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可再生能源信息管理范文1
到2020年全世界發(fā)電能力將達到5915GW,這一時期新的發(fā)電能力要求增加3503GW(包括補充退役機組能力667GW)。中國將增加裝機550GW,相應(yīng)地0ECD中的歐洲只增加530GW,北美洲只增加569GW,太平洋地區(qū)增加195GW,中國是世界上發(fā)電能力增長最快的國家和地區(qū),中國今后電力建設(shè)的任務(wù)十分繁重。IEA對世界發(fā)電能力的預(yù)測見表1。 表1
IEA對世界發(fā)電能力預(yù)測
GW 項目 發(fā)電設(shè)備容量
2010年 2020年 2010-2020年
新增發(fā)電能力 各地退役機組
OECD歐洲 853 1009 267 111 OECD北美洲 1159 1317 260 102 OECD太平洋地區(qū) 366 426 97 37 過渡經(jīng)濟國家 586 776 314 125 拉丁美洲 326 480 167 14
非 洲 152 208 61 5
中 東 126 206 87 8
中 國 501 757 264 8
南 亞 212 304 105 13
東 亞 275 432 171 13
合 計 4556 5915 1794 435 注:數(shù)據(jù)來源于IEA1998年的《World Energy Outlook》。
IEA估計,到2020年全世界需要電力投資32800億美元,其中2010~2020年需投資16070億美元,這些投資包括新建發(fā)電能力投資和輸變電工程投資。IEA估計,這期間中國電力投資將為6290億美元,平均每年為251.6億美元,按外匯牌價折算約需人民幣2000億元以上。據(jù)IEA測算,預(yù)測期內(nèi),電力基本建設(shè)投資約占國內(nèi)生產(chǎn)總值的0.33%左右。根據(jù)前面的預(yù)測OECD中北美洲新增發(fā)電能力達569GW,電力投資僅4530億美元;而中國新增發(fā)電裝機容量為550GW,電力投資卻超過0ECD,達到6290億美元,可能是由于中國要大力開發(fā)西部水電,實行“西電東送”,水電站單位kW投資比燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)電站大4倍多,再加上長距離輸電,所以成本較高。因為據(jù)IEA預(yù)測, OECD的大多數(shù)國家新發(fā)電裝置將使用天然氣,部分使用煤炭和石油發(fā)電,基本不發(fā)展核電和水電。
IEA在電力工程基本建設(shè)的投資估算中,根據(jù)IEA的研究報告、美國能源信息管理局的研究報告、各國資源和商貿(mào)媒體及各類出版物上的信息,對各種發(fā)電站的單位投資和效率進行估 算,其中中國在各種發(fā)電站的單位投資估算中都是最低的,具體數(shù)字見表2。 表 2
2020年世界各地新建發(fā)電站單位投資與效率預(yù)測
美元/kw 項目 OECD OECD OECD 中國 世界其余地區(qū) 歐洲 北美洲 太平洋地區(qū) 蒸汽燃煤電站投資(1) 1025 940 2130 750 1000 效率% 40 40 42 38 38 聯(lián)合循環(huán)天然氣電站投資 380 380 680 450 450 效率% 60 60 56 56 55 燃?xì)廨啓C氣或油電站投資1 310
260 510 275 275 效率% 45 45 42 39 39 核電投資 2000 3000 2000 2000 水電投資 2500 2500 3500(2) 2000 2000 風(fēng)電投資(3) 1000 1000 - 1000 1000 地?zé)嵬顿Y - - 2000 - - 注:1)各類發(fā)電站投資為1990年價;
2)系抽水蓄能電站投資;
3)風(fēng)電按可用率25%估算投資;
4)數(shù)據(jù)來源于IEA1998年的《World Energy Outlook》。
IEA預(yù)測全世界在2020年前核電將處于平穩(wěn)狀態(tài),因為新投入的容量大致相當(dāng)于退役容量。
核電預(yù)測采用了外推預(yù)測,即對核電站新的預(yù)測僅限于目前有核電建設(shè)計劃的國家或目前正在建設(shè)核電站的國家(見表3)。中國核電在全世界各地區(qū)中增長最快。預(yù)測到2010年將達到11GW,占世界核電總?cè)萘康?.94%,到2020年達至20GW,占世界核電總?cè)萘康?.97%(中國工程院預(yù)測2010年達20GW,2020年達50GW,那么2020年中國核電占世界核電總?cè)萘康谋戎乜蛇_13.7%)。 表3 2010-2020年全世界核電設(shè)備能力和發(fā)電量預(yù)測 地區(qū) 2020年
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容量/GW 發(fā)電量/TW.h OECD歐洲 127 863 107 729 OECD北美洲 96 697 59 437 OECD太平洋地區(qū) 59 418 73 515 過度經(jīng)濟國家 44 257 29 181 非 洲 2 12 2 12 中 國 11 72 20 127 東 亞 28 205 37 267 拉丁美洲 4 30 4 30 中 東 0 0 0 0 南 亞 3 15 4 19 合 計 374 2569 335 2317 注:數(shù)據(jù)來源于IEA1998年的《World Energy Outlook》。 IEA認(rèn)為,由于沒有適當(dāng)?shù)乃Πl(fā)電站地址和出于環(huán)境保護的考慮,常規(guī)水電站和抽水蓄能
電站的開發(fā)和建設(shè)受到了很大限制。OECD國家的水能資源已基本上開發(fā)完畢,少數(shù)未開發(fā)的水
力地址由于生態(tài)保護的原因被禁止開發(fā),因此今后可開發(fā)的水電不多。廣大發(fā)展中國家擁有豐富的,尚未開發(fā)的水能資源,限于經(jīng)濟實力不可能大量開發(fā)。只有中國既擁有豐富的水能資源,又有急劇增長的用電需求,還有一定的經(jīng)濟實力和技術(shù)條件,所以中國將成為未來水電發(fā)展最快、最多的國家。2010年中國將有水電裝機容量125GW,占世界的12.2%,2020年中國將有水電裝機容量199GW,占世界的16.6%(見表4)。中國工程院預(yù)測,2010年水電裝機容量120GW,可占世界11.8%, 2020年水電裝機容量達到160GW,可占世界的13.8%。未來中國有可能成為世界水電開發(fā)最多的國家。 表 4 2010-2020年全世界水利發(fā)電能力和發(fā)電量預(yù)測 地區(qū) 2010年
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容量/GW 發(fā)電量/TW.h 2020年
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容量/GW 發(fā)電量/TW.h OECD歐洲 188 585 201 629 抽水蓄能 32 - 34 - OECD北美洲 172 680 177 703 抽水蓄能 22 - 22 - OECD太平洋地區(qū) 69 145 73 152 抽水蓄能 30 - 33 - 過度經(jīng)濟國家 95 340 104 - 非 洲 26 72 30 84 中 國 125 457 199 726 東 亞 40 131 55 185 拉丁美洲 170 803 207 980 中 東 10 32 10 32 南 亞 46 200 53 229 合 計 1025 3445 1198 4095 注:1)水電容量中不包括抽水蓄能電站的裝機容量:
