太阳能发电技术论文范文

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第1篇

关键词：光伏发电技术；教学模式；课堂实验教学；校企合作教学

中图分类号：G646 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）03-0161-02

人类社会的可持续发展面临着环境恶化、资源短缺的严峻挑战，而取之不尽用之不竭的太阳能则成为新能源的首选之一。曾经在全球光伏产业的推动下，中国光伏产品已占据国际市场的大半壁江山，但却一直面临市场在外的困局。光伏产业经过数年爆发式增长，最终多个环节产能面临严重产能过剩。随着欧美对中国太阳能电池板的“双反”实施，近几年是中国光伏产业发展过程中的一个“寒冬”。光伏企业要应对“寒冬”，一是上游制造企业要提高自身的技术水平和产品质量；二是下游应用企业要抓住机遇，通过技术创新不断提高系统集成能力，致力于为客户提供优质可靠的系统设计方案。依据国家新能源政策的战略部署，结合上海电力学院的专业特色，我校相关太阳能光伏发电专业力图培养出合乎国家和社会需要的、满足光伏产业结构调整的市场需求的光伏材料及光伏系统设计专业方面的人才。有关专业以物理学为基础，系统学习基础物理学、固体物理、半导体物理等，使学生牢固掌握物理学基础理论。同时结合电力教学的优势，将太阳能电池技术、太阳能发电技术、电力分析基础、逆变器原理等作为专业必修课，培养太阳能发电技术行业的高层次专业人才。这样，学生在掌握光伏发电系统设计专门技能的同时具备更加扎实的理论知识基础和科技创新的潜力。其中《太阳能发电技术》包含了太阳辐射、光伏系统设计原理、部件选型、系统安装维护等内容，其教学目标是希望通过该课程的学习能使同学们能掌握太阳能发电系统的设计开发，为今后从事相关工作打下坚实的理论基础。作为最早开设《太阳能发电技术》课程的高等院校，由于该课程属于新课程教学，教学过程中受到教材、实验设备等各方面条件的限制，使用传统的教学方法效果不很理想。本文就近年教学过程中遇到的一些问题，针对目前的教学模式进行探讨。

一、加强课堂实验教学

《太阳能发电技术》作为光伏产业人才培养的基础性课程，主要讲述太阳辐射的相关知识、光伏发电系统的原理、系统设计、配件选型及系统安装维护等相关专业知识，这是一门实践性十分强的专业课程。在目前的教学过程中发现，单纯依靠理论知识讲解，学生很难对光伏系统有深入的理解。总结教学过程发现，在学习理论知识的同时如果能结合相关的实验、实践教学，则可大幅度提高教学质量与课堂教学效果，也能加深学生对知识点的理解与掌握，这就凸显了课程教学中实验环节的重要性。由于《太阳能发电技术》属于新课程，受到实验设备、实验条件和人员的限制，短时间内开展丰富实验教学有着一定的困难。但是，使用计算机软件仿真虚拟实验和设计就没有这方面的限制。因此，着手开发该课程的虚拟实验教学环境也是一种重要的方法。此外，在教学的过程中也可以根据教学的需要，动员学生与老师一起自行设计一些简单可行的实验设备，既可以加深学生对所学理论知识的理解，又能使学生能够得到全面的实际训练，还可以丰富该课程的教学资料。另外，在这个过程中，除了简单的验证性实验，还与控制类、综合设计类的实验相结合，提高了学生对已学知识的综合运用能力，加强了学生的动手能力和实践能力，使学生在走入社会后，能较快适应市场发展需要，提高就业竞争力。此前北京信息科技大学的白连平等[1]针对该课程就设计了一些可行性实验，如光伏阵列设计实验、太阳能路灯照明系统设计等。

二、开展校企合作教学

由于工科课程的实践特性，除了课堂的理论与实验之外，开展校企合作教学则是提高该课程教学效果的制胜法宝[2]。在前期的教学过程中作为实践教学曾经带学生到相关的光伏企业见习，在企业参观实习的结束之后，有些学生反映“公司实习4天比在学校2年学的东西都多”，这句话也让作为教育工作者的我们陷入沉思。现在学生学习知识的途径很多，他们更喜欢看到实际的操作而不是“纸上谈兵”。例如课堂上讲过单晶硅、多晶硅、薄膜太阳电池，而很多学生到了现场仍然分不清楚是什么类型的太阳电池组件；课堂上学习了晶体硅太阳电池的制备工艺，参观的时候学生还是提出为什么这些电池都是蓝色的，不能做成其他颜色呢？虽然这些基础的知识都已经在课堂上讲授过了，明显部分学生不知道或者不懂却从来没有人提出过，而在参观过程中他们都想到了这些问题，通过参观学习对这些知识有了更进一步的理解，充分说明了仅有课堂教学远远无法满足该课程的设置目标。因此，除了辅助的课堂实验教学或者视频演示之外，与相关企业开展校企合作教学也是提高学生认知能力的一项重要教学手段。这就要求在该课程的教学过程中，除了加强实验教学还必须加强学校和企业之间的合作，开展合作教育方可取得更好的教学成果。

三、将科研与新技术融入教学培养学生的科技创新能力

素质教育已经是高等院校的重中之重，学校有很多项目都涉及鼓励大学生科技创新，从近代科学技术的发展史我们也可以看出，年轻人在科技创新上有着巨大的潜力。而如何通过有效途径提高工科学生的科技创新能力也困扰着不少教师。同时作为高校教师大多也同时肩负着科研工作，怎么样将自己的科研工作融入日常教学并以此为基础培养学生的科技创新能力也是一个应该认真考虑的重要问题。大学生在科研领域的创新在国际上屡见不鲜，比如在超导领域，MgB2合金超导体以及NaCoO.H2O超导体都是由日本的本科生首先发现的。《太阳能电池技术》及《太阳能发电技术》课程的开设，为科研融入教学提供了良好的载体。太阳电池材料的研究是目前材料科学的一大热门研究领域，这样可以在教学过程中使学生了解到最新的材料研究，从而让学生了解到了什么是科研，科研对实际生活又有着怎样的影响，从而激发学生的学习兴趣。而《太阳能发电技术》主要包括太阳辐射、电池制造、组件制造、系统原理、系统设计、部件选型以及控制器逆变器原理等技术。它包含了多门理论性和实践性都很强的专业课程，涉及的知识面广、内容概念多，为大学生创新提供了一个良好的平台。学生在老师的指导下开展太阳能电池及发电技术的研究，查阅资料、进行光伏发电方案的设计，促使学生将所学的电学、材料学、物理学等学科联系起来。有利于调动学生的学习积极性，激发学生的科技创新兴趣，培养学生分析和解决问题的能力[3]。

四、课程考核形式多样化

基于该课程的实践性特点和教学目的，可以在传统卷面理论知识考核的基础上增加多样化的考核形式，比如系统设计作品展示、成果汇报等多种方式进行考核，综合考核专业知识、专业技能等方面。对采取不同方式、对各个不同方面进行考核的结果，通过一定的加权系数评定课程最终成绩。

五、小项目形式完成课程设计

在网络化的今天，课程设计面临的一大问题就是论文在网络上复制粘贴完成。而作为实践性较强的太阳能发电方向的毕业生，我们是否可以改变思路，课程设计不再局限于理论推导而转向实践性课程设计。指导老师可以根据地理情况和电网分布情况选择合适的条件用于学生自主设计光伏发电站，包括太阳能电站地点选择、可行性分析、电站规模及组成、蓄电池容量、光伏电站年发电量及经济效益、光伏电站整体布局（组件串并连设计、汇流箱排布、电缆连接、线管地槽整体排布、电缆规格及用量计算、线管规格及用量计算、配电房及看守房布置、支架定点图等）、系统防雷及监测、电网安全性等部分内容[4]。相信完成这样的课程设计，可以培养学生查阅文献和市场调研能力，对其今后独立从事光伏产业内业务是非常有帮助的。这样的课程设计比普通的论文撰写更能提高学生的专业水平，从而使学生的能力达到甚至超越该学科的培养目标。

本文根据《太阳能发电技术》的实际教学经验以及该课程的教学目标，探讨了在现有教学模式基础上需要进行的一些改进。作为工科应用型创新人才，最重要的是应该具有很强的独立获取和应用知识的能力，而传统的理论教学为主模式则很难让学生将书本知识与实际光伏工程结合起来，也就无法真正理解光伏发电系统。本文提出了加强实验教学、开展校企合作教学、将大学生创新融入教学以及改变传统的考核方式等，其实质都是为了改变目前理论教学为主体的教学模式，将实验、实践教学等过去不被重视的教学方式引入这些实践性较强的课程，探索新的教学模式，从而培养出更适合现代企业、社会所需的高层次人才，达到开设该专业的最终目标。

参考文献：

[1]白连平，张巧杰.光伏发电实验设计探讨[C].第五届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集（2）：602-605，2008-04，中国陕西西安.

[2]赵涛，李国强.独立学院校企合作人才培养模式探索与实践[J].实验室科学，2012，（6）：1.

第2篇

关键词：新能源发电太阳能，风能，发展前景

 

0引言

自第三次工业革命以来，人类社会在经济和科技方面取得了空前的发展，伴随而来的是常规化石能源的大量消耗及其引起的环境污染和资源短缺等一系列问题，迫使人类不得不开始寻找清洁的可再生能源，也即新能源。相对于传统的煤、石油、天然气等化石能源，新能源普遍具有污染少、储量大的特点，对于解决当今世界日益严重的环境污染和资源匮乏等问题具有十分重要的意义[1]。资源与环境的压力也给电力系统带来了新的挑战，利用新能源逐步取代传统能源进行发电将是今后电力工业发展的趋势，可见新能源发电具有良好的发展前景和实用价值。

1 新能源发电的类型及其原理特点

新能源发电主要包括太阳能发电、风力发电、生物质能发电、地热发电、潮汐发电等方面。

1.1太阳能发电

太阳能是指太阳内部连续不断的核聚变反应过程所产生的能量，它是一个巨大的能源，据估计，我国陆地面积每年接收到的太阳能辐射能相当于亿吨煤[2]。太阳能发电又叫光伏发电，它的基本原理是利用光伏效应，通过光照产生电动势，进而输出电能，实现光电转换。简单地说，太阳能发电就是通过太阳能电池直接将太阳光转换成电能，太阳能电池是由各种具有不同电子特性的半导体材料薄膜制成的平展晶体，可以产生强大的内部电场[2]，主要包括单晶硅电池、多晶硅电池和非晶硅电池三种类型。免费论文参考网。

常见的太阳能发电系统由太阳能电池、控制器和逆变器三部分构成，按其运行方式可分为独立太阳能发电系统和并网太阳能发电系统，其中后者是目前的主流发展趋势，即太阳能电池发出的直流电，通过逆变装置转换成交流，进而并入电网使用。太阳能发电安全可靠，具有许多优点，如能源充足，太阳能无处不在，不受地域限制；建设周期短，运行成本低；不需要消耗燃料，无环境污染；结构简单，维护方便，适合无人值守。但是，太阳能发电受气候条件影响，具有间歇性，且价格昂贵。

1.2 风力发电

风力发电是将风能转换成机械能，再转换为电能，其基本原理是利用风吹动风轮，通过风轮的机械转动驱动发电机转子旋转，进而产生电能。风能是清洁的可再生能源，风力发电与常规发电相比，具有能源充足、不消耗燃料、无环境污染、占地面积小、工程建设周期短、发电技术成熟等优点。在当今世界的新能源开发技术中，风力发电是最成熟、最有商业利用价值的发电方式，其装机容量正在不断扩大，全球风电发电量占总发电量的比例也在逐步增加。

1.3生物质能发电

生物质能是绿色植物通过光合作用，将太阳能转化为化学能而储存在生物质内部的一种能量形式，是一种资源丰富、无污染的能源。生物质能发电包括农林废弃物燃烧发电、生物质燃气发电、城市垃圾焚烧发电、沼气发电等方面。生物质能发电具有电能质量好、可靠性高等优点，具有较高的经济价值。

1.4 地热发电

地球内部蕴藏着巨大的热能，地热能就是地球内部的热释放到地表的能量，地热发电就是将地热能转变为机械能，再将机械能转变为电能，它是利用地下热水和蒸汽为动力源的一种新型发电技术，其原理与火力发电基本一样，即将蒸汽的热能通过汽轮机转变为机械能，然后带动发电机发电[2]。

1.5潮汐发电

潮汐能，顾名思义，就是潮汐所蕴含的能量，同样是一种取之不尽、用之不竭的新能源。潮汐发电，就是利用海水涨落及其引起的水位差来推动水轮机，由水轮机带动发电机进行发电，其原理与一般的水力发电差别不大。即在海湾或有潮汐的河口修建大坝，构成水库，利用坝内外涨潮、落潮时的水位差进行发电。潮汐发电受潮汐周期变化的影响，具有间歇性。

2 中国新能源发电的前景展望

改革开放以来，我国经济高速发展，经济规模跃居世界前列，与此同时，能源消费结构的不合理引起的资源环境问题日益突出，大力发展新能源发电技术，是调整能源结构、促进节能减排、实现可持续发展的要求。我国可再生能源资源丰富，通过近年来的发展，新能源发电已经取得了一定进展，已经形成了一定规模、体系相对完善的新能源产业。中国新能源发电虽然刚刚起步，但是却有着广阔的发展前景。免费论文参考网。

（1）风力发电和太阳能发电发展迅速。中国风能资源丰富且风力发电技术较为成熟，目前正在以“建设大基地，融入大电网”的方式进行规划和布局。太阳能发电同样也具有较好的发展前景，我国的太阳能电池制造水平较高，应该大规模推广太阳能发电。免费论文参考网。根据国家能源局制定的《新能源产业振兴发展规划》，到2011年，新能源在能源结构中的比重达到2%（含水电为10%），新能源发电占电力总装机容量的比重达到5%（含水电为25%）。而风电装机容量将达到3500万千瓦（陆地风电3000万千瓦，海上风电500万千瓦），太阳能发电装机容量将达到200万千瓦[1]。除此之外，《2008年中国风电发展报告》预言，到2020年末，全国风电开发建设规模有望达到1亿kW。

