火電廠自動(dòng)化專題結(jié)課論文-淺談我國(guó)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(dòng)化專題，分別由8個(gè)不同的老師講解，每個(gè)老師講解一個(gè)方面，在此我主要圍繞新能源發(fā)電系統(tǒng)控制技術(shù)來(lái)深入了解。</p><p>　　目前，由于全球受環(huán)境問(wèn)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(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源。在一些發(fā)達(dá)國(guó)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(wèn)題的一種必不可少的手段。本文首先介紹了新能源的特點(diǎn)，接著詳細(xì)介紹了幾種新能源發(fā)電技術(shù)，包括風(fēng)能發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電、潮汐發(fā)電等，最后闡釋了新能源發(fā)電對(duì)電力系統(tǒng)發(fā)展的重要意義。</p><p>　　關(guān)鍵詞：新能源；風(fēng)能；太陽(yáng)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(guó)新能源特點(diǎn)················

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

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

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

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

13、;··············1</p><p>　　2.1.1風(fēng)能發(fā)電及國(guó)內(nèi)外發(fā)展應(yīng)用概況···············&#

14、183;·····················1</p><p>　　2.1.2我國(guó)風(fēng)能的分布·········

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

16、3;·····2</p><p>　　2.1.3國(guó)內(nèi)外風(fēng)電發(fā)展概況·························

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

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

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

20、183;···························2</p><p>　　2.2.2太陽(yáng)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(diǎn)······

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?zé)崮馨l(fā)電······························

30、3;··························4</p><p>　　3新能源發(fā)電對(duì)我國(guó)未來(lái)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(kuò)大我國(guó)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(xiàn)····························

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

40、;<p>　　淺談我國(guó)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(xué)和社會(huì)的進(jìn)步，全球所面臨的資源和環(huán)境問(wèn)題也日益突出，由于傳統(tǒng)能源的存量有限，使得對(duì)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(chǎng)以大規(guī)模開發(fā)和利用新能源為標(biāo)志的革命。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)電力的需求也不斷增大?，F(xiàn)在我國(guó)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(huì)越少。同時(shí)，開發(fā)和利用這些能源會(huì)引起酸雨、溫室效應(yīng)等嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，這也成為整個(gè)世界經(jīng)濟(jì)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(guó)新能源的特點(diǎn)</p><

42、p>　　我國(guó)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(chǔ)量豐富。生物質(zhì)能資源年產(chǎn)出8.99 億tce，據(jù)統(tǒng)計(jì)，波浪能資源的儲(chǔ)量為1285萬(wàn)kW，潮汐能資源儲(chǔ)量為1.1億kW，潮流能為1.4億kW。從資源分布來(lái)看，風(fēng)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(yáng)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(guó)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(wú)法實(shí)現(xiàn)直接供電，而是通過(guò)一定方式轉(zhuǎn)化為電能才能被大規(guī)模地利用。目前我國(guó)的新能源資源分布地區(qū)的用電量相對(duì)較少，當(dāng)?shù)夭⒉荒芡耆?，可以通過(guò)長(zhǎng)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(gè)明顯特點(diǎn)是分散性，因?yàn)槟芰髅芏容^低，分布到每單位面積上的能量并不多，風(fēng)電和太陽(yáng)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(dòng)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(fēng)能發(fā)電</b></p><p>　　2.1.1風(fēng)能發(fā)電及國(guó)內(nèi)外發(fā)展應(yīng)用概況</p><p>　　風(fēng)能資源既包括陸地資源，又包括近海岸資源。目前來(lái)看，風(fēng)能發(fā)電是非水可再生能源發(fā)電中技術(shù)相對(duì)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(gè)重點(diǎn)發(fā)展方向。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)離不開槳葉、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)、電力電子裝置、升壓變壓器等這幾個(gè)部件。我國(guó)風(fēng)能資源十分豐富，我國(guó)的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)雖然與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有一些差距，但是也取得了一些進(jìn)步。目前，我國(guó)的風(fēng)電場(chǎng)的數(shù)量已有上百個(gè)，裝機(jī)總?cè)萘扛哌_(dá)260萬(wàn)千瓦。2015年我國(guó)的風(fēng)能發(fā)電計(jì)劃達(dá)到1500萬(wàn)千瓦，2020年將達(dá)到3000萬(wàn)千瓦。</p><p>　　風(fēng)能是一種能量

