火電廠自動化專題結(jié)課論文-淺談我國新能源發(fā)電技術(shù)及其意義

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　本門課程講述了火電廠自動化專題，分別由8個不同的老師講解，每個老師講解一個方面，在此我主要圍繞新能源發(fā)電系統(tǒng)控制技術(shù)來深入了解。</p><p>　　目前，由于全球受環(huán)境問題的影響，使得能源的開發(fā)和利用面臨新的瓶頸。人類開始不斷尋找新能源來代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源。在一些發(fā)達國家，新能源發(fā)電技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)成了他們解決電

2、力系統(tǒng)問題的一種必不可少的手段。本文首先介紹了新能源的特點，接著詳細介紹了幾種新能源發(fā)電技術(shù)，包括風能發(fā)電、太陽能發(fā)電、潮汐發(fā)電等，最后闡釋了新能源發(fā)電對電力系統(tǒng)發(fā)展的重要意義。</p><p>　　關(guān)鍵詞：新能源；風能；太陽能；潮汐；發(fā)電技術(shù)。</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要··

3、····································

4、3;···························I</p><p>　　1緒論·····

5、;····································

6、83;·······················1</p><p>　　1.1課題背景········

7、····································

8、3;··············1</p><p>　　1.2我國新能源特點················

9、3;····································1&

10、lt;/p><p>　　2新能源發(fā)電類型·······························

11、3;·······················1</p><p>　　2.1風能發(fā)電········&

12、#183;····································

13、;··············1</p><p>　　2.1.1風能發(fā)電及國內(nèi)外發(fā)展應用概況···············&#

14、183;·····················1</p><p>　　2.1.2我國風能的分布·········

15、····································

16、3;·····2</p><p>　　2.1.3國內(nèi)外風電發(fā)展概況·························

17、······················2</p><p>　　2.2太陽能發(fā)電·········&#

18、183;····································

19、···········2</p><p>　　2.2.1我國太陽能利用現(xiàn)狀···················&#

20、183;···························2</p><p>　　2.2.2太陽能發(fā)電原理···

21、····································

22、3;···········3</p><p>　　2.3海洋能發(fā)電····················

23、····································

24、3;3</p><p>　　2.3.1海洋能種類······························

25、3;························3</p><p>　　2.3.2海洋能特點······

26、3;····································&#

27、183;···········4</p><p>　　2.4生物質(zhì)發(fā)電···················

28、3;····································&#

29、183;4</p><p>　　2.5地熱能發(fā)電······························

30、3;··························4</p><p>　　3新能源發(fā)電對我國未來電力發(fā)展的意義···&#

31、183;·······························4</p><p>　　3.1提高電

32、網(wǎng)的可靠性····································

33、;···············4</p><p>　　3.2有利于擴大我國電網(wǎng)覆蓋面···············

34、····························4</p><p>　　3.3節(jié)約成本，提高安全性··

35、83;····································&

36、#183;·······5</p><p>　　4總結(jié)························&#

37、183;····································

38、····5</p><p>　　參考文獻····························

39、···································6</p>

40、;<p>　　淺談我國新能源發(fā)電技術(shù)及其意義</p><p><b>　　1緒論</b></p><p><b>　　1.1課題背景</b></p><p>　　隨著科學和社會的進步，全球所面臨的資源和環(huán)境問題也日益突出，由于傳統(tǒng)能源的存量有限，使得對其的開發(fā)和利用受到限制，只能尋找可以替代的新能源。目前，全

41、球正在掀起一場以大規(guī)模開發(fā)和利用新能源為標志的革命。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，對電力的需求也不斷增大。現(xiàn)在我國所依靠的電力能源主要是煤、石油和天然氣等，這些能源在短期內(nèi)是不可再生的，開采得越多存量就會越少。同時，開發(fā)和利用這些能源會引起酸雨、溫室效應等嚴重的環(huán)境問題，這也成為整個世界經(jīng)濟發(fā)展的重要限制因素。所以，大力發(fā)展新能源發(fā)電技術(shù)迫在眉睫。</p><p>　　1.2我國新能源的特點</p><