（2）生物质能发电优势明显，前景较好。相对于风力发电和太阳能发电的间歇性特点，生物质能发电具有突出的优点，经济价值较高。2002年，我国可再生能源发电装机容量3234.6万kW，其中生物质能发电装机容量80万kW，在众多新能源和可再生能源发电中仅次于小水电。预计到2020年，可再生能源发电将达0.9~1亿kW，其中生物质能发电为1000万kW；另一种估计结果是2020年可再生能源发电装机容量将达到1.21亿kW，其中生物质能为2000万kW。

（3）在有条件的区域发展地热发电和潮汐发电。受地理条件的限制，地热发电和潮汐发电均具有地域性。目前，中国高温地热电站主要集中在西藏地区，总装机容量为27.18MW，其中羊八井地热电站装机容量25.18MW，其发电量已经占到拉萨电网的40%以上，对缓和拉萨地区电力紧缺的情况起到了重要的作用。今后，可继续在西藏地区大力发展地热发电。我国潮汐能蕴藏量中可开发利用部分的92%集中在经济发达、能源需求迫切的华东沿海地区[3]，发展潮汐发电可缓解这些地区的电力不足。但是，潮汐发电由于开发成本较高和技术上的原因，目前发展并不是很快，我国江厦潮汐电站装机容量为3200kW，年发电量1070万kWh[4]，今后可视情况适当发展潮汐发电。

3 结语

能源短缺和环境恶化已经成为威胁人类生存的全球化问题，发展新能源是实现人类可持续发展的必经之路，中国应该加快开发利用新能源的步伐，大力发展新能源发电，逐步实现从常规能源向清洁能源转变。目前，我国的新能源发电已经取得了一定的进展，但同时还存在着一些亟待解决的问题，主要表现在技术基础薄弱、相关体制尚不规范等方面。为此，提出一些建议：（1）制定发展目标，科学规划布局。新能源发电必须进行合理规划和布局，有必要将其纳入国家经济社会发展总体规划。（2）加快体系建设，规范行业发展。对于新能源发电的设备要求和并网技术标准，应该尽快制定相关准则。（3）加大投资力度，鼓励自主创新。目前，我国新能源研究力量分散，缺乏跨学科的交流，有必要对各类科研机构进行整合。除此之外，新能源发电是智能电网的一个重要组成部分，必须构建全国统一的新能源电网，以促进我国智能电网的建设。

参考文献

[1] 赵新一. 新能源发展展望[J]. 电力技术，2009，10（10）：7-14.

[2] 孙元章，李裕能. 走进电世界——电气工程与自动化（专业）概论[M]. 北京：中国电力出版社.2009.

[3] 刑运民，张文娟. 新能源与可再生能源发电技术的发展[J]. 西华大学学报，2007，1（26）：50-52.

[4] 叶峰. 新能源发电——实现人类的可持续发展[J].能源与环境，2008，3：55-57，62.

第3篇

论文摘要：从技术创新生态系统的定义出发，阐述其特征与功能结构，并由此发展出全球化自然生态系统的概念，阐述其特征结构与实施必要性。并在当前提倡低碳社会的背景下，以太阳能产业为例，对GIES环境下的我国太阳能产业发展进行分析，并提出建议。

1、创新生态系统

创新是指以科学技术为基础创造出新型的经济价值和社会价值。为了强化国际竞争力，解决地球规模的问题，就必须将科学知识、技术、手段转化为经济和社会层面的价值，其原动力即为创新。在创新的过程中，构思设想于各阶段间循环反馈发展进化，将牵涉到大量的经济要素与社会要素，具有复杂性和不确定性。这种综合性的复杂系统表现为创新生态系统。

创新生态系统是"面向客户需求、协作R&D、知识产权许可、技术标准合作、战略联盟"为核心的基于构件模块的知识异化、共存共生、协同进化的创新体系，具有类似自然生态系统的基本特征。

创新生态系统的结构，由起点的研发理论，战略构想为基础，通过大学，企业，学术机构等各领域的研究开发，确立创新思维体系的核心部分。而创新思维的实证，则在各式各样的创新型网络相互作用的"场"内进行。创新型网络是围绕创新思维形成的各种正式与非正式协作关系的总结构，连同各种各样的经济要素和社会要素形成了"场"。在网络化的"场"中，人才，资金，情报等创新要素相互作用，促进创新的进程，同时相应的"场"也随之变化。即在动态变化的"场"中进行创新过程。

2、全球化创新生态系统的结构

2.1通过创新生态系统解决全球化问题

在全球化进程加速和愈演愈烈的国际竞争背景下，各个国家为了维持自身发展，争相推进国家创新生态系统（National Innovation Ecosystem，NIES）的结构扩展。为了解决全球性问题，实现可持续发展的目标，各国的创新生态系统推广到国家所在地域范围，进一步推广到全球层面，构筑全球化创新生态系统，成了当务之急。

2.2全球化创新生态系统的框架结构

全球化创新生态系统（Global Innovation EcoSystem，GIES）不局限于各国国内，在世界规模的系统环境下，科学技术、市场、社会、人才、制度、资金等积极地相互作用，积极推进国际性的生态系统结构的形成，实现社会和地球的可持续发展。

GIES主要由三方面的要素构成。

(1)"场"的推动要素，即科学技术、市场和社会。

(2)"场"的构成要素，即人才、制度、资金。

(3)"场"的构成要素的调整，国际协作框架下的公共部门以及企业部门。

三方面的要素相互作用，促成创新过程，通过对已有实例的分析，把握动态要素的活动方向，可以对GIES下的新型创新项目提供支持。

3、全球化创新生态系统环境下中国太阳能产业的发展动向

3.1 GIES环境下中国太阳能产业的不均衡问题

中国太阳能产业近几年来虽呈现出较快的发展势头，但发展速度依然缓慢，太阳能产业与市场间存在着巨大的不均衡，不符合可持续发展前提下的能源计划与环境产业的步调。总结起来，主要有以下两个方面：

国内太阳能市场的发展程度远低于产业自身发展，对中国能源产业产生不利因素的同时，也不利于维持太阳能产业的健康发展。太阳能产业的成长不仅需要一个良好的国际市场环境，更重要的是拥有一个良好的国内市场。国内市场的成长不仅为国内产业提供新的成长空间，还将解决非太阳能用电区域内的电力问题，对改善中国能源结构有着重要的意义。

研究开发能力和自主创新能力的脆弱。近年来，多数企业设置自身的研发中心，并与国内外的大学和科研机关进行紧密的合作，各级政府在太阳能的研究领域投入也明显加大。中国太阳能领域的科研能力不足，产学研交流不足的情况得到了一定的缓解。但是技术水平和人才培养结构的落后，中国太阳能产业的研发能力依然很薄弱，同时存在自主创新不足的问题。企业技术人才的明显不足，导致了对国际先进技术的消化，吸收和更新更加困难。在激烈的国际竞争氛围下，加速人才培养，提高中国自主创新能力是当务之急，也是重要的战略性任务。

3.2 GIES环境下对中国太阳能产业发展的建议

GIES是NIES基础上的逐步扩展，当前国际太阳能产业的高速发展带动了中国太阳能产业，给中国太阳能产业提供了一个良好的国际氛围。这也要求中国太阳能产业在拓展海外市场的同时，应该优先健全国内市场，积极调整国内市场结构，加强投入力度，加大政策扶持，以内在市场推动海外市场发展，真正成为太阳能产业的大国强国。所以，针对GIES环境下，中国太阳能产业提出以下建议：

强化太阳能发电的战略研究。集合专家学者对世界与中国的能源形势进行深入研究，准确捕捉世界太阳能发电的发展趋势和行进路线。据此规划中国太阳能发电产业的中长期科学发展计划，并且该计划与低碳社会和可持续发展的要求相一致。

强化支援太阳能发电技术，科学技术的进步是太阳能发电成本削减的重要因素之一，加大科技投入，加强中国太阳能技术力，加速太阳能成本的削减。重点支援多晶硅制造的核心技术开发，提高中国太阳能电池多晶硅制造技术水准。

建设国家级的太阳能技术研究机构，提高中国太阳能自主研发能力。设立国家级的太阳能技术研发机关，是提高中国自主研发能力的重要途径，从技术面和政策面上对太阳能发电技术和产业提供最直接的科学指导。

强化太阳能发电的宣传普及和教育，提高全民对太阳能发电的认识，同时应在大学等教育机构设立与太阳能相关联的专门学科，培养优秀人才。

强化太阳能技术的国际交流合作，尤其是在法制层面上，使中国太阳能发电的法律构造和体系健全化，强化中国太阳能发电相关法规以及实施细则的科学性和实用性。在科技，人才，资源和协议加强国际交流合作，不仅可以促进中国太阳能发电技术水平和产业水准的提高，同时也将对中国和世界的能源可持续发展和低碳社会建设做出积极的贡献。

4、结论

在全球性问题日益突出的今天，全球化创新生态系统寻求联合性的技术创新，产品交流，政策上的，推动世界市场的发展，解决社会问题。通过对太阳能产业发展动向的分析，根据先进国的动向发现中国太阳能产业尚存在的问题，结合GIES的诸要素基准，不断完善发展国内市场环境，使中国太阳能产业发展更加均衡，更加切合低碳社会和可持续发展的准则。

参考文献

【1】竹下寿英:「エネルギー技術開発政策の評価，エネルギー??資源，Vol.20， No.2 131-138 (平11-3)

【2】生駒俊明， イノベーションと国際競争力， 学術の動向， 2006 年12 月号 (2006).

【3】 David PA， Hall BH， Toole AA. Is public R&D a complement or substitute for private R&D? A review of the econometric evidence (2000).

【4】中国新能源网newenergy.org.cn/2009-2-19.

【5】李建海.太阳能的开发与我国的可持续发展(J).兰州教育学院学报2003.3:45-48.

第4篇

为了适应电力系统及其自动化专业学生的教学，在课程改革过程中，根据新能源发电行业现状和电气工程对新能源发电技术课程知识体系的需求，结合电力工程及其自动化专业的特点，精选教学内容，重新构建了新的课程知识体系，加强与电力系统及其自动化专业之间的联系。根据新能源发电站接入电网的影响不同，将这些新能源技术分为两类：稳定性能源发电技术和间歇性能源发电技术。

一些新能源技术（如生物质能、地热能和常规水电）在接入电力系统方面和常规电力技术一样容易，除了一次能源的形式不同，转换成电能环节基本相同，都采用同步发电机进行发电，对电网的安全和稳定不会造成影响。因此，这部分新能源知识重点讲解各种新能源发电技术的基本原理，最新的发电技术的现状和动向，及在利用过程中对改善环境带来的好处，培养学生新的能源观念和意识。同时结合电网发展的最近进展，这些发电技术作为分布式电源接入电网时，如何规划电网，接入电网对电网的影响等方面进行适当的讲解，加强与电力系统知识的联系，提高学生学习的积极性，由于受到季节、气象和地域等条件的影响，另一些新能源技术具有随机性、波动性和间歇性的特点，如风能和太阳能发电等新能源发电技术，在接入电力系统方面需要克服更多的挑战，其电力大规模并入常规电网会对电网调峰和系统安全运行带来显著影响。这部分内容重点讲解与电力系统相关的技术，涉及到电机学、电力电子技术和电力系统相关的知识点。在间歇性能源并网过程中，电力储能技术可以补偿负荷波动，解决风能和太阳能等间歇式新能源发电直接并网对电网的冲击，调节电能质量，使大规模风力发电和太阳能发电能够方便可靠地并入常规电网。随着可再生新能源发电技术的快速发展，电力储能技术也是电力系统及其自动化专业学生必须掌握的知识，所以储能技术也是该课程知识体系的重要部分。

本文提出的课程知识体系目前还没有相关教材，为此，笔者较为系统地构建并编写适合电力系统及其自动化专业的“新能源发电技术”课程讲义，使之更符合电力系统及其自动化专业的教学。从两学期的试用情况来看，学生认同感增强，明确该课程是本专业不可或缺的重要选修课，重视程度显著提升，在教学过程中取得了良好的效果。

二、教学模式改革

选择合适的教学方法，能够提高课堂效率。教学内容的不同，授课的教学方法也需要相应的改进，为此笔者对教学方法也进行了改革，使之与课程知识体系相适应。

1.采用学术专题讲座的教学方式“新能源发电技术”课程知识体系要求运用新的教学方法。每种新能源发电技术各自成章，自成系统，各部分内容均有很多前沿的技术，仅靠书本知识已经不能适应科技的进步。因此需要任课教师补充相关发展的新动向和新技术，以学术讲座的形式进行讲授与课程相关知识点。讲解过程中，以具体的行业问题为背景，采取启发式的讲解方式，层层剖析问题，可以让学生在有限的学时内，掌握发电技术的发展现状、发电原理、利用方式、开发存在的问题和研究现状及动向。如地热发电、海洋能发电、生物质能发电、太阳能热发电技术，都可以采用讲座的方式进行讲解。同时在讲座过程中，增加学生提问环节，让学生可以积极参与，引导学生自主思考。为了强化实践，在每一个专题授课结束后，教师通过布置与该专题相关的设计题目，让学生学以致用。比如让学生设计太阳能热电站，利用波浪能发电原理设计相应的波浪能电站，设计新农村综合利用生物质能的方案，设计垃圾发电站工艺流程等，作为分布式电源接入电网时，结合不同能源开发利用的特点对该地区新能源开发和电网结构做出合理规划，并给出理由。通过这些综合性设计作业，可以增强大家的创新意识和实践能力，激发了学生的学习兴趣和主动性，训练了学生分析问题、解决问题的综合能力，起到了非常好的效果。

2.基于问题的探究式教学方式传统的讲授方式，可以系统地讲解，课堂容量大。风力发电和光伏发电技术涉及知识点多，知识点零散，因此需要教师合理组织教学内容，使其与所学专业知识相结合。为此笔者精心设计每一个教学环节，精讲多练。但传统的授课方式，学生被动接受，学习积极性不高。为此，笔者采用基于问题的探究式教学方式，在教学的过程中，教师起引导作用，对课程中的知识点进行分析，提出基于问题的讨论题目；并分析学生需要掌握的知识要点，为学生提供必要的参考文献，让学生课后自己查阅资料，引导他们学会自己总结知识点，利用所学知识分析实际问题。而学生在课后根据自己的兴趣自愿选题，并分小组进行研讨，研讨后，该小组总结讨论结果。在课堂讨论中，每个小组推荐一名学生做交流发言，将自己的研究内容做简要汇报。学生互相提问展开讨论，老师进行有针对性的点评，肯定了学生们取得的成绩，对错误的地方进行了补充和纠正。为了达到分组讨论学习预期效果，要求每个小组在上交的文献报告中，明确每个学生所做的工作和参加小组讨论的发言内容，督促每个学生都参与讨论学习。通过这种教学方式，充分调动了学生的积极性和主动性，也很好地完成了教学目标，促进了教学质量的提高，达到“授人以渔”的目的。

