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關(guān)鍵詞:鄉(xiāng)村旅游區(qū);可再生能源;旅游循環(huán)經(jīng)濟(jì)
中圖分類號(hào):F590文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1673-0992(2010)03-010-01
一、旅游循環(huán)經(jīng)濟(jì)及其研究現(xiàn)狀
旅游循環(huán)經(jīng)濟(jì)是一種可持續(xù)的旅游發(fā)展模式,是在資源和環(huán)境承載力條件下進(jìn)行旅游開發(fā)和開展旅游活動(dòng),在旅游業(yè)所涉及的食、住、行、游、購、娛等要素中,積極開展生態(tài)旅游、生態(tài)管理和清潔生產(chǎn),倡導(dǎo)綠色消費(fèi)的觀念措施,在旅游區(qū)內(nèi)的工業(yè)、農(nóng)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)之間建立循環(huán)鏈,實(shí)現(xiàn)旅游業(yè)健康可持續(xù)快速發(fā)展。
目前,國內(nèi)學(xué)術(shù)界對旅游循環(huán)經(jīng)濟(jì)進(jìn)行了積極的研究和探索,并取得了豐碩的成果,研究的范圍多集中在概念、運(yùn)營模式、發(fā)展體系和實(shí)踐方面的研究。國內(nèi)對旅游循環(huán)經(jīng)濟(jì)進(jìn)行了多方面的探討,但是沒有進(jìn)行發(fā)展旅游循環(huán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)支撐方面應(yīng)用研究,本文試著從可再生能源技術(shù)在鄉(xiāng)村生態(tài)旅游區(qū)的應(yīng)用入手,探索旅游循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、旅游區(qū)清潔生產(chǎn)的新范式。
二、可再生能源技術(shù)在旅游循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的意義
1.可再生能源技術(shù)介紹
可再生能源是指一些人類認(rèn)識(shí)和利用有著相當(dāng)長歷史且對環(huán)境和生態(tài)友好的永不枯竭的能源。與傳統(tǒng)能源如煤炭、石油相比,可再生能源有著不可比擬的優(yōu)勢,主要表現(xiàn)在:資源豐富,儲(chǔ)量龐大;環(huán)境污染小,干凈清潔,對環(huán)境友好。目前,許多國家制訂了可再生能源發(fā)展規(guī)劃,使其在全球總能源耗的比例由目前的5%提高到2020年的15%左右。隨著一大批成熟技術(shù)的應(yīng)用,可再生能源的市場份額會(huì)越來越大,應(yīng)用的范圍也會(huì)逐漸滲透到各個(gè)領(lǐng)域,成為未來的一種主要能源。
2.可再生能源技術(shù)在旅游循環(huán)經(jīng)濟(jì)應(yīng)用中的意義
(1)節(jié)約運(yùn)營成本
煤炭和柴薪使用簡單方便,前期基本上不需要設(shè)備投入,所以鄉(xiāng)村旅游區(qū)對煤炭、柴薪的利用占有很大的比例,其利用方式也僅僅局限于最基本的燃燒方式。使用可再生能源最主要的是前期設(shè)備投入,成本相對較大,但從長遠(yuǎn)來看,可再生能源設(shè)備只需一次性投入,后期幾乎沒有花費(fèi),且經(jīng)濟(jì)環(huán)保,能夠節(jié)約鄉(xiāng)村旅游區(qū)的運(yùn)營成本。
(2)降低常規(guī)能耗
降低常規(guī)能源的使用的比例是應(yīng)用可再生能源的一個(gè)重要目標(biāo)。鄉(xiāng)村生態(tài)旅游區(qū)具有豐富的可再生能源儲(chǔ)備,比如太陽能、生物質(zhì)能、風(fēng)能等,有些旅游區(qū)還具有豐富的地?zé)崮?。要合理的利用這些可再生能源技術(shù),需要依據(jù)鄉(xiāng)村生態(tài)旅游區(qū)的可再生能源組合情況,科學(xué)合理的制定利用方案體系,把其應(yīng)用到旅游區(qū)所涉及的各個(gè)行業(yè)、部門和區(qū)域,可以有效的替代常規(guī)能源,降低其使用比例,實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村旅游區(qū)的生態(tài)化發(fā)展。
(3)凈化生態(tài)環(huán)境
常規(guī)能源使用所排放的煙塵和燃燒廢棄物等嚴(yán)重影響了旅游區(qū)的光環(huán)境、大氣環(huán)境、生物環(huán)境、水環(huán)境和土壤環(huán)境等,且燃燒廢棄物的隨意堆放或不正當(dāng)處理給旅游區(qū)造成明顯的污染。應(yīng)用可再生能源,沒有SO2、CO2煙塵排放,沒有固體廢棄物產(chǎn)生,不會(huì)對旅游區(qū)的環(huán)境、空氣質(zhì)量產(chǎn)生影響,對旅游區(qū)生態(tài)環(huán)境能夠起到凈化作用。
三、可再生能源技術(shù)在鄉(xiāng)村生態(tài)旅游區(qū)應(yīng)用的推進(jìn)措施
鄉(xiāng)村旅游地多是環(huán)境優(yōu)美、資源組合較好的地方,隨著鄉(xiāng)村旅游業(yè)的發(fā)展,其所暴露的問題如常規(guī)能耗過大、環(huán)境污染日益嚴(yán)重、廢棄物隨意堆放等引起了人們的注意。把鄉(xiāng)村地區(qū)的優(yōu)勢可再生能源技術(shù)利用到發(fā)展旅游循環(huán)經(jīng)濟(jì)中去,對于鄉(xiāng)村地區(qū)節(jié)能減排、優(yōu)化環(huán)境、提高空氣質(zhì)量及對資源循環(huán)利用能夠起到促進(jìn)作用。
1.政策激勵(lì)
與傳統(tǒng)常規(guī)生化能源利用相比,可再生能源的利用前期資金投入較大,旅游企業(yè)難以接受,所以政府應(yīng)該制定相關(guān)優(yōu)惠政策來激勵(lì)可再生能源技術(shù)在旅游區(qū)的應(yīng)用。第一,制定激勵(lì)政策。制定推進(jìn)可再生能源的相關(guān)政策,根據(jù)鄉(xiāng)村旅游區(qū)的規(guī)模、能源利用方式等制定出針對鄉(xiāng)村旅游地區(qū)的激勵(lì)政策。第二,實(shí)行價(jià)格補(bǔ)貼政策。對鄉(xiāng)村旅游區(qū)采用可再生能源技術(shù)的企業(yè)給予政策和資金上的支持、減免稅收、價(jià)格補(bǔ)貼等優(yōu)惠,企業(yè)利用可再生能源技術(shù)的前期成本由政府部分補(bǔ)貼。
2.技術(shù)改進(jìn)
可再生能源技術(shù)在我國還處于起步階段,大量技術(shù)還遠(yuǎn)沒有達(dá)到大規(guī)模應(yīng)用階段,應(yīng)用成本較高,應(yīng)當(dāng)從國家層面加大對可再生能源技術(shù)的研究和改進(jìn)。一方面需要加強(qiáng)研發(fā)工作,各科研部門、高等院校應(yīng)該積極進(jìn)行可再生能源技術(shù)方面的研究和實(shí)踐,使一批處于試驗(yàn)階段的技術(shù)達(dá)到推廣層面,豐富可再生能源的應(yīng)用體系;另一方面,積極的引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù),歐美和日本的可再生能源技術(shù)研發(fā)處于國際先進(jìn)水平,應(yīng)該積極的引進(jìn)并學(xué)習(xí)消化。
3.觀念更新
