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机器人技术作为先进制造技术的典型代表和主要技术手段,实现文明生产等方面具有重大作用。下面是我整理的机器人焊接技术论文,希望你能从中得到感悟!
浅谈焊接机器人
概要:本文从国内外工业机器人的发展,焊接机器人技术及现状,及焊接机器人的发展及前景,焊接机器人在生产中应用的主要 经验 和问题,四个方面分别进行阐述,为今后焊接机器人的研究提供了依据。
关键词:焊接机器人 机器人 管道焊接
中图分类号:TP242 文献标识码:A 文章 编号:
1.国内外工业机器人的发展
机器人技术作为先进制造技术的典型代表和主要技术手段,它在提升企业技术水平、稳定产品质量、提高生产效率、实现文明生产等方面具有重大作用。大工业革命曾使人沦落为机器的奴隶,而机器人的诞生和广泛推广应用又重新使人类恢复了尊严。目前机器人技术已成为世界各发达国家竞相发展的高技术,其发展水平已成为衡量一个国家技术发展程度的重要标志之一。
美国是最早出现工业机器人的国家,1954年美国的.戴沃尔发表了“通用重复型机器人”的专利论文,第一次提出“工业机器人”和“示教再现”的概念。1959年美国Unimation公司推出第一台工业机器人。1967年日本从美国引进Unimate和Ver satran等类型的工业机器人以后,结合国情,面向中小企业,采取一系列鼓励使用工业机器人的 措施 ,率先在汽车制造业的喷涂、焊接、装配等重要工序中得到应用。并以此为契机,向 其它 产业渗透。
在我国,人工焊接仍然占据焊接作业的主导地位,人工施焊时焊接工人经常会受到心理、生理条件变化以及周围环境的干扰。在恶劣的焊接条件下,操作工人容易疲劳,难以较长时间保持焊接工作稳定性和一致性,而焊接机器人则工作状态稳定,不会疲劳。因而,选择应用焊接机器人对产品进行焊接可以实现用稳定一致的工艺条件确保产品焊接强度和满足产品各项性能指标的要求,同时满足焊缝成型良好的产品外观质量要求。随着国外及国内对工业机器人在焊接方面的研究应用,我国也开始了焊接机器人的研究应用。在引进国外技术的基础上,中国于20世纪70年代末开始研究焊接机器人。1985年哈尔滨工业大学研制成功我国第一台HY-1型焊接机器人。1989年北京机床研究所和华南理工大学联合为天津自行车二厂研制出了焊接自行车前三脚架的TJR-G1型弧焊机器人,为“二汽”研制出用于焊接东风牌汽车系列驾驶室及车身的点焊机器人。上海交通大学研制的“上海1号”、“上海2号”示教型机器人也都具有弧焊和点焊的功能[3]。20世纪节式机器人。1999年北京机械工业自动化研究所机器人中心研制的AW-600型弧焊机器人工作站,采用PC工控机控制和PMAC可编程多轴控制系统,于1999年4月通过了国家机械工业局的鉴定。1999年7月15日,国家863计划智能机器人主题专家验收通过了由“一汽”集团、哈尔滨工业大学和沈阳自动化研究所联合开发的H-100 A型 点焊机器人。由此可见,我们国内的焊接机器人已开始走向实用化阶段。
2. 焊接机器人技术及现状
焊接机器人的应用,不但改善了劳动环境、减轻劳动强度、提高升产效率,更主要原因是焊接机器人工作的稳定性和焊接产品质量的一致性,这对于保证批量生产的产品焊接质量至关重要。
通常情况下,焊接机器人系统由焊接机器人、机器人焊机、变位机以及回转工作台等周边装置、焊接夹具、安全装置等组成。焊接机器人的工作对象几乎和手工焊接一样广泛,可以焊接低碳钢、不锈钢、铝材、铜材等。焊接材料的厚度可以从零点几毫米到几毫米、十几毫米、直至几十毫米。并且能够灵活调整焊枪姿态,实现对工件的最佳焊接。
