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关键字:新能源 新能源接入 智能配电网
引言
能源是人类活动的物质基础,传统能源危机导致能源资源枯竭,环境污染严重,严重威胁着人类的生存发展,本着有限资源和环境保护的可持续发展原则,一场全世界范围的新能源革命序幕已经开启。电力行业作为传统一次能源的最大使用者,需要在这场新能源革命浪潮当中充当先驱者的角色,大力研发新能源转换科技,加快新能源开发综合利用的脚步。
一、概念
(一)新能源
新能源也称为非常规能源,是区别于传统能源之外的各种能源形式。包括太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。新能源相较传统能源的资源有限和环境污染特点,具有资源丰富,普遍具备可再生特性,可供人类永续利用,环保等巨大优势。随着社会经济发展,能源需求不断增大,新能源开发利用的脚步在不断加快,新能源取代传统能源人类生活发展物质基础地位是社会发展必然结果。
(二)智能配电网
智能电网是电力工业发展的必然要求,智能配电网是智能电网中配电网部分的内容,是实现智能电网的安全可靠、优质高效、灵活互动的有效途径。智能配电网相较于过去的传统的配电系统具有自愈、安全、信息化、提高电能质量、支持与用户互动等明显优势。全面推广和推进智能配电网应用发展是电力工业发展的大势所趋。
二、新能源接入对智能配电网的影响
(一)智能配电网新能源接入现状
目前的电力工业新能源开发利用当中,光伏发电和风力发电的推进速度最快,世界电力工业大多都将其作为新能源接入研究发展的重要方向。
1.光伏发电
光伏发电也叫离网光伏发电,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。光伏发电相较传统发电有着无枯竭危险、无噪无污染安全可靠、不受地域限制、建设周期短。能源质量高等优势。我国是全球光伏发电安装量增长最快的国家,发展潜力巨大,配合积极稳定的政策扶持,到2030年的光伏装机容量将达1亿千瓦,年发电量可达1300亿千瓦时。在今后十几年,我国光伏发电市场将会由独立发电系统转向并网发电系统,目前存在并网成本过高的问题。
2.风力发电
风力发电就是通过一定技术把风的动能转变成机械动能,然后再把机械动能转化为电力动能。风力发电的特点是具有是清洁、可再生、建设周期短、规模灵活等优点的同时,也有着噪声,视觉污染大、运行波动大,间歇性、不稳定、成本高等缺点。风力发电是目前我国电力工业新能源接入当中最具潜在规模化商业开发可能的新能源发电方式。我国风力发电累计装机容量已达260万千瓦,是世界风力发电的主要市场之一。特别是在我国西部地区,2008年,我国风力发电装机总量达到700万千瓦,位居世界第五,意味着我国进入了可再生能源大国行列。我国风力发电前景辽阔,可以预见在未来相当长的一段时间都会保持快速发展的势头。和光伏发电一样,实现并网运行是风能发电的必然方向,也是当下制约风力发电的一个瓶颈。
(二)新能源接入对智能配电网的影响
新能源势必会取代传统能源成为人类生存发展的物质基础,这只是早晚的问题,是社会经济发展的大势所趋。当前新能源开发转化技术能力还不够成熟,电力工业新能源开发利用还不足以起到主导的作用,但对电量补充和一些偏远地区的供电等还是起到很大的作用。新能源发电本身所具有的波动性,间歇性、不可控、可调度性差等特点还没有得到有效解决,在电网接纳能力不够的背景下,新能源发电并网运行难度大,成本高,同时也会给原有电力系统带来很多的负面影响。
