新能源电力设计精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇新能源电力设计范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

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关键词：电气节能技术；新能源；发展应用

中途分类号：F407.6

1 电气节能技术与措施

1.1 对变压器设备进行节能技术的改进

在整个电网运行输送系统中，变压器是最重要的组成，将节能技术应用在变压器设备的改进上，可以调节电压，实现电能的安全输送，降低电能的损耗，而对变压器设备进行节能技术的改进，就是要使变压器改进为低损耗的设备。不同的用户对电力的需求不同，因此不同用户的电力输送的电压也存在着较大的不同，采用变压器调节电压时，就会造成一定电能的损失，所以研究低损耗的变压器，对节约电能具有重要作用，采用非晶合金铁心构成的变压器具有良好的节能环保作用，不仅可以降低电能的损耗，还可以降低成本的支出，具有良好的推广使用价值。调整变压器的参数可以有效的降低电能的消耗，实现节能目标，在电能输送的过程中，我们要对电力负载进行调整，改变其运行的方式，降低电能在输送过程中的损耗。变压器在运行的过程中们需要加强对各个方面的管理，通过对变压器进行调整，可以提高节能的效果，降低变压器中的功率损失与消耗，提高电能的利用效率，从而实现节能环保的目标。

1.2 强化照明设计，节省能源

平时在人们的生活中，照明设备是人们不可或缺的一部分，照明设备不仅能够为人们在黑暗的环境中提供光亮，也为城市的美化贡献了一定的力量。然而在照明设备的大量应用中，也造成了大量的电能损耗，为了解决这一问题，对照明设备进行节能设计，减少照明能源的消耗便成为现阶段节省能源的重要手段，在照明节能设计的基础上，既能够保证照明的质量与效果，同时也能够减少能源的消耗。其一，合理选择照明形式，在照明的同时要善于利用自然光，以此减少照明能源的消耗，其次，设计人员在进行设计的过程中，要将自然光源与照明光源进行结合，以此实现节能照明能源的目的。其二，结合不同的照明场所，设计不同的照明亮度，例如卧室光源的设计，可以选择相对柔和的照明灯光，还可以利用荧光灯进行光源的平衡设计，针对比较高级的场所，便可以选择三基色荧光灯，或是高显色性钠灯；其三，在照明的安装方面，要合理选择安装位置，结合该场所实际的照明需求，设计节能开关，例如声控开关，便可以实现照明节能的目的。

1.3 采用节能技术减少线路的电力损耗

发电站是通过输电线路进行电路的输送的，很多时候发电站与电力用户的距离非常远，在运输的过程中就会造成线路的电能损耗，输电线路越长，电力负载就越大，造成的电能耗损也就更大，降低线路的电阻值，可以提高电网系统的功率因数。在供电营业区域内，要结合区域经济发展，做好规划与布点方面的工作，如负荷密集地变电站电压等级应选110kV及以上为宜，偏远山区，负荷较轻的地方可采用35kV及以下变电站。线路规划要坚持最短距离的原则，减少线路的长度距离，在选择导线时，要注意规格的选择，包括截面积等，选择截面积较大的导线在某种程度上也能降低能源消耗。在进行输电线路的架设时，要对整个区域进行综合了解，选用最短路径的方法降线路电能的损耗。

1.4 空调系统的节能设计

现如今空调系统的应用已经十分普遍，在建筑内部可以通过空调系统的应用，实现对温度的调节，然而在应用空调系统的同时，会导致能源耗损。为此，空调系统的节能设计已经成为现阶段相关人员研究的主要问题之一。冰蓄冷技术主要是通过电网低谷阶段的风能，将冷量进行储存，以此实现白天能量的释放，达到节能的目的。冰蓄冷技术的应用，不仅实现了能源的节约，同时也大大节约了空调安装的费用，减低空调制冷机的功率，减少电力负荷，进而实现空调系统的能源节约。

2 电力新能源的开发与发展应用

2.1 风能转化为电能的应用

风能作为电力新能源具有良好的节能效果，对纾解现今能源紧张的现状提供了积极的作用，利用风能转化为电能，有效的提高了电能的利用率，现今可以有较多的新能源应用在电力能源的开发与使用中，风能的应用具有良好的节能效果。

2.2 太阳能光伏发电

现阶段我们对于太阳能的应用已经比较普遍，太阳能作为新能源，其能源储备量较大，并且已经被开发，所以在各方面的应用中十分普遍。在电力方面，太阳能光伏发电的应用，主要是利用了太阳能电池板、控制器以及蓄电池等元件共同构成了光伏发电系统，为此，这也是一个发电的控制系统。在其应用的过程中，主要是通过太阳能电池板以及蓄电池的连接，以此进行太阳能的储存，再利用控制器以及逆变器对太阳能传输系统进行控制，实现对电网的管理，进而达到节能的目的。现如今太阳能在人们的生活中十分普遍，例如热水器等，其运行原理便是通过安装的太阳能电池板将公共电网进行连接，进而构成光伏系统，不仅提高了能源的利用效率，同时也减少了能源的损耗。

2.3 地热能源的开发

受社会发展的影响，人们的取暖设施愈发先进，尤其是地热资源的应用，逐渐成为现阶段家庭中取暖的主要设施。在我国，拥有丰富地热资源的地区主要在云南以及一带，经过相关的调查分析可知，现阶段我国地热田数量约为300左右，天然热量能够达到1.1×102J/年。由此可知，地热资源的开发是现阶段推动电力新能源发展的主要内容，在地热资源的开发中，我国还存在比较大的发展空间。除此之外，开发地热资源，不仅能够推动我国电力行业的发展，对于农业的发展也具有一定的重要性。

结论

综上所述，受我国经济发展的影响，社会中对于电力的需求逐渐增大，然而随着需求的不断提升，电力能源也出现了紧缺的现象，为了解决这一问题，开发电力新能源，推行电力节能技术，是现阶段促进电力行业发展的主要手段。文章针对电力新能源的开发，对电力节能技术的应用手段进行了阐述，通过文章中的分析，希望能够在此基础上全面提升电力新能源开发效率，实现电力能源节约，减少能源的消耗，进而推动我国电力行业的可持续发展。

参考文献

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一、引言

随着我国各行各业的发展，各类产业的用电需求越来越大。无论是生产还是生活，人们与电力的关系已变得密不可分。所以，电力在人类社会中正扮演者愈来愈重要的角色。但是据了解，电气工程及其自动化无论是在过去的开发时期，还是现在的使用时期，都需要消耗大量能源，在电力的生产和传输过程中都存在着可避免的能量损耗。通过电气工程及其自动化的知识与技术，提出节能设计的方案，使电力生产和传输得更加节能。

二、电气工程及其自动化存在的问题

（一）自动化程度不够高从电网调度来看，相比发达国家，我国的电网调节的自动化程度还不够高。目前我国现有技术不能将电网的各环节联系在一起加以控制，只能实现对单个系统或设备的控制。因此需要人员来做协调控制，可能会造成人为误差，使得需要调节的时候没能做出正确的抉择而导致能源的浪费。此外，电力仪表的作用也不容忽视。电力仪表是可以监测、分析电能质量和电力故障的重要仪器。如果想要进一步实现节能，则离不开对电网中各代表性节点的监测，而现有的电力仪表多用来监测、判断电力故障并给出相应的措施，所以需要进一步发展电力仪表，以监测更多的数据来实现节能。

（二）部分线路传输损耗较高在电网的实际运行中存在着各种各样的损耗，例如传输过程中的变压器损耗，电力电缆损耗、无功损耗等。由于这些损耗是由电流通过导体，使导体发热而产生的，因此此类损耗无法避免，但可以通过采取一定的手段使得在保证电网安全、稳定运行的前提下，将损耗降到最低，让电能尽可能少的转化成其他能量，从而达到节能。

（三）新能源的并网运行不够可靠目前我国新能源主要为风力发电与太阳能发电，相比火力发电、水力发电、核电，后者只要运行得当、保证其稳定性即可实现其并网运行。而风力发电与太阳能发电这类新能源对天气的要求很高，贸然并网，如果用户端用电需求突然升高，而当地却为阴天或无风的天气，如果不加大周围火电厂的供电量，那么供电平衡将会破坏，甚至导致整个电网出现重大事故；反之，当用户端用电需求量突然降低，同样如果不采取相应措施，新能源发电厂发出的电能就会过剩，并以其他形式能量释放，造成严重的浪费。而天气的变化十分复杂，所以如果想要真正利用好新能源，以目前的科学技术来看是远远不够的。