随着机器人控制技术的发展和焊接机器人应用范围的扩大,尤其为适应现代产品更新换代快和多品种小批量的需要,要求焊接机器人和变位机,弧焊电源等周边设备实现柔性化集成。这有助于减少辅助时间,是提高生产效率的关键之一。例如,在球形或椭圆形工件的径向焊缝或复杂形状工件的周边的卷边接头等状态下焊接时,为了使整条焊缝在焊接时都能使焊池水平或稍微下坡状态,焊接时变位机必须不断地变换工件位置和姿态。即变位机在焊接过程中不是静止不动的,而是要做相应的协调的运动。弧焊电源和工装夹具等也要在机器人统一控制下作相应的协调运动,才能保证整个系统的高效率,高质量的工作。
3. 焊接机器人的发展及前景
随着我国国民经济的发展和工业自动化水平的不断提高,特别是加入WTO,许多生产企业为提高产品质量和生产效率,争取尽快和国际市场接轨,在市场竞争中争取主动权,对在生产中采用机器人的要求越来越强烈,对应用机器人的呼声也越来越高,为焊接机器人市场的快速增长提供了一个良好的机会。机器人的需求量在逐年增加,中国近几年机器人市场将会一个大的跨越。
种种迹象表明,今后几年中国的焊接机器人市场将是技术不断提高,市场迅速扩大,应用工程项目市场竞争激烈的局面。预计今后的几年内,国内企业对点焊、弧焊机器人的需求量将以 30% 以上的速度增长。从机器人技术发展趋势看,焊接机器人不断向智能化方向发展,机器人的感觉功能将实现多传感器信息的融合,控制系统从示教、离线编程向模糊控制发展,实现生产系统中机器人的群体协调和集成控制,从而达到更高的可靠性和安全性。从应用技术市场角度分析,性能和价格以及技术服务的质量将仍然是决定用户做出正确选择的主要因素。随着国内机器人公司自主品牌的性能价格比进一步提高,短期内将可以达到与国外产品抗衡的能力。从机器人应用范围来看,焊接机器人的应用在传统制造业领域的需求持续增长同时不断向其它行业扩散。国内外众多机器人厂家激烈竞争的结果将促进我国工业制造技术自动化水平的不断提高,应用焊接机器人的企业在高技术、高质量、低成本条件下获得高速发展。
4 .焊接机器人在生产中应用的主要经验和问题
弧焊机器人在实际生产中的应用及产业化仍有如下的关键问题等待进一步研究解决:
(1)弧焊机器人系统的柔性化集成及优化,减少辅助时间,提高生产效率;
(2)新型机器人用弧焊逆变电源结构和性能的优化及电流波形控制,使熔滴实现最佳过渡,减少飞溅;
(3)弧焊过程实用传感技术,快速准确地提取弧焊过程的特征信息,实现焊缝自动跟踪;
(4)实用化的弧焊动态过程和焊接质量的实时智能控制技术;
(5)弧焊机器人工程应用和产业化中的技术成果转化。
5 .结论
工业机器人技术的研究、发展与应用,有力地推动了世界工业技术的进步。特别是焊接机器人在高质高效的焊接生产中,发挥了极其重要的作用。我国焊接机器人技术的研究应用虽然较晚,但借鉴于国外的成熟技术,得到了迅速的发展。近年来,我国在焊缝跟踪、智能控制、信息传感、周边设备及机器人专用电源等方面进行了大量的研究与应用,取得了许多优秀的成果。随着智能机器人技术和人工智能理论的进一步发展,焊接机器人系统还有许多值得我们认真研究的问题,特别是多智能体系统、基于PC的控制器和模糊神经网络等方面将是研究的 热点 问题。
参考文献
1 孙明如 日本焊接自动化和焊接机器人发展动态 电焊机,(11):30~31;
2龚进峰,彭商贤,履带式可变结构管道机器人及其双控制系统的研究 高技术通讯;
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作文话题:健康素材范文 年轻的时候,健康从来不是自己考虑的问题,也没有想过是不是需要减肥,即使是运动,也是因为自己喜欢。 总是不定时吃饭,经常暴饮暴食,喝酒没有节制,因为从来不需要考虑后果。 父亲总是对我说,不要这样,当你以后老的时候,你就会后悔的。这些,都是耳边风而 已。 现在,还没有老,但是已经开始体会到,任何事情,总是会有后果的。 前一段时间,到欧洲出差,一走一个月,每天的睡眠时间不超过五小时,还有很多次的通宵。于是在回来的飞机上,倒头大睡。