可再生能源利用技術(shù)是一種環(huán)保型、無污染的、可循環(huán)利用的能源系統(tǒng),但是由于目前設(shè)備成本較高,沒有引起鄉(xiāng)村地區(qū)旅游企業(yè)的重視。應(yīng)該積極的引導(dǎo)鄉(xiāng)村地區(qū)旅游企業(yè)經(jīng)營者意識(shí)到可再生能源的潛在優(yōu)勢,并給予其一定的政策和價(jià)格優(yōu)惠,使其在觀念上意識(shí)到利用這項(xiàng)技術(shù)的重要性和可行性。
4.示范推廣
我國鄉(xiāng)村旅游區(qū)處于旅游業(yè)發(fā)展的初期階段,其能源利用系統(tǒng)尚不是很完善,尤其是以可再生能源為主體的鄉(xiāng)村旅游區(qū)更是缺乏。建立鄉(xiāng)村旅游地可再生能源示范區(qū),具有重要意義,一是可以起到示范作用,其所帶來的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益、社會(huì)效益和成本效益將會(huì)為旅游區(qū)特別是鄉(xiāng)村旅游區(qū)所重視;二是其所建立起來的運(yùn)作模式將會(huì)為其他旅游區(qū)借鑒,為其他旅游區(qū)建立可再生能源利用模式提供經(jīng)驗(yàn)。③
參考文獻(xiàn):
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【關(guān)鍵詞】可再生能源;財(cái)政補(bǔ)貼;可再生能源建筑應(yīng)用
前言
我國太陽能較豐富的區(qū)域占國土面積的2/3以上,風(fēng)能資源量約為32億kW,海洋能資源技術(shù)上可利用的資源量估計(jì)約為4億-5億kW;地?zé)豳Y源的探明儲(chǔ)量為31.6億tce;還有其他如生物質(zhì)能源等。我國可再生能源資源豐富,但我國在可再生能源方面的開發(fā)及利用上卻很少,2006年底,中國可再生能源年利用量總計(jì)為2億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,(不包括傳統(tǒng)方式利用的生物質(zhì)能),約占中國一次能源消費(fèi)總量的8%,為此,我國財(cái)政部制定了《國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑節(jié)能專項(xiàng)資金管理暫行辦法》。以經(jīng)濟(jì)激勵(lì)手段來鼓勵(lì)和推廣可再生能源建筑應(yīng)用,本文就財(cái)政補(bǔ)貼政策對可再生能源建筑應(yīng)用進(jìn)行分析,并提出一些見解。
1 可再生能源
1.1 可再生能源的概念
可再生能源是指可以再生的能源總稱,是具有自我恢復(fù)原有特性,并可持續(xù)利用的一次能源,包括太陽能、水能、光能、沼氣、生物質(zhì)能、風(fēng)能等。
1.2 開發(fā)利用可再生能源對于我國的戰(zhàn)略意義
1.2.1 是落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀、建設(shè)資源型社會(huì)、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的基本要求;
1.2.2 是保護(hù)環(huán)境、應(yīng)對氣候變化的重要措施;
1.2.3 是建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村的重要措施;
1.2.4 是開拓新的經(jīng)濟(jì)增長領(lǐng)域、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型、擴(kuò)大就業(yè)的重要選擇。
2 國內(nèi)外可再生能源應(yīng)用財(cái)政補(bǔ)貼政策
可再生能源技術(shù)一般都為高新技術(shù),其研發(fā)需要投入大量的財(cái)力物力,因其高昂的成本,效率又不是很穩(wěn)定,使其在市場無法與常規(guī)能源技術(shù)相競爭,這大大的阻礙了可再生能源的應(yīng)用與推廣,因此為了促進(jìn)和推動(dòng)可再生能源與建筑的結(jié)合應(yīng)用,世界各國對有關(guān)法律法規(guī)進(jìn)行了調(diào)整,制定了相關(guān)的財(cái)政補(bǔ)貼政策。
2.1 國外可再生能源應(yīng)用財(cái)政補(bǔ)貼政策
2.1.1 投資補(bǔ)貼
顧名思義,投資補(bǔ)貼是對投資可再生能源項(xiàng)目的開發(fā)者進(jìn)行補(bǔ)貼,在世界各國,國家財(cái)政對可再生能源項(xiàng)目的投資補(bǔ)貼比較普片,且覆蓋多種方面技術(shù),如美國,企業(yè)用太陽能發(fā)電和地?zé)岚l(fā)電的投資可以永久享受10%的抵稅優(yōu)惠。太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電和地?zé)岚l(fā)電投資總額的25%可以從當(dāng)年的聯(lián)邦所得稅中抵扣;巴西為可再生能源發(fā)電投資30億美元,對可再生能源項(xiàng)目提供70%的建設(shè)費(fèi)。德國是最大的風(fēng)電生產(chǎn)國,政府自八十年代末以來一直為風(fēng)電場的建造者提供補(bǔ)貼。
2.1.2 用戶補(bǔ)貼
用戶補(bǔ)貼是對消費(fèi)者進(jìn)行補(bǔ)貼,如美國對購買太陽能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的房屋主人,其投資的30%可從當(dāng)年需交納的所得稅中抵扣。
2.2 國內(nèi)可再生能源應(yīng)用財(cái)政補(bǔ)貼政策
我國在可再生能源的發(fā)展上面,財(cái)政上給予了補(bǔ)貼,比如,對農(nóng)村的小水電建設(shè),小型風(fēng)力發(fā)電,沼氣建設(shè),太陽能建設(shè)等都給予了財(cái)政補(bǔ)貼。2009年農(nóng)村可再生能源建筑補(bǔ)助地源熱泵技術(shù)應(yīng)用60元/平方米,一體化太陽能熱利用15元/平方米,以分戶為單位的太陽能浴室、太陽能房等按新增投入的60%予以補(bǔ)助。用于可再生能源建筑應(yīng)用工程項(xiàng)目的資金不得低于總補(bǔ)助的90%。財(cái)政部、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部將組織開展可再生能源建筑應(yīng)用城市示范工作,對納入示范的城市,中央財(cái)政將予以5000萬元的專項(xiàng)補(bǔ)助。隨著國家財(cái)政對可再生能源建筑應(yīng)用項(xiàng)目的推進(jìn),地方政府也準(zhǔn)備了專項(xiàng)資金投入可再生能源建筑應(yīng)用。
3 國內(nèi)可再生能源財(cái)政補(bǔ)貼政策的不足
我國在新能源與可再生能源發(fā)展的初期,資金來源基本為政府的財(cái)政融資,與市場融資相比,財(cái)政融資渠道單一,融資范圍狹窄,因缺乏一個(gè)統(tǒng)籌資金、協(xié)調(diào)行動(dòng)的管理機(jī)構(gòu),財(cái)政部門受本部門利益影響,盲目投資,投資效益低下。由于缺乏行之有效的市場融資機(jī)制,導(dǎo)致行業(yè)投資渠道單一,政府成了單一的投資主體,只靠財(cái)政補(bǔ)貼難以滿足行業(yè)的發(fā)展。我國為了鼓勵(lì)與推動(dòng)可再生能源的建筑應(yīng)用,曾出臺(tái)了關(guān)于稅收優(yōu)惠政策、財(cái)政貼息政策等。但所制定的政策缺乏以市場導(dǎo)向的運(yùn)行機(jī)制,導(dǎo)致在政策執(zhí)行效果方面不理想。由于缺乏目標(biāo)機(jī)制,難以制定長期的穩(wěn)定的發(fā)展規(guī)模及其政策,政策激勵(lì)不夠,也在無形中制約了投資信心。我國在可再生能源建筑應(yīng)用發(fā)展政策上是政府主導(dǎo)型的行政手段,缺乏相應(yīng)的配套法律法規(guī)支撐,我國目前政策體系及其相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)政策法律體系不夠完善,缺乏與之配套的具體措施,經(jīng)濟(jì)激勵(lì)力度不夠,相關(guān)政策缺乏協(xié)調(diào),多數(shù)政策效力層次太低。
