时间：2023-09-22 09:45:49
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇新能源及其发电技术，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
【关键词】新能源；并网；关键技术；发展趋势
0 引言
两次科技革命过后，我们的科技程度与生产力进步程度都有了大幅的提高。随之而来的，也有负面影响。比如，化石能源等不可再生资源越来越少，环境污染也越来越严重。长此以往，地球上的化石资源等终将枯竭，届时人类的生存将面临严峻考验。不管是从我们赖以生存的自然环境，还是从我们无法离开的能源资源角度，找到可再生资源来取代传统的不可再生资源都是当务之急。一些国家和地区已经在着手计划以新能源来代替化石能源，并有了一定成效。我国的社会建设与人民群众的日常生活一样离不开电力供应，从环保与成本等方面考量，新能源发电技术代替传统化石能源技术必将成为主流。我国电力系统结构也将面临大的调整。但由于我国新能源研究较晚，技术方面并不是特别成熟，新能源发电技术还是小范围存在，没有成大规模投入使用，所以新能源发电技术的研究与发展还是当前需要工作人员继续努力推进的重点项目。
1 新能源并网发电系统的关键技术
1.1 新能源发电技术主要方式
新能源发电技术主要方式是分布式。分布式新能源发电技术主要突出了分布式和新能源两个特点。首先发电规模小，其次和电力用户距离不远，第三可单独给电力用户供电的形式就是分布式。传统能源以外的各种环保的、清洁的、可再生的能源都是新能源。新能源主要靠发电技术与储能技术两者结合的方式给电力用户提供电能。
1.2 新能源发电系统结构及关键部件
新能源发电系统中含有多个小型的新能源发电单元，这些小型的发电单元中可能包含风能发电、太阳能光伏发电、潮汐能发电等多种能源发电形式。这些供电设备需经过逆变器，然后以并联的方式接入大电网，才能保证主网的安全稳定运行。
新能源发电系统的关键部位包括：并网逆变器、静态开关、电能质量控制装置。
1.3 新能源并网发电系统关键技术
新能源发电多以微网形式存在，下面主要分析微网技术。
1.3.1 微网的运行
微网的抗扰动能力不强，且我们无法控制自然资源。比如风力的大小，出现的时间，出现的频率等，这就导致微网的安全性不稳，需对其加强控制。
1.3.2 微网的故障检测与保护
微网系统中不仅存在单向潮流，也会包括双向潮流，传统的保护措施不再有效，可研发在不同于常规模式下运行的故障检测与保护控制系统。
2 新能源并网发电系统的发展趋势
我国的发电总量在世界上是名列前茅的，但因为我国人口众多，基数过大，人均电量就难以到达令人满意的水平。从另一方面来说，我国的人均用电量还有很大的上升空间，大力发展新能源并网发电技术，解决人民群众生产生活用电需求，既可填补用电缺口，又有利于综合国力的提升。目前环保问题已是全球性问题，能源问题亦然。传统的化石能源必然会被可再生新能源替代。所以说，新能源发电技术必将成电力发展的主流方向，以下就是几种新能源发电技术的发展趋势分析：
2.1 太阳能光伏发电
太阳能的最大优势在于方便廉价，存在面积广，只要有太阳的地方都可以利用，还可以分散到各家各户采用单独供电的方式。也可采用大规模发电方式并网运行。太阳能无污染无噪音，是一种重要的清洁能源。
我国76%的国土光照充沛，全年辐射重量约917-2333kWh/m2，理论总储量约为147*108GWh/a，且光照资源分布较为均匀，可以说是资源优势得天独厚，就基础条件来讲，我国的太阳能光伏发电前景是非常广阔的。目前，我国能源供应中所占比例最大的就是煤炭，占主导地位，其消耗量巨大，所带来的环境问题更是日益严峻。所以，不管是从环境角度，还是从能源角度，我国政府都在着手计划并已经初步采取措施来研制以可再生新能源来逐渐替代传统能源的技术。2007年我国制定的《可再生能源中长期发展规划》指出，截止2020年，太阳能光伏发电总容量将达到180万kW，且按有关专家预测，这一数字或有望达到1000万kW。从市场需求角度看，我国很多边远地区仍处于缺电甚至无电状态，电力缺口很大，加之我国经济发展迅速，可以预见，并网型太阳能光伏电站不日将进入市场，且发展潜力巨大。
2.2 风能发电
风能是一N可再生清洁能源，无污染、能量较大、发展前景良好。风能得到了各国的认同与重视。且风力发电在众多的可再生能源中属于成本较低的类型，即可并网运行，也可独立运行，又能与其他技术互补组成混合型发电系统。近年来，风力发电技术日趋完善，并网型风力发电机单机额定功率最大已经达到5MW，叶轮直径已达到126m。截止到2005年，全球装机容量为58982MW，其中风力发电量占总数的1%。中国已成为亚洲风电产业发展的助推者之一，总装机容量位居世界第八。日后，不论国内还是国外，风力发电技术与产业发展速度都会大大提升。
2.3 地热发电
地热发电也是新能源的一种，但其易受环境影响，利用方面小，对于大面积供电并不适合，但对于有地热资源的地方来讲，这又是一种福音。地热发电的开发和利用有利于拥有该资源的地区的经济文化发展，所以，地热资源也是一种不可忽略的新能源。
2.4 海洋能发电
利用海洋能发电主要是在海上，对人们的生产生活影响不大，且我国海域资源辽阔，海岸线长，所以，海洋能发电也是一种主要发电形式。
2.5 生物质能发电
我国是农业大国，每年都会有大量的农副产品遗留，且随着社会的发展，人民生活水平的提高，所产生的生活垃圾也是日渐增多。这些东西都可以作为发电的生物质能资源，既保护了环境又可以解决电力需求，所以，生物质能资源也有较大的发展空间。
3 结束语
综上所述，虽然新能源发电技术目前有一定成绩的取得，但是受种种因素的制约，可再生新能源的并网发电发展不是特别理想。为了走可持续发展的道路，要逐渐减少发电企业对传统的不可再生化石能源的依赖，大力发展可再生新能源的并网发电技术。将新能源研究纳入大电网的总体规划研究框架中。在坚强电网的高级配电运行框架下，新能源的发电并网一定能够快速发展并发挥重要作用。
【参考文献】
[1]孙佐.新能源并网发电系统的关键技术和发展趋势[J].池州学院学报，2010，24（3）：31-35.
关键词：新能源；电力系统；课程建设；教学方法
作者简介：赵晶晶（1980-），女，重庆人，上海电力学院电气工程学院，副教授；李东东（1976-），男，安徽阜阳人，上海电力学院电气工程学院，教授。（上海 200090）
中图分类号：G643.2 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）14-0077-02
21世纪人类面临的两大基本问题是能源问题与环境问题，发展新能源是解决这两大问题的必由之路。新能源是相对于常规能源而言的，是指采用新技术和新材料或在新技术基础上系统地开发利用的能源，如太阳能、风能、地热能、海洋能等，大部分新能源被转换成电能接入电力系统中。新能源在地理位置上高度分散、受气候影响大，因此新能源发电的控制方式比传统石化燃料发电复杂。要将大量新能源电能接入现有电力系统，需要电网在规划、运行及控制等诸多方面作出调整，以便能更好地适应新能源随机性、波动性对电力系统电压、频率、稳定性等方面带来的影响。
2013年，为促进上海电力学院电力系统及其自动化专业研究生适应新能源大量并网后电力系统发展的需要，上海电力学院电气工程学院新开设了“新能源与电力系统”研究生专业选修课程。该课程旨在使学生对新能源发电技术的基本原理、风力与光伏发电等可再生能源并网后电力系统的运行特点有一个全面的了解，并能够利用电力系统专业分析方法解决新能源并网给电力系统带来的新问题，为进一步分析和研究新能源并网后电力系统的规划、设计、运行打下良好基础。
一、课程结构与教学内容的设计
“新能源与电力系统”课程的内容涉及电气、动力、机械、控制等许多学科领域，其中新能源发电技术主要包括太阳能发电、风能发电、生物质能发电、氢能发电、天然气、燃气发电、小水力发电、地热能发电和海洋能发电等多种发电技术。新能源发电并网后对电力系统的影响包括规划、运行、控制等诸多方面。该课程涉及“新能源发电技术”与“电力系统分析”两部分内容，概念多、知识面广、工程应用性强。但授课学时仅为36学时，内容多，课时少，要在有限的课堂教学时间内使学生有效掌握重要知识，需要合理设置课程结构，并对教学内容进行筛选。
在过去10年中，世界风电装机容量以平均每年30%累计速度迅速增长。截止到2013年，中国风电累计装机已突破90GW，全球总装机容量达到318GW。中国光伏发电累计装机容量达到17.16GW，其中，大规模光伏电站累计装机容量达到11.18GW，分布式光伏发电累计装机容量达到5.98GW。风力发电和太阳发电占据新能源发电总装机容量的91.5%，是新能源利用的主力军。生物质能、海洋能、地热源等其他新能源发电技术还处于实验研究或商业探索阶段，市场份额较小。
大量随机性、波动性的风电和光伏发电并网后对电力系统运行带来较大的影响，特别是中国部分北方地区千万千瓦级风电场集中接入当地110kV或220kV电网，对风电接入地区电力系统的运行与控制产生了相当大的影响。因此，该课程将风力发电并网后对电力系统的影响作为课程主要讲授内容之一。而太阳能光伏发电装机容量较小，大型的光伏电站装机容量一般在几兆瓦以内，如果直接接入当地110kV或220kV电网，对电网影响不大。但大量的分布式光伏发电并入配电网后对配电网的影响却不可忽视，因此该课程将光伏发电并网后对配电网的影响也作为课程主要讲授内容之一。其他新能源发电形式由于装机容量均较小，对电力系统影响并不大，则用较少的课时泛讲。新能源并网后对电力系统的影响包含对电压、频率稳定、调度、规划、控制等诸多方面，因此课程安排了较多的课时对新能源并网后的电力系统分析进行讲授，具体课时安排如下：新能源发电及并网技术基础知识2学时，风力、太阳能光伏发电6学时，生物质能发电、氢能发电、天然气/燃气发电、地热能发电和海洋能发电共2学时，风电、光伏功率预测2学时，新能源并网的经济性2学时，海上风电2学时，新能源并网对电力系统的影响共20学时（主要包括新能源并网后的消纳、电力系统优化调度、电力系统有功平衡与频率控制、电力系统无功电压控制、电力系统稳定性分析等）。
