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关于发电厂技术论文题目

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关于发电厂技术论文题目

随着我国的经济和科技的不断发展,电气技术也渐渐地被人们所关注。下面是由我整理的电气技术论文题目,谢谢你的阅读。 电气技术论文题目 1......浅议电气工程的质量控制和安全管理 2......浅议建筑电气工程防雷 3......浅议PLC在机床电气控制系统改造中的应用 4......机电安装工程电气施工关键工序控制与管理 5......浅议电气误操作事故的原因及对策 6......火力发电厂电气控制系统浅探 7......浅述母差保护基本原理 8......建筑电气工程电线管敷设的质量问题及防范 9......浅议高层民用建筑设计中给排水对电气专业提资要求 10.....浅议钳工一体化实习教学 11.....浅议220kV银湖变电站#2主变压器安装施工技术 12.....电气工程施工常见问题及处理 13.....新建黑龙江伊春林都机场防雷改造工程技术方案浅述 14.....浅议提高自备电厂机组利用小时的措施 15.....浅议某垃圾处理厂的电气与自控设计 16.....浅议我国大型水电机组的发展 17.....浅谈电气工程师的作用 18.....浅谈装修工程中电气施工质量控制要点 19.....电气工程及其自动化专业规范研究 20.....浅议变电站设备检修 21.....学习新《安规》的几点初浅体会 22.....电气工程的管理措施研究 23.....浅议汽轮机组的振动故障和处理、保护措施 24.....电气工程与自动化学院介绍(一) 25.....浅议继电保护装置改进后的运行 26.....浅淡10kV配电网建设与改造方案 27.....永磁电机制造关键工艺浅议 电气技术论文 浅谈电气施工技术 摘要:建筑工程的机电安装是施工工程的重要组成部分,并且贯穿于整个建筑工程施工的各个阶段当中。通过介绍电气工程的施工内容,阐述了各个分部公司的施工方法,重点说明了关键工序的主要细节及控制措施。 关键词:电气工程;施工技术;质量措施 在建筑工程当中,机电安装工程是关键的技术环节,其施工主要包括电气工程、空调和暖通工程、建筑消防工程、弱电工程等具体形式的施工。而这些具体的机电施工,都需要从施工的设备和技术材料的统筹、采购、安装、调试、试运行及竣工后的验收活动等几个步骤进行安排。而每个施工的环节,都会牵扯到技术和质量的有效控制。因此,建筑工程机电施工的整体质量,将直接影响到整个建筑工程的质量,对电气工程的施工技术进行总结,用于指导施工很有意义。 1 施工准备工作 在进行建筑工程机电安装施工工程之前,针对此工程施工对象的基本要求和特点,并根据需要,组织与工程有关的相关部门,并按照部门的设置为其选择部门的管理人员,然后根据图纸绘制的设计要求,派技术人员、管理人员进入施工现场进行工作的交接,并根据人员设置和工程的具体情况,进行施工场所的平面布置和平面规划,更有效的管理和监督施工的工作人员严格按照施工计划和施工图纸进行合理施工。 2 电气工程 电气工程技术特征 建筑工程电气工程施工一般包括高压变电系统、低压配电系统、后备供电系统、照明供电系统、消防控制系统设备、应急的出口指示供电系统、停车场等各个单位的强电供电系统和建筑智能控制、防雷接地等弱电系统。 在电气工程施工之前,需要做好一系列的准备工作,比如技术人员和管理人员分配问题、施工设备和施工材料的合理配置、施工图纸、设计和施工资料等方面。对结构造型及预埋管线完成线面标定,按照预先做好的电气专业管线图预留和预埋电气管线,利用专业的技术和工艺进行开线槽、桥架穿越楼板、剪力墙处开孔洞处理以及防雷设备的接地焊接。在土建中进行底板结构施工、电气工程在连接时,一般会采用镀锌的电线管丝扣进行连接,并在各个环节要严格按照建筑安装工艺技术的标准和要求要求进行安装工作。 在墙壁的内部暗敷管线,需要从楼板引上或引下,这是需要处理各种墙壁出现的问题。