4 完善可再生能建筑應(yīng)用財(cái)政補(bǔ)貼的政策
4.1 加大財(cái)政支持力度,
總結(jié)世界其他各國的可再生能源建筑應(yīng)用財(cái)政補(bǔ)貼政策的經(jīng)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)政府的財(cái)政補(bǔ)貼是支持可再生能源建筑應(yīng)用的最主要因素,許多國家政府從財(cái)政和金融方面采取措施,促進(jìn)可再生能源建筑應(yīng)用,包括不限于增加財(cái)政投入、納入財(cái)政預(yù)算、稅收優(yōu)惠、生產(chǎn)抵稅、設(shè)立專項(xiàng)發(fā)展基金等,比如美國,提供消費(fèi)稅優(yōu)惠,通過稅收優(yōu)惠,廢止過時(shí)的不利于基礎(chǔ)設(shè)施投資的規(guī)定,通過減稅等措施促進(jìn)可再生能源在建筑應(yīng)用的開發(fā)利用,又規(guī)定了生產(chǎn)抵稅和生產(chǎn)補(bǔ)助兩項(xiàng)優(yōu)惠。風(fēng)力發(fā)電和生物質(zhì)能發(fā)電企業(yè)自投產(chǎn)之日起10年內(nèi),每生產(chǎn)1千瓦時(shí)的電量可享受從當(dāng)年的個(gè)人或企業(yè)所得稅中免交1.9美分的待遇。通過國會(huì)年度撥款給免稅公共事業(yè)單位、地方政府和農(nóng)村經(jīng)營的可再生能源發(fā)電企業(yè),即每生產(chǎn)1千瓦時(shí)的電量補(bǔ)助1.5美分。
4.2 完善法制保障設(shè)立專項(xiàng)基金
為了確保政府的財(cái)政補(bǔ)貼能具體落實(shí),當(dāng)今世界很多國家都非常重視這方面的立法。我國應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對財(cái)政補(bǔ)貼可再生能源建筑應(yīng)用的實(shí)施監(jiān)督,建立和完善信息披露和法律實(shí)施情況的報(bào)告制度。為了保證有穩(wěn)定的資金對可再生能源建筑應(yīng)用的支持,可以設(shè)定“可再生能源建筑應(yīng)用專項(xiàng)基金”。
4.3 其他相關(guān)配套政策
為了推動(dòng)可再生能源建筑應(yīng)用,我國應(yīng)采取其他的相關(guān)政策措施,如設(shè)定長遠(yuǎn)的發(fā)展目標(biāo),加強(qiáng)可再生能源建筑應(yīng)用的管理與監(jiān)制等,以配合財(cái)稅政策的實(shí)行。
5 結(jié)語
雖然我國的財(cái)政補(bǔ)貼政策是行之有效的,但是仍尚存在一些不足之處。為了加快可再生能源建筑應(yīng)用,我國應(yīng)當(dāng)調(diào)整和完善國家對于可再生能源建筑應(yīng)用方面的財(cái)政補(bǔ)貼政策,創(chuàng)新各種財(cái)政補(bǔ)貼手段,完善投資補(bǔ)貼辦法,拓寬補(bǔ)貼資金渠道,以保障可再生能源建筑應(yīng)用產(chǎn)業(yè)更好地發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
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【關(guān)鍵詞】可再生能源 互聯(lián)網(wǎng) 微電子技術(shù) 應(yīng)用
1 分布式儲(chǔ)能技術(shù)
傳統(tǒng)的電力儲(chǔ)能技術(shù)主要包括抽水儲(chǔ)能、蓄電池儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能和飛輪儲(chǔ)能等等。而在以上儲(chǔ)能技術(shù)當(dāng)中,比較成熟的就是蓄電池儲(chǔ)能,并且鉛酸蓄電池在各行業(yè)當(dāng)中被廣泛應(yīng)用,這也是其他儲(chǔ)能技術(shù)無法比擬的。然而,在可再生能源不斷推廣和應(yīng)用的過程中,傳統(tǒng)的電力儲(chǔ)能技術(shù)已經(jīng)無法滿足人們?nèi)粘I畹男枨?,所以,?yīng)研發(fā)出高效小型儲(chǔ)能器以及儲(chǔ)能管理系統(tǒng),這也將成為分布式儲(chǔ)能技術(shù)未來的發(fā)展需求。其中,鋰離子電池的工作電壓比較高,其能量密度較大,循環(huán)壽命相對較長,而且具有無記憶效應(yīng),所以,是當(dāng)前電子產(chǎn)品中的主要電源,并且成為新能源汽車中重要的技術(shù)路線。但是,鋰離子電池在分布式儲(chǔ)能器中的實(shí)際應(yīng)用仍然存在諸多不足,其電池的電解液容易出現(xiàn)爆炸,而且電池的安全性無法得到保證。
分布式儲(chǔ)能器應(yīng)在多個(gè)方面予以突破與創(chuàng)新,而超級(jí)電容電池比較適用在分布式微電網(wǎng)當(dāng)中。因?yàn)?,超?jí)電容電池,具有較高的安全性,而且成本不高,其比能量和比功率都相對較高,循環(huán)壽命更長。所以,同其他電池相比,電容量受到溫度影響的程度比較小,所以,有可能成為全新的分布式儲(chǔ)能器。其中,超級(jí)電容主要就是把兩個(gè)無反應(yīng)活性多孔電極板懸浮在電解質(zhì)當(dāng)中,而在極板加電以后,極板就能夠分別吸附相應(yīng)的離子,進(jìn)而形成等效超高密度的雙層電容器。超級(jí)電容電池把雙層電容器和鉛酸電池融合在一起,不僅能夠始終保持較高的功率,而且還可以延長使用壽命,使得電路更加簡化,比能量提升,減少了整體費(fèi)用。然而,超級(jí)電容電池中重要的技術(shù)就是碳材料,所以,在有限的尺寸情況下,擴(kuò)大極板有效表面積是十分重要的。此外,要想解決負(fù)極板中存在的硫酸鹽化現(xiàn)象,則可以增加其中所含的碳含量,進(jìn)而對負(fù)極板中的PbSO4積累予以抑制,最終增加電池的使用壽命。
2 信息采集芯片技術(shù)
可再生能源互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)電網(wǎng)最主要的區(qū)別就在于信息技術(shù)的深度融合,而且為實(shí)現(xiàn)能源的共享及運(yùn)行的高效性提供有力的保障。在微電子技術(shù)的基礎(chǔ)上所產(chǎn)生的新型信息采集芯片在可再生能源互聯(lián)網(wǎng)中發(fā)揮著重要的支撐作用,同時(shí)還能夠真實(shí)地體現(xiàn)出信息技術(shù)在可再生能源互聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中的深度融合。
其中,可再生能源互聯(lián)網(wǎng)之所以能夠?qū)崿F(xiàn)電力網(wǎng)絡(luò)的信息化,主要的原因就是信息采集芯片的不斷發(fā)展,然而,這也是可再生能源互聯(lián)網(wǎng)信息的主要特征所決定的。
2.1 海量的數(shù)據(jù)信息
因?yàn)榭稍偕茉椿ヂ?lián)網(wǎng)當(dāng)中的信息,其來源空間分布的十分廣闊,并且數(shù)據(jù)量比較大。所以,信息采集芯片就要在能源互聯(lián)網(wǎng)中進(jìn)行海量裝備,進(jìn)而保證實(shí)時(shí)并且廣泛地監(jiān)控電力網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài),不斷提升可再生能源互聯(lián)網(wǎng)可靠程度。
