电力储能市场分析范文

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中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2016）12-0299-02

一、 政府部门对火电机组提出更严格的新烟尘排放标准

根据《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014--2020年）》的通知发改能源[2014]2093号文件，2016年中国大唐集团公司下发《中国大唐集团公司燃煤电厂烟气污染物超低排放技术改造指导意见》。该意见要求：超低排放技术改造实施后，大气污染物排放浓度应达到燃气轮机组排放限值（即在基准氧含量6%条件下，烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、50mg/m3）。地方政府有更严格的排放限值要求时，应执行地方排放要求，而且要求火电机组要设计先进的烟气在线自动连续监测设备，并将烟气监测值及时发送给环保部门。

二、几种典型除尘器的安全、技术经济特点

1.静电除尘器

1.1静电除尘技术已经有100多年的发展历史，因其具有处理烟气量大、除尘效率高、适应范围广、设备阻力低、电耗小、使用简单、安全可靠性好、受烟温和烟气成分的影响小、运行维护费用低且无二次污染等优点，早已成为火电行业烟气治理的首选产品。目前国内燃煤电厂电除尘器的占有率在90%以上。静电除尘器钢材用量大、设备费用高、占地面积大、除尘性能受燃煤煤种、飞灰和烟气性质、电除尘的技术状况、运行条件的影响，其中，煤种和飞灰性质对电除尘的除尘性能影响最大。

1.2静电除尘技术在国内外均有很高的占有率，为适应超低排放要求，此技术也不断创新，例如：旋转电极、微颗粒捕集增效装置、高频电源、低温电除尘、低低温电除尘等新技术的开发与应用。值得一提的是，由于湿法脱硫约有60%左右的除尘效率，故燃煤电厂若采用湿法脱硫系统，则除尘设备几乎均采用电除尘器。采用半干法或干法脱硫的电厂，一般配置袋式除尘器。

2.袋式除尘器

袋式除尘原理很简单，易理解和掌握、占地面积小、设备费用低、煤种和飞灰成分变化对除尘效果无影响。除尘效率更高而且长期稳定，采用分室结构的能在100%负荷下在线检修，滤布是本技术的核心部件，其质量性能决定除尘设备运行的安全技术经济性能。一般情况下，选择滤袋应考虑滤布的耐温、耐腐蚀、耐磨、耐氧化、不易粘灰等技术指标，滤布也是这种除尘器的易损件之一。为降低检修维护费用，通常在购置滤袋时要严格要求滤袋的使用寿命，袋式除尘器的主要缺点是日后的检修维护量较大，系统压力损失最大、运行电耗大；易损件更Q费用和年运行费用高；对烟气温度、烟气成分较敏感；滤袋寿命短，若使用不当滤袋容易破损并导致排放超标；目前旧滤袋资源化利用率较小，旧滤袋的处理仍是问题。

3.电袋复合除尘器

电袋复合除尘技术是在静电除尘技术和袋式除尘技术基础上发展起来的一种新型的除尘技术，分电袋一体式除尘技术和电袋分体式除尘技术两大类。它的技术性能基本介于静电除尘技术和袋式除尘技术之间，主要优势为除尘效果不受煤、飞灰成分的影响，出口烟尘浓度低且稳定，近年来，随着环保排放标准的提高，由原来的静电除尘技术改造成电袋复合除尘技术的除尘器也存在好多。

三、新排放标准下滤袋除尘技术革新及节能特点

火电机组除尘技术革新发展总体原则是：在满足基本功能的前提下，优化系统设备数量、优化建筑体积结构、减少和简化可有可无的设备和系统，同时提高设备的安全可靠性，所有工作的开展以降本增效、节能减排为前提。常规滤袋除尘器采用空压机产生的压缩空气进行清灰，即为中高压脉冲清灰方式，而静态反吹旋转清灰滤袋除尘器在清灰方面进行技术创新，现将其特点介绍如下：

1.静态反吹旋转清灰滤袋除尘器工作原理

静态反吹清灰袋式除尘器有烟气前处理、过滤、清灰三个主系统。基本工作流程是过滤和清灰，基本工作原理如下：当锅炉烟气进入静态清灰袋式除尘器的进风口时，先经气流分布板的阻挡和分布，较大的尘粒和未燃尽的煤尘粒被碰撞阻挡，坠入集灰斗；被去除大颗粒的烟气经合理分布后，烟尘被阻留在滤袋外表面，被过滤的气体穿过滤袋，通过净气室由出风口排出。随着时间的增加，被阻留在滤袋外表面的烟尘也增加，烟尘层增厚，阻力增大。当差压计测得除尘器阻力增大到上限设定值时，输出启动信号，静态清灰袋式除尘器独有的静态清灰机构启动，开始清灰；当差压计测得除尘器阻力下降到下限设定值时，输出停机信号，该机构停机，完成清灰工作。

2.静态反吹清灰滤袋除尘器节能技术优势

2.1静态反吹清灰滤袋除尘器除尘效率更高，更能满足新排放标准的要求

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0前言

各种资料显示，城市各类商业建筑卫生热水能耗比例达到10%~40%，城市民用建筑热水能耗，仅洗澡热水用能就接近20%，城市家庭热水器普及率已经达到70%以上，农村小镇家庭使用热水器的比例也越来越大[2]。上海地区商业建筑卫生热水能源消耗在建筑总能耗中的比例为：写字楼，2.7%;商场,10.7%;饭店,31%;医院,41.8%[3]。另外,城镇食品加工,游泳馆等,农村水产养殖,农产品加工等也需要消耗大量不同温度的热水。由此可见，目前卫生、生产热水能耗在建筑能耗中的比例越来越大，建筑卫生热水节能日益受到重视。

此外，大型商业建筑，为了营造舒适的环境和提供各种服务功能，消耗大量能源的同时，以废热、废水的形式向环境排放大量废热，加速了城市“热岛效应”。越来越多的高能耗商业建筑采取了废热回收措施，都取得了显著效益[4-6]。

在我国，节能已成为国民经济发展中重要一环，关键一环，国家和各地政府纷纷出台节能政策及措施，如实行产品节能认证，执行电力价格杠杆，拉大峰谷电价差及高峰用电时段需求限制等，同时也号召和鼓励企业开发节能型产品。

1研究的目的和意义

建筑热水能耗的节约大致有三类途径：

⑴太阳能等可再生能源的利用；

⑵建筑废热以及其他形式废热的回收利用；

⑶采用新技术，加强管理，提高热水的生产和利用效率[7]。

其中，将热泵技术应用到热水系统中，回收各种低品位废热，是解决建筑热水高能耗的有效途径之一。

以废水为热源的储能型热泵热水系统主要用于大量热水的供应及废热再利用，也可用于工业废热回收。该系统有以下几个特点：

⑴冷热源温差大为减小带来显著的节能效果；

⑵可利用夜间电力工作，平衡电网峰谷负荷；

⑶由于废热大大提高了系统的蒸发温度，热泵的结霜问题得以改善或避免；

⑷可实现热水、采暖、供冷的一体化。

普通卫生洗浴系统，很大一部分热能白白排放浪费掉了，如能回收这部分热能，则节能效益是十分可观的。文献8中对典型浴室和典型气候条件下洗浴废水的温度变化情况进行了详细测试，其结果如图1所示。

图1淋裕水温降值测试(水流量6L／min)