十多个小时的飞行时间里,一口水也没有喝。回到家,又是十多个小时,睡得昏天黑地,不吃不喝。等到逼着自己起床,走出门口的时候,发现自己已经虚弱到没有办法控制自己了。 就这样,大病了一场。几个月过去了,疲劳感都没有彻底的消失。 忽然明白,人的意志再怎样的坚强,也不能和自己的身体过不去。而如果没有了健康,又能够做什么呢? 记者是一份对体力要求很高的工作,超负荷的工作量,不定时的生活,不断变化的生活环境,如果没有足够的体力和心理承受能力的话,就不能够胜任。 我的身边就有太多的例子,一些同事就因为需要经常出差,而没有办法在这一行继续工作下去,还有的同事,特别是那些摄影师,因为长期要提着一部几十磅重的摄影机,很多人的颈椎和腰部或多或少有一些劳损,即使是记者,因为需要帮忙提三脚架和其它的设备,经常也会造成腰部或者手臂的伤痛。有的同事,就很遗憾地离开了电视这个行业。 记者这份职业同样要求旺盛的精力。很多时候,虽然已经连续工作超过了十个小时,或者是一个通宵,但是还是要求记者要保持自己的思维能力和判断能力。特别是在采访突发事件新闻的时候,没有固定的采访模式,需要的是等待和发现,然后去追踪,自己不能够有一丝的松懈,因为往往在自己的一刻松懈当中,新闻线索就被遗漏了。 和很多人比较,我是一个精力非常旺盛的人。我想一方面是自己喜欢这份工作,有了动力,另外一方面,也是天赋的本钱。只是,随着年龄的增长,天赋的本钱正在慢慢流失。 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人的身体就好象一部机器,总是不断折旧,也会出现这样那样的故障,需要检修,有的时候,人就是有点懒惰,如果是一点点的小毛病,没有阻碍到机器的运转,就当做看不到。只是当这些小毛病累积起来,终于让这部机器停下来的时候,运气好,还能大修,运气不好,就报废了。 这个过程,是不能够来第二次的。 就好象,人的生命也不能够take two,再来一次。 身体的健康,总是能够得到的,只要自己肯花心思。花时间,流汗水,不怕辛苦。但是心理的健康,就不是那么简单了。要有健康的心理, 依靠的只有自己。心理医生可以给予理论上的、技巧上的一些帮助,但是真正去体会,去解决面对的困扰,只有靠自己。关于“心理健康”的话题作文素材A.名言警句1.玫瑰就是玫瑰,莲花就是莲花,只要去看,不要比较。一味的比较最容易动摇我们的心态,改变我们的初衷,而比较的结果,使人不是自卑,就是自傲,总之是流于平庸。2.嫉妒是自己制造出来并把自己关在成功门外的一把锈锁,打开它,你就可以重新与别人站在一条起跑线上,你就能获得赶超别人的信心和力量。3.虚荣促使我们装扮成不是我们本来的面目,以赢得别人的赞许,虚伪却鼓励我们把我们的丑恶用美德的外表掩盖起来,企图避免别人的责备。4.人生不必苛求完美,只要你拥有一个轻松自我的微笑,只要你拥有一份向上进取的心境,只要你满意于自己的踏实努力,便能够好好地欣赏到别人,别人也能欣赏你。5.“人是思维的芦苇。”这是我们人类心里活动的一种事实。人是一种必须思维的动物,这是人自身的一种本性。然而,反过来说,如果因为认为不思考不行,便不断努力对自己和自己的心思进行鞭策,这样的做法,就像企图拿手来推动电机,帮助电机加快速度那样,这种努力是徒劳无益的。人们如果都能适应各自现实的境遇,听其自然地与之相碰撞、相接触顺应其时态随机应变,就会发挥出火花迸发似地思维功能的作用。如果企图硬性地勉强去思考,就像把炉膛里塞满劈材那样,只是一味冒烟却烧不出火焰。6.以情绪为准则,是指注意情绪的生活态度。情绪本来不受自己的意志所支配。这种看重情绪的生活态度是神经质患者所共有的。森田疗法要求对于不受意志支配的情绪不必予以理睬,让我们重视符合自己心愿的行动。当患者认为自己有病,并对症状感到精神负担时,医生就告诉患者“这不是症状,只是一种情绪”,能体现你的价值的是行动以及行动达到的效果。7.围棋多占一格就胜,缺一格就败。