46、密度較低、穩(wěn)定性較差的能源，建立風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的地區(qū)，都要針對(duì)風(fēng)源、風(fēng)強(qiáng)、風(fēng)頻、風(fēng)速的實(shí)際情況，進(jìn)行風(fēng)場(chǎng)測(cè)定，作出風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)布局，選擇合適的風(fēng)力發(fā)電機(jī)型。風(fēng)能利用有多種形式，其中將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能是風(fēng)能開發(fā)利用的主要方式。</p><p>　　近年來(lái)，世界風(fēng)電市場(chǎng)中風(fēng)電機(jī)組的單機(jī)容量持續(xù)增大，世界上主流機(jī)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(fēng)電機(jī)組平均單機(jī)容量為1923千瓦。中國(guó)

47、新安裝風(fēng)電機(jī)組平均單機(jī)容量達(dá)到1720千瓦，1.5兆瓦和2兆瓦風(fēng)電機(jī)組為主流機(jī)型。</p><p>　　2.1.2我國(guó)風(fēng)能的分布</p><p>　　我國(guó)的風(fēng)能資源主要分布在沿海和內(nèi)陸兩大風(fēng)帶，如附圖所示沿海風(fēng)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(fēng)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(fēng)帶地區(qū)，我國(guó)已逐步建成二十多個(gè)大型風(fēng)電場(chǎng)，如新疆達(dá)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(fēng)電場(chǎng)裝機(jī)容量達(dá)100MW以上。</p><p>　　2.1.3國(guó)內(nèi)外風(fēng)電發(fā)展概況</p><p>　　國(guó)外風(fēng)電發(fā)展方向：提高單機(jī)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(guó)際主流風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量已達(dá)到2~3MW，MW級(jí)以上單機(jī)裝機(jī)容量均超過(guò)裝機(jī)總?cè)萘康?5%。國(guó)外大多數(shù)風(fēng)電機(jī)組都采用了變槳變速控制技術(shù)。德國(guó)的風(fēng)

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

50、輻射能約為50x10'kJ，全國(guó)各地太陽(yáng)年輻射總量達(dá)335～837kJ/cm²,中值為586kJ/cm²。從全國(guó)太陽(yáng)年輻射總量的分布來(lái)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(tái)灣省的西南部等廣大地區(qū)的太陽(yáng)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(shí)間長(zhǎng)。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(shí)間3005.7h，相對(duì)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(yáng)總輻射為816kJ/cm²，比全國(guó)其它省區(qū)和同緯度的地區(qū)都高。全國(guó)以四川和貴州兩省的太陽(yáng)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(shí)數(shù)僅為1152.2h，相對(duì)日照為26，年平均晴天

52、為24.7天，陰天達(dá)244.6天，年平均云量高8.4。其它地區(qū)的太陽(yáng)年輻射總量居中</p><p>　　2.2.2太陽(yáng)能發(fā)電原理</p><p>　　太陽(yáng)能是地球上永恒的一種能源，我國(guó)陸地面積每年接收的太陽(yáng)輻射熱量較多，屬于太陽(yáng)能資源比較豐富的國(guó)家。太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)主要包括電池組、太陽(yáng)能控制器、蓄電池（組）以及逆變器幾個(gè)部分組成。太陽(yáng)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(lái)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(yáng)能由低密度轉(zhuǎn)為高密度，再利用傳熱裝置將太陽(yáng)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(dǎo)致海水平面周期性地升降，因海水漲落及潮水流動(dòng)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(dòng)能和勢(shì)能。波浪的能量與波高的平方、波浪的運(yùn)動(dòng)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(guó)物理學(xué)家雅克·德·阿松瓦爾在《太陽(yáng)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(chǔ)存的海洋熱能，其能量的主要來(lái)源是蘊(yùn)藏在海洋中的太陽(yáng)輻射能。

56、海洋溫差能儲(chǔ)量巨大，占地球表面積71％的海洋是地球上最大的太陽(yáng)能存儲(chǔ)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(dāng)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(chǔ)量?jī)H次于波浪能，位于第二。</p><p><b>　?。?）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(xué)電位差能。主要存在于河海交接處。 同時(shí)，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(dòng)的動(dòng)能，主要是指海底水道和海峽中較為穩(wěn)定的流動(dòng)以及由于潮汐導(dǎo)致的有規(guī)律的海