从图1可以看出，热水洗浴后，废水温度仍然达到36℃左右，热回收潜力相当大。以废水为热源的储能型热泵热水系统在国外已有一定的理论研究基础和应用实例，但在国内还属于起步阶段。本文从整体循环的角度，对以废水为热源的储能型热泵热水系统进行探讨，并进行了理论计算与性能分析，同时与其他系统进行了经济性比较。

2工作过程及理论循环分析

2.1系统组成及工作过程

利用热泵制取生活热水可以提高节能效果，其COP值可达3~5。但空气源热泵热水器存在冬天制热系数明显降低，室外换热器结霜的问题，大大限制了其使用范围。在日常生活和生产中洗涤的废热水一般直接排放，其所携带的余热被白白浪费。以废水为热源的储能型热泵热水系统以消耗一部分电能为代价，通过热力循环，把废热水中储存的能量加以发掘利用，用来生产热水。在用电谷段（上海22:00~6:00）以废热水为热源，产生热水并储存在热水箱中，随时供用户利用。从热力学工作原理上看，它与制冷机相同，就是以冷凝器放出的热量来供热的制冷系统，所不同的是两者的目的和工作温度区往往有所不同。制冷装置从低温热源吸热，营造低温环境；而废水为热源的储能型热泵热水系统是从废热水中吸取热量，加热生产或生活热水。

该系统主要由压缩机、蒸发器、热水换热器、电子膨胀阀、储热水箱、过滤装置、废热水箱、水泵及若干截止阀和相应的控制装置等组成，其工作流程如图2所示：从浴室等场所排放出来的废水，经过滤器6过滤处理后，为了保持一定的流量和温度，便于控制，先储存在废热水箱7中，经过循环水泵9不断与蒸发器2中的制冷剂进行换热。蒸发器2中的制冷剂吸收废水的热量，蒸发为干饱和蒸汽，被吸入压缩机1，压缩机将这种低压工质气体压缩成高温、高压气体送入热水换热器3，经水泵强制循环的水也通过热水换热器3，因此，水吸收了工质送来的热能，并将热量储存在热水箱5中，随时为用户提供热水，而工质经换热后在定压下冷凝放热，并进一步在定压定温下冷凝成饱和液体，从而将水加热升温到所需温度。饱和液体通过电子膨胀阀4经绝热节流降压降温而变成低干度的湿蒸汽，再次进入蒸发器2，使热水箱5中的水温逐渐升高，最后达到60℃左右的水温甚至更高，正好适合日常使用。通过加装混合阀，可使出口热水与储水箱下步温水混合而得到不同温度的水，满足不同场合的需要，这就是以废水为热源的储能型热泵热水系统的工作原理。

图2系统流程图

1压缩机2蒸发器3热水换热器4电子膨胀阀

5储热水箱6过滤器7废热水箱8截止阀9水泵10浴室

2.2系统理论循环及性能分析

热泵的热力经济性指标可由其性能系数COP（CoefficientofPerformance）来表示。COP指其收益（制热量）与代价（所耗机械功或热能）的比值。对于消耗机械功的蒸汽压缩式热泵，其性能系数COP也可用制热系数εh来表示，

即εh=Qh/P………………①

在热泵热水系统的推广使用上，很多厂家和科研单位对于热泵热水系统的工质应用进行了多方面的研究。目前，在热泵系统中，R22极有希望的混合替代工质为R407c和R410a。近共沸混合物R410a虽然具有基本恒定的沸点，但它的单位制冷量容积较大，排气压力较高，作为替代制冷剂就要求对设备改造；R407c具有与R22相近的制冷量，压力基本相当，对整个系统的改动小，但其传热特性较差，需用酯类油更换R22的油，一旦出现泄漏，系统制冷量和制冷效率迅速下降。而R417a作为一种新型环保工质，它排气温度比R22低，不用更换油，吸排气压力比R22系统稍高或接近，完全可以在热泵热水系统中直接替代R22，并可以安全可靠运行[9]。因此，本文选取制冷剂R417a为理论计算工质，进行理论热力计算：

致冷工质的流量m(kg/s)，单位工质的制热量q1(KJ/kg)，单位工质的耗电量w0(KJ/kg)，

系统制热量Qh=mqh(KJ)

系统耗电量W=mw0(KJ)

代入式①得到:εh=q1/w0……………②

考虑一定的过冷度和过热度，系统理论循环如图3所示。

Qh=h2-h4，w0=h2-h1

则

图3系统的理论循环

此外，为了对热泵热水系统的设计提供参考，本文选取一组典型工况（蒸发温度30℃，过热度5℃，冷凝温度60℃，过冷度5℃），采用不同工质进行理论计算，其结果列表如下。

表1工质理论计算特性表工质冷凝热量（kW）理论制热系数εh压比压差(kPa)压缩机耗功（kW）压缩机排气温度(℃)压缩机排气压力(℃)

R221.206.7422.0461242.80.17892.4424.31

R134a1.216.9942.209929.900.17378.9016.99

R407c1.226.5952.1571337.80.18585.7324.94

R417a1.226.8542.0701112.00.17875.8021.52

（注：计算工况蒸发温度30℃，过热度5℃，冷凝温度60℃，过冷度5℃）

考虑到废热水和用户所需热水的温度波动，本文针对不同废热水水温以及不同的热水温度（即选取不同的蒸发温度和冷凝温度），以R417a为例进行计算。考虑传热温差，取冷凝温度Tk=50~65℃，蒸发温度T0=5~30℃，每5℃进行一次理论计算，计算结果统计如图4所示。

由图4可以得出以下结论：

（1）当冷凝温度一定时（即用户设定热水温度保持不变），随着蒸发温度提高（即废热水温度不断升高时），系统的制热系数不断提高，如图4（a）所示；

（2）当蒸发温度一定时（即废热水温度保持恒定），随着冷凝温度提高，制热系数明显下降；

（3）在所设定的温度范围内，取不同的蒸发温度T0和冷凝温度Tk，当温差Tk-T0保持不变时,制热系数基本上没有什么变化,但随着温差的不断加大,制热系数有明显降低的趋势,由此可见，温差的变化对制热系数影响很大，如图4（c）所示；

（4）制热系数在冷凝温度Tk=50℃出现最高点，蒸发温度T0=30℃，理论εh=10.65，这也为系统的控制及用户水温设定提供了一定的参考。

由图4可以得出以下结论：

（1）当冷凝温度一定时（即用户设定热水温度保持不变），随着蒸发温度提高（即废热水温度不断升高时），系统的制热系数不断提高，如图4（a）所示；

（2）当蒸发温度一定时（即废热水温度保持恒定），随着冷凝温度提高，制热系数明显下降；

（3）在所设定的温度范围内，取不同的蒸发温度T0和冷凝温度Tk，当温差Tk-T0保持不变时,制热系数基本上没有什么变化,但随着温差的不断加大,制热系数有明显降低的趋势,由此可见，温差的变化对制热系数影响很大，如图4（c）所示；

（4）制热系数在冷凝温度Tk=50℃出现最高点，蒸发温度T0=30℃，理论εh=10.65，这也为系统的控制及用户水温设定提供了一定的参考。

需要说明的几点：

（1）取蒸发温度T0=5~30℃，是为了便于了解制热系数随废热水温度的变化情况，实际从各种文献和图1中可以了解到，废热水的温度变化范围不大，基本在28℃~36℃范围内波动；

