统中占据的地位日趋重要,已获得巨大的节能效果。变频器电源主电路均采用交流-直流-交流方案。工频电源通过整流器变成固定的直流电压,然后由大功率晶体管或IGBT组成的PWM高频变换器,将直流电压逆变成电压、频率可变的交流输出,电源输出波形近似于正弦波,用于驱动交流异步电动机实现无级调速。
国际上400kVA以下的变频器电源系列产品已经问世。八十年代初期,日本东芝公司最先将交流变频调速技术应用于空调器中。至1997年,其占有率已达到日本家用空调的70%以上。变频空调具有舒适、节能等优点。国内于90年代初期开始研究变频空调,96年引进生产线生产变频空调器,逐渐形成变频空调开发生产热点。预计到2000年左右将形成。变频空调除了变频电源外,还要求有适合于变频调速的压缩机电机。优化控制策略,精选功能组件,是空调变频电源研制的进一步发展方向。
2.6高频逆变式整流焊机电源
高频逆变式整流焊机电源是一种高性能、高效、省材的新型焊机电源,代表了当今焊机电源的发展方向。由于IGBT大容量模块的商用化,这种电源更有着广阔的应用前景。
逆变焊机电源大都采用交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)变换的方法。50Hz交流电经全桥整流变成直流,IGBT组成的PWM高频变换部分将直流电逆变成20kHz的高频矩形波,经高频变压器耦合,整流滤波后成为稳定的直流,供电弧使用。
由于焊机电源的工作条件恶劣,频繁的处于短路、燃弧、开路交替变化之中,因此高频逆变式整流焊机电源的工作可靠性问题成为最关键的问题,也是用户最关心的问题。采用微处理器做为脉冲宽度调制(PWM)的相关控制器,通过对多参数、多信息的提取与分析,达到预知系统各种工作状态的目的,进而提前对系统做出调整和处理,解决了目前大功率IGBT逆变电源可靠性。
国外逆变焊机已可做到额定焊接电流300A,负载持续率60%,全载电压60~75V,电流调节范围5~300A,重量29kg。
2.7大功率开关型高压直流电源
大功率开关型高压直流电源广泛应用于静电除尘、水质改良、医用X光机和CT机等大型设备。电压高达50~l59kV,电流达到0.5A以上,功率可达100kW。
自从70年代开始,日本的一些公司开始采用逆变技术,将市电整流后逆变为3kHz左右的中频,然后升压。进入80年代,高频开关电源技术迅速发展。德国西门子公司采用功率晶体管做主开关元件,将电源的开关频率提高到20kHz以上。并将干式变压器技术成功的应用于高频高压电源,取消了高压变压器油箱,使变压器系统的体积进一步减小。
国内对静电除尘高压直流电源进行了研制,市电经整流变为直流,采用全桥零电流开关串联谐振逆变电路将直流电压逆变为高频电压,然后由高频变压器升压,最后整流为直流高压。在电阻负载条件下,输出直流电压达到55kV,电流达到15mA,工作频率为25.6kHz。
2.8电力有源滤波器
传统的交流-直流(AC-DC)变换器在投运时,将向电网注入大量的谐波电流,引起谐波损耗和干扰,同时还出现装置网侧功率因数恶化的现象,即所谓"电力公害",例如,不可控整流加电容滤波时,网侧三次谐波含量可达(70~80)%,网侧功率因数仅有0.5~0.6。
电力有源滤波器是一种能够动态抑制谐波的新型电力电子装置,能克服传统LC滤波器的不足,是一种很有发展前途的谐波抑制手段。滤波器由桥式开关功率变换器和具体控制电路构成。与传统开关电源的区别是:(l)不仅反馈输出电压,还反馈输入平均电流;(2)电流环基准信号为电压环误差信号与全波整流电压取样信号之乘积。
2.9分布式开关电源供电系统
分布式电源供电系统采用小功率模块和大规模控制集成电路作基本部件,利用最新理论和技术成果,组成积木式、智能化的大功率供电电源,从而使强电与弱电紧密结合,降低大功率元器件、大功率装置(集中式)的研制压力,提高生产效率。
八十年代初期,对分布式高频开关电源系统的研究基本集中在变换器并联技术的研究上。八十年代中后期,随着高频功率变换技术的迅述发展，各种变换器拓扑结构相继出现,结合大规模集成电路和功率元器件技术,使中小功率装置的集成成为可能,从而迅速地推动了分布式高频开关电源系统研究的展开。自八十年代后期开始,这一方向已成为国际电力电子学界的研究热点,论文数量逐年增加，应用领域不断扩大。
分布供电方式具有节能、可靠、高效、经济和维护方便等优点。已被大型计算机、通信设备、航空航天、工业控制等系统逐渐采纳,也是超高速型集成电路的低电压电源(3.3V)的最为理想的供电方式。在大功率场合,如电镀、电解电源、电力机车牵引电源、中频感应加热电源、电动机驱动电源等领域也有广阔的应用前景。
3.高频开关电源的发展趋势
在电力电子技术的应用及各种电源系统中，开关电源技术均处于核心地位。对于大型电解电镀电源,传统的电路非常庞大而笨重,如果采用高顿开关电源技术,其体积和重量都会大幅度下降,而且可极大提高电源利用效率、节省材料、降低成本。在电动汽车和变频传动中,更是离不开开关电源技术，通过开关电源改变用电频率,从而达到近于理想的负载匹配和驱动控制。高频开关电源技术,更是各种大功率开关电源(逆变焊机、通讯电源、高频加热电源、激光器电源、电力操作电源等)的核心技术。
3.1高频化
理论分析和实践经验表明,电气产品的变压器、电感和电容的体积重量与供电频率的平方根成反比。所以当我们把频率从工频50Hz提高到20kHz,提高400倍的话,用电设备的体积重量大体下降至工频设计的5~l0%。无论是逆变式整流焊机,还是通讯电源用的开关式整流器,都是基于这一原理。同样,传统"整流行业"的电镀、电解、电加工、充电、浮充电、电力合闸用等各种直流电源也可以根据这一原理进行改造,成为"开关变换类电源",其主要材料可以节约90%或更高,还可节电30%或更多。由于功率电子器件工作频率上限的逐步提高,促使许多原来采用电子管的传统高频设备固态化,带来显著节能、节水、节约材料的经济效益,更可体现技术含量的价值。
3.2模块化
模块化有两方面的含义,其一是指功率器件的模块化,其二是指电源单元的模块化。我们常见的器件模块,含有一单元、两单元、六单元直至七单元,包括开关器件和与之反并联的续流二极管,实质上都属于"标准"功率模块(SPM)。近年,有些公司把开关器件的驱动保护电路也装到功率模块中去,构成了"智能化"功率模块(IPM),不但缩小了整机的体积,更方便了整机的设计制造。实际上,由于频率的不断提高,致使引线寄生电感、寄生电容的影响愈加严重,对器件造成更大的电应力(表现为过电压、过电流毛刺)。为了提高系统的可靠性,有些制造商开发了"用户专用"功率模块(ASPM),它把一台整机的几乎所有硬件都以芯片的形式安装到一个模块中,使元器件之间不再有传统的引线连接,这样的模块经过严格、合理的热、电、机械方面的设计,达到优化完美的境地。它类似于微电子中的用户专用集成电路(ASIC)。只要把控制软件写入该模块中的微处理器芯片,再把整个模块固定在相应的散热器上,就构成一台新型的开关电源装置。由此可见,模块化的目的不仅在于使用方便,缩小整机体积,更重要的是取消传统连线,把寄生参数降到最小,从而把器件承受的电应力降至最低,提高系统的可靠性。这样,不但提高了功率容量,在有限的器件容量的情况下满足了大电流输出的要求,而且通过增加相对整个系统来说功率很小的冗余电源模块,极大的提高系统可靠性,即使万一出现单模块故障,也不会影响系统的正常工作,而且为修复提供充分的时间。3.3数字化
在传统功率电子技术中,控制部分是按模拟信号来设计和工作的。在六、七十年代,电力电子技术拟电路基础上的。但是,现在数字式信号、数字电路显得越来越重要,数字信号处理技术日趋完善成熟,显示出越来越多的优点:便于计算机处理控制、避免模拟信号的畸变失真、减小杂散信号的干扰(提高抗干扰能力)、便于软件包调试和遥感遥测遥调,也便于自诊断、容错等技术的植入。所以,在八、九十年代,对于各类电路和系统的设计来说,模拟技术还是有用的,特别是:诸如印制版的布图、电磁兼容(EMC)问题以及功率因数修正(PFC)等问题的解决,离不开模拟技术的知识,但是对于智能化的开关电源,需要用计算机控制时,数字化技术就离不开了。
3.4绿色化
电源系统的绿色化有两层含义:首先是显著节电,这意味着发电容量的节约,而发电是造成环境污染的重要原因,所以节电就可以减少对环境的污染;其次这些电源不能(或少)对电网产生污染,国际电工委员会(IEC)对此制定了一系列标准,如IEC555、IEC917、IECl000等。事实上,许多功率电子节电设备,往往会变成对电网的污染源:向电网注入严重的高次谐波电流,使总功率因数下降,使电网电压耦合许多毛刺尖峰,甚至出现缺角和畸变。20世纪末,各种有源滤波器和有源补偿器的方案诞生,有了多种修正功率因数的方法。
总而言之,电力电子及开关电源技术因应用需求不断向前发展,新技术的出现又会使许多应用产品更新换代,还会开拓更多更新的应用领域。开关电源高频化、模块化、数字化、绿色化等的实现,将标志着这些技术的成熟,实现高效率用电和高品质用电相结合。这几年,随着通信行业的发展,以开关电源技术为核心的通信用开关电源,仅国内有20多亿人民币的市场需求,吸引了国内外一大批科技人员对其进行开发研究。开关电源代替线性电源和相控电源是大势所趋,因此,同样具有几十亿产值需求的电力操作电源系统的国内市场正在启动,并将很快发展起来。还有其它许多以开关电源技术为核心的专用电源、工业电源正在等待着人们去开发。
参考文献：
[1]林渭勋:浅谈半导体高频电力电子技术,电力电子技术选编,浙江大学,384-390,1992。
第4篇
关键词：功率放大器匹配增益
数字电视地面广播技术采用数字压缩技术，在同样清晰度和音质情况下，用户可以接收的节目数量提高4～6倍。同一信道中，可同时传输附加数据和其他信息，且抗干扰能力强，覆盖区域内近场和远场的接收效果几乎相同，因此，数字电视受到了广泛的关注。
欧美一些国家对数字电视技术的研究较为深入，已研制出了性能完善的数字电视信号发射机。我国数字电视技术的研究起步相对较晚，还处在实验阶段。为降低成本，数字电视发射机的国产化是我国广播电视行业发展的必然趋势。
功率放大器是数字电视发射机中的重要组成部分。通常情况下，数字电视发射机中的信号经COFDM方式调制后输出中频模拟信号，通过上变频送入放大部分。该调制方式包括IFFT（8M）和IFFT（2M）两种模式，分别由6817和1705个载波组成。每个载波之间的频率间隔非常近，所以交调信号很容易落在频带内，引起交调失真。数字电视的发射机较传统类型，在线性度、稳定性等方面有着更高的要求。对发射机中的功率放大器要求必须工作在较高的线性状态下，增益稳定。
发射系统的放大部分分为激励和主放大电路。其中激励部分为宽带功率放大器，为确保地面数字电视传输的正常稳定，需要具有良好的稳定性和可靠性，其工作频段在470MHz～860MHz，工作状态为AB类；要求增益大于10dB，交调抑制小于－35dB，噪声功率密度大于130dBc／Hz。本文采用最新的LDMOSFET器件，及平衡放大电路结构?熏设计数字电视发射机中的驱动级功率放大器，经过优化和调试，满足系统要求。
图2输入匹配网络拓扑图
1功率放大器设计
1．1功率放大器的放大芯片选型
本文采用摩托罗拉LDMOSFET器件MRF373作为功放的放大芯片。该芯片在线性、增益和输出能力上相对于BJT器件有较大的提升，使发射机的可靠性和可维护性大大提高。与传统的分米波双极型功放管相比，LDMOSFET具有以下显著优点：
·可以在高驻波比（VSWR＝10：1）情况下工作；
·增益高（典型值13dB）；
·饱和曲线平滑，有利于模拟和数字电视射频信号放大；
·可以承受大的过驱动功率，特别适用于DVB－T中COFDM调制的多载波信号；
·偏置电路简单，无需复杂的带正温度补偿的有源低阻抗偏置电路。
图3输出匹配网络拓扑图