胜败是根据一定的条件决定的。如果沉湎于胜败之词,则必然形成各种精神上的苦恼。“围棋的对手,恨之入骨,却又爱不释手”。我们很想一格不漏地获胜,这就是人生的努力。努力乃是我们人生的本来面目。如果放弃了胜败和努力,这时的人生则一无所有。安心并我们的目的,安心而努力才是目的。不肯枉自沉湎于胜败之词,就是安心。B.中外故事别让情绪把鱼吓跑一个年轻人和一个老人在岸边钓鱼。一段时间过去了,奇怪的是,老人不时地就能钓到一条银光闪闪的鱼,可是年轻人的浮标却没有任何动静。年轻人迷惑不解的问老人:“我们钓鱼的地方相同,您也没有特别的诱饵,为什么我就毫无所获呢?”老人微笑着说:“这就是你们年轻人的通病,喜欢浮躁,情绪不稳定,动不动就烦乱不安;我钓鱼的时候,常常达到了浑然忘我的地步,我只是静静地守候,不像你时不时地动鱼竿,叹息一两声。我这边的鱼根本感觉不到我的存在,所以,它们咬我的鱼饵,而你的举动和心态只会把鱼吓走,当然就钓不到鱼了。”[个性点读]有时候,我们输给对方的原因不是因为我们外在的条件比他们差,而是因为我们没有调整好心态,没有控制好情绪,一切都流于浮躁。我想,谁在喧嚣的环境中最先沉静下来,谁就能取得最终的胜利。误会早年在美国阿拉斯加地方,有一对年轻人结婚,婚后生育,他的太太因难产而死,遗下一孩子。他忙生活,又忙于看家,因没有人帮忙看孩子,就训练一只狗,那狗聪明听话,能照顾小孩,咬着奶瓶喂奶给孩子喝,抚养孩子。有一天,主人出门去了,叫它照顾孩子。他到了别的乡村,因遇大雪,当日不能回来。第二天才赶回家,狗立即闻声出来迎接主人。他把房门开一看,到处是血,抬头一望,床上也是血,孩子不见了,狗在身边,满口也是血,主人发现这种情形,以为狗性发作,把孩子吃掉了,大怒之下,拿起刀来向着狗头一劈,把狗杀死了。之后,忽然听到孩子的声音,又见他从床下爬了出来,于是抱起孩子;虽然身上有血,但并未受伤。他很奇怪,不知究竟是怎么一回事,再看看狗身,腿上的肉没有了,旁边有一只狼,口里还咬着狗的肉;狗救了小主人,却被主人误杀了,这真是天下最令人惊奇的误会。[个性点读]误会,往往是由不理解、不理智,缺乏耐心、缺少思考,感情冲动引起的。误会一开始,就一直只想到对方的千错万错。因此,误会一般会越陷越深,直至不可收拾。人对无知的动物小狗发生误会,尚且会有如此严重之后果,更何况是人与人之间的误会呢?所以,当我们遇事不顺心的时候,要镇静、镇静再镇静。两只水桶的对话两只水桶一同被吊在井口上,其中一个对另一个说:“你看起来闷闷不乐,有什么不愉快的事吗?”“唉,”另一个回答,“我常在想,这真是一场徒劳,好没意思。常常是这样;刚刚重新装满,随即又空了下来。”“啊,原来是这样。”第一个水桶说:“我倒不觉的如此。我一直这样想;我们空空地来,装得满满地回去!”[个性点读]即使处在同样的境遇,同样的环境中成长的人,也总有人觉得幸福,有人感觉不幸。就像两个人同时向窗外看,一个看到天上的星星,一个看到了地上的泥土。其实,这代表的是两种截然不同的态度。所谓幸与不幸,只是人的看法而已。C.妙语剪辑1我们无法改变人生,但可以改变人生观!我们无法改变环境,但可以改变心境!我们无法调整环境来完全适应自己的生活,但可以调整态度来适应一切的环境!你不能左右天气,但你可以改变心情!你不能改变容貌,但你可以展现笑容!你不能控制他人,但你可以控制自己!你不能预知明天,但你可以利用今天!你不会样样顺利,但你可以事事尽力!2心理健康说到底是一种人生态度。心理健康的人,以积极的眼光看待世界,看待周围事物。这种人富有利他精神,能在尝试付出、伸展自己的过程中增强自我价值感。这种人追求高尚的生活目标,但他能放弃作“完人”、“超人”的念头。比如目标非常崇高,可是我又达不到,就会有失败感。所以,一个心理健康的人,有目标,但目标不要太完美,既要积极进取,又要正视客观现实,有一定程度弹性的道德准则。