（2）考虑制热系数随废热水温度的变化，在实际中，制热系数受废热水流量变化的影响也很大，值得进一步测定和研究；

（3）本文只进行了理论制热系数的计算，实际制热系数可通过文献10中的关系式计算。

图4（a）制热系数随蒸发温度变化图

图4（b）制热系数随冷凝温度变化图

图4（c）制热系数随温差变化图

2.3与空气源热泵系统的比较

为了计算简便起见，选取一典型工况，如表2所示。由表可见，在夏季废水热源储能型热泵热水系统与空气源热泵热水系统相比，节能效果并不明显。而在冬季其制热系数平均是空气源的1.7倍，当废水温度提高到35℃时，其制热系数可达到空气源的2.4倍，具有有明显的节能效果。因此可以考虑在夏季室外温度较高时，蒸发器直接从室外空气中吸热，而冬季室外温度较低，热水热负荷较大，则应以废热水为热源，可以考虑利用一定的控制手段实现上述切换。

表2两种热泵热水系统的比较系统季节特点Tk（℃）T0（℃）εh

空气源热泵热水系统夏季50258.43

冬季60-52.91

废水热源储能型热泵热水系统平均60—4.91

典型60306.88

3小结

3.1研究分析结论

废水热源储能型热泵热水系统，把储能、热泵和废热利用结合在一起，利用储能弥补热泵热水系统初期的热量来源，实质上是一种以废热水为低位热源的水源热泵系统。

3.1.1以废水为热源的储能型热泵热水系统在冷凝温度Tk=60℃时，其平均εhe=4.91；Tk=50℃时，其εhe=6.88，理论εh最高可以达到10.65，具有明显的节能效果；

3.1.2该系统应用于浴室桑拿、健身房、游泳馆、体育馆、学校等水量需求大，且具有废热源的场合，工业上需要低温热水的地方也可以用。在冬季采暖的地区，同时还可作为散热片、地板辐射、风机盘管等采暖末端的热源部分，为各种住宅、别墅、公寓楼房等提供舒适、方便的生活条件；

3.1.3与传统的燃煤锅炉相比，既节能，又清洁，无污染；与单纯的电热水锅炉相比，可大幅度节电；与单纯的热泵热水系统相比，可利用夜间廉价电力，既降低了加热水的费用，又对电网有移峰平谷的作用，特别是在冬季，又有其独特的优越性；

3.2还需进一步考虑的问题及建议

3.2.1在实际系统的应用中，蒸发器和冷凝器的换热过程中,还需考虑结垢的问题，应该适当添加活泼金属作为牺牲阳极保护措施，或另设单独除垢装置，以降低冷凝器和热水器内壁腐蚀和结垢，这点是极为关键和重要的；

3.2.2研究开发能够适应大范围变工况要求的制冷剂，以达到更高的冷凝温度，这样可以减少加热时间，提高出水温度，减少水箱体积；

3.2.3设计合理的控制系统，对水温进行合理控制，特别是水箱中温度控制层的选择问题还有待进一步探讨，此外，考虑到热水供应和废水回收在时间和流量上存在不一致的矛盾，故应考虑需热量和可利用废热量的平衡问题。在设计水箱容积时，也要考虑储热水箱的储热特性、容积大小及其优化和保温等相关问题；

3.2.4应积极探讨取代传统的电热水锅炉，达到节约能源的目的，同时可以考虑将该系统应用于小型家庭系统中，开发新型热水器产品；

3.2.5将以废水为热源的热泵热水系统与太阳能系统、空调系统等联合开发，也就是开发废水、空气、太阳能多热源的综合热泵热水系统，加上与空调系统联合，还可以利用空调系统的冷凝热量，提高整个系统的效率和能源利用率，其经济、环保与社会效益会更加显著。

总之，以废水为热源的储能型热泵热水系统，为废热利用、建筑节电节能提供了新思路，具有重要的社会意义和应用价值，其发展前景是很广阔的。至于该系统增加的制造成本，可通过节电在一定时期内回收。

参考文献

1王恩堂,李军等.用电制备热水的几个方案及其比较.节能,1997,(2):7-11

2罗清海,汤广发等.建筑热水节能途径分析,煤气与电力,2004,(6):353-357

3薛志锋.商业建筑节能技术与市场分析[J].清华同方技术通讯,2000,(3):70-71

4董明.星级酒店中央空调冷捏弄感热回收利用项目分析.能源工程,2003,(3):63-64

5汪训昌.中高挡旅馆废热排放与热利用分析[J].暖通空调,1995,(4):53-56

6Jkhedari,SManeewan,etal.Domestichotwatersystemcombiningsolarandwasteheatfromthermoelectricair-conditioner.Int.J.ofAmbientEnergy,2001,22(1:19-28)

7罗清海,汤广发等.建筑热水节能中的热泵技术.给水排水,2004,5:63-66

8罗清海等.热电热泵热水器的研制与节能分析.制冷空调与电力机械,2004,(1):26-29

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中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）05-0028-02

1 概述

电力系统及其自动化是随着电力工业和自动化技术的发展而发展起来的应用型基础学科。研究方向主要有电力系统运行和控制理论、人工智能在电力系统中的应用、直流输电技术、电力系统在线监视与控制技术、微型计算机继电保护等。专业应用范围包括电力系统运行分析与控制、电力市场分析、电网调度自动化、继电保护、信息管理、电力企业管理现代化、厂站自动化和智能化仪器仪表在电力系统中的应用等方面。电力自动化需要具备坚实的电气工程学科基本理论知识，能在电力工程、电气自动化工程及其他行业从事电力系统自动化的研究、设计、运行和管理等方面的高级工程技术人才。

生产过程中的各个环节都属于电力系统自动化的领域，比如自动检测、调节和控制，系统和元件的自动安全保护，网络信息的自动传输等。它的目标就是保证供电的电能质量（频率和电压）、系统运行的安全可靠，提高经济效益和管理效能。

建立电力工程及其自动化的通用网络系统可以优化资源配置，使商业之间的信息交流得到准确性和安全性的保证。一个企业包括设备控制，技术监管，企业管理等许多步骤，要想使这些步骤得到资源的合理化配置，就要使这些系统通过网络联系起来。通过建立电力工程及其自动化的通用网络系统，使各个系统之间的数据得到高效，快捷的交换，促使整个企业的优化发展。只有电力工程及其自动化的数据能够实现信息的标准化对接，电力工程及其自动化的系统传递信息才会更安全，更高效。所以，在目前的电力工程及其自动化的发展过程中，一定要实现程序接口的完美对接，从而减少开发工程的时间和费用。

2 电力自动化控制系统设计思想

电力系统是一个巨维数的典型动态大系统，它具有强非线性、时变性且参数不确切可知，并含有大量未建模动态部分。电力系统地域分布广阔，大部分元件具有延迟、磁滞、饱和等等复杂的物理特性，对这样的系统实现有效控制是极为困难的。另一方面，由于公众对新建高压线路的不满情绪日益增加，线路造价，特别是走廊使用权的费用日益昂贵等客观条件的限制，以及电力网的不断增大，使得人们对电力系统的控制提出了越来越高的要求。正是由于电力系统具有这样的特征，一些先进的控制手段不断地引入电力系统。它的主要设计思想为以下几点。

