序論：寫(xiě)作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來(lái)了七篇發(fā)電技術(shù)論文范文，愿它們成為您寫(xiě)作過(guò)程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

人口是影響能耗的重要因素，全球人口的增加將造成能耗增加，導(dǎo)致大氣層中二氧化碳濃度上升，使氣溫上升，全球變暖。

在發(fā)電領(lǐng)域減少二氧化碳產(chǎn)生的途徑包括：提高發(fā)電效率減少燃耗；采用原子能發(fā)電；使用再生(天然)能源。每單位發(fā)電量二氧化碳的產(chǎn)生，以礦物燃料發(fā)電最高，特別是燒煤電廠。再生能源發(fā)電雖然設(shè)施的建造會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，但發(fā)電本身不會(huì)產(chǎn)生二氧化碳。因此，增加使用再生能源發(fā)電和有效使用礦物燃料，是抑制產(chǎn)生二氧化碳的有效方法。

再生能源發(fā)電技術(shù)可分為水力發(fā)電；風(fēng)力發(fā)電；太陽(yáng)能發(fā)電(太陽(yáng)─熱發(fā)電和光伏發(fā)電)；海洋發(fā)電(海洋-熱能轉(zhuǎn)換、潮汐、洋流、海波)；地?zé)岚l(fā)電。

水力發(fā)電

水力發(fā)電是目前發(fā)電技術(shù)中每單位發(fā)電量產(chǎn)生二氧化碳最低的。它不會(huì)產(chǎn)生破壞環(huán)境的物質(zhì)；在徑流式水電站的情況下，也不需要水庫(kù)，對(duì)保護(hù)環(huán)境最為有利。在水庫(kù)型和抽水儲(chǔ)能型電站情況下，必須考慮水庫(kù)建造對(duì)環(huán)境的影響。

風(fēng)力發(fā)電

歐洲和美洲在風(fēng)力渦輪的發(fā)展上處于領(lǐng)先地位，隨著在美國(guó)公用事業(yè)管理政策條例(PURPA)的制定和加州減免賦稅，它們的實(shí)際應(yīng)用迅速取得進(jìn)展。三菱重工(MHI)已在美國(guó)加州安裝了660臺(tái)275千瓦級(jí)的風(fēng)力渦輪。實(shí)際應(yīng)用的這些渦輪機(jī)，其輸出功率范圍從100千瓦到600千瓦，而兆瓦級(jí)的風(fēng)力渦輪目前正處于中試階段。在日本，迄今輸出功率最高為300-400千瓦，但MHI開(kāi)發(fā)的500千瓦級(jí)的渦輪在1996年10月已成功運(yùn)轉(zhuǎn)。

太陽(yáng)-熱發(fā)電

太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)可分為太陽(yáng)-熱發(fā)電和光伏發(fā)電。在前一種情況下，通過(guò)搜集的太陽(yáng)熱能，用水或低沸點(diǎn)流體直接或間接產(chǎn)生的蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)；在后一種情況下，通過(guò)p-型和n-型半導(dǎo)體的組合，將陽(yáng)光直接轉(zhuǎn)換為電。太陽(yáng)-熱發(fā)電又分為直接和間接(二元循環(huán))型發(fā)電系統(tǒng)。在前一種情況下，使用一臺(tái)冷凝器，通過(guò)直接產(chǎn)生的蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)；而在后一種情況下，是在主系統(tǒng)使用一種沸點(diǎn)高于水的熔鹽或液態(tài)鈉，通過(guò)熱交換加熱輔助系統(tǒng)內(nèi)的工作流體-水或低沸點(diǎn)流體產(chǎn)生蒸汽。雖然前一種系統(tǒng)簡(jiǎn)單，但熱效率低于后者，難以在高溫下取得蒸汽，需要輔助燃料點(diǎn)火。

在日本已建成輸出功率1000千瓦的中試裝置，應(yīng)用了塔型和曲線-直線型冷凝器，用熱水蓄熱設(shè)施予以補(bǔ)充。美國(guó)在1982年開(kāi)始對(duì)10兆瓦級(jí)的發(fā)電機(jī)進(jìn)行研究，隨后建成了實(shí)際應(yīng)用輸出功率超過(guò)30兆瓦的裝置。

再生能源發(fā)電尚有一些問(wèn)題需研究解決：

(1)由于日光能量密度低(在白天，最高每平方米1千瓦)，要放置太陽(yáng)熱能收集器需要巨大的空間。

(2)太陽(yáng)輻射的強(qiáng)度變化大，因發(fā)電取決于時(shí)間和天氣，所以不能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定發(fā)電。

(3)由于難以通過(guò)熱積累把蒸汽的溫度提高到一個(gè)高水平，所以不能實(shí)現(xiàn)高效率的蘭金循環(huán)(總效率10%～15%)。

為減少成本，實(shí)現(xiàn)電力的穩(wěn)定供應(yīng)和提高效率，要解決的問(wèn)題(1)必須改善拋物面反向鏡型和定日鏡塔型系統(tǒng)的熱收集效率；(2)必須應(yīng)用一補(bǔ)充鍋爐或蓄熱系統(tǒng)；(3)需使用一個(gè)二元循環(huán)提高溫度，并通過(guò)應(yīng)用低沸點(diǎn)混合液體改善蘭金循環(huán)。

光伏發(fā)電

應(yīng)用光伏發(fā)電所產(chǎn)生的二氧化碳量?jī)H次于水力發(fā)電技術(shù)，也不會(huì)產(chǎn)生污染環(huán)境的物質(zhì)，是一種理想的干凈發(fā)電技術(shù)。為發(fā)電提供能量的日光是無(wú)限的。假定在白天太陽(yáng)輻射的最高強(qiáng)度是每平方米1千瓦，發(fā)電效率為10%，整個(gè)地面上每年可能的發(fā)電量為1.4億億度，大約相當(dāng)于全世界能耗量的100倍。這意味著如果把太陽(yáng)電池放置于不到全球陸地面積的1/100，或其沙漠面積的1/20，所發(fā)電量就足以滿足全世界能量的需求。

這種再生能源每單位面積的輸出功率密度低，所需要的面積大約為燒煤電站的20倍。在美國(guó)和印度，沙漠面積巨大，目前正在進(jìn)行的計(jì)劃是建造188兆瓦(美國(guó))或50兆瓦(印度)的光伏發(fā)電廠。由于世界上有許多地區(qū)適用于大規(guī)模光伏發(fā)電，作為新日照計(jì)劃的一部分，發(fā)展一種全球性的干凈能源系統(tǒng)，即世界能源網(wǎng)(WENET)正在進(jìn)行中，該計(jì)劃的目的是，在這些地區(qū)實(shí)現(xiàn)中央光伏發(fā)電，用所發(fā)出的電使水分解產(chǎn)生氫，氫既可用做能源，又可用做蓄能和輸能介質(zhì)。從保護(hù)全球環(huán)境和能量生產(chǎn)角度看，實(shí)現(xiàn)這一計(jì)劃很重要。

地?zé)岚l(fā)電

可供發(fā)電的地?zé)豳Y源可粗分為蒸汽、蒸汽和熱水二相流、熱水。地?zé)嵴羝刹患犹幚碇苯右肫啓C(jī)；而二相流被分為熱水和蒸汽，熱水通過(guò)閃蒸器變?yōu)檎羝肫啓C(jī)的低壓側(cè)。在熱水情況下，可采用上述的二元系統(tǒng)(通過(guò)使用主系統(tǒng)一側(cè)的熱水使輔助側(cè)的低沸點(diǎn)液體蒸發(fā)，并通過(guò)低沸點(diǎn)液體驅(qū)動(dòng)渦輪)。

自從1966和1967年9.5兆瓦、11兆瓦的電站(由日本三菱重工安裝)分別投入運(yùn)行以來(lái)，目前在日本正在運(yùn)行的裝置有18臺(tái)，約生產(chǎn)530兆瓦的電。以間歇泉電站的容量最高，為151兆瓦。美國(guó)目前正在運(yùn)行的間歇泉電站，功率在100萬(wàn)千瓦以上。