LDMOS制造工艺结合了BPT和砷化镓工艺。与标准MOS工艺不同的是，在器件封装上，LDMOS没有采用BeO氧化铍隔离层，而是直接硬接在衬底上，导热性能得到改善，提高了器件的耐高温性，大大延长了器件寿命。由于LDMOS管的负温效应，其漏电流在受热时自动均流，而不会象双极型管的正温度效应在收集极电流局部形成热点，从而管子不易损坏。所以LDMOS管大大加强了负载失配和过激励的承受能力。同样由于LDMOS管的自动均流作用，其输入－输出特性曲线在1dB压缩点（大信号运用的饱和区段）下弯较缓，所以动态范围变宽，有利于模拟和数字电视射频信号放大。LDMOS在小信号放大时近似线性，几乎没有交调失真，很大程度简化了校正电路。MOS器件的直流栅极电流几乎为零，偏置电路简单，无需复杂的带正温度补偿的有源低阻抗偏置电路。
1．2电路结构选择及比较
小信号S参数可以用于甲类放大器的设计，也就是要求信号的放大基本限制在晶体管的线性区域。然而，涉及到大功率放大器时，由于放大器工作在非线性区，所以小信号通常近似无效。此时必须求得晶体管的大信号S参数或阻抗，以得到合理的设计效果。
一般说来，甲类工作状态失真系数最小，具有良好的线性度。但是在大功率应用情况下，由于甲类工作状态的效率低（50％）而不适用。采用甲乙类推挽放大器的电路形式，可以得到与甲类放大器相近的线性指标。
推挽电路形式由两个独立且无任何内部连接的单管放大器构成，通过两个巴伦进行功率的矢量分配与合成。由于巴伦本身具有变阻的特点，因此大大降低了变阻比带来的阻抗匹配的困难，且巴伦对于偶次谐波具有很好的抑制作用。但是由于巴伦两边间隔过小，两路相互影响较大，所以应用巴伦结构的放大器稳定性较差，且该电路的输入和输出驻波比较差。
本文采用平衡放大器的形式，结构如图1所示。其工作原理与巴伦结构的电路相似，但是由于3dB电桥的应用，使得两路射频信号之间隔离较好，有利于两个端口的匹配。相对于单管放大器结构，其优点如表1。
表1平衡放大器与单管放大器特性比较
特性平衡放大器单管放大器
输入输出反射好较差
噪声特性较好较差
长期稳定性好较差
元件离散性对放大电路影响
较小较大
1．3匹配网络设计
由于MRF373没有提供内匹配，所以要在放大电路中构建匹配网络。数字电视反射系统中的放大电路工作在470MHz～860MHz，需要在宽频带范围内实现阻抗匹配。宽带放大器匹配电路设计的基本思想是：在放大器的输入输出及级间都采用电抗匹配网络进行多级阻抗变换。该网络只起匹配作用，不额外损耗功率，可以保证最大的传输系数，对器件特性起均衡作用，并可以满足系统所需要的带宽要求。
使用器件的IV曲线或者通过输出功率、工作电压等参数可以确定负载RL。为使输出功率最大，用RL表示器件的内部漏极负载，以此作为输出匹配电路的目标。如果一个网络对一个复阻抗有最佳匹配，则网络的输出阻抗等于负载阻抗的复数共轭值。现在的负载阻抗是纯实数RL，所以最佳输出匹配电路反映到器件漏极负载的阻抗是RL的复数共轭值，即：
RL＝（VDD－VDS（sat））2／2P
其中VDD是工作电压，VDS（sat）是拐点电压，P是输出功率。
根据上式可以算出，MRF373的RL大约为6Ω。
本文中的放大电路采用分离元件和分布参数元件混合使用的方法。由于电感比电容有更高的热损耗，所以在此类电路中通常避免使用电感，而使用高阻抗的传输线代替。混合类型的匹配网络通常包括几段串连的传输线以及间隔配置的并联电容。该放大器的输入匹配部分采用了四节连阻抗变换，输出匹配采用五节连阻抗变换的混合电路形式。输入、输出匹配网络拓扑图如图2、图3所示。
2电路优化与仿真结果
由于数字电视发射系统要求放大电路必须工作在线性放大状态，可以用小信号S参数法分析。借助器件厂商提供的小信号S参数文件，可以用ADS对整个电路进行小信号S参数仿真，得到小信号增益、端口匹配、隔离及稳定因子K。表2为MRF373在（Vce＝26V、Ic＝500mA）下的S参数。
用ADS进行电路仿真并不能达到设计要求，需在此基础上进行电路优化。当只有小信号S参数作为模型来设计功率放大器时，电路优化的步骤一般为：首先尽可能以RL（相对最大输出功率的负载电阻）匹配为目标，优化和确定输出匹配电路元件值；然后再优化输入匹配电路的元件值，改善增益和输入匹配电路。需要注意的是：在优化前，必须得到尽可能完整的输出电路模型，然后在工作频率下对其优化，达到与RL的最佳匹配。图4为放大电路的仿真结果，图5为电路最终优化结果。
第5篇
论文摘要:早在七十年代，人们开始研究无线电通信技术。无线电通信技术有线电通信相比，具有不用架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等优点，备受市场的青睐。无线电通信技术为人们的生产和生活带来的影响无疑是巨大的，但它亦有不容忽视的缺点，譬如声音、文字、数据、图像和视频等传输的质量不甚稳定，由此造成的声音失真、文字模糊、数据滞后、图像和视频失真都亟须改进之处，还有信号容易受到干扰、容易被人截获造成通信内容保密性差[1]，尤其在军事和经济领域，再一次说明无线电通信技术通信方法的拓新势在必行。本文就无线电的优缺点进行分析，探讨其通信技术所需拓新之处，并提出建议。
1无线电通信技术的发展历程
1895年5月7日俄国物理学家波波夫已“金属屑与电振荡的关系”的论文向全世界宣布无线电通信技术的诞生，并当众展示了他发明的无线电接收机，那天俄国当局定为“无线电发明日”。
1896年3月24日，波波夫将无线电通信的通信距离延长到250米，做了用无线电传送莫尔斯电码的表演为无线电通信技术拉开新的序幕。
1898年，年轻的意大利青年马可尼利用游艇证明了他的无线电电报能够在20英里的海面畅通无阻地通信，第一次实际性地使用无线电通信技术。
1901年，他在相隔2700公里英国和纽芬兰岛之间成功地进行了跨越大西洋的远距离无线电通信，从此人类进入无线电波进行远距离通信的新时代。
随后，无线电通信技术如雨后春笋其涌现出来。直到1946年，美国人罗斯.威玛和日本人八本教授利用高灵敏度摄像管家用电视机接收天线问题，从此超短波转播站一些国家相继建立了，无线电通信技术迅速普及开来[2]。
随着电子技术的高速发展，信息超远控制技术为满足遥控、遥测和遥感技术的需要，于人们生产与生活中被广泛使用；后来微电子技术也推动了电子计算机的更新换代，使电子计算机信息处理功能大大增加，日益成为信息处理最重要和必不可少的工具。
信息技术是以微电子和光电技术为基础，以计算机和通信技术为支撑，以信息处理技术为主题的技术系统的总称，是一门综合性的技术。今天的信息化时代，就是电子计算机和通信技术紧密结合的标志。
无线电通信技术发展到今日，拥有无限潜力。军事、气象、生活、生产等各个领域都对其都有空前的需求。虽然无线电通信技术优点虽然卓越，但其缺点至今给技术的发展带来很大的障碍，都是我们亟须解决的难题。
2无线电通信技术的特点
近些年无线电通信技术领域引入无线接入技术，是迅速发展起来的新技术领域，不需要传输媒质，部分接入网甚至入网的全部皆可直接采用无线传播手段代替，无论是概念上还是技术含量上都产生了一个重大的飞跃，实现了降低成本、提高灵活性和扩展传输距离的目的。其特点喜忧参半，优点主要体现在传输线路线、通信方式等方面，我们可以总结如下：
不受时空限制。大多数情况下，人们对通信运用的时间、地点、容量需求无法预知，而无线电通信不受时空限制的优点能够采取灵活多样的手段和方法，确保通信联络综合高效，语音、数据、图像的综合传输畅通无阻，随着近年来国内各个经济领域和国际经济的来往，无线电通信技术不受时空限制方法为其打开方便之门，尤其通信与网络的连接，通信技术踏上新的台阶。
具备高度的机动性及可用性。无线电通信技术传输数字化、功能多样化、设备小型化、智能化及系统大容量化决定了其具备高度的机动性和可用性，尤其在军事构建地域通信网方面起到很大的作用。
可靠性高。无线电通信比起有线通信的一个卓越优点在抵抗水淹、台风、地震等方面有较大的可靠性，一般情况下除非信号干扰都能保持通信的畅通，这也是无线架输的最大特点。
无线电通信技术虽然解决了架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等的难题，但其信号容易受到干扰、影响，还有容易被截获造成了该项技术的保密性极差。无线电通信技术的缺点几百年来都是让人头疼的问题，目前全球化经济愈演愈热，其信号的稳定性与安全性上升为经济领域里关注的焦点，因此，无线电通信技术的通信方法拓新成为其发展的新话题。
3无线电通信技术之通信方法的拓新
21世纪无线电通信技术正处在关键的转折时期，尤其最近几十年最为活跃。信息化的飞速发展和IP技术的兴起，欲求无线电通信技术适应未来社会生产和生活的需求。务必在通信方法上进行一系列的拓新。针对以上无线电通信技术的缺陷，笔者认为，我们可以从通信技术、信息技术、网络技术、蓝牙技术、软件技术等方面进行尝试，主要可总结一下八点：
3.1采用了数字通信技术
提高系统频谱资源的利用率，维持信号上的稳定，避免通信信号收到干扰，增大了系统通信容量，提供话音、图像和数据等多种通信服务，确保用户信息安全保密。
3.2推广通信信息技术宽带化的发展
信息的宽带化对于光纤传输技术和高通透量网络的发展起到关键的推进作用[3]，尤其近年来世界范围内全面展开，无线通信技术正朝着无线接入宽带化的方向演进，这个方向对无线电通信信号源稳定来说的确非常之重要。
3.3推广个人信息化技术
个人信息化在全球个人通信已经有着不争的发展趋势。个人信息话，能够有效地减低传输路线的信息量堵塞，大幅度提高通信的传播速度。
3.4拓新接入网络的样式
技术上融合实现固定和其他通信等不同业务，在无线应用协议（WAP）的出现以后，无线数据业务的开展得到大幅度的推动，促进了信息网络传送多种业务信息的发展。随着市场竞争的需要，传统的电信网络与新兴的计算机网络融合，尤其具备开发潜力接入网部分通过固定接入、移动蜂窝接入、无线本地环路入等不同的接入设备，满足了生活与生产地各种通信需求。
.5过渡电路交换网络
关于过渡电路交换网络，IP网络无疑是核心关键技术，是最合适的选择对象，处理数据的能力电路交换网络大大提升，这一点对保持通信畅通方面解决了信号容易受到干扰的难题。
3.6使用Bluetooth技术作为信号传感器
Bluetooth技术具有更高的安全性和适用性，利用蓝牙做出来的传感器随时反映出用户所需要的信号方向，一旦连接到Internet上的话，即可以实现更具备高度的机动性及可用性。
3.7推广软件无线电
软件无线电通信侦察与对抗方面世人瞩目，但它仅限于军事通信领域,如果能够推广到市场，对于无线电通信技术的通信内容保密性来说将是一大跨步的改革创新。
3.8提高无线通信网络可持续性
无线电通信技术的网络设备如果没有良好的配置和网络部署，一旦受到安全威胁，其后果不堪设想。因此，无线电通信技术通信方法的拓新我们与必要提高网络设备性能、优化设备配置、冗余备份等等手段来保证网络的可靠性[4]。
结束语
回顾无线通信的发展历程，无线电通信技术的传输路线、传输距离、通信灵活性、信号稳定性、保密性等方面的需求将愈来愈突出。通信方法新技术的拓新将有愈来愈广阔的活动舞台及光明的发展前景。鉴于市场对经济的推进作用，尽管我国的无线电通信技术发展速度飞快，但面对我国12亿人口的通信需求，无线电通信技术普及率低的问题，面对我国12亿人口，网络规模和容量方面就变得苍白无力了。同时，无线电通信技术愈来愈激烈竞争局面促使各无线电通信运营企业积极拓新新的技术涵盖面，提升自身的营业水平，为市场提供丰更加富的选择，满足用户各个方面、各个层次的需求。因此，在无线电通信技术通信方法应用开发的发展潜力无穷，这要求我们积极加快无线领域的科技进步，为无线电通信技术创新出谋划策，为全球信息化及经济全球化的通信事业贡献力量。
参考文献
[1]《信号与系统(第二版)》A.V.Oppenheim西安交通大学出版社2000年.