而缺乏道德观念与坚持“超道德”观念正是人格异常者与神经症患者常见的特征。3满意的心境是健康心理的重要内容。心理健康的人对自己、对他人、对工作、对学习、对生活都比较满意,没有心理障碍。满意的心境来源于正确的认识,由于他们能一分为二的论人论事,因而既能接受自己,又能悦纳他人。他有自知之明,对自己的外貌、德才学识有正确的分析。他们在别人的议论包围中既不会被赞扬、歌颂冲昏头脑,又不会因批评、责备而烦恼,因为他们对自己心中有数,能从别人的议论中吸取有益的东西。他们不自骄自傲,也不自轻自贱。对自己有清醒的认识,不会淹没在别人的议论中无所适从,他们总是处于一种独立自主的状态。他们对别人也有一种客观的、全面的评价,不会忽冷忽热,不会苛刻地要求别人。对工作、生活、学习也有正确的标准,既不好高骛远,也不急功近利,因而心境总是满意的、愉快的。D.实战演练1.阅读下面一段材料,根据要求作文。从总体来看,目前中学生的心理是健康的,他们在学校、社会、家庭的共同呵护下茁壮成长。但不可否认的是,在这主流的背后,也存在着阴影。如喜怒无常,情绪不稳,自我失控,心理承受力低,意志薄弱,缺乏自信,学习困难,考试焦虑,记忆力衰退,注意力不集中,思维贫乏,学习成绩不稳,难于应付挫折,闭锁心理以及打架、骂人,说谎,考试舞弊、厌学、逃学,自伤或伤人等。面对这些林林总总的光怪陆离的自我心理问题,我们该如何活出自己的精彩?该如何体面而尊严地活着?如何最大程度地发挥自己的创造潜能?从而有效地实现自己的人生价值。请以“做最好的自己”为话题,写一篇文章,立意自定,题目自拟,文体自选,不少于800字。[写作指导]话题“做最好的自我”,隐含着这样的立意,即我们应该怎样维护自我形象,并通过自我调节、自我奋斗实现人生价值的最大化,使自己不断壮大,从而成就一番非凡的人生伟业。需要注意的是,作文时要避免说假话、空话和套话,要善于挖掘内心的情感,注意在解决“心理问题”的过程中,完成自我的升华——“做最好的自己”。2.阅读下面一段材料,根据要求作文。近年来,中学生的心理问题日益突出,因心理问题而辍学,离家出走,自杀甚至犯罪事件层出不穷。一般的心理不适、心理障碍者更是屡见不鲜。近年发生的武昌三少女因惧怕考试离家出走;广东学生周付宇怕请家长跳楼自杀;信阳潢川师范学生蒋丽毒杀同学案;浙江金华中学生杀母案等一系列触目惊心的事件,使人们的视线再次聚焦到中学生这个朝气蓬勃而又极其脆弱的群体。人们从来没有像今天这样关注中学生的心理健康问题。心理问题,危害大却不易被自己察觉。请以“直面心理问题”为话题,写一篇文章,立意自定,题目自拟,文体自选,不少于800字。[写作指导]每个人都有心理问题,只是程度不同罢了。因此,每一个热爱生活的人,都应直面自己的心理问题,勇于解剖自己,使自我走向完善,成为一个真正的大写的人。笔者以为,心理健康的标准,应包括以下几方面:①正确的人生态度;②满意的心境;③和谐的人际关系;④良好的个性,统一的人格;⑤适度的情绪,充分的理智。但我们作文时,不能简单列出这些条款,而应以“形象”感人。写记叙文,确定好立意后,演绎出生动的故事;写议论文,论点要鲜明,论据要充分,论证要严密,力图揭示问题产生的原因以及解决问题的办法
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范文:全球普遍存在水环境污染 人类疾病80%与水有关中新网11月28日电 据《了望新闻周刊》报道,现代医学发现,人的疾病80%与水有关。垃圾、污水、农药、石油类等废弃物中的有毒物质,很容易通过地下水或地表水进入食物链系统。当被污染的动植物食品和饮水进入人体后,就可能使人体罹患癌症或其他疾病。 国内外学者一致公认,80%的癌症是由环境污染引起的。环境中的有毒污染物增多是我国近年来各类怪病发病率递增的根本原因。环境中的有毒有机物及铅、汞、镉、铬、铜、镍等重金属类,经过呼吸道、消化系统、皮肤等途径被人或动物所吸收。