2.1 集中监控方式 集中监控方式不但运行维护方便，控制站的防护要求也不高，而且系统设计也很容易。但由于这种方式是将系统的各个功能集中到一个处理器进行处理，所以处理器的任务相当繁重，处理速度也会受到一定的影响。由于电力设备全部进入监控，致使主机冗余的下降、电缆数量增加，投资加大，长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性。同时，隔离刀闸的操作闭锁和断路器的联锁采用硬接线，由于隔离刀闸的辅助接点经常不到位，这也会造成设备无法操作。这种接线的二次接线比较复杂，查线也不方便，而大大增加了维护量，还存在在查线或传动过程中由于接线复杂而造成误操作的可能性。

2.2 远程监控方式 远程监控方式具有节约大量电缆、节省安装费用、节约材料、可靠性高和组态灵活等优点。但由于各种现场总线的通讯速度不是很高，使得电厂电力部分通讯量相对又比较大，所以这种方式大都用于小系统监控，而在全厂的电力自动化系统的构建中却不适用。

2.3 现场总线监控方式 现场总线监控方式使系统设计更加具有针对性，对于不同的间隔可以有不同的功能，这样就可根据间隔的情况进行设计。这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外，还可以减少大量的隔离设备、端子柜、模拟量变送器等，而且智能设备就地安装，与监控系统通过通信线连接，节省了大量控制电缆，节约了很多投资和安装维护工作量，从而降低成本。此外，各装置的功能相对独立，组态灵活，使整个系统具有可靠性而不会导致系统瘫痪。因此现场总线监控方式是今后发电厂计算机监控系统的发展方向。

3 电力系统调试策略的应用

电站中装置及智能设备安装完毕，参数的设备设置完毕，终端装置的通信规约的选项，调控数据库以及自动化控制系统的建立，等设备都已准备完毕好后，就能用自动变电站系统进行联调与系统结构的无人在值班的情况下进行调试工作。

变电站自动化调试主要包括两个部分，一是本体调试，二是与调度联调。这两个也都有自己的应用范围，比如本体调试又分保护测控通讯调试、遥信信息调试、遥测数据调试、遥控调试、ERTU（电量采集系统）通讯调试、VOC（电压无功综合控制系统）调试等等。而与调度联调则包括104通道调试、上传遥信信息调试、上传遥测数据调试、调度遥控功能调试等。

4 计算机技术在智能电力系统中作用

现代社会是一个信息化社会，任何事情要想取得发展都离不开计算机的支持，电力系统也是如此，电力系统要想取得发展，应该注意计算机技术和电力系统自动化的结合，使计算机为智能电力系统的发展做出自己的贡献，加快电力系统智能化的脚步。目前来说两者结合的形成的一个最典型的技术就是智能电网技术，它实际上是我国建设智能电网的准备工作，换句话说，也可以说是智能电网的雏形。

智能电网在建设的过程中需要很多依托计算机的技术，典型的有智能电网的通信技术，需要先进的现在网络通信技术的应用，而且需要具备双向性、实时性、可靠性的特征；有信息管理系统，也是完全依托计算机技术而存在的，信息管理系统可以说是计算机技术中应用最为广泛的技术之一，在各行各业中都有应用，在智能电网中也不例外。

电力系统信息自动传输系统简称远动系统，其功能是实现调度中心和发电厂变电站间的实时信息传输。自动传输系统由远动装置和远动通道组成。远动通道有微波、载波、高频、声频和光导通信等多种形式。远动装置按功能分为遥测、遥信、遥控三类。电力监控系统借助现代的网络技术和计算机技术实时监视电力系统的运行参数（包括：开关状态，故障状态和位置，电压、电流、电度等实时变化的电气参数，报警信号等）、事件记录、波形记录等数据，不断地传送至电力监控计算机（以后简称监控中心），并可以实施遥控命令，使运行管理人员可以通过监控中心全面了解电力系统的运行工况，准确、快速地判断故障位置和故障原因，简便地实现各种数据分析（包括负荷分析，电能消耗分析，电能质量）。对于一些难于判断的故障，可以通过波形记录来帮助管理者分析故障原因。该电力监控系统能够实现的主要功能包括：系统运行实时监视、电能质量监视、远程控制和操作记录、事件报警和记录、数据采集和历史数据管理、各种报表打印、电能管理。

5 电力自动化系统发展研究方向

5.1 智能保护与变电站综合自动化 为了使电力自动化系统的研究能跟上国际先进水平，应该注重对电力系统智能保护和变电站综合自动化的研究，如此可以大大增加电力系统的安全水平。

5.2 电力市场理论与技术 要想使电力自动化系统取得更大的发展，应该加强对电力市场理论和技术的研究，提出适合我国现阶段电力市场运营模式的具体数学模型和算法。

5.3 电力系统实时仿真系统 如果要想为智能保护及灵活输电系统的控制策略提供一流的实验条件，应该加强对电力系统实时仿真系统的研究，它能够有效的协助科研人员进行新装置的测试。

5.4 配电网自动化 在中低压网络数字电子载波ndlc、配网的模型及高级应用软件pas、地理信息与配网scada一体化方面取得了重大技术突破。

5.5 现代电力电子技术在电力系统中的应用 开展了电力电子装置控制理论和控制算法、各种电力电子装置在电力系统中的行为和作用、灵活交流输电系统、直流输电的微机控制技术、动态无功补偿技术、有源电力滤波技术、大容量交流电机变频调速技术和新型储能技术等方面的研究

5.6 电力系统分析与控制 应该加强电力系统分析和控制的研究，比如在实时相角测量、小电流接地选线方法、潮流计算的收敛性、电网调度自动化仿真、等方面进行研究。

5.7 人工智能在电力系统中的应用 为了提高电力系统运行和控制的智能化水平，应该结合电力工业发展的需要，开展电力系统智能控制理论与应用的研究。

5.8 电气设备状态监测与故障诊断技术 为了全面提高电气设备和电力系统的安全运行水平，应该加强对电力设备状态监测与故障诊断技术的研究，开发出发电机、变压器、开关设备、电容型设备和直流系统等主要电气设备的监控系统。

参考文献：

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人类对太阳能的利用有着悠久的历史。我国早在两千多年前的战国时期，就知道利用钢制四面镜聚焦太阳光来点火；利用太阳能来干燥农副产品。发展到现代，太阳能的利用已日益广泛，它包括太阳能的光热利用，太阳能的光电利用和太阳能的光化学利用等。太阳能的利用有被动式利用（光热转换）和光电转换两种方式。太阳能发电是一种新兴的可再生能源利用方式。

由于大量燃烧矿物能源，造成了全球性的环境污染和生态破坏，对人类的生存和发展构成威胁。随着经济的持续发展，全球的能源需求也快速递增，宝贵的煤、石油、天然气将面临枯竭，世界各国正在从解决能源可持续供应和能源安全的战略高度来加快开发利用新能源，而在我国目前能源日益紧张的情势下，开发、利用新能源不仅是长期战略，同时也是解决当前能源的当务之急。太阳能作为一种取之不尽用之不竭的自然能源，其开发应用尤为重要和迫切。早在六、七十年代，太阳灶已在我国新疆、甘肃、青海、陕西、宁夏等全国各地推广。进入八十年代，从太阳能热水器的推广开始，其节能、环保、可再生等独特优势就日益凸现出来，但当时太阳能热水器在技术上还不够成熟。到九十年代后期，太阳能热水器成为太阳能利用技术中最成熟，应用最广泛，发展最快的产业。目前，太阳能光伏发电技术已成熟和发展起来，我国各地太阳能光伏电站建设已具初步规模，部分已建成发电并应用。太阳能道路照明系统已在部分城市实施应用。城市太阳能设施的安装及普及每年以较快速度增长，年节约一定的标准煤和电能，但与缓解能源紧缺的迫切要求相比，此工作才刚刚开始，太阳能在城市的利用步伐也在逐步加快。