日本三菱重工的技術(shù)得到高度評(píng)價(jià)，它通過(guò)單級(jí)或雙級(jí)閃蒸系統(tǒng)，將熱水變?yōu)檎羝⒄羝霚u輪的中壓或低壓段，這樣，雙相流熱資源就得到了有效應(yīng)用。

這種雙級(jí)閃蒸系統(tǒng)于1977年投入商用，目前用在60多臺(tái)發(fā)電裝置。

從有效使用小規(guī)模地?zé)豳Y源觀點(diǎn)看，預(yù)計(jì)未來(lái)會(huì)發(fā)展小型(便攜式)發(fā)熱發(fā)電裝置。

洋能發(fā)電

篇(2)

關(guān)鍵詞：新能源發(fā)電；課程知識(shí)體系；教學(xué)改革；教學(xué)方法

作者簡(jiǎn)介：張濤（1981-），男，安徽阜陽(yáng)人，三峽大學(xué)電氣與新能源學(xué)院，副教授；武建瑞（1983-），男，陜西蒲城人，三峽大學(xué)電氣與新能源學(xué)院，助理工程師。（湖北 宜昌 443002）

基金項(xiàng)目：本文系三峽大學(xué)教學(xué)研究項(xiàng)目重點(diǎn)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：J2011008）的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）09-0073-02

能源是人類生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，隨著社會(huì)發(fā)展對(duì)能源需求的持續(xù)增長(zhǎng)，以及能源短缺危機(jī)和全球環(huán)境的日益惡化，能源對(duì)人類經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的制約和對(duì)資源環(huán)境的影響也越來(lái)越顯著。[1]面對(duì)能源短缺危機(jī)和環(huán)境保護(hù)的雙重壓力下，必須通過(guò)能源利用新技術(shù)實(shí)現(xiàn)“開(kāi)源”和“節(jié)流”。因此，大規(guī)模開(kāi)發(fā)新的能源，大力發(fā)展高效、環(huán)保的電力工業(yè)成為解決能源問(wèn)題的有效途徑，培養(yǎng)這方面的人才對(duì)新能源的開(kāi)發(fā)和利用具有重要意義。

三峽大學(xué)具有濃厚的電力行業(yè)背景，為了讓三峽大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“我校”）電氣工程類專業(yè)學(xué)生了解新能源相關(guān)知識(shí)，“新能源發(fā)電技術(shù)”課程應(yīng)運(yùn)而生，它是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)課程體系中一門重要的專業(yè)選修課程。該課程的講授，能夠幫助學(xué)生較為全面地了解和掌握新能源利用形式及其相關(guān)技術(shù)的前沿動(dòng)態(tài)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。為了提高教學(xué)質(zhì)量，結(jié)合電氣工程類專業(yè)的特點(diǎn)，探索適合電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)課程授課內(nèi)容和教學(xué)方法是十分必要的。本文將根據(jù)筆者近年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐，談?wù)剬?duì)該課程的教學(xué)改革與實(shí)踐方面的幾點(diǎn)體會(huì)。

一、課程教學(xué)存在的主要問(wèn)題和矛盾

“新能源發(fā)電技術(shù)”課程是一門多學(xué)科交叉的課程，除了涉及電力和能源領(lǐng)域的知識(shí)外，還要求學(xué)生具有其他領(lǐng)域相關(guān)的知識(shí)，如課程中風(fēng)力發(fā)電技術(shù)涉及空氣動(dòng)力學(xué)的相關(guān)知識(shí)，太陽(yáng)能電池涉及的半導(dǎo)體材料的相關(guān)知識(shí)，生物質(zhì)能中涉及的生物化學(xué)等相關(guān)知識(shí)等。[2，4]由于新能源發(fā)電技術(shù)的研究屬于前沿科學(xué)，目前，我國(guó)部分高校的相關(guān)專業(yè)已開(kāi)設(shè)“新能源發(fā)電技術(shù)”課程，但不同學(xué)科對(duì)該專業(yè)課程的教學(xué)需求不同，導(dǎo)致教材內(nèi)容側(cè)重點(diǎn)差異較大。該課程的建設(shè)中存在的問(wèn)題較為突出，集中體現(xiàn)在：不同專業(yè)教材內(nèi)容側(cè)重點(diǎn)不同，缺乏適合電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)的教材；作為一門選修課程，學(xué)生重視程度不夠；專業(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)矛盾眾多，包括課程與教材之間的矛盾，理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)之間的矛盾，教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)方法之間的矛盾等，這些都在很大程度上制約了“新能源發(fā)電技術(shù)”課程教學(xué)質(zhì)量的提高。

對(duì)于電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生，該課程需要涉及更多電氣工程學(xué)科的相關(guān)知識(shí)，如電機(jī)學(xué)、電力電子技術(shù)、電力系統(tǒng)分析等專業(yè)知識(shí)。在新能源并網(wǎng)和儲(chǔ)能技術(shù)中需要應(yīng)用這些專業(yè)知識(shí)分析該研究領(lǐng)域前沿問(wèn)題，有利于全面掌握新能源知識(shí)體系和培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的能力。由此可見(jiàn)，本課程內(nèi)容豐富，知識(shí)點(diǎn)多，在該課程的建設(shè)中，需要根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)，合理組織教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生掌握晦澀難懂的外專業(yè)知識(shí)的，能利用本專業(yè)知識(shí)分析實(shí)際工程問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的興趣，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，因此該課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式的改革勢(shì)在必行。

二、教學(xué)內(nèi)容的改革

為了適應(yīng)電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生的教學(xué)，在課程改革過(guò)程中，根據(jù)新能源發(fā)電行業(yè)現(xiàn)狀和電氣工程對(duì)新能源發(fā)電技術(shù)課程知識(shí)體系的需求，結(jié)合電力工程及其自動(dòng)化專業(yè)的特點(diǎn)，精選教學(xué)內(nèi)容，重新構(gòu)建了新的課程知識(shí)體系，加強(qiáng)與電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)之間的聯(lián)系。

根據(jù)新能源發(fā)電站接入電網(wǎng)的影響不同，將這些新能源技術(shù)分為兩類：穩(wěn)定性能源發(fā)電技術(shù)和間歇性能源發(fā)電技術(shù)。

一些新能源技術(shù)（如生物質(zhì)能、地?zé)崮芎统Ｒ?guī)水電）在接入電力系統(tǒng)方面和常規(guī)電力技術(shù)一樣容易，除了一次能源的形式不同，轉(zhuǎn)換成電能環(huán)節(jié)基本相同，都采用同步發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，對(duì)電網(wǎng)的安全和穩(wěn)定不會(huì)造成影響。因此，這部分新能源知識(shí)重點(diǎn)講解各種新能源發(fā)電技術(shù)的基本原理，最新的發(fā)電技術(shù)的現(xiàn)狀和動(dòng)向，及在利用過(guò)程中對(duì)改善環(huán)境帶來(lái)的好處，培養(yǎng)學(xué)生新的能源觀念和意識(shí)。同時(shí)結(jié)合電網(wǎng)發(fā)展的最近進(jìn)展，這些發(fā)電技術(shù)作為分布式電源接入電網(wǎng)時(shí)，如何規(guī)劃電網(wǎng)，接入電網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)的影響等方面進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹v解，加強(qiáng)與電力系統(tǒng)知識(shí)的聯(lián)系，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，