二、教学方法和手段优化
“新能源与电力系统”课程教学中需要积极探索、发掘与课程特点相匹配的教学方法和手段；强调知识的系统性、完整性；注重理论与实际、知识深度与广度的结合；重视科研动态的传递及科研方法的引导；加强对学生实践环节的培养。
1.课程深度与广度相协调
课程内容在满足广度的基础上还应保证一定的深度。课程内容应包括各种新能源发电技术基本原理、电力系统分析方法等基础知识，在新能源发电控制技术，电力系统运行、调度、控制等方面还应具有一定深度，从而使得学生掌握分析新能源发电并网对电力系统影响的方法。
2.经典理论与科研前沿技术并重
传统的“电力系统分析”课程由于理论较深、涉及面广、工程性强，历来被视为电气专业难教、难学的一门课程。新能源发电并网后，对电力系统的分析仍是建立在传统电力系统分析方法的基础上，但又存在传统分析方法不能解决的新问题。由于新能源发电发展时间不长，上述许多新问题还未得到全面解决，因此，在教学上应重视对科研前沿研究成果的呈现。通过对新能源并网技术方面最新科研成果的介绍、高水平学术期刊的查阅、电力系统运行中实际问题的调研，培养学生检索文献、查阅资料的能力，引导学生掌握提出问题并分析问题的能力。
3.教学案例的分析与讨论
课程教学过程中还应设置少量教学案例分析与讨论环节。学生通过具体案例分析，课堂上以讨论的形式让学生将自己的观点表述出来，不但锻炼了学生分析和归纳总结的能力，同时也加深了他们对所学内容的理解和掌握。例如，可让学生对采用不同风电机组类型、不同安装容量，接入不同地区的实际风电接入案例进行分析，以了解风电场并网后对接入地区电力系统的电压的影响。教学案例的分析与讨论比课本上教条的说词更能引导学生充分认识到所学知识的实际价值，明确学习目标，从而激发学生的兴趣，引领学生去深入理解课程内容。
三、实践环节建设
实践教学内容对课程理论的理解帮助较大。在实验教学方面，课程应设置一些新能源并网后电力系统分析的综合性实验，如新能源并网后电力系统的潮流计算、暂态稳定性分析、无功电压控制等。学生以实验小组为单位，实验方案设计、参数调整计算、电网接线到数据整理、实验结果分析和撰写实验报告等一整套工作都由实验小组通过合作来完成。通过新能源并网实际案例的仿真分析实践环节，能加深学生对理论知识的认识，有效加强学生的动手实践能力和综合科研能力。
四、教学团队的建设
本课程内容涉及电气、动力、机械、控制等许多学科领域，因此教学团队应老中青搭配，从而达到专业职务和知识结构合理的效果。课程负责人应为具有较深的学术造诣和创新性学术思想的本学科的专家，同时要具有团结、协作精神和较好的组织、管理和领导能力。主讲教师知识结构最好能覆盖电力系统、控制等多个领域，这样才能准确把握课程内容的广度和深度。
五、结论
本文对上海电力学院“新能源与电力系统”研究生课程建设的方案进行了探析。通过对上海电力学院电力系统自动化专业建设、新能源技术在电力行业的发展态势等方面的分析，制订了合理的课程结构与教学内容，并发掘了与课程特点相匹配的教学方法和手段。课程建设注重理论与实际的有效结合，提出加强课程实践环节建设的思想。通过开展课程建设，找出了该课程教学的薄弱环节，制订了符合电力专业的建设目标和满足电力企业对上海电力学院研究生专业能力要求的切实可行的课程建设发展规划。
参考文献：
[1]樊艳芳.“电力系统分析”精品课程的调查分析与思考[J].中国电力教育,2010,(9):105-107.
关键词：太阳能光伏发电技术；原理；优势；应用；普及
中图分类号：TM615 文献标识码：A
太阳能光伏发电技术作为一项新型技术，现已经成为各行各业重点开发与研究的技术之一。太阳能光伏发电技术在实际应用中体现出：清洁、环保、节能、健康等优势，能够有效提高能源利用效率，应该成为重点研究与开发的对象，未来的能源建设与发展必然少不了太阳能光伏发电技术的应用。
一、太阳能光伏发电的原理与优点分析
太阳能光伏发电原理最基本体现为：通过太阳能电池把来自于太阳的辐射光能变成电能，现代科技的持续发展使得太阳能发电技术成为最具潜能的一项技术。主要是发挥半导体的光伏发电光能，来自于太阳辐射出的光，聚集于太阳电池中，电池吸收这些光能，对应将其转化为电能，具体过程为：光能中将出现“光生电子-空穴”，太阳能电池中存在电场，从而使得电子与空穴相互分开，对应于电池两侧出现了电荷，诞生了电压。
太阳能光伏发电体现出一定的优势，具体表现为：
1.高效、节能、清洁
不同于普通的电力系统发电，太阳能光伏发电主要是利用太阳光能，将光子变成电子，光能转化为电能，这其中省略掉了一系列的能量转化环节，电能转化更为简单，同普通发电对比起来，其效率高、简单、便捷，同时又节能环保。
2.储备丰富、分布范围广
太阳能是一种来自于大自然的能源，具有清洁、环保、可再生等特点，太阳光的广泛分布为其开发与利用带来了巨大便利，充分利用太阳光能就可以减少对其他常规能源的开发，从而减少对环境的污染与破坏。
太阳能光伏发电系统主要由以下几部分构成：太阳电池组件，储能蓄电池、充放电控制器、直交流逆变器等。其中太阳电池组件是最核心的部件，主要发挥着电能转换作用。
二、太阳能光伏发电技术的应用与普及研究
太阳能光伏发电作为一项现代化新能源在我国得到了发展，目前也已经成为最具开发价值、最具利用价值的技术。所谓的太阳能光伏发电最基础原理为：通过太阳电池把光能转化成电能，达到发电的目的，当前该项技术已经运用到以下领域：
1.通信工程
太阳能光伏发电技术在通讯领域得到了深入而广泛的应用，具体体现为：光缆通信工程、卫星通信工程、铁通工程、水文探测工程等，这些通信工程项目的发展都依赖于太阳能光伏发电技术实现了飞跃式发展。
2.太阳能水泵
在太阳能光伏发电技术的支持下，水泵通常无须采用蓄电池发电，在光伏发电系统带动下能够推动水泵迅速运转。一般将逆变器配置在光伏水泵站，第一步是电池板直流电、交流电之间的转换，这样水泵就能在交流电的支持下开始运转。太阳能水泵实际使用的弱点体现在：初期投入大，然而，实际运行成本较低、无须过多的维护费用，易于长期使用，相对于小型号普通的水泵，其工作效率更高。太阳能水泵通常适合用在太阳能丰富、光能储备较强的地域环境中。
3.光热利用
其应用原理为：聚集太阳辐射，使其同某物接触然后变成热能，最终得以应用这部分热能。现阶段，主要的太阳能聚集设备为：平板集热器、聚焦性收热设备等。根据太阳光的温度，能够发挥不同的光热作用，具体见表1。
4.太阳能发电
太阳能光伏发电技术主要体现为发电技术，其中太阳能的应用形式有多种，具体体现为：光能与热能以及电能之间的转换，具体图示为：光热电，来自于太阳所辐射的光能将变成热能，从而用来发电，通过集热设备来收集太阳光，使之变为热能，并逐渐变成蒸汽，巨大的蒸汽作用力下，汽轮式发电机将运转，发出电能。或者是光能与电能之间的直接转换，也就是：光能电能，该过程的具体原理为：发挥光生伏特的作用，让太阳能在一瞬间变成电能。
5.动车组太阳光伏系统
高铁建设事业的持续发展，太阳能光伏发电技术也应用其中，得益于MATLAB软件系统的支持，动车组光伏系统得以发展，该系统的构造设计如图1所示。
该系统主体构造为：光伏阵列、照明与空调系统、蓄电池、充电与放电控制器。其中光伏阵列主要配置在动车组上方，通常根据动车组顶面大小来设置电池组，决定电池组的型号与数量。
光伏电池电路模型，单个太阳能电池属于基础单元，构建起太阳能光伏阵列，实际电池组件构造应该参照现实的工程建设状况，通过串联电池、并联电池等方式来从整体上构建太阳能电池组件。这其中主要形成了3大等效电路模型：
（1）不考虑电阻对电池的影响，简单的等效模型。
（2）将并联电阻纳入考虑范围，分析其对光伏电池输出的不良作用。
（3）将并联或串联的电阻纳入考虑范围，分析其对光伏电池的各种作用，这一等效电路模型在现实的工程建设中最为实用，具体的电路模型如图2所示。
观察图2可以看出，在光伏电路图中，分别串联与并联了两个电阻：Rs与Rsh。同时，同光伏电池相比，器件反应速度较快，具体的光伏电池电流用下列公式计算：
IL――光电流；
q――电子电荷；
T――绝对温度；
I0――二极管反向饱和电流。
6.光伏建筑一体化
随着太阳能技术的发展，太阳能光伏发电技术逐渐被应用到建筑工程中，逐渐形成了光伏建筑一体化模型。具体的应用原理为：将太阳能光伏发电系统安装在建筑物的顶端，将其同建筑内部的电力线路连接起来，通过太阳光能与电能之间的转化，来发挥对建筑室内用电的补偿作用，当建筑电力系统出现故障问题，出现断电时，可以启动光伏发电系统，来持续供电，维持建筑物内部各个用电设备的持续运转。经研究表明，这种光伏建筑一体化的模式未来会有更广阔的发展，能够同建筑幕墙有效配合，二者都能够有效吸收太阳辐射能、光能等。现阶段来看，光伏建筑一体化技术多数用于建筑顶端，其技术发展相对完善。
光伏建筑一体化技术实际应用还处于初始阶段，需要大量的成本投资，然而，其发展前景广阔、对于建筑物用电系统的完善与发展有着不可替代的作用。
7.太阳能光伏发电技术的普及前景
太阳能作为一种新能源，将其应用于现代化各行业中能够发挥多方面的优势作用。随着环保节能事业的建设与发展，越来越多的行业、领域将逐渐开发并利用太阳能能源，建设太阳能光伏发电系统，发挥其优势作用，一方面达到节能环保的目标，另一方面也减少对传统能源资源的攫取。
未来的太阳能光伏发电技术会同其他技术有效配合，发挥二者的优势，达到双方的优势互补，满足各行各业经营发展的需要。
结语
作为一种现代化的新能源，太阳能得到了开发和利用，太阳能光伏发电技术已经在通信、发电、运输等行业得到了有效应用，发挥了其优势功能，未来的太阳能光伏发电技术势必会得到更大的发展。
参考文献
[1]中国能源研究会.关于中国能源战略及“十二五”能源规划的建议[J].山西能源与节能，2010（6）：15-18.