42、p>　　我國的新能源資源和各地的能源需求呈現(xiàn)逆向分布的特征，且儲量豐富。生物質(zhì)能資源年產(chǎn)出8.99 億tce，據(jù)統(tǒng)計，波浪能資源的儲量為1285萬kW，潮汐能資源儲量為1.1億kW，潮流能為1.4億kW。從資源分布來看，風能較豐富的地區(qū)除了東部沿海之外，其它的主要集中在內(nèi)蒙古、新疆以及甘肅和華北的北部。而太陽能資源只要分布在西藏、青海、新疆南部和內(nèi)蒙古的西部。但是我國75%以上的能源需求都是在東部和中部地區(qū)，所以資源需求和分布逆向

43、性較明顯。 </p><p>　　新能源資源都具有地域性，本身是無法實現(xiàn)直接供電，而是通過一定方式轉(zhuǎn)化為電能才能被大規(guī)模地利用。目前我國的新能源資源分布地區(qū)的用電量相對較少，當?shù)夭⒉荒芡耆?，可以通過長距離的電網(wǎng)輸送到中東部用電量較多的地區(qū)。新能源資源的一個明顯特點是分散性，因為能流密度較低，分布到每單位面積上的能量并不多，風電和太陽能發(fā)電站占用的空間比較大。新能源發(fā)電具有間歇性和波動性，受季節(jié)和氣候的影響比較

44、大。</p><p><b>　　2新能源發(fā)電類型</b></p><p><b>　　2.1風能發(fā)電</b></p><p>　　2.1.1風能發(fā)電及國內(nèi)外發(fā)展應用概況</p><p>　　風能資源既包括陸地資源，又包括近海岸資源。目前來看，風能發(fā)電是非水可再生能源發(fā)電中技術(shù)相對比較成熟且開發(fā)規(guī)模

45、較大的一種發(fā)電方式，也是現(xiàn)在新能源發(fā)電的一個重點發(fā)展方向。風力發(fā)電系統(tǒng)離不開槳葉、機械傳動系統(tǒng)、發(fā)電機、電力電子裝置、升壓變壓器等這幾個部件。我國風能資源十分豐富，我國的風力發(fā)電技術(shù)雖然與發(fā)達國家相比還有一些差距，但是也取得了一些進步。目前，我國的風電場的數(shù)量已有上百個，裝機總?cè)萘扛哌_260萬千瓦。2015年我國的風能發(fā)電計劃達到1500萬千瓦，2020年將達到3000萬千瓦。</p><p>　　風能是一種能量

46、密度較低、穩(wěn)定性較差的能源，建立風力發(fā)電場的地區(qū)，都要針對風源、風強、風頻、風速的實際情況，進行風場測定，作出風力發(fā)電場布局，選擇合適的風力發(fā)電機型。風能利用有多種形式，其中將風能轉(zhuǎn)換成電能是風能開發(fā)利用的主要方式。</p><p>　　近年來，世界風電市場中風電機組的單機容量持續(xù)增大，世界上主流機型已經(jīng)從2000年的500千瓦～1兆瓦增加到2～3兆瓦。2013年全球新安裝風電機組平均單機容量為1923千瓦。中國

47、新安裝風電機組平均單機容量達到1720千瓦，1.5兆瓦和2兆瓦風電機組為主流機型。</p><p>　　2.1.2我國風能的分布</p><p>　　我國的風能資源主要分布在沿海和內(nèi)陸兩大風帶，如附圖所示沿海風帶主要是：海南、廣東、福建、浙江、山東和遼寧沿海及其島嶼；內(nèi)陸風帶主要是內(nèi)蒙古北部、甘肅、新疆北部以及松花江下游。在這些風帶地區(qū)，我國已逐步建成二十多個大型風電場，如新疆達坂城、內(nèi)蒙