2)數(shù)據(jù)來源于IEA1998年的《World Energy Outlook》。
IEA對于中國可再生能源發(fā)電能力和發(fā)電量的預(yù)測,從總量看,2010年的預(yù)測與中國工程院
的預(yù)測相近,但2020年的預(yù)測遠(yuǎn)比中國工程院預(yù)測要小。在分類預(yù)測中,地?zé)岚l(fā)電的預(yù)測偏高,而太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等其他發(fā)電則均偏低。究竟是我們對于可再生能源發(fā)電的經(jīng)濟合理性估計過高,還是IEA低估了中國可再生能源發(fā)電的開發(fā)能力,還需做進一步分析。其中有1點應(yīng)值得注意,即廢物發(fā)電利用。在OECD的歐洲、北美洲及太平洋地區(qū),還有拉丁美洲和過渡經(jīng)濟國家廢物發(fā)電利用量居可再生能源發(fā)電的第1位或第2位,而中國工程院的預(yù)測中未計入。看來世界各國都非常重視垃圾發(fā)電,垃圾發(fā)電的經(jīng)濟性能比開發(fā)其他各種可再生能源更有競爭力。中國工程院關(guān)于中國可再生能源發(fā)展預(yù)測和IEA預(yù)測見表5、6。 表 5 中國工程院關(guān)于2010-2020年中國可再生能源發(fā)電預(yù)測 地區(qū) 2010年
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容量/GW 發(fā)電量/TW.h 2020年
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容量/GW
發(fā)電量/TW.h 太陽能發(fā)電 太陽能發(fā)電 0.1 0.2 2.0 4.0 光伏發(fā)電 0.5 1.1 5.0 11.0 風(fēng)力發(fā)電 1.1 3.0 6.0 17.4 地?zé)岚l(fā)電 - 0.5 - 1.0 生物質(zhì)能發(fā)電 0.3 1.2 3.0 12.0 海洋能發(fā)電 0.6 1.6 5.0 15.0 合計 2.6 7.6 21.0 60.4 注:數(shù)據(jù)來源于中國工程院《中國可持續(xù)發(fā)展能源戰(zhàn)略研究》
轉(zhuǎn)貼于 表 6 IEA 2010-2020年世界可再生能源發(fā)電能力和發(fā)電量預(yù)測 項目 2010年
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容量/GW 發(fā)電量/TW.h 2020年
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容量/GW 發(fā)電量/TW.h OECD歐洲 地?zé)?1.6 10.2 1.9 12.7 風(fēng)能 15.0 32.9 30.0 65.7 太陽能/潮汐/其他 1.2 2.6 1.7 3.8 廢物 7.8 42.5 9.8 53.5 合計 25.6 88.2 43.4 135.7 OECD北美洲 地?zé)?3.0 19.6 3.0 19.9 風(fēng)能 3.5 7.7 5.5 13.0 太陽能/潮汐/其他 0.7 1.85 1.1 3.0 廢物 14.8 79.6 16.4 88.2 合計 22.0 108.7 26.0 124.1 OECD太平洋地區(qū) 地?zé)?2.1 14.5 3.3 22.9 風(fēng)能 1.0 3.1 2.9 8.6 太陽能/潮汐/其他 0.5 0.7 2.8 3.7 廢物 4.6 20.6 5.1 22.7 合計 8.2 38.9 14.1 57.9 過渡經(jīng)濟國家 地?zé)?0.0 0.0 0.0 0.0 風(fēng)能 0.0 0.0 0.0 0.0 太陽能/潮汐/其他 0.0 0.0 0.0 0.0 廢物 0.6 2.8 0.0 2.8 合計 0.6 2.8 0.6 2.8 非洲 地?zé)?0.4 2.1 0.5 3.1 風(fēng)能 0.4 0.9 0.7 1.5 太陽能/潮汐/其他 0.0 0.0 0.1 0.1 廢物 0.1 0.6 0.1 0.6 合計 0.9 3.6 1.4 5.3 中國 地?zé)?0.3 1.6 0.4 2.5 風(fēng)能 2.3 4.9 3.7 8.1 太陽能/潮汐/其他 0.1 0.1 0.1 0.2 廢物 0.1 0.4 0.2 0.7 合計 2.8 7.1 4.4 11.5 東亞 地?zé)?6.1 33.8 8.8 48.7 風(fēng)能 0.0 0.0 0.0 0.1 太陽能/潮汐/其他 0.0 0.0 0.0 0.0 廢物 0.2 0.6 0.5 1.5 合計 6.3 34.4 9.3 50.3 拉丁美洲 地?zé)?1.4 9.1 1.7 11.2 風(fēng)能 0.4 0.2 0.5 0.2 太陽能/潮汐/其他 0.0 0.0 0.0 0.0 廢物 3.0 13.1 3.9 17.1 合計 4.8 22.4 6.1 28.5 中東 地?zé)?0.0 0.0 0.0 0.0 風(fēng)能 0.0 0.0 0.1 0.0 太陽能/潮汐/其他 0.0 0.0 0.0 0.0 廢物 0.0 0.0 0.0 0.0 合計 0.0 0.0 0.1 0.0 南亞 地?zé)?0.0 0.0 0.0 0.0 風(fēng)能 3.3 7.3 4.0 8.8 太陽能/潮汐/其他 0.3 0.5 0.5 1.1 廢物 1.0 4.6 1.7 7.3 合計 4.6 12.4 6.2 18.2 注:數(shù)據(jù)源于IEA1998年的《World Energy Outlook》。
IEA對全世界2010~2020年的電力發(fā)展進行預(yù)測后,認(rèn)為電力預(yù)測有其局限性,這是由于下
列因素的影響:
(1)燃料價格的地區(qū)差異。全世界各地區(qū)的燃料價格是千差萬別的,如德國煤炭價格貴,荷蘭和意大利的天然氣價格很便宜,因此電力需求和電力供應(yīng)受燃料價格的影響,能源替代和電
力裝置的選擇就不同。
(2)發(fā)電裝置參數(shù)的不確定因素。各種發(fā)電裝置的投資、運行費用和效率是變化的,很難精確預(yù)測,在成本最小化的選擇中情況是變化的。
(3)發(fā)電公司面對的不確定因素。發(fā)電公司面對燃料價格和電力需求增長率的變化,使得公用發(fā)電事業(yè)可能選擇多種類型的發(fā)電裝置而不選擇單一的發(fā)電裝置,以便適應(yīng)各種不確定性。
(4)地方約束條件。在發(fā)電裝置的選擇中,要考慮能源的可獲得性和電力輸送條件的限制;修建天然氣發(fā)電廠要考慮天然氣的供應(yīng)能力,如亞洲地區(qū)依賴液化天然氣,要受液化氣供應(yīng)和海運的制約,必須謹(jǐn)慎對待。
(5)環(huán)境約束。目前和未來各國對SOx、NOx和可吸入顆粒物的排放規(guī)定會影響發(fā)電廠類型的選擇。
(6)燃料替代的限制。發(fā)電燃料價格的變化會引起發(fā)電廠優(yōu)先次序的排列和調(diào)度計劃的變化。世界各地區(qū)、各國問的電力貿(mào)易會受到國家貿(mào)易的約束。
可再生能源信息管理范文2
與其他發(fā)展中國家相比,中國對綠色氣候基金并不熱心,因為中國不指望從這一財政機制中獲益。這一機制目的是將資金從發(fā)達國家轉(zhuǎn)至發(fā)展中國家,以幫助其減緩氣候變化。去年在南非德班,所有的國家,無論處于何種發(fā)展階段,決定通力合作。他們決定于2015年達成具有法律效力的國際氣候條約,并于2020年生效。鑒于中國急劇增長的溫室氣體排放曲線,德班平臺預(yù)期將對中國政府構(gòu)成嚴(yán)峻的政策挑戰(zhàn)。