一、太阳能建筑技术在城市的应用

随着我国国民经济和人民生活水平的持续快速发展，能源问题与环境问题一样，已经成为影响中国经济和谐发展的关键因素。我国加入《京都议定书》条约，中央政府对于节能省地住宅的高度重视，以及中国第一部《可再生能源法》的提前出台，等等信息表明我国住宅建设及其相关的能源问题已经成为全局问题。太阳能建筑将在调整住宅能耗结构、保障建筑能源安全，降低温室气体排放、保护大气环境，解决城市、农村和偏远地区用能、提高国民生活质量，以及推进和实施我国住宅产业化政策等诸多方面产生积极的影响。

1、太阳能热利用在节能建筑中的重要地位

建筑业，交通运输和工业一直是三大耗能用户，在发达国家建筑能耗已占总能耗的25 -40%。在建筑能耗中，采暖，制冷，空调和热水占75%。太阳能低温热转换技术能实现以合理成本来满足部分建筑用能的需求。因而它作为一种建筑节能技术将有宽广的市场。在20世纪90年代中国建筑用能以采暖为主，采暖占总能耗的12%。随着改革开放，人民生活不断提高，商品住宅开发已将成为国民经济的主要支柱产业之一。据1996 年统计： 已建成的建筑有310 亿m 2 ，在1995 ～2000 年间新建住宅 55 亿m 2 ，到2010 年新建住宅已增至150 亿m 2 ，建筑用能亦将急剧增加，接近发达国家的水平。为此，建设部制定了《建筑节能技术政策1996～2010》，其目标是在1996～2010 年，在新建住宅的采暖能耗要在1980 年当地通用设计能耗的基础上节约50%；从2005年起新建住宅的采暖能耗因在2000年的基础上再节约30%。文件指出：在太阳能较丰富的地区要积极推广太阳能利用。［1］它将太阳能热利用纳入国家建筑节能的范畴，为太阳能利用发展奠定了重要的政策基础。目前在城市中30%的家庭拥有热水设备。生活热水能耗将是建筑能耗中不可忽略的份额。而太阳热水技术是目前太阳热利用中最为成熟的技术，用太阳能解决住宅的部分生活热水将是太阳能在建筑中应用的首选。

2、太阳热利用系统与建筑结构的一体化

目前在中国，用于建筑的太阳热利用系统是太阳热水器和被动太阳采暖。被动太阳房本身就是通过建筑结构设计和新材料的应用来实现太阳能采暖的技术。而在近十多年来， 在大量的现有建筑上，特别是住宅建筑上，就地零乱地安装太阳热水器，普遍出现了热水器与建筑美学不协调的问题，在一定程度上影响了城市的景观，而且又增加了工程安装的 造价。澈底解决的办法是预先将太阳能装置（包括集热器，热水箱，管道和附件等）的布置考虑到建筑设计中去，实现太阳能系统与建筑的一体化。这个战略措施必将起到扩大和规范太阳热水器的市场，推动太阳能热利用产业的进一步发展的积极作用。

3、太阳能热利用与节能建筑应用

太阳能社区在国外许多城市已纷纷建设，在我国，北京奥运场馆的建设为打造太阳能社区提供了典范，在不远的将来，我国太阳能社区必定如雨后春笋。

3.1太阳能建筑在节能省地型住宅建设中的重要作用

3.1.1是调整住宅建筑能耗结构、保障能源安全的现实需求

2000年的统计结果表明，尽管我国民用建筑的整体舒适度低于世界各发达国家，但我国的建筑能耗已经占到当年全社会终端能源消耗的27.8％，接近发达国家(1／3左右)的水平，采暖和空调为主的建筑能耗已占10％以上。［1］2010年可再生能源利用量大于全国能源消费总量5％，到2020年可再生能源利用量不低于全国能源消费总量10%。

显然，太阳能建筑将在调整建筑能耗结构、保障能源安全的现实需求和心理需求等方面发挥积极作用。

3.1.2将大大降低温室气体排放和大气环境保护方面的压力

有关资料显示，世界各国建筑能耗中排放的C02约占全球排放总量的l／3，其中，住宅约占2／3。

事实上，我国目前约90％的二氧化硫和氮氧化物排放来自化石能源的生产和消费。大气污染物造成的酸雨、呼吸道疾病等已经严重威胁经济发展和人体健康。对我国未来C02减排的潜力估计是， 2010年以后，太阳能利用对减排已有较明显作用，2020年以后开始有较显著作用。

3.1.3将对我国能源政策和住宅产业化的推进和实施产生积极的影响。

尽管国家和行业主管部门已经出台了一系列法规、标准，如节能中长期发展规划、民用建筑节能管理规定、不同地区的节能设计标准等，除成本、技术、市场等制约因素外，管理体制过于分散、激励政策体系不健全、全民教育与理念传播不够等都是制约太阳能建筑发展的相关因素。当前，太阳能建筑的理念推广比具体某项技术或产品的推广更加迫切。太阳能建筑在生态和节能的教育、生活方式的改变和理念的传播等方面有着重要的作用。

发达国家和部分发展中国家已把发展可再生能源作为占领未来能源领域制高点的重要战略措施。我国光伏产业在快速增长。太阳能建筑已经成为开拓经济增长点、创造更多就业机会的有效途径。但在建筑教育课程、建筑施工环节、建筑验收规程以及住宅产业化政策中并没有体现出其作为一个“专业或领域”应有的地位。

可喜的是在《可再生能源法》第十七条“国家鼓励单位和个人安装和使用太阳能热水系统、太阳能供热采暖和制冷系统、太阳能光伏发电系统等太阳能利用系统。国务院建设行政主管部门会同国务院有关部门制定太阳能利用系统与建筑结合的技术经济政策和技术规范。房地产开发企业应当根据前款规定的技术规范，在建筑物的设计和施工中，为太阳能利用提供必备条件。对已建成的建筑物，住户可以在不影响其质量与安全的前提下安装符合技术规范和产品标准的太阳能利用系统。”

可以相信，随着住宅产业化进程的进一步推进，太阳能产品将像电视、电话那样成为设计师、开发商、业主的自然选择，国家责任和全民义务相结合将成为必然趋势。

4、发展太阳能建筑、推进节能省地型住宅建设节能省地的核心依然是节能、节地、节水、节材和环境保护，充分体现资源的节约和可持续发展。

现实是，我国人均土地占有量是世界平均水平的1／3，而960万平方公里的国土中适宜居住的只有23％。其中耕地只占13％，人均耕地面积只有1.41亩。因此，我国不仅粮食要依赖进口，更需要大量进口能源。截至2010年底，全国城镇房屋建筑面积242亿平方米。随着经济的发展，估计到2020年，我国还将新增建筑面积约100亿平方米(目前，我国城市平均每年新增建筑面积10亿平方米，住宅建筑面积占60―70％)。“充分利用屋顶资源，向屋顶要能源”，将不再是一句口号。

在太阳能建筑的研究推广中，应综合考虑下列因素：

(1)充分考虑区域气候特征和经济发达程度的差异：西部经济欠发达而太阳能资源又丰富的地区，应以被动利用太阳能建筑为主，加强集热、蓄热、导热等材料和技术的研发与推广；而对于经济发达的沿海地区，夏季炎热、冬季阴冷，又具有冬季采暖、夏季空调的生活需求和经济能力，应积极扩大综合利用太阳能建筑新技术的投资环境、理念基础和政策优势，并作为实施太阳能采暖制冷、防潮隔热技术示范推广的首选地区。