[2]中国可再生能源协会.中国新能源与可再生能源年鉴（2010）[M].广州：中国科学院广州能源研究所，2010.
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
【关键词】海洋能;海洋能发电;可再生能源
Abstract：This paper presents the elements and the characteristic of the Ocean Energy Generation Technology，and recommend the actuality of the Ocean Energy Generation Equipment.
Key word：Ocean Energy;Ocean Energy Generation Technology;reproducible Energy
1.引言
2008年全球一次能源消费量为143851TWh，其中81.2%来自化石燃料。随着矿物燃料的日趋枯竭，世界主要海洋国家纷纷将目标转向蕴藏丰富能源的海洋，不断加大科技和资金投入，以期在海洋可再生能源开发利用的“争夺战”中抢得先机。海洋能主要指波浪能、潮流能（海流能）、潮汐能、温差能和盐差能等可再生能源。海洋能总量是巨大的，据估计与全球一次能源消费能源的50%相当，其中，全球海浪发电的理论储量为29500TWh/年左右，全球潮汐（含潮流）发电的理论储量为7800TWh/年左右，全球海洋热发电转换的理论储量为44000TWh/年左右，全球盐差能的理论储量估计为1650TWh/年左右。虽然海洋能源分布不均匀，但在每一个海岸，往往不止一种形式可以供应当地的电力需求。我国重视海洋可再生能源的开发利用，将包括海洋能在内的新能源产业视为引领我国未来经济社会可持续发展的七大新兴战略性产业之一。近年来，我国先后设立了“908专项（我国近海海洋可再生能源调查与研究项目）”和“海洋可再生能源专项资金”支持计划等，支持海洋能的海岛独立发电系统与并网示范工程、关键技术产业化、新技术研究试验以及公共支撑服务体系建设等，并拟在海洋能资源丰富地区建设海洋能示范电站，开展万千瓦级潮汐电站建设工作。
2.国外海洋能发电技术现状
2.1 波浪能发电技术
现阶段，波浪能发电技术的基本原理是：利用物体在波浪作用下的升沉和摇摆运动将波浪能转换为机械能，或利用波浪的爬升将波浪能转换成水的势能。波浪能转换系统一般包括三级能量转换机构：一级能量转换机构将波浪能转换成某个载体的机械能;二级能量转换机构将一级能量转换所得到的能量转换成旋转机械的机械能;三级能量转换通过发电机将旋转机械的机械能转换成电能。根据一级能源转换系统的原理，波能发电技术可分为振荡水柱技术、筏式技术、收缩波道技术、点吸收（振荡浮子）技术和鸭式技术等。振荡水柱技术是利用空气作为转换介质的，其优点是转动机构不与海水接触，防腐性能好，安全可靠，维护方便;其缺点是二级能量转换效率较低。目前，国外建成的振荡水柱发电装置有英国的LIMPET电站（500kW固定式）、葡萄牙的400kW固定式电站和澳大利亚的500kW漂浮式装置。应用筏式技术的发电装置主要由铰接的筏体和液压系统组成，其优点是设备抗浪性能较好，缺点是设备成本高。目前，国外建成的筏式发电装置有英国Cork大学和女王大学研究的McCabe波浪泵波力装置和苏格兰Ocean Power Delivery公司的Pelamis（海蛇）波能装置。
应用收缩波道技术的发电装置主要由收缩波道、高位水库、水轮机和发电机组成，其优点是一级转换没有活动部件，可靠性好，维护费用低，在大浪时系统出力稳定;不足之处是小浪下的系统转换效率低。目前，国外建成的收缩波道发电装置有挪威350kW的固定式收缩波道装置以及丹麦的WaveDragon。
应用点吸收技术的发电装置主要由相对运动的浮体、锚链、液压或发电装置组成，其主要特点是点吸收式发电装置的尺度与波浪尺度相比很小。目前建成的点吸收式发电装置有英国的AquaBuOY装置、阿基米德波浪摆、PowerBuoy以及波浪骑士装置。
应用鸭式发电技术的发电装置的横截面成鸭蛋形，发电效率很高，在短波时的一级转换效率接近于100%，但抗风浪能力有待提高。
2.2 潮流能（海流能）发电技术
潮汐是一种周期性海水自然涨落现象。在太阳和月球引力作用下，海水作周期性的运动，它包括海面周期性的垂直升降和海水周期性的水平流动。垂直升降部分为潮汐的位能，被称为潮差能;水平流动部分为潮汐的动能，被称为潮流能。潮流能的主要特点是：
①较强的规律性和可预测性;
②功率密度大，能量稳定;
③潮流能的利用形式通常是开放式的，不会对海洋环境造成大的影响。
一般说来，最大流速在2m/s以上的水道，其潮流能均有实际开发的价值。
新型潮流能发电装置作为一种开放式的海洋能量捕获装置，无需巨额的前期投资;利用该装置发电时，由于叶轮转速慢，不产生大的噪声，不影响人们的视觉环境，各种海洋生物仍可以在叶轮附近流动，因此可保持良好的地域生态环境。潮流能发电装置根据其透平机械的轴线与水流方向的空间关系可分成水平轴式和垂直轴式2种结构。垂直轴式发电装置研究起步较早，目前国外主要的设备样机有加拿大Blue Energy公司的Davis四叶片垂直轴涡轮机、意大利Ponte di Archimede International SpA公司和Naples大学航空工程系合作研发的Kobold涡轮垂直轴水轮机（130kW）、美国GCK Technology公司的螺旋形叶片的垂直轴水轮机和日本Nihon大学的垂直轴式Darrieus型水轮机。水平轴式发电装置是近10多年才兴起的，与垂直轴式结构相比，水平轴式潮流能发电装置具有效率高、自启动性能好的特点。目前国外主要的设备样机有英国Marine Current Turbine公司的1.2MW双叶轮结构的“Seagen”样机、挪威Hammerfest Strom公司的300 kW并网型潮流能发电原型样机。
2.3 潮汐能发电技术
潮汐能发电与水力发电的原理、组成基本相同，也是利用水的能量使水轮发电机发电。潮汐能发电技术研究始于欧洲，早期的潮汐能电站有德国（1912年）的布苏姆潮汐电站和法国（1966年）的朗斯河口潮汐电站，其中朗斯电站的建成及其近40年的成功运行证实了潮汐电站技术的可行性，它使潮汐电站进入了实用阶段。目前，在英、加、俄、印、韩等13个国家运行、在建及拟建的潮汐电站达139座，进行规划设计的10余座潮汐电站均为100MW～1000MW级。据资料显示，韩国正在建设世界上最大的潮汐电站――Shihwa湖大型潮汐电站。
2.4 温差能发电技术
热带海洋表层与千米深处存在着基本恒定的20℃～25℃的温差，这就提供了一个量大且稳定的能源。海洋温差能是利用海洋表面的温海水（26℃～28℃）加热某工作介质并使之汽化，驱动汽轮机获取动力;同时，利用从海底提取的冷海水（4℃～6℃）将做功后的乏气冷凝，使之重新变为液体。按照工作介质及流程的不同可分为开式循环、闭式循环、混合式循环。开式循环的工作介质是表层温海水，其优点在于产生电力的同时可进行海水淡化，缺点是设备尺寸大，机械能损耗高，单位功率的材料占用大，施工困难。闭式循环的工作介质是氨等低沸点物质，其优点是设备尺寸小、机械耗能低、系统转换效率高，缺点是不能进行海水淡化。混合式循环同时包括开式循环和闭式循环，其特点是效率高、设备造价低，且可实现海水淡化。目前，温差能发电技术和装备尚处于示范试验阶段，国外主要有美国奎尔哈公司的开式循环OTEC温差能电站、印度海洋技术国家研究所的陆基温差能电站和日本佐贺大学的混合温差能电站。
3.国内海洋能发电技术现状
3.1 波浪能发电技术
我国波浪能发电技术研究已有30多年的历史，先后研建了100千瓦振荡水柱式和30千瓦摆式波浪能发电试验电站，利用波浪能发电原理研制的海上导航灯标已商业化并出口。目前，国内处于试验阶段的设备主要有：国家海洋技术中心开发的浮力摆波浪能发电系统、广州能源研究所开发的鸭式波浪能发电装置（10kW）和点吸收式波浪能发电装置（10kW）、华南理工大学开发的摆式振荡浮子式波浪能发电系统和七一研究所开发的筏式波浪能发电系统。
3.2 潮流能（海流能）发电技术
“八五”和“九五”期间，我国研建了70千瓦和40千瓦的潮流实验电站。在 “十一五”科技支撑计划和海洋能专项资金支持下，我国启动了一项百千瓦级垂直轴潮流能示范试验电站、一项小型水平轴潮流能示范电站和多项潮流能示范工程建设。
目前，国内处于试验阶段的设备主要有：浙江大学的25kW水平轴潮流发电装置、哈尔滨工程大学的万向系列垂直轴潮流发电装置（70kW和40kW）和东北师范大学的5kW模块化潮流能发电装置。
3.3 潮汐能发电技术
我国大陆海岸线长（达18000km），海湾、河口多（近200个），可开发潮汐能年总发电量大（约60TW・h），装机总容量可达20GW。近五十年来，中国在有关潮汐电站的研究、开发方案及设计方面做了许多工作，但建成投运的潮汐电站数量很少，目前正常运行或具备恢复运行条件的电站有8座，总装机容量不及可开发总量的1%，开发潜力巨大。
3.4 温差能发电技术
2004～2005年，天津大学完成了对混合式海洋温差能利用系统的理论研究课题，并就小型化试验用200 W氨饱和蒸汽透平进行了研究开发。在“十一五”科技支撑计划支持下，国家海洋局第一研究所和华电青岛发电有限公司正开展15千瓦闭式温差能电站研建工作。
4.结束语
海洋温能作为一种清洁、可再生的能源，具有很好的发展前景。其开发、利用对我国经济的可持续发展和人民生活水平的提高具有重要的现实意义。对海洋能发电技术及其装备的研究，是一项可持续能源需求的高技术投资项目，关系国家能源结构优化和可持续发展战略的实施，经济前景广阔，现实意义重大。
参考文献
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[3]罗续页.我国海洋可再生能源开发利用现状.国家海洋技术中心，2011.