3.改进多媒体教学方式由于该课程设计的专业知识具有跨学科的特点，有些知识点学生难以掌握，有些原理较为抽象。如风机的偏航过程、变桨过程、风机的失速原理、斯特林发动机的发电过程等都比较抽象，在没有实物演示的前提下，学生经常不容易理解。因此在讲这些课程内容时，采用多媒体动画演示的方法，帮助学生理解基本概念和知识，让学生更快更易地理解和掌握这些内容。

三、考试方法的改革

虽然在教学内容和方法上进行了改革，提高了学生的学习兴趣，激发学生的学习热情，但仍有不少学生选课和学习动机不端正。他们不是为了完善自己的知识结构，提高自己的综合素质，只是为了凑满学分，对选修课缺乏足够的重视。传统的闭卷考核方式不能全面地反映真实的教学情况。撰写课程论文，成绩只与论文写得好不好有关，有的同学东拼西凑，也能获得一个理想的成绩。这些方式都难以督促学生平常的学习，因此仍需完善课程的考核方式。根据“新能源发电技术”课程的特点，笔者对该课程的考试方式做了合理的改革，促进学生学习，公正地反映了学生的成绩。主要采取了以下一些措施：

1.注重对学生平时的考查增加课堂随机考查的次数。通过提问、课堂测验等方式，让学生在上课时能集中精力听讲，防止学生上课“开小差”。回答问题和课堂测验计入平时成绩。

2.增加撰写文献报告和大作业基于问题的探究式教学方式中，撰写文献报告和小组讨论环节能够有效培养了学生查阅文献、撰写论文、发现问题、解决问题、独立思考的能力，因此能够较为科学评价学生平时的努力程度。因此，课堂讨论和小组讨论中，根据学生在该环节中的贡献不同给学生不同成绩，这样能起到督促学生学习和检验学生学习效果的作用。作业是课堂教学的有效补充和延伸，是教学中必不可少的环节。大作业一般具有综合性的特点，能够有效锻炼学生的综合能力，巩固平时所学的知识，是反馈教学效果的有效手段。因此增加大作业和撰写文献报告在平时成绩中的比重也是考查学生平时学习的有效手段。

3.增加平时成绩的权重平时考核成绩权重由原来的30%提高到目前的50%，有效地避免了学生平时不学习，考试时突击学习也能取得不错成绩的弊端，提高学生学习的积极性和自觉性。通过上述措施的实施，经调查表明多数学生都认可这种成绩考核方法较合理、公正，能够真实反映学生的成绩，受到了多数学生的欢迎。

四、结束语

第5篇

[关键词]太阳能 光伏发电 逆变 并网

中图分类号：TK511 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）33-0363-01

1 概述

2013年年初，京津冀地区遭遇严重雾霾天气； 10月份以后，大范围雾霾污染又蔓延至哈尔滨、苏州、上海、甚至三亚等地，全国范围从北到南无一幸免。

据相关部门统计， 2013年的雾霾天数是中国近52年来的最多，创下历史纪录。

环保专家指出，导致空气质量下降的污染物有二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、可吸入颗粒物、臭氧等。在一些地区，尤其是大城市，工业生产、机动车尾气、建筑施工、冬季取暖烧煤等排放的有害物质难以扩散，导致空气质量显著下降。面对越来越严峻空气污染形势，寻找新能源成为当前面临的迫切课题。照射在地球上的太阳能非常巨大，而且太阳能发电绝对干净，不产生污染。所以太阳能被誉为是理想的能源。随着太阳能光伏发电技术的发展，光伏发电已经不再只是作为偏远无电地区的能源供应，而是向逐渐取代常规能源的方向发展。

本文主要讨论太阳能光伏发电系统中电力电子技术的应用；介绍并网系统的组成特点；根据不同的电路拓扑，讨论太阳能最大功率点跟踪技术的实现方法。

2 太阳能光伏系统的组成

太阳能光伏发电系统是利用太阳能电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。

与独立供电的光伏系统相比，并网系统一般都没有储能环节，直接由并网逆变器接太阳能电池和电网。并网逆变器的基本功能是相同的。那就是，在太阳能电池输出较大范围内变化时，能始终以尽可能高的效率将太阳能电池输出的低压直流电转化成与电网匹配的交流电流送入电网。

3 太阳能光伏系统的最大功率点跟踪技术

实现太阳能光伏阵列的最大功率点跟踪，实质上是一个自寻优过程。通过对光伏阵列当前时刻输出电压与电流的检测，得到当前时刻光伏阵列输出功率，再与已存储的前一时刻光伏阵列功率值比较，舍小存大，再检测，再相比较，如此不停地周而复始，便可使光伏阵列动态地工作在最大功率点上。

在一定温度时，不同光照强度下太阳能电池的输出特性曲线不同。每条曲线都存在着一个最大功率输出点，并且这个点在当前的光照条件下是唯一的。在太阳能光伏系统中采用较多的一阶MPPT正是利用了最大功率点的dp/dv为零的特性。先对太阳能电池的输出电压和电流进行连续的采样，并将每次采样的一组电压电流数据相乘折合成功率值，然后减掉上一次采样得到的功率值，即为功率差分值。当功率达到最大值时满足式（1），同时还可以推得式（2）。

dP/dU=dUI/dU=UdI/dU+IdU/dI=0 （1）

UdI+IdU=0 （2）

令

ΔI=UdI （3）

ΔU=-IdU （4）

则当ΔU=ΔI时，即可近似认为达到最大功率点，这样就构成了最经典的一阶差分算法。

4 并网供电的太阳能光伏系统中的逆变器

光伏阵列所发的电能为直流电能，然而许多负载需要交流电能，如变压器和电机等。直流供电系统有很大的局限性，不便于变换电压，负载应用范围也有限。除特殊用电负荷外，均需要使用逆变器将直流电变换为交流电。现在常用的逆变器有以下几种。

1）方波逆变器

此逆变器输出的电压波形为方波，逆变器线路简单，价格便宜，实现较为容易。缺点是方波电压中含有大量的高次谐波成分，在负载中会产生附加的损耗，并对通信等设备产生较大的干扰，需要外加额外的滤波器。此类逆变器多见于早期，设计功率不超过几百瓦的小容量逆交器。

2）阶梯波逆变器

阶梯波逆变器输出的电压波形为阶梯波形，阶梯波逆变器的优点是输出波形接近正弦波，比方波有明显的改善，高次谐波含量减少。但此逆变器往往需要多组直流电源供电，需要的功率开关管也较多，给光伏阵列分组和蓄电池分组带来不便。

3）正弦波PWM逆变器

正弦波逆变器的优点是输出波形基本为正弦波，在负载中只有很少的谐波损耗，对通信设备干扰小，整机效率高。缺点是设备复杂、价格高。

5 双模式逆变器

为了方便应用，可以设计一种既可独立运行，又可并网运行的光伏发电系统。该系统中的逆变器可以自由切换并网运行和独立运行，并且保证在切换过程中对负载和逆变器无冲击，实现平滑切换。可以采用了快速检测并网开关和抑制电流突变的过渡算法，以实现三相系统并网/独立的平滑切换。这种系统称为三相双模式逆变器发电系统。此系统中太阳能电池板组成光伏阵列，输出不稳定的直流电。DC/DC 充电控制器连接电池板和蓄电池组，实现最大功率向蓄电池充电。 蓄电池可以在太阳辐照度变化和无太阳光时持续向逆变器供给直流电。三相逆变器的输入级连接到蓄电池的直流母线上， 输出接在带有中心抽头的变压器上。这样可以带三相或单相负载运行。并网开关可以实现电网与负载、 逆变器的连接和断开。当电网无电时，并网开关断开，逆变器给负载供电。当电网有电时，并网开关闭合，负载由电网和逆变器共同供电，逆变器还可以将太阳能电池板发出的多余电能输入到电网中，也可以利用电网给蓄电池充电。

6 结论

本文对太阳能光伏系统中的最大功率点跟踪和逆变技术进行了讨论。通过对并网光伏系统进行系统组成分析，比较其构成特点和电路拓扑，讨论得出了各自适用的控制方法。文章最后介绍了一种可实现独立运行与并网运行实时切换的双模逆变器。从上述分析可以看到：太阳能光伏发电作为新能源的应用技术正在得到迅速发展，而电力电子技术作为其中的关键技术，对太阳能光伏发电应用的发展起着决定性作用。

参考文献

[1] 赵争鸣，刘建政，孙晓瑛等.太阳能光伏发电及其应用.北京：科学出版社，2005.

[2] 郭廷玮.太阳能的利用和前景.北京：科学普及出版社，1984.

[3] 王长贵.新能源和可再生能源的现状和展望.太阳能光伏产业发展论坛论文集，2003，9：4～17.

第6篇

关键词：太阳能，LED，楼道灯，照明系统

 

0.引言

目前，国内的楼宇楼道照明都是采用传统的~220V的白炽灯或节能灯，每层楼道装上手控或声控等控制开关，加上时间控制器。论文参考网。这种楼道照明系统使用已经几十年了，现在还在被广泛采用。但这种楼道照明系统存在着其与生俱来的缺点：1、电费分摊难，一个楼道有好多住户，楼道灯的电源接在哪一户都不合理。2、白炽灯或节能灯使用寿命短，尤其是楼道灯需要经常启闭的情况下，灯的使用寿命更短。3、损坏了没人修，因为是公共使用，修理的责任不明确；这样，有些楼道灯随着时间的延长，损坏了没人修，成了盲道，没有起到楼道灯的作用，给住户带来很大的不便。现在随着太阳能发电技术与发光二极管照明技术的应用普及，我公司完美地融合了太阳能和LED两大高新技术，已成功地开发出太阳能楼宇楼道照明系。

1.楼宇楼道照明系统的原理及组成

太阳能楼宇楼道照明系统的工作原理是：利用白天太阳能电池吸收太阳能，储存在蓄电池中，晚上蓄电池放电供楼道灯照明。

太阳能楼宇楼道照明系统主要由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）、大功率LED照明灯、时间控制器、各楼层控制开关等部件组成。论文参考网。各部分的作用为：

1）太阳能电池板：太阳能电池板是太阳能楼宇楼道照明系统中的核心部分。其作用是将太阳的辐射能转换为电能，送往蓄电池中存储起来；目前较常用的太阳能电池板是多晶硅太阳能电池板，它的转换效率一般为14~17%，国产的转换率低一点，进口的相对高一点。

2）蓄电池：一般为免维护铅酸电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到晚上需要的时候再释放出来，供楼道灯用。

3）太阳能控制器：太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。

4）LED照明灯：这也是太阳能楼宇楼道照明系统中主要的部件。LED（Light-Emitting-Diode 中文意思为发光二极管）是一种能够将电能直接转换为可见光的半导体，采用电场发光。LED的特点是寿命长、光效高、无辐射与低功耗。其寿命可大于10万小时以上，比普通的白炽灯长几十倍；其光效已经达100Lm/w以上（节能灯80Lm/w）；节能明显，比节能灯还要节能1/4；除此之外，LED还具有光线质量高、低压直流驱动（一般为3~3.5v）、基本上无辐射等优点，属于典型的绿色照明光源；太阳能电池发出的是直流电，LED的驱动也是直流电，它们之间不需要复杂的能量转换，所以太阳能与LED的组合是最完美的组合。LED照明灯用在楼宇楼道照明系统中还有一个更大的优势是，因为其驱动电压低，启动时没有大的冲击，适合频繁启闭，不影响使用寿命。

5）时间控制器：也是这个系统中的主要部件。它与普通的楼道照明系统中的时间控制器的作用一样，当每层楼的控制开关动作后，楼道灯就点亮，用时间延迟器控制亮灯时间，一般是在1~3分钟之间可调。太阳能楼宇楼道照明系统中的时间延迟器是采用直流延迟控制的。

6）各楼层的控制开关，这与传统系统中的一样。可采用手控、声控、红外线光控等。所起的作用也是一样的。

2.太阳能楼宇楼道照明系统的设计需要考虑如下因素

太阳能楼宇楼道照明系统的原理比较简单，主要的元器件也不复杂，但在系统的设计时以下几方面的问题必须充分考虑到。

1）根据楼层的高低、楼道灯的多少、灯负载的大小、每次亮灯的时间、遇到没有日光照射的阴雨天气的多少，来匹配太阳能电池板的大小与储能用的蓄电池的大小。我们开发的楼宇楼道灯一般以六到七层、每层一盏3~5w的LED照明灯为一个单元，如果是高层建筑的，最好能考虑多个系统单元。每次亮灯时间为2~3分钟，南方地区要考虑7~10天的阴雨天气，北方地区可以根据各地的气候特点作相应的调整。这方面需要进行精确的计算。

2）根据LED照明灯的驱动电压，来选择太阳能电池和蓄电池的电压等级，从安全、经济等因素的考虑。我们认为选择12V等级的比较好。

3）LED照明灯尽可能选择用大功率LED制成的。现在大功率LED的技术已经较成熟，性能也较稳定，价格也合理；尽可能采用功率为3~5w的灯具，这样的LED灯的实际照度相当于白炽灯的25w~40w，作为楼道灯已经足够了。我们采用3个1w的大功率LED串联，其驱动电压接近12V，与上面的驱动电压正好相匹配。论文参考网。

4）太阳能控制器，一定要选用质量、性能稳定的，并具有对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用的，它的好坏直接关系到整个系统的运行情况与使用寿命。

3.系统的适用范围及推广价值

太阳能楼宇楼道照明系统，不仅可应用在普通的住宅，也可应用在学校、机关、工厂、商厦等所有的楼道照明上；它不仅仅能解决传统楼宇照明系统中存在的普遍问题，使所有楼道灯真正起到楼道照明的作用，还能节约大量的人力、物力；尤其是提倡低碳经济的现在，它还是真正意义上的节能环保、安全可靠的照明系统；一旦市电系统出现故障，它也能保证楼道照明的正常。这种照明系统如果在全国推广，它的经济价值是无法估量的，它的社会价值是不可低估的。

第7篇

近年来，经济社会发展使得资源能源消耗不断增长，一方面，石油、煤炭、天然气等化石能源价格不断飙升，另一方面，发展经济的同时造成了人类生存环境的恶化。能源成为现代社会存在和发展的基石，再生能源替代化石能源成为社会发展的必然趋势。

（一）太阳能。

太阳能是一种人类取之不尽用之不竭的可再生能源，它具有清洁性、安全性、广泛性、持久性、充足性、免维护性及潜在的经济性等优点，具有重要的战略地位。水能、风能、潮汐能可用的总量都太小，满足不了人类的需求。核聚变能虽然产生的能量巨大，但有不可控性及安全问题。地热能从理论上看也具有潜力，但是存在技术和安全性的问题。所以，太阳能是人类所知，目前已经可以利用的，清洁安全的，能够解决人类未来所需的唯一能源选择。人类直接利用太阳能还处于初级阶段。太阳能发电是一种使可再生能源被利用的新兴方式。通常说的太阳能发电指的是太阳能光伏发电，简称“光电”.