由于受到季節(jié)、氣象和地域等條件的影響，另一些新能源技術(shù)具有隨機(jī)性、波動(dòng)性和間歇性的特點(diǎn)，如風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電等新能源發(fā)電技術(shù)，在接入電力系統(tǒng)方面需要克服更多的挑戰(zhàn)，其電力大規(guī)模并入常規(guī)電網(wǎng)會(huì)對(duì)電網(wǎng)調(diào)峰和系統(tǒng)安全運(yùn)行帶來(lái)顯著影響。這部分內(nèi)容重點(diǎn)講解與電力系統(tǒng)相關(guān)的技術(shù)，涉及到電機(jī)學(xué)、電力電子技術(shù)和電力系統(tǒng)相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。在間歇性能源并網(wǎng)過(guò)程中，電力儲(chǔ)能技術(shù)可以補(bǔ)償負(fù)荷波動(dòng)，解決風(fēng)能和太陽(yáng)能等間歇式新能源發(fā)電直接并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)的沖擊，調(diào)節(jié)電能質(zhì)量，使大規(guī)模風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電能夠方便可靠地并入常規(guī)電網(wǎng)。隨著可再生新能源發(fā)電技術(shù)的快速發(fā)展，電力儲(chǔ)能技術(shù)也是電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生必須掌握的知識(shí)，所以儲(chǔ)能技術(shù)也是該課程知識(shí)體系的重要部分。

本文提出的課程知識(shí)體系目前還沒(méi)有相關(guān)教材，為此，筆者較為系統(tǒng)地構(gòu)建并編寫(xiě)適合電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)的“新能源發(fā)電技術(shù)”課程講義，使之更符合電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)的教學(xué)。從兩學(xué)期的試用情況來(lái)看，學(xué)生認(rèn)同感增強(qiáng)，明確該課程是本專業(yè)不可或缺的重要選修課，重視程度顯著提升，在教學(xué)過(guò)程中取得了良好的效果。

三、教學(xué)模式改革

選擇合適的教學(xué)方法，能夠提高課堂效率。教學(xué)內(nèi)容的不同，授課的教學(xué)方法也需要相應(yīng)的改進(jìn)，為此筆者對(duì)教學(xué)方法也進(jìn)行了改革，使之與課程知識(shí)體系相適應(yīng)。

1.采用學(xué)術(shù)專題講座的教學(xué)方式

“新能源發(fā)電技術(shù)”課程知識(shí)體系要求運(yùn)用新的教學(xué)方法。每種新能源發(fā)電技術(shù)各自成章，自成系統(tǒng)，各部分內(nèi)容均有很多前沿的技術(shù)，僅靠書(shū)本知識(shí)已經(jīng)不能適應(yīng)科技的進(jìn)步。[5，6]因此需要任課教師補(bǔ)充相關(guān)發(fā)展的新動(dòng)向和新技術(shù)，以學(xué)術(shù)講座的形式進(jìn)行講授與課程相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。講解過(guò)程中，以具體的行業(yè)問(wèn)題為背景，采取啟發(fā)式的講解方式，層層剖析問(wèn)題，可以讓學(xué)生在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，掌握發(fā)電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)電原理、利用方式、開(kāi)發(fā)存在的問(wèn)題和研究現(xiàn)狀及動(dòng)向。如地?zé)岚l(fā)電、海洋能發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電、太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)，都可以采用講座的方式進(jìn)行講解。同時(shí)在講座過(guò)程中，增加學(xué)生提問(wèn)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生可以積極參與，引導(dǎo)學(xué)生自主思考。

為了強(qiáng)化實(shí)踐，在每一個(gè)專題授課結(jié)束后，教師通過(guò)布置與該專題相關(guān)的設(shè)計(jì)題目，讓學(xué)生學(xué)以致用。比如讓學(xué)生設(shè)計(jì)太陽(yáng)能熱電站，利用波浪能發(fā)電原理設(shè)計(jì)相應(yīng)的波浪能電站，設(shè)計(jì)新農(nóng)村綜合利用生物質(zhì)能的方案，設(shè)計(jì)垃圾發(fā)電站工藝流程等，作為分布式電源接入電網(wǎng)時(shí)，結(jié)合不同能源開(kāi)發(fā)利用的特點(diǎn)對(duì)該地區(qū)新能源開(kāi)發(fā)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)做出合理規(guī)劃，并給出理由。通過(guò)這些綜合性設(shè)計(jì)作業(yè)，可以增強(qiáng)大家的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性，訓(xùn)練了學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的綜合能力，起到了非常好的效果。

2.基于問(wèn)題的探究式教學(xué)方式

傳統(tǒng)的講授方式，可以系統(tǒng)地講解，課堂容量大。風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電技術(shù)涉及知識(shí)點(diǎn)多，知識(shí)點(diǎn)零散，因此需要教師合理組織教學(xué)內(nèi)容，使其與所學(xué)專業(yè)知識(shí)相結(jié)合。為此筆者精心設(shè)計(jì)每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，精講多練。但傳統(tǒng)的授課方式，學(xué)生被動(dòng)接受，學(xué)習(xí)積極性不高。

為此，筆者采用基于問(wèn)題的探究式教學(xué)方式，在教學(xué)的過(guò)程中，教師起引導(dǎo)作用，對(duì)課程中的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分析，提出基于問(wèn)題的討論題目；并分析學(xué)生需要掌握的知識(shí)要點(diǎn)，為學(xué)生提供必要的參考文獻(xiàn)，讓學(xué)生課后自己查閱資料，引導(dǎo)他們學(xué)會(huì)自己總結(jié)知識(shí)點(diǎn)，利用所學(xué)知識(shí)分析實(shí)際問(wèn)題。而學(xué)生在課后根據(jù)自己的興趣自愿選題，并分小組進(jìn)行研討，研討后，該小組總結(jié)討論結(jié)果。在課堂討論中，每個(gè)小組推薦一名學(xué)生做交流發(fā)言，將自己的研究?jī)?nèi)容做簡(jiǎn)要匯報(bào)。學(xué)生互相提問(wèn)展開(kāi)討論，老師進(jìn)行有針對(duì)性的點(diǎn)評(píng)，肯定了學(xué)生們?nèi)〉玫某煽?jī)，對(duì)錯(cuò)誤的地方進(jìn)行了補(bǔ)充和糾正。[2]為了達(dá)到分組討論學(xué)習(xí)預(yù)期效果，要求每個(gè)小組在上交的文獻(xiàn)報(bào)告中，明確每個(gè)學(xué)生所做的工作和參加小組討論的發(fā)言內(nèi)容，督促每個(gè)學(xué)生都參與討論學(xué)習(xí)。通過(guò)這種教學(xué)方式，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，也很好地完成了教學(xué)目標(biāo)，促進(jìn)了教學(xué)質(zhì)量的提高，達(dá)到“授人以漁”的目的。

3.改進(jìn)多媒體教學(xué)方式

由于該課程設(shè)計(jì)的專業(yè)知識(shí)具有跨學(xué)科的特點(diǎn)，有些知識(shí)點(diǎn)學(xué)生難以掌握，有些原理較為抽象。如風(fēng)機(jī)的偏航過(guò)程、變槳過(guò)程、風(fēng)機(jī)的失速原理、斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)電過(guò)程等都比較抽象，在沒(méi)有實(shí)物演示的前提下，學(xué)生經(jīng)常不容易理解。因此在講這些課程內(nèi)容時(shí)，采用多媒體動(dòng)畫(huà)演示的方法，幫助學(xué)生理解基本概念和知識(shí)，讓學(xué)生更快更易地理解和掌握這些內(nèi)容。

四、考試方法的改革

雖然在教學(xué)內(nèi)容和方法上進(jìn)行了改革，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，但仍有不少學(xué)生選課和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)不端正。他們不是為了完善自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)，提高自己的綜合素質(zhì)，只是為了湊滿學(xué)分，對(duì)選修課缺乏足夠的重視。[6]傳統(tǒng)的閉卷考核方式不能全面地反映真實(shí)的教學(xué)情況。撰寫(xiě)課程論文，成績(jī)只與論文寫(xiě)得好不好有關(guān)，有的同學(xué)東拼西湊，也能獲得一個(gè)理想的成績(jī)。這些方式都難以督促學(xué)生平常的學(xué)習(xí)，因此仍需完善課程的考核方式。根據(jù)“新能源發(fā)電技術(shù)”課程的特點(diǎn)，筆者對(duì)該課程的考試方式做了合理的改革，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)，公正地反映了學(xué)生的成績(jī)。主要采取了以下一些措施：