[2]《数字与模拟通信系统》LeonW.Couch,II电子工业出版社.
第6篇
1.1网络的发展对光纤提出新的要求
下一代网络（NGN）引发了许多的观点和争论。有的专家预言，不管下一代网络如何发展，一定将要达到三个世界，即服务层面上的IP世界、传送层面上的光的世界和接入层面上的无线世界。下一代传送网要求更高的速率、更大的容量，这非光纤网莫属，但高速骨干传输的发展也对光纤提出了新的要求。
（1）扩大单一波长的传输容量
目前，单一波长的传输容量已达到40Gbit/s，并已开始进行160Gbit/s的研究。40Gbit/s以上传输对光纤的PMD将提出一定的要求，2002年的ITU-TSG15会议上，美国已提出对40Gbit/s系统引入一个新的光纤类别（G.655.C）的提议，并建议对其PMD传输中的一些问题进行深入探讨，也许不久的将来就会出现一种专门的40Gbit/s光纤类型。
（2）实现超长距离传输
无中继传输是骨干传输网的理想，目前有的公司已能够采用色散齐理技术，实现2000～5000km的无电中继传输。有的公司正进一步改善光纤指标，采用拉曼光放大技术，可以更大地延长光传输的距离。
（3）适应DWDM技术的运用
目前32×2.5Gbit/sDWDM系统已经运用，64×2.5Gbit/s及32×10Gbit/s系统已在开发并取得很好的进展。DWDM系统的大量使用，对光纤的非线性指标提出了更高的要求。ITU-T对光纤的非线性属性及测试方法的标准（G.650.2）最近也已完成，当光纤的非线性测试指标明确之后，对光纤的有效面积将会提出相应指标，特别是对G.655光纤的非线性特性会有进一步改善的要求。
1.2光纤标准的细分促进了光纤的准确应用
2000年世界电信标准大会批准将原G.652光纤重新分为G.652.A、G.652.8和G.652.C3类光纤；将G.655光纤重新分为G.655.A和G.655.B两类光纤。这种光纤标准的细分促进了光纤的准确使用，细化标准的同时也提高了一些光纤的指标要求（如有些光纤几何参数的容差变小），明确了对不同的网络层次和不同的传输系统中使用的光纤的不同指标要求（如PMD值的规定），并提出了一些新的指标概念（如“色散纵向均匀性”等），对合理使用光纤取得了很好的作用。所有这些建议的修改、子建议的出现及新子建议的起草，都意味着光纤分类及指标、测试方法有某些改进，或有重要的提升；都标志着要求光纤质量的提高或运用方向上的调整，是值得注意的光纤技术新动向。
1.3新型光纤在不断出现
为了适应市场的需要，光纤的技术指标在不断改进，各种新型光纤在不断涌现，同时各大公司正加紧开发新品种。
（1）用于长途通信的新型大容量长距离光纤
主要是一些大有效面积、低色散维护的新型G.655光纤，其PMD值极低，可以使现有传输系统的容量方便地升级至10～40Gbit/s，并便于在光纤上采用分布式拉曼效应放大，使光信号的传输距离大大延长。如康宁公司推出的PureModePM系列新型光纤利用了偏振传输和复合包层，用于10Gbit/s以上的DWDM系统中，据称很适合于拉曼放大器的开发与应用。Alcatelcable推出的TeralightUltra光纤，据介绍已有传输100km长度以上单信道40Gbit／s、总容量10.2Tbit／s的记录。还有一些公司开发负色散大有效面积的光纤，提高了非线性指标的要求，并简化了色散补偿的方案，在长距离无再生的传输中表现出很好的性能，在海底光缆的长距离通信中效果也很好。
（2）用于城域网通信的新型低水峰光纤
城域网设计中需要考虑简化设备和降低成本，还需要考虑非波分复用技术（CWDM）应用的可能性。低水峰光纤在1360～1460nm的延伸波段使带宽被大大扩展，使CWDM系统被极大地优化，增大了传输信道、增长了传输距离。一些城域网的设计可能不仅要求光纤的水峰低，还要求光纤具有负色散值，一方面可以抵消光源光器件的正色散，另一方面可以组合运用这种负色散光纤与G.652光纤或G.655标准光纤，利用它来做色散补偿，从而避免复杂的色散补偿设计，节约成本。如果将来在城域网光纤中采用拉曼放大技术，这种网络也将具有明显的优势。但是毕竟城域网的规范还不是很成熟，所以城域网光纤的规格将会随着城域网模式的变化而不断变化。
（3）用于局域网的新型多模光纤
由于局域网和用户驻地网的高速发展，大量的综合布线系统也采用了多模光纤来代替数字电缆，因此多模光纤的市场份额会逐渐加大。之所以选用多模光纤，是因为局域网传输距离较短，虽然多模光纤比单模光纤价格贵50％～100％，但是它所配套的光器件可选用发光二极管，价格则比激光管便宜很多，而且多模光纤有较大的芯径与数值孔径，容易连接与耦合，相应的连接器、耦合器等元器件价格也低得多。ITU-T至今未接受62.5/125μm型多模光纤标准，但由于局域网发展的需要，它仍然得到了广泛使用。而ITU-T推荐的G.651光纤，即50/125μm的标准型多模光纤，其芯径较小、耦合与连接相应困难一些，虽然在部分欧洲国家和日本有一些应用，但在北美及欧洲大多数国家很少采用。针对这些问题，目前有的公司已进行了改进，研制出新型的5O/125μm光纤渐变型（G1）光纤，区别于传统的50/125μm光纤纤芯的梯度折射率分布，它将带宽的正态分布进行了调整，以配合850nm和1300nm两个窗口的运用，这种改进可能会为50/125pm光纤在局域网运用找到新的市场。
（4）前途未卜的空芯光纤
据报道，美国一些公司及大学研究所正在开发一种新的空芯光纤，即光是在光纤的空气够传输。从理论上讲，这种光纤没有纤芯，减小了衰耗，增长了通信距离，防止了色散导致的干扰现象，可以支持更多的波段，并且它允许较强的光功率注入，预计其通信能力可达到目前光纤的100倍。欧洲和日本的一些业界人士也十分关注这一技术的发展，越来越多的研究证明空芯光纤似有可能。如果真能实用，就能解决现有光纤系统长距离传输的问题，并大大降低光通信的成本。但是，这种光纤使用起来还会遇到许多棘手的问题，比如光纤的稳定性、侧压性能及弯曲损耗的增大等。因此，对于这种光纤的现场使用还需做进一步的探讨。
2光缆技术的发展特点
2.1光网络的发展使得光缆的新结构不断涌现
光缆的结构总是随着光网络的发展、使用环境的要求而发展的。新一代的全光网络要求光缆提供更宽的带宽、容纳更多的波长、传送更高的速率、便于安装维护、使用寿命更长等。近年来，光缆结构的发展可归纳为以下一些特点。
1）光缆结构根据使用的网络环境有了明确的光纤类型的选择，如干线网光纤、城域网光纤、接入网光纤、局域网光纤等，这决定了大范围内光缆光纤传输特性的要求，具体运用的条件还有可依据的细分的标准及指标；
2）光缆结构除考虑光缆使用环境条件以外，越来越多的与其施工方法、维护方法有关，必须统一考虑，配套设计；
3）光缆新材料的出现，促进了光缆结构的改进，如干式阻水料、纳米材料、阻燃材料等的采用，使光缆性能有明显改进。
不同的场合和不同的要求造成了光缆的多结构的发展趋势，新的光缆结构以及在现有结构上不断改进的各种结构也在不断涌现，出现了如下一些类型。
·“干缆芯”式光缆：所谓“干缆芯”即区别于常用的填充管型的光缆缆芯。这种缆的阻水功能主要靠阻水带、阻水纱和涂层组合来完成，其防水性能、渗水性能都与传统的光缆相同，但它具有生产、运输、施工和维护上的一些优点。首先是方便，因为阻水材料不含粘性脂类，操作使用比较方便安全；其次，干式光缆重量轻、易接续、易搬运，设备投资小、成本低，生产使用中也显得干净卫生，在长期使用中还可减少缆芯中各种元件之间的相对移动。特别是在接入网室内缆和用户缆中，好处更加明显。
·生态光缆：一些公司从环境保护及阻燃性能的要求出发，开发了生态光缆，应用于室内、楼房及家庭。现有光缆中使用的一些材料已不符合环保的要求，如PVC燃烧时会放出有毒性气体，光缆稳定剂中有时含铅，都是对人体及环境有害的。2001年ITU-T已通过了一项L45建议——“使电信网外部设备对环境的影响最小化”建议，通过对光缆、电缆光器件及电杆等基于寿命周期怦估（LifeCycleAnalysis，LCA）的方法来确定产品对环境的影响。由于环境因素正日益受到重视，对通信外部设备，特别是光缆产品规定这样的指标已提到日程上来，如果不在材料和工艺上下功夫就难以达到环保的要求。因此已有不少公司针对此类问题开发了一些新材料，如对室内用缆，开发了含有阻燃添加剂的聚酞胺化合物，以及无卤性阻燃塑料等。
·海底光缆：海底光缆近年来有根快的发展，它要求长距离、低衰减的传输，而且要适应海底的环境，对抗水压、抗气损、抗拉伸、抗冲击的要求都特别严格。
·浅水光缆（MarinizedTerrestrailCable，MTC）：浅水光缆是区别于海底光缆而提出来的另一类结构的水下光缆，适合于在海岸边上、浅水中安装，无需中继、通信距离比较短的水下（如岛屿间、沿海岸边上的城市）敷设使用。这种光缆区别于海底光缆的环境，需要的光纤数不多（中等），但要求结构简单、成本较低，易于安装和运输，便于修复和维护。ITU-T在2001年提出了ITU-TG.972定义下的浅水光缆建议，为建设类似的水下光缆提供了一组规范，随后也有可能形成相应的国际标准。
·微型光缆：为了配合气压安装（或水压安装）施工系统的运用，各种微型的光缆结构已在设计和使用中。对于气压安装的微型光缆，要求光缆与管道之间有一定的系数，光缆重量要准确，具有一定的硬度等。这种微型光缆和自动安装的方式是未来接入网，特别是用户驻地网络中综合布线系统很有潜力的一种方式，如在智能建筑中运用的智能管道中就非常适合这种安装。
·采用了纳米材料的光缆：近来，一些厂商已开发出纳米光纤涂料、纳米光纤油膏、纳米护套用聚乙烯（PE）及光纤护套管用纳米PBT等材料。采用纳米材料的光缆，利用了纳米材料所具有的许多优异性能，对光缆的抗机械冲击性能、阻水、阻气性都有一定的改善，并可延长光缆的使用寿命。目前此类材料尚处于试用阶段。
·全介质自承式光缆（ADSS）：全介质光缆对防止电磁影响及防雷电都有优良的特性，而且重量轻、外径小，架空使用非常方便，在电力通信网中已得到大量的应用。预计2000～2005年，每年电力部门对ADSS光缆需求约15000km。ADSS同时也是电信部门在对抗电磁干扰及雷暴日高的敷设环境中一种很好的光缆类型的选择。在今后一段时间内，如何在满足要求的前提下，尽量减小ADSS光缆的外径，减轻光缆的重量，提高其耐电压性能是ADSS光缆研究改进的课题。