（二）光伏发电。

光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术所需要的关键元件是太阳能电池。光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电，光伏发电系统主要由太阳能电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，它们主要由电子元器件构成，不涉及机械部件，所以，光伏发电设备极为精炼，可靠稳定寿命长、安装维护简便。从理论上讲，光伏发电技术可以在任何需要电源的场合发挥作用。光伏发电系统由太阳能电池方阵，蓄电池组，充放电控制器，逆变器，交流配电柜，太阳跟踪控制系统等设备组成。它是近年来发展最快，最具经济潜力的能源开发领域。

（三）光伏产业链。

光伏产业链主要包括硅料、硅片、电池片、电池组件、应用系统5个环节。上游为硅料、硅片环节；中游为电池片、电池组件环节；下游为应用系统环节。整个产业链从上游到下游呈明显的金字塔分布，随着产业链的增加市场容量和企业数量不断增加，由于硅料特别是高纯度的硅料在整个光伏产业链中利润最高，因此处在上游的企业所获得的利润很明显的高于下游企业。我国光伏产业现已形成了比较完整的产业链，如今正处在快速发展的阶段，2009年我国内地多晶硅产量超过了两万吨，太阳能电池产量超过了4000兆瓦，已经连续3年成为全球太阳能电池的第一大国。

2010年5月，中国光伏产业联盟成立，此联盟以规范发展、推动应用、引导行业联合创新为核心，研究鼓励光伏产业发展的各项政策，加大对企业技术改造和产业升级的支持力度，其中主要包括22家国内光伏骨干企业、行业协会及研究机构。中国光伏产业联盟始终致力于整合产业资源、推进结构调整、转变发展方式，加大行业凝聚力，增强国际影响力与竞争力。

二、光伏产业的发展现状

世界光伏产业在过去10年内每年以30-40%的速度增长，论文格式根据Solarbuzz最新数据统计，2007年全球光伏系统装置新增容量为2826MW,同比增长62%.光伏产业一直是政府宏观调控在进行政策支持，通过产业自身不断技术创新，企业不断规模化而迅速发展。但是全球光伏发电的补贴却处在下降阶段，这就驱使光伏产业不断寻找科技创新、降低成本的途径。到2012年时全球光伏产业发展迅速。

（一）经济的发展促使光伏产业的发展。[论/文/网 LunWenData/Com]

经济迅速发展带来的负面效应是资源的大量消耗，特别是化石能源日益减少，同时环境受到破坏，日益严重的温室效应，因此各国均大力发展太阳能利用技术，其中发达国家因其经济发达、能源消耗大而起步较早，日本、欧美等国家在技术和应用上都处于领先地位。但是太阳能发电成本与传统能源相比较高，因此需要政府给予政策扶持。20世纪90年代末，“阳光计划”在欧美、日本等国家内开始实行，政府在许多方面采取政策支持，例如太阳能发电的价格、国家税收、发展基金等方面给予较大优惠。同时，欧洲一些高水平的研究机构在政府的资助下也加大了对太阳能能源利用的研究。

（二）中国光伏产业的发展。

近年来，中国经济发展之迅速受到了世界的瞩目，但同时我们也深刻地意识到，在能源构成中，煤占有着主导的地位，煤的直接燃烧会产生大量污染物，给环境带来严重的影响，从环境和能源双重考虑，政府正积极开发利用可再生资源。在我国广阔的土地上，太阳能资源开发和利用的潜力非常广阔。年平均日照超过2000小时，大多数地区年平均日辐射量在每平方米4千瓦时以上，西藏日辐射量最高达每平米7千瓦时，与同纬度的其他国家相比，有着巨大的优势和开发潜能。

中国光伏技术在20世纪70年代兴起，起初用于空间，70年代后光伏应用扩大到地面，中国的光伏产业应运而生，每年以400%的速度快速发展，短短5年一跃成为世界第一强，中国光伏产业取得的进步世界瞩目。根据《可再生能源中长期发展规划》，到2020年，我国将力争使太阳能发电装机容量达到1.8GW（百万千瓦），到2050年将达到600GW（百万千瓦）。预计，到2050年，中国可再生能源的电力装机将占全国电力装机的25%,其中光伏发电装机将占到5%.预计2030年之前，中国太阳能装机容量的复合增长率将高达25%以上。中国光伏产业一方面拥有相对的电池技术、半自动化的设备和人力的最佳生产模式和成本优势，但是另一方面光伏产业链还不健全，关键技术上有所欠缺，与国外相比，我国光伏产业市场化进程却相对缓慢。过去几年中国政府和业界人士一直共同努力改善“原料、市场、技术和设备”四个都在外的情况，但是从整个产业链来看，我国光伏产业主要集中到2010年9月人民币兑美元的名义利率已超过20%.直接导致的后果就是影响广东省服装贸易的进出口量。据统计，人民币升值1%,服装行业的出口产品的营业利润将下降10.3%,人民币升值到5%到10%的这个阶段，服装行业的利润率将下降到10%到60%.人民币的升值还将影响到外资对广东省服装行业的投资积极性。

2.周边地区竞争激烈。

近年来随着经济的加快运转，江苏、浙江、福建等省份服装产业的发展尤为迅速，以自创品牌、推行特许加盟等模式来占领市场。加上中西部地区开始重视服装产业的发展与建设，产业环境和政策环境都在逐步优化，竞争优势越来越明显。这些地区的服装出口规模不断扩大，这对广东的服装业造成了一定的影响。

3.国际服装贸易保护主义下导致的贸易壁垒。

自从2005年服装配额取消以来，我国对欧美地区的服装出口大幅度增长，为了保护本地区的利益，美国、欧盟启动了“特保”条款，对多种服装实施进口数量限制。

三、广东省服装出口的发展战略措施

（一）提高品牌意识。

高产出、低附加值已经不适合广东服装发展的道路，广东省只有转变服装出口的模式。面对全球经济一体化的今天，广东省服装企业应逐步认识到其经营规模和竞争力已亟待改善。自己的企业要尽快变革，形成品牌效应，抓住时机融入世界经济舞台。

（二）组建大型服装集团。

采取强强联合、工贸联合、内外贸联合、跨地区联合组建大型服装出口集团，国家应给予必要的支持政策，加大国家资本退出的速度，以此强化企业的市场化职能。在更短的时间内率先允许服装业内外贸的合并，允许企业重组和国有资本退出，原有的外贸专营权同步转移。

（三）优化产品结构。

建立有效的营销激励机制集中现有优良资产、优势资本和优良技术装备，开发市场适销的特色化产品，增加高附加值产品，提高产品毛利率。对于积压产品、亏损严重的产品要坚决停产，将产品产销率提高到国家要求的水平。加强营销管理，要把“质量、效率、低耗、效益”有机结合起来，强化全员的市场意识，增强营销人员的责任感和积极性。

（四）加强地区交流。

广东省无可比拟的地理位置，加强了地区与地区间的优势，包括珠三角地区和港澳台地区。加强地区间的交流，获取最新信息。有助于广东省服装业进一步的发展。

第8篇

【关键词】光伏并网逆变器；LCL滤波器；参数设计

一、引言

随着光伏太阳能电池板的工艺不断进步，太阳能并网发电逐渐成为热点。大功率光伏并网逆变技术是太阳能光伏并网发电领域最核心技术之一。而逆变器侧的滤波器参数选择是关系着其并网的性能优劣的关键点之一。因此，设计参数合适的滤波电路及确定合适的滤波电路参数非常重要。

二、L及LCL滤波器效果对比

并网逆变器滤波结构主要有L型及LCL型。

L型滤波器是一阶的，电流谐波幅值一直以-20dB/dec下降，LCL型滤波器是三阶的，在谐振频率之前，和L一样，电流谐波幅值以-20dB/dec下降，谐振频率之后，电流谐波幅值以-60dB/dec下降。随着频率的增加，在高频阶段LCL能有效抑制谐波成分。同时可以看到，如果想达到相同的滤波效果，LCL型滤波器总电感量是L型滤波器总电感量的1/3，极大的减小了滤波器的体积，节省了材料及成本。

三、500kW大功率光伏并网逆变器的LCL滤波电路参数设计

1.总电感的约束条件

LCL滤波电路中，电容支路开路，总电感大小为L=L1+Lg，根据基尔霍夫电压定理有：

根据图1，可以看出，A点表示逆变器输出电流与电网电压同向，逆变器向电网传输有功功率，功率因素为1。

根据图1，由余弦定理得出：

2.谐振点的约束条件

LCL滤波电路发生谐振时，该次并网谐波谐波电流会显著增加。根据谐振公式，可以知道并网电流发生谐振点频率为：

（3-4）

在大功率光伏并网逆变器控制技术中，一般采用SVPWM调制方式。该调制方式使得谐波电流在开关频率及开关频率倍数附近含量很大。所以，谐振频率应避开开关频率倍数处。工程中，一般将谐振点取在10倍基波频率和一半开关频率的范围之间，即：

（3-5）

3.逆变器侧电感L1的计算

在SVPWM调制情况下，设定电感电流纹波在每一个载波周期内不能超过峰值电流的20%，有：

其中，Ts为载波周期，为纹波电流，。

4.并网侧电感Lg的计算

工程上，一般将逆变器侧电感值的1/6到1/4作为并网侧电感值，即Lg=（1/6～1/4）。

5.电容C的计算

电容导致的无功功率必须小于逆变器总容量的5%，本次计算中选取逆变器额定容量的2%作为无功功率。

6.计算电容侧电阻值Rd

为了使大功率并网逆变器有更好的稳定性，采用控制方法较简单的无源电阻法来并网。它将LCL滤波器电容侧串联入电阻Rd，减小谐振点的谐波电流。Rd的引入导致系统损耗增加。

分析式（3-11），可以看到，功率损耗随电阻的增大，先增大后减小，当时，功率损耗出现的极大值。因此无源电阻取值应该避免这些点。

考虑到谐波电流主要分布在开关频率及其倍数附近，即：

时，逆变器有较大损耗。

综合考虑：

此时，无源电阻功率损耗不大。所以，基于500kW的光伏并网逆变器LCL滤波电路选取的参数如表1所示：

7.验算谐振点

将计算好的各值带入式（3-5），检验电流谐振点，则fres=1493Hz。满足系统要求。

四、仿真验证

采用Matlab/Simulink搭建仿真模块，控制算法用S函数编写而成。

光伏电池板直流电压源采用Boost电路，通过电流闭环控制功率大小，模拟光伏电池板在不同光照下工作。并网逆变器采用SVPWM7段式调制策略，实现单位功率因素的并网运行。

研究发现，为了实现逆变器单位功率因素并网运行，取逆变器侧的电流反馈，此时需要给Q轴给定电流做移相补偿，补偿的无功电流为：

Boost电路中，直流侧电压500V，电感L=10mH，开关频率2.5kHz，支撑电容10mF。三相并网逆变器LCL滤波器参数如表1所示，并网线电压270V。

五、结论

仿真结果如图2～图5所示，可以看到额定功率运行时，并网电流的谐波为1.38%。当轻载运行时，因为调制度降低，SVPWM调制谐波电压含量增加，并网电流总谐波含量为9.29%。

对于输出功率随光照强度变化的光伏太阳能逆变器，仿真证明此LCL滤波器能达到很好滤波效果。证明了LCL滤波器设计的正确性。

参考文献

[1]冯垛生，张淼，赵慧，等.太阳能发电技术与应用[M].人民邮电出版社，2009：8-11.

[2]张兴，曹仁贤.太阳能光伏并网发电及逆变控制[M].机械工业出版社，2011：68-71.

[3]Soeren Baekhoej Kjaer，John K.Pedersen，Frede Blaabjerg.A Review of Single-Phase Grid-Connected Invertersfor Photovoltaic Modules[J].Industry Applications，IEEE Transactions on.2005，41（5）.

[4]马琳.无变压器结构光伏并网逆变器拓扑及控制研究[D].北京交通大学博士学位论文，2011.

[5]陈瑶，金新民，童亦斌.三相电压型PWM整流器网侧LCL滤波器[J].电工技术学报，2007，22（9）：117-118.

[6]宋静文.大功率光伏逆变器损耗模型的研究[D].西南交通大学硕士学位论文，2013.