盡管國際氣候談判前景黯淡,中國仍應(yīng)加強其自身的氣候應(yīng)對措施。如果這一舉措得到實施,不僅能顯示出北京愿意成為負(fù)責(zé)任大國的決心,此外,通過同時處理中國日益嚴(yán)重的空氣質(zhì)量、能源安全和資源限制問題,使這個龐大的國家本身受益。最重要的是,由于中國領(lǐng)土廣袤,海岸線漫長,氣候環(huán)境多樣,中國也許是所有大國中最容易受到氣候變化結(jié)果影響的國家。
能源替代
煤炭是中國能源領(lǐng)域的支柱,也是任何抵御氣候變化解決方案關(guān)注的核心。煤炭占中國主要能源消費的70%,為中國提供了約80%的電力。據(jù)國際能源機構(gòu)統(tǒng)計,中國煤炭燃燒導(dǎo)致的碳排放比2010年美國排放的二氧化碳總量高出17%。
由于開采和使用的煤炭規(guī)模空前,環(huán)境和社會成本日益增長,中國所面臨的控制全國煤炭生產(chǎn)和消費限額的壓力越來越大。因此,中國政府設(shè)定了到2015年將煤炭生產(chǎn)和消費控制在約39億噸的目標(biāo)。但問題是,這樣的指令控制政策對日益市場化的中國經(jīng)濟不是什么好兆頭,尤其是考慮到全國煤炭消費總量在“十一五”(2006-2010)期間年均增長1.61億噸,2011年已經(jīng)達到36.8億噸。
但中國需要采取行動。為了減輕采礦導(dǎo)致的環(huán)境惡化,避免一旦全國煤炭消費達到峰值后導(dǎo)致的煤炭產(chǎn)業(yè)過度膨脹,需要采取切實措施滿足全國煤炭生產(chǎn)的限額要求。在全面實施壓縮全國煤炭消費戰(zhàn)略之后,中國應(yīng)該增加煤炭進口,以縮減國內(nèi)采礦活動,從而滿足全國煤炭生產(chǎn)限額。
為了規(guī)模化替代煤炭,核電能力快速擴張是最具可行性的方案之一。2011年3月日本發(fā)生福島核電站危機之前,中國核電行業(yè)一些人踴躍建議,將全國核電裝機容量從2010年的10.8GW增加到2020年的超過100GW。但在最新的核電發(fā)展規(guī)劃中,中國政府大幅提高了安全標(biāo)準(zhǔn),并將內(nèi)地反應(yīng)堆的審批延遲到了2015年。為了使全國煤炭消費早日達到峰值產(chǎn)量,中國需要將其重點轉(zhuǎn)向鼓勵發(fā)展低碳排放的替代性能源。
針對中國目前不可持續(xù)的能源結(jié)構(gòu),擴容天然氣產(chǎn)量常常被視為一個理想的解決方案。天然氣可以改善中國的環(huán)境,因為其空氣污染和碳排放都很少。成功開采國內(nèi)天然氣的供應(yīng)也可以讓中國減少對能源進口的依賴,這也是中國政府長期以來的目標(biāo)。但在全球已探明天然氣儲備中,中國僅占1.5%,而產(chǎn)量現(xiàn)已超過全世界天然氣總產(chǎn)量的3%。
幸運的是,根據(jù)美國能源信息管理局統(tǒng)計,中國可通過技術(shù)手段回收的頁巖氣儲量超過世界其他各國,足以滿足中國電力行業(yè)(世界最大的電力行業(yè))30年的需求。在這種情況下,中國政府有興趣復(fù)制美國在頁巖氣領(lǐng)域的成功。
但中國想要充分利用頁巖氣供應(yīng)潛力仍需越過重重障礙。首要障礙就是中國頁巖氣沉積的地理位置,主要位于山區(qū)和遙遠(yuǎn)的沙漠,或者深埋于地下。提取這些沉積物需要采用水力壓裂這種用水量巨大的工藝,而這些地區(qū)面臨著嚴(yán)重缺水問題,因此難以擴大產(chǎn)量。
即便如此,頁巖氣革命必將在一定水平上跨越太平洋傳到中國。但在此之前,中國需要對產(chǎn)權(quán)保護等基本政策作出重大變革,以吸引合適類型的開發(fā)商,包括經(jīng)驗豐富的國際公司和創(chuàng)新的私營企業(yè)。
表率作用
過去十年中,中國可再生能源的發(fā)展引人注目。目前中國在太陽能電池板制造和風(fēng)電年產(chǎn)量增長方面領(lǐng)先世界。盡管如此,在2015年“十二五”規(guī)劃結(jié)束之前,中國應(yīng)該處理可再生能源發(fā)展的負(fù)面問題,以確保該領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展。
首先,中國政府必須更好地監(jiān)管電力傳輸,以鼓勵可再生電力并網(wǎng)發(fā)電。其次,產(chǎn)能過剩,尤其是制造產(chǎn)能過剩,已經(jīng)嚴(yán)重危害了中國可再生能源產(chǎn)業(yè)的長期可持續(xù)性。中國政府應(yīng)該從過去毫無節(jié)制的政府補貼和當(dāng)前與其主要貿(mào)易伙伴的持續(xù)不斷的反傾銷爭端中吸取教訓(xùn),提高政府對低碳發(fā)展的支持與國際慣例的兼容度。
當(dāng)然,僅僅將政策努力聚焦于上游能源領(lǐng)域是不夠的。節(jié)能、需求管理、技術(shù)革新和碳定價等基于市場的工具都將是全國能源和氣候綜合戰(zhàn)略中的重要組成部分。
無論中國能夠?qū)崿F(xiàn)多少減排,靠其自身是不足以解決全球氣候問題的。因此,中國與世界其它國家合作采取低碳行動很重要,特別是CURE(中國、美國、俄羅斯和歐盟)經(jīng)濟體間的合作。這些經(jīng)濟體的總經(jīng)濟產(chǎn)值、能耗和碳排放未來幾十年中將繼續(xù)占據(jù)全球總量的一半以上。
可再生能源信息管理范文3
關(guān)鍵詞:生物質(zhì)發(fā)電;直燃發(fā)電;氣化發(fā)電;混合燃燒發(fā)電;技術(shù)趨勢
引言
生物質(zhì)能是我國“十二五”期間重點發(fā)展的新興能源產(chǎn)業(yè)之一,按我國提出的2020年非化石能源占能源消費總量15%的目標(biāo)初步估算,到2020年我國生物質(zhì)能裝機總量將達3000萬千瓦,沼氣年利用量440億立方米,生物燃料和生物柴油年產(chǎn)量達到1200萬噸。
截止2013年底,中國生物質(zhì)能并網(wǎng)發(fā)電裝機量779萬千瓦,預(yù)計2014年底,生物質(zhì)發(fā)電裝機將有望達到1100萬千瓦,上網(wǎng)電量有望達到500億千瓦時[1]。從產(chǎn)業(yè)整體狀況分析,生物質(zhì)發(fā)電及生物質(zhì)燃料目前仍處在政策引導(dǎo)扶持期。
1.生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)分類
1.1 生物質(zhì)直燃發(fā)電
生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電是指把生物質(zhì)原料送入適合生物質(zhì)燃燒的特定鍋爐中直接燃燒,產(chǎn)生蒸汽帶動蒸汽輪機及發(fā)電機發(fā)電,用于發(fā)電或者熱電聯(lián)產(chǎn)。國內(nèi)生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電的鍋爐主要有兩種:爐排爐、循環(huán)流化床鍋爐。采用生物質(zhì)燃燒設(shè)備可以快速度實現(xiàn)各種生物質(zhì)資源的大規(guī)模減量化、無害化、資源化利用,而且成本較低,因而生物質(zhì)直接燃燒技術(shù)具有良好的經(jīng)濟性和開發(fā)潛力。
1.2 生物質(zhì)氣化發(fā)電
生物質(zhì)氣化發(fā)電是指生物質(zhì)在氣化爐中氣化生成可燃?xì)怏w,經(jīng)過凈化后驅(qū)動內(nèi)燃機或小型燃?xì)廨啓C發(fā)電。氣化爐對不同種類的生物質(zhì)原料有較強的適應(yīng)性。內(nèi)燃機一般由柴油機或天然氣機改造而成,以適應(yīng)生物質(zhì)燃?xì)鉄嶂递^低的要求;燃?xì)廨啓C要求容量小,適于燃燒高雜質(zhì)、低熱值的生物質(zhì)燃?xì)狻?/p>