·架空地线光缆（OPGW）：OPGW已出现了很长一段时间，近年来一直在改进和提高之中。OPGW的光纤单元中采用PBT，于套管外面再加上一层不锈钢管，有的还在塑料套管与不锈钢管之间加上一层热塑胶，不锈钢管用激光焊接长度可达数十公里，光纤在这样的多层保护管中得到了充分的机械保护。预计从现在到2005年，OPGW光缆的需求将会逐年上升，每年增加约2500km，到2005年预计可达到20000km。当然对OPGW光纤的防雷问题一直是业界十分关注的问题，也应配合具体环境和使用条件加以考虑，使之得到充分保护。
2.2光缆的自动维护、适时监测系统已逐渐完善，可保证大容量高速率的光缆不中断传输
光缆的维护对于保证网络的可靠性是十分重要。在已开通的光网络中，光缆的维护和监测应该是在不中断通信的前提下进行的，一般通过监测空闲光纤（暗光纤）的方式来检测在用光纤的状态，更有效的方式是直接监测正在通信的光纤。虽然ITU-T长时间收集和讨论了国际上的最新资料，于1996年了L.25光缆网络维护的建议书，对光缆的预防性维护和故障后维护规定了详细的维护范围和功能，但已经不能满足当前的需要，目前最新的建议是2001年12月IUT-TSG16会议通过的“光缆网络的维护监测系统”（L.40建议）。为了进一步缩短检测及修复时间，美国朗讯公司曾提出了新一代光纤测试及监控系统，能在1s内发出故障告警，3min内找到故障点，且工作人员可以遥控操作，据称该系统还将开发有故障预测及对断纤（缆）的快速反应能力。日本、意大利等国电信企业也提出了一些系统方案。
·日本NTT方案：在局内运用光纤选择器与系统的测试设备和传输设备相连形成了一种可对光纤状况进行实时监测的系统，保证有用信号在通过光纤选择器测试证明良好的光纤上传输，对有故障的光纤可以预选监测出来及时传送到维护中心进行适当处理，避免不良状况进入有用的光传输信道，从而起到在运行中对整个光通信系统的支撑作用；在局外通过水敏传感器装置可监测外部设备光缆线路接头盒浸水的位置，水敏传感器安装在空闲的光纤上，水敏传感器中装有吸水性膨胀物，当水渗人接头盒时，吸水性物质会膨胀使得接头盒中的光纤受力，也就是使得这一空闲光纤弯曲，从而使光纤的损耗增加，在监测中心的OTDR上就会反映出来。
·意大利的方案：此方案是一种综合处理的新型连续光缆监测系统。主要特点是将光缆网络、光纤及光缆护套的监测综合在一起，既利用了OTDR系统周期性地对光纤的衰减进行监测，发现有衰减变化即发出警报，并进行故障定位，同时也能连续监测光缆护套的完整性，包括护套对地绝缘电阻的监测，发现问题（如护套进水等）即马上告警，达到更全面地预告故障发生的目的。
比较日本和意大利电信部门提出的光缆维护支撑系统的方案可见：日本方案在OTDR自动适时测试光纤的基础上，加入了光纤选择器，在外线上装设水敏传感器并进行护套监测，形成了一套较完整的自动维护、支撑系统，真正做到不中断光通信的维护。意大利的方案中除监测光纤性能以外，还考虑了护套绝缘电阻的自动监测。由此两例可以看出全自动的光缆维护应是一种发展方向。
3通信电缆的发展特点
3.1宽带的HYA通信电缆需要更好地为数字通信新业务服务
原有的电缆网络虽然可以支持一些数字新业务，但是在实际使用中并不是特别理想，在通信距离、速率及质量上仍有一定的限制。对于新的网络当然是以光纤为主，对于光纤所不能达到的地方或因各种原因仍然要新建电缆网络的地区，应该考虑新型宽带结构的HYA电缆（铜芯聚乙烯绝缘综合护套市内通信电缆），以便更能符合新业务发展的需要。一些公司对现有的电缆高频特性作了测试，他们得到的结论是所研究的电缆（即现有的HYA市话电缆）不能达到5类电缆的技术要求，户外电缆要实现j类电缆的特性，必须通过特殊的设计和制造来达到。但在20MHz以下，所有电缆都显示出充分适宜的传输性能。
美国已在1997年制定了用于宽带的对绞通信电缆标准（ANSI/ICEAS-98-688-1997及S-99-689-1997），包括非填充和填充两种型式。传输频宽已扩展到100MHz，可供数字网络使用。IEC对此问题也进行过较长时间的讨论，2001年，IEC62255-1文件“用于高比特频率数字接入电信网络的多对数电缆”提出了0.4～个0.8mm线径、1～150对、最高频率30MHz等指标的建议，此建议的提出也许会为这种电缆开辟一个新的空间，我国也开始了这方面的探讨和研制，并正在建立相应的标准。
3.2超5类及6类电缆将替代5类电缆成为布线系统发展的超蛰
随着智能化大楼、智能化建筑小区对宽带布线的要求愈来愈高，超5类和6类电缆己逐渐成为布线系统中的主流。超5类电缆与5类电缆的频带都是100MHz，但其具有双向通信的能力，用户可以同时收发宽带信息。因此超5类电缆比5类电缆在电阻不平衡性、绝缘电阻、对地电容不平衡性、传输速度等指标上都有提高，并且增加了近端串音衰减功率和等电平远端串音功率等一些指标，因此在工艺和结构上要做一定的改进才能达到。6类电缆在超5类的基础上，又提高了传输频带，达到250MHz，其相应的指标也有较大的提高。同时，6类电缆要求不但有严格的工艺，而且不少厂商在结构上也有一定的改进和创新，如采用泡沫皮绝缘芯线或皮泡皮绝缘芯线、骨架式结构隔离线对等都改善了电缆的高频特性。
3.3物理发泡射频同轴电缆及漏泄同轴电缆将具有较好的发展前景
由于移动通信的高速发展，无线电基路用物理发泡射频同轴电缆，特别是超柔形结构的室内电缆、路由连结电缆都有了较大的市场需求。同时，随着移动通信信号覆盖面的不断扩大，基站站数的增多，以及边缘地区（电梯、地铁、地下建筑、高层建筑室内等用户）对移动信号的要求不断提高，预计这类电缆将会有较好的发展前景。但对电缆指标的要求（如驻波比、屏蔽衰耗等要求）已明显提高，要求电缆的工艺及结构应不断改进，以与之适应。
4光纤光缆及通信电缆技术与产业发展中几个值得思考的问题
4.1积极创新开发具有自主知识产权的新技术
虽然这几年来，我国光缆电缆技术有很大发展，有一些具有自主知识产权的技术已在发挥作用，但是应该看到这种比例仍是很小的，国内有近200家光纤光缆厂，但大多产品单一，没有自主的知识产权，技术含量较低，竞争力不强。有资料统计，1997～1999年国内企业申请光通信专利的有132件，其中光纤38件，光缆只有19件，而同期外国公司在中国申请光通信专利达550件，其中光纤光缆37件。还有资料报道：从1997年以来，国内光通信核心技术专利是90件，我国自主申请的只有9件，仅占10％。实际上我国的光纤光缆技术应该说与国际水平己差距下大，因此我们作为世界第二的光缆大国，应该把开发具有自主知识产权的技术作为我们工作的重中之重，争取创造更多的光纤光缆专利。
4.2开发具有先进技术水平、与使用环境、施工技术相配套的新产品
电信网络在不断发展的同时也对光缆电缆产品不断提出新的要求。不难发现，光缆的结构越来越依赖于使用的环境条件及施工的具体要求，在海底光缆、浅水光缆、ADSS及OPGW光缆的开发中，会对这一点有深刻的体会。而今后光缆建设的重点将会随着接入网、用户驻地网的建设不断展开，新一代的光缆结构和施工技术也会基于如微型光缆、吹入或漂浮安装及迷你型微管或小管系统的全套技术而有一系列新的变化，以便有限的敷设空间得到充分、灵活的利用。这当中也包含了若干光缆设计、制造工艺、光纤光缆材料、施工安装方面的新的技术课题。一些国家或公司已取得了一些经验，正逐渐形成新的系统技术专利。我国的用户众多，接入网和用户驻地网具有很多的特色，对接入光缆也会有更多的要求，为我们研究和创新接入网和用户驻地网光缆结构提供了很好的机会。应该说，多数光缆技术我们是跟在国外最新技术的后面，虽然紧跟了先进技术，但自我创新的成份太少。今后应当在这方面下些功夫，走自己的创新之路。在有中国特色的接入网及用户驻地网中多采用一些有中国特色的光电缆产品。
4.3利用已有设备与技术,改善HYA市话电缆的相应特性,为数字业务提供更好的服务
对于已经敷设的铜电缆，我们只能在现有条件下尽量利用其特性开通数字新业务。而现有的HYA电缆，虽然亦可开通ADSL等一些新业务，但是容量有限，当ADSL数量增大到一定限度后还是会出现干扰问题，而且还会影响以前开通的业务。因此，对新敷设的铜电缆，希望能提出一些新的宽带指标要求，为将来开通更多更好的新业务作好准备。现有的市话电缆生产厂商应深入研究自身的生产工艺，在不改变（或不大改变）生产设备的情况下，认真设计和精心制造，把现有电缆的技术水平提高一个档次，以提供更宽频带的电缆，为更多更好地开拓数字新业务提供高质量的通道。
4.4改进光缆电缆的施工和维护方法
目前，为了适应城市施工的特点，国际上较重视不挖沟的方式施工光、电缆，采用小地沟或微地沟技术安装光缆，同时对光缆网进行自动监测，保证光缆网络不中断通信维护。与此相适应的是需要开发相应的元器件、工具和设备，并且要在体制上作一些改进与之相适应。ITU对NH开发光缆用浸水传感器、光纤自动测试时的光纤选择器以及美国提出的1s告警、3min内定位的指标及意大利提出的光纤纤芯与光缆护套指标综合监测等方案都十分重视。在现代化的光网络中，这些方式已经起到明显的作用。由此可见，为了保证光缆网络工作的可靠性，在施工和维护中降低成本、节省劳力、节省时间，逐步推广新的施工方法，逐步完善光缆网络的自动监测维护系统和提高光缆网络的不中断维护水平已势在必行。
4.5冷静地审视当前电信市场的发展，促进光纤光缆和通信电缆产业的发展
2001年下半年以来，光纤光缆需求下降，这当然与世界电信行业的整体下滑以及宽带网络泡沫的破灭有很大关系，但更多的则是受到从1999年下半年起由于光纤紧缺而各大公司扩产过多的影响。据资料介绍，在2000年，全球光纤厂商的投资额达到26亿美元，为1999年的6倍，按推算到2002年全球光纤的产能将达到1.65～1.75亿光纤公里，远远超过了实际需求。加上当前电信基础建设的不景气，光纤过剩的现象不可避免。
光纤光缆及通信电缆的市场走势虽然受到国际经济大形势发展的影响，特别是与整个电信行业的发展有密切的关系，但应看到，在挤出了网络泡沫的水份之后，随着光纤网络从骨干网的扩建到接入网、城域网的扩散以及向用户驻地网的不断延伸，光纤光缆及宽带数字电缆的市场必将增长。据KMI预计，2003年世界光纤市场将开始有较大的增长，而到2004年的市场规模将超过敷设量最高的2000年。