作者简介：

第9篇

关键词：光伏发电； 锂电储能；混合供电管理；双向逆变

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，Focuses 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

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

0引言

太阳能具有资源丰富、开发方便、清洁无污染等优点，光伏发电作为太阳能发电的主要应用形式，已成为一种重要的分布式发电技术。随着光伏、风电等可再生能源发电技术的发展，分布式发电日渐成为满足负荷增长需求、提高能源综合利用效率、提高供电可靠性的一种有效途径，并在配电网中得到广泛的应用。

但分布式发电的大规模渗透也产生了一些负面影响，如单机接入成本较高、控制复杂、对大系统的电压和频率存在冲击等。这限制了分布式发电的运行方式，削弱了其优势和潜能。混合动力型系统设计为发电技术及可再生能源发电技术的整合和利用提供了灵活、高效的平台。

光伏发电受光照和温度等外界条件的影响较大，其功率输出具有较强的波动性与间歇性，给电能质量和电网调度带来了很大的挑战，因此在家庭应用中配备一定的储能装置组成光伏-蓄电池混合发电系统，改善系统动态和静态特性特性。

本文首先介绍含锂电池储能的光伏发电和市电混合供电设计系统的详细方案，其特征是：

集光伏、市电和锰酸锂电池供电为一体；具有逻辑控制功能；逆变输出纯正的正弦波；同时具有电压调整功能，输出电压稳定可靠。通过光伏发电、储能和市电控制管理系统研究和设计，完成独立光伏储能发电接入工程总体技术方案，为实现绿色光伏电源无障碍介入提供技术指导。

1总体方案设计

光伏发电阵列通过充电控制连接锂电储能系统，锂电储能经由一个双向DC/DC 换流器通过充放电系统接入逆变单元，同时连接市电。市电输出控制电路和隔离逆变都连接AC输出接口。该系统以光伏发电用电为主，光伏发电不足时由市电介入，在没有市电和光伏发电不足时采用蓄电逆变支持负载工作的先后顺序。

2光伏发电系统设计

2.1 光伏电池阵列设计

系统的光伏组件选用功率为195 Wp 的单晶硅太阳电池组件，工作电压约为36.5 V，开路电压约为41 V。根据家庭用电情况满足室内照明、冰箱、电视、电脑等用电设备。系统电压DC48V，双向逆变器功率为2KW，光伏方阵为4块195Wp组件，采用2串2并方式连接。

光伏电池是光伏发电系统中最基本的电能产生单元，单体电池的输出功率较小，需经串并联形成光伏阵列以获得较高的输出电压和较大的输出功率。

太阳电池的输出特性

光伏性能图

3蓄电系统设计

3.1 储能装置选择

综合比较各种储能技术在新能源发电领域的应用特点，锂电池作为新型绿色储能产品，具有寿命长、体积小、容量大等特点，在该项目中我们选用锰酸锂电池，在功率配比、循环使用寿命、使用费用等各个方面，均比较适合本项目的设计要求。

3.2 储能装置充放电系统

对于储能系统，设计采用双向逆变器实现光伏发电、锂电池储能系统与市电的能量交互。双向逆变器采用逆变/充电一体机可以实现纯正弦波输出交流电压，以及在交流逆变器中集合了蓄电池充电功能、交流自动切换开关等。该储能系统配置的监控系统监控范围覆盖充电电流、蓄电池容量等各方面。充、放电电流实时测量，系统同时实时监控电压值，以保证系统运行在最佳状态下，延长系统使用时间。

4市电接入及控制管理系统设计

4.1市电介入工作模式

该工作模式为当光伏不处于发电状态或光伏发电不能满足负载用电时，由市电（交流）输入经隔离变压器隔离降压后，经整流器进行整流滤波，由逆变器逆变后给负载提供纯正弦波电能。同时市电通过整流后可以为蓄电进行充电。

4.2整体控制管理系统设计原理

具体工作原理如下：

1）、当日照充足，系统光伏输入功率大于负载功率时，保持长期由光伏输入经逆变DC-AC转换，输出交流电向负载提供电能，同时对逆变器后备锂电电池进行充电，直至锂电电池组电压充到设定的过高压保护点Vch值。

2）、当日照不充足或光伏输入功率小于负载功率时，当锂电电池组电压降低到设定点Vb时，由蓄电逆变转为市电交流供电，并且交流电经由逆变控制单元和光伏发电同时向锂电电池组进行充电。当逆变器后备电池组电压恢复到Vch时，断开交流供电，重新由光伏输入或逆变器后备电池组对负载提供电能。

3）、当光伏电池处于不发电状态时，该系统将处于交流市电供电模式，同时由交流供电经由双向逆变单元向后备锂电电池组进行充电。只有当具有光伏发电时转至1和2状态。

4）、该系统供电由三路供电组成，分别为市电供电模式，后备锂电电池提供供电模式以及光伏发电供电模式。根据工作环境按1）、2）、3）的逻辑模式工作。

系统原理图

5结论

本系统设计具有真正包含光伏发电、蓄电储能和市电接入的实际运行能力，能够真正实现分布式光伏发电、蓄电储能和市电供电之间的混合式供电。通过光伏发电和市电接入有效的保证系统供电的稳定可靠，可体现分布式光伏发电、市电接入及储能系统智能协调工作，有利于光伏分布式发展和提高光伏发电经济效益。

参考文献

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[6] 茹美琴.风光柴蓄复合发电及其智能控制系统研究[D].合肥工业大学，2004, 6

第10篇

关键词：微电网；电网并网；并网仿真实验

中图分类号：TM727 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）17-0120-03

我国电力发展迅速，在电力“十二五”规划中提到我国要不断推进电网智能化，因地制宜地发展分布式发电，积极发展风电等可再生能源，而微电网在智能电网中有很大的作用，使得电网更加智能化，并且微电网在某些场合具有很好的经济性，也具有一定的抗灾能力，比如在汶川大地震和雅安地震中运用微电网就可以减少一定的电力灾害影响，微电网很好地解决了许多电力问题。而微电网并网是微电网运行的核心，对微电网的并网进行研究有利于微电网快速稳定的发展。微电网并网的技术问题曾一度被视为微电网并网的重要瓶颈，所以研究微电网并网有着重要意义。

1 微电网并网研究现状

现今电力用户对供电可靠性的要求越来越高，对环保和利用可再生能源的呼吁越来越高，微电网发电和传统的电网结合起来能够达到更高的可靠性；而且有效利用了可再生能源，更加环保，能有效地解决以上问题。随着新材料和新型的发电技术的发展，微电网在技术上得到了支持。而且我国在不断推进智能电网，微电网具有的先进的控制系统和灵活的运行方式是智能电网的重要组成成分。微电网技术能够解决传统分布式发电分散接入、单独并网所带来的整体不受控的问题；当发生电网扰动时，其可有效解决单个分布式电源上关键负荷面临的电能质量问题，同时有利于提升电网可控性，而且未来的电网系统是一个公用大电网系统为主、本地微电网系统为辅的综合型电网系统。若微电网能够在孤岛运行与并网运行之间进行平滑切换，其作用更大。

我国对微电网还没有一个较为统一的定义，综合各研究定义大致是将分散的小型发电设备通过公共连接点（PCC）联结成网就地供电并能与大型电网联网运行的电网。其中微电源发电包括燃气轮机发电、风能发电、太阳能发电等清洁能源发电。对于并网方面，我国对同步发电机与大电网并网（即传统并网方式）研究较为成熟，且如今的准确度和自动化程度较高。而对于微电网的并网研究也是处于起步阶段。它们之间的并网有相同之处也有不同之处。微电网的电源有同步发电机，也有异步发电机，如风力发电。其原理与同步电机、大电网并网有所不同。

微电网系统的并网实现主要是由并网逆变器完成，并网时对微电网的实际运行状态进行判断，并且结合正序电压提取、锁相环和低通滤波等环节对微电网的运行进行监控取得数据进行并网。并网逆变器主要是完成微电网与公用大电网之间的连接和功能交换。三相全桥式逆变器在微电网并网中得到了广泛应用。逆变器作为微源与微电网的主要接口扮演着能量转化和扰动缓冲的重要角色。并网时，它能从PCC处获取主网电压的频率及幅值参考信号以和主网同步运行，三相全桥式逆变器在微电网并网中得到了广泛应用。

通过逆变器进行并网，极好地减小了电流冲击。并网逆变器的控制目标是控制逆变电路输出的交流电流为稳定的高质量的正弦波，且与公共电网同压、同频、同相位。我国的并网逆变器原材料80%来自国外，而90%逆变器卖出国外且面对了一年多的欧美“双反”夹击，发展不太景气，且起步较晚，但近来我国的政策不断激活我国市场需要，促进了并网逆变器的发展研究。

根据现今的研究表明，分布式电源并网，随着数量的增多实现平衡并不容易，而具有储能设备的微电网有利于微电网的并网，且有利于电网稳定性，它能提高微电网电能质量、增加系统稳定系、提高微电网的经济效益，承担着电力调峰的功能。特别是风力发电和太阳能发电都具有一定的波动性。而储能设备很好地解决了不稳定的问题。但储能设备的成本较高，限制了其发展，于是存储设备也需要同步发展提高，以更有助于稳定电网。

有部分学者提出了一些微电网并网的控制方法。总结起来都是通过电力电子器件监测大电网与微电网的电压相角和幅值的变化判断微电网运行状况进而自动转换运行方式的方法。其中控制方法有下垂控制、v/f控制、PV控制、采用VSC结构并网、采用潮流控制器（UPFC）并网，通过动态调节逆变器实现微电网与大电网的各参量相等。现今国际上和国内也有了很多示范工程建立起来，为微电网并网研究提供了基础和条件。

2 微电网并网标准

在国际上，IEEE制定了《IEEE1547分布式电源与电力系统互联的系列标准》，其中IEEE1547.4《分布式孤岛电力系统的设计、操作和集成指南草案》是专门针对微电

网的。

在部分国家也制定了一些相关标准。英国目前主要有《BSEN50438：2007微型发电设备接入低压配电网技术要求和嵌入式发电厂接入公共配电网标准》。德国先后于2008年1月和2011年8月了发电厂接入中压电网并网指南和发电系统接入低压配电网并网指，还了DINEN50438-2008与公共低压配电网并联运行的微型发电机的连接要求系统接入低压配电网并网指南。加拿大目前有2个主要的并网标准，有C22.2NO.257基于逆变器的微电源配电网互联标准C22.3NO.9分布式电力供应系统互联标准。还有一些是针对指定微电源并网的并网标准。

我国微电网发电正处于起步阶段，虽然国家出台了很多利好政策，但我国各方面标准缺乏统一高质量的标准，仍需要不断的优化。我国于2013年2月28日正式了《关于做好分布式电源并网服务工作的意见》这是继支持分布式光伏发电并网后，国家将支持范围扩大至太阳能、天然气、生物质能、风能、地热能、海洋能、资源综合利用发电。此服务意见合理确定分布式电源界定标准。意见明确分布式电源，是指位于用户附近，所发电能就地利用，以10千伏及以下电压等级接入电网，且单个并网点总装机容量不超过6兆瓦的发电项目。包括太阳能、天然气、生物质能、风能、地热能、海洋能、资源综合利用发电等类型。分布式电源并网服务一系列标准和细则的制订，优化了并网流程，简化了并网手续，提升了服务效率，切实提高并网服务水平。在分布式电源并网标准体系建设方面，国家电网先后编制了16项企业标准、8项行业标准、8项国家标准。在国家能源局的大力支持下，国家电网成功建设了国家级风电和太阳能发电研发（实验）中心，具备了风电和光伏发电全系列并网检测能力。但这些标准还不够细化，需要不断地发展调整。政策标准支持主要在于风力发电和太阳能发电，但对于其他微电源并未出台详细统一的政策标准。

总体而言国际上和其他一些发达国家要比我国的微电网并网标准先进，但仍然缺乏统一的具有很好约束力的标准，而且还有些标准比较滞后。

3 微电网并网条件及现象

微电网的并网要做的是微电网和大电网联结运行并向外送电。微电网主要运行作用是就地供电，但在大电网高峰期和缺电时，微电网如果能够向大电网提供电能便能够缓解大电网的高峰期压力，有助于大电网的稳定运行，但是当微电网并网时如果条件不符合标准会影响大电网和微电网双方的稳定，甚至造成严重危害。微电网与大电网并网运行，无论是运用传统并网方式还是用并网逆变器进行并网，其核心都是要使微电网与大电网在一定条件下稳定并网运行。微电网要与大电网相并网条件有：二者频率相等、相序相同、电压幅值相等和相角相等。当然这些都是理想条件，也不要求完全相等，在相应的允许范围内就可以。根据我国的一些具体并网具体标准：为保证并网安全，需要满足并网前电压差值不应超过额定电压的10%，相角差不应超过10°，频率差值不应超过额定频率的0.5%，即不能超过0.25Hz。这里经过仿真比较，选择相角超前微电网2°，幅值低于微电网0.05p.u.，频率高于微电网0.2Hz。

通过部分文献了解到并网相角差易导致微电网中的发电设备损坏，压差、频差和角差对切换造成影响的大小不同，得出相角差在并网切换时对系统造成的影响要远远大于电压差和频率差对其造成的影响。频率差其次，电压差对并网造成的影响最小。还有针对并网时的谐波问题提出采用电磁耦合的方式对高频脉冲宽度调制（PWM）波进行缓冲，抑制高频谐波注入电网的并网谐波解决方案。

4 仿真验证

图1 微电网并网简化结构

图2 没有相角差的并网情况

图3 相角差为5°时的并网电流

目前已有研究表明：微电网并网时影响最大的是相角差。本文就其相角差并网造成的电流震荡进行研究。并网时是通过10kVPCC母线将微电网与大电网相并网。大电网是50Hz，相间电压110kV，微电网为50Hz，相间电压11kV，微电网由两组微电源构成，一组风力发电机组，一组太阳能发电机组。用不同的相角差将微电网与大电网进行并网，微电网的相角滞后于大电网5°，比较其电流变化。在1s钟的时候进行并网。

通过仿真比较可以看出发电机并网时在没有相角差的时候会有微小的震荡，并网电流增大。但在有5°相角差的时候，并网震荡加大且震荡时间加长，大概要1s左右恢复稳定。并且通过仿真验证相角差越大，震荡电流越大，回复时间越长，造成的影响较大。

5 结语

通过微电网的并网研究现状和并网标准的总结体现了现今微电网的并网发展情况以及需要改进的地方，并通过有相角差的并网进行仿真，得出相角差造成的电网电流震荡波形。对于微电网的并网与仿真目前处于研究探讨阶段，还缺少成熟的经验，还需要不断实践以提高。

参考文献

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第11篇

关键词：光伏产业;多晶硅;太阳能电池;产业结构

随着社会的发展，人类对于能源的需求量越来越大。然而，化石能源资源的枯竭以及其开采、使用对环境污染的压力增大，使人们不得不寻找和开发新的绿色能源，太阳能是可供选择的绿色能源之一。以太阳能为基础的光伏产业是我国中央政府确定的战略性新兴产业。自2006年1月1日起实施了《中华人民共和国可再生能源法》后，又相继出台了一系列的政策法规近百条，2013年国内光伏电池产能为42GW，产量达到25.1GW，与2012年相比，增长率约为20%，产量约占全球总产量的62%，位居全球首位。光伏产业的发展受到政府前所未有的重视，一系列帮助光伏产业实现“量变向质变”转化的政策频出，使我国光伏产业政策体系初步形成。[1]