而在对墙壁进行砌体时,首先要保证终端线盒的定位满足图纸的设计要求,并按照相关规定和业主的要求进行相应操作。在完成砌体后,线盒的位置与尺寸将不能改正,所以砌体钱需要充分统筹,而且最好能一次性准确恰当的完成。接着,由于很多工程环节也会有打孔工作,所以需要作好建筑外部明显的标记,避免其他打孔活动会损坏管线。在安装电气的管线后需要进行整齐排列,管理对支架的牢固程度和管卡的均匀程度,注意线管的弯曲半径、电缆管的半径标准,而且要注意保护关口成喇叭形状,注意关口边缘的光滑程度。在电缆穿管之后 ,要进行密封。 3 电源电路 在建筑工程的施工过程当中,对于天花的布置和设计,首先应该充分地考虑到灯具所具有的的照明的效果。除了在设计上要符合使用者需要并注重其外观的美观大方外,在进行其相应的安装环节之前,首先应该合理布置和安排照明的灯具、风口、消防的喷头,并且灯具要坚持在风管的下面进行安装。对于一些具有特殊要求等方面的特殊灯具,需要进行密封处理,才能保证灯具功能的发挥。在线路问题上,一般采用镀锌钢管、防水线盒进行敷设。所有建筑场所的开关、插座、疏散等局的安装都需要符合设计高度并保持一致美观。 线路的检测和调试 电气工程在线路测试与调试包括 :低压配电柜屏、动力设备、照明设备与控制设备的一、二次回路的各项电参数测试 ,有对地绝缘电阻、线路通断、控制器灵敏度调试及继电保护装置检测调试 ,各项检验与调试必须严格按设备安规与使用说明进行。 4 空调电气系统 鉴于暖通空调系统在机电安装施工中的重要性,除了在技术更新上实现节能降耗外,工程建设业主单位还必须加强多方面的综合管理,全面提升建筑电气工程施工的质量。结合自身的施工经验,现提出优化机电安装施工的综合策略。 优化设计。暖通空调系统是一项复杂性的机电结构,在安装之前必须做好多方面的设计评估,对机电设备的结构形式进行优化改进。设计阶段发现任何异常问题时,都必须对安装施工方案加以改进,这样才能为后期施工创造有利条件。暖通空调系统需对于每个器件的设计给予重视。 优化功能。施工单位要对建筑物本身质量实施优化处理,不断提高建筑自身的使用性能为机电安装施工带来便利。暖通空调节能效果的实现要借助于建筑内部功能的优化,这是现代暖通空调系统正常运行的保证。建筑功能优化可借助保温技术、节能技术等方面调整,这对于机电安装是很有利的。 优化产品。机电安装施工技术调整之后,工程建设业主单位必须严格把关机电设备的质量,对暖通空调设备采取严格的质量审核制度。如此一来,不仅能避免因设备质量问题而影响到机电装置的运行,还能防止暖通空调系统出现各种质量问题,保证了机电安装施工的有序开展。 5 弱电系统 弱电系统主要包含综合布线、计算机网络系统、数字有线电视系统、语音程控交换系统、安防系统、背景音乐 / 消防广播系统、多媒体会议系统、前台公共信息发布系统、防雷接地和 UPS 电源系统等建筑智能化系统以及消防自动警报的系统等。 随着科技的发展,业主对软垫系统的功能要求越来越细致和先进,所以,在进行配置的功能主机模块的选择当中中,要坚持选择技术成熟且先进的品牌产品为先导,在进行综合布线施工工作中,要注意线管材质,一般来说,选用 KBG类金属管子,并有效地做好接地防护工作,注意强电线管间的规范间距问题,这在很大程度上能有效地防止回路干扰的影响。 6 结语 综上所述,电气工程非常重要,需加强技术质量管理,重视施工技术的运用与总结,提高质量把控能力,重视施工工序,确保电气工程的整体质量。 参考文献: [1] 叶卫军.建筑工程机电安装施工技术管理浅析[J].科技传播,2011(2). [2] 小军.中小型水电站机电安装工程预埋阶段监理对质量的控制[M].水电站设计,2010(3). [3] 邓怀智,郗艳梅 .设备安装工程与土建工程的施工配合策略浅析[J]河北工程技术高等专科学校学报 [4]庄贤才,蔡蔚,魏晓斌,尧靖秋.浅谈建筑智能化系统工程督导管理[J].智能建筑.2008(4). 作者简介:张利勇(),男,身份证号码4107278,从事施工管理。 看了“电气技术论文题目”的人还看: 1. 电气专业论文范文 2. 电气工程前沿技术论文 3. 电气工程方面的论文 4. 电气自动化技术论文范文 5. 电子技术论文题目