2.2 信息的多樣化
在能源互聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中,信息種類較多,所以,要采集多樣化并且多功能的信息。最關(guān)鍵的就是對與電學(xué)相關(guān)的信息,因?yàn)檫@部分信息不僅能夠?qū)﹄娔苓M(jìn)行監(jiān)測,同時(shí)還能夠確保電能質(zhì)量所需的質(zhì)量。此外,需要采集與非電學(xué)量相關(guān)的信息內(nèi)容,這樣就能夠直接地反映出電力網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的狀態(tài)信息。當(dāng)可再生能源大量地接入網(wǎng)絡(luò)以后,確??稍偕茉椿ヂ?lián)網(wǎng)穩(wěn)定性的前提條件就是所獲得的分布式發(fā)電裝置與分布式儲(chǔ)能裝置的狀態(tài)信息數(shù)據(jù),同時(shí)還能夠?qū)ζ溥M(jìn)行嚴(yán)格地調(diào)度與監(jiān)控。在微電子微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的過程中,為其提供了成本偏低且能夠集成傳感的方案,進(jìn)而更好地對能源互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)信息進(jìn)行全面實(shí)時(shí)的監(jiān)測。
3 通信芯片技術(shù)
可再生電網(wǎng)和信息網(wǎng)絡(luò)是可再生能源互聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分,而通信的安全與可靠也同樣是可再生能源互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的重要保證。目前所存在的互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)主要就是有線通信與無線通信,能夠保證可再生能源互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的正常。但是,互聯(lián)網(wǎng)開放程度較大,很容易受到攻擊,所以,把電力網(wǎng)絡(luò)全部暴露在互聯(lián)網(wǎng)中并不安全和可靠。因此,在具有較高安全性要求的應(yīng)用當(dāng)中,一定要建立其同互聯(lián)網(wǎng)物理隔離的另外一套通信體系,確保信息的傳輸是安全可靠的。而電力線通信是最佳選擇,電力線路與電力網(wǎng)絡(luò)都是封閉的,同互聯(lián)網(wǎng)是物理隔離,很難受到攻擊,具有極高的安全性和可靠性。將電力線作為重要載體,利用PLC來控制可再生能源互聯(lián)網(wǎng)。然而,PLC芯片本身存在問題,而且,可再生能源互聯(lián)網(wǎng)的規(guī)模比較大,信息采集點(diǎn)比較多,所以,只是依靠PLC是很難將全部通信需求覆蓋的。所以,可以采用無線傳感網(wǎng)絡(luò)當(dāng)作PLC的補(bǔ)充。這樣一來,信息采集就可以配備無線傳感通信芯片,而且,部分無線傳感通信芯片還可以在電力線處獲得電能,但是也有部分無法獲得電能。所以,需要將低功耗芯片技術(shù)同微型超級(jí)電池相結(jié)合,進(jìn)而使芯片的使用壽命更長。
4 結(jié)束語
綜上所述,在可再生能源互聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中,微電子具有支撐作用,而且在可再生能源互聯(lián)網(wǎng)的多個(gè)領(lǐng)域中發(fā)揮著重要的作用。文章對可再生互聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中的微電子技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)地分析,希望可以加快微電子技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,并促進(jìn)可再生能源互聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)步。
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近年來,隨著城鎮(zhèn)化的推進(jìn)和人們生活水平的提高,我國建筑用能需求快速增長。而我國太陽能、淺層地能資源豐富,適宜在建筑領(lǐng)域推廣。應(yīng)用可再生能源合理滿足建筑用能需求,是減少能源消耗、優(yōu)化用能結(jié)構(gòu)的重要手段,而各級(jí)財(cái)政在推進(jìn)可再生能源建筑應(yīng)用中應(yīng)更加有所作為。
1我國發(fā)展可再生能源建筑的基本情況
1.1我國可再生能源資源豐富據(jù)估算,我國陸地表面每年接受的太陽輻射能約為50×1018kJ,全國各地太陽年輻射總量達(dá)335~837kJ/cm2•a,中值為586kJ/cm2•a,太陽能資源十分豐富。并且,年日照時(shí)數(shù)大于2000h、輻射總量高于586kJ/cm2•a的一、二、三類地區(qū)占全國總面積的2/3以上,具有利用太陽能的良好條件。另外,我國地?zé)崮荛_發(fā)利用潛力巨大。據(jù)估算,全國287個(gè)地級(jí)以上城市每年淺層地能資源量相當(dāng)于95億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,在現(xiàn)有技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下,每年可利用的熱量相當(dāng)于3.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,如有效開發(fā)利用,每年可減排二氧化碳5億噸。
1.2我國建筑用能需求增長迅速目前,我國正處于城鎮(zhèn)化快速發(fā)展階段,每年新增建筑面積約20億m2。同時(shí),隨著生活水平的提高,人們對建筑的熱舒適度要求越來越高,采暖和空調(diào)的使用更加普遍,建筑能耗增長迅速。據(jù)統(tǒng)計(jì),1996~2008年,我國的建筑商品總能耗從2.59億噸標(biāo)準(zhǔn)煤增長到6.55億噸標(biāo)準(zhǔn)煤(不含生物質(zhì)能),增加了1.5倍。建筑節(jié)能形勢越來越嚴(yán)峻,已經(jīng)成為我國節(jié)能減排的重點(diǎn)。
1.3我國可再生能源建筑應(yīng)用快速發(fā)展,在滿足居民生活用能方面起到了積極作用近年來,財(cái)政部會(huì)同住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部相繼實(shí)施了可再生能源建筑應(yīng)用項(xiàng)目示范、城市示范及農(nóng)村地區(qū)縣級(jí)示范,有效推動(dòng)了可再生能源在建筑領(lǐng)域的規(guī)?;瘧?yīng)用,可再生能源建筑應(yīng)用呈現(xiàn)出快速發(fā)展的良好態(tài)勢。截至2010年底,我國光熱建筑應(yīng)用面積超過15億m2、淺層地能建筑應(yīng)用面積超過2億m2,太陽能、淺層地能成為滿足城鄉(xiāng)居民生活熱水、采暖制冷等生活用能的重要模式,顯著改善了建筑的節(jié)能性能和居住品質(zhì)。
2財(cái)政在推進(jìn)可再生能源建筑應(yīng)用中的功能與作用