1.3 生物質(zhì)混合燃燒發(fā)電
生物質(zhì)混合燃燒發(fā)電是指將生物質(zhì)原料應(yīng)用于燃煤電廠中,和煤一起作為燃料發(fā)電。生物質(zhì)與煤有兩種混合燃燒方式: 一種是生物質(zhì)直接與煤混合燃燒,生物質(zhì)預(yù)先與煤混合后再經(jīng)磨煤機粉碎或生物質(zhì)與煤分別計量、粉碎。生物質(zhì)直接與煤混合燃燒要求較高,并非適用于所有燃煤發(fā)電廠,而且生物質(zhì)與煤直接混合燃燒可能會降低原發(fā)電廠的效率。第二種是將生物質(zhì)在氣化爐中氣化產(chǎn)生的燃?xì)馀c煤混合燃燒,即在小型燃煤電廠的基礎(chǔ)上增加一套生物質(zhì)氣化設(shè)備,將生物質(zhì)燃?xì)庵苯油ǖ藉仩t中燃燒,這種混合燃燒方式通用性較好,對原燃煤系統(tǒng)影響較小。
2.生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)比較
生物質(zhì)與煤混合燃燒發(fā)電技術(shù)投資少,發(fā)電效率決定于原燃煤電站的效率.其中生物質(zhì)氣化混燒發(fā)電對原有電站的影響比直接混燒發(fā)電對原有電站的影響小,通用性較強[2]。由于氣化發(fā)電技術(shù)關(guān)鍵設(shè)備―小型低熱值燃?xì)廨啓C技術(shù)尚未成熟,對10 MW以上的生物質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)而言,比較有優(yōu)勢的技術(shù)是直接燃燒發(fā)電[3]。對10 MW以下的生物質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)而言,氣化一余熱發(fā)電系統(tǒng)效率遠(yuǎn)高于直接燃燒發(fā)電系統(tǒng),具有更大的優(yōu)勢。另外,生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電技術(shù)比較成熟,但在小規(guī)模發(fā)電系統(tǒng)中蒸汽參數(shù)難以提高,只有在大規(guī)模利用時才具有較好的經(jīng)濟性,比較適合于10 MW以上的發(fā)電系統(tǒng)。生物質(zhì)混燒發(fā)電技術(shù)在已有燃煤電站的基礎(chǔ)上將生物質(zhì)與煤混燒發(fā)電,混燒發(fā)電對原有電站的影響比直接混燒發(fā)電對原有電站的影響小,通用性較強,投資成本是三類技術(shù)中最少的,但可能降低原燃煤電站效率。
表2-1 三種生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)比較表
分類 直燃發(fā)電 氣化發(fā)電 混合燃燒發(fā)電
規(guī)模 10MW以上 10MW以下 10MW以上
通用性 強 低 強
熱電連供 可以 可以 不可以
并網(wǎng)獨立性 可以 可以 不可以
投資成本 中 高 低
效率變化 中 高 不確定
3.生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)趨勢
3.1直燃技術(shù)
自2006年以來,我國生物質(zhì)直燃發(fā)電開始進行商業(yè)化運行,國產(chǎn)循環(huán)流化床燃燒技術(shù)已成為生物質(zhì)直燃發(fā)電市場的主導(dǎo)技術(shù)。循環(huán)流化床內(nèi)可采用SNCR脫銷,脫硝率可達50%以上。雖然生物質(zhì)燃料含硫量較低,但實際SO2排放濃度在200mg/m3以上,爐內(nèi)可以加石灰石脫硫,在脫硫效率達到70%時,即可滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。對灰熔點較低的生物質(zhì),如油菜稈、棉花桿等,燃燒此類生物質(zhì)的鍋爐,蒸汽溫度不宜提的過高,除非有很好的防積灰、腐蝕的措施作為保障。此外,生物質(zhì)水分很高,著火推遲,導(dǎo)致不完全燃燒,爐排上未燃盡的生物質(zhì)含碳量很高,需要增加爐排長度,提高燃燒效果。
3.2氣化技術(shù)
生物質(zhì)氣化發(fā)電中含焦油廢水無害化處理是制約氣化發(fā)電的瓶頸,國內(nèi)外研究結(jié)果均提出采用有機溶劑作為燃?xì)鈨艋橘|(zhì),避免二次水污染。循環(huán)流化床氣化技術(shù)已有較好的基礎(chǔ),在循環(huán)流化床中進行生物質(zhì)氣化,氣化溫度控制在950~1000度,可以獲得中值熱燃?xì)猓瑫r徹底解決焦油問題,燃?xì)鈨艋髮崿F(xiàn)燃?xì)鈨?nèi)燃機-蒸汽聯(lián)合循環(huán),發(fā)電效率可達30%以上,在此基礎(chǔ)上研發(fā)加壓(30atm)循環(huán)流化床生物質(zhì)氣化技術(shù),采用燃?xì)鈨?nèi)燃機-蒸汽聯(lián)合循環(huán),發(fā)電效率可達40%。
雙床氣化技術(shù)是采用循環(huán)流化床與鼓泡床雙床組合技術(shù)技術(shù),將生物質(zhì)燃料送入鼓泡床內(nèi),氣化熱源為循環(huán)流化床分離下的高溫灰,流化介質(zhì)為高溫水蒸氣或氣化氣。循環(huán)流化床燃燒氣化室送來的半焦,產(chǎn)生高溫?zé)煔猓瑹煔饨?jīng)分離后進入鼓泡床作為氣化室熱源,分離后的高溫?zé)煔膺M入余熱鍋爐,加熱蒸汽進行發(fā)電。氣化室反應(yīng)溫度控制在650~850度,產(chǎn)生的燃?xì)饨?jīng)氣固分離、凈化后送內(nèi)燃機發(fā)電,內(nèi)燃機尾氣經(jīng)余熱鍋爐吸熱后產(chǎn)蒸汽送蒸汽輪機發(fā)電。燃?xì)庵薪褂屯ㄟ^閉式循環(huán)水水洗系統(tǒng),經(jīng)有機溶劑萃取后回收焦油,廢水采用膜技術(shù)處理后達標(biāo)排放。
4.結(jié)論
在各類生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)中,直燃生物質(zhì)開發(fā)利用已經(jīng)初步產(chǎn)業(yè)化,混燒發(fā)電技術(shù)的投資經(jīng)濟性最好,其發(fā)電經(jīng)濟性決定于原電廠的效率,而且會對原電廠有一定的影響。生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)的發(fā)電規(guī)模比較靈活,投資較少,適于我國生物質(zhì)的特點,但是技術(shù)還不成熟。從產(chǎn)業(yè)整體狀況分析,生物質(zhì)發(fā)電及生物質(zhì)燃料目前仍處在政策引導(dǎo)扶持期。
參考文獻:
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[2]李利文.生物質(zhì)能發(fā)電模式探討[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟,2009(19):71-75.
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關(guān)鍵詞:生態(tài)建筑;建筑設(shè)計;生態(tài)化趨勢
Abstract: the article briefly introduces the principles of ecological architecture design, this paper analyzes the ecological architecture design of advanced technology; Summarizes the development trend of ecological architecture design.