应该看到，信息通信业是一个充满生机与活力的朝阳产业，网络经济有着强大的生命力，信息技术、网络技术的发展，仍然是推动社会进步的重要动力，信息网络化仍然是当今世界经济、社会发展的强大趋势。因此我们应树立信心，在全球经济好转、通信市场复苏及我国西部开发等有利条件下抓住机遇，促进光纤光缆和通信电缆技术与产业取得更大的进展。
第7篇
促进学科建设
目前，“中心”已拥有5万元以上测试仪器30多台，各类研究平台12座，可资利用的教学和研究仪器设备约1500万元。中心的建设推动了能源学科科学研究的发展：近3年来“中心”骨干成员承担了省部级以上科研课题14个（其中国家级项目6个），国际合作项目2个；承担市厅级项目11个，企业委托开发课题14个.获批研究经费总额超过1000万元。发表了学术研究论文110多篇，其中被权威期刊和被SCI/EI收录论文近40篇；出版专著（教材）4部；申报获批授权技术专利30多项.转让技术成果5项；作为主要完成单位和完成者获福建省科技进步奖二等奖1个、三等奖1个；厦门市科技进步奖二等奖1个、三等奖1个。
“中心”的建设对学校的教学工作也起到了良好的促进作用。依托“中心”这一科技创新平台，新增设了10门专业课程的实验：通过“中心”建设.集大热能与动力工程专业与省内近50家企业建立了紧密的产学研合作关系，构建了满足专业人才培养需要的实践教学基地，并承担了省级教改项目“热能工程卓越工程师培养”的试点工作。2011年.依托本平台取得的教学成果《“热能工程”创新型人才培养体系的构建与实践》被评为集美大学第六届教学成果一等奖。
另外，中心的建设对促进学术交流方面也起了积极作用。“中心”分别于2008年5月、2008年8月和201O年11月承办了三次全国性大型学术会议.“中心”的研究骨干还多次参加国内外学术交流并被邀请担任本学科国内和国际顶级学术会议的会场主席.包括美国机械工程师学会动力工程分会2011年学术年会（ASMEPower2011）分会场主席、国际制冷大会分会场主席、中国工程热物理学会全国学术年会分会场主席等，有力地提升了集美大学在国内和国际的知名度。
推动产业进程
“中心”自成立以来就一直致力于清洁燃烧理论与技术、低温余热利用与工业过程节能、新能源开发与利用及与循环经济相关的能源综合利用技术研究，为福建省的高效节能及可再生能源利用技术的产业化进程做出了一系列积极贡献。
近年来.“中心”在冰蓄冷空调及低温送风技术、烘干系统的优化集成节能技术、旋风除尘技术、太阳能蝶形反射聚光光伏发电技术、余能（热）回收利用技术、降低燃烧福建无烟煤锅炉的飞灰含碳量技术、燃烧无烟煤链条炉的节能改造技术、先进的垃圾焚烧炉技术、燃油荷电雾化清洁燃烧技术、可再生能源与低品位热能海水淡化技术等方面均取得了较大突破，已开发了10多项科技成果，为省内近50家企业提供了节能减排技术服务，服务行业涉及电力、建材、化工、冶金、纺织印染等诸多领域。例如，与厦门同力节能科技有限公司签订了《立体多层次蝶型反射聚光光伏发电技术》技术转让协议，该项技术直接经济效益在年1000万元以上；与镇江市电站辅机厂有限公司共同进行了《低温工业烟气余热资源化利用成套技术开发》，通过回收余热，可为企业节省大量燃料从而产生可观的经济效益，每年可节能折价人民币5000～；以上：与厦门银鹭重工有限公司共同进行了《20t/h级高效燃烧福建无烟煤的CFB锅炉技术开发》，每年通过煤的高效燃烧和资源综合利用可增收500万元以上。近年来.“中心”通过技术转让、技术服务、推广新技术等形式进行了成果推广，累积每年为企业产生经济效益近3500万元。
服务经济发展
第8篇
【Abstract】At present， incineration is an important way to deal with domestic waste， which has been applied in many cities in China. Through the establishment of domestic waste incineration power plant， not only effectively reduce the amount of garbage in our country， but also can be used for power generation. At present， there are still some problems in the operation of domestic waste incineration power plant，which need to be paid attention to and solved effectively. This paper simply analyzes the problems existing in the operation of the domestic waste incineration power plant， and puts forward the operation and management strategy of domestic waste incineration power plant ， hoping to be helpful to the future work.
【关键词】生活垃圾焚烧发电厂；运行；问题；管理策略
【Keywords】 domestic waste incineration power plant； operation； problem； management strategy
【中图分类号】X799.3 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）04-0092-02
1 引言
生活垃圾焚烧发电厂的发电原理就是使用特殊的垃圾焚烧设备，将生活垃圾倒入其中作为燃烧介质，然后利用生活垃圾燃烧后产生的能量进行发电[1]。生活垃圾焚烧发电是一种新型的发电方式，不仅有效处理了生活垃圾，避免生活垃圾所造成的环境污染，还能够用于发电，实现了资源的再次利用，具有非常重要的价值。
2 生活垃圾焚烧厂在环境保护中的作用
2.1 减少垃圾存放量
填埋生活垃圾是过去我国一直采取的处理生活垃圾的方式，在今天这种填埋的方式已经无法满足需求。根据相关数据统计表明，近年来我国生活垃圾存量已经超过70亿吨，占地面积达到了80万亩以上。
我国正面临着被生活垃圾包围现象，通过建设生活垃圾焚烧发电厂，能够焚烧绝大部分固体生活垃圾，占据着生活垃圾总量的80%以上，这无疑极大地减少了我国生活垃圾存量，而且通过焚烧的处理方式不仅能够避免二次污染，还能够用于发电，可谓是一举多得。
2.2 具有明显的节能减排效果
建设生活垃圾焚烧发电厂，对生活垃圾进行焚烧处理时产生的余热能够再次进行利用，降低了能耗，提高了资源利用率。根据相关数据表明，焚烧1t的生活垃圾，其产生的能量相当于0.2t左右的标准煤。
3 生活垃圾焚烧发电厂运行中存在的问题
近年来，生活垃圾焚烧发电技术在我国得到大力推广和应用，各地相继建设了许多生活垃圾焚烧发电厂。就目前来看，我国所掌握生活垃圾焚烧发电技术从总体来说与国际是接轨的，但是生活垃圾焚烧发电技术与设备、余热利用率的能力仍有所欠缺，需要进一步提高。生活垃圾焚烧发电厂中部分关键设备仍然需要从国外采购。
4 生活垃圾焚烧发电厂运行管理策略
4.1 加大生活垃圾焚烧发电技术与设备的研发、投入力度
生活垃圾焚烧发电技术水平高低与设备的先进性直接决定了生活垃圾焚烧发电厂的运行效率，在很大程度上体现着生活垃圾焚烧发电厂的发展前景[2]。因此，加大生活垃圾焚烧发电技术与设备的研发投入力度非常有必要。现阶段，相较于发达国家，我国的垃圾焚烧发电技术与设备仍存一定差距，我们必须充分认识到这一点，并引起足够的重视，进而不断加大对生活垃圾焚烧技术与设备的研发、投入力度，在国家科技发展计划中纳入垃圾焚烧发电技术，建立垃圾焚烧发电技术研究中心，加强与国际先进机构进行沟通交流，积极引进国际先进的垃圾焚烧发电技术，以此提高我国生活垃圾焚烧发电水平，降低垃圾焚烧设备生产成本。
政府部门应逐步完善现有的监督管理机制，健全相关制度，例如责任制度、激励制度和惩罚制度等，明确规范运行标准，加强监管部门建设，同时逐步放开监管市场，组建专业的监测机构或吸引国外先进监测机构投资建设。另外，针对有害物质监测的问题，相关部门应逐步开展焚烧炉、尾气净化装置运行工况的实时监控[3]。同时政府多部门应共同参与，协调合作，实现信息共享，使得各部门明确自身职责，充分发挥其职能。加强对生活垃圾焚烧发电厂检查，对于不符合规定要求的垃圾焚烧发电厂，必须勒令其及时进行整改，从而确保所有运行的生活垃圾焚烧发电厂均是符合规定要求的。
4.2 建立开放、透明的全民参与制度
全民参与顾名思义就是指社会各界人士，全体民众共同参与在其权利义务范围内，有目的和目标的社会活动。现阶段，绝大多数的民众都很反感自己生活范围内建设生活垃圾焚烧发电厂，究其根源就是对我国垃圾焚烧发电技术的认识不够全面，盲目地认为排放无法达到相关规定标准。就国外和国内焚烧垃圾发电所获取的成果来看，生活垃圾焚烧发电具有较高的可行性，但是为什么我国绝大多数民众会持有反感态度，关键就在于生活垃圾焚烧发电厂建设与运行的相关信息是否具有公开性。因此，为了解决上述问题，政府必须加大民众对生活垃圾焚烧技术认识的普及程度，同时建立开发、透明的全面参与制度。
4.3 提升生活垃圾综合管理水平，制定完善应急方案
对于国际上先进的生活垃圾管理知识与经验，我国应抱着积极学习的态度，做好生活垃圾源头减量、分类收集处理、利用等工作，在焚烧生活垃圾时，尽量剔除不适合焚烧且不能用于发电的物质。同时还应制定完善的急方案，专门针对各种突发事件，提高应急管理水平，尽量将损失减到最小。提升生活垃圾综合管理水平，制定完善的应急方案，能够有效促进我国生活垃圾焚烧发电技术的发展。
5 结语
综上所述，针对生活垃圾焚烧发电厂运行中存在的问题，必须引起高度重视并采取有效措施予以解决，同时加强生活垃圾焚烧发电厂运行管理，这样有助于提高生活垃圾焚烧发电厂运行效率，从而促进垃圾焚烧发电厂的发展。
【参考文献】
【1】杨蓉，凌喜凤，赵新彦，等. 某生活垃圾焚烧发电厂职业病危害因素分析与评价[J]. 铁路节能环保与安全卫生，2016（04）：193-197.