從國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)來看,可再生能源的推廣應(yīng)用離不開政策引導(dǎo)。由于可再生能源建筑在發(fā)展初期具有高投資性、高技術(shù)性及投資回報(bào)周期長的特點(diǎn),更需要政策的扶持。為此,中央財(cái)政不斷完善政策,加大投入,積極推動(dòng)可再生能源建筑應(yīng)用發(fā)展。
2.1從項(xiàng)目示范到城市示范,發(fā)揮財(cái)政制度建設(shè)功能根據(jù)市場發(fā)育程度,中央財(cái)政不斷調(diào)整政策,從項(xiàng)目示范到以市縣為單位整體推廣,建立了有效的可再生能源建筑應(yīng)用推廣機(jī)制。首先,針對可再生能源建筑應(yīng)用發(fā)展初期面臨技術(shù)集成度差、標(biāo)準(zhǔn)制定滯后、初始投入高和市場普及程度低等問題,2006年,中央財(cái)政設(shè)立可再生能源建筑應(yīng)用專項(xiàng)資金,組織實(shí)施項(xiàng)目示范推廣,至2008年,共支持實(shí)施了四批371項(xiàng)示范項(xiàng)目,有效發(fā)揮了窗口示范作用,激發(fā)了市場需求。為進(jìn)一步放大政策效應(yīng),2009年,財(cái)政改進(jìn)支持方式,由“項(xiàng)目示范”轉(zhuǎn)向“城市示范”、“農(nóng)村推廣”,實(shí)施可再生能源建筑應(yīng)用城市示范及農(nóng)村地區(qū)縣級(jí)示范,實(shí)現(xiàn)由點(diǎn)到面的轉(zhuǎn)變,充分發(fā)揮示范整體效應(yīng)。同時(shí),中央財(cái)政在制度建設(shè)上突出約束性和指導(dǎo)性,制度體系不斷完善。資金使用上,在??顚S玫募s束性條件下,鼓勵(lì)地方創(chuàng)新資金運(yùn)作方式,綜合采用財(cái)政補(bǔ)助、貸款貼息、以獎(jiǎng)代補(bǔ)、資本金注入、設(shè)立種子基金等方式,放大資金使用效益;任務(wù)目標(biāo)上,對工作進(jìn)度進(jìn)行約束,盡快發(fā)揮示范作用,同時(shí)鼓勵(lì)在確保完成已批復(fù)任務(wù)的前提下進(jìn)一步擴(kuò)大推廣應(yīng)用。
2.2不斷加大支持力度,發(fā)揮財(cái)政財(cái)力保障功能為有效推進(jìn)可再生能源建筑應(yīng)用,中央財(cái)政設(shè)立了專項(xiàng)資金,并逐年增加預(yù)算安排,不斷加大支持力度。2006年安排資金1億元,支持啟動(dòng)可再生能源建筑應(yīng)用項(xiàng)目示范;2007年、2008年安排資金12億元,進(jìn)一步擴(kuò)大示范規(guī)模;2009年創(chuàng)新支持方式,安排資金15億元,支持可再生能源建筑應(yīng)用城市示范和農(nóng)村地區(qū)縣級(jí)示范推廣。中央財(cái)政資金支持,為可再生能源在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用提供了有力的資金保障,同時(shí),有效調(diào)動(dòng)了社會(huì)各方面的積極性,引導(dǎo)更多的社會(huì)資金投入。據(jù)統(tǒng)計(jì),2010年我國光熱、地源熱泵等節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模超過750億元,建筑行業(yè)成為可再生能源應(yīng)用增長最快、效果較為突出的行業(yè)之一。
2.3地方積極出臺(tái)支持政策,發(fā)揮財(cái)政政策導(dǎo)向功能在財(cái)政政策引導(dǎo)下,地方積極出臺(tái)可再生能源建筑應(yīng)用支持政策,特別是一些強(qiáng)制性推廣政策的出臺(tái),為可再生能源在建筑領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用創(chuàng)造了良好的制度環(huán)境。截至目前,北京、河北、上海、江蘇、浙江、深圳、湖北、山東、河南、海南等20多個(gè)省市,均制定了“太陽能光熱與建筑結(jié)合”規(guī)劃,并強(qiáng)制要求12層以下建筑強(qiáng)制安裝太陽能光熱系統(tǒng)。如深圳市規(guī)定具備太陽能集熱條件的新建12層以下住宅建筑,建設(shè)單位應(yīng)當(dāng)為全體住戶配置太陽能熱水系統(tǒng);浙江省要求新建公共機(jī)構(gòu)辦公建筑、保障性住房、12層以下的居住建筑、建筑面積一萬平方米以上的公共建筑,應(yīng)當(dāng)按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)利用一種以上可再生能源用于采暖、制冷、照明和熱水供應(yīng),等等。
3存在問題及其分析
目前,可再生能源在整個(gè)建筑用能中的比重依然較低,可再生能源建筑應(yīng)用在產(chǎn)業(yè)發(fā)展、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)、開發(fā)應(yīng)用領(lǐng)域等方面還存在諸多問題需要解決。
3.1產(chǎn)業(yè)技術(shù)支撐不夠我國的太陽能產(chǎn)業(yè)和熱泵產(chǎn)業(yè)缺乏核心技術(shù),普遍存在“大而不強(qiáng)”的問題。太陽能光熱產(chǎn)業(yè)方面,我國擁有全球最大的太陽能熱水器生產(chǎn)能力,但產(chǎn)業(yè)集中度較低,前二十強(qiáng)企業(yè)集中度約45%,企業(yè)規(guī)模普遍較小,競爭力不強(qiáng);太陽能光伏產(chǎn)業(yè)方面,由于太陽能光伏生產(chǎn)與國內(nèi)需求之間存在比較大的差距,加之整個(gè)產(chǎn)業(yè)缺乏核心技術(shù),導(dǎo)致太陽能光伏產(chǎn)業(yè)對外依存度過高;熱泵產(chǎn)業(yè)方面,目前國內(nèi)大部分廠家通過國外產(chǎn)品或者主要以國外的原配件來進(jìn)行產(chǎn)品組裝,企業(yè)的研發(fā)和自主創(chuàng)新能力薄弱,缺乏核心機(jī)組的生產(chǎn)能力,包括壓縮機(jī)等大量依靠進(jìn)口,國產(chǎn)產(chǎn)品市場占有率非常低。
3.2技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不夠完善目前,若干有關(guān)太陽能光伏電池等產(chǎn)品的國家標(biāo)準(zhǔn)已實(shí)施,但是太陽能光伏發(fā)電應(yīng)用技術(shù)方面,特別是光伏與建筑結(jié)合的標(biāo)準(zhǔn)以及并網(wǎng)建筑光伏的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)仍比較欠缺。此外,國內(nèi)現(xiàn)有的3個(gè)光伏產(chǎn)品性能的檢測機(jī)構(gòu),尚未獲得國家認(rèn)監(jiān)委的授權(quán)。此外,我國還未開展國際通用的對于光伏建筑應(yīng)用系統(tǒng)的認(rèn)證工作,沒有國家級(jí)光伏產(chǎn)品檢測機(jī)構(gòu),標(biāo)準(zhǔn)體系不夠完善和未進(jìn)行產(chǎn)品和建筑應(yīng)用系統(tǒng)認(rèn)證,不利于規(guī)范國內(nèi)的市場、提高產(chǎn)品質(zhì)量、促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展。對地源熱泵行業(yè)來說,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范出臺(tái)相對緩慢,從事熱泵工程的生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、安裝與施工隊(duì)伍良莠不齊,技術(shù)應(yīng)用水平低,一些工程應(yīng)用中出現(xiàn)了資源浪費(fèi)現(xiàn)象。