有些与体内黏液中的有机分子结合成络合物附着在体壁上,阻碍氧和二氧化碳的交换,抑制细胞的生长发育,破坏细胞内含物,降低酶类活性,引起急慢性中毒,致使细胞畸变,或引发癌变,以致死亡。有些重金属,当饮用水含量达到ppb(浓度单位,以10的-9次方为一单位)量级时,会对物质代谢起催化作用,使肝、肺、心脏等发生病变。有毒物是人体发生畸变、癌变的直接元凶。尤其是那些难降解的有毒物质,能在其迁移途径中在人体内不断积累,使人体发病的机会逐渐增多,发病率也就必然会增加。因此,发病率尽管与遗传和饮食卫生习惯等有关,但其最根本的因素应是环境污染所致。 我国河南林州每年因食道癌死亡人数为150/10万左右,同时发现该地区的鸡也有很高的食道癌死亡率(175/10万);江苏省启东县肝癌发病率较高,而当地鸭子的肝癌发病率也高。这种"人畜共患病"现象,更加揭示出健康对环境的依赖性。因此可以说,制约健康的最重要因素是环境,尤其是水环境。 尽管水环境污染在全球普遍存在,但我国水环境污染状况更加严重。全国745个地表水国控断面中,多数达不到Ⅲ类标准,流经城市的河段90%以上受到严重污染,大多数湖泊出现富营养化,蓝藻泛滥,湖水出现绿粥状污染物,气味难闻,令人不堪入目,被当地称作"生态癌"。 全国城镇集中式饮用水源地有不同程度的超标,近三亿农村人口在饮用不合格的水。近岸海域赤潮频发,面积在增加,大部分已超标。淡水在变绿,海水在变红,我国的江河湖海已向人类发出了危险信号。 更加可怕的是地下水的污染。由于它比大气污染和地表水污染难以映入眼帘,更容易被忽视、被搁置、被回避,甚至干脆被当作垃圾筒。目前在我国平原地区,要寻找出一块未被污染的地下水地段,竟成了一件很不容易的事情。如京津唐地区地下水有机污染物种类达百余种之多。北京市地下水污染问题更加突出,即使是市政管道的自来水,二次污染现象也时有发生。水污染对首都广大人民群众的健康已形成了较大威胁。 据2003年《中国地质环境公报》材料,全国31个省、自治区、直辖市不同程度地存在着与饮用水水质有关的地方病。如淮河流域出现的高癌村--河南省沈丘县东孙楼村、周营乡,大批村民因癌症去世;天津市北辰区西堤头村、刘快庄村,癌症患者多达120多人;有些石化工业地区,癌症发病率高出周围十几倍;河北、山东沿海有些村庄恶性肿瘤的发病率也已超过半数。北京市某些垃圾填埋场地下渗漏污染已造成周围十几平方公里范围内的地下水不能饮用,即使是在上风上水的北京小汤山地区,也竟然出现了高发病村。在藻类暴发的江河湖海附近,由于有些藻种具有毒性,故由藻类引发人畜中毒现象时有发生。怪病、瘟疫的暴发,虽是突发事件,却与长期的环境污染密切相关。大自然一次又一次地在向人类漫不经心地排污给予报复。
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随着经济的快速增长,风电技术也在不断的改善,给人们的生活带来了许多方便.下面我整理了风电技术论文3000字,欢迎阅读!
促进风电发展的技术解决方案
【摘要】随着经济的快速增长,风电发展的技术也在不断的改善,给人们的生活带来了许多方便,但是,随着技术的发展,在风电发展这方面发现了许多的问题需要解决,本文就从促进风电发展的技术解决方案这方面来研究研究。
【关键词】风电发展;技术解决方案
中图分类号:X703文献标识码: A
一、前言
促进风电发展的技术解决方案是我国面临的一个重大的课题,在我国社会水平的发展,科学技术也在不断的发展,所以,在以后的日子中,需要科学技术人员在促进风电发展的技术解决方案这个方向做出很大的付出。
二、影响海上风力发电技术方面的因素
1、风资源评估
风资源评估是风电场开发建设的首要步骤,是进行风场选址、机位布局、风机选型、发电量估算和经济概算的基础.在宏观分析选址上,根据当地的气象部门的统计数据,获得辽宁沿海的几个城市的气象特征分别如见表1、图1所示.