48、古輝騰錫勒、河北張北、吉林通榆、廣東南澳、福建平潭等，其中許多風電場裝機容量達100MW以上。</p><p>　　2.1.3國內(nèi)外風電發(fā)展概況</p><p>　　國外風電發(fā)展方向：提高單機容量，減輕單位kW重量，提高轉(zhuǎn)換效率，提高系統(tǒng)可靠性。目前國際主流風電機組單機容量已達到2~3MW，MW級以上單機裝機容量均超過裝機總?cè)萘康?5%。國外大多數(shù)風電機組都采用了變槳變速控制技術(shù)。德國的風

49、電機組中，有91.2%的風電機組采用的是變槳距調(diào)節(jié)方式。全球所安裝的風電機組中，有92%的風電機組采用了變速恒頻技術(shù)，而且這個比例正在逐漸提高。</p><p><b>　　2.2太陽能發(fā)電</b></p><p>　　2.2.1我國太陽能利用現(xiàn)狀</p><p>　　我國幅員廣大，有著十分豐富的太陽能資源。據(jù)估算，我國陸地表面每年接 收的太陽

50、輻射能約為50x10'kJ，全國各地太陽年輻射總量達335～837kJ/cm²,中值為586kJ/cm²。從全國太陽年輻射總量的分布來看，西藏、青海、新疆、內(nèi)蒙古南部、山西、陜西北部、河北、山東、遼寧、吉林西部、云南中部和西南部、廣東東南部、福建東南部、海南島東部和西部以及臺灣省的西南部等廣大地區(qū)的太陽輻射總量很大。尤其是青藏高原地區(qū)最大，那里平均海拔高度在4000m以上，大氣層薄而清潔，透明度好，緯度低，日

51、照時間長。例如被人們稱為“日光城”的拉薩市，1961年至1970年的平均值，年平均日照時間3005.7h，相對日照為68，年平均晴天為108.5天，陰天為98.8天，年平均云量為4.8太陽總輻射為816kJ/cm²，比全國其它省區(qū)和同緯度的地區(qū)都高。全國以四川和貴州兩省的太陽年輻射總量最小，其中尤以四川盆地為最，那里雨多、霧多，晴天較少。例如素有“霧都”之稱的成都市，年平均日照時數(shù)僅為1152.2h，相對日照為26，年平均晴天

52、為24.7天，陰天達244.6天，年平均云量高8.4。其它地區(qū)的太陽年輻射總量居中</p><p>　　2.2.2太陽能發(fā)電原理</p><p>　　太陽能是地球上永恒的一種能源，我國陸地面積每年接收的太陽輻射熱量較多，屬于太陽能資源比較豐富的國家。太陽能發(fā)電系統(tǒng)主要包括電池組、太陽能控制器、蓄電池（組）以及逆變器幾個部分組成。太陽能發(fā)電形式主要有兩種：光伏式和光熱式。光伏發(fā)電系統(tǒng)按照是否

53、接入電網(wǎng)又分為離散型和并網(wǎng)型發(fā)電系統(tǒng)。離散型是可以直接利用直流電來供電，并網(wǎng)型則需利用一些裝置將直流電變?yōu)榻涣麟姾蟛拍芄╇?。光熱發(fā)電是首先將太陽能由低密度轉(zhuǎn)為高密度，再利用傳熱裝置將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。</p><p><b>　　2.3海洋能發(fā)電</b></p><p>　　2.3.1海洋能種類</p><p><b>　?。?）潮汐

54、能</b></p><p>　　因月球引力的變化引起潮汐現(xiàn)象，潮汐導致海水平面周期性地升降，因海水漲落及潮水流動所產(chǎn)生的能量，稱為潮汐能。</p><p><b>　?。?）波浪能</b></p><p>　　波浪能是指海洋表面波浪所具有的動能和勢能。波浪的能量與波高的平方、波浪的運動周期以及迎波面的寬度成正比。波浪能是海洋能源中能

55、量最不穩(wěn)定的一種能源。</p><p><b>　?。?）溫差能</b></p><p>　　利用海洋溫差發(fā)電的概念，最早于1881年由法國物理學家雅克·德·阿松瓦爾在《太陽海洋能》一文中提出。溫差能是指海洋表層海水和深層海水之間水溫之差的熱能。海洋溫差能是指以表、深層海水的溫度差的形式所儲存的海洋熱能，其能量的主要來源是蘊藏在海洋中的太陽輻射能。