Keywords: ecological architecture; Architecture design; Ecological trend
中圖分類號:S611文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:
1引言
“生態(tài)”一詞源于希臘文Oikos,原意為“家”和“住所”,后來衍生成生態(tài)學(xué)(Ecology)。到20世紀(jì)60年代建筑師保羅.索勒瑞提出“生態(tài)建筑”這一概念至今,其內(nèi)涵在不斷擴展和延伸。現(xiàn)在,普遍認(rèn)為,生態(tài)建筑的基本原則就是運用生態(tài)學(xué)原理和方法,有節(jié)制地利用和改造自然。尋求最適合人類生存和發(fā)展的可持續(xù)支撐環(huán)境;把建筑環(huán)境作為一個有機的,具有結(jié)構(gòu)和功能的整體系統(tǒng)來維護。
2生態(tài)建筑的設(shè)計原則
生態(tài)建筑是以符合自然生態(tài)系統(tǒng)客觀規(guī)律并與之和諧共生為前提,充分利用客觀生態(tài)系統(tǒng)條件、資源,尊重文化,集成適宜的建筑功能與技術(shù)系統(tǒng),堅持本地化原則,具有資源消耗最小及使用效率最大化能力,具備安全、健康、宜居功能并對生態(tài)系統(tǒng)擾動最小的可持續(xù)、可再生及可循環(huán)的全生命周期建筑。
2.1、和諧原則:建筑作為人類的一種影響存在結(jié)果,由于其空間選擇、建造過程和使用拆除的全壽命過程存在著消耗、擾動以及影響的實際作用,其體系和諧、系統(tǒng)和諧、關(guān)系和諧便成為生態(tài)建筑特別強調(diào)的重要的和諧原則。
2.2、節(jié)約原則:資源占有與資源消耗在符合建筑全壽命周期使用總量與服務(wù)功能均衡的前提下,實現(xiàn)最小化與減量化的節(jié)約原則。
2.3、高效原則:建筑作為人類的居所,其建造、使用、維護與拆除應(yīng)本著符合人與自然生態(tài)安全與和諧共生的前提,滿足宜居、健康的要求,系統(tǒng)的采用集成技術(shù)提高建筑功能的效能,優(yōu)化管理調(diào)控體系,形成生態(tài)建筑的高效原則。
2.4、舒適原則:舒適要求與資源占有及能源消耗在建筑建造、使用與維護管理中一直是一個矛盾體。在生態(tài)建筑中強調(diào)舒適原則不是以犧牲建筑的舒適度為前提,而是以滿足人類居所舒適要求為設(shè)定條件,通過人類長期依托建筑而生存的經(jīng)驗和科學(xué)技術(shù)的不斷探索發(fā)展,總結(jié)形成生態(tài)建筑綠色化、生態(tài)化及符合可持續(xù)發(fā)展要求的建筑綜合系統(tǒng)集成技術(shù),以滿足生態(tài)建筑的舒適原則。
2.5、經(jīng)濟原則:生態(tài)建筑的建造、使用、維護是一個復(fù)雜的建筑系統(tǒng)問題,更是一個社會組織體系問題。高投入、高技術(shù)的極致生態(tài)建筑雖然可以反映出人類科學(xué)技術(shù)發(fā)展的高端水平,但是并非只有高技術(shù)才能夠?qū)崿F(xiàn)生態(tài)建筑的功能、效率與品質(zhì),適宜技術(shù)與地方化材料及地域特點的建造經(jīng)驗同樣是生態(tài)建筑的重要發(fā)展途徑。
3生態(tài)建筑設(shè)計要點
生態(tài)住宅設(shè)計,指的就是綜合運用當(dāng)代建筑美學(xué)、建筑技術(shù)科學(xué)、人工環(huán)境學(xué)、生態(tài)學(xué)及其它科學(xué)技術(shù)的綜合成果,把住宅建造成一個小的生態(tài)系統(tǒng),為居住者提供舒適、健康、環(huán)保、高效、美觀的居住環(huán)境的一種設(shè)計實踐活動。這里所說的“生態(tài)”絕非一般意義的綠化,而是一種對環(huán)境無害而又有利于人們工作生活的標(biāo)志。在工程實施過程中,生態(tài)住宅涉及的技術(shù)體系極其龐大,包括能源系統(tǒng)(新能源與可再生能源的利用)、水環(huán)境系統(tǒng)、聲環(huán)境系統(tǒng)、光環(huán)境系統(tǒng)、熱環(huán)境系統(tǒng)、綠化系統(tǒng)、廢棄物管理與處置系統(tǒng)、游憩系統(tǒng)和綠色建材系統(tǒng)等。簡單說來,其技術(shù)策略主要體現(xiàn)在以下幾個方面:住宅區(qū)物理環(huán)境(聲、光、熱環(huán)境)與能源系統(tǒng)設(shè)計,包括建筑規(guī)劃、建筑單體設(shè)計、建筑能源系統(tǒng)的設(shè)計等,同時又與綠化設(shè)計以及建材的選擇息息相關(guān),是當(dāng)前生態(tài)住宅設(shè)計中最重要而又最容易被忽視的問題,智能化住宅區(qū),包括信息管理和通訊白動化、物業(yè)管理自動化、設(shè)備自動化控制、安全防護自動化以及家庭智能化等。
4生態(tài)建筑設(shè)計的先進技術(shù)
4.1利用太陽能資源
太陽能資源是可再生資源,取之不盡用之不竭。一般來說,獲取太陽能的方式主要有兩種。而且太陽能資源利用起來方便、衛(wèi)生、安全。
1)通過窗戶集熱板建設(shè)太陽能資源系統(tǒng)。運用玻璃盒子單元集熱板、蓄熱裝置、風(fēng)扇和空氣導(dǎo)管等組合而成。在玻璃盒子里集熱板將太陽的光能轉(zhuǎn)換成熱能,用風(fēng)扇驅(qū)動加熱的空氣,并從空氣導(dǎo)氣管將集熱板的熱量傳輸?shù)浇ㄖ?nèi)部存儲熱量。
2)通過空氣集熱板建設(shè)太陽能資源系統(tǒng)。通過空氣集熱板產(chǎn)生的熱來補給空氣供熱系統(tǒng),不僅是對供熱系統(tǒng)的一種補充,而且能在短時間積聚大量的熱能,提高效率。
4.2利用新材料
適合生態(tài)建筑設(shè)計所需的材料很多,而且各自都有自己的利弊,在選擇時要根據(jù)具體的尺寸和自然環(huán)境來選擇。
1)利用玻璃材料。隨著先進技術(shù)的進一步發(fā)展,玻璃材料不再局限于玻璃的概念,而是出現(xiàn)了很多種類的玻璃,比如,熱反射型玻璃、吸熱玻璃。電敏感玻璃,低輻射玻璃等等。各種類型的玻璃材料為生態(tài)建筑的可持續(xù)發(fā)展提供了一定的保障。
2)透明熱阻材料組合墻。熱阻材料實際上就是一種透明的建筑材料,并可將其與外部墻面合成透明隔熱墻。
3)太陽能光電材料。在生態(tài)建筑中提倡用太陽能作為在建筑材料中的主要自然資源用太陽能電池發(fā)電為生態(tài)建筑提供能源,其優(yōu)點是既無污染,也無噪音,并可以利用可再生能源提供可靠的燃料。
4)利用水的循環(huán)。水是大自然賦予人類的自然資源。大自然界中,水是循環(huán)的,并將其當(dāng)作中水運用,此外雨水冷卻在建筑設(shè)計構(gòu)建,并可以用雨水冷卻建筑,冷卻的建筑周圍會蒸發(fā)并起到制冷的效果。
5)利用豐富的地?zé)豳Y源。地下的地?zé)豳Y源產(chǎn)生的能量僅次于太陽能,屬于可再生資源的一種,而且地?zé)豳Y源并與采取和利用。最主要的是為了將來的可持續(xù)發(fā)展,盡可能多的運用可再生資源將有助于構(gòu)建生態(tài)建筑。
5生態(tài)建筑設(shè)計的發(fā)展趨勢
5.1節(jié)約原材料
建筑用材包括結(jié)構(gòu)用材、水暖電、通訊設(shè)備器材及建筑裝修用材等,這里僅就節(jié)約結(jié)構(gòu)用材加以闡述。現(xiàn)代材料技術(shù)的發(fā)展,已大大改進了傳統(tǒng)的磚石結(jié)構(gòu),厚磚胖柱的形成,高效輕質(zhì)墻體,輕鋼結(jié)構(gòu),薄殼屋蓋,拉索結(jié)構(gòu)等,都大大減輕了結(jié)構(gòu)的自重,擴大了使用空間。如近年來發(fā)展起來的大空間膜結(jié)構(gòu)就是節(jié)約結(jié)構(gòu)用材的一種典型,它是一種預(yù)應(yīng)力空門整體結(jié)構(gòu),將結(jié)構(gòu)與建筑圍欄部分融為一體,最大限度地發(fā)揮了材料的承載能力,創(chuàng)造出無柱的靈活大空間,并創(chuàng)造出一種具有自然形態(tài)美的外觀,既飄逸,又剛勁有力。被稱為索膜結(jié)構(gòu)先驅(qū)和開拓者的費賴?奧托,推崇“最少”的原始建筑學(xué),認(rèn)為這種建筑學(xué)“能將結(jié)構(gòu)和裝飾結(jié)合起來”,轉(zhuǎn)換成現(xiàn)代建筑,就是“輕的、節(jié)能的、靈活的適應(yīng)性強的”。
5.2節(jié)約能源
節(jié)約能源貫穿于建筑壽命始終。選擇耗能少的建材就是節(jié)能的一個重要方面,節(jié)約建筑運營中能耗的潛力是巨大的,這主要靠利用再生能源來實現(xiàn)。通過建筑設(shè)計和構(gòu)造的一些處理方法,實現(xiàn)高效的自然通風(fēng)、采光、隔熱遮陽以及利用太陽能等以減少設(shè)備的配置與能耗,這是最常用也最有效的節(jié)能辦法。太陽能建筑是典型的節(jié)能建筑,目前多采用被動式,日本的加藤義夫設(shè)計的明野村住宅和大島住宅都是利用坡屋頂蓄熱。鑒于光電板的價格相當(dāng)高,會較大增加建設(shè)成本,故較少采用。然而從長遠(yuǎn)觀點來看,其整體節(jié)能效果很高,目前發(fā)達國家采用較多。
從2005年開始,我國某些建筑采用光導(dǎo)管將陽光導(dǎo)入房間照明。資源再利用也是節(jié)能的有效途徑之一,其內(nèi)容更多涉及到設(shè)備專業(yè)和運營階段,同時也包括舊建筑的再利用和建筑拆除后的材料再利用等。
5.3建筑再利用
建筑再利用是一次有很大潛力的資源再利用的課題,近年來在國際上幾成時尚。不少建筑師專注于建筑再利用的設(shè)計與研究上,并有不少優(yōu)秀作品出現(xiàn)。目前,西方國家一改工業(yè)革命后大拆大建的做法,很少拆除舊建筑,盡量將其利用。目前我國一些城市大拆大建,從環(huán)保角度來看,是很不經(jīng)濟、不合時宜的。我國生態(tài)學(xué)家余謀昌研究員著文中指出:“有學(xué)者統(tǒng)計,在現(xiàn)有的工業(yè)生產(chǎn)中,只有4%左右的資源得到了利用,其余都被廢棄了,其實這是環(huán)境污染、資源破壞的最根本原因。”人類的浪費是驚人的,節(jié)約的潛力巨大,大力倡導(dǎo)生態(tài)建筑的重要意義正在于此。
結(jié)語
生態(tài)化的思想是人類的取向和必然選擇,城市和建筑設(shè)計的生態(tài)化是歷史發(fā)展的必然趨勢。一方面它契合了“可持續(xù)發(fā)展”的全球共識;另一面它為城市設(shè)計和建筑設(shè)計發(fā)展開辟了一條新途徑。生態(tài)建筑理論的發(fā)展將導(dǎo)致建筑科學(xué)技術(shù)內(nèi)容的極大豐富與建筑藝術(shù)創(chuàng)造的相應(yīng)發(fā)展,推動整個建筑學(xué)不斷向前發(fā)展。
參考文獻
[1]郭明,淺談生態(tài)建筑設(shè)計[J],建筑探索,2004.3.