[4]邓隐北等.海洋能的开发与利用[J].可再生能源，2014，3.
[5]刘伟民等.海洋温差能发电现状综述.中国可再生能源学会海洋能专业委员会第三届学术讨论会论文集（P185-P194）.
随着国民经济的持续发展，风能作为一种清洁的可再生能源越来越受到各国的重视。风能取之不尽、用之不竭越来越多的受到人们的青睐。风能潜力巨大，将风能用于发电，可为世界经济的发展提供强大的动力支持。
2 国内外风力发电的概况
风能开发利用可以追溯数千年的历史，风能是太阳能的一种转化形式，风能是不产生污染物排放的可再生自然能源。在蒸汽机发明以前，风能曾作为重要的动力用于当时的日常生活。风很早就被人们利用，主要是通过风车来抽水、磨面等。在当今发展形势下，人们更加关注如何用风能来发电，即通过风力发电技术来满足人们的生产生活。
2.1 国外风力发电的概况
风能是一种绿色的可再生能源，为了减少一次性能源的开采与消耗、减少对当今环境的污染，应对高涨的能源需求，积极发展风力发电技术是一种不可缺少的途径。世界上第一台风力发电机组是19世纪末丹麦首先研制出来的，在丹麦建成了世界上第一座风力发电站。20世纪70年代，美国和欧洲就开始研制兆瓦级风力发电机组。100多年来，世界各国成功研制了类型各异的风力发电设备，推动了风力发电技术向前发展。进入20世纪90年代，风力发电受到各国的普遍重视。在风力发电的各项技术和国家政策等方面都有了很大的发展与进步。
近二十多年来，风力发电技术不断的努力取得突破，国际上大型风电技术更加成熟、成本降低，产业不断成长壮大。在技术上，国际风电行界长期致力于提高风电机组安全和可靠性、提高发电效率、增大风力发电机组的单机容量、减少基础设施的成本等，以扩大可经济利用风能资源量。近年来，随着风电产业的发展和巨型企业的加入，风电业竞争日趋激烈，标志着国际风电制造业的不断成熟与完善。
自20世纪70年生世界性能源危机以来，世界各国都日益重视可再生能源的研究、开发和利用工作。国际能源研究报告表明，如果各国采取有力措施，风力发电可提供可观的电力需求，并有效的减少二氧化碳废气的排放。风能将成为发展最快的能源，随着风力发电技术的日益成熟，世界各国的装机容量不断提高，到2010年德国新增500万千瓦的装机容量，西班牙新增520万千瓦，年生产能力可满足全国电力需求的10%。加拿大、美国是北美利用风能较好的国家，在美国有30个州以上已经开始利用风能资源。欧洲最大的风力发电站建成，英国国家电力公司在伦敦西北85km威尔斯的卡诺附近建成了目前欧洲最大的风力发电站。该站配有56台风力发电机，每台发电机高48m，共耗资260万英磅，发出的电力可供2.5万户居民使用。日本建成大型风力发电站。日本投资15亿日元在青森县建造了一座大型风力发电站。该电站拥有5台功率各为275kW的风力发电机，每台风力机的高度为30m，装有3个叶片，旋转部分的直径为28m。风力发电是可再生洁净能源，其环境效益十分可观，随着风力发电技术的日益成熟，它会越来越被更多的人认识和接受。全世界很多国家都积极发展风力发电的主要原因也在于此。
2.2 国内风力发电的概况
我国是世界上风力资源占有率较高的国家，有着丰富的风资源有待开发利用。我国对风力发电技术的研究始于20世纪50年代后期，和世界上风能发电发达国家如美国、德国、丹麦等国相比还有很大差距。在我国风力发电起初是在偏远的农村、牧区、海岛建设了独立运行的小型风电装置。20世纪70年代中后期，在世界能源危机的影响下，相继开展了风力发电的研究工作。
至今，我国已经在河北张家口、内蒙古、山东荣城、辽宁营口、黑龙江富锦、新疆达坂城、广东南澳和海南等地建成了多个大型风力发电场，并且计划在江苏南通、灌云及盐城等地兴建GW级风电场。截止2007年底，我国风机装机容量已达到6.05 GW，年发电量占全国发电量的0.8%左右，比2000年风电发电量增加了近10倍，我国的风力发电量已跃居世界第5位。
我国风力资源丰富，全国约有2/3的地带为多风带。西北、华北、东北和东南沿海为风能资源丰富区，跨全国21个省、市、自治区。风能总储量大，实际可开发的风能资源丰富，为开发利用新能源利用技术提供了强大的资源条件。我国的风电场建设开始于80年代，1985年，在海南省的东方风电场安装了55 kW风机；第二年，我国第一座并网运行的风电场在山东荣城建成。经过近20年的建设，我国的风电产业有了很大的进展。后期开始研制开发可充电型风电机组，并在海岛和风场广泛推广应用，目前有的风机已远销海外。至今，我国已经在河北张家口、内蒙古、山东荣城、辽宁营口、黑龙江富锦、新疆达坂城、广东南澳和海南等地建成了多个大型风力发电场。还计划在江苏南通、灌云及盐城等地兴建GW级风电场。到2007年底，我国风机装机容量已达到6.05 GW，年发电量占全国发电量的0.8%左右，是2000年风电发电量的近11倍，我国的风力发电量已跃居世界第5位。
但是，中国风能等新能源的开发和利用受到一系列因素的限制，其中包括资金和技术资源供应的不足等方面的因素。但从可持续发展的角度来看，从中央到地方的各级政府对这些资源的开发给予了很大关注。当前，我国的风力发电仍然面临不少的难题，主要是工程造价高和上网电价高，与常规资源相比，它缺乏竞争力。国家提供的支持政策还不甚完善，限制因素使风力发电还难以进入商业化、产业化发展轨道。要加快风电发展，一方面地方政府积极的发挥作用，制定相关优惠政策，给予适当补贴，起到鼓励作用。另一方面，国家的科技投入要不断加大，提高进行技术创新和科研开发水平，促进风力发电技术的发展。
2.3 风力发电的发展趋势
21世纪风力发电前景非常广阔，风电技术将进入快速发展的黄金时期，国际上风力发电产业将是增长速度最快的产业。经济的快速发展，科学技术的长足进步，使得人类的生活水平和生活环境有了大幅提高。从能源、电力市场看，发展最快的已不再是石油、煤等资源，而是风力发电、太阳能发电等可再生能源的快速发展。风力发电，以其储量巨大、分布广泛、无污染且无处不在、技术成熟，面向市场研制和开发性能优良、运行可靠，成为今后我国利用绿色能源的发展趋势，受世人的青睐。在我国，并网型风力发电机组装机容量增长速度将进一步加快。我国应把握机遇，加快科研，在积极发展风力发电技术，实现风能服务于我国现代化建设的使命。
在具体的政策法规方面，90年代中期以来，我国陆续制定了风电相关优惠政策法规，特别是风电特许权项目的实施和《可再生资源法》的制定，较为有利的推动了国内风电产业的规模化发展。
随着风力发电技术的不断进步，风力发电机组将越来越高效，成本也日益降低。增大风力发电机组的单机容量就意味着减少了基础设施的投入费用，同样的装机容量需要更少数目的机组，这也降低了成本。随着融资成本的降低和开发商的经验丰富，项目开发的成本也相应得到降低。风力发电机组可靠性的改进也减少了运行维护的平均成本。风力发电以其良好的社会和环境效益，不断成熟的技术，逐步降低的成本，得到了人们的青睐和社会的认可。通过以上分析，得知，风电可以形成很大的投资市场，潜力是巨大的，有着较好的发展前景。
参考文献
[1] 张焕芬等.先进国家的风力发电现状及其前景.甘肃科学学报，1998，10（3）：59～64.
[2] 施鹏飞.风力发电在中国的现状和前景.水力发电学报，1998，（3）.