三、电气工程及其自动化节能设计方向

（一）提升AVC系统性能在电网中，AVC系统指的是电网的自动电压无功控制，其能够保证电能质量、输电效率，降低网络损耗，使供电系统稳定、经济地运行。因此，如果对该系统稍加改动，即可提升电网的节能运行性能。而目前我国的AVC系统缺乏全局运行的监视、系统数据太多人工处理麻烦，使得工作效率低等问题。所以要想发展AVC系统则需要改进系统的界面，使得数据更加直观；提升AVC系统的分析功能，使其达到人工智能的水平，能在不断的分析结果中不断学习，从而达到精确的自我分析来帮助工作人员判断。

（二）更换线路传输上文中已提到，线路中的传输损耗主要由导体发热产生。而导体发热的主要原因是由于电阻阻值偏大，导致流过的电能被转化为了热能，因此只要合理降低传输线路上导体的电阻即可降低损耗。降低导体的电阻，一般可以采用适当增大导体截面积的方法。目前在我国的配电网中，部分线路还存在着导体截面小、线路老化、线损率较大的情况。此外，配电网中的变压器也存在基本参数偏大的情况。所以，应更换老化的设备与高能耗的线路和变压器，还要加强建设出更加合理的电网结构。

（三）使新能源并网变得可靠要想让家家户户安全地使用新能源，就必须先解决新能源并网的问题。要想实现并网运行，就必须满足四个基本条件：发电机与系统的频率、相序、相位、电压均相同。这些条件现可以满足，但这仍然不够。由于新能源受天气影响，发电的质量会受到影响，比如当阳光照射强度发生变化时，发电过程中就会改变输出功率、产生一定的谐波。由于这种不确定因素均与天气相关，所以只要将天气中的某些可测得的、有效的数字参数与发电出力联系在一起，得到新能源发电规律的曲线，并反馈给电网调度员，即可实现新能源并网运行。

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关键词：电力设计;节能措施;电力工程;能源

中图分类号：TU85 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2014）-11-00-01

一、电力工程中提倡节能的意义

（一）电力工程行业是我国能源生产和消耗的重要部门，担负着为国内输送电能的重要使命，为经济生产发展保驾护航。电力工程领域能否行之有效的开展节能工作，对我国整体能源的节省起着重要影响。所以我们需要在电力工程设计中采取更加有效的节能措施，降低电力工程领域的能耗比。

（二）我国电力工程的节能重点是如何能高效率高品质的提高能源的使用，并且研究出各项措施进行节能，节能措施在电力工程中的使用，能极大缓和国内对能源需求的迫切同时降低企业的能耗，提高综合市场竞争力，电力工程领域中的节能消耗措施更有助于我国环保事业的发展，作为我国可持续发展道路上的长远决策，更是基础国策，电力工程领域的节能措施与我国发展目标是一致的，是我国实现可持续发展与构建和谐社会的主要力量。

二、电力工程节能中存在的问题

在我国企业当中，电力需求大、费用高的问题一直存在。这种情况不仅增加了经济投资也对生态环境造成了破坏。很多的节电宣传和规范落实不到位、没有提高紧迫性等原因而不能很好的实施。

（一）变电所的位置以及低压供电线路设计不合理造成的电力消耗。由于实际地理条件的变化或生产需求的不同，变电所位置不合适，使供电总线路过长压力变大。或者的为了节约资金，减少了配电箱的数量，导致配电箱超负荷运行，增加了线路使用压力和线路以及开关的损耗。

（二）对电力节能改造的资金和技术投入不足，过多重视眼前经济效益，对节能改造问题就不再那么重视。对电力节能方面的管理问题，在定期对电力计量工作当中不严谨，技术水平较低，不够重视。

三、电力工程设计中的节能技术

（一）加强运用价格机制对于用电的调控。现代社会的市场经济下，价格对普通的民众和中小型企业来说都是市场经济中重要的部分，是市场供求中的杠杆。电力工程设计中电力有时候会出现短缺的情况，所以抓好电力资源的有效配置，有效把控用户用电的最大负荷量。实施峰谷分段电价，要积极调控管理技术，加强对于用户用电的调控管理。

（二）供配电系统的节能重点应该在设计、优化阶段，而这块往往容易被忽视，要从根本上出发控制电能的利用，在企业中要进行合理的水电和火电的联合调度模式，优化电网调度模式，提高输电的质量。供电电压的选择应根据用电容量和供电距离并考虑当地电网现状、用户的用电负荷性质及未来发展规划等因素综合而定，装机设备等级和设备状况以及平均负荷率直接制约着输电的质量，是电网发电的重要经济性指标，通过节能型变压器的使用，降低其本身造成的电力损耗。降低综合线损，通过科学调控手段的采取，根据各个发电厂的实际运营情况，制定出科学的配置方案减少电力损耗。

（三）节能型变压器，变压器是输变电行业中的主要耗能项目，我们要在条件允许的情况下进行改造，维护和保持三相负荷之间的平衡安全。在节能技术的设计中一定要保护三相技术的平衡性，如果三相负荷不能平衡的时候，就会带来漏电的隐患，变压器负载荷度与电流间是呈正比的关系的，灵敏相的漏电会直接导致变压器功率损耗的加大，不灵敏相的漏电还会直接引发触电事故。危害到人身安全以及财产损失，所以，电力工程设计中考虑到三相平衡问题是十分有必要有意义的。

（四）对运行中的电压进行实时有效的调节。电力工程设计中在电压及线路上作出一定的调节，理调节电压的运行，保证供电的质量，实现有效的节能，根据电压的平方和有功的耗损之间是正比的关系的理论，自动调节压力的变压器可以一定程度上保证输出电压的稳定性。另外在制定节能措施中要注意自然因素和部分人为因素，最大限度地避免可能造成危害的因素。

（五）减少设备的无用功的消耗。在电力工程的设计中可以设置并联电容器来减少供电中感性负荷的产生来控制电能的损耗，作出无功补偿。无功补偿大大降低了无用功的损耗，节省了可开支。动态的无功补偿是无功的发生器巨大提升，这种方法产生的谐波少，有效地改善了供电质量。相关的设计人员应当从多方面考虑，敢于创新实践，主动寻求更多新型的节能能源，完善设计人员素质和技术，进一步提高电力节能措施。

（六）新能源的应用，风能和太阳能是我国电气新能源开发的重要资源，电气新能源的开发分析随着工业经济的迅速发展，我国能源问题也面临着越来越严峻的挑战，除了要从意识上技术上节约电能之外，还应当大力开发电气工程新能源。以政府为保障不断加大新能源的开发力度，将开发新能源作为现阶段节约能源战略的重要措施之一。煤炭是我国主要的电力能源，但能源利用的效率很低下，与天然气相比，煤燃烧时每单位能量排放的二氧化碳量也要更多。所以，要着手调整和优化能源结构。我国很多地区和企业已经开始采用新能源发电，一定程度上为减少了城市污染。天然气在安装中比煤的价格便宜，更适合大范围运用。

（七）积极研究和寻找开发新型节能技术。和世界先进理念接轨，寻找更多有效的节能技术，多方位开展节能工作，选择节能设备，并利用到可以利用的天然资源。例如有些企业中推广使用离子点火助燃技术了，自然，环保科学，属于有效节能减排的新兴技术，减少了污染物的排放。新技术在不断地开发，需要全球的共同努力为世界可持续发展做出一份贡献。

四、结语

综上所述，电力工程设计中应当提高节能减排观念，改进节能技术，不断创新发展，并且将节能意识推广到生活中。电力工程设计的节能措施需要设计工作人员的共同努力，在设计上考虑充分，同时注重节能和安全性问题，真正意义上落实节能措施，保证社会绿色环保可持续发展。

参考文献：

[1]阳煌.浅析电力工程设计中的节能措施[J].魅力中国，2014，（5）

[2]陈锡坤.电力工程设计中的节能措施探索[J].科技创新与应用，2011，（19）：110

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关键词　新能源；新能源产业；日本；中日比较

中图分类号C921.2　文献标识码A　文章编号1002-2104(2010)06-0103-08

近年来，随着全球能源格局的调整，新能源产业引起了各国的日益重视。各国均把发展新能源看作是一场长期革命，都希望在未来的经济发展中占领产业与科技制高点，以美国为代表的很多发达国家甚至将发展新能源产业作为摆脱金融危机的重要战略手段。2008年，世界风能装机总量达到1.21亿kW，是1998年的12.5倍；全球累计光伏装机达到1473万kW,为1998年的15.3倍。从长期看，随着新能源利用成本的降低，未来将会有很大的发展前景。中国已经成为世界第二大能源消费国，并且将在3～5年内超越美国成为世界最大能源消费国。而作为世界上最大的二氧化碳排放国，尽管中国的人均排放水平仍只有美国的1/4、日本的1/2，中国将面临越来越大的国际压力。大力发展新能源产业，将是中国解决能源环境问题、履行对国际社会承诺的重要突破口之一。在新能源产业发展方面，日本是世界上最早起步的国家之一。在这方面，既有成功的经验，也有诸多教训，值得中国借鉴和吸取。