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【關(guān)鍵詞】:智能電網(wǎng);電網(wǎng)技術(shù);電力系統(tǒng)
中圖分類號: V242 文獻標(biāo)識碼: A 文章編號:
引言
隨著全球信息化、數(shù)字化的不斷發(fā)展,以及全球氣候變暖、環(huán)境惡化等現(xiàn)象, 可持續(xù)發(fā)展、節(jié)能減排已經(jīng)成為首要的焦點問題。依靠著電網(wǎng)的信息化、數(shù)字化,智能電網(wǎng)的發(fā)展成為了必然的發(fā)展趨勢。智能電網(wǎng)的提出符合快速發(fā)展的現(xiàn)代社會對電力的迫切需求,實現(xiàn)電力網(wǎng)絡(luò) 系統(tǒng)運行更加可靠、經(jīng)濟、環(huán)保這一根本目標(biāo)。
一、智能電網(wǎng)的概述
智能電網(wǎng)就是電網(wǎng)的智能化即更堅強、更智能,是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上,通過先進的傳感測量技術(shù)、信息通信技術(shù)、先進的設(shè)備、先進的決策控制方法以及自動控制技術(shù)和能源電力技術(shù)支持系統(tǒng)的應(yīng)用,與電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施高度集成的可靠、安全、經(jīng)濟、高效和環(huán)境友好的新型現(xiàn)代化電網(wǎng)。
二、智能電網(wǎng)的特點
1、堅強。智能電網(wǎng)安全將是整個系統(tǒng)的首要問題,必須具有自動恢復(fù)人為破壞、能夠抵御信息攻擊,并進行災(zāi)害探測、預(yù)警和響應(yīng)的能力。在電網(wǎng)發(fā)生大擾動和故障時,不發(fā)生大面積停電事故,還能保持對用戶的供電能力。在自然災(zāi)害等極端氣候條件下,能夠抵御物理攻擊,確保電力信息安全,能保證電網(wǎng)的安全運行。
2、自愈。實時掌控電網(wǎng)運行狀態(tài),并進行自我安全評估和分析能力,并采取預(yù)防性控制手段自動故障診斷、故障隔離和系統(tǒng)自我恢復(fù),做到及時發(fā)現(xiàn),及時消除故障隱患。
3、兼容。智能電網(wǎng)能夠兼容大的、集中的電廠和分布式能源,支持可再生能源的合理、有序大規(guī)模應(yīng)用以及分布式發(fā)電方式的友好接入,實現(xiàn)與用戶的交互和高效互動,滿足用戶的電力需求和經(jīng)濟發(fā)展的要求。
4、互動。電力系統(tǒng)與批發(fā)、零售電力市場進行無縫銜接。實現(xiàn)與客戶的智能互動以供電可靠性和最佳的電能質(zhì)量滿足客戶需求,實現(xiàn)資源優(yōu)化配置,從而提升電力系統(tǒng)的安全運行水平。
5、優(yōu)化資產(chǎn)。資產(chǎn)優(yōu)化包括配電、運行和數(shù)據(jù)區(qū)規(guī)劃等方面。優(yōu)化資源配置可以提高設(shè)備傳輸容量和利用率,達到支持電力市場競爭的要求。來滿足整個電力系統(tǒng)的優(yōu)化運行。通過不斷的優(yōu)化和信息整合,實現(xiàn)電力市場管理業(yè)務(wù)與企業(yè)管理生產(chǎn)形成自動化的集成,提升電力企業(yè)的管理效益。
6、信息集成。在信息收集和集成方面,實現(xiàn)了監(jiān)視、配電管理、維護、控制、市場運營、企業(yè)管理等多方面信息系統(tǒng)的綜合集成,全方面從信息上對業(yè)務(wù)信息管理。
三、智能電網(wǎng)的優(yōu)勢
智能電網(wǎng)與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比,傳統(tǒng)電網(wǎng)是一個剛性系統(tǒng), 電能量的傳輸和電源的接入與退出等缺乏彈性,沒有可組性和動態(tài)柔性,系統(tǒng)自愈和恢復(fù)能力完全依賴于實體,而且多級控制機制反應(yīng)遲緩,服務(wù)簡單單向,缺乏信息共享不能構(gòu)建可重組、可配置的系統(tǒng)。由于信息的不完善和共享能力弱等特點,使得傳統(tǒng)電網(wǎng)系統(tǒng)中是局部的、孤立的自動化系統(tǒng),不能構(gòu)成一個有機統(tǒng)一整體。對比起來,智能電網(wǎng)的信息就有完整、正確、精確時間斷面的、標(biāo)準(zhǔn)化信息等特點。以堅強、可靠的實體電網(wǎng)信息交互平臺為基礎(chǔ),可以生產(chǎn)需求全過程服務(wù),實時生產(chǎn)和運營信息共享,對電網(wǎng)業(yè)務(wù)流實時動態(tài)的分析、診斷和優(yōu)化,來最大程度地實現(xiàn)及時、準(zhǔn)確、的電網(wǎng)運行和管理。
四、智能電網(wǎng)的研究現(xiàn)狀
我國“智能電網(wǎng)”的建設(shè)主要分三個階段來進行:(1)、2009 年~2011 年為規(guī)劃試點階段,進行技術(shù)和應(yīng)用試點,開展基礎(chǔ)性、關(guān)鍵性、共用性技術(shù)研究。(2)、2012年~2015年為全國建設(shè)階段,加快特高壓電網(wǎng)和城鄉(xiāng)配電網(wǎng)建設(shè),初步形成智能電網(wǎng)運行控制和互動服務(wù)體系,關(guān)鍵技術(shù)和裝備實現(xiàn)重大突破和廣泛應(yīng)用;(3)、2016 年~2020 年為引領(lǐng)提升階段、建成統(tǒng)一的“堅強智能電網(wǎng)”,技術(shù)和裝備全面達到國際先進水平。但是我國的智能電網(wǎng)的發(fā)展水平與歐美日本等發(fā)達國家的智能電網(wǎng)還存在一定差距,而且發(fā)展方向也有所區(qū)別,如何更好地建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強智能電網(wǎng),并實現(xiàn)電網(wǎng)的信息化、數(shù)字化、自動化、互動化也成為今后智能電網(wǎng)建設(shè)中的重要任務(wù)。
五、智能電網(wǎng)的發(fā)展前景
智能電網(wǎng)既是電力系統(tǒng)的全面變革,也是技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新,它囊括了巨額投資、國家能源戰(zhàn)略、電力監(jiān)管、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、多行業(yè)協(xié)同發(fā)展的電力市場以及電價政策等相關(guān)問題。因此,將智能電網(wǎng)的發(fā)展上升到國家層面,并從國家的層面上實施有效第地協(xié)調(diào)與管理,使其得到不同層面的支持尤為重要。全面快速的開展基礎(chǔ)性研究,并認(rèn)識到我國未來能源與電力行業(yè)重要的發(fā)展趨勢,對我國電力領(lǐng)域與未來能源的重大需求進行分析。借此實現(xiàn)對智能電網(wǎng)領(lǐng)域中存在的重大科學(xué)問題的梳理、創(chuàng)新、研發(fā)、支撐我國智能電網(wǎng)領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。以自主科研創(chuàng)新為主,廣泛開展國際間的交流與合作,充分把握有關(guān)智能電網(wǎng)發(fā)展的主動權(quán)和話語權(quán)。并充分發(fā)揮我國智能電網(wǎng)對產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟的集聚、輻射與拉動效應(yīng),為社會和人民提供更加清潔、便利、安全、低廉的電能。