3.3可再生能源建筑應(yīng)用開發(fā)廣度和深度不足一方面,可再生能源建筑應(yīng)用項(xiàng)目主要還是以“點(diǎn)”的形式集中在城市,在廣大城鎮(zhèn)及農(nóng)村的推廣力度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。據(jù)統(tǒng)計(jì),當(dāng)前國家支持的可再生能源建筑應(yīng)用示范項(xiàng)目大部分分布在城市中。而根據(jù)清華大學(xué)2006年和2007年暑期組織實(shí)施的大規(guī)模的中國農(nóng)村能源環(huán)境綜合調(diào)研活動(dòng)所得的數(shù)據(jù),北京、天津、山西、新疆等地農(nóng)村商品能源的比例均已超過了90%,調(diào)研數(shù)據(jù)說明,有必要在廣大農(nóng)村地區(qū)大力推進(jìn)可再生能源建筑應(yīng)用,提高可再生能源在整個(gè)農(nóng)村生活用能中的比重。另一方面,開發(fā)應(yīng)用技術(shù)路線單一,大部分為簡單應(yīng)用。如太陽能熱利用主要局限于提供生活熱水,而被動(dòng)式太陽能房、太陽能采暖制冷等深度利用非常有限;淺層地能有待于向海水源、污水源等多元化、復(fù)合型方向發(fā)展;應(yīng)用前景廣闊的城市生活垃圾、城市沼氣、風(fēng)光互補(bǔ)等技術(shù)剛剛起步。
3.4與建筑同步設(shè)計(jì)、施工的能力、水平有待提升《民用建筑太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》規(guī)定,太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)納入建筑工程設(shè)計(jì),統(tǒng)一規(guī)劃、同步設(shè)計(jì)、同步施工,與建筑工程同時(shí)投人使用。但在工程實(shí)際應(yīng)用中,大部分建筑設(shè)計(jì)院和房地產(chǎn)開發(fā)商對建筑一體化太陽能熱水系統(tǒng)的關(guān)注較少,部分太陽能熱水器生產(chǎn)廠家對建筑一體化的認(rèn)識(shí)停留在概念上,沒有投入實(shí)質(zhì)性的努力,太陽能熱水系統(tǒng)與建筑結(jié)合的適用性和系統(tǒng)性設(shè)計(jì)能力亟待提高。另外,對太陽能光伏建筑應(yīng)用,最理想的是集成設(shè)計(jì)、集成制造、集成安裝,這要求在建筑設(shè)計(jì)之初就要考慮光伏與建筑的結(jié)合,要考慮光伏組件的力學(xué)性能、建筑的美學(xué)要求、建筑結(jié)構(gòu)與光伏組件電學(xué)性能的配合等。而目前,我國建筑光伏集成設(shè)計(jì)能力較弱、經(jīng)驗(yàn)積累較少,約80%采用支架式安裝形式,沒有在設(shè)計(jì)階段就把光伏系統(tǒng)考慮進(jìn)去,有待加速開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì),提高光伏建筑一體化設(shè)計(jì)能力。
4對進(jìn)一步完善政策的建議
為進(jìn)一步推進(jìn)可再生能源建筑應(yīng)用,提高可再生能源使用效率,應(yīng)充分發(fā)揮財(cái)政職能作用,在技術(shù)進(jìn)步、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、標(biāo)準(zhǔn)完善上加大支持力度,同時(shí)創(chuàng)新推廣辦法,積極發(fā)展節(jié)能服務(wù)產(chǎn)業(yè),建立可再生能源建筑推廣應(yīng)用的長效機(jī)制。
4.1支持技術(shù)進(jìn)步,引導(dǎo)可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展一是把培育市場與引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展更好地結(jié)合起來。在大力推進(jìn)可再生能源建筑應(yīng)用規(guī)?;痉兜耐瑫r(shí),發(fā)揮政府政策引導(dǎo)作用,實(shí)施設(shè)備提供商備案制度,從而提高市場準(zhǔn)入門檻、加強(qiáng)市場監(jiān)管,實(shí)現(xiàn)對企業(yè)的擇優(yōu)扶強(qiáng)。鼓勵(lì)優(yōu)勢企業(yè)做強(qiáng)做大,提高產(chǎn)業(yè)集中度,為大規(guī)模推廣應(yīng)用新能源提供有力的產(chǎn)業(yè)支撐。具體操作上,可以在示范城市中強(qiáng)制劃定一定比例的示范面積,規(guī)定這些項(xiàng)目必須選用備案目錄中設(shè)備提供商的設(shè)備,而其他的示范項(xiàng)目可由項(xiàng)目業(yè)主自主選擇設(shè)備提供商,這樣既可以對大型企業(yè)進(jìn)行扶持,又留有小企業(yè)生存的空間。二是加大共性關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)投入。中央財(cái)政安排的可再生能源建筑應(yīng)用專項(xiàng)資金,支持可再生能源建筑應(yīng)用重大共性關(guān)鍵技術(shù)、產(chǎn)品、設(shè)備的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化,中央財(cái)政按研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化實(shí)際投入的一定比例,對相關(guān)企業(yè)及科研單位等予以補(bǔ)助。同時(shí),實(shí)行消費(fèi)補(bǔ)助,為新技術(shù)的推廣應(yīng)用創(chuàng)造市場需求。
4.2加快制定相關(guān)規(guī)程規(guī)范,完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)體系建立完善的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系是推廣可再生能源建筑應(yīng)用必要的技術(shù)支撐條件,應(yīng)加快編寫和制定太陽能光熱、光電、地源熱泵等方面的設(shè)計(jì)規(guī)程、技術(shù)規(guī)范等。地方要在抓好國家標(biāo)準(zhǔn)貫徹和執(zhí)行的同時(shí),結(jié)合本地實(shí)際,研究制定太陽能、淺層地能在建筑領(lǐng)域應(yīng)用的設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收的標(biāo)準(zhǔn),以及工法、圖集。相關(guān)企業(yè)也應(yīng)制定本單位產(chǎn)品在建筑領(lǐng)域應(yīng)用的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),提高應(yīng)用水平,從而建立起從國家、地方到企業(yè),從設(shè)計(jì)、施工到后期運(yùn)行維護(hù)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)體系。同時(shí),國內(nèi)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)盡量與國際接軌。