随着信息网络技术发展水平的不断提高,发电厂电气技术也渐渐地被人们所关注。我为大家整理的发电厂电气技术论文,希望你们喜欢。 发电厂电气技术论文篇一 发电厂电气自动化技术初探 摘要:本文分析了发电厂用电系统的特点,通过介绍电气综合自动化系统的功能,探讨了目前电气自动化控制系统的设计思想,展望了将来电气自动化控制系统的发展趋势。 关键词:发电厂;电气自动化;技术;分析 中图分类号:TU984 文献标识码:A 文章编号: 从布置方式和数量上来看,厂用电设备分散安装于各配电室和电动机控制中心,元件数量众多,运行管理信息量大,检修维护工作复杂。与热工系统相比较, 电气设备操作频率低,有的系统或设备运行正常时,几个月或更长时间才操作一次;电气设备保护自动装置要求可靠性高动作速度快,比如保护动作速度要求在40ms 以内完成。在电气设备本身构造上,其具有联锁逻辑较简单、操作机构复杂的特点。在构建ECS时,其系统结构与DCS 的联网方式是确保系统高可靠性的关键。既要实现正常起停和运行操作外,又要实现实时显示异常运行和事故状态下的各种数据和状态并提供相应的操作指导和应急处理措施,保证电气系统在最安全合理的工况下工作。 1 集中模式 原理 集中模式也就是传统的硬接线方式,将强电信号转变为弱电信号,采用空接点方式和4—20mA标准直流信号,通过电缆硬接线将电气模拟量和开关量信号一对一接至DCS的I/O模件柜,进入DCS进行组态, 实现对电气设备的监控。这种模式又分为直接I/0接人方式和远程I/0接人方式两种,前者是将电缆接至电子间集中组屏,后者是在数据较集中且离主控室较远的电气设备现场设立远程I/0采集柜,然后通过通信方式与 DCS控制主机相连,两者具有相同的实现技术,本质上没有区别。 优点 电气量的采集集中组屏,便于管理,设备运行环境好;硬接线方式成熟,响应速度快。 缺点 电缆数量大,电缆安装工程量大,长距离电缆引进的干扰也可能影响DCS的可靠性。 DCS系统按“点”收费,不仅投资大,而且只有重要的电气量才能进入DCS,系统监测的电气信息不完整。 所有信息量均要集中汇总至 DCS系统,风险集中,影响系统可靠性。 由于 DCS调试一般是最后进行,采用集中模式通常难以满足倒送厂用电的要求。 没有独立的电气监控主站系统,无法完成较复杂的电气运行管理工作(如防误、事故追忆、继电保护运行与故障信息自动化管理、录波分析等高级应用功能),不能实现电气的“综合自动化”。 2 分层分布式模式 原理 分层分布式模式从逻辑上将ECS划分为三层,即站级监控层、通信层和间隔层(间隔单元)。间隔层由终端保护测控单元组成,利用面向电气一次回路或电气间隔的方法进行设计,将测控单元和保护单元就地分布安装在各个开关柜或其他一次设备附近。网络层由通信管理机、光纤或电缆网络构成,利用现场总线技术,实现数据汇总、规约转换、转送数据和传控制命令的功能。站级监控层通过通信网络,对间隔层进行管理和交换信息。 优点 间隔层测控终端就地安装,减少占用面积,各装置功能独立,组态灵活,可靠性高。 模拟量采用交流采样,节省二次电缆,降低了成本,抗干扰能力增强,系统采集的数据精度大大提高。 系统采集的数据量提高,监控信息完整,能实现在远方对保护定值的修改及信号复归,运行维护方便。 分布式结构方便系统扩展和维护,局部故障不影响其他模块(部件)正常运行。 设置独立的电气监控主站,便于分步调试和投运,满足倒送电的要求。同时有利于厂用电系统的运行、维护和检修。 关键技术 间隔层终端测控保护单元。分层分布式系统的最大特点就是以间隔层一次设备为单位,现场配置测控保护单元。该单元是保障厂用电系统安全、稳定运行最重要、最有效的技术手段,对其可靠性、灵敏性、速动性和选择性都有很高的要求,因此不宜由DCS来实现保护功能,而应该采用专用保护装置来实现。厂用电系统保护主要有线路、厂用变、电动机综合保护测控装置等,实现微机化保护、实时数据采集、 远方及就地控制以及记录故障数据等功能。 通信网络。 ECS系统安装工作于高电压、大电场的环境,工作环境恶劣、电磁干扰大,因而通信网络是ECS系统的关键组成部分,通信网络的性能直接影响着自动化监控系统的整体性能。目前较为流行的采用电缆现场总线网络方式,光纤通信亦开始被用户逐步接受。 通信管理层是间隔层和站控层之间的桥梁,方案中一般采用双冗余的设计思想,按照通信管理机双机热备用或双通道备用原则配置,当数据通信网络中出现问题时,系统能自动切换至冗余装置或通道,以提高系统可靠性。 监控主站。监控主站安置在站级监控层,实现厂用电电气系统监控和管理,主站配置的设备和规模需要根据发电机机组的容量和运行管理要求进行设计,即可以配置成单机、双机或多机系统,标准的设备主要有数据库服务器、应用和Web服务器、操作员站、工程师站 以及其他网络设备、GPS和打印机。 尽管配置的设备规模不同,但配置的软件以及完成的功能基本一样。