56、海洋溫差能儲量巨大，占地球表面積71％的海洋是地球上最大的太陽能存儲裝置，體積為6.0×107km的熱帶海洋的海水每天吸收的能量相當于2．45×1011桶原油的熱量。按照現(xiàn)有技術(shù)水平，可以轉(zhuǎn)化為電力的海洋溫差能大約為10 000TWh/a，在多種海洋能資源中，其資源儲量僅次于波浪能，位于第二。</p><p><b>　　（4）鹽差能</b></p><

57、;p>　　鹽差能是指海水和淡水之間或兩種含鹽濃度不同的海水之間的化學電位差能。主要存在于河海交接處。 同時，淡水豐富地區(qū)的鹽湖和地下鹽礦也可以利用鹽差能。鹽差能是海洋能中能量密度最大的一種可再生能源。</p><p><b>　?。?）海流能</b></p><p>　　海流能是指海水流動的動能，主要是指海底水道和海峽中較為穩(wěn)定的流動以及由于潮汐導致的有規(guī)律的海

58、水流動。</p><p>　　2.3.2海洋能特點</p><p>　　海洋能發(fā)電是利用海洋中儲存的大量能量來發(fā)電。海洋能對環(huán)境無污染，蘊藏量大，但是其能量密度較低，具有很強的地域性，限制了對其的開發(fā)，目前海洋能發(fā)電得到實際應用的有潮汐發(fā)電和波浪發(fā)電。潮汐發(fā)電是利用潮起潮落形成的水位差沖擊水輪機來帶動發(fā)電機進行發(fā)電。這種發(fā)電方式規(guī)律性較強，能量穩(wěn)定，便于電網(wǎng)的發(fā)電和配電的管理，但是由于成本

59、較高，電價也高，我國的潮汐發(fā)電站還不多。波浪發(fā)電方式是將波浪能轉(zhuǎn)換成機械、氣壓或液壓的能量，然后再利用傳動機帶動發(fā)電機發(fā)電。我國的波浪能主要分布在廣東浙江等沿海地區(qū)。</p><p><b>　　2.4生物質(zhì)發(fā)電</b></p><p>　　生物質(zhì)能是蘊含在生物質(zhì)中的能量，生物質(zhì)能發(fā)電方式是一種以農(nóng)作物秸稈和木屑為燃料的火力發(fā)電方式。生物質(zhì)能是直接或者間接地利用植物的

60、光合作用，將太陽能轉(zhuǎn)為化學能儲存在生物體內(nèi)的能量。它與傳統(tǒng)的火力發(fā)電相比的優(yōu)勢在于實現(xiàn)了二氧化碳的零排放，既環(huán)保又節(jié)能，因此，越來越受關(guān)注。并且，生物質(zhì)能分布很廣泛，從儲量上來說，總量僅次于地球上的煤、石油和天然氣?，F(xiàn)在利用生物質(zhì)能發(fā)電的方式有多種，包括直燃發(fā)電、混燃發(fā)電、沼氣發(fā)電等。</p><p><b>　　2.5地熱能發(fā)電</b></p><p>　　地球本身

61、就是一個非常大的熱倉庫，據(jù)推算，全球的地熱能源總量約為現(xiàn)在全球能耗的45萬倍。地熱能也屬于一種較清潔的可再生資源。地熱發(fā)電是利用高出沸點的中、高地熱（蒸汽）來推動汽輪機，從而帶動發(fā)電機來發(fā)電，或者是通過熱交換用地熱來給一些沸點低的流體加熱，使其變成蒸汽后再同以上原理一樣來發(fā)電。我國的地熱資源十分豐富，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的熱點高達5000處，地熱田有45個。已在廣東、湖南、西藏等地建立了地熱電站，其中的西藏羊八井地熱電站是目前我國最大的地熱電站