1.电能质量影响
①新能源波动性间歇性发电特点
风力发电和光伏发电受天气等自然条件影响会呈现发电间歇性和波动性的特点,电量变化随机性大。并网会产生冲击电流,引起电网频率偏差,电压波动与闪变,引起馈线中的潮流发生变化,进而影响稳态电压分布和无功特性,使电网的不可控性和调峰容量余度增大,使电力系统的安全稳定性受到影响。
②谐波注入
新能源发电电子装置会产生一定的谐波和直流分量,当谐波和直流分量注入电力系统后,会引起电网电压畸变,影响电能质量,还会造成电力系统继电保护、自动装置误动作,影响电力系统的安全运行。
③孤岛现象
所谓的孤岛现象就是在电网出现失压情况时,并网风力发电和光伏发电系统仍保持对失压电网的供电状态,与本地负载连接形成独立运行状态。
2.并网标准
目前我国国内缺少统一的关于新能源发电的并网标准定论,相关并网和检测技术标准,系统检测和认证体系等都还在逐渐完善中。这就导致在新能源发电并网过程当中没有科学的系统的理论标准指导,大规模的新能源发电并网无法展开,并网系统得不到保障。
3.网损
现有配电系统的单电源辐射式网络在新能源接供电接入后变成用户互联、多电弱环网络。使得配电网损不确定,受负载、电源位置、大小等多因素影响。
4.增加配电网监控难度
现有的配电网信息采集,操作,调度等监控工作较为简单方便。一旦新能源供电接入,将使配电网监控复杂化,高难度化,直接导致配电网供电的可靠性。
结束语
新能源开发利用是生产商,投资商和消费者共同参与博弈的市场,更是影响人类社会生存发展的物质基础,新能源革命势必早晚改变人类生存发展结构。当下电力工业新能源接入还存在诸多研发利用问题,新能源的接入可靠性得不到保障,但其快速的发展和无限的潜能都是让人欣喜的,人类离不开能源作为物质基础,大力加强新能源开发利用力度,提高新能源转换科技技术,是人类社会发展的必然趋势。
参考文献
[1].吕艳坤.浅谈新能源接入对智能配电网的影响[J].科技资讯,2011(30):128-129.
关键词:新能源汽车; 底盘; 整体优化;
中图分类号:P754.1 文献标识码:A 文章编号:
一、汽车底盘设计方向
1、改制
一是设计思路。从探索新能源车开始, 很多新能源车是在现有平台上实施新的总布置方案。其设计思路是被动的, 根据其他系统方案的更改给底盘系统带来的影响, 在原有平台的基础上设计或更改底盘各子系统。在该思路指导下, 传统车的成熟零部件得到最大可能的沿用, 保持底盘框架不改变, 制动系统、转向系统、悬架系统、传动系统等在保持工作原理基本不变的前提下做相应改变或调整。( 1) 沿用底盘平台。沿用原有平台的底盘构架, 即副车架不变、底盘子系统工作原理不变。( 2)传统发动机的取消影响部分底盘子系统。因为新的动力系统取代了原传统发动机, 新能源汽车的制动系统、转向系统、传动系统都需要在原有构架上做出相应调整。制动真空助力泵失去了真空源, 需要增加电动真空泵为其提供真空源, 相应的管路等零部件需要更改; 原动力转向泵因为发动机的取消而无法沿用, 需要开发新的转向动力源, 相应的管路等零部件需要更改; 新动力系统的减速器接口与原车相比发生了改变, 因此传动系统需要根据新的输入信息进行更改或者重新设计。各子系统零部件更改的设计完成之后, 根据总布置的位置与零部件数模设计悬置支架, 最后通过 CAE分析来确定悬置系统的强度与噪音并做出相应的改进。( 3) 总布置的改变影响悬架系统。由于实施了新的总布置方案, 前后舱布置内容较原型车有重大改变, 需要重新计算整车的质量与载荷匹配,来确定原有悬架系统是否可靠, 若不可靠需调整或重新设计悬架系统。首先需要统计新能源汽车相对于同一平台的原型车新增部件的质量与质心位置, 结合沿用的原车部件的质量与质心位置, 计算出新总布置方案下新能源汽车的质量与质心位置; 再通过质量与 X向质心位置计算出前后轴荷分布; 然后根据质量与轴荷来校验原有悬架系统的可靠性, 若不可沿用则重新设计悬架系统或更改原系统的设计参数; 最后通过 Adams来分析悬架的更改对四轮定位参数的影响, 并对悬架设计做出相应调整。