第9篇
关键词：风力发电技术； 优势； 展望；
中图分类号：P512.2+1文献标识码：A 文章编号：
前言
风能是非常重要并储量巨大的能源，它安全、清洁、充裕，能提供源源不绝，稳定的能源。目前，利用风力发电已成为风能利用的主要形式，受到世界各国的高度重视，而且发展速度最快。我国的风力发电技术经过几个五年计划的科技攻关，在风电机组整机及零部件制造技术、风电接入系统仿真技术、风电场选择及建设技术等方面都取得了长足的进步。同时，我国已开始发展近海风能资源的近海风电机组和风电场技术。可以预测，随着风电产业和技术的快速发展，风力发电将成为我国可再生能源中极具规模化开发条件和商业化发展前景的一种新能源，是成本最低的温室气体减排方案之一。
一、风力发电的优势分析
随着国民经济的进一步发展，电力的需求与目前的供应有较大的缺口，再生能源中的风力发电是当前现实的选择，其优势主要体现在：一是风能是是可再生能源，风力发电就是用风来发电，不消耗像煤、石油或天然气之类的资源。二是风电场的建设周期短。例如，一个十万千瓦级的风电场建设期可以在一年内建成。当按照有关的软件、或经验、或调查研究选定风电场的地址后，定好设备，修好路，就可安装风力发电设备，这种建电厂的速度是其他电厂所不能相比的。三是风电场的运行可以无人值守，维护简单。随着计算机技术的发展和风力发电机的不断革新，风力发电机的自动化程度越来越高，实现了远程控制。四是造价低。从国外建设风电场积累的数据看，建造风力发电场的费用比建造水力发电厂、火力发电厂或核电站的建造费用低。五是占用土地少。风电场可以建在荒岛上，沙漠中，甚至建在沿海的浅海中，能减少对耕地的占用。即使是建在可耕地上，只要设计合理，也不影响耕作。六是不污染环境。使用风力发电，不会产生任何的废气或废物，对人类以及环境都不致造成任何的损害。一台600kW 的风机，每年减少其它石化能源发电排放的1200 吨的二氧化碳。目前，利用风力发电已成为风能利用的主要形式，受到世界各国的高度重视。随着国家发展规划与相关激励政策的不断出台，我国风电产业必将进入一个崭新的大规模高速发展阶段。
二、我国风力发电技术发展问题分析与思考
风力发电技术是一种极具利用潜能的可再生能源发电技术，是目前成本最接近常规电力、发展前景最大的可再生能源发电。近年来，我国风力发电市场快速发展，迫切需求风力发电技术的同步发展。随着风力发电技术的日趋成熟，风力发电优势也更加凸显。近年来随着可持续发展的需要、技术的进步、环境保护意识的增强以及有关政策的制定，风力发电技术有了长足的进步。当前，特大型风机设计仍以丹麦型为主导，制造材料也更加多样化，工艺水平也不断提高，设计思想也不断推陈出新，预计在以下几个方面会有大的突破。
1、风轮叶片设计与制造技术。风轮叶片是风力机的主要动力部件，叶片设计与制造技术涉及叶片材料、叶片结构与气动性能。传统的叶片大多采用玻璃钢制造，主要考虑玻璃钢的重量轻、比强度和比刚度高、耐腐蚀、易成型、抗疲劳性能好等优点。现在大型风力机的发展趋势是采用高强度轻质大容量叶片，主流机组已普遍采用玻璃纤维增强复合材料，优点是可根据风力机叶片的受力特点设计强度与刚度，翼型容易成型，可达到最大气动效率。对更大的5～10MW 风力机来说，由于强度与刚度要求更高、自重更大，叶片设计适宜采用价格昂贵的碳纤维材料。上述材料均为热固性树脂，目前推出的热塑性树脂即所谓“绿色叶片”，具有可回收利用等一系列优点，解决了环保问题，符合现代工业绿色设计要求。据报道，美国研发一种新型风力涡轮机，利用一个遮蔽物包围其风力机叶片，引导空气通过叶片并给空气加速，产生的能量与2 倍直径的传统风力机能量相当，可将风能变成电能的成本节省一半。风轮叶片翼型性能影响着风力机风能转换的效率，传统的低速风轮叶片采用薄而略凹的翼型，现代高速风轮都采用流线型叶片。国际上还推出“未来叶片的概念”，要求更可靠、更耐久地捕获更多的风能，采用了智能材料和结构实现叶片智能化。比如在叶片上埋入光导纤维系统，采用结构健康监控技术诊断结构完整性和雷击情况等，以此提高可靠性并降低风电成本。再比如将复合材料气动弹性剪裁技术应用于叶片设计上，利用复合材料的非对称、非均衡铺层产生的偶合效应，实现对叶片有利的变形，增加气动效率。
2、传动机构设计与制造技术。风力机传动机构包括齿轮机构、轴承、系统、状态监测系统等。统计数据表明，风电机组齿轮箱故障约50%与轴承选型、制造、和工作状态有关。目前，国内兆瓦级以上机组的核心部件如电机、齿轮箱、叶片、电控设备和偏航系统等仍然依靠进口，对基础配件齿轮箱轴承、偏航轴承、变桨轴承及主轴轴承等研究不够。齿轮箱作为风电机组的重要组成部分，其振动形态直接影响风力机的运行性能，状态检测极为重要，目前国内还处于探索阶段。
3、磁悬浮技术。目前，国内外有多个关于磁悬浮技术应用于风力机的专利技术报道，特点是降低轴承摩擦阻力，提高了风电效率与使用寿命。磁悬浮风电机组可在微风下运行，工作风速为1.5～36.9m/s，即 1～12 级风，风轮转动抗湍流能力强。总之，对于风力发电，磁悬浮技术展示了一个全新的发展方向。
4、海上风电场技术。由于海上风电场技术逐渐成熟，全球海上风电装机容量已经超过1GM，促进了单机容量的特大型兆瓦级风力机的研发。而且海上风速大且稳定，年平均利用小时可达3000h 以上，年发电量可比陆上高出50%。21 世纪是世界风电产业由陆地转向海洋的世纪。中国东部沿海水深 2～15m 的海域面积辽阔，可利用的风能资源约是陆上的3 倍，而且距离电力负荷中心也很近。可见，随着海上风电场技术的发展成熟，必然成为未来的可持续能源。
三、结语
随着科技的进步，人类对风能的认识不断深化，风力发电具有极大的潜力，可部分满足剧增的全球能源需求。并且风电是目前成本最接近常规电力、发展前景最大的可再生能源发电品种，正逐渐受到世界各国的重视。总而言之，风力发电在我国有着广阔的发展前景，风能的利用必将为我国的环保事业、能源结构的调整及对减少进口能源的依赖等方面做出巨大贡献。
［参考文献］
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第10篇
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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[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）.
第11篇
【关键词】光伏微网；微网逆变器；并网；离网
微网是一种由负荷和各种微型电源共同组成的系统，它可以同时提供电能和热量。光伏微网发电技术是介于离网型光伏发电和并网型光伏发电之间的前沿技术，既结合了两种技术优点，又克服了并网型光伏发电只能将能量输送到电网所带来的缺陷，并且可以解决离网型光伏发电效率低下的问题，在国际上受到了广泛的重视，有实际的研究价值。
1.微网逆变器的工作模式
1.1 并网工作模式
在太阳光照充足的情况下，微网逆变器一般工作于并网模式，除了保证本地重要负载正常工作外，还可把多余的电能输送给电网，可等效于传统的并网型逆变器。
根据控制对象的不同，并网逆变器的输出控制方式有电压控制和电流控制两种，在逆变器与电网进行并联运行时，电网可看作一个容量无穷大的交流电压源，如果用电压型控制，则与电网之间很容易产生环流，所以并网逆变器的输出经常采用电流型控制，只要将逆变器的输出电流跟踪电网电压，同时设定输出电流的大小，就可以实现稳定并网运行，其控制方法相对简单，效果也较好。
1.2 离网工作模式
具有离网单独运行的能力是微网逆变器最重要的特点之一。当电网出现故障时，信号采样电流检测到电网故障，发出电网故障信号，经过DSP处理，发出指令，微网逆变器切换到离网模式，通过断开静态开关，利用蓄电池的储能，为本地重要负荷提供不间断供电，保证重要负荷供电的可靠与稳定。
微网逆变器离网运行的输出控制法也可分为电流型控制法和电压型控制法。电压型控制法一般是以输出电容电压作为受控目标，整个系统可等效为一个内阻很小的受控电压源。只需要微网逆变器输出与电网电压同频同幅的电压信号，就可以满足重要负荷在额定电压下正常工作。
2.离网运行模式控制策略分析
逆变器独立运行控制系统电路框图如图1所示，图中采用的是电压闭环控制方法。电压闭环控法是用给定电压与输出负载电压的实时值进行比较，两者的差值经PI控制器调节，PI控制器输出再与正弦波比较，最后输出PWM信号去驱动功率开关器件来改变逆变器桥的开关状态。
电压控制策略的控制对象虽然是输出电压，但是由于逆变器在并网运行时，一般通过调节输出电流以达到其输出功率调节的目标。在这种并网控制策略下，主要是通过模拟或数字采样得到逆变器输出电流的大小，一般以其平均值作为反馈量来控制输出电压的大小。状态空间平均法是基于输出频率远小于开关频率的情况下，在一个开关周期内，用变量的平均值代替其瞬时值，从而得到连续状态空间平均模型。建立频域传递函数，其中为电感，为电容，则有负载电压和逆变器输出电压的关系为：
（1）
采用SPWM调制时，逆变器输出电压的基波幅值U可以表示为：
（2）
其中为正弦参考波幅值，为三角载波幅值，M为调制比，其中在SPWM中，载波频率远高于输出频率时，由式（1）可将逆变桥看成一个比例环节，比例系数可以表示为，则：
（3）
即为微网逆变器离网运行时输入和输出的传递函数。
3.并网运行模式控制策略分析
逆变器并网运行控制系统电路框图如图2所示，图中采用的是瞬时电流比较法。该控制策略是将并网逆变器的输出电流与参考电流比较后，通过PID调节，再与高频三角波进行比较，从而生成SPWM信号来控制逆变器的输出电流。
在逆变器并网运行模式下，如果输出电流的采样系数取值适当，正弦参考波和三角波的取值可与独立运行模式下相同，当逆变器的最大输出功率为，并网工作时市电电压有效值为220V，则其额定输出电流峰值为，正弦波的幅值为。
4.仿真
本论文对5kW光伏微网逆变器利用Matlab进行系统仿真，将前级MPPT部分输出的电压看成一个恒压源，设置直流母线电压峰值为一恒定值。
4.1 离网运行时的仿真
离网模式运行时，将系统的仿真参数设计如下：输入直流电压：350V，电网电压：220VAC，额定负载：9.6Ω，额定输出电流：22.7A，额定输出功率：5KW，并网电流基波频率：50HZ，开关频率：20KHZ，L=1mH，R=10Ω，发C=10μF，PI调节器的参数：KP=10，KI=2。得到仿真结果如下。
从图3可以看出，微网逆变器离网运行时，负载电压波形有效值为220V，频率为50Hz，负载电流波形与电压波形同频同相。从图4中可以看出，在0.06s负载从零变成满载时，电压波形出现短暂的跌落；而电流波形，则发生跳变。
4.2 并网运行时的仿真
并网模式运行时，采用基于SPWM三角波比较法控制，通过改变调制比M，稳定重要负荷的电压。利用MATLAB中的Simulink软件，建立了单相逆变器电压闭环仿真电路。PI调节器的参数：Kp=20，Ki=0.1，KD=0.001。