(2)关注居民的生活习惯和可支付能力：目前稳定的热水供应已逐步成为居民的基本生活需求之一，人们也因此建立了基本的生态与节能意识。这是太阳能热水设备(系统)与建筑结合发展最快的主要原因之一。

(3)针对不同的建筑功能，实施不同的激励政策：尤其对于量大面广的居住建筑则实行税收及贷款优惠政策、能源投资机制及业主有偿使用相结合的政策。当然这些政策应同样适用于既有住宅建筑的改造。

(4)建立和完善太阳能建筑技术和体系：编制设计规范、标准及其相关图集，建立产品(系统)检测中心和认证机构，完善施工验收及维护技术规程等，是太阳能利用(如热水供应)列入建筑工程设计环节，并作为一个“专业”纳入建筑体系的前提。

(5)强化理念推广和意识培养：引导人们了解建筑能耗、建筑环境、生态保护等一般知识，扩大和延伸已经成熟的太阳能热水和太阳能采暖应用理念。倡导“理念先行、示范突破、政策跟进”的原则，推行“标准设计、检测认证、建筑准入”的机制，逐步推进太阳能建筑在我国的发展，最终达到太阳能建筑的普及和推广。

开源节流是我国推进节能建筑的发展之路，太阳能建筑将成为节能省地住宅建设的重要途径。

二、太阳能LED灯具在城市照明中的应用

城市照明是一门科学、一种文化、一项艺术。城市照明体现了一个城市的形象，反映了一个城市的科学管理，是一项社会系统工程。太阳能LED灯具以其优越的节能效果、人文的光源照明控制，倍受客户青睐，其性价比与工频交流电灯具基本持平，且具有不破坏环境、不消耗不可再生能源的特点，易于客户接受，所以只要光源充足的地方就有太阳能LED灯具开发应用的市场。

1、太阳能LED灯具的市场分析

随着中国经济的快速发展，对能源的需求日益扩大，能源短缺问题已经成为影响中国经济快速发展的一个重要问题，充分开发利用太阳能是世界各国政府可持续发展的能源战略决策。同时在国际光电市场巨大潜力的推动下，各国的光电制造业都争相投入巨资，扩大生产，以争一席之地。中国作为世界能源消耗第二大国家也不例外。

与国际上蓬勃发展的光电发电相比，我国落后于发达国家10-15年，甚至明显落后于印度。我国光电产业正以每年30%速度增长，2008奥运会在北京举办，以及国家建设社会主义新农村的号召，还有未来5年能源下降20%的硬指标，这三条给太阳能产业提供了空前的商机，市场容量十分庞大，再加上国家对可再生资源开发利用的优惠政策已经施行，在这种情况下，我们有这么好的产业基础，整个社会和国家只要投入一小部分就可以有大的产出。太阳能作为一种可再生能源替代传统的不可再生能源将成为一种必然。

1.1太阳能LED灯具具有以下的特性：

(1)低成本：高亮度、低功耗，所需太阳能电池及蓄电池组配置较低、成本下降。

(2)寿命长: 单晶硅或多晶硅太阳能组件的质量保证期为20年，20年后电池组件可继续使用，但发电量略有下降。超高亮白光LED使用寿命可达10万小时，智能控制器静态功耗低、使用寿命长。

(3)可靠稳定: 单晶硅或多晶硅太阳能组件具有抗台风、抗潮湿、抗紫外线辐射等特点。

(4)无人值守: 运行中无需管理人员，完美的智能控制系统给用户足够的放心。

(5)10小时以上供电: 系统设计时考虑到当地阴雨天气，将平均多余的电能储存到蓄电池内，确保用户连续阴雨天有足够的电能使用。

再加上使用太阳能LED灯具一不用架设或埋设电力线路；二不用电网的电能；三不用保养维护，真可谓一次投资，终身受益。

所以太阳能LED灯具可以方便安装在广场、校园、公园、街道、草坪等，需求量也越来越大。目前太阳能灯具在户外照明领域市场占有量不到20%，预计在2015年以后，太阳能灯具在户外照明领域市场占有量可达20%以上。太阳能灯具是目前最环保、最节能、最易推广的新灯具，市场前景不言而喻。

2、太阳能LED灯具的工作原理

如图所示：白天太阳光照射到太阳能组件上，使太阳能电池组件产生一定幅度的直流电压，把光能转换为电能，再传送给智能控制器，经过智能控制器的过充保护，将太阳能组件传来的电能输送给蓄电池进行储存；到了夜晚太阳能组件因接收不到光能，其输出的直流电压降到接近为零时，智能控制器自动开启控制装置，向LED提供电能，促使LED发光源发出足够的亮度用于照明；到天亮时，太阳能组件又接收到光能产生电压时，智能控制器又自动转换到充电模式工作。［2］

3、太阳能LED 灯具在城市照明中的应用实例

现太阳能LED灯具的应用已成熟，开发出的太阳能照明产品有：公路灯系列，草坪灯系列，庭院灯系列，广告灯箱灯系列，霓虹灯系列、造型景观灯系列，信号灯系列，水下灯、地埋灯系列及家居照明灯系列等，它高亮度、低成本的特点得到了社会及消费者的认可。通过开展“节能工程”，会继续增加人们对太阳能LED灯具的认知度，太阳能产品将会推向社会的每个角落。

随着人们对太阳能LED灯具的认知度越来越高，太阳能LED灯具及太阳能产品的普及率也会越来越高，市场越来越广阔。同时也随着太阳能LED灯具成本的降低，太阳能产品会进入更广阔的领域走进千家万户，实现“太阳能的绿色照明工程”，成为城市照明的一道闪亮风景。太阳能LED灯具是人们能直接感受到的低成本高节能的灯具，在太阳能的引用与推广上定会走在前头。

三、太阳能光伏发电

“太阳能光伏发电”――简称“光伏发电”，是直接将太阳光转换为电能的一种发电形式。

4.1太阳能离网发电系统

太阳能离网发电系统包括1、太阳能控制器(光伏控制器和风光互补控制器)对所发的电能进行调节和控制，一方面把调整后的能量送往直流负载或交流负载，另一方面把多余的能量送往蓄电池组储存，当所发的电不能满足负载需要时，太阳能控制器又把蓄电池的电能送往负载。蓄电池充满电后，控制器要控制蓄电池不被过充。当蓄电池所储存的电能放完时，太阳能控制器要控制蓄电池不被过放电，保护蓄电池。控制器的性能不好时，对蓄电池的使用寿命影响很大，并最终影响系统的可靠性。2、太阳能蓄电池组的任务是贮能，以便在夜间或阴雨天保证负载用电。3、太阳能逆变器负责把直流电转换为交流电，供交流负荷使用。太阳能逆变器是光伏风力发电系统的核心部件。由于使用地区相对落后、偏僻，维护困难，为了提高光伏风力发电系统的整体性能，保证电站的长期稳定运行，对逆变器的可靠性提出了很高的要求。另外由于新能源发电成本较高，太阳能逆变器的高效运行也显得非常重要。