電力員工學(xué)習(xí)這門課程的前提是已有網(wǎng)絡(luò)分析的基礎(chǔ)知識(shí)和電磁學(xué)方面的理論基礎(chǔ)。但是,仍然需要靈活和模塊化的課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)以及在智能電網(wǎng)電能生產(chǎn)的課程中增加能量轉(zhuǎn)換方面的概念,以防止電力員工在電力系統(tǒng)學(xué)科方面的基礎(chǔ)薄弱。課程不僅需要有大量算例、案例講解和習(xí)題的教材,而且需要一個(gè)實(shí)驗(yàn)室用來讓電力員工親自實(shí)驗(yàn),體驗(yàn)一些智能電網(wǎng)的功能。
現(xiàn)有電網(wǎng)的挑戰(zhàn)
(1)低效:當(dāng)今電網(wǎng)的總體效率大約只有40%。
(2)集中式發(fā)電:集中式發(fā)電,使分布式電源接入困難。
(3)參與度低:消費(fèi)者參與電力市場的機(jī)會(huì)受限。
(4)缺乏預(yù)測功能:電網(wǎng)缺乏預(yù)測不良電能質(zhì)量問題的能力,取而代之的是側(cè)重于研究系統(tǒng)故障保護(hù)的問題。
(5)集成度低:很少對操作數(shù)據(jù)和系統(tǒng)管理進(jìn)行整合,形成業(yè)務(wù)流程孤島。
這些原因以及老化的基礎(chǔ)設(shè)施和勞動(dòng)力,更嚴(yán)格的環(huán)保和排放標(biāo)準(zhǔn),負(fù)荷的增長和復(fù)雜性增加,導(dǎo)致有必要發(fā)展擁有智能化的電網(wǎng)即智能電網(wǎng)。
智能電網(wǎng)的特點(diǎn)
智能電網(wǎng)是帶有智能和通信功能的自愈式電網(wǎng)。智能電網(wǎng)有以下幾個(gè)特點(diǎn):
(1)在廣域網(wǎng)內(nèi)傳輸功率的能力。
(2)配有雙向通信網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)化控制設(shè)備、智能測量設(shè)備和快速?zèng)Q策功能模塊。
(3)預(yù)防為主,擴(kuò)大電網(wǎng)參數(shù)的數(shù)據(jù)采集量,以減小對用戶的影響。
(4)抵御攻擊和自然災(zāi)害能力以及快速恢復(fù)能力。
(5)互操作能力:新的電網(wǎng)需要能適應(yīng)舊式的集中式發(fā)電機(jī)和分布式發(fā)電,有存儲(chǔ)備用容量、為即插即用系統(tǒng)留有空間,如混合動(dòng)力汽車。
(6)實(shí)時(shí)報(bào)價(jià)功能,為電力市場發(fā)展提供了廣闊空間。
(7)魯棒性和適應(yīng)多種類電源的能力,電源類型有集中式發(fā)電和分布式發(fā)電(如太陽能發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電、熱電等)。
(8)快速解決電能質(zhì)量與各種質(zhì)量/價(jià)格之間優(yōu)先選擇的問題。
盡管智能電網(wǎng)的一些設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)存在,但是很少有電力從業(yè)人員能知道智能電網(wǎng)的構(gòu)架(見圖1)和具體功能。因此培養(yǎng)電力員工具備充足的理論知識(shí),使從業(yè)人員在未來開展電力生產(chǎn)和智能電網(wǎng)時(shí),具有解決智能電網(wǎng)技術(shù)難題的能力,這將是非常重要的。為此本教材旨在解決能源系統(tǒng)基本原理、可再生能源的接入技術(shù)、智能電網(wǎng)的存儲(chǔ)技術(shù)、智能電網(wǎng)的基本原理、智能電網(wǎng)的實(shí)時(shí)測量、智能電網(wǎng)的決策與控制、智能電網(wǎng)設(shè)備的通信、協(xié)議、標(biāo)準(zhǔn)、安全和保護(hù)等問題。
方法介紹
為了讓從業(yè)人員更好的掌握這本教材的內(nèi)容,本課程分為兩部分:理論(分為7個(gè)模塊)和實(shí)驗(yàn)(旨在為電力員工提供一個(gè)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的環(huán)節(jié))。本節(jié)主要對每個(gè)器件進(jìn)行簡要說明。
能量轉(zhuǎn)換原理基礎(chǔ)
電力生產(chǎn)通常有不同的形式,而且通常是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能,反之亦然。完成這些轉(zhuǎn)換的分別是發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)。電機(jī)通常是由轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子和靜止的定子組成。電機(jī)中能量轉(zhuǎn)換來源于定子和轉(zhuǎn)子之間的傳導(dǎo)或電磁感應(yīng)。轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)可以是線性的(如線性電機(jī)或震動(dòng)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)的剃須刀)。這些設(shè)備是智能電網(wǎng)集中式發(fā)電系統(tǒng)電能生產(chǎn)的基礎(chǔ)。
由于集中式發(fā)電的大功率生產(chǎn)能力和經(jīng)濟(jì)的尺寸方面的優(yōu)勢,在未來的電網(wǎng)中仍將起到非常重要的作用。因?yàn)榧惺桨l(fā)電保證了可靠性和穩(wěn)定性,因此在智能電網(wǎng)中的優(yōu)勢是明顯的。從業(yè)人員必須了解當(dāng)前能源系統(tǒng)的一些概念和原則,因此《智能電網(wǎng)的建模與分析》教材給出了發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)和變壓器的基本概念。這本教材是基于電路、電磁和電機(jī)編寫的。教材的詳細(xì)內(nèi)容涉及:電機(jī)及其等值模型、應(yīng)用范圍、測試程序、性能分析及限制條件、尺寸的標(biāo)準(zhǔn)要求、現(xiàn)有設(shè)備與未來電網(wǎng)的互聯(lián)、通過定期運(yùn)行和維護(hù)。
通過舉例和手算例題使電力員工掌握這些方面的基本知識(shí):確定在不同連接負(fù)荷和功率因數(shù)下的發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的終端電壓和相電壓;掌握電機(jī)空載和短路時(shí)的等效電路;掌握兩種電機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性和速度關(guān)系以及調(diào)速器、勵(lì)磁和其他主要功能的作用;掌握換流器和逆變器的數(shù)學(xué)模型和特性。
可再生能源的接入技術(shù)
隨著負(fù)荷需求和維持當(dāng)前生活水平的能源成本的增加,急需使用靈活、經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)、便捷和高效的新能源。為了減少集中式發(fā)電機(jī)的投入,需要可移動(dòng)、可持續(xù)、獨(dú)立于電網(wǎng)連接的新電源。當(dāng)在這種形式的基本微型電網(wǎng)中加入自動(dòng)化設(shè)備、通信工具和智能電網(wǎng)的其他功能后,其將適用于智能電網(wǎng)。