二是特点。改制设计的特点是, 尽可能地沿用传统车底盘, 根据需要进行部分的改制工作, 开发难度小、开发成本低、开发周期短, 并且能够与传统车共用平台, 并在很大程度上沿用传统车的成熟零部件。由于传统车的设计有承载式车身与非承载式车身的区别, 两种车型在总布置方面区别很大, 它们在新能源汽车设计中的所展现的特点与前景也不尽相同。( 1) 承载式车身由于大部分轿车采用的是承载式车身, 所以很多新能源车也沿用了这样的构架, 动力总成等部件都需在车身上寻找悬置点, 副车架原则上不承担重量。此类结构, 使得车身上的悬置设计工作变得复杂, 不利于量产化, 并需要进行大量的CAE 分析工作。同时因为布置空间的不规则, 总布置的难度较大。( 2) 非承载式车身现在有很多汽车平台依然采用非承载式车身, 在此类平台上设计的新能源汽车不需在平台开发上投入大量人力物力, 因为其底盘框架的特点使得该设计符合整体化设计的理念。由于底盘有大梁, 形成一个大框架, 且能承重, 所以可将动力系统等部件布置于底盘框架之中。该框架结构的空间规整, 可在设计初期就整体规划各部件的集成度和布置位置, 大大降低了总布置的难度, 且重心低、车身改制量小。无论是采用承载式车身还是非承载式车身,其设计方向都是依据传统车的平台来开发新能源汽车, 底盘设计具有开发周期短、开发成本低等优点。承载式车身多用于小型车, 非承载式车身多用于 SUV等。两者相比, 承载式车身结构较非承载式车身结构总布置难度更大、驾驶舱与乘客舱内空间较小、对车身设计的限制性更大、不便于维修与保养。然而, 在整体优化设计理念的指导下, 不论是采用哪种底盘结构, 都应在设计初期考虑各零部件系统的集成化, 为总布置与底盘件的改制或重新设计提供更好的信息输入, 这样便能克服自身的弱点, 提高经济效率。
2、创新
一是设计思路。所谓创新设计, 是跳出现有平台的框架, 以整体优化设计为指导思想, 从零开始构思全新的平台或者全新的汽车理念。它没有固定的思路, 除了动力系统的创新, 其他各个功能系统都有着无限的创新空间, 同时它们之间也要完全匹配, 从而提高整车性能。对底盘系统而言, 底盘的框架结构、各子系统的工作模式均可做出全新的设计。
二是特点。创新设计的特点是, 无前例可循, 从概念到功能实现都要从无到有再一步一步完善, 开发难度大、开发成本高、开发周期长, 可沿用的平台、零部件资源匮乏, 可借鉴的经验很少。但是, 正因为起点是零, 设计之初便可以遵循整体化设计的理念, 带来更优化、集成度更高、性能更卓越的新能源汽车。新能源汽车底盘设计方向性的改革始于 滑板式底盘 的出现, 下面结合滑板式底盘的应用来阐述底盘创新设计的特点与前景。滑板式底盘 是通用汽车的一项创新, 它彻底了传统底盘的模式。滑板式底盘的应用使得汽车具有以下优势:( 1) 车身设计自由度很大。平面式的底盘与车身独立, 给车身的造型设计提供了无比的自由。( 2) 总布置难度降低、内部可利用空间增大。