表1辽宁省部分沿海城市风资源情况
营口、盘锦、大连、锦州等地区按照风能资源上分处于风能丰富区和风能较丰富区,并且临海处于渤海湾内,风速平稳、风浪较小,从宏观风资源角度上看非常适合海上风资源的开发,若要进一步的微观选址则需要建立一整套完整的测风系统以获得准确的技术数据.
2、海床考察与基础建设
海床的条件直接关系到基础采用的形式,基础的成本目前占单机总成本的19%,并且不同情况下的使用环境、造价都是不同.对于我国海上风力发电机基础,通常采用4种基础形式:单桩基础、三脚架或多支架基础、沉降基础和浮运式基础.其使用海域范围如图2所示.
图2根据水域深度海上风力发电机基础应用范围的划分
其中的单桩基础适于浅水、滩涂,并且安装简便,但是不能移动,不适合软海床.三角架或多支架基础适合于水深30m以上的水域,其基础非常坚固,但费用昂贵,很难移动,也不适合软海床.而沉降基础适用于深度不太大的软海床海区,并且安装方便,但海床表面不平时需要进行平整处理,建造费用高.浮运式基础适合于50m以上的水深,其本质就是一艘发电船,并且只适合深海域.辽宁沿海风速平稳,海床下降平缓,海床地质相对坚硬,比较适合应用单桩基础.
三、我国风电发展应重视的问题
1、风电规划过于粗放
(1)风电项目地方建设规划与全国整体规划衔接不够。各地区在开发规划风电基地时,主要是依照当地风能资源情况制定风电的规划规模和建设时序,而很少考虑电力系统的电源结构、电网输电能力、风电消纳市场等因素。各地政府确定的风力发电规划远远大于国家总体规划,使风电项目的规划发展没有体系性和衔接性,而且“十一五”以来,我国风电发展标准多次修改,对风电产业的总体指导性作用不能很好的体现。
(2)风电项目发展与水煤等其他电源规划协调不够。由于风能资源具有间歇性、随机性和不可控等特征,因此风力发电就不可避免的具有着随机和局部反调峰的这种特性,对系统的安全运行带来许多影响。电网系统能够消纳风力发电的规模大小,主要因素在于整个系统的合理规划程度和资源的优化配置情况。国外发达国家的水油气电源比重较高、系统调峰能力充裕,而我国则恰好相反,我国的情况是富煤缺油少气,在目前的电源结构中,煤电装机容量占到全国总装机容量的75%以上。水力发电中大部分是径流式电站、在丰水期是不能够进行调峰的,而核电站目前不参与调峰,因此整个电力系统的调峰能力严重不足,导致我国大部分地区电网的风电消纳能力受到限制。
(3)风电开发与电网规划建设配套不够。我国陆地可开发利用的风能资源主要集中分布在东北、西北、华北北部这“三北”地区,技术可开发量占到全国陆地风能总量的95%以上,我国风能资源基本上与用电负荷逆向分布。在风能富裕集中的“三北”地区,电网建设规模相对较小、且用电负荷有限,风电出力很难就地消纳。这与欧美等西方发达国家“小规模、分布式,低电压、就地接入”的风电发展方式显著不同,由于我国特有的地理、气候等因素制约,我国的风电开发不可避免的具有“大规模、集中开发,远程输送”特性,这就面临着更加复杂的技术挑战。风电的大规模开发必须依托坚强、灵活的电网来实现,且电网的建设周期相对与风电项目要长,因此风电和电网的规划和建设必须相互兼顾、配套开发,不能出现脱节现象。而当前,各地的风电项目规划不参照当地的电网建设计划和进度进行,使建好的风电场无法完全、稳定的接入电网,存在不协调情况。
四、风电前景展望
1、保守模式
这种模式假设中国风电按照常规方式发展,风机质量及供应能力基本保持目前的发展水平。在该模式下,减排温室气体压力不大,且中国风电发展还存在较多的限制性因素,电网建设落后于风电建设速度,电网瓶颈问题未得到有效解决,风电产业的总体投入相对较少,使得风电产业发展一般。这样在 2020 年前后,风电发展依旧比较缓慢;之后,一些问题得到初步解决,2030年以后,风电产业开始快速发展。若以这种发展模式进行,根据我国《新型能源产业发展规划》报告预计,2020 年之前我国风电年新增装机容量将保持在 GW 左右,累计装机容量将达到150 GW;之后,年新增装机容量保持在 1 GW,并于 2030、2040 和2050 年分别实现累计装机容量 250 GW、350 GW 和 450 GW。