1.注重對(duì)學(xué)生平時(shí)的考查

增加課堂隨機(jī)考查的次數(shù)。通過(guò)提問(wèn)、課堂測(cè)驗(yàn)等方式，讓學(xué)生在上課時(shí)能集中精力聽(tīng)講，防止學(xué)生上課“開(kāi)小差”。回答問(wèn)題和課堂測(cè)驗(yàn)計(jì)入平時(shí)成績(jī)。

2.增加撰寫(xiě)文獻(xiàn)報(bào)告和大作業(yè)

基于問(wèn)題的探究式教學(xué)方式中，撰寫(xiě)文獻(xiàn)報(bào)告和小組討論環(huán)節(jié)能夠有效培養(yǎng)了學(xué)生查閱文獻(xiàn)、撰寫(xiě)論文、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題、獨(dú)立思考的能力，因此能夠較為科學(xué)評(píng)價(jià)學(xué)生平時(shí)的努力程度。因此，課堂討論和小組討論中，根據(jù)學(xué)生在該環(huán)節(jié)中的貢獻(xiàn)不同給學(xué)生不同成績(jī)，這樣能起到督促學(xué)生學(xué)習(xí)和檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的作用。

作業(yè)是課堂教學(xué)的有效補(bǔ)充和延伸，是教學(xué)中必不可少的環(huán)節(jié)。大作業(yè)一般具有綜合性的特點(diǎn)，能夠有效鍛煉學(xué)生的綜合能力，鞏固平時(shí)所學(xué)的知識(shí)，是反饋教學(xué)效果的有效手段。因此增加大作業(yè)和撰寫(xiě)文獻(xiàn)報(bào)告在平時(shí)成績(jī)中的比重也是考查學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)的有效手段。

3.增加平時(shí)成績(jī)的權(quán)重

平時(shí)考核成績(jī)權(quán)重由原來(lái)的30%提高到目前的50%，有效地避免了學(xué)生平時(shí)不學(xué)習(xí)，考試時(shí)突擊學(xué)習(xí)也能取得不錯(cuò)成績(jī)的弊端，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和自覺(jué)性。

通過(guò)上述措施的實(shí)施，經(jīng)調(diào)查表明多數(shù)學(xué)生都認(rèn)可這種成績(jī)考核方法較合理、公正，能夠真實(shí)反映學(xué)生的成績(jī)，受到了多數(shù)學(xué)生的歡迎。

五、結(jié)束語(yǔ)

“新能源發(fā)電技術(shù)”課程是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)課程體系中一門重要的專業(yè)選修課程。本文針對(duì)課程建設(shè)中存在的突出問(wèn)題，構(gòu)建了適合電氣工程類專業(yè)的“新能源發(fā)電技術(shù)”課程的知識(shí)體系，合理組織教學(xué)內(nèi)容，并根據(jù)授課內(nèi)容提出了合適的教學(xué)和考核方法。通過(guò)課程教學(xué)改革，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)了學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力和創(chuàng)新意識(shí)，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，達(dá)到提高該課程的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果的目的。

參考文獻(xiàn)：

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[2]馬明國(guó)，蔣建新.“生物質(zhì)能源利用原理與技術(shù)”教學(xué)改革初探[J].中國(guó)林業(yè)教育，2009，27（4）：64-67.

[3]陳春香，李嘯驄，梁志堅(jiān)，等.“新能源發(fā)電技術(shù)”課程教學(xué)改革與探索[J].中國(guó)電力教育，2013，（5）：62，102.

[4]孫欣，黃永紅.“新能源發(fā)電技術(shù)”課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].中國(guó)電力教育，2011，（35）：95-96.

篇(3)

論文關(guān)鍵詞：電力生產(chǎn)；自主教學(xué)法；學(xué)習(xí)興趣；教學(xué)效果

“電力生產(chǎn)概論”是高校非電氣專業(yè)開(kāi)設(shè)的一門全校性選修課。它是為了讓工商管理、市場(chǎng)營(yíng)銷及會(huì)計(jì)學(xué)等專業(yè)的學(xué)生了解一定的電力生產(chǎn)方面的知識(shí)，為以后在電力系統(tǒng)從事相關(guān)工作做準(zhǔn)備。但是經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院的學(xué)生大多是文科類學(xué)生，數(shù)學(xué)、物理基礎(chǔ)不扎實(shí)，而且大學(xué)期間又沒(méi)有開(kāi)設(shè)電氣專業(yè)基礎(chǔ)課（如“電路”、“電機(jī)”、“發(fā)電廠電氣部分”等），所以學(xué)習(xí)起來(lái)有難度，而且很多學(xué)生認(rèn)為這門課與他們的專業(yè)不相關(guān)，學(xué)習(xí)的積極性也不高。針對(duì)課程的特點(diǎn)和學(xué)生的學(xué)習(xí)心理，筆者在經(jīng)過(guò)兩三年的“電力生產(chǎn)概論”教學(xué)后，在重點(diǎn)講述常規(guī)發(fā)電、電力生產(chǎn)原理等的基礎(chǔ)上，把學(xué)生自主教學(xué)法成功應(yīng)用到教學(xué)過(guò)程中。通過(guò)課堂教學(xué)效果的驗(yàn)證，本方法是行之有效的。

一、教材內(nèi)容及教學(xué)方法介紹

長(zhǎng)沙理工大學(xué)選定的“電力生產(chǎn)概論”教材是普通高等教育“十一五”規(guī)劃教材，李光輝主編。該教材內(nèi)容全面、難度適中，是一本非常適合非電氣類學(xué)生學(xué)習(xí)電力生產(chǎn)方面知識(shí)的通用教材。全書(shū)共九章，教材前四章先介紹了電力系統(tǒng)與電力生產(chǎn)方面的知識(shí)，然后重點(diǎn)講述了三大常規(guī)能源發(fā)電：火力發(fā)電、水力發(fā)電和核能發(fā)電。第五章為未來(lái)能源發(fā)電技術(shù)，依次介紹了風(fēng)力發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電、海洋能發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電、氫能發(fā)電等相關(guān)知識(shí)。后面四章分別介紹了變電站、電力線路、直流輸電以及計(jì)算機(jī)在電力行業(yè)中的應(yīng)用等與電力生產(chǎn)密切相關(guān)的一些專業(yè)知識(shí)。教材內(nèi)容安排合理，難度適中。只要學(xué)生跟著老師系統(tǒng)地把教材學(xué)完，對(duì)電力系統(tǒng)及電力生產(chǎn)應(yīng)該有一個(gè)比較全面、系統(tǒng)的了解，收獲是很大的。

針對(duì)學(xué)生數(shù)學(xué)、物理及電氣方面基礎(chǔ)不扎實(shí)的特點(diǎn)，要在開(kāi)始就使學(xué)生對(duì)這門課程的學(xué)習(xí)感興趣，并做好心理準(zhǔn)備。第一節(jié)課在介紹了教材內(nèi)容后，講述該課程要采用的教學(xué)方法，即采用教師課堂講述為主、學(xué)生自主講述為輔的創(chuàng)新教學(xué)法。前四章常規(guī)能源發(fā)電等電力生產(chǎn)方面的知識(shí)由教師重點(diǎn)在課堂上講述，讓學(xué)生切實(shí)掌握電力生產(chǎn)過(guò)程的特點(diǎn)以及每一種常規(guī)能源發(fā)電的原理。后面第五章的未來(lái)能源發(fā)電技術(shù)的發(fā)電原理與常規(guī)能源發(fā)電基本是一樣的，只是所使用的一次能源不同而已，而且新能源發(fā)電技術(shù)是現(xiàn)在研究的熱點(diǎn)。所以針對(duì)教材上所提供的五種新能源發(fā)電，可讓每個(gè)班商量討論選定一類大家感興趣的新能源發(fā)電技術(shù)作為自主講述的內(nèi)容。這門課一般是兩個(gè)或三個(gè)行政班級(jí)組成，如果是兩個(gè)行政班級(jí)則每班可分兩組各選一種新能源發(fā)電技術(shù)講述；如果是三個(gè)行政班級(jí)，則以班為單位各選一種新能源發(fā)電技術(shù)自主講述。學(xué)生自主講述的出力情況及講課效果直接影響學(xué)生課程期末考核成績(jī)。