太阳能离网发电系统主要产品分类 A、光伏组件 B、风机 C、控制器 D、蓄电池组 E、逆变器 F、风力/光伏发电控制与逆变器一体化电源。［4］

4.2太阳能并网发电系统

可再生能源并网发电系统是将光伏阵列、风力机以及燃料电池等产生的可再生能源不经过蓄电池储能，通过并网逆变器直接反向馈入电网的发电系统。

因为直接将电能输入电网，免除配置蓄电池，省掉了蓄电池储能和释放的过程，可以充分利用可再生能源所发出的电力，减小能量损耗，降低系统成本。并网发电系统能够并行使用市电和可再生能源作为本地交流负载的电源，降低整个系统的负载缺电率。同时，可再生能源并网系统可以对公用电网起到调峰作用。并网发电系统是太阳能风力发电的发展方向，代表了21世纪最具吸引力的能源利用技术。

太阳能并网发电系统主要产品分类 A、光伏并网逆变器 B、小型风力机并网逆变器 C、大型风机变流器 （双馈变流器，全功率变流器）。［4］

4.3我国光伏设备发展机遇

依靠我国半导体设备行业数十年来的技术积累，通过和一流光伏电池企业的深度合作，经过连续多年的不懈努力，我国光伏设备企业已具备太阳能电池制造设备的整线装备能力。在目前国产设备及进口设备混搭的主流建线方案中，国产设备在数量上已占多数。

目前，我国光伏设备企业从硅材料生产、硅片加工到太阳能电池芯片的生产以及相应的纯水制备、环保处理、净化工程的建设，已经具备成套供应能力，部分产品如扩散炉、等离子刻蚀机、单晶炉、多晶铸锭炉等开始大量出口，可提供10种太阳能电池大生产线设备中的8种，其中有6种（扩散炉、等离子刻蚀机、清洗/制绒机、石英管清洗机、低温烘干炉）已在国内生产线上占据主导地位，2种（管式PECVD、快速烧结炉）与进口设备并存但份额正逐步增大。［3］此外，全自动丝网印刷机、自动分拣机、平板式PECVD则完全依赖进口。组件生产用的层压机、太阳能模拟器等在行业获得广泛应用。硅材料加工设备中单晶炉以优良的性价比占据了国内市场的绝对统治地位并批量出口亚洲，多线切割机已取得突破，多晶硅铸锭炉已经开始大量在国内企业中使用。

根据业内前十名的发展规划，至2010年，中国将再增加3000MW以上的生产能力。即使采用目前成熟的国产设备和进口设备混合搭配的国内主流配置方案，也至少为设备厂家提供了36亿元的市场。若以全进口设备计算，则需设备投资84亿元。这一切为光伏设备企业的发展提供了极好的发展机遇。

篇5

0 前言

我国是世界上少数几个以煤为主要能源的国家之一，这种消费结构给环境造成的巨大压力是不言而喻的。逐步优化能源结构、提高能源效率、发展可再生能源已成为我国可持续发展战略中不可缺少的重要组成部分。可再生能源包括水能、生物质能、风能、太阳能、地热能和海洋能等，资源潜力大，环境污染低，可永续利用，是有利于人与自然和谐发展的重要能源。从目前可再生能源的资源状况和技术发展水平看，今后发展较快的可再生能源除水能外，主要是生物质能、风能和太阳能。风力发电技术已基本成熟，经济性已接近常规能源，在今后相当长时间内将会保持较快发展。

我国幅员辽阔，海岸线长，风能资源比较丰富。根据最新风能资源评价，我国陆地可利用风能资源3亿千瓦，加上近岸海域可利用的风能资源，共计约10亿千瓦。主要分布在两大风带：一是“三北地区”（东北、华北北部和西北地区）；二是东部沿海陆地、岛屿及近岸海域。另外，内陆地区还有一些局部风能资源丰富区。

风电包括离网运行的小型风力发电机组和大型并网风力发电机组，技术已基本成熟。到2006年底，全国已建成约90个风电场，已经建成并网发电的风场主要分布在新疆、内蒙、广东、浙江、河北、辽宁等16个省区，装机总容量达到约260万千瓦。但与国际先进水平相比，国产风电机组单机容量较小，关键技术依赖进口，零部件的质量还有待提高。本文对我国风力发电的现状进行阐述，并根据目前存在的问题，给出了相关建议。

1 我国风力发电的现状

1.1发展迅速，建设规模不断扩大

我国的风力发电始于20世纪50年代后期，在吉林、辽宁、新疆等省建立了单台容量在10kW以下的小型风力发电场，但其后就处于停滞状态。到了20世纪70年代中期以后，在世界能源危机的影响下，特别是在农村、牧区、海岛等地方对电力迫切需求的推动下，我国的一些地区和部门对风力发电的研究、试点和推广应用又给予了重视与支持，但在这一阶段，其风电设备都是独立运行的。直到1986年，在山东荣城建成了我国第一座并网运行的风电场后，从此并网运行的风电场建设进入了探索和示范阶段，但其特点是规模和单机容量均较小。到1990年已建成4座并网型风电场，总装机容量为4.215MW，其最大单机容量为200kW。在此基础上，风力发电从1991年起开始步入了逐步推广阶段，到1995年，全国共建成了5座并网型风电场，装机总容量为36.1MW，最大单机容量为500kW。1996年后，风力发电进入了扩大建设规模的阶段，其特点是风电场规模和装机容量均较大，最大单机容量为1500kW。据中国风能协会最新统计，2007年中国除台湾省外新增风电机组3,144台。与2006年相比，2007年当年新增装机增长率为145.8％，累计装机增长率为126.6％。2007年中国除台湾省外累计风电机组6,458台，装机容量5,890MW。

1.2 国家及政府有关部门重视和支持风力发电

为了支持风力发电，原电力部制定了《风力发电场运行规程》电力行业标准，明确了风电上网及电价确定的原则，允许风电就近上网，风电价格要在发电成本加还本付息的基础上，允许有合理的利润，超出电网电价部分由全电网平摊，有力地支持了风电的发展。电力工业发展的政策是：以火力发电为主，大力发展水电和核电，同时要积极发展新能源和可再生能源发电，风力发电是电力工业发展的一支方面军。

《电力法》明确规定“国家鼓励和支持利用可再生能源和洁净能源发电”。八届人大四次会议批准的我国经济和社会发展“九五”计划和2010年远景目标纲要中也提出“积极发展风能、海洋能、地热能等新能源发电”。国家计委实施“光明工程”和“乘风计划”。1996年3月，国家计委交能司、科技司、机电轻纺司在北京召开了大型风力发电机组国产化工作座谈会，对大型机组国产化提出许多建议。不久，国家计委提出两个计划，一个是“光明工程”，一个是“乘风计划”，前者是支持国内微小型风力发电机组的发展。后者就是支持国内风电场建设和大型机组国产化。

国家经贸委在“双加工程”（ 即对重点行业、重点企业加大技改力度，加快改革步伐）中，把大型风力发电机组列入大型技改项目，在“九五”期间投资18亿元，支持风力发电的发展。国家科委在大中型风力发电机组研制方面做了大量工作，在“六五”至“九五”期间，都有关于风力发电的科技攻关项目。对55 kW、200kW国产机组的研制，投入了大量资金，取得了一些经验。“九五”期间，科委又立了一个“加强项目”，投资300万元，由浙江机电设计研究院风力发电研究所承担，对“八五”200kW国产机组进行技术改进，再生产2台200kW机组，期望实现200kW机组国产化。