软件主要有前置机软件、实时数据库软件、人机界面软件和图形建模软件等。功能主要有系统监控功能、数据管理功能、系统管理功能以及应用分析功能等。 另外,主站系统可通过多种方式与DCS系统、MIS系统和SIS系统传输数据。 与DCS的协调控制。由于电气系统与热工系统在运行过程和控制要求上有着很多不同之处,所以在设计规划阶段和调度运行过程时必须要考虑 ECS与DCS系统之间的功能分工和协调控制,主要体现在以下几点: 由DCS实现电动机连锁逻辑控制操作,厂用电自动切换逻辑由专用电气装置实现。 由ECS实现继电保护、故障录波和事故追忆等功能的管理。 控制操作主要在DCS操作员工作站进行,DCS系统授权后也可在ECS操作员工作站进行,但要保证控制权的唯一性。 3 技术的发展趋势 嵌入式工业以太网技术的应用 由于现场总线通信协议技术标准的多样性,难以统一,使其不能满足以上性能要求,而以太网由于其传输速度快、容量大、网络拓扑结构灵活以及低成本等特点,在商业领域和工业领域内得到了大规模的应用。该技术成为建立电气综合自动化中无缝通信的最好选择。 工业以太网技术直接应用于工业现场设备间的通信已成大势所趋。随着以太网通信速率的提高,全双工通信、交换技术的发展,为以太网的通信确定性问题的解决提供了技术基础,从而为以太网直接应用于工业现场设备间通信提供了技术可能。 利用嵌入式软、硬件,在单片机系统上实现工业以太网技术又称为嵌入式以太网。国外大的电力设备供应商纷纷推出了基于嵌入式以太网的微机保护测控设备 ,国内电力装备制造商开发的最新综合自动化系统中,也把嵌人式以太网成功应用于二次保护控制设备,因而嵌入式以太网是电气综合自动化系统间隔层网络通信的必然发展方向。 综合智能化技术的应用 ECS系统控制发展经由计算机控制取代了传统操作盘控制,目前又由计算机控制向综合智能控制和管理发展,主要表现在间隔层和站控层两方面。 间隔层的保护和测控单元由传统的相对独立设计,向着集保护、测量、控制、远动于一体的综合化及网络化智能保护测控单元发展,直接面向一次设备或设备组合,就地安装,除实现继电保护、实时电量监控、状态信息记录及历史记录等基本功能外,还能与站控层联网实现事故分析、状态监视、微机防误操作和安全保障等功能。 站控层监控系统由满足基本运行SCADA功能,向全面提高运行和管理自动化水平发展。监控主站采用先进的数据挖掘技术对电气实时数据仓库和历史数据仓库的数据进行分析,提供一系列的高级应用功能。这些功能分为对外和对内两大部分。对外的功能是指给DCS和SIS等其他系统提供数据,实现机组优化控制和优化管理等综合智能控制;对内的功能是指集间隔层装置的监控管理、自动抄表、设备管理、定值管理、故障信息管理、设备在线诊断和小电流接地选线等功能于一体。 4 结束语 本文提出了厂用电电气自动化技术的发展趋势,随着IEC国际标准在工业化领域内的认同和应用普及,基于同一国际标准的全开放式的数字化厂用电电气综合自动化将是下一步研究的重点。 参考文献: [1] 庞军.电气自动化监控技术在电厂中的应用发展[J].能源电力,2011,(7). [2] 张俊.电力系统中电气自动化技术的探索[J].中国新技术新产品,2010,(9). 发电厂电气技术论文篇二 发电厂电气自动化技术应用方法初步研究 摘 要:随着我国社会经济的不断发展,我国东西部经济发展不平衡也日渐显著,特别是在发电厂自动化技术应用及研究上存在着很大的差距,在一些发展比较缓慢的地区,各种原因造成的安全问题还时有发生。本文就发电厂自动化技术的应用进行了相关问题的探讨和研究,通过对电网系统自动化控制模式的完善,以及对现有成功使用案例的研究,制定出配置更加灵活和更容易维护的自动化控制技术。 关键词:热工自动化;电气自动化;电气监控系统 中图分类号:TM76 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2013) 20-0000-01 发电厂的自动化控制系统的配置方式和数量相对比较复杂,同时在设计的过程中往往会使用较多的电器元件,所以运行管理中需要控制的信息量十分庞大。多种因素共同造成了对于发电自动控制系统检修工作的复杂性。所以在电器设备的自动化控制中需要提高电器设备的可靠性和运行效率。 一、发电厂自动化技术基本功能 发电厂的自动化控制过程中的一个重要工作环节就是对相关信息的搜集,这个工作环节的最主要作用就是将发电厂工作现场的各种模拟数据信息经过计算机系统进行检验,在检验的过程中如果发现被处理数据存在偏差还可以同时进行合理性的矫正,这有利于对重要数据进行整理。一般情况下,对模拟信号进行采集的过程中,同时也要对电流、功率等因素进行测定。在检测过程中检测的数据将通过画面进行直接显示,屏幕上主要显示发电厂工作的所有模拟量、相关的计算量,开关、断路器数据等多种相关数据,处于挂牌检修状态的部分电器元件也将显示在屏幕上。 