在讓每個(gè)學(xué)生詳細(xì)了解教學(xué)方法之后，又提醒學(xué)生，如果前四章的基礎(chǔ)內(nèi)容沒(méi)學(xué)好，要想在自主講述的內(nèi)容上面取得好成績(jī)是很困難的。所以第一堂課下來(lái)，學(xué)生對(duì)這門課的學(xué)習(xí)興趣就被激發(fā)起來(lái)了。課間休息時(shí)班干部就召集全班同學(xué)討論選擇自主講述的新能源發(fā)電方式，最后把選定的結(jié)果向全體同學(xué)公布，并告訴他們，只有發(fā)揮全班同學(xué)的合力，共同參與、合理分配任務(wù)才能在自主講述環(huán)節(jié)取得良好的效果。在時(shí)間安排上，為了使學(xué)生有充分的時(shí)間準(zhǔn)備課件，在學(xué)生授課前2～3周提前通知他們。 轉(zhuǎn)貼于

二、常規(guī)能源發(fā)電原理講述

通過(guò)第一節(jié)課教學(xué)內(nèi)容、方法的介紹，學(xué)生都心中有數(shù)，對(duì)這門課程的學(xué)習(xí)也做好了充分的思想準(zhǔn)備。因此，在講述電力系統(tǒng)及電力生產(chǎn)方面基礎(chǔ)知識(shí)以及三大常規(guī)能源發(fā)電原理時(shí)，首先講述什么是一次能源、什么是二次能源。怎樣把一次能源轉(zhuǎn)換為電能就是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。電能已成為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防、交通等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門不可缺少的動(dòng)力，所以作為當(dāng)代大學(xué)生，了解電力生產(chǎn)方面的知識(shí)以及電力系統(tǒng)的發(fā)展方向和動(dòng)態(tài)是完全有必要的。

了解了這門課程的重要性和學(xué)習(xí)了該課程的必要性之后，學(xué)生對(duì)后續(xù)的授課內(nèi)容興趣明顯提高了。電磁感應(yīng)定律是發(fā)電的基本原理，這在初中物理課程里面已經(jīng)學(xué)過(guò)。1831年法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律之后，很快出現(xiàn)了原始的交流發(fā)電機(jī)、直流發(fā)電機(jī)和交、直流電動(dòng)機(jī)，為了給用戶輸送電能，慢慢發(fā)展了高壓直流和交流輸電。以至于到現(xiàn)在的特高壓交流、直流輸電技術(shù)。另外，重點(diǎn)講述我國(guó)的電力發(fā)展現(xiàn)狀以及在特高壓輸電領(lǐng)域的一些世界領(lǐng)先技術(shù)。學(xué)生對(duì)該課程的學(xué)習(xí)興趣明顯提高了。

電力生產(chǎn)就是要把自然界的一次能源轉(zhuǎn)換為電能。火力發(fā)電的原理就是把煤、石油、天然氣等一次能源中的化學(xué)能經(jīng)過(guò)燃燒轉(zhuǎn)化為高溫高壓水蒸氣的內(nèi)能，然后通過(guò)水蒸氣膨脹做功推動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極旋轉(zhuǎn)，在固定不動(dòng)的定子繞組周圍形成變化的磁場(chǎng)，從而在繞組內(nèi)感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)。若定子中的繞組按一定的繞線規(guī)律，與外電路形成回路，則繞組中就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的電流。在一定的電壓下，電流沿輸電線路將電能送往用戶。水力發(fā)電是在水電站中水輪機(jī)將水的勢(shì)能和動(dòng)能轉(zhuǎn)換為推動(dòng)水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。而核能發(fā)電的原理與火力發(fā)電很相似，也就是說(shuō)核電廠只是以核反應(yīng)堆及蒸汽發(fā)生器來(lái)代替火力發(fā)電的鍋爐，以核裂變能代替礦物燃料的化學(xué)能，其能量轉(zhuǎn)換過(guò)程是：核能水和水蒸氣的內(nèi)能發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的機(jī)械能電能。

三、新能源發(fā)電學(xué)生自主講述

篇(4)

英文名稱：Advanced Technology of Electrical Engineering and Energy

主管單位：中國(guó)科學(xué)院

主辦單位：中國(guó)科學(xué)院電工研究所

出版周期：季刊

出版地址：北京市

語(yǔ)

種：中文

開(kāi)

本：大16開(kāi)

國(guó)際刊號(hào)：1003-3076

國(guó)內(nèi)刊號(hào)：11-2283/TM

郵發(fā)代號(hào)：82-364

發(fā)行范圍：國(guó)內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行

創(chuàng)刊時(shí)間：1982

期刊收錄：

SA 科學(xué)文摘(英)(2009)

CBST 科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)速報(bào)(日)(2009)

Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)

中國(guó)科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(kù)(CSCD―2008)

核心期刊：

中文核心期刊(2008)

中文核心期刊(2004)

中文核心期刊(1992)

期刊榮譽(yù)：

Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊

聯(lián)系方式

篇(5)

中圖分類號(hào):TN919-34文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1004-373X(2010)16-0195-03

Influence of Distributed Power Generation on Relay Protection

HANG Yang1,2, HUANG Wei1

(1.North China Electric Power University, Beijing 102206, China; 2.Beijing Electric Power Academy, Beijing 100075, China)

Abstract: With the development of renewable energy, the high efficiency and energy conservation of the distributed power generation can remit the requirement intensity of non-renewable energy, but it results in many new problems, such as power quality, power-network control and especially the relay protection. The influence of the distributed power generation on relay protection is introduced, and then the solutions are introduced. At last, some viable solutions are offered to the problems. The setting calculation with the adaptive relay protection for the distribution network that contains one or more distributed generations is analyzed.Keywords: new energy; distributed power generation; relay protection; power-network control; adaptive protection

0 引 言

由于近幾十年一次能源緊縮、環(huán)境污染等問(wèn)題,世界各國(guó)加快了對(duì)可再生能源的開(kāi)發(fā)與利用,分布式發(fā)電技術(shù)在電力系統(tǒng)中迅速發(fā)展起來(lái)。分布式發(fā)電(Distributed Generation,DG)技術(shù)指發(fā)電在數(shù)kW到50 mW,小型模塊化且分散地布置在用戶附近的高效、可靠的發(fā)電技術(shù),發(fā)電設(shè)施主要包括:以液體或氣體為燃料的內(nèi)燃機(jī)、微型燃?xì)廨啓C(jī)、光伏電池、風(fēng)力發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電等等。

原有的配電網(wǎng)絡(luò)加入分布式電源以后,潮流將發(fā)生改變,系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)的各線路或母線的短路電流也發(fā)生了改變,這可能導(dǎo)致原繼電保護(hù)的失效、保護(hù)誤動(dòng)作及配合保護(hù)不適用等問(wèn)題[1-3]。同時(shí)加入分布式電源的故障水平會(huì)發(fā)生改變,故障水平提高還是降低取決于運(yùn)行的分布式電源數(shù)量和種類,故障水平的提高要求開(kāi)關(guān)設(shè)備的升級(jí),故障水平的降低可能會(huì)給過(guò)電流保護(hù)帶來(lái)問(wèn)題。因此,對(duì)于關(guān)系電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的繼電保護(hù)問(wèn)題亟待解決,如提高其斷路器的容量和升級(jí)保護(hù)裝置[4],確定新的保護(hù)方案或采用新的繼電保護(hù)裝置等。