58、水流動(dòng)。</p><p>　　2.3.2海洋能特點(diǎn)</p><p>　　海洋能發(fā)電是利用海洋中儲(chǔ)存的大量能量來(lái)發(fā)電。海洋能對(duì)環(huán)境無(wú)污染，蘊(yùn)藏量大，但是其能量密度較低，具有很強(qiáng)的地域性，限制了對(duì)其的開發(fā)，目前海洋能發(fā)電得到實(shí)際應(yīng)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(jī)來(lái)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。這種發(fā)電方式規(guī)律性較強(qiáng)，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(jià)也高，我國(guó)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(jī)械、氣壓或液壓的能量，然后再利用傳動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。我國(guó)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(yùn)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(yáng)能轉(zhuǎn)為化學(xué)能儲(chǔ)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(shì)在于實(shí)現(xiàn)了二氧化碳的零排放，既環(huán)保又節(jié)能，因此，越來(lái)越受關(guān)注。并且，生物質(zhì)能分布很廣泛，從儲(chǔ)量上來(lái)說(shuō)，總量?jī)H次于地球上的煤、石油和天然氣。現(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?zé)崮馨l(fā)電</b></p><p>　　地球本身

61、就是一個(gè)非常大的熱倉(cāng)庫(kù)，據(jù)推算，全球的地?zé)崮茉纯偭考s為現(xiàn)在全球能耗的45萬(wàn)倍。地?zé)崮芤矊儆谝环N較清潔的可再生資源。地?zé)岚l(fā)電是利用高出沸點(diǎn)的中、高地?zé)幔ㄕ羝﹣?lái)推動(dòng)汽輪機(jī)，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)來(lái)發(fā)電，或者是通過(guò)熱交換用地?zé)醽?lái)給一些沸點(diǎn)低的流體加熱，使其變成蒸汽后再同以上原理一樣來(lái)發(fā)電。我國(guó)的地?zé)豳Y源十分豐富，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的熱點(diǎn)高達(dá)5000處，地?zé)崽镉?5個(gè)。已在廣東、湖南、西藏等地建立了地?zé)犭娬?，其中的西藏羊八井地?zé)犭娬臼悄壳拔覈?guó)最大的地?zé)犭娬?/p>

62、。</p><p>　　3 新能源發(fā)電對(duì)我國(guó)未來(lái)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(guó)已經(jīng)取得一定的進(jìn)展，有的地區(qū)已經(jīng)投入實(shí)際應(yīng)用中。由新能源組成的微電網(wǎng)系統(tǒng)能夠提高我國(guó)電網(wǎng)的可靠性，并且能夠改善電能的質(zhì)量。我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展早已步入了數(shù)字化的時(shí)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(yīng)才能為經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供保障。大電網(wǎng)在高峰期的脆弱性就會(huì)表現(xiàn)出來(lái)，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(fù)荷停電帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失，從而為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展創(chuàng)造條件。 </p><p>　　3.2 有利于擴(kuò)大我國(guó)電網(wǎng)覆蓋面 </p><p>　　在新能源發(fā)電未出現(xiàn)之前，我國(guó)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(yuǎn)地區(qū)并未實(shí)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(jì)發(fā)展。新能源出現(xiàn)后，可以利用當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)能或者太陽(yáng)能等能源來(lái)設(shè)計(jì)合理的微電網(wǎng)系統(tǒng)，在這些地區(qū)實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)供電。這樣在充分發(fā)揮我國(guó)的資源優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了電力建設(shè)的快速發(fā)展。擴(kuò)大了我國(guó)整個(gè)電網(wǎng)的覆蓋面積，使我國(guó)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(shí)行的是遠(yuǎn)距離的高壓輸送，這要求必須有一些相應(yīng)配套的輸變電設(shè)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(yuǎn)的山區(qū)或者海島等地方就可以直接在當(dāng)?shù)厥褂萌剂想姵匕l(fā)電，從而節(jié)約電網(wǎng)的建設(shè)費(fèi)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(zhēng)或者自然災(zāi)害，或者是一些技術(shù)上的故障等，這些因素都會(huì)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(luò)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(yùn)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(fēng)能、太陽(yáng)能等的新能源發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀,研究熱點(diǎn),存在問(wèn)題以及在我國(guó)的應(yīng)用前景等。

67、我國(guó)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(xiàng)大產(chǎn)業(yè),大力發(fā)展應(yīng)用以風(fēng)能、太陽(yáng)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(guó)電力建設(shè)的不可缺少的一部分。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 張偉波，潘宇超，崔志強(qiáng).我國(guó)新能源發(fā)電發(fā)展思路探析[J]. 中國(guó)能源， 20