1　新能源产业的发展历程

1.1　先行发展的日本新能源产业

由于自身的能源资源匮乏，日本是世界上最早重视发展新能源的国家之一。日本新能源发展具有“自上而下”特征，初期是通过政府政策启动的，石油危机与能源紧张是推动日本发展新能源的主要动力。1973年，第一次石油危机爆发。1974年，日本就实施“新能源技术开发计划”(也被称为“阳光计划”)，其核心是大力推进太阳能的开发利用，此外还包括地热开发、煤炭液化和气化技术开发、风力发电和大型风电机研制、海洋能源开发和海外清洁能源输送技术等。

1979年，第二次石油危机爆发。1980年，日本推出了《替代石油能源法》，设立了“新能源综合开发机构”(NewEnergy Development Organization，简称NEDO)，开始大规模推进石油替代能源的综合技术开发，主要包括核能、太阳能、水力、废弃物发电、海洋热能、生物发电、绿色能源汽车、燃料电池等。

1993年，日本政府将“新能源技术开发计划”(阳光计划)、“节能技术开发计划”(月光计划)和“环境保护技术开发计划”合并成规模庞大的“新阳光计划”。“新阳光计划”目标是实现经济增长、能源供应和环境保护之间的合理平衡。

1997年，日本又出台了《促进新能源利用特别措施法》(Law on PromotingUse of NewEnergy)，它也被称作《新能源法》。该法的目的是为确保安定稳妥地供给适应内外社会环境的能源，在促进公民努力利用新能源的同时，采取必要措施以顺利推进新能源的利用。该法于1999、2001、2002年进行了三次修订。

为解决新能源发电上网问题，2002年5月，出台《电力设施利用新能源的特别措施法》(Special Measures Law on theUse of New Energy bv Electric Utilities)，即强制上网配额法(Renewables Portfolio StandardsLaw，RPS Law)，规定电力企业必须购买的新能源发电配额。

但进入本世纪以来，随着国际能源价格不断上涨和全球气候变暖形势日益严峻，其他国家(尤其是欧洲国家)对新能源的支持力度不断加大，日本逐步丧失了新能源产业发展领军者的地位。

为提振本国新能源产业(尤其是光伏太阳能产业)，2008年11月，日本经济产业省联合其他三省《推广太阳能发电行动方案》，提出了多项促进太阳能利用的优惠政策，将太阳能发电作为了日本新能源产业发展的重点。新上任的鸠山内阁也将发展新能源作为一个重要的经济纲领，提出了更远大的新能源发展目标。但是，由于形势变化及自身问题，日本已经不可能再成为世界新能源产业领跑者了。

1.2　后发优势的中国新能源产业

与日本的情况不同，在中国，新能源产业发展起步相对较晚，初期发展具有“自下而上”的特征。中国开始利用新能源主要是从农村开始的，特点是农民分散、自发地进行，而不是通过产业化、规模化、市场化的方式进行的。最早开始利用的可再生能源主要是沼气、太阳灶等，20世纪80年代户用太阳能热水器开始普及。上个世纪90年代后半期，中国开始注意从政策上引导新能源开发。

2000年以来，中国政府对大了可再生能源开发的支持力度。2003年，国家发展和改革委员会专门成立了能源局，其下设立可再生能源管理处。能源局成立后，将发展风电作为大规模开发可再生能源的切入点，从2003年开始，能源局组织了一批风电特许权招标项目，取得了很好的效果。2005年《可再生能源法》的颁布，标志着中国可再生能源发展进入了一个新的历史阶段。此后，国家发改委和其他相关部委出台了一系列配套法规和政策，如《可再生能源中长期发展规划》、《可再生能源发展“十一五”规划》，逐步构建起了促进可再生能源发展的政策架构。

随着能源供求格局的变化和政府支持力度的加大，中国的新能源产业出现了超预期增长。中国在光伏设备制造市场份额、太阳能热水器普及、风能设备制造与风能利用等方面很快赶超了日本，展示了明显的后发优势。但是，非理性投资所导致上游产能过剩、下游制度瓶颈等问题，正阻碍着新能源产业的健康有序发展，中国新能源产业发展正处于“蜕变期”。

2　新能源产业的发展现状

2.1　日本新能源发展难以实现预期目标

根据2008年3月修订的《京都目标实现计划》(KyotoTarget Achievement Plan)，日本新能源发展的近期目标是2010年新能源占一次能源总量的大约3％。从现有情况看，距离理想目标还有相当大的差距。根据日能能源经济

研究所(IEKI)的预测，到2010年，日本的新能源占比大约只能到1.9％。以光伏为例，2008年，日本的光伏装机仅为210万kW，而2010年的预想目标是482万kW，为达到这个目标，日本必须保持年均50％的增速。在风能方面，日本目前的装机为188万kW，而2010年的预期目标是300万kW，为达到目标，日本必须在今后两年保持26％的增速。

在中长期目标方面，到2020年，可再生能源占比为7％，水电之外的新能源占比为4，3％；到2030年，日本的可再生能源占比大约为11％，其中，新能源为7％，大约为3200万千升原油当量。这一比例大大低于欧洲2020年可再生能源占20％的发展目标。当然，不同地区差异，东京提出到2020年可再生能源占比达到20％的发展目标。能否实现这些中长期目标，主要取决于两个因素：从外部因素看，是国际能源供求格局和减排压力；从内部因素看，长期制约新能源产业发展的制度障碍能否得到消除。

2.2　中国新能源产业的超预期发展

中国是个新能源资源丰富的国家，近年来新能源产业发展迅速，某些领域的发展速度甚至超出预期。例如，风能装机2006～2008年连续实现翻倍增长，2008年已经超过1200万kW。2009年，中国风电新增装机容量还会翻番，中国风电新增装机占全球总量中的比重，将由2008年的23％增至33％以上。按照目前的发展速度，中国将一路赶超西班牙和德国，至2010年风电总装机容量有望跃居世界第二位，并提前10年实现2020年风电装机容量3000万kW的目标。某些机构乐观地预期2050年中国将有30％以上的能源需求依靠新能源来满足，届时风电装机甚至可能达到2.5亿kW以上。

2.3　中日发展现状对比

中国是世界可再生能源利用规模最大的国家，全部可再生能源折合1.72亿t标油，在占一次能源的比例方面，中国的可再生能源占比是8.6％，日本为4.2％；其中，水电之外的新能源占比，中日两国分别为1.5％和1.3％。从规划看，2020年，中国可再生能源占比为15％，其中新能源为6％以上；日本则为8％，其中新能源为4.3％。日本提出了更远大的目标(2020年，可再生能源占比为10％，光伏装机提高到原来的2.5倍)。

在新能源产业发展方面，中国发展较快的是风电、沼气和太阳能热水器，日本则是光伏发电、垃圾和生物质发电、新能源汽车等。

2.4　新能源产业发展面临的共同问题

由于国情不同，中日在新能源产业发展方面面临的问题有所差异。但两国都面临着两大根本问题：一是高成本问题；二是入网难问题。

2.4.1　高成本问题

新能源的高成本问题是包括中国和日本在内的世界各国普遍面临的难题，但中日两国的成本结构存在一定差异。日本是最早研发新能源技术的国家之一，在生物发电、太阳能、风能等领域拥有大量自主创新专利。日本新能源设备生产企业不需要像中国企业一样，向国外同行支付高昂的技术专利费用。但日本是个高成本(高收入)的国家，人工成本远远高于中国，这是导致近些年日本新能源设备的性价比优势逐渐消失、市场份额逐步降低的重要因素。与此同时，这也导致日本国内的新能源利用成本远远高于中国。但是，考虑到日本的高能源价格，新能源的高成本问题可能在中国更为突出。