从图5可以看出，微网逆变器并网运行时，负载电流波形与电压波形同频同相，图6可以看出，在0.05s负载突变时，负载电压波形稳定，电流波形发生跳变。
4.3 两种模式进行切换仿真
从图7可以看出，在0.1s从离网切换到并网模式时，负载电压和电流波形没有变化，波形平滑。可见，在零点时刻微网逆变器从离网模式切换到并网模式，可以有限地减小环流。从图8可以看出，在0.1s从离网切换到并网模式时，负载电压和电流波形没有变化，只是在切换点附近，稍微有些毛刺。
5.总结
本论文对光伏微网逆变器的并网运行和离网运行双模式的控制策略进行了详细分析和研究，针对其实际工作情况，确定了在并网工作模式下的瞬时电流控制策略和在离网工作模式下的电压闭环控制策略。并对并网和离网模式以及两种模式之间的相互切换进行了仿真，仿真结果皆验证了所设计控制系统的正确性与可行性，并具有较好的动态性能和稳态性能。
参考文献
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作者简介：
第12篇
关键词 异步风力发电机 软并网 加速度 晶闸管
中图分类号：TM614 文献标识码：A
0引言
由于风能具有蕴藏量巨大、分布广泛、清洁无污染和可再生，成本低、占地面积小、建设周期短等优点，使得风力发电从诸多新能源发电技术中脱颖而出。风力发电机组是高度时变的、非线性的复杂系统，其电气控制系统的有效性和可靠性是风电机组安全运行的关键。并网技术是风力发电技术中很重要的一部分，它关系到电网接入的电能质量及风机运行稳定性。因此研究风电并网技术有着极其重要的经济意义和重大民生意义。
本文以结构简单、性价比高、成本低且广泛使用的定桨距失速型风力发电机组中异步发电机为研究对象，对其并网相关技术进行研究。
1异步风力发电机并网方式
异步风力发电机投入运行时，靠滑差来调整负荷，机组的调速精度要求不高，不需要同步设备和整步操作，只要转速接近同步速时就可并网，控制简单，且并网后不会产生振荡和失步，运行稳定，要求不高。但异步发电机直接并入电网时，其冲击电流会达到其额定电流的6～7倍，甚至10倍以上，该冲击电流会对电网、风机以及发电机本身造成严重的冲击，甚至会影响其他联网机组的正常运行。因此，应对发电机并网时的电流加以限制。
目前，异步风力发电机并网的主要方法有直接并网法、准同期并网法、降压并网法和软并网法。
直接并网法是在发电机转速接近同步转速时直接并网，这样并网对电网冲击大，有较大的瞬间冲击电流，电网电压下降严重。适用于电网容量大、风电机组容量较小的场合。
准同期并网法是在发电机转速接近同步转速时，先用电容产生励磁，使其建立额定电压，然后调节发电机的相位与电网同步后并入电网运行。其优点是并网冲击电流较小，电网电压下降幅度小；缺点是并网所需的整步同期设备增加了机组的造价，且从整步到准同步并网所需的时间长。适用于电网容量比风电机组大不了几倍的场合。
降压并网是在发电机和电网之间串电抗器，以减少合闸瞬间冲击电流的幅值与电网电压的下降幅度，待达到稳态时将电抗器切除。这种并网方式要增加大功率的电阻或电抗器组件，其投资随机组容量的增大而增大，经济性差。适用于小容量风力发电机组的并网。
软并网法则采用双向晶闸管的软切入法，得到一个平稳的过渡过程而不会出现冲击电流，可使并网电流控制在一定范围内，大幅降低并网时的冲击电流，增加风机的使用寿命和可靠性。目前，大型异步风力发电机都采用这种并网方法。
2失速型风力发电机的软并网系统的工作原理
异步风力发电机组软并网控制系统的主电路由三对反并联或双向晶闸管及其保护电路组成，在软并网过渡过程中，每一时刻，有两个晶闸管同时导通，构成一个回路。
步电机利用双向晶闸管进行软并网的过程如下：当异步风力发电机起动或转速接近同步转速时，与电网相连的每一相双向晶闸管的控制角在180坝？爸渲鸾ネ酱蚩幻肯辔薮サ憧氐乃蚓д⒐艿牡纪角也捅樱坝？80爸渲鸾ネ皆龃蟆4耸弊远⑼厣形炊鳎⒌缁ü蚓д⒐芷轿鹊亟氲缤？
当异步发电机转速小于同步转速时，异步发电机作为电动机运行，随着转速的升高，其转差率逐渐趋于零。当转差率为零时，双向晶闸管已全部导通，这时自动并网开关动作，常开触点闭合，短接已全部开通的双向晶闸管。发电机输出功率后，双向晶闸管的触发脉冲自动关闭，发电机输出电流不再经双向晶闸管而是通过已闭合的自动开关触点流向电网。通过控制晶闸管的导通角，来限制异步发电机并网以及大小电机切换时的瞬间冲击电流，得到一个比较平滑的并网过程。
3仿真与实验分析
本次对本文所提出的软并网系统在额定功率为1.1MW风力发电机上做了软并网实验，实验对象为GCN1000型定桨风力发电机。风力发电机组的切入风速为4.8 m/s，切出风速20m/s，额定风速15 m/s；风机叶片数为2，风场空气密度 1.059Kg/m3。
发电机等效电路如图1所示。其具体参数为：机端额定电压VN 为0.69kV，额定容量SN 为1100MVA，额定功率PN 为1000MW，定子电阻R1为6.757 m ，定子电抗X1为80.926 m ，转子电阻R2为51.531 m ，转子电抗X2为147.95 m ，励磁并联支路电阻Rm为208.80 ，励磁并联支路电抗Xm为5.041 ，发电机转子转动惯量为45.8kgm2，发电机转子惯性时间常数为1.2s，发电机转子额定转速为1560rpm。
软并网过程是一个强非线性过渡过程，只有采用基于状态量反馈来实施闭环控制。传统软闭环软并网即限流式软并网，主要以电机的定子电流作为晶闸管触发角变化的根本依据，通过采样电机定子电流，并与电流限定值进行比较，得出相应的电流偏差值，经过数字PI调节算法，计算出所需要的晶闸管触发角的调整量。它存在潜在的缺点是：由于导通角最少需要10ms的时间才能改变一次，如果导通角已给出，则在接下来的10ms中电流是不可控的，所以当参数调校不好的时候，可能出现电流忽大忽小的状态，引起震荡不稳定。
本次研究改为采集发电机的转速脉冲，通过快速检测及运算，得出机组运行加速度，根据加速度的微分特性，达到预测控制的目的，从而实现晶闸管触发角的精确控制。将导通角从72度阶跃变化到180度并持续20ms，断开并网接触器，间隔1秒后合上并网接触器，投入导通角并保持3秒后实验结束。记录数据如表1所示。
通过实验数据可以看出，通过采集发电机的转速脉冲，然后检测、运算得出机组运行加速度来控制晶闸管触发角的这种方法可以很好地达到控制目的，改善了电流忽大忽小，震荡不稳定的状态。
当发电机的转速达到l320 r/min时由PLC（上位机）发出并网指令。整个并网过程中定子电流波形如图2所示，从实验波形可以看出，采用基于加速度控制的晶闸管软并网系统基本可以抑制过大的冲击电流，而且在整个并网过程中，没有出现电流电流忽大忽小，震荡不稳定的状态。
4结语
本文对定桨失速型风力发电机组软并网相关技术进行了研究，本次研究通过采集发电机的转速脉冲，经过运算，得出机组运行加速度，根据加速度的微分特性，达到预测控制的目的，从而实现晶闸管触发角的精确控制。仿真和实验结果表明，这种方法可以实现失速型异步风力发电机组的平稳并网，其启动电流也完全可以满足异步风力发电机组的并网要求。
（指导老师：吴红霞）
基金项目：此成果为省级大学生创新创业项目（项目编号：201511798001）。
参考文献
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第13篇
关键词：微电网 现状 前景
【分类号】：F426.61
我国在微电网方面的研究，目前主要区分了微电网与分布式电源间的关系，明确了微电网现阶段研究中的关键问题，并对微电网的控制策略、优化与稳定运行等展开了初步研究与仿真试验，另外，根据微电网的典型特征和运行特性给出了建立国内微电网标准体系的建议等。
一、微电网提出的背景
近年来，为适应快速发展的经济需要，电力部门以及发电企业逐年加大发电侧的投入，建设内容主要集中在火电、水电等大型发电厂上。因此，能源供需与环境的矛盾日益突显。同时国家电网也启动了智能电网和特高压的建设，电网规模不断扩大，现已逐步发展成集中发电、远距离输电的超大互联网络系统。但随着远距离输电的不断增大、使得受端电网对外来电力的依赖程度不断提高，电网运行的稳定性和安全性趋于下降，而且难于满足多样化供电需求。
分布式发电技术具有低污染、高能源利用率等优点，但其控制困难、单机接入成本高，大量接入可能会对电网造成冲击，影响电能质量和系统的安全稳定等特点也极大地影响了分布式电源的应用。大电网往往采取限制、隔离的方式来调度分布式电源，以期减小其对大电网的冲击，并对分布式电源的入网标准做了规定，当电力系统发生故障时，往往都在第一时间将分布式电源退出运行，大大限制了分布式发电技术的充分发挥。
为协调大电网与分布式电源（DG）的矛盾，充分挖掘DG的价值和效益，在本世纪初，学者们提出了一个解决方法，即将DG及负荷一起作为公共配网的一个单一可控的子系统――微电网，以充分挖掘分布式发电的价值和效益。
二、微电网的主要特点和优势
微电网是相对传统大电网的一个概念。从微观看，微电网可以看成是小型的电力系统，它具备完整的发输配电功能，可以实现局部的功率平衡与能量优化，它与带有负荷的分布式发电系统的本质区别在于同时具有并网和独立运行能力。从宏观看，微电网又可以认为是配电网中的一个“虚拟”的电源或负荷，相对于外部大电网表现为单一的受控单元，并可同时满足用户对电能质量和供电安全等的要求。
通过微电网的结构和定义可知，微电网技术是新型电力电子技术和分布式发电、可再生能源发电技术和储能技术的有机结合。具有以下主要特点：
（1）微网提供了一个有效集成应用DG的方式，继承拥有了所有单独DG系统所具有的优点。
（2）微网作为一个独立的整体模块，不会对大电网产生不利影响，不需要对大电网的运行策略进行修改。
（3）微网可以以灵活的方式将DG接人或断开，即DG具有“即插即用”的能力。
（4）多个DG联网的微网增加了系统容量，并有相应的储能系统，使系统惯性增大，减弱电压波动和电压闪变现象，改善电能质量。
（5）微网在上级网络发生故障时可以孤立运行继续保障供电，提高供电可靠性。
三、微电网的核心技术
从微电网整体来看，目前微电网的关键技术主要包括：新能源的接入、电力设施、控制技术、储能技术、并离网与运行控制等技术。
1. 并网技术方面。微电网有孤岛运行与并网运行两种方式。相对于孤岛模式，并网运行时微电源可以始终运行在最大功率点处，电源逆变器输出电能必须满足电网电压幅值、频率和相位一致。微电源并网发电既能最大限度合理地利用新能源，又能解决用户不断增长的用电需求。微电网与大电网并网之后，二者之间相互影响。微电网技术能够解决传统分布式电源的分散接入、单独并网所带来的整体不受控问题，有利于提升电网可控性。有利于在孤岛运行与并网运行之间平滑切换。并网逆变器在并网运行时起到了关键作用，保证了电力系统的稳定运行。并网稳定运行与控制成为微电网的核心甚至影响着了微电网的发展，将更加利于中国未来电力系统发展和超高压电网的建设需求。