1.3 专业队伍和国产化水平逐渐提高

自20世纪70年代中、后期开始，我国真正进入了现代风力发电技术的研究和开发阶段。在这一阶段，我国的风力发电技术无论在科学研究方面，还是在设计制造方面均有了不小的进步和提高，同时也取得了明显的社会效益和经济效益，主要解决了边远无电地区的农、牧、渔民的用电问题。但其风电机组的单机容量仅为几百瓦到10kW，均属独立运行的风电机组。为了发挥风力发电的优势，降低成本，风力发电机组大型化，单机装机功率的提高，是所有风力发电研究、设计和制造商的不断追求。最近几年进展很大，不断有新型大型风机出现，并很快得到推广。现代风力发电机在不断改变其翼型，增加其塔高，改善其运行特性。此外，现代微机控制技术、并网技术、电子电力技术以及储能技术的不断提高和广泛应用，也使风力发电机组系统越来越可靠实用。

经过多年的实践，培养了一批专业的风电设计、开发建设和运行管理队伍，为今后大规模发展风电创造了良好的条件。大型风电机组的制造技术我国已基本掌握，主要零部件国内都能自行制造，如发电机、齿轮箱和叶片等(国际知名的叶片制造商丹麦LM公司独资在天津设厂生产)，600 kw机组的本地化率可以达到90％。随着大型风电设备产业的形成，船舶工业的主要认证机构中国船级社开始筹建中国风电机组产品的认证体系。

2 风力发电存在的问题

2.1 对风能资源勘察不够全面

通常风力发电的有效风速为3～25m/s，风电场选址的首要条件是风能资源丰富，因而一般以风资源丰富区和较丰富区为选址对象，具体风电场内风机的选址还应根据测出的年有效风速累计小时数（累计时数越高，投产后风机发电量越大）和有效风能密度确定，在风电场内不同位置的这些数据存在较大差异。所以合理选择场址对提高风力发电的经济效益至关重要。而我国现有的风资源分布图很粗，无法满足现在风电场选址的要求，迫切需要进一步细化。

2.2 风电设备和制造技术落后

风电机组制造技术，这是风电发展的核心。目前我国风电建设远远落后于世界发展，其主要原因是，没有加大力度依靠国内雄厚的机电制造业基础，吸收引进国外先进技术对风电成套设备进行自主开发。随着世界风力发电设备制造水平提高，更大的单机容量已经是全球风能技术发展的趋势。据了解，国外风电机组目前已达到兆瓦级，如美国主流1.5兆瓦，丹麦主流2.0～3.0兆瓦，在2004年的汉诺威工业博会上4.5兆瓦的风电机组也已面世。而迄今为止，我国在这一技术上处于落后位置，尚不具备自行开发制造大型风电机组的能力，且在机组总体设计技术，特别是桨叶和控制系统及总装等关键性技术上落后于欧美发达国家，且机组质量普遍不高，易出现故障。据调查，2004年国产机组只占18%，2005年也只有28%，每年的风电设备进口总额高达60亿元，尤其大型风机设备几乎被丹麦、意大利、德国等发达国家全部垄断。国内整体的风电制造水平比国外发达国家至少晚10年，而且技术差距还在拉大，这就使国产设备的竞争力面临严峻的考验。

2.3 风电成本高

风力发电的成本主要是固定资产投资成本，约占总投资的85%以上。按照我国增值税抵扣政策，固定资产投资的增值税不能抵扣。风力发电执行17%的增值税税率，因为没有购买燃料等方面的抵扣，因此风力发电实际税负明显高于火力发电。另外，国内已经建成的微不足道的风电容量几乎全部为进口的成套设备，导致风电场投资高、电价高，与火电、水电比，缺乏市场竞争能力。国产的风电设备可以显著地降低风电成本，但由于现在国内设备制造水平较低，应用规模小，国产设备的价格并不低于进口设备。

2.4 政策扶持力度不够

风电开发前期投入巨大，而国内的风电项目缺乏正常的投融资渠道。国内商业银行对风电项目的贷款期限远短于火电和水电项目的贷款期限，偿还期限大多为5～8年，利息也没有优惠，使风电只能上一些小规模项目，导致风电难以普及，电价下降缓慢。对风电投入的科研经费不足，则制约着风电技术向高端发展，并会导致科技人才的稀缺。

尽管政府于2003年实施了风电特许权示范项目,并于2006年正式实施了《可再生能源法》以促进风电发展，但由于长期给予风电的实际关注力度不够，缺少对风电扶持的长期具体措施，与国外政府的扶持政策和取得的成效相比，存在着很大差距。

3 风力发电前景的建议

3.1做好风能资源的勘察

风资源的测定是发挥风电作用的前提基础，因此将来应该在这方面增大投入，对我国实际的风资源在总体上有细致准确的了解，为政府和风电的决策者合理地规划风电提供正确的指导。为进一步摸清风能资源状况，必须加快开展风能资源的普查工作。这方面，不仅需要有关部门筹集一定资金用于加大风力资源勘测工作的投入，各地也要自筹资金开展本地区风力资源的勘察，认真调查确定可开发风电场的分布和规模。

3.2提高风电机组的制造技术

要提高我国风力发电应用的技术水平，需要不断增进与发达国家的交流，学习其先进技术，只有清楚彼此差距，才能不断提升我国的风电技术水平。我国提出，到2010年风电装机要有80%的国产化率，必须在技术上占领竞争制高点。《可再生能源法》规定：“国家将可再生能源开发利用的科学技术研究和产业化发展列为科技发展与高技术产业发展的优先领域，纳入国家科技发展规划和高技术产业发展规划，并安排资金支持可再生能源开发利用的科学技术研究、应用示范和产业化发展，促进可再生能源开发利用的技术进步”。这一规定为风电技术进步创造了良好的契机。提高风电技术也是降低风电成本和上网电价的关键所在。

3.3 依托政策发展风电

2006年国家正式实施了《可再生能源法》，通过减免税收、鼓励发电并网、优惠上网价格、贴息贷款和财政补贴等激励性政策来激励发电企业和消费者积极参与可再生能源发电。体现了政府对风电等可再生能源的重视，更重要的是给予了风电在法律上的保护，为风电提供良好的发展空间。

2008年，国家发改委印发了《可再生能源发展“十一五”规划》。《规划》提出，有关部门要做好可再生能源发电并网、上网电价及费用分摊有关规定、财政补贴和税收优惠等政策的完善和落实工作。国家有关部门将提出可再生能源发展专项资金的管理办法和使用指南，安排必要的财政资金，支持可再生能源技术研发、试点项目建设、农村可再生能源开发利用、资源评价、标准制定和设备国产化等工作。国家对可再生能源开发利用、技术研发和设备生产等给予税收优惠支持。

这些政策法规的出台为风力发电的发展提供了制度上的支持，在具体的措施和规则上还要细化、规范、便于操作，使风电的发展稳步，快速的发展起来。

4 结束语

中国的风电发展迄今已经有30多年，取得了显著进步。但由于基础薄弱，风电发展的过程中面临的技术落后、政策扶持不够及上网电价高等诸多困难。随着政府和民众对风电的逐步认识、《可再生能源法》正式实施和《可再生能源发展“十一五”规划》的出台，以及风电设备的设计、制造技术方面不断提高，风能利用必将为我国的环保事业、能源结构的调整做出巨大的贡献。风电产业和相关的科研机构应该抓住这一契机，为风电的全面发展作一个系统可行的规划，逐步解决风电发展中的困难，完善风电机制，在提高风电战略地位的同时，早日使风电普及惠民。

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