以光伏太阳能发电为例，日本的每千瓦综合安装成本平均比中国高出40％以上，屋顶太阳能的安装成本在每千瓦70万日元(5万元人民币以上)。但是，从相对成本的角度看，目前日本的零售电价大约是每度电25日元(约1.9元人民币)，是中国的近4倍。因此，相对于传统发电，日本太阳能发电的相对成本甚至低于中国。据笔者测算，在日本，按照现行政策与电价，居民投资屋顶太阳能发电系统的回收期大约为25年。作为一种政府补贴(占投资总额的10％)下的自愿行动，这项投资已经得到了大范围推广，2009年以来又重新呈现了快速上升趋势。2008年11月，在新的太阳能行动计划中，政府提出通过支持产业发展和太阳能推广使用，要在3～5年内使得太阳能发电系统成本降低50％。相比较而言，中国距离这一阶段还有很长一段路要走。

2.4.2　入网难问题

从技术的角度讲，风能、太阳能等新能源虽然属于绿色能源，但由于其发电的不稳定性，对于电力企业而言，它们并不是一种可靠的优质电力供应源。传统电网必须经过更新改造后才能具有更强的新能源接纳能力。但更关键的还在于利益因素，即与新能源发电上网相关的成本如何分担，收益如何分享。在这方面，中日两国都面临着类似的难题。

在日本，电力市场仍是一种“诸侯割据”的区域垄断格局，“厂网一体”的七大电力企业分割了全国的市场。它们拥有自己的热电厂与核电厂，在电力市场饱和的情况下，利用新能源发电就意味着已有投资的收益受到很大损失，因此，它们没有动力发展新能源。日本虽然实行了强制发电配额制度，但“电力供应安全”和电网改造成本分担又成为了它们推拖新能源发电上网的主要说辞。日本电气事业联合会(Federation ofElectric Power Companies，简称FEPC)主席在2008年3月曾提出，日本现有电网可接受的风能接入规模只有500万kW，大约是现有装机的3倍；而太阳能发电装机上限为1000万kW，大约是现有水平的7倍。若想更多地利用可再生能源，电网系统设施要进行重大创新，谁将为此付费是个重要问题。从政治的角度考虑，这些历史悠久、拥有丰厚资本的电力企业往往与政治家和官僚保持着密切联系，有着十分强大的政治影响力。因此，自民党政府若想实现其发展低碳经济的远大目标，必须在电力产业制度上真正取得突破。

在中国，虽然实现了厂网分开改革，但新能源发电上网难问题同样存在。以风电为例，2008年底我国有超过1200万kW的风电机组完成吊装，其中1000万kW风电机组已通过调试可以发电，但由于电网建设滞后以及风电并网中的一些技术、体制和管理上的障碍，2008年底实际并入电网的风电装机容量仅为800万kW，由电网因素导致的装机容量浪费约200万kW。

现行《可再生能源法》虽然规定了全额收购制度，但主要是通过电网覆盖范围内发电企业与电网企业履行并网协议来解决，实施中由于双方企业利益关系和责任关系不明确，缺乏对电网企业有效行政调控手段和对电网企业的保障性收购指标要求，难以落实全额收购的规定。此外，现行可再生能源法对电网企业规划和建设配套电网设施没有做出规范，电网规划和建设滞后于可再生能源发电的情况突出，造成一些地区可再生能源发电项目难以及时并网发电。

3　新能源产业发展政策

为了解决新能源的高成本和市场推广问题，促进本国的新能源产业发展，日本采取了一系列财税政策和监管政策。在这方面，中国也采取了类似措施，如政府补贴、税收

优惠、RPS、上网电价、净电表制度等。两国都采取了但也有不同之处，例如，日本没有采取竞标制度和明确的上网电价制度，这是由两国的电力体制差异造成的。总体而言，中国的政策体系更为完善，支持力度更大，但在配套政策和贯彻执行方面与日本有一定差距(见表4)。

3.1　政府补贴

日本对新能源产业的补贴有多种形式，包括对研发的补贴、对家庭购置新能源设备的补贴、对新能源投资项目的补贴等。

1980年代，日本开始对小规模的风电进行补贴。从1994开始，为保证新阳光计划的顺利实施，日本政府提出每年为此拨款570多亿日元，其中约362亿日元用于新能源技术的开发，预计该计划将会延续到2020年。1998年，日本启动了“促进地方使用新能源方案”(Promotion for theLocal Introduction of New Energy)。该方案提出，通过新能源综合开发机构补贴可再生能源项目，公共机构和非政府组织也可以因推广各类新能源而获得补贴，补贴额上限是开发、推广等活动支出的50％。表5说明了经产省2008财年与新能源相关的预算分配情况，计划资金总额达到1113亿日元(经产省补贴，不含环境省预算部分)，是10年前的2倍。

补贴措施在推广新能源方面发挥了重要作用，太阳能产业案例就从正反两方面说明了这点。从1994年到2005年，日本政府对住宅用的光伏发电实施了补贴，累计补贴总额达到了1322亿日元。这项措施有效地刺激了光伏发电的市场需求，与补贴前相比光伏发电的利用量增长了6倍，而光伏发电系统的安装成本由1992年的每瓦370万日元降到了2007年的每瓦70万日元。在2007、2008年暂停了家庭太阳能光伏发电补贴后，日本光伏发电装机增速明显放缓。日本在2009年1月又推出了新的补贴措施，即使在金融危机的背景下，光伏装机出现了显著增长。

在中国，政府也通过多种形式向新能源产业提供补贴。根据《可再生能源法》，国家设立可再生能源发展专项资金。2006年5月30日，财政部了《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》，可再生能源发展专项资金通过中央财政预算安排，通过无偿资助和贷款贴息对重点领域的可再生能源的开发利用项目进行扶持。2007年1月，国家发改委了《可再生能源电价附加收入调配暂行办法》，建立了可再生能源电价附加资金制度，征收标准为每千瓦时2厘钱，2009年全年预计征收45亿元左右。根据2009年8月31日的《可再生能源法修正案(草案)》(征求意见稿)，国家准备将可再生能源发展财政专项资金和可再生能源电价附加合并在一起。

从补贴形式上看，中国的补贴形式更为多样：①价格补贴，如生物质发电补贴电价标准为每千瓦时0.25元，对两个光伏示范项目(崇明与鄂尔多斯项目)的补贴标准为每千瓦时4元；②研发补助：“十一五”期间，超过10亿的预算将通过国家科技攻关计划、“863”计划、“973”计划等投入到各类新能源研发项目中；③投资补贴：如“太阳能屋顶计划”(补贴20 000元/kW)和“金太阳示范工程”(补贴系统投资的50％～70％)。

总体上看，中国的政府补贴度明显高于日本。例如，在中国，光伏发电补贴占投资的比例是50％～70％，甚至更高，而日本是10％～50％。

3.2　税收优惠

日本对于开发新能源的行业企业都实行一定程度的税收优惠。为了鼓励对尚未发展起来的新能源进行开发，在1998年的税制改革中，日本将开发新能源写入1998年的“能源供需结构改革投资促进税制”(Tax Incentives toPromote Investment in the Energy Supply and Demand StructureRefoml)之中。2008年的《推广太阳能发电行动方案》(Action Plan for Promoting the Introduction of Solar PowerGeneration)提出了针对家庭部门和产业部门利用太阳能的税收优惠：①家庭贷款税(Home Loan Taxation)：贷款余额的1％可以从收入税中扣减(持续10年)；②改革促进税(Reform PromotionTaxation)，如果采取了节能方面的改革，大约10％的改革成本(上限为500万日元)从所得税中扣减。

在中国，政府也广泛运用税收政策对水能、生物质能、风能、太阳能、地热能和海洋能等可再生能源的开发利用予以支持，对可再生能源技术研发、设备制造等给予适当的企业所得税优惠。具体而言，中国对可再生能源给予了以下税收优惠：①增值税优惠，包括垃圾发电增值税即征即退政策(2001)、风力发电增值税减半征收政策(2001)；变性燃料乙醇增值税先征后退(2005)；②消费税优惠，如变性燃料乙醇免征消费税政策；③进口环节税收优惠政策，如原来实行的进口风力发电机与光伏电池免征进口关税和进口环节增值税政策(刚刚取消)；④企业所得税优惠政策，如5年内减征或免征所得税、加速折旧、投资抵免等方式的税收优惠等。另外，我国大部分地区对风电机占地采取了减免土地税和土地划拨政策，实际上风机征地是零费用。由此可见，我国针对可再生能源产业的税收激励政策已有多项出台，相比日本，中国的税收优惠政策种类繁多、灵活多样，但这种支持并未形成十分完善的制度体系。