本文首先介紹分布式發(fā)電對(duì)繼電保護(hù)的幾點(diǎn)影響,然后總結(jié)了文獻(xiàn)中的一些解決方法,論文最討論了一些可行的方法,并分析了用自適應(yīng)繼電保護(hù)對(duì)含有分布式電源的配電網(wǎng)進(jìn)行整定計(jì)算的方法。

1 分布式發(fā)電對(duì)繼電保護(hù)的影響

分布式電源接入配電網(wǎng)絡(luò)最重要的一點(diǎn)是改變?cè)瓉?lái)配電網(wǎng)絡(luò)的潮流方向,很多分布式電源,如光伏電池等發(fā)出的是直流電,需通過(guò)電力電子轉(zhuǎn)換設(shè)備將其轉(zhuǎn)換成交流電,這些電力電子裝置具有非線性、低慣性等特點(diǎn),另外就是基于分布式發(fā)電的微型電網(wǎng)有多種運(yùn)行方式,微網(wǎng)運(yùn)行方式的改變無(wú)疑會(huì)影響繼電保護(hù)方案及整定計(jì)算的數(shù)值。下面從上述幾方面解釋分布式發(fā)電對(duì)繼電保護(hù)產(chǎn)生的影響。

(1) 在一定的電壓水平下, 電力系統(tǒng)功率可以雙向的流動(dòng),但是一般來(lái)說(shuō)功率是從高電壓流向低電壓的。也就是從輸電網(wǎng)到配電網(wǎng)。分布式發(fā)電比例的增加可能使功率從低電壓電網(wǎng)流向中壓電網(wǎng)。因此這┝礁霆電壓等級(jí)可能需要不同的保護(hù)方案。

如圖1所示[5]的有五條饋線的分布式發(fā)電系統(tǒng),如果短路發(fā)生在F2或F3,短路電流由G1、G2相鄰支路上的分布式發(fā)電(G3)單元及大網(wǎng)提供。與大網(wǎng)及其他支路的電源相比,如果G1或G2引起的短路電流比較大,通過(guò)斷路器及保險(xiǎn)絲CB1的電流可能過(guò)低而斷路器不會(huì)動(dòng)作切斷短路支路。如果在臨近饋線上的電源所提供的短路電流更顯著的話,CB4有可能誤動(dòng)切除正常支路。按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(如IEEE 1547),當(dāng)DG單元故障或非正常運(yùn)行時(shí),DG必須自動(dòng)解裂,且一定要滿足保護(hù)的選擇性,以保證人身和設(shè)備的安全。將來(lái)分布式發(fā)電系統(tǒng)會(huì)越來(lái)越多,而上述要求降低了我們應(yīng)用分布式發(fā)電的效益,因此,應(yīng)該避免DG不必要的解裂來(lái)最大效益地使用DG,且DG系統(tǒng)應(yīng)該有克服小擾動(dòng)的能力,即在小擾動(dòng)的情況下,配網(wǎng)仍能安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

圖1 加入分布式電源的配電網(wǎng)絡(luò)

(2) 由于微網(wǎng)中含有大量的電力電子功率元件,故障時(shí)的短路電流比較小,常規(guī)的保護(hù)可能會(huì)不啟動(dòng),以至不能切除故障支路。

(3) 要想最充分有利的應(yīng)用分布式發(fā)電,由分布式發(fā)電組成的微網(wǎng)必須與公共電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)。在大電網(wǎng)終止供電的孤島方式下運(yùn)行必須考慮重要的技術(shù)要求(例如有能力提供自身輔助)和安全因素,當(dāng)分布式電網(wǎng)重新并網(wǎng)運(yùn)行時(shí),DG單元必須與主網(wǎng)電壓同步,需采用安全可靠的并網(wǎng)保護(hù)裝置。

(4) 微網(wǎng)有3種運(yùn)行方式:孤島運(yùn)行方式、與大網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行,大網(wǎng)與分布式電源同時(shí)供電的混合運(yùn)行方式,各種運(yùn)行方式下潮流的分布是不同的,電流的流向也會(huì)發(fā)生改變。所以,微網(wǎng)原有的保護(hù)定值和配合方法在運(yùn)行模式變化后就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。怎樣解決各種運(yùn)行模式下繼電保護(hù)都能滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動(dòng)性是值得思考的問(wèn)題。

2 文獻(xiàn)中提出的解決方法

篇(6)

盡管我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，然而針對(duì)新能源行業(yè)的技術(shù)型人才培養(yǎng)卻相對(duì)滯后。高素質(zhì)技術(shù)型人才的缺失已嚴(yán)重制約著我國(guó)當(dāng)前新能源產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。預(yù)計(jì)到2020年，在風(fēng)電、光伏、新能源汽車、節(jié)能建筑等新能源領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員需要將達(dá)到數(shù)十萬(wàn)，而全國(guó)新能源相關(guān)專業(yè)每年畢業(yè)生總量卻不足1000人。因此，培養(yǎng)適合于新能源產(chǎn)業(yè)的技術(shù)型人才刻不容緩。2007年華北電力大學(xué)成立可再生能源學(xué)院，2008年10月南昌大學(xué)成立了光伏學(xué)院，同年，復(fù)旦大學(xué)成立新能源研究院，河海大學(xué)設(shè)立了風(fēng)能與動(dòng)力工程專業(yè)。“電機(jī)學(xué)”與“運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)”作為電氣自動(dòng)化專業(yè)重要的專業(yè)課程，始終相互銜接、互為支撐，是培養(yǎng)新能源技術(shù)人才的重要基礎(chǔ)課程，徐州工程學(xué)院信電工程學(xué)院對(duì)“電機(jī)學(xué)與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)”課程群的調(diào)整開(kāi)展了有益思考與探索。

二、課程教學(xué)現(xiàn)狀

1.理論教學(xué)

由于本課程集電路、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等基礎(chǔ)知識(shí)為一體，理論性和實(shí)踐性都非常強(qiáng)，再加上電機(jī)學(xué)本身的理解難度，使得目前課堂教學(xué)更注重講授知識(shí)的基礎(chǔ)性和系統(tǒng)性。一方面，重點(diǎn)講授電動(dòng)機(jī)的基本原理、運(yùn)行特性和控制方法，發(fā)電機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)和技術(shù)難點(diǎn)課堂教學(xué)課時(shí)分配較少，針對(duì)新能源技術(shù)領(lǐng)域的知識(shí)講授更是一帶而過(guò)；另一方面，當(dāng)涉及到實(shí)際工程應(yīng)用時(shí)，均以系統(tǒng)框圖為背景，例如直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)、三相同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行與并網(wǎng)，課堂講解與工程實(shí)際的應(yīng)用偏差較大，學(xué)生普遍感覺(jué)比較抽象。總體而言，新能源相關(guān)的新知識(shí)、新技術(shù)在教學(xué)中的更新較慢。

2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)

我院的實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，并且由于現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備高度集成，學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)往往看不到其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，只要對(duì)外部端子進(jìn)行簡(jiǎn)單接線，然后手工記錄數(shù)據(jù)即可，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程無(wú)法將理論與實(shí)際的元器件聯(lián)系起來(lái)。考慮實(shí)驗(yàn)設(shè)備的限制，在系統(tǒng)仿真環(huán)節(jié)，課程多利用MATLAB的SIMULINK工具箱，大多是以控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算機(jī)數(shù)字仿真，與工程實(shí)際也存在較大的差距。