[关键词]新能源； 光伏技术 ； 发电 ；思考和认识
中图分类号： TM6 文献标识码： A 文章编号：
0 引言
当前积极开发新能源以保护人类生存环境，解决日益短缺的能源问题并满足宇宙开发的需要，不但引起各国能源专家的高度重视，而且也引起世界银行、全球环保机构及各国能源主管部门的极大关注。他们提出了新能源开发的长远战略目标和各种发展规划，均把太阳光伏发电列为新能源开发的重点。
1 我国新能源的发展
新能源必须具备可持续性、对环境无影响或较少产生影响的能源，一种值得关注的新能源是光伏太阳能，每天投向大地的大量阳光，滋养着大地万般生物的同时，给了我们开发这种新能源的启示，事实上，我们现今所应用的能源，追根溯源，都来自太阳。详细的资料表明，目前，太阳正处于青壮年时期，到达衰竭期尚有遥遥 40 亿年之远，因而，太阳能可以认为是一种永不衰竭的能源，是我们永远的能源基地。
光伏发电是太阳能直接应用的一种形式。作为一种环境友好并能有效提高生活标准的新型发电方式，光伏发电技术正在垒球范围内逐步得到应用。现在多数光伏发电系统仍然采用配备蓄电池组的方式独立运行。然而，作为公共电网的一种补充备用，在人口密集地区建立并网型光伏发电系统将可缓解现有电力系统在用电高峰时期承受的容量和安全压力。
2 开发光伏发电的必要性
2.1开发新能派是必然趋势
世界人口快速增长及工业化造成能源短缺，温室效应的加剧和环境污染等造成的全球性问题关键也是能源问题，人们已共识地球的主要能源―矿物燃料在不久的将来即将耗尽。各种能源消耗的总趋势如。当前人们提出四种解决能源间题的措施：
（1）开发新能源，使用替代能源。（2）开发利用空间资源。
2.2需求牵引促进光伏技术发展
近20年来，光伏技术发展速度很快，其主要原因是：
（1）由于世界上出现两次石油危机和人类生存环境的污染、温室效应的日益加剧，促使人们探索未来的能源，而最效的途径是利用太阳能进行光伏发电。
（2）边远地区和部分农村电气化是光伏发电的重要市场。
3 光伏发电系统
光伏发电系统是由光伏电池板、控制器和电能储存及变换环节构成的发电与电能变换系统。
3.1光伏发电系统的特性
光伏阵列是由多个太阳电池组合而成，其简化等值电路如图1，电气特性如式（1）所示。
式中，Ig――光电流，A；Isat――反饱和电流，A；q――充电电荷量；A――无量纲常数；K――玻尔兹曼常数；T――开式温度，K；Rs――阵列等值串联阻抗， ；RL――等值负荷阻抗或外部电路等阻值抗， ；I，V――分别为光伏阵列输出电流（A）、电压（V）；I0，V0分别为负荷或并网点的注入电流（A）、电压（V）；
因此，应采取控制措施，使光伏阵列能够在当前日射和温度不断变化的情况下能不断追踪阵列所能提供的最大功率点，从而产生高功率的电能。
3.2 太阳能并网发电系统计算原理
光伏电池的输出特性满足：
其中丁、S和U分别表示环境温度、日照强度和光伏阵列的工作电压。该模型可以模拟任何环境温度和日照强度下光伏电池的输出。
该方法可以克服固定步长占空比扰动算法的缺点，在保证稳态误差较小的情况下，可以实现最大功率点的快速跟踪.从而使系统的动态和稳态性能得到很大提高。通过理论和计算研究证明，运用该方法可以在一定程度上解决光伏电池非线性的特性，有效地提高光伏系统的效率。是一种比较理想的光伏发电方法。
3.3 光伏发电系统的结构
如图所示，并网光伏发电系统是与电力系统连接在一起的光伏发电系统，像其他类型发电站一样，可为电力系统提供有功和无功电能。光伏电池所发的直流电能经变换器变换成与电网相同频率的交流电能，以电压源或电流源的方式送人电力系统。MPPT控制器一般由单片机或数字信号处理芯片作为核心器件构成，用以实现光伏电池最大功率点跟踪及控制逆变器并网电流的频率、渡形和功率，使向电网转送的功率与光伏阵列所发的最大功率电能平衡。变换器主要是由电力电子开关器件连接电感或电容构成，以脉宽调制方式形成所需电量形式向电网送电。容量可以视为无穷大的公共电网在这里扮演着储能环节的角色。因此并网系统不需要额外的蓄电池，降低了系统运行成本，提高了系统运行和供电稳定性。光伏并网系统的电能转换效率要大大高于独立系统，成为光伏发电的最合理发展方向。
4 太阳能光伏发电系统的设计
太阳能光伏发电系统可以分为光伏并网发电系统和光伏独立发电系统。
4.1太阳能光伏独立发电系统
太阳能光佚独立发电系统主要是运用于路灯、通讯基站、海岛、无电区以及偏远山区等地方。通常情况下，由太阳能电池组件组成的交流负栽、直流负载、离网型逆变器、蓄电池组、太阳能克放电控制器等共同构成该系统。在有光照的情况下。光伏方阵可以将太阳能转化为电能。给负栽供电是通过太阳能充放电控制器来实现的。与此同时，向蓄电池组充电；如果在没有光照的情况下，就会由蓄电池组通过太阳能充放电控制器向直流负载供电，与此同时。独立逆变器的供电也是由蓄电池组来完成的.通过独立逆变器将蓄电池组中的电能转变为交流电.然后向交流负载供电。
4.2太阳能光伏并网发电系统
由直交流逆变器以及太阳能电池组共同组成了太阳能先伏并网发电系统。该系统不仅可以在逆变器的作用下将太阳能转换成的电能转变为交流负载从而让用户直接使用，还可以将转换后的电能向交流电网上输送。
太阳能光伏发电技术中发展最迅速的应用方式就是光伏并网发电系统。相对于独立光伏发电系统而言.光伏并网发电系统基本上就是太阳能发电未来的主要发展趋势。该系统具有以下几个方面的优点：①灵活的并网方式。该系统的并网方式结合了集中型和分散型.不仅可以就地消耗发电.把剩下的电力并入电网从而获取效益，还可以卖掉并入电网的电能获取效益。②可以更快、更精确的对光伏电池进行跟踪，从而最大限度的向电网中输送电能。从而降低功率损耗。（④该系统简化的中间环节。可以使蓄电池充放电过程中的电能消耗较少.降低了中间环节引起的运行和维护成本。与此同时.还使因为废电池回收造成的环境污染有所降低。
5 工程实例
以某大型并网光伏电站工程（50MWp）为例，当地年平均太阳总辐射约为6540MJ/m2.a。根据太阳辐射量、系统组件总功率、系统总效率等数据，太阳电池组件采用26°固定倾角，按照25年发电量衰减20%，估算50MW并网光伏发电系统的年总发电量。
根据计算，25年总发电量1774483MW.h，25年年平均发电量70979MW.h，25年年平均利用小时数为1420小时。本工程在保证企业成本费用、税金、盈余公积金、企业用于还贷的利润以及项目资本金内部收益率8%的前提下，即满足项目在财务上可以接受的前提下，对项目的最低上网电价进行测算。经测算，经营期平均含税电价1.15元/kWh。
6结语
通过本文的论述，我们认识到新能源光伏发电是未来发展的需要。由于我国光伏发电起步较晚，现在还处在发展阶段，我们要从个根本上重视光伏发电，对于光伏发电系统要进行合理的设计，从而实现光伏发电有序的为电网服务。
7 参考文献
［关键词］新能源产业；国外经验；困境
［中图分类号］TM615 ［文献标识码］A ［文章编号］1005-6432（2011）10-0123-02
1 河北省新能源产业发展及其政府政策激励瓶颈问题探讨：以保定光伏产业为样本
1.1 河北省新能源产业发展中相关问题探讨
第一，国家与地方稳定的新能源消费市场并未形成。新能源产业的发展需要稳定的消费市场支撑，而现阶段受到国外金融危机的影响，国外市场受到严重影响，新能源产品需求订单大幅减少，给我国新能源企业带来了不小的挑战。
第二，政府新能源产业管理体制比较分散。新能源行业的领导和管理又分属于多个部门，职能交叉、多头管理、政出多门，缺乏统一的协调和指导，这样的管理机制既不利于新能源开发体制的建立，也不利于出台统一的政策措施。
第三，新能源产业自主科技创新能力亟待进一步加强。在国际光伏产业中进行对比和定位，河北省太阳能光伏产业依然是材料、销售市场、关键设施三头在外的产业格局。生产光伏电池、电池组件等所需的高纯度硅料进口还是占有很大比重。多晶硅生产的很多核心技术被国外垄断，产业的关键设备依然依赖进口。研发科技的滞后，不仅使一些具有市场前景的新能源技术难以实现产业化发展，也制约了新能源产业的发展。
第四，缺乏明确的新能源行业规范。光伏产业中缺乏明确的行业规范。行业规范的缺失，导致在全国范围内光伏企业的参差不齐，企业生产出来的产品也是良莠不一，各地的重复建设、无序竞争的情况十分突出，光伏市场呈现无序发展的情况，这无形中也给光伏产业带来了隐患。
1.2 河北省新能源产业政府政策激励问题
第一，结构性缺陷：缺乏完整专项的产业规划。《河北省新能源产业十二五发展规划》的出台，为河北省新能源产业的发展规划了蓝图，但在总体规划的基础之上应当还有完整的专项规划，我省现在“新能源专项规划”体系中仅仅只包含了风电与生物质能，从结构上看显然是不完整的。
第二，内容性缺陷：目标依据、原则规定、研发战略、政策手段。一是政策内容中发展目标的制定缺乏依据，战略规划缺乏预见性。二是政策规划中的原则性规定较多，政策手段的实施缺乏制度保障。三是政策内容中技术创新与研发投入不够，缺乏研发战略具体设计。四是政策手段缺乏规范设计与组合，而对于宣传教育手段体现不够。
第三，配套性缺陷：大量综合配套政策的不完善。我省配套政策许多还没有完全落实。新能源产业快速发展，国家政策激励体系中除详尽而科学的战略规划之外，还有着大量综合配套政策落实和出台。与此同时也明确了相应政策具体配套措施应该紧跟落实到位。