自动化系统中的检测警报功能能够使得工作人员将发电厂的全部设备的运行信息的实时状态了如指掌,在进行数据监控的同时还能够将系统的信息结合画面的功能显示出来。如在发电厂中的模拟量如果发生超越极限的情况,监视功能控制系统就会自动地将发生越界的对象的名称、编号、时间以及相关参数值等多种重要数据显示出来,同时进行打印和上传,还能够对发生次数进行计算。警报分为事故警报和预告警报两种方式,这两种方式通过不同的颜色进行显示,通过分析不同的颜色进行区分。 在进行实际操作的工作过程中主要分为两级别控制、现场自动控制、上机控制和DCS控制着四种控制方法,其中后三种控制方式比第一种控制方式更为灵活,具有更强的可操作性,命令操作的顺序成为操作优先级,保证合理的操作优先级可以确保控制系统的一致性和安全性,能够极大地提高安全生产的效率。一旦发电厂的某些重要设备发生安全事故,控制系统将会对信息进行及时上传,通过计算机的计算进行快速反应,同时制定出最合理的解决方案。在事故处理结束后会自动对数据进行分析和储存,得出系统性的解决办法,预防类似事故的再次发生。 二、发电厂的新型电气化自动控制技术 随着发电厂自动化控制系统科技的不断发展,一种建立在先进信息化平台上的发电厂自动化控制系统越来越多地应用于生产领域。其中ECS系统在发电厂电气控制系统中应用比较广泛的一种系统,这种系统具有计算机处理、信号的采集与处理、现场总线技术、以太网、继电保护等技术综合研发。应用计算机、现场总线、以太网、信号处理、继电保护等技术实现对发电厂的发电机、变压设备、电动机、反馈线等电器设备以及电气化装置的测量、处理、控制、保护、监测、故障分析、保护等多种功能。这种系统采用了分层式的系统架构,自下向上分别为控制层、管理层和间隔层,其中控制层包括了硬件服务、工作站硬件等方面的工作硬件。主要通过电抄表、录波分析等应用软件进行各种工作系统的通信连接。 ECS工作系统采用了一体化设计的方式将管理层和站控层进行了一体化设计,保证了组态调试可以一次性完成,极大地提高了调试的工作效率,同时从整体的角度完善了系统的通信工作功能,保证了通信层和间隔层之间的通信速度,并且使用DCS、MIS等数据端作为通讯接口,使得ECS和DCS之间的相互通信不受限制,还可以节省大量通信线缆和变送器设备,降低工作成本。同时系统采用了先进的自动化设备,完全实现了不受通讯限制的独立运行,保证了系统工作的安全性和可靠性。 GCS监控系统的间隔层使用的测控系统具有比较完善的屏蔽和隔离组件,因此该系统的抗干扰能力较强,能够适用于各种复杂的工作环境。而且系统中还使用了新型的冗余技术,实现了双线网络控制、站控设备冗余以及双层以太控制等多种模式控制,从工作效率上确保了工作系统的稳定性。工作系统中的安全部件当中还设置有防火墙等多种杀毒措施,并且根据网络分段和数据加密等多种方式提高了网络信息传输的安全性。除此之外,在ECS工作系统中还增加了系统的自我诊断和自我恢复的功能,这是传统电器设备所不具备的。这就使得监控系统的间隔层、站控层和管理层具备了自我修复的功能。在通信层和管理层之间还添加了一种类似于熔断的网络数据中断方式,这就在很大程度上提高了监控系统自我修复的效率。同时在通信管理层中使用了双通道进行数据的备份、恢复和及时上传,提高了信息传输和信息数据处理的效率。系统采用了具有更高性能的微处理器,硬件的配置上也选择了具有多个CPU的智能化结构主机,确保在巨大数据计算工作量时不至使得硬件损坏,同时在操作系统上使用了领先水平的嵌入式多个任务可以同时进行操作的操作系统,这就极大地提高了数据的处理速度和处理效率,保证了发电厂的工作效率和安全工作系数,保证了发电厂的固定财产和工作人员的生命财产安全。 三、结束语 综上所述,发电厂的自动化控制系统是由一组独立分布的计算机控制系统进行控制的,和电厂的运行电气相比,这个方案比较经济且更加具有可行性。随着信息网络技术发展水平的不断提高,网络化的信息技术工作效率也越来越高,在不久的将来将全面实现发电厂电气控制系统工作的完全自动化,同时最终实现和DCS系统的合并,实现较大规模的信息资源共享,这将使得电力系统自动化控制进入到一个新的发展阶段。 参考文献: [1]冯兴林.高速公路交通监控系统技术应用的探讨[J].中国新技术新产品,2012. [2]邵景峰,杨丽萍,李永刚.整经机网络化监控系统软件设计[J].太原理工大学学报,2013. [3]张煜明,厉红娅.新加坡D2563K6型高架门座起重机的电气系统[J].起重运输机械,2011. [4]吴胜强,李铁,尹德胜.DJK型无线调车机车信号及监控系统的推广应用[J].铁道通信信号,2012. 看了“发电厂电气技术论文”的人还看: 1. 电厂电气方面的技术论文 2. 电厂电气方面的技术论文(2) 3. 电气自动化技术论文范文 4. 电气专业论文范文 5. 电气工程及其自动化专业论文