3.3　强制上网配额(RPs)监管

在日本，RPS法律在新能源推广应用方面发挥着核心作用。为解决新能源发电上网问题，2002年5月，出台《电力设施利用新能源的特别措施法》(Special Measures Law 0ntheUse 0fNew Energy bv Electric Utilities)，也被称作强制上网配额法(Renewables Portfolio Standards Law，RPS Law)。该法规定，从2003年4月开始，强制电力企业提高新能源发电(光伏发电、风能发电和生物质发电)使用比率。该法适用的新能源类型：风能、光伏、地热能、小水电(1000kW或以下)、生物质能。

到2014财年，要有160亿度新能源发电供应给所有电力设施。2006财年的新能源发电量约为65亿度。电力设施企业可从以下方式中选择对自己最有利的方法：独立进行新能源发电；从别的发电企业购买新能源电力；从别的发电企业那里购买新能源电力的当量额。

在中国，政府也实行了RPS做法。《可再生能源中长期发展规划》提出，对非水电可再生能源发电规定了强制性市场份额目标：到2010年和2020年，大电网覆盖地区非水电可再生能源发电在电网总发电量中的比例分别达到1％和3％以上；权益发电装机总容量超过500万kW的投资者，所拥有的非水电可再生能源发电权益装机总容量应分别达到其权益发电装机总容量的3％和8％以上。中国

还要求国家电网企业和石油销售企业要按照《可再生能源法》的要求，在国家指定的生物液体燃料销售区域内，所有经营交通燃料的石油销售企业均应销售掺人规定比例生物液体燃料的汽油或柴油产品，并尽快在全国推行乙醇汽油和生物柴油。此外，中国特别重视太阳能热水器的推广，提出在太阳能资源丰富、经济条件好的城镇，要在必要的政策条件下，强制扩大太阳能热利用技术的市场份额。

3.4　净电表制度

从1994年开始，日本就在家庭光伏太阳能领域实施了净电表制度(Net Metering)，当时是要求电力公司按照成本回收剩余发电。从2009年2月份起，日本政府出台新的买电制度，要求电力公司按照成本2倍的价格进行回收。由此造成的额外成本将会被分摊到全部用电中，由所有国民负担，以此建立一个全民参与的能源使用推广体系，该措施将在10年内有效。

在中国，2009年7月财政部、科技部、国家能源局联合印发的《关于实施金太阳示范工程的通知》提出，用户侧并网的光伏发电项目所发电量原则上自发自用，富余电量及并人公共电网的大型光伏发电项目所发电量，均按国家核定当地脱硫燃煤机组标杆上网电价全额收购。

3.5　绿色电力认证

2001年以来，日本开始实施“绿色电力证书”(GreenElectricity Certificate)制度，申请数量逐年增加。在该制度下，电力用户要根据所需要的电力向认证机构购买绿色电力证书，由此获得的收入将会提供给发电单位，以用于可再生能源的普及推广。购买绿色电力证书的企业可以在其产品上使用绿色环保标示，从而借此提升企业形象，而购买绿色电力证书的成本可以计入损失项。此外，即使是自用的再生能源发电，也可以进行估值，从而转换成绿色电力证书。2008年9月，日本开始向引进太阳能发电系统的家庭颁发绿色电力证书，以推动普通家庭采用太阳能发电。

在中国，上海是最早试行绿色电力的地区。2005年6月14日，《上海市绿色电力认购营销试行办法》获得通过。2006年6月，上海宝钢等15家中外企业与上海市电力公司签订了“绿色电力”购买协议，这些企业可以在产品上使用绿色电力的标志。这标志着上海绿色电力机制正式启动，上海成为中国(乃至发展中国家)第一个启动绿色电力机制的城市。2007年3月7日，上海市电力公司员工开始带头认购绿色电力，绿色电力开始向家庭推广。但总体而言，中国的绿色电力机制尚不完善，尚未建立绿色电力凭证的交易制度。

4　总结与建议

对比中日的新能源产业，我们可以发现：日本的新能源产业技术领先、起步较早，但制度落后正制约着产业发展，逐步丧失了领导者角色；中国的技术总体落后、起步较晚，但制度正在优化，技术水平正在快速提高，新能源产业处于快速扩张期；为支持新能源产业发展，中日两国都采取了很多类似的政策，比较而言，中国的新能源产业政策支持力度大于日本，但日本在政策执行机制方面具有一定优势。

通过对日本新能源产业的剖析及中日对比，可以得出以下启示与建议：

(1)保持新能源产业政策一致性，给予新能源产业发展以持续支持，以不断提升该产业的竞争力。在这方面，日本提供了正反两方面经验。日本是最早对新能源产业发展进行支持的国家，并因此成为世界新能源的领跑者。但是，就在国际油价高企、全球新能源发展方兴未艾的2006年，日本却停止了对最为重要的光伏发电应用领域的补贴(背后原因包括严重的财政紧张、垄断势力的阻挠和新能源入网的技术困境等)，导致日本在生产和应用两端很快被其他国家超越，失去了新能源产业发展的制高点。对于中国而言，目前政府出台了多项支持新能源产业发展的政策，在风电应用、太阳能热水器普及、光伏发电设备制造及生物质能等领域，这些政策取得显著的成绩。借鉴日本的经验教训，中国应保持这些政策的连续性。

(2)推进整个能源行业的市场化改革，特别是能源价格形成机制改革，为新能源产业发展营造良好的经济基础。在日本，新能源产业之所以能较早取得快速发展的成绩，与这个国家20世纪80年代启动的能源市场化改革有着紧密关系。虽然现在日本在电力等领域还存在着一定的区域垄断，但日本的能源产业基本实现了自由化。并且，在那些垄断领域，不同能源品种(如电力和燃气)之间较强的替代关系、日本市民社会的氛围等也在一定程度上限制了垄断力量。市场化的价格(日本的家庭生活用电价格是中国的3倍以上)使得新能源产业有可能在政府支持下获得快速发展。在我国，由于地区之间、城乡之间、城市不同群体之间存在显著差异，由于既得利益制造的重重阻力，目前的市场化改革仍处于初期阶段，只有加快这一改革，新能源产业发展才能获得持久的制度支撑和生命力。

篇(5)

【关键词】新能源，发电，现状，情景

引言

在我国，充足保障电力供应对经济的持续发展必将起到决定性作用，在现有大电网的基础上，大力发展新能源发电技术将是我国电力系统发展的趋势。新能源发电是指某些中小型发电装置靠近用户侧安装，它既可以独立于公共电网直接为少量用户提供电能，也能直接接入配网，与公共电网一起为用户提供电能。它是以资源和环境效益最大化、能源利用效率最优化来确定方式和容量的新型能源系统。

一、我国能源和发电技术的现状

我国作为工业大国和人口大国，对能源的消耗量非常大。近年来，消耗总量的增长速度也非常快：标准煤从2001年的14亿吨增长到2005年的22亿吨，原油进口从2001年7300万吨增长到2008年的1.79 亿吨。电力电能作为能源输出的最大方向，其消耗总量从2001年的3．2亿千瓦增长到了2008年的7．9亿千瓦。如此巨大的电能消耗，必然会加剧能源的需求，对于我国的能源政策也更加不利。

目前，集中发电、远距离输电和大电网互联的电力系统是我国电能生产、输送和分配的主要方式。这种大电网的弊端主要有：不能灵活跟踪负荷的变化，无法及时更改供电量，如冬季取暖负荷的激增就会导致电力供应短时不足；另外，电力系统庞大，事故发生频率高，在这种大型互联电力系统中局部事故极易扩散， 导致大面积的停电，而一旦发生电网崩溃，其所造成的破坏和影响将十分严重。

电能是国民生活和生产的根基，因此无论是从能源角度，还是电力系统自身方面来看，研究新能源发电技术对于我国的现代化建设和人民生活都具有相当大的现实意义和战略意义。

二、我国的新能源发电技术及其现状

目前我国用于发电的新能源主要有风能、太阳能、生物能、核能、地热能等，由于这些能源在我国应用起步时间及其对技术的要求不同，其发展程度也各有深浅，下面坐着就其中几种主要的性能源的应用现状进行具体分析。