2 发达国家新能源产业发展经验借鉴
2.1 发展模式
命令控制。在英、澳、德、西班牙等国，他们国内的垄断性能源企业，主要是电网企业，必须按照国家规定的价格或价格计算规则，收购可再生能源产品。以色列政府强制要求开发商在新建和既有建筑上安装太阳能热水器。
经济激励。众多发达国家通过价格杠杆来调节电价。在德国等多数欧洲国家，政府采用固定电价的政策，规定风电：9~10欧分/kW•h；光伏发电：45.7~57.4欧分/kW•h；生物质能发电：10.5~15欧分/kW•h，均保持在常规能源发电成本之下。
财政补贴。主要包括投资补贴、产品补贴和用户补贴。希腊、瑞典、印度对投资项目分别是30%~50%、10%~25%、10%~15%的补贴，荷兰对个人投资风电补贴20%，美国对风电补贴1.7美分/kW•h，为期10年，欧洲大部分国家对太阳能热水器补贴20%~60%。
税收优惠。印度政府规定进口风机整机25%关税，散件零关税；美国风力发电实施1.7美分/kW•h的生产税抵扣；希腊对所有可再生能源项目和产品免税；丹麦对个人投资风电免征所得税；瑞典、英国对非可再生能源强制征收电力税，分别为1.99欧分/kW•h和0.13欧分/kW•h，从而使企业选择新能源燃料。
市场产业化。美国、丹麦、德国、西班牙、英国、印度等国设置专门的国家可再生能源机构，统一组织和协调国家的可再生能源技术的研发和产业化推进。丹麦政府累计投入了20多亿欧元的研发经费，支持研究机构和企业开展风力发电设备与零部件的研发和产业化。
2.2 发展经验
以上列举的发达国家新能源发展模式为河北省新能源产业的发展提供了新思路。河北省的新能源发展路线必须根据本国新能源的发展阶段，合理制订规划，定制明确而具阶段性发展目标。同时省内各地区能源结构、政策导向和发展趋势有所差异，我们应明确重点，差异发展。新能源的发展需要政府政策的多方鼓励，以经济激励为主。政府应当通过法律手段鼓励和规范新能源产业的发展，为新能源企业提供法律保障，开辟绿色通道，并且在全面促进的同时避免资源浪费和经济犯罪的出现。技术创新是新能源产业发展的重要基础，利用各种方式支持新能源设备制造与技术创新。
3 河北省新能源产业发展路径探究
3.1 政府政策激励
财政补贴、收费政策。关于财政补贴政策，建议通过以下措施建立系统的财政补贴激励政策：第一，根据新能源不同产业的实际状况，制定各新能源产业的发展目标；第二，定位河北省新能源发展目标，研究、制定具体的财政补贴实施方案和可操作性的细则，细化地方政府预算支持新能源研发、商业推广及对资金进行监管的具体操作规程，将相关财政补贴计划规范地纳入各级财政预算；第三，细则中应视发展阶段给予不同力度的投资比例，按发展进度安排由多到少的合理财政补贴额度；第四，明确享受国家财政补贴的对象应具备的条件以及接受补贴者的义务，如资金用途、不得随意放弃研发或生产，以及享受优惠条件后应达到的经济和技术目标，研发或生产失败如何处理等。
税收减免政策。建议河北省新能源税收激励政策的建构，需注意解决以下三个问题：一是利用税收杠杆对使用新能源的主题进行税收优惠的同时，注重对传统化石能源利用税收进行消费限制；二是注意选择多种税收的手段方式配合进行激励；三是税收手段要和其他不同手段配合使用。具体包括：制定鼓励新能源技术进步的税收政策。对从事符合发展规划的新能源技术开发、技术转让业务和与之相关的技术咨询、技术服务业务所得的收入免征营业税。对单位和个人为可再生能源生产和服务有关的技术开发、技术转让、技术咨询、技术服务等所取得的收入，予以免征或减征企业所得税和个人所得税。
多元化融资政策的设计。一是建议成立专项新能源发展基金。积极争取国家对新能源与节能环保产业发展的专项资金支持以外，省政府设立新能源发展专项资金，重点支持企业实施新能源与节能环保领域的高新技术产业发展重大项目、重大技术装备研制项目、重要共性关键技术研发项目和公共服务平台项目，促进产业结构优化升级。二是建议推动与商业化银行合作，打造绿色银行概念，提供绿色贷款，发行绿色债券。鼓励金融机构丰富信贷品种和创新抵押方式，加大对新能源与节能环保产业的信贷支持力度。选择成长性好、自主创新能力强的企业，实施重点培育，推动企业上市融资。
3.2 技术创新
我省政府应鼓励新能源企业加强风力发电设备核心制造技术的研究；加强开发与建设相结合的太阳能利用技术和产品，利用新能源全面解决建筑耗能是新能源利用的重要发展方向。加强生物燃料与垃圾燃烧发电技术研究，充分利用新型的生物燃料动力，逐步替代化石燃料的利用；加强潮汐发电技术的研究，充分利用河北沿海潮汐资源。
培养人才、稳定队伍是新能源产业发展的人力基础。一方面，要加快引进人才，稳定现有人才队伍；另一方面，还要加快培养人才。要与本省的主要大专院校建立联系，有计划地培养新能源专业人才，加大人才培养力度，改善人才成长环境。
3.3 市场保障
优化新能源发展环境，拓展消费市场。我省可以借鉴德国等国的做法，对可再生能源产业的发展给予明确、具体的优惠政策，确保参与可再生能源研发、生产的企业略微赢利，促使企业更积极地投入到可再生能源产业。
强力推行公用设施、设备新能源、建筑使用消费新能源政策。建议推广保定经验，出台分阶段逐步全面推广河北省各地公用设施、公用设备、公用建筑等使用新能源的相关政策。
强力推行新能源政府采购。建议以政策的形式明确对新能源产品采购范围。明确将新能源电力列入各级政府强制采购的产品清单，将新能源技术如地热能技术、太阳能技术结合到新建筑物的建设中，以及优先考虑在生产或运输等环节使用新能源的供应商来支持可再生能源的发展。这样政府采购可以在一定程度上消除涉及可再生能源产品在价格上的障碍，以调动企业开发利用可再生能源的积极性。
建立规范的新能源技术标准与产品认证体系。建议以政策形式尽早出台各个新能源产业的行业标准，建立新能源相关的工程技术质量标准体系和新能源产品认证体系，建立严格而具体的新能源市场准入的规则与制度，规范新能源产业的发展，力争为河北省新能源产业发展创造一个公平、规范、有序的新能源市场环境。
3.4 价格引导
细化固定电价制度。建议为推动新能源绿色电力的消费市场拓展，河北省应当借鉴国外先进经验，以政策形式进一步明确河北省绿色电力固定电价的细则。具体而言，在政策中明确宣布对新能源发电实施固定电价政策，河北省将政府扶持和市场调节有机结合，通过向省级电网企业服务范围内除居民生活和农业生产用电以外的电力用户征收一定比例的电价附加，建立河北省新能源发电扶持专项资金，主要用于补贴绿色电力并网发电中新能源发电项目目标电价与脱硫燃煤机组标杆上网电价的差额。
眼下，新一轮的电力体制改革和供给侧改革给新能源发电开辟了新的空间。对于加快解决制约我国新能源发电发展的突出问题，笔者有以下建议：
一、确立新能源发电发展目标
按照能源适度超前发展原则，充分借鉴发达国家新能源发电发展的有益经验并结合我国经济社会发展实际，我国需要大力发展新能源发电，逐步实现新能源电力对传统化石能源电力的替代，从而实现绿色发展、清洁发展。
按照《中国可再生能源发展路线图2050》报告，我国新能源发电发展的目标可确立为：到2050年，电力占整个终端能源消费60%以上，非化石能源发电占比达到91%，可再生能源发电占比达86%。
二、明确新能源发电功能定位
当前世界范围内正经历着史无前例的经济社会深度调整，经济正朝着信息化、低碳化、集约化方向发展。作为经济发展的先导产业之一的电力产业，是推动当前全球经济社会发展的主要动力，经济机构的调整优化必然需要电力供给结构的调整优化，以适应新经济发展的要求。发展新能源发电的首要任务就是要与世界经济社会发展要求相适应，改善能源供应结构，为经济社会发展提供有效的动力支撑。
我国目前的能源供给结构中，不管是一次能源，还是二次能源，都以是煤碳、石油和天然气为主，而作为传统的化石能源，我国虽然储量丰富，但是储产比较低，可持续供应能力严重不足。发展新能源发电可以有效改善我国的能源供给结构，开发利用资源丰富、可循环使用的新能源，实现我国能源结构的多元化。
新能源发电是能源革命与技术革命有机结合的产物，新能源发电不仅是能源利用方式的简单变化，更重要的是人类技术创新的体现，从而使新能源发电本身成为新兴产业的“龙头”。通过新能源发电的发展，可以带动新型材料技术、能源转换设备与技术的发展。新能源技术信息化、数字化的特点，还可以十分便捷地实现与信息技术、互联网等科技创新成果和产品的有效融合，使新能源发电成为智能电网的有机组成部分。
三、做好五项具体工作
（一）建立统一高效的管理机制。按照《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》（中发〔2015〕9号）的要求，结合新能源发电发展的实际，建立由国家能源委员会统一领导、由国家能源局具体负责的统一的新能源发电管理机构，统一协调协调、领导涉及新能源发电发展的有关事项。各地方政府能源局服从国家能源局的业务领导，执行国家能源委及其能源局的方针政策，并在本行政辖区内按照国家的方针政策依法行使新能源发电管理职能。在国家能源委员会的统一领导下，加快修改完善《电力法》、《可再生能源法》，将新能源发电纳入法律保障，实现在安全稳定的条件下优先并网、优先配置、优先使用。