由于底盘是扁平的整体框架, 而且安置在底盘上的燃料电池动力系统的集成度高、线传操控系统使得转向系统与制动系统所占空间大大减小, 所以总布置的可利用空间相对增大, 其布置难度也相对降低, 相应的车内可利用空间也有所增大。( 3) 制造、维护大大简化。得益于底盘的整体化设计, 零部件少、集成度高, 制造、装卸的工艺复杂程度降低, 同时也便于维护。( 4) 出色的操控性。所有核心系统都布置在底盘上, 因此车辆重心非常低,提高了汽车的操控性。( 5) 碰撞安全性高。整副底盘在制造过程中保证 1:1的前后配重, 符合严格的碰撞安全标准;若发生碰撞, 坚固的底盘能吸收绝大部分冲击力,使乘客舱免于因碰撞而内陷。然而, 滑板式底盘技术也存在着尚未解决的劣势: 它目前仅适用于燃料电池汽车, 还未在其他电动汽车中尝试过, 适用范围较窄; 采用非机械底盘控制, 依赖于线传操控系统的发展与成熟。
结语
新能源汽车作为汽车产品的未来发展方向,在设计过程中运用了大量整体化系统设计理念。尤其在底盘方面, 底盘的设计与新能源汽车的总布置方案息息相关, 与新能源汽车动力系统架构及其集成度联系紧密, 同时也影响着新能源汽车的外观设计与内部空间, 是新能源汽车设计中极其重要的开发内容。底盘系统包含了悬架、制动、转向等子系统,在传统意义上它影响着整车的舒适性、安全性与操控性, 而对于新能源汽车而言, 它的影响更加深远。
参考文献
节能已经成为了当前我国社会发展的一个重要战略方针,结合这种节能手段的落实而言,相应的可再生能源利用是比较重要的一种手段,这种可能再生能源的运用能够较好促使其表现出较为理想的能耗控制效果,本文就重点围绕着可再生能源在建筑设计中的利用进行了简要的分析和论述,希望具备一定的借鉴作用。
关键词:
可再生能源;建筑设计;应用
1引言
随着现阶段社会的不断发展,其能耗越来越受到,对于能源的需求量也越来越大,传统能源的供给效果已经很难满足于当前发展需求,这也就需要重点做好节能工作,环节当前存在的能源短缺压力。建筑行业可以说是能耗较为突出的一个方面,较好促使建筑行业具备理想的节能表现也就需要进行详细全面的分析和探索,尤其是对于各类节能技术手段的运用而言,更是需要进行不断研究,其中可再生能源的利用就是比较有效的一种手段,这种可再生能源的运用价值还是比较突出的,值得引起高度重视。
2可再生能源的基本特点分析
结合可再生能源的应用来看,其之所以具备着较为突出的应用价值效果,主要就是因为其自身的特点能够较好满足于社会发展的能源需求,其主要表现在以下几个方面:
(1)无限性特点。对于可再生能源而言,其最为突出的一个特点就是“可再生性”,也就是无限性,这种无限性也就表明相应可再生能源能够源源不断的出现,并不会因为人们的应用而减少,进而也就体现出了极强的应用价值效果。这种取之不尽用之不竭的可再生能源应用特点也就值得在各个方面重点探索其应用方式,最终提升其应用价值。
(2)普遍性。对于绝大部分可再生能源而言,其都表现出了较为明显的普遍性特点,这种普遍性主要就是指相应的可再生能源并非是集中存在,而是在各个区域都存在,进而也就能够方便后续应用过程中的就地取材,比如对于太阳能、地热能以及风能等,都是广泛存在的各个方面,极大程度上提升了应用的便捷性。
(3)清洁性。从可再生能源的应用效果上来看,其还能够表现出较为理想的清洁性特点,这种清洁性主要就是指相应可再生能源的应用能够避免在后续应用过程中出现较为明显的污染问题,相对于传统煤炭以及石油的应用来看,其环保效果极为突出,进而也就能够较好适应于当前越来越注重环境保护的社会发展趋势,值得进行广泛运用。