2.1 风力发电的应用及现状

风力发电系统由桨叶、机械传动系统、发电机、电力电子装置、升压变压器等组成，风力发电系统的发电过程是一个能量转换过程，风的动能先被风机的桨叶捕获转换为机械能，再经过机械传动系统传递给发电机，由发电机实现机械能到电能的转换，直接接入电网或通过电力电子装置接入电网。目前风机的输出电压多为690 伏，需要经变压器升压到满足电网要求的电压，一般为35 kV 及以上。

自19世纪80年代以来，美国电力工业的奠基人查尔斯•弗朗西斯•布拉升安装了世界上第一台自动运行且用于发电的风机，到现在为止，风机技术发展越来越成熟，尤其是20 世纪90 年代以后，世界各国政府相继出台了风电发展的激励政策等，促进了风电技术的快速发展。目前已经出现了几种成熟的主流技术， 包括失速型恒速风机，主动失速型恒速风机，双馈变速风机，直驱变速风机，半直驱变速风机。

现代风机的单机容量不断增大， 从几百千瓦到兆瓦级。目前市场上的风机单机容量平均约为2000千瓦，风机单机容量最高已达6000千瓦。

1986年4月中国第一个风电场在山东荣成并网发电，1989 年起全国各地陆续引进风机建设风电场，装机容量逐年增长，规模在1000千瓦以上的电场有新疆达坂城、内蒙古辉腾锡勒、广东南澳等地的风电场。2009年底我国风电并网总容量为1613万千瓦，同比增长92．26%，截至2010 年底，风电并网总量已超过2000万千瓦，而我国风电开发潜力超过25亿千瓦。

2.2 太阳能发电技术的应用及现状

太阳能是地球永恒的能源, 我国陆地面积每年接收的太阳辐射得热量在 3.3×103~ 8.4×106kJ/ ( m2•a)之间，相当于2.4×104亿t 标准煤的发热量, 属太阳能资源丰富的国家。全国总面积 2/ 3 以上的地区年日照时数大于2000h,日照得热量在5×106kJ/ ( m2•a)以上。我国、青海、新疆、甘肃、宁夏、内蒙古高原的年太阳辐射得热量和日照时数均较高，属太阳能资源丰富地区；除四川盆地、贵州等地太阳能资源稍差外，东部、南部及东北等地区均为太阳能资源较丰富和中等地区。

太阳能发电有2 种方式，即太阳能热发电和太阳能光伏发。我国在“八五”“九五”“十五”期间，对太阳能热发电技术进行了一些研究，但实际应用尚未真正起步。美国和欧洲一些发达国家目前正处于太阳能热发电商业化的前夕。据专家预测，2020年左右，太阳能热发电系统将在发达国家实现商业化, 并逐步向发展中国家扩展。

太阳能光伏发电技术已日趋成熟，2004 年全球安装的太阳能发电系统装机容量已超过1000GW。中国第一座大功率的太阳能发电站建于内蒙古巴林右旗古力古台村，功率为560W，1982年10月11日正式投运。随后又在建成2座10kW、一座20kW和一座25kW的光伏电池电站。中国目前装机容量最大的太阳能发电工程是安多光伏电站，安多光伏电站于1999年3月建成,，装机容量达100 kW.。该电站自投入运行以来，累计发电量达131280 kW•h，日平均发电量达240kW•h。

2.3 生物质能发电技术的应用及现状

所谓的生物质指的是农林废弃物、水生植物、油料作物、工业加工废弃物和人畜粪便及城市污水和垃圾等。生物质能发电是指利用生物质本身的能量，将其转化为可驱动发电机的能量形式，用来发电，然后将所发电能直接提供给用户或并入电网。

目前，美国在生物质发电领域有许多成熟的技术和实际工程，处于世界领先地位，总装机容量已达10 GW。底特律拥有世界上最大的垃圾发电厂，日处理垃圾量4000t，发电能力65 MW。在这方面，我国尚处于起步阶段，首座国产化的垃圾焚烧发电厂日前已在温州市瓯海区并网发电，日处理生活垃圾320t，年发电量2500万kW•h。

2.4 核能发电技术的应用及现状

核能自从问世以来就被许多专家认为是当代可能大规模开发的新能源，尤其对于能源资源匮乏的国家和地区来说，核能已成为必不可少的替代能源，是解决生态环境问题和保障能源安全供应的有效途径。

我国拥有丰富的核能资源，天然铀提炼及其加工能力已初具规模，能够自行设计制造300MW压水堆核电站的成套设备，正在建造600MW的核电站。我国目前已形成广东、浙江、江苏3个核电基地，自从1985年秦山一期核电站开工至今，我国现有机组11台、装机容量900万kW。

2004 年国务院分别批准了广东岭澳二期、秦山二厂扩建和浙江三门、广东阳江4个核电项目。预计到2020年，我国核电装机容量将达到40GW，占全国发电总装机容量比例由目前的1.7%上升到4%。

2.5 地热发电的应用及现状

地热发电是利用蒸汽的热能在汽轮机中转变为机械能，然后带动发电机发电，这一点和火力发电的原理是一样的，不同的是，地热发电不像火力发电那样要有庞大的锅炉，也不需要消耗燃料，它利用的是地热能，需要有载热体把地下的热能带到地面上来。目前能够利用的载热体，主要是地下的天然蒸汽和热水， 因此地热发电可分为蒸汽型地热发电和热水型地热发电两大类。

20世纪70年代初，我国各地涌现出大量的地热电站，如广东风顺、山东招远、辽宁熊岳、江西温汤等地，建于1977年的羊八井地热电站位于我国羊八井地热田，地热蒸汽温度高达172℃，是我国目前已探明的最大高温地热田。

目前，全球范围的地热发电每年大约以9%的速度增长，以此速度推测，到2020年，全球年地热发电量将达到3180亿千瓦时。我国要发展地热发电，还必须加大对地热资源的勘查，加强对地源热泵技术的研究。

三、新能源发电在中国的应用前景

目前，新能源发电在中国刚刚起步不久，其特点适应中国电力发展的需求与方向，在中国有着广阔的发展前景，具体体现在：

（1）新能源发电是中国发展可再生能源的有效形式。国家“十二五”规划将积极推动和鼓励可再生能源的发展作为中国的重点发展战略之一。一方面，充分利用可再生能源发电对于中国调整能源结构、保护环境、开发西部、解决农村用能及边远地区用电、进行生态建设等均具有重要意义；另一方面，中国可再生能源的发展潜力十分巨大。然而，可再生能源容量小，功率不稳定，独立向负荷提供可靠供电的能力不强以及对电网造成波动，影响系统安全稳定的缺点将是其发展中的极大障碍。若能将负荷点附近的分布式能源发电技术、储能及电力电子控制技术等很好地结合起来构成微电网，则可再生能源，充分发挥其重要潜力。例如，对于中国未通电的偏远地区，充分利用当地风能、太阳能等新能源，设计合理的微电网结构，实现微电网供电，将是发挥中国资源优势，加快电力建设的重要举措。

（2）由新能源组成的微电网在提高中国电网的供电可靠性，改善电能质量方面具有重要作用。中国的经济已进入数字化时代，优质、可靠的电力供应是经济高速发展的重要保障。在大电网的脆弱性日益凸显的情况下，将地理位置接近的重要负荷组成微电网，设计合适的电路结构和控制，为这些负荷提供优质、可靠的电力，不仅可省去提高整体可靠性与电能质量所带来的不必要成本，还可以减少这些重要负荷的停电经济损失，吸引更多的高新技术在中国发展。

（3）微电网与大电网间灵活的并列运行方式可使微电网起到消峰填谷的作用，从而使整个电网的发电设备得以充分利用，实现经济运行。此外，对于中国已有的众多独立系统，在系统中加入基于电力电子技术的新能源并配以智能、灵活的控制方式，一方面可提高系统的智能化与自动化，另一方面也可为企业带来可观的经济效益。

四、结束语

总之，科学技术的不断发展促进了发电技术的进步，新能源在我国未来的应用中前景必将十分广阔，充分利用好各项电能资源有助于缓解国内用电危机，这对于实现社会经济可持续发展也具有重要的实际作用。

参考文献

[1] 赵异波.新能源发电技术的最新进展[J].电工技术, 2004.