2. 储能技术方面。储能是实现微电网可靠运行的重要手段。储能技术到目前为止国内的研究已经取得了重大突破。目前，从技术成熟度来看，铅酸蓄电池是目前最佳选择。
3. 优化调度方面。微电网是一个多对象、多目标的联合体。从需求侧方面，基于实际风光资源和微电网运行成本数据，采用模糊评价函数并以河北承德风力发展基地全年发电量数据为算例得出结论：在满足负荷需求和分布式电源出力限制的前提下，可提高了全网经济性和安全性。
四、微电网目前面临的主要问题
1. 技术相对不成熟
目前微电网项目尚处于试验示范阶段，仅在极个别示范区、海岛有所应用，从规划设计、设备选型到投产运行等各方面均面临着诸多问题。很多微电网设备是新研制产品，不能满足实际需求，缺乏现场经验。微电网监控与能量管理系统目前尚处于研发阶段，功能不完善，无法满足运行管理要求。
2. 国家政策不完善
微电网的建设离不开国家政策的支持，虽然政策环境支持微电网并网，但对电网企业的合理补偿存在较大欠缺，电网企业利益无法得到保证。关于微电网建设、运营模式，政府相关政策尚不清晰。
3. 标准规范不完善
目前，分布式电源已有相应的国际标准，国内标准正在制定及完善中，但对于微电网接入、规划设计、建设运行和设备制造等环节缺乏相应的国家层面的技术标准、管理规范。
4. 投资及运维成本高
为满足微电网孤网运行要求，实现自身电力电量平衡，要求配置的储能装置容量占总容量的80%以上，但目前储能系统建设投资成本较高。微电网监控平台及能量管理系统目前尚处于开发试运行阶段，投资成本高。微电网运行维护需培训专门的微网运行维护人员，承担微网所有设备的运行维护责任，尤其对于偏远地区或孤立海岛的微电网，相较一般电网运维成本高。
五、微电网发展前景
1. 保证微电网的经济运行
经济性问题是当前发展微电网需要解决的首要问题。微电网的建设势必将会引起人们对微电网的成本及收益的思考。有研究表明，微电网后期发电成本会以每年6%至10%的趋势下降。所以前期应主要通过财政补助来实现微电网成本回收。
2. 新型电动汽车与微电网结合
电动汽车在接入微电网时具有两方面作用：首先，充电时可作为是负载；其次，也可作为电源对微电网进行供电。
电动汽车不仅减少了微电网投资费用，而且提高了供电的可靠性。
3. 积极加大新能源微电网的建设
新能源微电网代表了未来能源发展趋势，是能源生产和消费革命的重要措施，是推进能源发展及经营管理方式变革的重要载体，是“互联网+”在能源领域的创新性应用，对推进节能减排和实现能源可持续发展具有重要意义。同时，新能源微电网是电网配售侧向社会主体放开的一种具体方式，符合电力体制改革的方向，可为新能源创造巨大发展空间。风、光、天然气等各类分布式能源多能互补，具备较高新能源电力接入比例，可通过能量存储和优化配置实现本地能源生产与用能负荷基本平衡，可根据需要与公共电网灵活互动且相对独立运行的智慧型能源综合利用局域网。
六、结语
微电网作为一项新技术，在目前处于探索阶段，但是在经济方面存在着巨大的发展潜力。虽然微电网的建设存在着前期投资较大、居民接受情况等一系列问题，但微电网发展的趋势是不变的，尤其是微电网在节能减排、提高用电效率等方面存在着的巨大优势。
参考文献：
[1]周晓燕，刘天琪，李兴源，等.含多种分布式电源的微电网经济调度研究[J].电工电能新技术，2013.
[2]白峪豪.含分布式电源的微电网经济调度模型研究.浙江大学硕士学位论文，2012.
[3]杨海晶.以光伏发电为代表的微电网的经济运行评估，电力电子技术，2013.
第14篇
关键词：低碳电力 技术CO2低碳经济
1、国外在CO2减排实践上的研究分析
1.1、各国制定的CO2减排目标
气候变暖与温室气体有着直接的关联，而温室气体是全球性的公共产品，CO2减排工作需要各国的协作。第十三次全球气候大会形成了“巴厘岛路线图”，制定了中远期的全球减排目标，其中发达国家在2020年减排25%至40%，而在本世纪中叶减排目标为50%。相较于1990年，2000年欧盟减排4%，并计划在2020年减排20%；日本成立了全国温室气体盘查办公室，计划在2012年之前减排较1990年下降6%；美国虽然拒绝就减排做量化的承诺，但其国内的一些州积极响应，成立了减排法案。
1.2、实施CO2减排的途径
以《京都议定书》为准则，制定了3个减排机制：清洁发展机制、联合履约机制和排放贸易机制。联合履约的减排途径是指发达国家间通过项目合作来实现；清洁发展机制是发达国家间的技术转让和资金资助等方式实现减排；排放贸易则是发达国家间CO2气体减排额交易。欧盟主张减排量分担，即将减排的指标具体到相应国家，其在内部构建了减排贸易市场，对超额企业进行罚款，鼓励成员征收碳税、发展可再生能源、使用低碳燃料。
2、中国发展低碳经济的背景与对策
2.1、发展低碳经济的时代意义
低碳经济的核心是制度创新、技术创新和改变发展观念，以低污染、低排放和低能耗为要点，涉及到生活方式、生产模式、价值观念和国家权益等内容。低碳经济的发展是可持续发展的本质要求，是提升国家核心竞争力的关键，提高经济抵抗风险的能力，并且符合建设节约型、环境友好型的社会。
2.2、我国应对低碳经济的宏观策略
我国经济总量虽然位居世界第二位，但是根据《京都议定书》的要求，在2012年之前，发展中国家并不需要承担减排的义务，但气候变暖是全球性的课题，影响我国长远战略的制定，早在1992年就已参与《京都议定书》的签署，而在十七大的报告中，为了应变未来气候变暖问题，明确提出在2010年CO2排放减少1/10。
2.3、中国的低碳电力之路
我国电力行业CO2排放的特点主要包含：以煤炭为主体的电源结构，此类发电装机占总容量的70%以上，没点CO2排放占发电总排放的95%以上，而低碳电源的份额小，发展的潜力大；发电CO2的排放量巨大，并且据数据统计，2005年电力碳排放接近1980年的5.6倍，并且化石能源碳排放的数量逐年递增；由于对煤炭、化石能源的依赖性强，我国电力碳排放的系数远超发达国家，发达国家的碳排放系数为120g/KWh，而我国的系数超过了220g/KWh。因而低碳电力的推进工作已经刻不容缓，也具有战略意义，走低碳电力发展之路，是实现电力行业可持续发展的必经之路，是面对日益严重的温室气候的必然选择，而低碳电力是CO2减排的主要途径，我国低碳电力发展的重要策略包含几个方面：其一，提升发电效率和能源的利用率，促进企业的整体经济效益；其二，促进可再生能源的发展，作为典型的低碳能源，有效减少CO2的排放，有利于从发电机构上实现减排任务；作为世界上最大的CDM减排国家，是我国CO2减排的重要组成部分，实现低碳资金与技术的引进。
3、国内外低碳电力研究现状概述
3.1、国外低碳电力的研究现状
CO2减排已经成为发达国家热门的研究领域，成为世界各国和人民的关注重点，而电力行业的低碳化是减排的主要手段，相关研究也呈现积极上升的趋势，总体上而言，国外的低碳电力研究主要集中在三个方面：其一，单独以低碳作为一个变量、因素或约束条件纳入到电力系统中，并根据应用来分析其作用和影响，其评估的内容有低碳技术的效益分析、可再生能源的容量可信度、约束对于电源结构优化的作用、低碳电路的最新成果的汇总等，以减排为终极追求，分析各个环节的低碳减排的可能性。其二，从宏观视角制定低碳政策和低碳目标，研究低碳目标促进能源多元化的作用、低碳排放在于减少社会成本和提升社会经济效益、碳税等环境保护性的税收影响电力行业的发展、碳交易机制对于市场的约束规范性作用等。其三，关注各种低碳技术的研究和应用，从多元化的战略角度下审视低碳电力的研究之路，如风电、生物能、潮汐能和太阳能等可再生能源，以超导输电、分布式电源和电能存储为代表的电能传输环节，以电碳电器、电碳燃料和低碳电表为代表的电能消费终端，以微型发电、CCS和IGCC等为代表的传统化石电源的低碳化改进，CO2减排可以激励电力需求侧技术的发展等。
3.2、我国低碳电力的研究现状
我国的电力行业仍然以粗放型的模式为主，电力碳排放的系数远高于发达国家，而我国的低碳电力的研究尚不成熟，处于起步阶段。虽然我国的低碳电力的潜力非常大，但低碳电力的经济没有成型，低碳电力处于理论研究的方面居多。现阶段的低碳电力的技术储备不足，相关研究着重于碳排放的潜力与特性、电力低碳化所面临的挑战与机遇、清洁技术对于电力发展的应用前景、低碳电力促进能源技术的进展等方面的研究。
4、低碳电力模式下的研究探讨
4.1、整体研究框架
低碳电力显然可以促进整个电力行业的长远发展，其影响也是深远的，当前的低碳电力研究集中在技术领域和经济领域的较多，但缺少低碳经济对电力行业的影响研究，而低碳电力的整体框架研究需要从宏观制度、行业、能源技术、市场和企业等层面进行研究，以上的基本元素构成了低碳电力的整体研究框架。
4.2、电碳电力在低碳经济中的定位
低碳电力为引导的模式可以对电力行业产生深远的影响，低碳电力是低碳经济的重要组成部分，低碳电力可以起到控制环境污染、优化产业结构、促进低碳产业深化等，如何研究低碳电力在低碳经济中的定位，需要从实现电力行业的环保化、能源规划战略视野、国家宏观经济战略、碳减排产生的社会效益、电碳化空间的发掘潜力带来的环保成本等进行评估，其定位需要综合评估以上的多项指标才能达到科学研究的目的。
4.3、实现我国电力低碳化发展的技术路线研究
低碳技术是实现低碳电力的核心，受其效益、成本、风险与成熟度等因素的影响，由于低碳电力技术的成熟度不高，发展的成本高、风险大、效果也不明显，我国的低碳技术研究主要有IGCC、NGCC和清洁发电技术，可再生能源（水能、风能、生物能、太阳能等），各种CCS技术等。由于当前以传统的发电技术为主，因而制定发展路线时要结合传统技术和低碳化技术。
4.4、实现我国电力低碳化的制度研究
CO2是典型的公共产品，因而其控制需要从宏观制度方面着手，以政府为主导和宏观调控的手段来进行电力低碳化的制度研究，而制度研究包含多个子系统，如CO2排放交易的市场机制，最低能耗标准、低碳电量配额等约束机制，绿色电价激励机制，碳税和污染税等财税控制机制。以制度为基础，寻求实现低碳经济与低碳电力的平衡协调，以可持续发展为归宿的发展模式。
5、结论
随着低碳化的发展潮流深入社会经济，要从环保、效益、技风险控制等角度来考察低碳电力的发展，研究其发展的趋势，对于改善我国的电力发展水平和质量有积极的意义。
参考文献：
[1]魏一鸣，刘兰翠，范英.等.中国能源报告（2008）.碳排放研究[M].北京：科学出版社.2008.
[2]乌若思，苏文斌，郑松.挑战全球气候变化―二氧化碳捕捉与封存[M].北京：中国水利水电出版社.2008.
[3]叶勇.中国温室气体减排宏观经济评估[D].北京：清华大学.2006.
[4]王志轩，潘荔，王新雷.等.我国电力工业节能现状及展望[J].中国电力.2003，36（9）：
第15篇
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。