一、我国光伏产业发展现状

（1）多晶硅产量逐年增长。多晶硅是生产光伏电池的原料，在生产硅基太阳能电池的过程中，需要使用大量的多晶硅。据中华人民共和国工业和信息化部统计，2014年上半年，我国多晶硅产量6.2万吨，同比增长100%，在产多晶硅企业由去年初的7家增至16家。图1为我国（大陆地区）近五年多晶硅年产量情况。

图1 我国（大陆地区）多晶硅年产量的变化趋势

从图1可知，从2009年至2010年我国多晶硅的产量增幅为137.7%，2010年至2011年多晶硅产量增幅为81.6%，由于多晶硅产能增幅过快，导致国内多晶硅产能的过剩，加上国际多晶硅生产企业对华倾销，造成了2011年下半年以来我国多晶硅市场价格一路下滑，整个行业陷入困顿。截至2012年年底，我国多晶硅生产企业已由原来的近50家锐减至7家，产量也由2011年的79000t减至60400t。2014年，随着全球光伏装机市场的繁荣和我国商务部公布对太阳能级多晶硅反倾销调查的最终裁定，多晶硅的生产迎来了一波扩产和开工潮，其年产量由2012年的60400t增至84000t。总体来说，近年来我国多晶硅发展势头强劲且良好。

（2）太阳能电池产量居全球首位。虽然，我国太阳能电池制造业的发展时间不是很长，但发展速度非常快。至2006年，无锡尚德、江西赛维LDK等一批光伏企业在海外上市并取得巨大成功，促使国内太阳能电池制造业规模迅速壮大。从业企业从最初的十几家发展为几百家，太阳能电池产量也呈逐年增长发展态势。截至2013年底，中国大陆太阳能电池组件以25.1GW的产量位居全球第一，产量约占全球总产量的63%。

（3）光伏装机容量迅猛上升。近年来，我国出台了《可再生能源发展“十二五”规划》《太阳能发电发展“十二五”规划》等一系列政策，受国家政策引导和带动，我国光伏产业迅猛发展，自2009年至2011年，我国光伏装机容量增幅非常快，然而2012年受光伏组件、逆变器、EPC总包价格单边下跌，且政策导向不明朗。2012年我国光伏年新增装机容量为1.19GW，大幅度低于2012年初的预期的5～7GW。[2]2013年，在国务院《关于促进光伏产业健康发展的若干意见》及一系列配套政策支持下，光伏发电快速发展。截至2013年底，全国累计并网运行光伏发电装机容量19.42GW。其中，新增光伏发电装机容量12.92GW。

（4）光伏产业结构。光伏产业的产业链包括多晶硅生产、光伏电池制造等环节。其中多晶硅生产技术密集度最高在产业链中处于高端，市场需求旺盛。全球太阳能光伏电池90%以上以单晶硅或者多晶硅为原材料生产。近年来，我国部分企业已基本掌握了多晶硅材料的生产工艺，已满足我国约50%光伏产品生产需要，具体情况见表1。

表1 近5年中国多晶硅生产情况

项目 2009年 2010年 2011年 2012年 2013年

国内多晶硅需求量/t 45000 85000 130000 136406 157000

国内多晶硅产量/t 18300 43500 79000 60400 84000

国产多晶硅占国内年度需求量百分比/% 40.7 51.2 60.8 44.3 53.5

（注：数据来源自中华人民共和国工业和信息化部电子信息司）

但是，我国目前多晶硅的生产总体上工艺技术更新滞后，不仅产品品质与国外相比有较大差距，而且生产成本较高，污染与浪费也较为严重，在国际市场基本不具备竞争力。

在光伏产业链中，太阳能电池制造是其最重要的生产环节。目前，我国太阳能电池产量全球第一，但是国内应用少，大部分产品用于出口。随着电力体制改革，补贴路径的变化，光伏产业发展的外部环境逐步改善，[3]而国内光伏装机市场逐步兴起，光伏电池组件的国内销售量也在上升，“两头在外”的局面正得以改变。[4]今年上半年，我国光伏电池组件产量达15.5GW，同比增长34.8%，占全球总产量比例超过60%。[5]因此，从产业链角度看，能够对国际市场供应形成较大冲击的是处于中游的国内光伏电池及组件企业，该环节也首当其冲成为此番美欧“双反”的直接对象，进而加深了全产业链的发展困境。

二、目前我国光伏产业发展中存在的问题

（1）国际市场发展阻碍重重。目前，我国光伏产业总体对外依存度仍较高，特别是太阳能电池销售。然而，一方面在金融危机和欧洲债务危机加深的特定宏观背景下，主要光伏应用市场（欧洲）的补贴下调导致全球光伏市场需求出现了萎缩[6];另一方面，欧美国家“贸易保护主义”纷纷抬头，至2009年以来，我国光伏企业经历了数次美国和欧盟的“双反”调查，无休止的贸易争端势必恶化我国光伏企业生存环境，阻碍我国光伏企业在国际市场中的发展。

（2）国内产业无序发展。光伏行业的高利润吸引使一些企业在近乎“疯狂”的状态下投资建厂扩能，随着产能的集中爆发，光伏市场“供过于求”的局面逐渐显现，“产能堆积”、“产能闲置”问题严重。例如，2011年光伏产业产能以100%的速度增长，而市场需求的增速只有50%，产能扩张的速度远快于市场需求的增速使得这一年光伏产品价格平均下跌近40%。[7]光伏产业作为国家战略性新兴产业，备受中央和地方政府的重视。近几年，各省市加速发展新能源等战略性新兴产业，再次刺激了产能迅速扩张。据媒体报道，目前，全国有300个城市发展光伏太阳能产业，100多个建设了光伏产业基地，各地区几乎都把光伏产业列为优先扶持发展的新兴产业。[8]

（3）融资渠道不畅通。光伏产业属于资本密集型产业，融资渠道的通畅与否，直接关乎行业命运。我国光伏上市企业有22家，海外上市的有10家，其中有8家上市公司的市值已经达到了200亿美元。多数光伏企业选择到海外上市多是由于国内金融市场不够发达，相应的融资机制匮乏。投资光伏产业和相关项目的投资回收期长，要获得融资必须以光伏系统安装之后的发电量所带来的收入作为条件，属（下转第页）（上接第页）于项目融资。但是，这种融资方式在目前所能提供的资金非常有限。[9]

（4）光伏发电并网存在瓶颈。与传统发电形式相比，光伏发电的优势在于，功率选择灵活，维护相对简单，拆卸方便，其作为分布式并网的电源在电力系统中得到了广泛的应用。[10]20世纪80年代开始，光伏发电开始迅速发展。[11]目前我国正大力推广分布式光伏发电项目，光伏发电系统有效而合理的并网是电力系统中需要解决的重大问题之一。解除了光伏发电并网存在的瓶颈，才能促使光伏发电系统的应用越来越广泛。

三、我国光伏产业发展对策

（1）建立健全世界贸易争端解决机制。针对我国光伏企业在国外所遭遇的“双反”威胁，我国光伏行业应建立一个贸易争端解决机制平台，共同应对来自国际社会的贸易争端威胁。强大的行业调研能力、迅捷的信息预警机制、灵活的应诉能力以及与外国同行间的沟通交流均是该平台应该具备的功能。另外，这个机制平台的建立过程中，相关行业协会、商会等非政府组织应发挥主导作用。

（2）规范产业规划，加强政府调控，助推实力企业提升产业结构。由于市场失灵的存在，政府必须依靠宏观调控手段减少资源调配过程中脱节的现象，优化资源配置，促使产业朝健康、有序的方向发展。受《光伏制造行业规范条件》实施影响，光伏行业无序发展态势有所减缓，部分落后产能酝酿或开始退出，产业调整趋势明显。部分企业兼并重组意愿日益强烈，上半年，我国前10家组件企业产量全行业占比近60%，前5家多晶硅企业占比超过80%，集中度持续提高。优化光伏产业发展结构，推动产业调整升级，达到资源优化配置的作用。[12]

（3）疏通融资渠道，创新融资手段。资金的充裕是保障光伏产业健康快速发展的基础，为了疏通融资渠道，国家出台了《关于鼓励和引导民间资本进一步扩大能源领域投资的实施意见》《关于支持分布式光伏发电金融服务的意见》等一些促进光伏产业融资的倾斜政策;倡导建立产业发展基金，开放社会资本进入行业，以解决“融资难”问题;规范光伏行业上市公司融资行为，适度支持战略性新兴产业上市;鼓励银行等金融机构与地方政府合作建立光伏项目融资服务平台，鼓励地方政府结合民生项目对光伏发电提供贷款贴息政策。

（4）鼓励太阳能发电设备应用，支持分布式发电并网。太阳能光伏发电系统的运行方式主要分为并网运行、离网运行和混合运行三类方式。[13]我国鼓励太阳能发电设备应用，支持分布式发电并网，最近能源局出台《关于进一步落实分布式光伏发电有关政策的通知》，针对分布式发电并网发展难题提出诸多具体措施。例如，在建筑屋顶资源方面，对屋顶面积达到一定规模且适宜光伏发电应用的新建和改扩建建筑物，应要求同步安装光伏发电设施或预留安装条件。地方政府可将建筑光伏发电应用纳入节能减排考核及奖惩制度，消纳分布式光伏发电量的单位可按折算的节能量参与相关交易。在并网方面，要完善分布式光伏发电接网和并网运行服务。在市县（区）电网企业设立分布式光伏发电“一站式”并网服务窗口，明确办理并网手续的申请条件、工作流程、办理时限，并在电网企业相关网站公布。[14]

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第12篇

关键词：创新教育 新能源 人才培养

中图分类号：F240；G645

文献标识码：A

文章编号：1004-4914（2016）05-177-02

引言

近十几年来，我国新能源产业得到迅猛发展，在风力发电、太阳能光热发电、生物质能源利用、氢能开发等方面处于世界领先地位{1}。但与这种情况相悖的是，无论在新能源利用技术方面还是相关的装备制造业，新能源产业的人才明显滞后于产业发展，存在着严重的人才缺失现象。这种现实状况制约了我国新能源产业的可持续发展。因此，对于为社会培养高级技术人才的高等院校来说，培养新能源方面人才已成为迫切任务{2}。

大学生创业教育理念是强化创新创业能力训练，增强高校学生的创新能力和在创新基础上的创业能力，培养适应国家建设需要的高水平人才{4}。在大学生创新创业教育模式下培养新能源领域紧缺人才，能够极大地促进新能源产业的发展。

一、风力发电

笔者所在专业为农业电气化与自动化专业，主要培养电气工程类专业技术人才。目前，小型风力发电系统效率很高，已达到商品化程度，风力发电机、风力发电已初步形成产业。风力发电技术为本专业的一门专业选修课，风力发电原理是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染，是一种特别好的发电方式。

近年来，笔者所在的佳木斯大学大力支持大学生创新创业训练计划项目的开展，学生在指导教师的指导下申请一些风力发电方面的项目。风力发电技术课程涉及到直流发电机、同步交流发电机、异步交流发电机、发电机组的控制、充电器及逆变器方面的知识，这些知识大多抽象，学生只会理论计算，对工程实际应用及运行情况不了解，使项目进行过程中遇到很多阻碍。为此，本专业带学生到学校附近的大唐依兰风电公司进行参观实习，使学生了解风力发电实际运行情况，在实践与创新理论的指导下完成课题。

二、太阳能光热发电

1.太阳能光伏发电。太阳能是石油和煤炭等常规能源最理想的替代能源，太阳能光伏发电是各种新能源中应用前景最广阔的一种{4}。鼓励学生申请光伏装置设计方面的课题，通过装置搭建过程中掌握太阳能光伏发电系统工作的原理，在实际操作过程中发现问题，然后通过交流学习解决问题，掌握逆变技术、最大功率点跟踪技术的原理和方法。此外，还通过太阳能光伏板完成太阳能充电器、太阳能灭虫等设计，使学生的创新能力、实践能力得到了极大的提高。

2.太阳能热电发电。太阳能热利用技术按终端使用温度范围大致分为低温、中温、高温：低温范围在100℃以下，主要用于生活用水、采暖、干燥、蒸馏、农用温室等；中温100～300℃之间，用于工业用热、制冷空调、烹调等；高温则为300℃以上，用于热发电、材料高温处理和有毒物料的去毒处理等。太阳能利用技术也是农村新能源利用的核心，在社会主义新农村的新能源建设中起到至关重要的作用。

太阳能热电发电有两种形式，一种是利用太阳热能产生高温蒸汽推动汽轮机发电，另一种是将太阳热能耦合到热电材料，利用热电材料的赛贝克效应进行发电。其中，第二种太阳能发电形式被称为太阳能温差发电，这种发电方式更适合大学生创新创业项目。作为本项目的前期铺垫，目前已经指导学生完成2015年大学生创新创业项目，智能半导体温差发电装置设计（201510222017），目前发表学术论文2篇，申请专利1项（ZL201520418516.8）。项目实施过程中，学生从对温差发电一知半解，最后通过学习、研讨、反复实验解决各种问题，提高理论与科学技能的同时，创新能力及团队合作能力都得到了极大的锻炼，此外，项目申请与答辩过程中都需要项目组成员自已完成PPT制作与解说，使学生得到了专业锻炼，为今后工作中遇到同样问题打下良好基础。下个项目的目标是完成太阳能温差发电装置的设计，使学生在项目实施过程中掌握更多太阳能利用的理论与技术。

三、水力发电

水力发电虽然不是新能源发电，但也是节能环保的可再生能源发电。水力发电是利用河流、湖泊等位于高处具有势能的水流至低处，将其中所含势能转换成水轮机之动能，再借水轮机为原动力，推动发电机产生电能{5}。在水力发电中，主要培养学生控制方面的技能，目前已经完成“基于PLC的水电站闸门监控系统设计与实现”。学生采用上位机与下位机协同工作的控制方式，RS485通讯方式进行数据的传输，以PLC为系统的控制核心，完成对水电站闸门的全程监控。实现功能主要包括：通过人机交互界面―触摸屏，实现对闸门的启动上升、停止、下降的控制；实现对闸门开放度信息的采集、显示及处理功能；在紧急情况下紧急落门和紧急抱闸刹车的功能；报警信息的显示以及通过触摸屏可以监视系统运行状态；控制闸门上升或下降到指定开度。项目实施过程中，学生的组态软件编程能力、PLC控制能力、上位机与下位机的通讯能力都得到了很大的提高。

总结

1.新能源发电领域的人才除了需要具备多学科理论知识，涉及机械、电机学、电力电子技术、自动控制理论等学科，主要还要求具备一定的实践技能。在大学生创新创业模式下，结合项目研发，使学生具备了更多新能源发电方面的理论知识与实践技能，符合新能源产业对人才多方位的、多层次的要求。新能源产业不仅需要技术领域的人才，还有相关的工程管理、项目规划、金融、财务等方面的人才。这些能力在大学生创新创业项目实施过程中都能得到极大的提高。

2.在认识到新能源产业人才的缺失如此严重的同时，也促进本专业的课程调整。考虑培养多层次的学生，既培养有从事科研、开发的领域的人才，也培养产业的技能人才，增强专业的活力。同时，新能源产业日新月异，新产品、新技能层出不穷，也要求专业教师们时刻更新自己的知识结构，跟上变化的步伐，打造更加专业的教师队伍。

3.目前高校都面临巨大的就业压力问题，社会上还缺少创新创业型人才，通过大学生创新创业项目培养出的学生，在专业技能、创新思维、创业能力、管理能力、商务能力等多方面得到锻炼和提高。即使学生不进入到新能源产业工作，也可选其他领域的工作，这在一定程度上增加了本专业的就业渠道，缓解就业压力大的社会问题。

注释：

{1}李春曦，王佳，叶学民等.我国新能源发展现状及前景[J].电力科学与工程，2012（28）4：1-8.