2、乐观模式
这种模式考虑到目前中国风电资源潜力、环境约束、社会总成本等因素,考虑到政府发展目标和产业发展水平,同时假设开发商对目前的风电市场充满信心。在该模式下,中国风电发展存在的问题将得到有效解决,如电网瓶颈问题初步消除、风电价格体制进一步完善、风电设备攻关技术取得进展等。中国风电产业各时间段发展较为均衡,风机制造业和风电市场开发保持合理的速度,电力和电量输送能力基本满足风电发展需求,电力系统具备一定的调度运行能力,中国风力资源得到较充分的开发。这种模式是一种平衡、稳健的发展模式,接近现实发展水平。若以这种发展模式进行,根据我国《新型能源产业发展规划》报告预计,2020 年我国风电累计装机容量将达到 200 GW,占世界装机容量的 20%,年发电量实现 440 TW・h,创收 2 500 亿人民币。2020 年之后,年新增装机容量保持在 1 GW,并于 2030、2040 和2050 年分别实现累计装机容量 200 GW、400 GW 和 500 GW。
3、积极模式
这种模式充分考虑了温室气体的减排压力,国家加大投资力度,积极推进技术研发能力,使得产业发展和基础研发同步提高,电网建设和区域连接得到充分解决,电力系统具备灵活的调度能力;同时国家积极推出各项风电产业激励政策,法律条款能够运行到位,有效解决了各利益主体间的关系。国家发展目标与风电发展速度达到一致,配套的风电服务业也得到新的提升和快速发展。在该模式下,风电发展呈现高速发展趋势,风机制造和市场开发保持快速发展,电网技术、电力系统技术和风电应用技术有了质的突破,风电在电力结构中的比例迅速增长。这种模式是一种超前发展模式,若以这种发展模式进行,根据我国《新型能源产业发展规划》报告预计,2020 年前,我国风电年新增装机容量保持在 GW 左右,累计装机容量将达到 230 GW,之后,年新增装机容量保持在 GW,并于 2030、2040 和 2050 年分别实现累计装机容量 380 GW、530 GW 和 680 GW。
五、政策层面的解决策略
1、加强需求侧管理,推动风电多样化利用由于目前储热技术的成本远低于储电成本,为充分利用低谷风电,丹麦大部分终端用户配备了电锅炉、热泵等电采暖设备,将低谷剩余的风电转化为热能供暖,有些还通过储热装置,变储电为储热,大大减少了低谷弃风。我国风力资源多集中在东北和西北这些冬季采暖期长、采暖负荷较大的地区,如果将风电场的建设与地区供热结合,在原有供热锅炉的供热区域或新增的供热区域,试点电采暖,对于提高风电消纳、减少煤炭消耗都具有重要意义。结合用户侧电力需求管理,推动风电多样化利用,积极探索用户侧利用低谷电能的方式,也是提高风电利用率的重要途径。
2、积极开展风电低谷电价试点
充分调动更广泛的电力需求侧资源的关键在于电价激励。国外风电大国依托其成熟的电力市场,充分发挥风电运营成本低的优势,实现了风电的充分消纳。随着我国风电规模的扩大,低谷风电弃风限电问题日益突出。我国可借鉴西班牙、丹麦的风电电价模式,遵循不打破现行上网电价体系、衔接现行风电标杆上网电价的基本原则,试点风电低谷上网电价。初步考虑,风电低谷上网电价由 2 个部分构成:一部分为政府补贴电价(即当地火电机组脱硫标杆电价与当地所属风资源区风电并网标杆电价的差价),维持不变;另一部分为低谷电价,可根据低谷风电特定用途倒算,如采用低谷风电供电锅炉采暖的,可按不高于采用燃煤锅炉采暖成本倒算,也可采用风电边际电量成本计算。
六、结束语
综上所述,就促进风电发展的技术解决方案这方面而言,为了找到促进风电发展的技术解决方案,科学技术人员不仅在技术方面努力,还得总结以前的不足加以改正,解决存在的问题也会是一大进步。
参考文献
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