三、課程教學(xué)改革與探索

1.課程教學(xué)內(nèi)容改革

“電機(jī)學(xué)”與“運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)”是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的傳統(tǒng)經(jīng)典課程，我院在保留課程主干內(nèi)容的基礎(chǔ)上，適度縮減與工程實(shí)際差距較大的理論知識(shí)講授課時(shí)，著重加大關(guān)于發(fā)電機(jī)運(yùn)行原理與控制技術(shù)的分析和論述，借此進(jìn)一步夯實(shí)學(xué)生關(guān)于新能源發(fā)電技術(shù)的理論基礎(chǔ)，并逐步增加“新能源發(fā)電技術(shù)”、“風(fēng)力發(fā)電與控制技術(shù)”、“車用電機(jī)原理及控制”、“光伏發(fā)電與微網(wǎng)技術(shù)”等專業(yè)選修課程，通過(guò)調(diào)整使新的課程體系能滿足新能源人才培養(yǎng)需要。

2.課堂教學(xué)方式改革

在理論教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生始終是教學(xué)活動(dòng)的主體，而教師發(fā)揮著重要的主導(dǎo)作用，需要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如更多采用多媒體動(dòng)畫(huà)演示、MATLAB/SIMULINK軟件搭建仿真模型、新能源技術(shù)視頻展示和項(xiàng)目小組討論等多種形式，對(duì)工程實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行深入的研究性學(xué)習(xí)。同時(shí)注意增加學(xué)生新技術(shù)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐成績(jī)占課程總成績(jī)的比重，鼓勵(lì)學(xué)生更注重探索新知識(shí)、掌握新技能，適度降低課程期末考試成績(jī)的比重，以避免學(xué)生疲于應(yīng)付考試。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，充分利用我院大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃，采用CDIO工程教育培養(yǎng)模式，在授課班級(jí)中開(kāi)展項(xiàng)目小組討論的形式，圍繞新能源相關(guān)課題進(jìn)行項(xiàng)目構(gòu)想、設(shè)計(jì)、實(shí)施、改進(jìn)以及答辯討論。每個(gè)項(xiàng)目小組中的學(xué)生都需要至少一次作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，提升學(xué)生的個(gè)人技能和團(tuán)隊(duì)寫(xiě)作能力。針對(duì)眾多新能源相關(guān)課題，學(xué)生自由組合、自主選題，在課題開(kāi)始階段，學(xué)生充分利用圖書(shū)館文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)及網(wǎng)絡(luò)資源，查閱相關(guān)文獻(xiàn)并進(jìn)行整理和提煉，形成項(xiàng)目的整體推進(jìn)思路；在課題推進(jìn)過(guò)程中，課題負(fù)責(zé)人對(duì)課題進(jìn)行子課題分解，對(duì)課題中的具體工程實(shí)現(xiàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)、實(shí)施和改進(jìn)；在課題答辯討論階段，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人將課題進(jìn)展結(jié)果在課堂上以PPT的形式加以闡述，班級(jí)同學(xué)均可就其結(jié)論和觀點(diǎn)展開(kāi)討論，最后以指定的論文格式要求上交紙質(zhì)論文或樣機(jī)實(shí)物，教師對(duì)課題成果進(jìn)行綜合評(píng)定，并計(jì)入課程總成績(jī)中。

3.實(shí)踐教學(xué)分層次能力提升

在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，按照項(xiàng)目設(shè)計(jì)—系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)—實(shí)施改進(jìn)三個(gè)層次的漸進(jìn)過(guò)程。在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段，學(xué)院組織教師結(jié)合企業(yè)新能源方面的需求和教師的科研課題進(jìn)行命題，學(xué)生分小組選題，并根據(jù)課題進(jìn)行協(xié)作設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)完成后，學(xué)院組織專門的評(píng)審委員會(huì)進(jìn)行設(shè)計(jì)的評(píng)講活動(dòng)，學(xué)院對(duì)于設(shè)計(jì)成果有創(chuàng)新的進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)。在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)階段，充分利用我院大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)，解決學(xué)生理論與實(shí)際脫節(jié)的問(wèn)題，利用MATLAB的電力系統(tǒng)工具箱（SimPowerSystem）和Pspice軟件，開(kāi)展了系統(tǒng)仿真，工具箱在元件庫(kù)中提供的電氣元器件能夠反映相應(yīng)實(shí)際元器件的電氣特性，激發(fā)了學(xué)生獨(dú)立動(dòng)手實(shí)踐的積極性。在實(shí)施改進(jìn)階段，學(xué)院組織評(píng)審委員對(duì)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行再評(píng)講活動(dòng)，提出實(shí)施改進(jìn)意見(jiàn)，讓學(xué)生對(duì)自己的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)成果進(jìn)行完善性改進(jìn)，從而進(jìn)一步提高成果的層次和質(zhì)量水平。2009年我院購(gòu)置“電機(jī)學(xué)”與“運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)”兩門課程的成套實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備，2010級(jí)電氣國(guó)際課程實(shí)驗(yàn)班的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容就進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整，減少數(shù)字仿真的內(nèi)容，增加工程實(shí)踐訓(xùn)練內(nèi)容。新的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)要求學(xué)生認(rèn)真預(yù)習(xí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、原理圖和實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng)的具體接線圖，列出實(shí)驗(yàn)步驟；能夠運(yùn)用理論知識(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、結(jié)果進(jìn)行分析和處理，解決實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題，能夠綜合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，實(shí)施了從構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施到運(yùn)行的一個(gè)全CDIO過(guò)程，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生全面的專業(yè)、個(gè)人、職業(yè)、團(tuán)隊(duì)、交流及社會(huì)意識(shí)與能力。

四、結(jié)束語(yǔ)

篇(7)

關(guān)鍵詞 異步風(fēng)力發(fā)電機(jī) 軟并網(wǎng) 加速度 晶閘管

中圖分類號(hào)：TM614 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

由于風(fēng)能具有蘊(yùn)藏量巨大、分布廣泛、清潔無(wú)污染和可再生，成本低、占地面積小、建設(shè)周期短等優(yōu)點(diǎn)，使得風(fēng)力發(fā)電從諸多新能源發(fā)電技術(shù)中脫穎而出。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是高度時(shí)變的、非線性的復(fù)雜系統(tǒng)，其電氣控制系統(tǒng)的有效性和可靠性是風(fēng)電機(jī)組安全運(yùn)行的關(guān)鍵。并網(wǎng)技術(shù)是風(fēng)力發(fā)電技術(shù)中很重要的一部分，它關(guān)系到電網(wǎng)接入的電能質(zhì)量及風(fēng)機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性。因此研究風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)有著極其重要的經(jīng)濟(jì)意義和重大民生意義。

本文以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性價(jià)比高、成本低且廣泛使用的定槳距失速型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中異步發(fā)電機(jī)為研究對(duì)象，對(duì)其并網(wǎng)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行研究。

1異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)方式

異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)投入運(yùn)行時(shí)，靠滑差來(lái)調(diào)整負(fù)荷，機(jī)組的調(diào)速精度要求不高，不需要同步設(shè)備和整步操作，只要轉(zhuǎn)速接近同步速時(shí)就可并網(wǎng)，控制簡(jiǎn)單，且并網(wǎng)后不會(huì)產(chǎn)生振蕩和失步，運(yùn)行穩(wěn)定，要求不高。但異步發(fā)電機(jī)直接并入電網(wǎng)時(shí)，其沖擊電流會(huì)達(dá)到其額定電流的6～7倍，甚至10倍以上，該沖擊電流會(huì)對(duì)電網(wǎng)、風(fēng)機(jī)以及發(fā)電機(jī)本身造成嚴(yán)重的沖擊，甚至?xí)绊懫渌?lián)網(wǎng)機(jī)組的正常運(yùn)行。因此，應(yīng)對(duì)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)時(shí)的電流加以限制。

目前，異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)的主要方法有直接并網(wǎng)法、準(zhǔn)同期并網(wǎng)法、降壓并網(wǎng)法和軟并網(wǎng)法。

直接并網(wǎng)法是在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)直接并網(wǎng)，這樣并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)沖擊大，有較大的瞬間沖擊電流，電網(wǎng)電壓下降嚴(yán)重。適用于電網(wǎng)容量大、風(fēng)電機(jī)組容量較小的場(chǎng)合。