62、。</p><p>　　3 新能源發(fā)電對我國未來電力發(fā)展的意義</p><p>　　3.1 提高電網(wǎng)的可靠性 </p><p>　　目前新能源發(fā)電技術(shù)在我國已經(jīng)取得一定的進展，有的地區(qū)已經(jīng)投入實際應用中。由新能源組成的微電網(wǎng)系統(tǒng)能夠提高我國電網(wǎng)的可靠性，并且能夠改善電能的質(zhì)量。我國的經(jīng)濟發(fā)展早已步入了數(shù)字化的時代，隨著各行各業(yè)用電量的增大，只有為他們提供優(yōu)質(zhì)且可靠的

63、電力供應才能為經(jīng)濟的發(fā)展提供保障。大電網(wǎng)在高峰期的脆弱性就會表現(xiàn)出來，而新能源發(fā)電能夠在一定程度上緩解這種狀況，這樣不僅節(jié)約了成本，還能提供優(yōu)質(zhì)可靠的電能，又能避免因超負荷停電帶來的經(jīng)濟損失，從而為我國經(jīng)濟的高速發(fā)展創(chuàng)造條件。 </p><p>　　3.2 有利于擴大我國電網(wǎng)覆蓋面 </p><p>　　在新能源發(fā)電未出現(xiàn)之前，我國利用煤炭、石油和天然氣等傳統(tǒng)能源的發(fā)電方式形成的電網(wǎng)覆蓋面

64、受地理環(huán)境的制約，使得一部分偏遠地區(qū)并未實現(xiàn)通電，用電的限制在一定程度上制約了這些地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展。新能源出現(xiàn)后，可以利用當?shù)氐娘L能或者太陽能等能源來設計合理的微電網(wǎng)系統(tǒng)，在這些地區(qū)實現(xiàn)微電網(wǎng)供電。這樣在充分發(fā)揮我國的資源優(yōu)勢的基礎上實現(xiàn)了電力建設的快速發(fā)展。擴大了我國整個電網(wǎng)的覆蓋面積，使我國電力系統(tǒng)朝著較好的方向發(fā)展。 </p><p>　　3.3 節(jié)約成本，提高安全性 </p><p>

65、;　　傳統(tǒng)的發(fā)電方式形成的供電系統(tǒng)一般實行的是遠距離的高壓輸送，這要求必須有一些相應配套的輸變電設備，不但占地面積大，而且成本高。而利用新能源中的燃料發(fā)電方式可以把電池建在終端用戶的附近，一些家用電源甚至可以直接裝在居民的家里，這樣就大大降低了輸送成本。在一些偏遠的山區(qū)或者海島等地方就可以直接在當?shù)厥褂萌剂想姵匕l(fā)電，從而節(jié)約電網(wǎng)的建設費用，降低了供電的成本。</p><p>　　另外，傳統(tǒng)電網(wǎng)存在一定的安全隱患。

66、如果發(fā)生戰(zhàn)爭或者自然災害，或者是一些技術(shù)上的故障等，這些因素都會造成電網(wǎng)系統(tǒng)的大范圍的停電。而利用新能源發(fā)電形成的小網(wǎng)絡就能避免這些現(xiàn)象的發(fā)生，從而提高電網(wǎng)的抗破壞能力，在一定程度上保障電網(wǎng)的運行安全。</p><p><b>　　4總結(jié)</b></p><p>　　本文介紹了目前比較成熟的風能、太陽能等的新能源發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀,研究熱點,存在問題以及在我國的應用前景等。

67、我國傳統(tǒng)能源逐漸減少,新能源和新型發(fā)電方式的開發(fā)和利用將是一項大產(chǎn)業(yè),大力發(fā)展應用以風能、太陽能等其他新型發(fā)電方式是必要的。隨著新能源發(fā)電技術(shù)發(fā)展的更加成熟,成本的下降,新能源電力將成為我國電力建設的不可缺少的一部分。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 張偉波，潘宇超，崔志強.我國新能源發(fā)電發(fā)展思路探析[J]. 中國能源， 20