{2}王伟东，艾建军，杨坤.新能源产业人才培养问题与对策[J].中国电力教育，2011（12）：5-6.

{3}邓淇中，周志强.大学生创新创业教育体系的问题与对策[J].创新与创业教育，2014，5（1）：33-35.

{4}谌权章.我国新能源产业及其发展对策初探[J].重庆交通大学学报（社科版）.2011，11（3）： 20-23.

{5}张春友，赵华洋.新能源教学改革的几点思考[J].内蒙古民族大学学报（自然科学版），2014，29（4）：405-406.

（作者单位：佳木斯大学机械工程学院 黑龙江佳木斯 154007）

第13篇

【关键词】光伏发电（PV）、光热发电（CSP）、太阳能建筑、冷热电联供、分布式供电、微网、智能电网、能源互联网。

中图分类号：F407文献标识码： A

一、前言

近年来，我国太阳能的开发利用虽然取得了飞速发展，但依然存在一些问题和不足需要改进，在建设社会主义可持续型社会的新时期，加强对太阳能开发利用的研究应用与分析，对确保当代社会的可持续发展和生态环境保护有着重要现实意义。

二、太阳能的优缺点

（一）优点

1.普遍性

太阳光普照大地，没有地域的限制，无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，且勿须开采和运输。

2.无害性

开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁的能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。

3.巨大性

每天从太阳表面释放出的能量为惊人的3.8*1023KW，这股能量到达地球外的太空时只有1.77*1014KW，即使是这个数字，它也是目前地球上使用的全部能源的1.3万倍。因此只要取其1/40就可以满足全世界一年的能源消耗量。

4.长久性

根据目前太阳产生的核能速率估算，科学家认为氢的贮量足够维持60亿年，60亿年对于人类来说无限遥远，所以在这期间，我们还可以充分利用太阳带给人类的能量。

（二）缺点

1.分散性

到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大，但是能流密度很低。

2.间歇性和不稳定性

由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响，所以，到达某一地面的太阳辐照度既是间断的，又是极不稳定的，这给太阳能的大规模应用增加了难度。

3.利用效率低和成本高

目前太阳能利用的发展水平，有些方面在理论上是可行的，技术上也是成熟的。但有的太阳能利用装置，因为效率偏低，成本较高，总的来说，经济性还不能与常规能源相竞争。在今后相当长一段时期内，太阳能利用的进一步发展，主要还是受到经济性的制约。

三、太阳能开发利用的现状

随着石化能源消耗量的日益增加，常规能源的储量日益下降，其价格不仅相应的上涨，而且能源危机也迫在眉睫。而太阳能作为一种无污染、可再生的新能源，越来越受到人们的青睐。因此许多国家开始施行“阳光计划”，包括我国的“金太阳工程”，进行大规模地开发利用太阳能资源，积极寻求经济发展的新动力。太阳能的开发利用目前主要包括太阳能光伏发电（PV系统）、太阳能热发电（CSP系统）和太阳能热水系统、太阳能建筑及太阳能空调、太阳能海水淡化等等方面。

（一）太阳能光伏发电系统

目前光伏发电产业居世界各国前列的是日本、德国和美国。我国光伏发电产业起步较晚，在20世纪70年代才开始发展。1975年，“全国第一次太阳能利用工作经验交流大会”在河南安阳召开，这进一步推动了我国太阳能事业的发展。经过40年左右的努力，以及今年来“金太阳工程”等国家项目和世界光伏市场的有力拉动，目前我国光伏发电产业迅猛发展。目前主要是大型的地面光伏电站，正朝着太阳能光伏建筑一体化（BIPV）方向发展。

（二）太阳能热发电系统和热水系统

我国是全球太阳能热水器生产量和使用量最大的国家，遗憾的是我国的光热发电产业还是一片空白；目前仅有为数不多的公司正在积极推动光热发电的研发推广。光热与光伏犹如双胞胎兄弟，光热发电也是太阳能高效利用的一条重要途径。光伏发电将太阳能直接转换成电能，光热发电却可以身兼“电热”两能，不仅可以将太阳能转换成电能，产生的热能在中高温领域也大有用武之地。比如太阳能热水开水器和太阳能双温空调。

（三）太阳能建筑与太阳能空调

太阳能建筑，通俗一点讲，就是利用太阳能供暖和制冷的建筑。太阳能空调与太阳能建筑完美结合，给建筑物提供热量和冷量。太阳能空调的应用是最合理的，制冷需求与太阳辐射强度成正比：当太阳辐射越强、天气越热的时候，我们需要空调的负荷也越大。此时，太阳能的提供也越充足。这是太阳能空调应用最有利的客观因素。目前世界上已有不少太阳能建筑。比如有位英国建筑学家在法国波尔多港和日本东京分别设计建造了一栋建筑；并且他还提出“21世纪太阳城市”的伟大构想。

（四）太阳能海水淡化与蒸馏

地球上的淡水资源极少，仅占地球总水量的2%左右；并且能被人类利用的淡水资源则更少，仅占淡水总量的0.34%；可以想象淡水资源是多么的匮乏（占地球上总水资源的68PPM）。目前，世界上20亿人饮水困难，已有超过一半的陆地面积、遍及100多个国家和地区缺水。于是，为了弥补淡水资源的不足，人们千方百计地利用海水这个巨大的水资源。

在海水淡化产业化发展方面，能源消耗过大，一直存在着淡化海水成本过高的问题。目前，太阳能中高温集热多效蒸馏海水淡化装置已经进入市场引入阶段，许多先进的公司已建成、调试成功该装置，并且具备了设计建造规模化海水淡化工程的技术和管理能力。比如我国的北京华瑞能公司就研究开发了新型太阳能中高温集热海水淡化装置。

当然，除上述所述四种主要应用外，还有太阳能自行车、汽车、飞机、游艇、人造卫星、宇宙飞船及太阳灶、太阳能相机、太阳能手机、太阳能充电器；甚至太阳能武器及太阳能太空发电站也正在研制中。

四、太阳能开发利用的未来

（一）突破核心技术，降低系统成本

1.太阳能光伏发电

太阳能光伏发电的核心技术是光伏电池的光电转化率，因此，世界各国正在积极努力开发生产各种光伏电池。目前从晶硅薄膜、单晶硅、多晶硅电池到非晶硅薄膜电池、染料敏化电池。太阳能电池已进入第三代电池阶段，目前染料敏化电池的成本仅相当于晶硅电池的1/10，而转化率已达到11%，达到晶硅电池的最大效率的一半之多，技术经济效果颇佳。单位成本降低80%，技术取得重大突破。从而使系统成本大大降低，使太阳能光伏发电可以与常规能源发电相竞争，在政府的大力支持下，太阳能光伏发电必将取得前所未有的巨大发展。

2.太阳能光热发电

太阳能光热发电的核心技术是太阳能集热器。提高太阳能集热器的集热效率与综合利用光热发电是降低系统成本的必由之路。目前主要是平板型集热器、聚光型集热器及玻璃真空管太阳集热器。平板型集热器太阳光谱选择性涂层和氧化钛光敏催化剂的研发成功，使平板型集热器的集热效率大大提高；高倍聚光集热材料的研究，也使未来聚光型集热器的效率会大大提高；玻璃真空管太阳集热器更是具有许多优点，热损小、寿命长、可以全年使用等。再有就是传热工质和小型热机的技术不断成熟；冷热电联产技术的不断开发应用；必将使太阳能光热系统的单位综合造价大大降低，取得与常规能源的竞争力。另外，还有一种利用塞贝尔效应将热能直接转换成电能的半导体温差发电机。20世纪80年代美国就已研制成500W的军用温差发电机；利用同位素加热的核能温差发电机已应用于航天。

3.太阳能建筑与太阳能空调

世界上最早的太阳能建筑是1973年由美国能量转换研究所建于美国特拉华大学。在太阳能建筑方面，世界上走在最前沿的是德国。在建筑上，德国每年新增15万的太阳能集热器。太阳能建筑足以为生活居住提供包括照明、热水、开水、取暖、空调等所需能源。比如：太阳能光导管照明技术能够白天利用太阳能进行地下室等屋内阴暗场所的照明；新型LED太阳能光伏幕墙技术；太阳能光伏建筑一体化（BIPV）；太阳能光热光伏建筑一体化（BITP）等。

太阳能建筑分为主动式太阳能系统与被动式太阳能系统。主动式太阳能系统又分为空气循环系统、水循环系统、水气混合系统三种；被动式太阳能系统又分为直接收益式系统、水墙式系统、蓄热墙式系统、太阳温室式系统、屋顶水池式系统五种。主动式系统与被动式系统的有机结合，冷热电联产技术及太阳能空调的应用能够有效摊低单位建造使用成本，使太阳能建筑寿命周期成本极大降低；并且低碳环保，从而与传统建筑相竞争，具备较强的竞争力。

4.太阳能海水淡化及其它应用

我国是世界上13个缺水国家之一，解决我国淡水资源紧缺的一条重要战略途径就是有效地开发利用海水资源。海水淡化产业历来能源消耗过大、成本过高，目前我国的北京华瑞能公司以北京大学最新科研成果及科技人才为依托，已经研发通过新型高温集热管系统，海水淡化取得重大技术突破。太阳能中高温集热海水淡化技术可实现连续、长期、稳定地将太阳能直接转化为温度达150℃-200℃高温液态介质，利用储集起来的能量提供给海水淡化装置。运用这种技术，每产出1吨淡水比用传统能源作动力生产1吨水节约近800度电。可以想象高温集热管系统投入海水淡化装置中使用时，更是比传统能源作动力生产淡水节约电源，这大大降低了淡化海水的成本，提高了海水淡化的可行性，具有划时代的意义。

随着电能储能技术的不断发展，太阳能汽车在不久的将来就会满路皆是；太阳能太空飞船及太阳能太空电站将来也会慢慢进入人类社会的生产生活。

（二）大力发展分布式供电，建设能源互联网

能源互联网，也即有源智能电网，是以物理电网为基础，实现电网的信息化、数字化、自动化、互动化的供用电网络。对于电力供需平衡、分布式电源接入、电网可靠性及信息安全性等因素必须保证，它代表了未来电网的发展方向。

传统电网电源点落后于城市建设的发展,由于城市规模的不断扩大,电源点容量及电能使用受到限制,尤其是配电电线的传输通道。改革开放以来,城市建设速度迅猛,负荷增长率高,但电力配套建设不及时,输电线线径小,线路长,瓶颈效应比较突出,出现卡脖子现象严重,电能输不出去,往往因此而引起停电事故。出线通道影响与城市规划不相适应,有的地方改用地下电缆,施工及投资不允许；采用架空导线，环境、条件受限；有的采用绝缘导线,网络复杂。早期建设的线路导线细、年久失修,高能耗设备多,线损率高,由于导线截面小及无功功率额较大,合成线损损耗大,个别地区配电网损耗达到30%,一般地区在l5%～20%,造成能源大量浪费。供电不可靠因素增大,由于配电网投资不足,设备老化和技术性能低劣,供电事故频繁,往往是一点故障引发全线甚至大面积停电事故。城市繁华地段,重要场所的用户停电,影响社会治安及经济市场。城市电网改造涉及面广,要求较高,停电难度大。因此,城市配电网实现智能化是一项综合性的工程,最基本的条件是应具有较为完善的多路电源及采用分布式供电系统。

1.供配电智能化与智能电网规划技术

我国部分地区在长期的生产实践中，根据电网运行的特殊需要，对电网调控一体化技术和管理等方面进行了积极的探索和实践，2009年以来，国网公司分两批共23个试点单位陆续进行电网智能化建设和改造，并取得了一定的成效。总体来看，由于全国各地级市的电网规模和管理水平不一，存在多种电网调度管理方式，系统间信息集成程度不高，数据接口不够规范，运行人员无法掌握电网运行的实时工况，操作繁琐，工作效率低，电网调度运行管理水平仍较低。国内有关电网节能降损系统的研究仍然停留在独立的、对某区域电网的离线线损计算、无功优化控制、变压器经济运行（主要是运行方式的选择）阶段，且这些系统的技术分别由不同的单位掌握，缺乏整合。

2.分布式电源系统，微网控制及保护技术

目前，国内对微网的研究已取得一定的成果，清华大学与辽宁高科能源集团合作，在国内率先将微网应用到实际工程中，积累了丰富的实践经验和学术成果。

目前，世界上针对分布式发电技术的研究还局限于系统内部运行机制研究领域，提出的主要控制措施集中在系统内频率与电压调节以及电力市场机制上，而对分布式电源接入系统的稳定性分析、安全与自动保护措施、独立运行机制、多电源运行机制等方面还少有系统性成果。