準(zhǔn)同期并網(wǎng)法是在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)，先用電容產(chǎn)生勵(lì)磁，使其建立額定電壓，然后調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的相位與電網(wǎng)同步后并入電網(wǎng)運(yùn)行。其優(yōu)點(diǎn)是并網(wǎng)沖擊電流較小，電網(wǎng)電壓下降幅度小；缺點(diǎn)是并網(wǎng)所需的整步同期設(shè)備增加了機(jī)組的造價(jià)，且從整步到準(zhǔn)同步并網(wǎng)所需的時(shí)間長(zhǎng)。適用于電網(wǎng)容量比風(fēng)電機(jī)組大不了幾倍的場(chǎng)合。

降壓并網(wǎng)是在發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)之間串電抗器，以減少合閘瞬間沖擊電流的幅值與電網(wǎng)電壓的下降幅度，待達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)將電抗器切除。這種并網(wǎng)方式要增加大功率的電阻或電抗器組件，其投資隨機(jī)組容量的增大而增大，經(jīng)濟(jì)性差。適用于小容量風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)。

軟并網(wǎng)法則采用雙向晶閘管的軟切入法，得到一個(gè)平穩(wěn)的過(guò)渡過(guò)程而不會(huì)出現(xiàn)沖擊電流，可使并網(wǎng)電流控制在一定范圍內(nèi)，大幅降低并網(wǎng)時(shí)的沖擊電流，增加風(fēng)機(jī)的使用壽命和可靠性。目前，大型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)都采用這種并網(wǎng)方法。

2失速型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的軟并網(wǎng)系統(tǒng)的工作原理

異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組軟并網(wǎng)控制系統(tǒng)的主電路由三對(duì)反并聯(lián)或雙向晶閘管及其保護(hù)電路組成，在軟并網(wǎng)過(guò)渡過(guò)程中，每一時(shí)刻，有兩個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)通，構(gòu)成一個(gè)回路。

步電機(jī)利用雙向晶閘管進(jìn)行軟并網(wǎng)的過(guò)程如下：當(dāng)異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)起動(dòng)或轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)，與電網(wǎng)相連的每一相雙向晶閘管的控制角在180壩？爸渲鸞ネ醬蚩幻肯轡藪サ憧氐乃蚓д⒐艿牡紀(jì)角也捅櫻壩？80爸渲鸞ネ皆齟蟆4聳弊遠(yuǎn)⑼厴形炊鰨⒌緇ü蚓д⒐芷轎鵲亟氳繽？

當(dāng)異步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速小于同步轉(zhuǎn)速時(shí)，異步發(fā)電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，隨著轉(zhuǎn)速的升高，其轉(zhuǎn)差率逐漸趨于零。當(dāng)轉(zhuǎn)差率為零時(shí)，雙向晶閘管已全部導(dǎo)通，這時(shí)自動(dòng)并網(wǎng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，短接已全部開(kāi)通的雙向晶閘管。發(fā)電機(jī)輸出功率后，雙向晶閘管的觸發(fā)脈沖自動(dòng)關(guān)閉，發(fā)電機(jī)輸出電流不再經(jīng)雙向晶閘管而是通過(guò)已閉合的自動(dòng)開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)流向電網(wǎng)。通過(guò)控制晶閘管的導(dǎo)通角，來(lái)限制異步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)以及大小電機(jī)切換時(shí)的瞬間沖擊電流，得到一個(gè)比較平滑的并網(wǎng)過(guò)程。

3仿真與實(shí)驗(yàn)分析

本次對(duì)本文所提出的軟并網(wǎng)系統(tǒng)在額定功率為1.1MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)上做了軟并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)對(duì)象為GCN1000型定槳風(fēng)力發(fā)電機(jī)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的切入風(fēng)速為4.8 m/s，切出風(fēng)速20m/s，額定風(fēng)速15 m/s；風(fēng)機(jī)葉片數(shù)為2，風(fēng)場(chǎng)空氣密度 1.059Kg/m3。

發(fā)電機(jī)等效電路如圖1所示。其具體參數(shù)為：機(jī)端額定電壓VN 為0.69kV，額定容量SN 為1100MVA，額定功率PN 為1000MW，定子電阻R1為6.757 m ，定子電抗X1為80.926 m ，轉(zhuǎn)子電阻R2為51.531 m ，轉(zhuǎn)子電抗X2為147.95 m ，勵(lì)磁并聯(lián)支路電阻Rm為208.80 ，勵(lì)磁并聯(lián)支路電抗Xm為5.041 ，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為45.8kgm2，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子慣性時(shí)間常數(shù)為1.2s，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子額定轉(zhuǎn)速為1560rpm。

軟并網(wǎng)過(guò)程是一個(gè)強(qiáng)非線性過(guò)渡過(guò)程，只有采用基于狀態(tài)量反饋來(lái)實(shí)施閉環(huán)控制。傳統(tǒng)軟閉環(huán)軟并網(wǎng)即限流式軟并網(wǎng)，主要以電機(jī)的定子電流作為晶閘管觸發(fā)角變化的根本依據(jù)，通過(guò)采樣電機(jī)定子電流，并與電流限定值進(jìn)行比較，得出相應(yīng)的電流偏差值，經(jīng)過(guò)數(shù)字PI調(diào)節(jié)算法，計(jì)算出所需要的晶閘管觸發(fā)角的調(diào)整量。它存在潛在的缺點(diǎn)是：由于導(dǎo)通角最少需要10ms的時(shí)間才能改變一次，如果導(dǎo)通角已給出，則在接下來(lái)的10ms中電流是不可控的，所以當(dāng)參數(shù)調(diào)校不好的時(shí)候，可能出現(xiàn)電流忽大忽小的狀態(tài)，引起震蕩不穩(wěn)定。

本次研究改為采集發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速脈沖，通過(guò)快速檢測(cè)及運(yùn)算，得出機(jī)組運(yùn)行加速度，根據(jù)加速度的微分特性，達(dá)到預(yù)測(cè)控制的目的，從而實(shí)現(xiàn)晶閘管觸發(fā)角的精確控制。將導(dǎo)通角從72度階躍變化到180度并持續(xù)20ms，斷開(kāi)并網(wǎng)接觸器，間隔1秒后合上并網(wǎng)接觸器，投入導(dǎo)通角并保持3秒后實(shí)驗(yàn)結(jié)束。記錄數(shù)據(jù)如表1所示。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，通過(guò)采集發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速脈沖，然后檢測(cè)、運(yùn)算得出機(jī)組運(yùn)行加速度來(lái)控制晶閘管觸發(fā)角的這種方法可以很好地達(dá)到控制目的，改善了電流忽大忽小，震蕩不穩(wěn)定的狀態(tài)。

當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到l320 r/min時(shí)由PLC（上位機(jī)）發(fā)出并網(wǎng)指令。整個(gè)并網(wǎng)過(guò)程中定子電流波形如圖2所示，從實(shí)驗(yàn)波形可以看出，采用基于加速度控制的晶閘管軟并網(wǎng)系統(tǒng)基本可以抑制過(guò)大的沖擊電流，而且在整個(gè)并網(wǎng)過(guò)程中，沒(méi)有出現(xiàn)電流電流忽大忽小，震蕩不穩(wěn)定的狀態(tài)。

4結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)定槳失速型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組軟并網(wǎng)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了研究，本次研究通過(guò)采集發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速脈沖，經(jīng)過(guò)運(yùn)算，得出機(jī)組運(yùn)行加速度，根據(jù)加速度的微分特性，達(dá)到預(yù)測(cè)控制的目的，從而實(shí)現(xiàn)晶閘管觸發(fā)角的精確控制。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這種方法可以實(shí)現(xiàn)失速型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的平穩(wěn)并網(wǎng)，其啟動(dòng)電流也完全可以滿足異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)要求。

（指導(dǎo)老師：吳紅霞）

基金項(xiàng)目：此成果為省級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：201511798001）。

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