六、智能電網(wǎng)需要的核心技術(shù)
1、通信技術(shù)
實現(xiàn)智能電網(wǎng)的首要基礎(chǔ)工作時建立高效、集成、雙向的通信系統(tǒng)。通信系統(tǒng)建成后就可以對智能電網(wǎng)進行不斷的自我校正,檢測各種擾動,進行補償,并且可以提高電網(wǎng)的供電可靠性和資產(chǎn)的利用率,提高電網(wǎng)價值。
2、電力設(shè)備技術(shù)
電子設(shè)備技術(shù)在發(fā)電、輸電、配電和用電的全過程均發(fā)揮著重要的作用。對電網(wǎng)中各種智能設(shè)備進行整合,對電能進行變換和控制,讓電網(wǎng)更具適應(yīng)性。目前我國在電力電子技術(shù)方面與國外技術(shù)還有些差距,全控電力電子器件還不能制造,大功率變流器的制造技術(shù)水平還比較粗糙,可靠性也不是很好,整體的控制技術(shù)還處于初級階段,尤其重要的是缺乏重大工程經(jīng)驗積累。
3、控制技術(shù)
搜集并利用電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)的相關(guān)信息來對智能電網(wǎng)進行分析和診斷,防止、減輕和消除供電中斷和電能質(zhì)量等問題,來解決和控制系統(tǒng)麻煩。控制技術(shù)主要分為五步:收集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、診斷問題、自動控制的行動、提供信息和選擇。
4、量測技術(shù)
量測技術(shù)是指根據(jù)獲得數(shù)據(jù)將其轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信息,為智能電網(wǎng)的各個部門領(lǐng)域所用,來評估電網(wǎng)設(shè)備和電網(wǎng)的的健康情況,及時反映真實狀況,也可以防止竊電電網(wǎng)阻塞等問題出現(xiàn)。智能電網(wǎng)讀取系統(tǒng)將采用可以讓電力公司與客戶進行雙向通信的智能固態(tài)表計,取代原有的普通電磁表計。數(shù)字話程序保護將極大地提高設(shè)備的可靠性。
5、可再生能源和分布式能源技術(shù)
據(jù)專家分析,我國未來智能電網(wǎng)將通過大、中型區(qū)域電網(wǎng)的聯(lián)系,在各個分層分區(qū)中接入集中式和分布式電源及各類終端客戶。將風(fēng)能或太陽能等可再生能源接入電網(wǎng)運用中,將會是新能源在電網(wǎng)方面發(fā)展的方向。因此涉及到大容量儲能技術(shù)和電力電子技術(shù)。通過大容量儲能技術(shù)調(diào)節(jié)新能源發(fā)電的不穩(wěn)定性,采用電力電子技術(shù)提升電網(wǎng)輸送容量質(zhì)量的可靠性。
七、結(jié)束語
智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)日新月異,國家對能源、電網(wǎng)要求的是提高能源利用效率,節(jié)能減排。因此各項各種的電力技術(shù)和新型設(shè)備開始廣泛地在電網(wǎng)中應(yīng)用。對于電網(wǎng)和用戶方面,電網(wǎng)公司主要關(guān)注電網(wǎng)運營的安全性、可靠性和經(jīng)濟性。用戶則關(guān)注的是用電可靠性和電費支出。引入智能電網(wǎng)技術(shù)后,如何讓這些技術(shù)和關(guān)系相融合,需要我們在電網(wǎng)發(fā)展中深入研究和發(fā)展。同時建設(shè)智能電網(wǎng)是一個龐大的系統(tǒng)工程,須要全社會共同努力來完成,引領(lǐng)世界電網(wǎng)的風(fēng)向標(biāo)。
參考文獻:
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可再生能源信息管理范文6
[關(guān)鍵詞]風(fēng)力發(fā)電;調(diào)度;可行性;探析
中圖分類號:TG97 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)37-0297-01
一、建設(shè)風(fēng)力發(fā)電的重要意義
(一)風(fēng)能最大化發(fā)展與利用早已引起各國的重視
風(fēng)能是一種儲量豐富并且綠色環(huán)保的能源物質(zhì),最為重要的是它還是一種可再生的能源物質(zhì)。氣候變暖,人們的自然環(huán)境保護意識也日趨增強,然而石油與煤炭污染大并且不可再生,注定要被人類淘汰,自1970年代以來,歐美等發(fā)達國家與部分發(fā)展中國家早已把目光從石油與煤炭等能源轉(zhuǎn)換到風(fēng)能上,從那時起各國就爭先恐后地發(fā)展風(fēng)能并且竭力使風(fēng)能得到最大化地利用。風(fēng)能的各種特點都不得不使我們承認(rèn),風(fēng)能將會是二十一世紀(jì)最具有發(fā)展?jié)摿Φ木G色環(huán)保可持續(xù)發(fā)展的能源之一。經(jīng)調(diào)查顯示,盡管中國通過風(fēng)力發(fā)電的年增長率為50%左右,但是中國的風(fēng)力發(fā)電的裝備制造水平和總?cè)萘颗c歐美等國家仍然有很大差距。我國現(xiàn)有風(fēng)電項目的設(shè)備90% 以上是進口的,而且無論是發(fā)展規(guī)劃還是商業(yè)化發(fā)展來看都是處于技術(shù)示范階段。
(二)風(fēng)力發(fā)電適應(yīng)當(dāng)前中國的經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整
地球本身的燃料資源很豐富而且在不斷被人類發(fā)現(xiàn)和利用,但是地球的環(huán)境容量是有限的。 人類排放大量的二氧化碳等污染物使幾萬年緩慢形成的氣候環(huán)境越來越有失去平衡的危險。 中國當(dāng)前處于工業(yè)化發(fā)展的中后期,每年要排放約80億噸二氧化碳,環(huán)境污染越來越嚴(yán)重, 前不久全國范圍的霧霾及 PM 的嚴(yán)峻形勢極大震撼了國人,中國已經(jīng)被逼到了墻角。 中國規(guī)劃到2015年要把每單位G D P的能耗減少40% 到45% ,如何改變能源結(jié)構(gòu)、開發(fā)和利用風(fēng)電等新能源成為必不可少的選擇。
二、風(fēng)電場調(diào)度的問題在我國呈現(xiàn)的關(guān)鍵所在
(一)電網(wǎng)因風(fēng)功率面臨嚴(yán)峻的考驗
風(fēng)力發(fā)電是近幾年科技發(fā)展產(chǎn)業(yè)下的新興能源技術(shù),受到各國能源發(fā)展的推動,也是當(dāng)下社會的焦點與投資的熱點。正因如此,存在著部分風(fēng)力發(fā)電的建設(shè)項目并沒有根據(jù)建設(shè)程序的審批,呈現(xiàn)出一種對對風(fēng)力發(fā)電的項目重復(fù)建設(shè)并且低水平的擴張的社會現(xiàn)狀。甚至是故意的惡性競爭,將大量隨機性風(fēng)功率注入電網(wǎng),直接致使系統(tǒng)調(diào)峰面臨巨大的威脅。