可再生能源可作為電能和熱能的來源。大部分可再生能源是綠色能源,是環(huán)境和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的必要條件?,F(xiàn)在的電力員工應(yīng)該了解可再生能源是環(huán)境友好型能源,也應(yīng)明白可再生能源的潛力和局限性。根據(jù)可再生能源的類型(太陽能、風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能、小水電),在本模塊中對其優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)、設(shè)計(jì)模型和結(jié)構(gòu)進(jìn)行討論。同時(shí)給出了可再生能源占有率的表達(dá)式
(1)
為了完善可再生能源的知識(shí),還需要在本模塊中討論成本優(yōu)勢、互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)、效率、可靠性、安全性、經(jīng)濟(jì)性(成本效益分析)和安全要求。
智能電網(wǎng)的儲(chǔ)能技術(shù)
由于負(fù)荷的波動(dòng)性特點(diǎn),基于電力系統(tǒng)的可再生能源儲(chǔ)能技術(shù)有著巨大的潛在效益。同時(shí)由于在負(fù)荷需求高峰時(shí),儲(chǔ)能系統(tǒng)可在短時(shí)間內(nèi)作為直接動(dòng)力源并彌補(bǔ)發(fā)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的能量缺口的能力,可提高輸電和配電系統(tǒng)的魯棒性。因此,儲(chǔ)能技術(shù)對于智能電網(wǎng)的發(fā)展是不可或缺的。本文的重點(diǎn)是研究和比較各種儲(chǔ)能技術(shù)(如大功率電池、大電容器、抽水蓄能、氫能、大功率風(fēng)輪等)在額定功率、充放電時(shí)間、容量、可靠性、成本和環(huán)境影響方面的特點(diǎn)。通過在本模塊中給出有關(guān)儲(chǔ)能問題求解方法、設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)、不同儲(chǔ)能設(shè)備尺寸的選擇等實(shí)際問題,確保從業(yè)人員掌握本模塊的基本內(nèi)容。
智能電網(wǎng)的基本原理
當(dāng)今的電力網(wǎng)絡(luò)是垂直操作結(jié)構(gòu),包括發(fā)電機(jī)、輸電系統(tǒng)、配電系統(tǒng)以及控制和維持電網(wǎng)可靠性、穩(wěn)定性和效率的設(shè)備。盡管當(dāng)前的電網(wǎng)能滿足電力需求,但是隨著可再生能源使用普及率的提高,電力運(yùn)營商正面臨著技術(shù)更新快和電力市場動(dòng)力源改變的新挑戰(zhàn)。這就需要智能電網(wǎng)具備通信保障方案、實(shí)時(shí)監(jiān)測能力,提高智能彈性、可持續(xù)性、魯棒性和安全性的能力。因此當(dāng)前的從業(yè)人員應(yīng)該掌握未來電網(wǎng)設(shè)計(jì)、操作和控制的方法以適應(yīng)未來的工作。
智能電網(wǎng)的實(shí)時(shí)測量
智能電網(wǎng)的功能包括對網(wǎng)絡(luò)中的各種器件進(jìn)行有效控制,因此有必要對各種運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)監(jiān)測。通過對系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)如電壓、相角和頻率進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測以實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測。利用新工具(如同步相角測量單元(PMU)、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)(SCADA)、能量管理系統(tǒng)(EMS)、需求側(cè)管理(DSM)、遠(yuǎn)程終端單元(RTU)、雙向數(shù)字通信)進(jìn)行監(jiān)測、測量和分析。本模塊將深入講述PMUs、智能儀表、智能電子設(shè)備(IEDs)、SCADA、RTUs、EMS、DMS的工作原理和應(yīng)用范圍。同時(shí)需要通過測量所得的數(shù)據(jù)來判斷電壓和相角的穩(wěn)定性和故障評估。可通過仿真以及案例分析來自我檢查對本模塊的掌握程度。
智能電網(wǎng)的決策與控制
電力消費(fèi)者希望不斷減少支出,因此未來的電網(wǎng)需要更強(qiáng)大的控制功能。未來電網(wǎng)不僅需要能控制電氣和機(jī)械系統(tǒng),而且還應(yīng)能夠控制負(fù)荷,從而減少電力需求和相關(guān)成本。本模塊主要討論電力系統(tǒng)控制設(shè)備的功能和控制技術(shù),同時(shí)還討論了局域和廣域電網(wǎng)的控制和狀態(tài)估計(jì)。培養(yǎng)電力員工具備設(shè)計(jì)和操作未來電力系統(tǒng)控制方案的必要技能這是極其重要的。另外,除了學(xué)習(xí)本模塊的綜合研究外,電力員工還應(yīng)設(shè)計(jì)并提供解決方案以區(qū)別未來電網(wǎng)的實(shí)時(shí)測量系統(tǒng)。
智能電網(wǎng)的通信、協(xié)議、標(biāo)準(zhǔn)、安全和保護(hù)
隨著公共線路和用戶不斷要求降低成本,能源企業(yè)正在慢慢調(diào)整以提高效率和操作的靈活性。通過引入通信系統(tǒng),試圖改善智能電網(wǎng)電力系統(tǒng)的配電和輸電系統(tǒng)的需求??紤]到用戶和公共線路之間傳輸信息的靈敏度,通信基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)該是高效和安全的。在本模塊中將討論用戶和公共線路之間用于收集和傳遞信息的不同標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)議和安全選項(xiàng)。同時(shí)本節(jié)給出了習(xí)題和案例分析用來檢測知識(shí)的掌握情況。
實(shí)驗(yàn)操作
本教材包括用計(jì)算機(jī)仿真包(NEPLAN、PSAT、MATLAB)和運(yùn)用實(shí)時(shí)實(shí)用的實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的電力系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)練習(xí)。
(1)電力網(wǎng)絡(luò)的測量技術(shù)工具,例如功率表、智能儀表實(shí)驗(yàn)。
(2)介紹電力仿真工具以及其他潮流計(jì)算工具,如NEPLAN、PSAT、MATLAB。
(3)用不同可再生能源和不同負(fù)荷類型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(4)動(dòng)力機(jī)械和交直流的控制設(shè)備以及感應(yīng)電機(jī)和發(fā)電機(jī)。
實(shí)驗(yàn)案例
本模塊針對目前在為從業(yè)人員提供動(dòng)手練習(xí)而開發(fā)的各種實(shí)驗(yàn)和仿真的一些原則進(jìn)行討論。在本小節(jié)通過一個(gè)例子討論實(shí)驗(yàn)應(yīng)有的如下目標(biāo):
(1)了解可再生能源的發(fā)電過程。
(2)研究儲(chǔ)能系統(tǒng)如何并入電力系統(tǒng)。
(3)探究可再生能源系統(tǒng)(如光伏發(fā)電系統(tǒng))的多變性和隨機(jī)性。
(4)開發(fā)一種兼容AC和DC電源的系統(tǒng)。
(5)三相系統(tǒng)的應(yīng)用研究。
(6)用圖2的配置進(jìn)行系統(tǒng)研究,如潮流計(jì)算、最優(yōu)潮流計(jì)算和故障研究等。
結(jié)論