(4)经济性。对于可再生能源的有效应用而言,其还能够表现出较为理想的经济性效果,尤其是从长期的应用过程中,这种经济性优势更是极为明显,其仅仅需要在初期设计构建中投入相应费用,进而也就能够较好降低后续维护和运行的投资,从整体方面体现出了理想的经济性效果。此外,当前我国对于这些可再生能源的应用还存在着较多的鼓励和扶持政策,进而同样能够表现出一定的经济性效果。
3可再生能源在建筑设计中的应用
可再生能源在实际应用过程中能够表现出较为理想的实效性,建筑行业作为能耗较为突出的一个行业代表,其更是值得采取恰当的设计手段进行有效处理,促使可再生能源能够得到更好的运用,不断提升其应用水平。这种可再生能源在建筑设计中的具体应用方式和手段有以下几点:
(1)建筑设计中对于太阳能的应用。对于太阳能在我国建筑工程项目中的设计应用来看,其应用效果是比较理想的,而这种设计应用在我国传统建筑中就具备着较为明显的体现,比如我国很多传统房屋建筑都采用南北布局的方式进行构建,进而也就能够达到较为理想的太阳光应用效果,充分实现照明方面的应用需求。此外,对于太阳能热力方面的应用同样也是比较重要的一个设计手段,太阳能热水器的应用就得到了较为广泛的布置,在很多建筑物中都能够表现出理想的作用价值,降低了对于电力能源的依赖性。随着当前我国科学技术水平的不断提升,这种太阳能可以在建筑物中表现出来的作用也越来越丰富,比如从光伏发电方面来看,其发电效率越来越高,并且在建筑物的很多系统结构中都能够得到较为理想的运用,进而也就能够在一定程度上降低传统电力资源的运用,达到节能优化效果。在太阳能发电中,主动式太阳能技术能够取得较为理想的作用效果,其相对于传统的被动式发电,能够更好提升其发电效率,促使其在建筑物中表现更强的作用价值。
(2)建筑设计中对于风能的应用。在建筑物的具体设计过程中,合理运用风能同样也能够达到较为理想的节能优化效果,其设计方式首先表现在对于建筑物通风的有效布置上,根据当地风向以及相关强度,合理安装建筑物的外形以及通风口位置,进而也就能够有效保障其体现出较为理想的自然通风效果,不仅仅能够提升人们对于建筑物的应用舒适度,还能够有效提升其节能效果,降低对于机械通风的依赖性。另外,对于风力发电方面的探索同样也能够在建筑设计中取得理想的作用价值,尤其是在一些高度较为突出的建筑物中,这种风能发电的效率还是比较突出的,值得进行有效推广运用。
(3)建筑设计中对于地热能的应用。地热能同样也是分布较为广泛,并且极为丰富的一种可再生能源,针对这种地热能进行有效的建筑设计主要就是为了促使其能够在建筑物的暖通系统中发挥出较强的积极作用价值,进而也就能够降低电气设备方面的应用强度。结合这种地热能的实际应用设计而言,其需要切实把握好相应地热泵设备的安装和应用,针对该设备进行不断创新优化,促使其能够体现出较为理想的能量转化高效性,进而也就能够保障其较好实现建筑物暖通空调系统功能。
4结束语
综上所述,对于建筑设计中可再生能源的应用来看,其应用价值和优势还是比较明显的,这些优势也就值得相应建筑设计人员进行不断探索和创新,促使太阳能、风能以及地热能等可再生能源都能够采用恰当的方式进行布置,最终发挥出节能环保效果。
作者:桑月红 陆坚 单位:华汇工程设计集团股份有限公司
参考文献
[1]陈冯芳.可再生能源在建筑设计中的利用研究[J].冶金丛刊,2016(4):73~74.
[2]倪昌剑.论述可再生能源在建筑设计中的利用[J].四川水泥,2015(6):135.
[3]曾毅.可再生能源在建筑设计中的运用分析[J].四川水泥,2014(7):238.