(二)依賴進口技術(shù)
在風(fēng)力發(fā)電機的核心技術(shù)與關(guān)鍵零部件的部分,中國的國產(chǎn)技術(shù)工與歐美等發(fā)達國家相比著實存在著非常大的差距。當(dāng)下,我國風(fēng)力發(fā)電機發(fā)展中技術(shù)創(chuàng)新之所以還略顯弱勢,究其根本,不得不承認(rèn)我國過于缺乏擁有關(guān)于風(fēng)力發(fā)電機的自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)。正因為這樣,我國各大風(fēng)力發(fā)電企業(yè)大都走的是“拿來”的路線,嚴(yán)重過于依賴進口技術(shù),重要的是引進之后卻絲毫不加以技術(shù)創(chuàng)新,原模原樣的出產(chǎn),緊接著就是直接安裝運行。正是應(yīng)為缺乏核心技術(shù)與自主創(chuàng)新能力,風(fēng)電成本高居不下,直接導(dǎo)致風(fēng)電價格高居不下,從而行業(yè)利潤也普片較低。
(三)直接致使風(fēng)力發(fā)電不確定性的幾大影響因素
在通常情況下,電力運行系統(tǒng)中是發(fā)電廠按照電網(wǎng)的電壓波動與電網(wǎng)頻率波動及其負(fù)載的情況的不同隨時快捷高效的做出操控,使其保持穩(wěn)定。是否能夠快捷高效的進行操控對維持系統(tǒng)電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定與電網(wǎng)頻率的穩(wěn)定擁有著極其重大的意義。然而因為我們所面對的一些現(xiàn)實實際存在的問題,風(fēng)能的傳送不穩(wěn)定,波動較大,不同的季節(jié)所產(chǎn)生的影響也非常的大等問題,也正是因為這些問題,現(xiàn)行的電網(wǎng)運行的規(guī)章制度中,在風(fēng)力發(fā)電的不穩(wěn)定這一點對風(fēng)電場并沒有非常嚴(yán)格的要求。
三、加強的風(fēng)電場調(diào)度建設(shè)在中國的幾點思考
(一)注重國家政策支持
國家仍然實行適當(dāng)?shù)慕?jīng)濟的補貼,電網(wǎng)理應(yīng)全額收購,這樣才能確保在風(fēng)力發(fā)電項目的正常盈利等方面,從而加強和堅固風(fēng)電行業(yè)。此外,在國內(nèi)市場風(fēng)電機啟動的同一時間,政府也應(yīng)該扶持并且堅固的風(fēng)機制造業(yè)的發(fā)展,為風(fēng)電產(chǎn)業(yè)今后的中長期發(fā)展奠定殷實的根基。例如全面貫徹《可再生能源法》,使風(fēng)電能源上網(wǎng),毫無保留地對公眾公開,設(shè)立可再生能源發(fā)展專項資金,讓公眾認(rèn)可它,支持它并且維護它。對于個人財稅而言,風(fēng)力發(fā)電項目的上網(wǎng)電價必須嚴(yán)格實行政府指導(dǎo)價,而且可特許招標(biāo)政策扶持,讓公眾得到實惠,公眾才愿意接近它了解它。
(二)實行省級區(qū)域聯(lián)網(wǎng)的風(fēng)力調(diào)度
當(dāng)前,由調(diào)度中心所建設(shè)的EMS能量系統(tǒng)適用于電網(wǎng)的監(jiān)控和電網(wǎng)的調(diào)度管理,可惜的是EMS能量系統(tǒng)不僅沒有風(fēng)電場監(jiān)控的功能,而且它所能監(jiān)控的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足省級調(diào)度的需求,僅僅只對風(fēng)電場所接入電網(wǎng)的升壓站有效果,使得風(fēng)電場的管理存在較大的缺陷。因此,為了盡可能提高電網(wǎng)與風(fēng)電能力的契合度與此同時還需要確保有一定的安全穩(wěn)定系數(shù),調(diào)度中心必須有以下兩個特點1 必須具備強大而完善的監(jiān)控能力來監(jiān)控風(fēng)電場,2 必須擁有成熟的技術(shù)手段來調(diào)度風(fēng)電場。大力開發(fā)風(fēng)電場在線的監(jiān)視功能同時也要大規(guī)模的發(fā)展操控風(fēng)電場的核心技術(shù),設(shè)計出完善而系統(tǒng)的大規(guī)模風(fēng)電場調(diào)度管理解決方案。設(shè)計系統(tǒng),這個系統(tǒng)必須能支持大規(guī)模風(fēng)電場的調(diào)度的管理技術(shù),再而要嚴(yán)密的規(guī)劃出關(guān)于風(fēng)電場的建設(shè)管理方案。研發(fā)支持風(fēng)電場系統(tǒng)軟硬件功能的主要要求有三點,第一:設(shè)計一種框架,可實現(xiàn)對大規(guī)模風(fēng)電場在線功率與極其電壓控制功能,保持風(fēng)電場的在線功率與電壓的穩(wěn)定。第二:務(wù)須快而高效的解決風(fēng)機生產(chǎn)商以綜合信息管理終端與其監(jiān)控系統(tǒng)無法相通為借口的難題。第三,嚴(yán)格落實省級區(qū)域聯(lián)網(wǎng)的風(fēng)力調(diào)度,使省級調(diào)度中心的管理更全面。
(三)建模、求解并破解混合儲能系統(tǒng)中風(fēng)電場調(diào)度所存在難題
利用風(fēng)電機的一大特性波動性可以巧妙并且有效地使用儲能裝置從而使風(fēng)電場與電網(wǎng)調(diào)度完美結(jié)合。得到風(fēng)能最大化利用的方法之一是將風(fēng)電原有功出力轉(zhuǎn)化為高頻出力和低頻出力,實現(xiàn)各盡啟用的原理,而要達到這個目的就可以設(shè)置低通濾波器來利用風(fēng)場處出力具有頻譜的這一大特性;分別利用快速響應(yīng)型的儲能裝置與大容量型儲能裝置,可以簡單快捷的操控風(fēng)電中的高、低頻率,使其維持穩(wěn)定,有了這些殷實的基礎(chǔ),聯(lián)合系統(tǒng)出力才能迅速地跟隨風(fēng)電機的發(fā)電系統(tǒng),從而高效且快捷的完成風(fēng)電調(diào)度的任務(wù)。既可以聯(lián)合又可以獨立使面對高頻與低頻波動的處理方法的主旨,第一,“聯(lián)合”使建立高頻與低頻波動的聯(lián)合調(diào)度模型,第二,“獨立”是分別建立高頻波動的模型與低頻波動的模型,使高頻與低頻分別能被獨立調(diào)度。所提方案的可行性與高效性能通過算例仿真的結(jié)果能得到很好的證實。在風(fēng)電有隨機波動的特性帶來好處的同時問題也結(jié)伴而來,電網(wǎng)被注入大量隨機波動的風(fēng)電功率,這仍然會給電力系統(tǒng)調(diào)度中心運行帶來了巨大的威脅。將建模與求解兩個方面作為突破口,對風(fēng)電場的經(jīng)濟調(diào)度問題分別進行建模與求解這兩個方面闡述、分析和設(shè)計,從而高效快捷的解決問題。鑒于風(fēng)速與風(fēng)功率的不確定性以及面對其所采取的解決方案不同,將建模分為確定性建模,模糊性建模以及概率性建模,通過這三種模型對風(fēng)電場經(jīng)濟調(diào)度用這三種方法進行論述。大規(guī)模并網(wǎng)的風(fēng)電場的系統(tǒng)還有待更加精細(xì)的調(diào)度,電力系統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度問題也需要更深層次的研究與破解。
參考文獻