（二）制定新能源发电发展规划。针对我国目前新能源发电规划处于空白的现实情况，加快制定新能源发电发展规划。围绕为经济社会发展服务、为全面建成小康社会服务这一中心，制定新能源发电长远规划、五年规划和分项规划，并根据经济社会发展的实际情况做出科学合理的动态调整，确保新能源发电的目标顺利实现。在制定新能源发展规划时，要特别注意强调厘清对新能源概念的内涵，将核电不纳入新能源发电的范围，而应该将核电作为战略能源单独编制规划，并且采取有效措施减少和限制核电的发展，只保留与我国经济社会发展实力相匹配的必要3-5座核电站，且在核电站分布上要减少在东南沿海的分布，向山区或荒漠地区转移，以防止战争、地震等灾害给核电站造成的安全影响，维护人民群众身心健康。
（三）开展科技攻关和智能电网建设。根据我国新能源发电核心技术缺乏、技术外部依赖性较大的现实，要大力开展新能源发电技术攻关。加快新能源发电新材料、新工艺、新设备的研究，推进储能技术的产业化，深入探索研究微电网、节能节电技术、能源循环利用技术，有步骤地研究解决垃圾发电、生物质发电的二次污染问题。加强氢能、燃料电池和转基因生物技术、新能源电动汽车的研究与开发。围绕新能源发电产业链的培育，研究开发与新能源发电相关的智能家电、智能制造、智能农业等技术、设备，加快形成新能源发电的产业链。加强分布式能源和智能电网研究建设，为新能源发电的生产、传输、消纳提供可靠的平台。
（四）建立新能源发电的政策保障体系。按照“统一领导、分工负责”的原则，研究建立支持新能源发电发展的各项政策。主要包括产业政策、科技政策、财政政策、金融政策、土地政策、资源与环境保护政策、人力资源政策等。各项政策在支持新能源发电发展方面要做到目标一致、内容相容、分工明确、执行协调，防止政策冲突给市场行为带来扭曲。建立政策调整联动机制，由国家能源局牵头，对涉及新能源发电的各项政策进行动态调整、修改，采取会商、听证、传阅等多种方式广泛征求各方面意见，使政策制定、调整和修改全面、系统、客观、科学，发挥合力，实现政策效力最大化。在此基础上，强化政策宣传，统一思想认识，营造新能源发电的良好氛围。
关键词：能源动力；专业特色；人才培养
作者简介：李嘉薇（1979-），女，安徽萧县人，中国矿业大学电力工程学院，讲师。（江苏 徐州 221116）
基金项目：本文系江苏省“青蓝工程”项目、国家自然科学基金项目（项目编号：50504014）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）22-0073-02
随着改革开放的推进，我国国民经济体制发生很大的变化，社会对人才的培养提出了新的要求。为适应这种要求，1993年7月国家教委颁布的普通高等学校本科专业目录，将之前能源动力类几十个小专业压缩为9个专业。1998年教育部颁布的新专业目录进一步将以上9个专业合并为1个，即热能与动力工程专业。2003年，随着能源动力科学技术的飞速发展和新问题的提出，浙江大学率先将热能与动力工程专业改造成能源与环境系统工程专业。2004年，清华大学将热能与动力工程专业改造成能源动力系统及自动化专业。西安交通大学也将热能与动力工程专业改成能源与动力工程专业。
为适应时展要求，经过教育改革，本专业人才培养口径大大拓宽，学生基本知识面得到拓展，对市场需求的适应性大大加强。目前设置本专业的重点高校51所，普通本科63所，三本及民办本科15所，但因专业定位、地域分布、历史传承和社会和国家需求等具体情况不同，本专业形成了各高校间课程设置、专业重点各有特色和培养模式多样化的态势。[1，2]
一、各高校能源动力类专业特色
1.华北电力大学
动力工程和工程热物理是华北电力大学的优势学科，主要侧重于发电侧的研究。[3]开展的研究方向主要有：节能理论技术及热经济学；新能源和新能量转换方式；节能技术；脱硫脱氮技术；燃料电池；大机组设备安全性及可靠性评估；大机组调峰特性及寿命管理；机电一体化；流体机械；大型汽轮发电机组轴系振动；电站锅炉燃烧技术与仿真；纳米及表面技术；设备状态监测与设备维修等。
2.西安交通大学
西安交通大学的动力工程专业是一个宽口径大类专业，其专业地位与综合实力不仅在全国处于领先地位，而且在国际上也具有较高声誉。在2007年国家一级学科评估中，西安交通大学“动力工程及工程热物理”一级学科最终评分位列全国第一，同时被认定为首批一级学科国家重点学科。培养具备扎实的热工理论基础和能源动力工程知识、计算机应用及开发能力，并且能够从事常规能源及新能源开发、能源的转换与利用、电力自动化生产、内燃机动力系统以及汽车工程、流体机械、制冷低温工程等研究、设计及管理的复合型人才是西安交通大学的动力工程专业主要培养目标。
3.浙江大学
该校本专业称为能源与环境系统工程，分两个专业方向：能源与环境工程及自动化、制冷与人工环境。能源与环境工程及自动化方向依托热能工程、热工与动力系统研究所，建有能源清洁利用国家重点实验室、国家水煤浆工程中心燃烧技术研究所，是我国能源高效和清洁利用、能源环境控制工程等领域的重要研究和人才培养基地之一。制冷与人工环境方向依托浙江大学制冷与低温研究所，是我国高等院校中最早创办的制冷与低温专业之一，是国家重点学科，在全国学科评估中连续多年名列前三名，为我国制冷、低温、空调、低温生物等领域培养了大批的高级专门人才。另外单独设有新能源科学与工程专业，学生主要学习新能源、能源低碳利用、新能源利用过程中节能减排的基本理论和技术，涵盖内容包括太阳能、风能、生物质能以及低碳能源利用等方面。
4.东南大学
该专业包含电厂热能动力及其自动化、建筑环境与设备工程、新能源与新发电技术三个专业方向。电厂热能动力及其自动化方向着重培养集现代信息技术和热能动力工程知识为一体的高级工程技术人才和管理人才。制冷与低温技术方向培养学生系统地掌握现代制冷与低温技术领域内的基础理论和专业知识、计算机应用技能。新能源与新发电技术方向是教育部批准设立的战略性新兴产业相关本科专业方向。培养学生掌握新能源与新发电技术方面的基础理论和专业应用知识，使学生具有开发利用核能、太阳能、生物质能、风能等新型绿色能源和可再生能源方面研究、规划、设计、监测、管理和运行等综合能力，为国家新能源利用领域输送急需的高级工程技术和管理人才。
5.华中科技大学
该专业着重培养集能源与动力工程知识与现代信息技术为一体的高级专门技术人才和管理人才。毕业生在电力系统、制冷低温系统、空调调节、汽车、船舶、电子信息、冶金、流体机械、铁路、医药、化工等部门从事能源动力工程及自动化和相关方面的教学、研究、设计、开发、营销和管理等工作。以能源、环境、动力为工程背景，以热流体科学为基础，兼顾装备制造、过程控制和信息技术，体现出集热、机、电为一体的培养特色。
二、能源动力类专业的发展趋势
现今，能源及环境问题是世界各国所面临的重大的社会问题。我国现有能源利用效率很低，尤其是在能源综合高效利用以及环境保护方面，与发达国家存在着较大的差距。在对环境要求越来越高的大形势下，实施能源的可持续发展战略，必将对能源发展提出更高的要求。[4]长期以来，在能源发展方面，我国一直走的是粗放型的增长方式，日益加剧了能源发展与保护环境、资源之间的矛盾。能源动力行业发展趋势如下。
1.发展新能源和可再生能源
我国能源发展的布局主要有两个重点：一是节能减排，二是发展新能源和可再生能源。相对来说，节能减排技术较为成熟，而在发展新能源和可再生能源这方面，很多技术、政策以及市场尚都处于研究摸索阶段，不够成熟。所以在人才培养方面，高校应加强研究生的培养与教育，在管理型人才、高端研究型人才（如政策和战略研究、项目管理、国际合作等方面）的培养与输送上多做工作。[3]
2.专业发展与环境的密切相关性
只有对能源动力生产过程中的环境问题进行完善控制和处理，才能保证人类的生存和经济的可持续发展。如今环境问题已经成为能源动力技术研究中的重要组成部分，在专业课程的教学中必须有所体现。正是基于该原因，浙江大学将原来的热能与动力工程专业改名为现在的能源与环境系统工程专业。
3.不同学科间的高度交叉性
能源动力学科的专业基础课程和专业技术课程涉及到众多学科领域的知识，如力学、热学、自动控制及计算机、机械制造、化学等学科。为适应21世纪我国能源学科发展的需要，在各专业课程的设置中，应当适当安排有关学科的知识。
4.核电的大力发展
核能工程专业取得了长足的发展。在20世纪70-80年代，国家在核能发电上投资的新建项目少之又少，使得我国各高校招收不到足够的学生。随着国家开始大力发展核电，情况发生了巨大的变化，以至于需要核能专业毕业生的数目超过了可分配毕业生的人数。
5.绿色能源意识的培养
节能是我国能源发展战略的重要组成部分，关于节能的知识不仅能源动力学科的学生应当掌握，也是几乎所有工科学生应当掌握的内容。这就要求高校不仅要做好本学科专业人才的培养，而且也要承担起向所有工程专业的学生进行节能技术教学的任务。教师要注重对学生进行“节能减排”思想的灌输和熏陶，潜移默化地培养学生的节能素养和新能源观念。[5]
三、结束语
为适应国家经济、科技、社会发展对高素质人才的需求，各高校的能源动力类专业根据自己办学定位和发展目标、自身优势，形成了各自的专业特色。通过优化专业结构，提高人才培养质量，办出专业水平和特色，为国家培养更多能源与动力领域的优秀人才。
参考文献：
[1]战洪仁.热能与动力工程专业人才培养模式及课程体系探讨[J].化工高等教育，2008，（1）：19-21.