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关键词：电气节能；新能源；开发；

中图分类号：F407文献标识码： A

一、电气节能措施

1、运用新型节能技术减少电能消耗

1.1分布式供电技术

分布式供电是相对于集中式供电而言的，是指将发电系统以小规模(数千瓦至50MW的小型模块式)、分散式的方式布置在用户附近．可独立地输出电、热或（和)冷能的系统。较传统的集中供电，分布式供电没有或者很低的输电损耗；另外分布式供电可以利用可再生能源发电，既节能又环保。

1.2电力蓄能节能技术

电力蓄能节．能技术是电力需求侧管理中的一项重要内容，通过对以中央空调蓄冷技术、中央空调余热回收蓄热技术、空气源热水热泵蓄热技术和电炉锅蓄热技术为代表的蓄能节能技术的应用，把电转换为其他能量储存起来，供需要的时候使用。电力蓄能节能技术，可把用电低谷时的电能转换成其他能量储存起来。在用电高峰时释放使用，有效解决资源浪费问题．提高发电设备利用率。

2、通过改造电气设备减少电能消耗

2.1变压器的改造

推广使用低耗损变压器。在整个电网当中．为了适用不同用户对电力的需求，必须要用电压器将电压分级输入．大量的变压器的使用，必然造成总功率的损耗。因此将变压器的损耗降到最低是实现供电系统的节能措施之一。采用非晶合金铁芯的变压器。噪音低、损耗低，空载损耗是常规变压器的20％，而且维护简单，运行费用低，因此推广适用低耗损变压器可是有效降低总功损耗。

变压器参数优化。在传输电量相同的条件下，通过择优选取最佳运行方式和调整负载，是降低变压器电能损失的有效途径之一。在变压器运行过程中，加强供、用电科学管理。即可达到节电和提高功率因数的目的。每台变压器其容量、电压等级、铁芯材质不同，所以有功功率的空载损失和短路损失，无功功率的空载消耗和额定负载消耗的参数各不相同。因此选择变压器的参数和优化变压器运行方式可以从分析变压器有功功率损失和损失率的负载特性入手。选择参数好的变压器和最佳组合参数的变压器运行，可以降低能耗损失，达到节能目的。

2.2优化电网配置

在电网中通常会有大量无功电流，这直接导致线路损耗增大，变压器利用率降低，用户电压不稳定。无功补偿是利用技术措施降低线路损耗的重要措施之一。在有功功率合理分配的同时，做到无功功率的合理分布。无功补偿优化是通过凋整电网中无功电流的分布，从而达到降低网络的有功功率损耗，并使电压水平保持最好的目的。随着计算机技术的不断发展，在高压无功补偿技术方面，开发出的新型低压和高压无功动态补偿装置，已经研制成功并应用到大中小型变电所。新型动态补偿装置，计算机系统控制，实现了无接点化．不产生谐波，无合闸同流；同时有效减小电压闪变和防止系统振荡。并可分相补偿．从而达到减少电网能量消耗，提高供电质量的效果。

2.3降低线路损耗

当电能传输时，在电路网络中就产生功率损耗，一般来说，其与线路的长度和负载的大小相关联。因此，应当尽量提高系统的功率因数、减少导线的电阻，从而降低其损耗。其措施主要有以下几种：①线路路径的选择要合理。为减小导线长度，线路尽可能不走弯路，尽量走直线：②合理选择导线截面积：导线的截面积大小的确定应根据电流指标与经济条件来确定。对于线路较长的电路，在满足电流以及电压降要求的情况下，可使导线的截面积加大1～2级：③合理确定电气用房所在的位置。其遵守的基本原理就是尽量减小供电路径。

2.4空调系统的节能

公共建筑暖通空调系统的能耗至少占建筑总能耗的50％以上，系统节能潜力巨大。具体应遵循一下原则：机电设备启停优化控制；变风量、变流量系统最优控制：冬夏季部分负荷时水泵分设控制：与冰蓄冷相结合的低温送风系统控制：参数设定节能控制，包括温度标准设定、焓值控制、利用室内C02浓度控制新风量等。

二、新能源的开发

面对当今国际社会严峻的能源形势，中国政府高度重视新能源的开发利用，把加快发展可再生能源作为“十一五”时期能源发展的一项重要任务。我国新能源产业目前呈现良好的发展前景，预计到2015年所规划的新能源提供的电力、热水和燃气终端能源产品的总量将达到4300万吨标准煤，并将直接拉动相关行业的发展，带来明显的环境效益。新能源的发展现状有机遇更有挑战，技术与经济问题并存。

1、风能

就风电而言，我国规划的风电基地所在地区电网规模偏小，需要依托更高电压等级、大规模远距离输送因而由此带来了复杂的电网技术和经济问题。大规模发展风力发电，使我们不得不面对系统调峰调频问题。目前，我国平均峰谷差约为30％，部分地区达40％，未来还有可能进一步加大：而系统调峰主要依靠煤电。新能源的大规模开发，将使得系统调峰面临更加严峻的考验。

2、太阳能

太阳能发电技术的发展也亟待社会的支持。以天和家园太阳能试点工程为例，若要收回投资成本，则每千瓦时上网电价应高于3元，远远高于煤电的上网电价：如按现行居民用电价计算，收回投资成本需100年以上。虽然我国光伏产业产品组装能力跻身世界前三，但晶体硅提纯、铸锭切片、逆变控制等核心技术却被国外垄断。中国的光伏产业“两头在外”知识产权掌握度不高，实质上是受制于国外研发企业为其“代工”。虽然我国新能源的发展形势总体上良好，但其事业起步晚、发展快，相关政策法规不够完善，标准体系不够健全，与电网及其他电源的发展不够协调。

3、大力发展新能源有助于共建和谐社会

(1)大力发展新能源可以解决能源危机、缓解运输紧张局面。即使新能源短期内难以占据能源市场的主要份额，但却可以很大程度减轻用电压力，也可以很大程度上减轻电煤紧张的局面，不会出现为了抢运电煤中断其他货物的运输造成的运输紧张。

(2)大力发展新能源有利于节能减排，保护环境。新能源的迅速崛起将使人们对化石能源需求一定程度上减少，小煤窑的开采就会减少，对周边环境的影响也会降低。火力发电对大气的污染也会减轻。

(3)大力发展新能源可以减低通货膨胀。新能源作为能源的重要提供者后，对传统能源如煤、石油的需求就会大幅降低，煤和石油的紧缺情况会得到改善：一旦煤的价格下降，电力的价格就会下降，工业产品价格就会下降。随之许多生产资料和生活资料价格也可能下降。

三、结语

节能与新能源的开发是相辅相成、并列有序的关系，在开发新能源的同时不应忽视节能技术的发展，新能源的开发技术与能力尚不完善，需要长时间的发展与深入研究，是国家能源发展的未来支柱。节能已成为现今各个行业领域关注的重要话题，而建筑电气节能设计的空间还很大，因此，在这过程中扮演重要角色的电气设计人员，应在设计中精心考虑，反复衡量，除了在安全性、可靠性、经济性等各种技术指标满足功能要求的前提下，同时，电气设计人员还要综合考虑各种因素，将节能技术用到建筑电气照明设计中，精心思考，反复斟酌，从而真正达到提高照明效率，节约能源，为经济的可持续发展和节约型的社会做出应有的贡献。

参考文献：

[1]王大国．赵明明.论我国综合布线节能技术的应用及质量控制措施[J]．北京电力高等专科学校学报．2011(17)：119．

[2].张晓路.浅析我国新能源的开发和利用，广州：华南理工大学学报．2010．7月.

篇(7)

关键词：教学改革；新能源发电技术；创新人才培养

作者简介：韩杨（1982-），男，四川成都人，电子科技大学机电学院电力电子系，讲师。

基金项目：本文系电子科技大学中央高校基本科研业务费资助（项目编号：2672011ZYGX2011J093）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）14-0046-02

“新能源发电技术”是电子科技大学电气工程及自动化、机械设计制造及自动化、工业工程三个专业课程体系中的一门重要课程。该课程属于高年级本科生的专业选修课，共32课时、内容多、知识面广、综合性强。[1， 2]由于三个专业的学生知识体系存在一定差异，在教学理念、教学内容、教学方法等方面，需要做出系统的设计和创新。笔者在教学过程中，充分吸收国外高校模块化教学模式、凝练教学内容，充分利用交互式教学方法，采用课堂讲授、提问与解答、课程项目、研究报告等手段，把互动式教学方法成功应用到教学实践中。课程以电能变换与控制为主线，鼓励不同专业背景的学生组成研究小组对课程项目进行协作研究，提升了学生的学习兴趣，培养了学生的自主创新能力。[3， 4]

一、国外“新能源发电技术”教学内容与模式回顾

1.麻省理工学院（MIT）的模块化教学模式

课程简介：课程评估当前和未来潜在的能源系统，包括资源提取、转换和最终使用技术，重点区域和全球能源需求。研究各种可再生能源和传统能源的生产技术，能源最终用途和替代品，在不同国家的消费习惯。