关于热电厂的论文题目

太阳能热发电是指将太阳光聚集并将其转化为工作流体的高,温热能,然后通过常规的热机或其它发电技术将其转换成电能的技术。下面是我整理的太阳能热发电技术论文,希望你能从中得到感悟!

浅谈太阳能热发电技术的应用

摘要:太阳能光伏发电已成为人们摆脱对化石燃料依赖的巨大功臣之一,尤其是化石燃料在提供能量的同时对居住环境带来的温室效应等各种负面影响及化石燃料的逐渐枯竭,世界各国都在研究和探索清洁、环保的可再生能源,如太阳能、风能、水能等。太阳能作为新型清洁能源之一,拥有巨大潜力。尽管太阳能具有很多优点,但太阳能的分散性、不易储存、受环境影响等多方面的不利因素影响着太阳能的开发及利用。经过国内外专家的潜心研究,太阳能技术的开发不断深入,太阳能热发电技术已进入了商业运用阶段。

关键词:太阳能电池;热发电;太阳能发电技术

能源已成为影响经济社会发展的一大主要因素,尤其是煤炭、石油等化石燃料的逐渐枯竭,当今世界已出现了能源争夺之战。局部地区的动乱很多都是由不可再生能源的争夺引发的。面对人们能源需求量的增加而不可再生能源的减少,人们开始转而寻求对可再生能源的开发,如风能、水能、太阳能等。尽管目前太阳能占能源总量的比重不大,但未来的发展潜力不可限量,有专家推测,到2100年来自太阳的能源超过世界能源需求总量的一半以上。

一、太阳能热发电技术概述

太阳能作为一种清洁能源之所以被人们开发利用的时间不长是因为太阳热能的低密度、间歇性、空间分布不断变化等特点,使太阳能的收集和利用比较困难。因此,要想研发太阳能光伏发电技术,必须要找到有效地收集和利用太阳能的方法,也是太阳能热发电技术的关键。因此太阳能光伏发电技术有四个关键技术,即聚光器技术、吸收器技术、跟踪技术和热能存储技术。聚光器技术、吸收器技术主要是研究如何更高效地获取太阳光源,难点在于解决太阳光热能的低密度、分布不断变化等特点;热能存储技术攻克的难点在于如何将收集到的太阳光源存储起来,并减少热量的损失,以备在阴天、下雨、夜间等无太阳光源时提供能量。

尽管太阳能是一种天然的、清洁的、可再生的能源,但由于太阳能所具有的低密度、间歇性、空间分布不断变化等特点,造成其开发利用投入的成本较高,阻碍了人们对太阳热能的开发。但是太阳热能技术一旦前期投入完成(固定投入),后期将带来可观的经济效益,再加上化石燃料对地区环境带来的负面影响及其本身的不可再生性,促使各国政府转向大力支持太阳热能的开发。太阳能热发电这基础的四方面技术解决的核心在于新型材料的研发。当前太阳能发电技术主要是太阳能光伏(PV)电池技术和聚光太阳能(CSP)技术。我国幅员辽阔,横跨多个纬度,再加上地形地貌的多样,太阳能开发前景广阔,根据2009年的世界太阳能发电关联产品的统计数据显示,我国大陆在结晶硅太阳能电池及结晶硅太阳能电池组件上的产业规模已位居世界第一,占世界总量的一半左右,是重要的太阳能光伏电池生产国。

二、太阳能热发电常见的模式及比较分析

在能源危机的驱动下,各国专家的持续研究下,人们对太阳能的开发已进入了一个新的时期,目前已开发出多种形式的太阳能热发电模式,其中有部分技术较为成熟,已投入商业运行中。太阳能热发电的关键技术之一就是集热器,太阳能热发电模式也可按集热器类型的不同,分为平板型光伏发电系统和聚光型光伏发电系统。