3.改变传统的投资体制，形成多元的供电网络

投资主体在改革以前的垂直一体化结构下。电网投资和电源投资统一由一体化的电力公司规划，但在“重电源、轻电网”指导思想下，电网投资远落后于电源的投资。而在市场化改革后，厂网分离，解决电网投资尤其是供电网络的互联投资不足更没有得到有效解决。为此，在国家电网和南方电网公司作为网络主要建设者之外，可以引进商业供电投资模式。

4.改革供配电体制，建立有效的供电定价模式

近几年来，我国电力行业从生产过剩到电力短缺再到生产过剩，似乎难于走出这种“怪圈”。其主要的原因是我国的电力体制改革不到位，垄断体制造成建造成本居高不下，没有形成一个合理的供电电价机制，供电价格没有提供一个正确的地区信号。不能正确引导电源投资和消费者进行有效的区域选择。为此，可以根据节点定价原理，设计能反映区域信号，并体现网路外部性和线路损失的供电定价模式。协调电源和电网建设，平衡电力需求和供给。

5.加强供电网络扩展，促进电网互联

提高电力网络的安全性和稳定性，目前我国部分区域电网主干网架薄弱，跨区互联电网联系薄弱，地区间联络线容量不足，导致了电网稳定水平偏低，制约了电力输送，降低了电网运行的灵活性，无法满足跨区交易的需求，限制了联网效益的发挥。因此，供电网络的扩展对于增加我国电力的区域交易，促进电力资源的合理流动，增强供电网络的安全，有重大的现实意义。

6.大供电网络，抑制市场竞争力，应提高电力市场竞争

目前我国电力市场结构主要特征是政府通过制度安排在发电侧形成了寡头垄断市场。五大发电集团合计总容量约占了全国发电装机总容量的50％。区域电力市场内供电线路的传输能力限制了电力市场的地理范围，目前许多省级地域范围内电力供应由某一发电集团垄断，在供电范围内有较强的市场影响力。扩大供电网络，引入其它发电商的竞争，有利于提高当地的电力市场的竞争程度，减少当地发电商的市场影响力。

五、结束语

随着太阳能开发利用管理体制的不断完善，太阳能的应用将会得到更多管理者的重视，在构建可持续社会，建设资源节约型、环境友好型社会的大背景下，太阳能的开发应用将会发挥着越来越重要的作用。尤其是能源互联网的建设，将极大地刺激太阳能发电等分布式电源系统迅猛发展。在未来世界能源体系中，尤其是电力体系中太阳能将占有重要的地位，到本世纪中叶，全世界太阳能发电将占到整个电力供应的20%以上；与核电、火力发电和水力发电成为电力供应的四驾马车。在国民经济和社会发展中发挥越来越重要的作用，更是为世界能源危机和环境保护做出不可磨灭的贡献。

参考文献：

1.《太阳能大研究》，【日】小泽祥司著、甘菁菁译，人民邮电出版社，2014年•北京。

2.《太阳能和地热能―昂贵资金和技术的挑战》，【美】约翰•塔巴克著、张丽娇译，商务印书馆，2011年•北京。

3.《取之不尽的太阳能》，林静编著，中国社会出版社，2012年3月。

4.《直接利用太阳能》，【美】F•丹尼尔斯著，喜文华、张志祥译，科学出版社，2011年6月•北京。

第14篇

论文关键词：电力生产；自主教学法；学习兴趣；教学效果

“电力生产概论”是高校非电气专业开设的一门全校性选修课。它是为了让工商管理、市场营销及会计学等专业的学生了解一定的电力生产方面的知识，为以后在电力系统从事相关工作做准备。但是经济与管理学院的学生大多是文科类学生，数学、物理基础不扎实，而且大学期间又没有开设电气专业基础课（如“电路”、“电机”、“发电厂电气部分”等），所以学习起来有难度，而且很多学生认为这门课与他们的专业不相关，学习的积极性也不高。针对课程的特点和学生的学习心理，笔者在经过两三年的“电力生产概论”教学后，在重点讲述常规发电、电力生产原理等的基础上，把学生自主教学法成功应用到教学过程中。通过课堂教学效果的验证，本方法是行之有效的。

一、教材内容及教学方法介绍

长沙理工大学选定的“电力生产概论”教材是普通高等教育“十一五”规划教材，李光辉主编。该教材内容全面、难度适中，是一本非常适合非电气类学生学习电力生产方面知识的通用教材。全书共九章，教材前四章先介绍了电力系统与电力生产方面的知识，然后重点讲述了三大常规能源发电：火力发电、水力发电和核能发电。第五章为未来能源发电技术，依次介绍了风力发电、地热发电、太阳能发电、海洋能发电、生物质发电、氢能发电等相关知识。后面四章分别介绍了变电站、电力线路、直流输电以及计算机在电力行业中的应用等与电力生产密切相关的一些专业知识。教材内容安排合理，难度适中。只要学生跟着老师系统地把教材学完，对电力系统及电力生产应该有一个比较全面、系统的了解，收获是很大的。

针对学生数学、物理及电气方面基础不扎实的特点，要在开始就使学生对这门课程的学习感兴趣，并做好心理准备。第一节课在介绍了教材内容后，讲述该课程要采用的教学方法，即采用教师课堂讲述为主、学生自主讲述为辅的创新教学法。前四章常规能源发电等电力生产方面的知识由教师重点在课堂上讲述，让学生切实掌握电力生产过程的特点以及每一种常规能源发电的原理。后面第五章的未来能源发电技术的发电原理与常规能源发电基本是一样的，只是所使用的一次能源不同而已，而且新能源发电技术是现在研究的热点。所以针对教材上所提供的五种新能源发电，可让每个班商量讨论选定一类大家感兴趣的新能源发电技术作为自主讲述的内容。这门课一般是两个或三个行政班级组成，如果是两个行政班级则每班可分两组各选一种新能源发电技术讲述；如果是三个行政班级，则以班为单位各选一种新能源发电技术自主讲述。学生自主讲述的出力情况及讲课效果直接影响学生课程期末考核成绩。

在让每个学生详细了解教学方法之后，又提醒学生，如果前四章的基础内容没学好，要想在自主讲述的内容上面取得好成绩是很困难的。所以第一堂课下来，学生对这门课的学习兴趣就被激发起来了。课间休息时班干部就召集全班同学讨论选择自主讲述的新能源发电方式，最后把选定的结果向全体同学公布，并告诉他们，只有发挥全班同学的合力，共同参与、合理分配任务才能在自主讲述环节取得良好的效果。在时间安排上，为了使学生有充分的时间准备课件，在学生授课前2～3周提前通知他们。 转贴于

二、常规能源发电原理讲述

通过第一节课教学内容、方法的介绍，学生都心中有数，对这门课程的学习也做好了充分的思想准备。因此，在讲述电力系统及电力生产方面基础知识以及三大常规能源发电原理时，首先讲述什么是一次能源、什么是二次能源。怎样把一次能源转换为电能就是学习的重点。电能已成为工业、农业、国防、交通等国民经济各部门不可缺少的动力，所以作为当代大学生，了解电力生产方面的知识以及电力系统的发展方向和动态是完全有必要的。

了解了这门课程的重要性和学习了该课程的必要性之后，学生对后续的授课内容兴趣明显提高了。电磁感应定律是发电的基本原理，这在初中物理课程里面已经学过。1831年法拉第发现了电磁感应定律之后，很快出现了原始的交流发电机、直流发电机和交、直流电动机，为了给用户输送电能，慢慢发展了高压直流和交流输电。以至于到现在的特高压交流、直流输电技术。另外，重点讲述我国的电力发展现状以及在特高压输电领域的一些世界领先技术。学生对该课程的学习兴趣明显提高了。

电力生产就是要把自然界的一次能源转换为电能。火力发电的原理就是把煤、石油、天然气等一次能源中的化学能经过燃烧转化为高温高压水蒸气的内能，然后通过水蒸气膨胀做功推动汽轮机旋转，汽轮机带动发电机转子磁极旋转，在固定不动的定子绕组周围形成变化的磁场，从而在绕组内感应出电动势。若定子中的绕组按一定的绕线规律，与外电路形成回路，则绕组中就会产生相应的电流。在一定的电压下，电流沿输电线路将电能送往用户。水力发电是在水电站中水轮机将水的势能和动能转换为推动水轮机旋转的机械能，水轮机转轮旋转带动发电机发电。而核能发电的原理与火力发电很相似，也就是说核电厂只是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉，以核裂变能代替矿物燃料的化学能，其能量转换过程是：核能水和水蒸气的内能发电机转子的机械能电能。

三、新能源发电学生自主讲述

第15篇

论文摘要：“电力生产概论”是高校非电气专业开设的全校性选修课。课程的授课目的是让上述专业的学生对电力生产过程有一个大致的了解，为以后有可能服务于电力行业做准备。由于学生在数学、物理以及电气方面的基础薄弱，因此本课程的教学方法与电气工程及其自动化专业的课程教学法有所不同，重点是要激发学生的学习兴趣，让他们克服畏难情绪主动学习，在重点讲述常规发电原理的基础上把自主教学法成功应用于课堂教学过程中。通过课堂教学效果的验证，本方法是行之有效的。

论文关键词：电力生产；自主教学法；学习兴趣；教学效果

“电力生产概论”是高校非电气专业开设的一门全校性选修课。它是为了让工商管理、市场营销及会计学等专业的学生了解一定的电力生产方面的知识，为以后在电力系统从事相关工作做准备。但是经济与管理学院的学生大多是文科类学生，数学、物理基础不扎实，而且大学期间又没有开设电气专业基础课（如“电路”、“电机”、“发电厂电气部分”等），所以学习起来有难度，而且很多学生认为这门课与他们的专业不相关，学习的积极性也不高。针对课程的特点和学生的学习心理，笔者在经过两三年的“电力生产概论”教学后，在重点讲述常规发电、电力生产原理等的基础上，把学生自主教学法成功应用到教学过程中。通过课堂教学效果的验证，本方法是行之有效的。

一、教材内容及教学方法介绍

长沙理工大学选定的“电力生产概论”教材是普通高等教育“十一五”规划教材，李光辉主编。该教材内容全面、难度适中，是一本非常适合非电气类学生学习电力生产方面知识的通用教材。全书共九章，教材前四章先介绍了电力系统与电力生产方面的知识，然后重点讲述了三大常规能源发电：火力发电、水力发电和核能发电。第五章为未来能源发电技术，依次介绍了风力发电、地热发电、太阳能发电、海洋能发电、生物质发电、氢能发电等相关知识。后面四章分别介绍了变电站、电力线路、直流输电以及计算机在电力行业中的应用等与电力生产密切相关的一些专业知识。教材内容安排合理，难度适中。只要学生跟着老师系统地把教材学完，对电力系统及电力生产应该有一个比较全面、系统的了解，收获是很大的。

针对学生数学、物理及电气方面基础不扎实的特点，要在开始就使学生对这门课程的学习感兴趣，并做好心理准备。第一节课在介绍了教材内容后，讲述该课程要采用的教学方法，即采用教师课堂讲述为主、学生自主讲述为辅的创新教学法。前四章常规能源发电等电力生产方面的知识由教师重点在课堂上讲述，让学生切实掌握电力生产过程的特点以及每一种常规能源发电的原理。后面第五章的未来能源发电技术的发电原理与常规能源发电基本是一样的，只是所使用的一次能源不同而已，而且新能源发电技术是现在研究的热点。所以针对教材上所提供的五种新能源发电，可让每个班商量讨论选定一类大家感兴趣的新能源发电技术作为自主讲述的内容。这门课一般是两个或三个行政班级组成，如果是两个行政班级则每班可分两组各选一种新能源发电技术讲述；如果是三个行政班级，则以班为单位各选一种新能源发电技术自主讲述。学生自主讲述的出力情况及讲课效果直接影响学生课程期末考核成绩。

在让每个学生详细了解教学方法之后，又提醒学生，如果前四章的基础内容没学好，要想在自主讲述的内容上面取得好成绩是很困难的。所以第一堂课下来，学生对这门课的学习兴趣就被激发起来了。课间休息时班干部就召集全班同学讨论选择自主讲述的新能源发电方式，最后把选定的结果向全体同学公布，并告诉他们，只有发挥全班同学的合力，共同参与、合理分配任务才能在自主讲述环节取得良好的效果。在时间安排上，为了使学生有充分的时间准备课件，在学生授课前2～3周提前通知他们。 "

二、常规能源发电原理讲述

通过第一节课教学内容、方法的介绍，学生都心中有数，对这门课程的学习也做好了充分的思想准备。因此，在讲述电力系统及电力生产方面基础知识以及三大常规能源发电原理时，首先讲述什么是一次能源、什么是二次能源。怎样把一次能源转换为电能就是学习的重点。电能已成为工业、农业、国防、交通等国民经济各部门不可缺少的动力，所以作为当代大学生，了解电力生产方面的知识以及电力系统的发展方向和动态是完全有必要的。

了解了这门课程的重要性和学习了该课程的必要性之后，学生对后续的授课内容兴趣明显提高了。电磁感应定律是发电的基本原理，这在初中物理课程里面已经学过。1831年法拉第发现了电磁感应定律之后，很快出现了原始的交流发电机、直流发电机和交、直流电动机，为了给用户输送电能，慢慢发展了高压直流和交流输电。以至于到现在的特高压交流、直流输电技术。另外，重点讲述我国的电力发展现状以及在特高压输电领域的一些世界领先技术。学生对该课程的学习兴趣明显提高了。

电力生产就是要把自然界的一次能源转换为电能。火力发电的原理就是把煤、石油、天然气等一次能源中的化学能经过燃烧转化为高温高压水蒸气的内能，然后通过水蒸气膨胀做功推动汽轮机旋转，汽轮机带动发电机转子磁极旋转，在固定不动的定子绕组周围形成变化的磁场，从而在绕组内感应出电动势。若定子中的绕组按一定的绕线规律，与外电路形成回路，则绕组中就会产生相应的电流。在一定的电压下，电流沿输电线路将电能送往用户。水力发电是在水电站中水轮机将水的势能和动能转换为推动水轮机旋转的机械能，水轮机转轮旋转带动发电机发电。而核能发电的原理与火力发电很相似，也就是说核电厂只是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉，以核裂变能代替矿物燃料的化学能，其能量转换过程是：核能水和水蒸气的内能发电机转子的机械能电能。

三、新能源发电学生自主讲述