第一部分：能源的背景。欠发达国家日益增长的能源需求、发达国家可持续的未来能源。能源概述、能源供给和需求的问题；能源转换和经济性分析，气候变化和应对措施。模块1：能量传递和转换方法。模块2：资源评估和消耗分析。模块3：能量转换、传输和存储。模块4：系统的分析方法。模块5：能源供应，需求和存储规划。模块6：电气系统动力学。模块7：热力学与效率的计算。

第二部分：具体的能源技术。模块1：核能的基础和现状；核废料处理；扩建民用核能和核扩散。模块2：化石能源的燃料转换，电源循环，联合循环。模块3：地热能源的类型；技术、环境、社会和经济问题。模块4：生物质能资源和用途，资源的类型和要求。

第三部分：能源最终用途，方案评估和权衡分析。模块1：汽车技术和燃料经济政策。模块2：生物质转化的生命周期分析；土地使用问题、净能量平衡和能量整合。模块3：电化学方法电能储存、能量转换，燃料电池。模块4：可持续能源，非洲撒哈拉以南地区的电力系统的挑战和选择。

2.瑞典皇家理工学院（KTH）课程内容与要求

课程内容：替代能源和可再生能源的全方位的介绍和分析，包括整合这些解决方案以满足能源服务的要求。包括现有和未来的替代能源，如水能、风能、太阳能、光伏、光热，燃料处理；可再生能源系统面临的挑战；动态整合各种可再生能源。在整个教学过程中，学生的读、写和研讨主题是“先进的可再生能源系统技术”，特别是通过项目工作和多个为期半天的研讨会对相关专题进行研讨，每个人都参与演讲和讨论，并邀请有行业工程背景的专家和政策制定者来课堂参与探讨，丰富课堂内容、提升教学质量。

课程要求：在课程结束时，学生应能够分析和设计能源系统，利用风能、生物能源、太阳能产生电力或用于加热与冷却。完成课程后，学生能详细说明风能、生物能、太阳能基本原理和主要特点，以及它们之间的区别。能掌握这3种可再生能源系统的主要组件，了解基于化石燃料的能源系统对环境和社会的影响。

3.威斯康星大学（UWM）课程内容与要求

课程内容：学习有关国家最先进的可再生能源系统，包括生物质、电力和液体燃料，以及风力、太阳能、水电。学生们将对可再生能源电力和能源供应做工程计算，并要了解可再生能源的生产、分配和最终使用系统。能源存储、可再生能源政策；经济分析，购买和销售能源；风能理论与实践；太阳能可用性，光热和光伏发电系统；水电；地热，潮汐能和波浪发电；生物能源、生物质燃烧热力和电力；生物质气化，生物油热解；生物燃料的生命周期评估。

课程要求：掌握基本的可再生能源系统的工程计算，了解可再生资源评估和能源基础设施一体化。确定可再生能源系统的环境影响。设计和评估可再生能源系统的技术和经济上的可行性。了解能源在社会中的关键作用。了解可再生能源发展的公共政策、市场结构。卓越学生的学习成果：能够运用数学、科学和工程原则进行实验设计，并能分析和解释实验现象。有能力设计一个系统、部件或过程，以满足预期要求，具备解决工程问题和有效沟通的能力。

二、创新人才培养模式下“新能源发电技术”教学设计

通过对该课程的学习，使学生了解中国的能源现状，掌握电源变换与控制技术的基本原理，掌握光伏发电和风力发电的基本原理及系统的构成，加深对中国风力资源和风力发电基本原理的认识，理解生物质资源的利用现状、转换与控制技术的基本原理，了解天然气、燃气发电与控制技术的基本原理和应用情况。吸收国外经验，设计教学模块。

1.电源变换和控制技术

内容要点：电力电子器件的概念、特征和分类，不可控器件——电力二极管，半控型器件——晶闸管，电力场效应晶体管——电力MOSFET，绝缘栅双极型晶体管——IGBT；AC—DC变换电路：二极管整流器——不控整流，晶闸管整流器——相控整流，PWM整流器——斩波整流；DC—DC变换电路：单管不隔离式DC—DC变换器，隔离式DC—DC变换器；DC—AC变换电路原理、分类、参数计算；AC—AC变换电路。

课堂提问：晶闸管的导通和关断条件是什么？相控整流与PWM整流电路区别是什么？交流调压电路的基本原理是什么？什么是逆变？如何防止逆变失败？

课程项目1：让学生设计一个50kW的相控整流和PWM整流电路，进行MATLAB仿真分析，比较两种整流电路的区别，要求分组讨论、制作PPT演讲，撰写研究报告。

2.风能、风力发电与控制技术

内容要点：风的产生、特性与应用；风力发电机组的结构、分类与工作原理；风力发电的特点、控制要求和功率调节控制；风力发电机组的并网运行和功率补偿：同步发电机组、异步发电机组和双馈异步发电机组的并网运行和功率补偿。

课堂提问：简述风能转换的基本原理。风力机的空气动力学参数有哪些？具体怎么求解？风力机有哪几种分类方法？

课程项目2：让学生设计基于全功率变换器的风力发电系统，在课程项目1的PWM整流电路的基础上，设计整流和逆变电路及其控制算法，进行MATLAB仿真，验证工作原理，要求分组讨论、制作PPT演讲、撰写研究报告。

3.太阳能、光伏发电与控制技术

内容要点：太阳能利用方式、分类及原理，中国光伏发电的历史和研究现状；太阳能电池的工作原理，太阳能电池材料的光学性质、等效电路、输出功率和填充因数，太阳能电池的效率、影响效率的因素及提高的途径；太阳能电池制造工艺，多、单晶硅制造技术；太阳能光伏发电系统设备构成，正弦波PWM技术，逆变器基本特性及评价；独立光伏发电系统的结构及工作原理、系统构成；并网光伏发电系统的分类、特点、结构、供电形式和设备构成。

课堂提问：多晶硅和单晶硅的制造工艺有什么不同？根据制作工艺的不同它们各有什么特点？什么是正弦波PWM逆变技术？并网光伏发电系统由哪几部分构成？

课程项目3：让学生设计小功率并网光伏发电系统，在课程项目2逆变电路的基础上，设计单相及三相逆变电路及其控制算法，进行MATLAB仿真，验证工作原理，要求分组讨论、制作PPT演讲、撰写研究报告。

4.生物质能的转换与控制技术

内容要点：生物质能的定义、生物质资源特点及类别；生物质能转换和发电技术、生物质能转换的能源模形式，城市垃圾、生物质燃气发电技术；生物质热裂解发电技术的分类、生物质热裂解机理，生物质热裂解技术及装置简介；我国生物质能的利用现状及开发生物质能的必要性，生物质能发电前景。

课堂提问：生物质能的优缺点是什么？根据其优缺点如何扬长避短充分利用生物质资源？生物质热裂解的机理是什么？请详细分析说明。影响生物质热裂解的因素有哪些？具体是如何影响的？

5.天然气、燃气发电与控制技术

内容要点：天然气水合物的概念，形成机理及化学性质；天然气的综合利用、环境价值与发展前景；小型燃气轮机发电机组的原理及用途、主要形式及应用前景；燃气轮机组的电能变换与控制系统、电网供电及控制；燃气发电机组的并网运行与控制策略，DC-AC低频并网逆变技术，DC-AC/ AC-DC-AC三级变换高频环节并网逆变技术；燃气发电机组高频并网逆变的控制策略。

课堂提问：小型燃气轮机组并网发电的原理是什么？简述燃气轮机组电能变换系统的结构和工作原理。燃气发电机组高频并网逆变是如何实现的？

三、结束语

在充分吸收国外高校“新能源发电技术”模块化教学模式的基础上，以人才培养为中心，凝练教学内容、改革教学方法，提高了学生对该课程的学习兴趣，课堂互动得到明显改善，不同专业背景的学生能够对课程项目进行协作研究，发挥各自的特长收集和吸收国外前沿技术，在PPT演讲、研究报告撰写方面锻炼了学生的综合能力，取得了良好的教学效果。

参考文献：

[1]何瑞文，谢云，陈璟华.电气工程及其自动化专业建设与实践模式探讨[J].中国电力教育，2012，（3）：72-73.

[2]王三义.浅谈新能源发电技术[J].中国电力教育，2011，（15）：92-93.