(一)平板型光伏发电系统

平板型光伏发电系统包括太阳能电池板、直流保护与汇集系统、交流保护与开关系统、逆变器、发电量计量、基础结构等几部分。此系统的工作原理是电池板阵列经汇线箱(盒)汇集后直接向直流负荷供电,再经逆变器将汇集后的直流电源转变成符合交流电压、频率的单相或三相交流电,最后汇入用户的电源系统。平板型光伏发电系统主要在大规模并网型电厂使用,在应用中需要考虑直流线路、交流线路、升压站等部分,在发电过程中,为了提高太阳光的利用率,通常采用单轴或双轴追踪系统,加长阳光直射的时间,提高发电量。因追踪系统的原理是根据太阳方位角的旋转产生阴影效应来驱动电池板,所以该系统占地面积较大。总体来看平板式光伏发电系统结构简单、技术含量低、安装施工方便,所需的硅晶体材料的降价,成本呈下降趋势。据估算平板式光伏发电系统每千瓦发电量的综合投资成本约为~4万元。但该系统存在发电效率低、不便运输、不便于维护等缺点。

(二)聚光型光伏发电系统

聚光型光伏发电技术,是最近几年发展起来的大规模光伏发电技术,多用于兆瓦以上规模的并网型太阳能光伏发电厂。聚光型光伏发电技术与平板型光伏发电技术相比,具有更经济、建设周期短、维护方便、占地面积小、对场地平整程度要求不高等优点。聚光型光伏发电系统又可分为槽式聚光热发电系统、塔式聚光热发电系统和碟式斯特林太阳能热发电系统三大类。

1.槽式聚光热发电系统。太阳能发电最早被使用的技术就是槽式聚光技术,其也成为聚光式太阳能技术中最为成熟的技术。槽式太阳能热发电是借助槽形抛物面聚光器将太阳光聚焦反射到接收聚热管上,通过管内热载体将水加热成蒸汽,推动汽轮机发电。因此,槽式热发电的关键技术是太阳热能聚光器、吸收器、跟踪技术及高温热能储存技术。槽式太阳能热发电厂主要包括集热和发电两大部分。其中集热部分不同于传统发电,主要包括:抛物面槽形反光镜、热接受器、单轴追踪控制系统、集热器基础结构几部分。槽式聚光热发电系统是目前使用最早,最成熟也最为经济的发电系统。

2.塔式聚光热发电系统。塔式聚光技术是通过接受器聚焦分布安装在聚光塔周围呈环形排布的定日镜阵反射的太阳光。在接受器内实现热能的转化,进而驱动涡轮机带动发电机发电。西班牙的PS20是目前建设的最大的塔式热发电厂,装机容量为20MW,占地约1 415亩。若场地条件允许,此系统可以搭配传统热电厂,形成循环蒸汽涡轮机发电系统,减少对化石燃料的依赖。

3.碟式斯特林聚光热发电系统。碟式斯特林聚光热发电系统主要由旋转抛物面反射镜、吸热器、跟踪装置和热功转换装置等组成,安装在一个双轴跟踪支撑装置上,实现定项跟踪,连续发电。碟式斯特林聚光热发电系统既保留了塔式系统聚焦比高、规模大的优点,又较好地解决了塔顶吸热器热损大的缺点,安装维护成本较低。但碟式斯特林聚光热发电系统也存在一些明显的缺点,如发电效率低、占地面积大、使用材料多等。

针对三种聚光式热发电系统在规模、运行温度、年容量因子、峰值效率、年净效率、商业化情况及技术开发风险等因素做出的综合比较,从各项指标可以看出,槽式系统目前在商业运行中比较成熟。

三、太阳能热发电技术的应用前景

能源危机加上太阳能资源的多种优势,大量的传统的靠化石燃料获取能源的公司转而进入太阳能发电的开发,尤其是一些资源贫乏的发达国家,如日本等。太阳能的存储是一项关键技术,目前涉猎太阳能电池的企业已形成规模。太阳能电池按材料组成可分为结晶系、薄膜系、多接合系、有机系等,市面常见的是结晶硅型,而薄膜系太阳能电池未来也将有较大的市场。我国作为能源需求大国,在结晶硅太阳能电池和结晶硅太阳能电池组件的生产上成绩显著,总量均占到世界总量的一半左右。在世界各国的努力下,新型复合材料的制成,获取太阳能技术将不断成熟,成本也会降低,大规模的太阳能热电厂会越来越多,当太阳能发电成本降低到一定程度时,将会成为未来电网的主力。