[2]李俊瑞，王艳，田禾.基于社会需求的能源动力专业人才培养探索与实践[J].中国电力教育，2011，（33）：22.
[3]非言.中国绿色力量“摇篮”——访华北电力大学可再生能源学院徐进良院长[J].太阳能，2011，（14）：23
关键词：太阳能；光伏发电技术；应用；
Abstract: with the development of society, the energy problem has caused more and more people pay attention to, the traditional way of generating because of its high pollution, not the characteristics of the regeneration by people reviled. Solar photovoltaic power generation is to have economic, clean, environmental protection and sustainable characteristics of the ideal energy and reduce China's current energy pressure of important ways. However, at present, in the solar photovoltaic power generation technology application in addition to the factors of the practice of policy outside technology has some problems, based on these problems are analyzed and discussed, solar photovoltaic power generation technology, for the purpose of the application and popularization of the play a guiding role.
Keywords: solar; Photovoltaic power generation technology; Application;
中图分类号：TK511文献标识码： A 文章编号：
0、引言
能源问题已经引起了越来越多人的关注，太阳能作为新能源中最经济、最清洁、最环保、可永续的理想能源，它将会对解决“能源危机”“环境污染”及“可持续发展”的问题起到不可忽视的作用，对于缓解当前环境的严峻的形式也将意义重大。不过，目前在太阳能光伏发电技术应用中的存在着若干问题，正是这些问题制约了我们对于太阳能的开发工作。所以，针对这些问题寻找解决思路意义重大。
1、太阳能光伏发电技术应用准备工作
1.1太阳能资源数据及其评估
利用太阳能应该首先对与太阳能资源有充分的了解，这是太阳能光伏发电技术应用的前提，太阳能资源是指各月太阳能的总辐射量（辐照度），在获取太阳能资源数据后要对其进行评估。在有效性评估时要注意以下问题：
第一，确保数据完整，若数据存在残缺的情况，则要对其辐射的有效性及量值进行评估。
第二，若数据完整，则需考虑候选场地周边的太阳能资源数据变化，确保候选场地的太阳能辐射不受周边环境影响。
第三，针对光伏发电中方阵安装普遍倾斜的情况，我们要对其倾斜辐射数据进行评估，以保证太阳能资源数据评估的有效性。
1.2太阳能光伏发电的选址和评估
在太阳能光伏发电的选址上，为保证其工作效率要确保其电池板不受到阴影的干扰,原则上，要保证9点到下午3点不出现阴影。针对无法解决的阴影问题，可以通过增加方阵来保证发电。
对于太阳能光伏发电场场地的评估主要可以分为：一般日照条件的评估、方阵运行时间的测量计算、“太阳窗”评估、运输条件评估、供电条件评估。
2、蓄电池的选择与安装
蓄电池作为能量存储的器件，合理的选择蓄电池才能保证太阳能光伏发电技术的应用。在选择蓄电池的时候，主要是确定蓄电池的容量。此外，整个工作中需要考虑放电率、控制器效能、放电深度、温度及蓄电池老化等因素。综合来说，对于蓄电池的选择需要考虑较多方面，不可掉以轻心。
在蓄电池的安装时，对于以下问题要认真对待：拧紧蓄电池加液孔的盖子，保证其能够顺畅通气；防止导线接触位置锈化；使蓄电池远离阳光照射，保证其通风顺畅；保证蓄电池与地面隔绝；接近太阳能方阵；防止酸性蓄电池与碱性蓄电池反应。
3、确保充电控制器的性能以及保护工作
太阳能光伏发电技术应用中，充电控制器的性能是一个很关键的因素，在其评价过程中除了它的充电效能进行评估还要结合以下二个方面进行综合考虑：可靠性及易维护性。做好这些工作才能确保太阳能光伏发电整体的稳定性。
在其保护措施中最重要的是防止充电控制器遭受雷击，主要工作分为三个方面：针对直击雷一般通过避雷针来防止直击雷的伤害；针对感应雷，主要是提高存放蓄电池建筑的防雷能力；针对雷电波入侵则是通过类似于压敏电阻等防雷器件来防止其受到伤害。
4、太阳能光伏发电逆变器的叠加
逆变器是把来自蓄电池的直流电转为交流电的设备，其自身具有一定的保护功能。普遍来说逆变器是不能够直接叠加使用的，因为无法保证每一台逆变器的参数一致，这容易给电网的波形带来噪声，影响电压与电流波形，严重时甚至会导致逆变器损坏。
如果情况特殊必须叠加使用逆变器，则必须要保证其型号在选取时一致，工作原理是其中一台为主机，其他为从机。主机确定各项参数，从机服从主机指令，此外，主机随时监测与从机之间的偏差，一旦产生偏差，从机要立即改正，确保工作参数一致。
主机在发出指令确保频率和相位的时候，还需要发出指令对公功率进行调节，做到输出功率在各台逆变器之间的平衡。
目前，较为广泛使用的逆变一体机有以下优点：体积小，接线少，使用简单，维护方便、性价比高，整机效率高，不过在使用时要充分考虑它的缺点，主要是它的充电及逆变器容量不可以改变。
5、太阳能光伏发电技术中对于局部电网的设计
在太阳能光伏发电技术中对于局部电网的设计时，主要考虑的是电源点建设、电网架构的构成、负载的匹配和管理等内容。
关键词：分布式发电；功率预测；能源
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.05.158
0 引言
随着传统能源的枯竭，新能源与可再生能源技术逐渐兴起。新能源并网发电占据着未来主要的发展前景，尤其是分布式发电技术。但新能源随机性，波动性对电网影响较大。因此，新能源的功率预测是减小电网热备用容量，减小能源成本以及为电网调度计划提供依据的有力保障。本文设计一个分布式发电系统的功率预测系统的整体方案。进行系统数据采集、软件预测的功能设计；系统设计框图，系统通信、接口及界面的结构设计。通过此次分布式发电系统的功率预测设计，初步实现了小型风力发电机与光伏发电系统相结合的功率预测理论与实践应用，为分布式发电系统与新能源功率预测领域方面提供了一定的参考价值基础和依据。
1 分布式风光发电功率预测方法
目前分布式发电功率预测的方法有很多，如表1.1所示，按照预测方式可分为直接预测法和间接预测法；按照预测尺度可分为超短期预测法、短期预测法、中长期预测法和长期预测法；按照预测原理可分为物理方法、统计方法和智能预测方法。
2 分布式发电功率预测系统
2.1 分布式发电功率预测系统结构设计
（1）系统硬件设计框图。分布式发电功率预测包括小型风力发电机的功率预测、分布式光伏的功率预测以及功率预测总模型的修正，分布式光伏的功率预测系统硬件设计框图如图1。
（2）系统软件设计框图。分布式风光一体化发电功率预测系统软件设计框图如图2所示。
2.2 分布式发电功率预测系统功能设计
（1）系统预测尺度功能。分布式风光一体化发电功率预测系统可实现超短期、短期和中长期功率预测功能。
1）超短期功率预测。超短期风光一体化发电系统其特点是能预测一天内15min～4h的总功率。而且其功率预测的月均方根误差小于10%。并且短期功率预测的执行周期每10分钟或15分钟自动完成一次功率预测指令，为整个系统提供可靠的数据支撑。2）短期功率预测。短期功率预测是在超短期功率预测的基础上进行修改的，其预测时间周期长，分辨率较大，月均方根与超短期预测误差比较大。短期功率预测的启动周期较长，是超短期功率预测的2倍。其优点是给工作人员合理的可视曲线。3）中长期功率预测。中长期功率预测是工作周期长，分析一个月或半个月左右的功率电量的方法。其特点是：工作周期长，启动周期为月启动，并且在时间分辨率上相对于前几种来说较大。但其优点是可应用积分曲线估算月电量，还可为下一个月的周期提供可靠的工作安排。中长期功率预测为分布式发电系统的机组检修安排调试计划提供一定的参考价值。
（2）数据采集功能。分布式发电功率预测系统运行需要的数据包括数值天气预报数据、实时测风塔数据、实时环境监测仪数据、实时输出功率数据、风电机组、光伏发电机组及分布式发电系统运行状态等。
1）实时数据的采集：实时测风塔数据、实时环境监测仪数据、实时输出功率数据、风电机组、光伏发电机组及分布式发电系统运行状态等数据均可通过系统软件自动完成，并可以通过手动方式录入；数值天气预报数据可以定时自动获取。
2）数据的统计分析处理功能：①计算数据周期与数据的统计时间可以设定。②历史数据统计包括：数据流畅性统计与、飞行频率分布统计等。③历史预测数据包括：飞行模式下的风速频率、光照射频率，而且在飞行模式下还包括数据的完整性统计。④本系统运行参数统计包括：发电量、最大出力、同时频率以及负荷功率预测。⑤系统具备统计各种参数在不同条件下的预测结果与实际发电之间的误差等参数的功能，并且统计结果可以动态生成、导出以便后续分析。⑥系统能够对任意时间区间的预测结果进行误差统计，误差指标包括均方根误差率、平均绝对误差率、相关性系数等。⑦所有统计数据均支持自动生成报表及打印功能。
3）数据的处理：①系统软件能保存自我修正的数据，并且在分析不合理数据时能进行是否修正合理性检验。②预测系统会自动对比天气预报及其他环境监测数据并根据分析后才使用。③短期、超短期功率预测误差应以绝对平均百分比误差计算。