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随着信息网络技术发展水平的不断提高,发电厂电气技术也渐渐地被人们所关注。我为大家整理的发电厂电气技术论文,希望你们喜欢。 发电厂电气技术论文篇一 发电厂电气自动化技术初探 摘要:本文分析了发电厂用电系统的特点,通过介绍电气综合自动化系统的功能,探讨了目前电气自动化控制系统的设计思想,展望了将来电气自动化控制系统的发展趋势。 关键词:发电厂;电气自动化;技术;分析 中图分类号:TU984 文献标识码:A 文章编号: 从布置方式和数量上来看,厂用电设备分散安装于各配电室和电动机控制中心,元件数量众多,运行管理信息量大,检修维护工作复杂。与热工系统相比较, 电气设备操作频率低,有的系统或设备运行正常时,几个月或更长时间才操作一次;电气设备保护自动装置要求可靠性高动作速度快,比如保护动作速度要求在40ms 以内完成。在电气设备本身构造上,其具有联锁逻辑较简单、操作机构复杂的特点。在构建ECS时,其系统结构与DCS 的联网方式是确保系统高可靠性的关键。既要实现正常起停和运行操作外,又要实现实时显示异常运行和事故状态下的各种数据和状态并提供相应的操作指导和应急处理措施,保证电气系统在最安全合理的工况下工作。 1 集中模式 原理 集中模式也就是传统的硬接线方式,将强电信号转变为弱电信号,采用空接点方式和4—20mA标准直流信号,通过电缆硬接线将电气模拟量和开关量信号一对一接至DCS的I/O模件柜,进入DCS进行组态, 实现对电气设备的监控。这种模式又分为直接I/0接人方式和远程I/0接人方式两种,前者是将电缆接至电子间集中组屏,后者是在数据较集中且离主控室较远的电气设备现场设立远程I/0采集柜,然后通过通信方式与 DCS控制主机相连,两者具有相同的实现技术,本质上没有区别。 优点 电气量的采集集中组屏,便于管理,设备运行环境好;硬接线方式成熟,响应速度快。 缺点 电缆数量大,电缆安装工程量大,长距离电缆引进的干扰也可能影响DCS的可靠性。 DCS系统按“点”收费,不仅投资大,而且只有重要的电气量才能进入DCS,系统监测的电气信息不完整。 所有信息量均要集中汇总至 DCS系统,风险集中,影响系统可靠性。 由于 DCS调试一般是最后进行,采用集中模式通常难以满足倒送厂用电的要求。 没有独立的电气监控主站系统,无法完成较复杂的电气运行管理工作(如防误、事故追忆、继电保护运行与故障信息自动化管理、录波分析等高级应用功能),不能实现电气的“综合自动化”。 2 分层分布式模式 原理 分层分布式模式从逻辑上将ECS划分为三层,即站级监控层、通信层和间隔层(间隔单元)。间隔层由终端保护测控单元组成,利用面向电气一次回路或电气间隔的方法进行设计,将测控单元和保护单元就地分布安装在各个开关柜或其他一次设备附近。网络层由通信管理机、光纤或电缆网络构成,利用现场总线技术,实现数据汇总、规约转换、转送数据和传控制命令的功能。站级监控层通过通信网络,对间隔层进行管理和交换信息。 优点 间隔层测控终端就地安装,减少占用面积,各装置功能独立,组态灵活,可靠性高。 模拟量采用交流采样,节省二次电缆,降低了成本,抗干扰能力增强,系统采集的数据精度大大提高。 系统采集的数据量提高,监控信息完整,能实现在远方对保护定值的修改及信号复归,运行维护方便。 分布式结构方便系统扩展和维护,局部故障不影响其他模块(部件)正常运行。 设置独立的电气监控主站,便于分步调试和投运,满足倒送电的要求。同时有利于厂用电系统的运行、维护和检修。 关键技术 间隔层终端测控保护单元。分层分布式系统的最大特点就是以间隔层一次设备为单位,现场配置测控保护单元。该单元是保障厂用电系统安全、稳定运行最重要、最有效的技术手段,对其可靠性、灵敏性、速动性和选择性都有很高的要求,因此不宜由DCS来实现保护功能,而应该采用专用保护装置来实现。厂用电系统保护主要有线路、厂用变、电动机综合保护测控装置等,实现微机化保护、实时数据采集、 远方及就地控制以及记录故障数据等功能。 通信网络。 ECS系统安装工作于高电压、大电场的环境,工作环境恶劣、电磁干扰大,因而通信网络是ECS系统的关键组成部分,通信网络的性能直接影响着自动化监控系统的整体性能。目前较为流行的采用电缆现场总线网络方式,光纤通信亦开始被用户逐步接受。 通信管理层是间隔层和站控层之间的桥梁,方案中一般采用双冗余的设计思想,按照通信管理机双机热备用或双通道备用原则配置,当数据通信网络中出现问题时,系统能自动切换至冗余装置或通道,以提高系统可靠性。 监控主站。监控主站安置在站级监控层,实现厂用电电气系统监控和管理,主站配置的设备和规模需要根据发电机机组的容量和运行管理要求进行设计,即可以配置成单机、双机或多机系统,标准的设备主要有数据库服务器、应用和Web服务器、操作员站、工程师站 以及其他网络设备、GPS和打印机。 尽管配置的设备规模不同,但配置的软件以及完成的功能基本一样。软件主要有前置机软件、实时数据库软件、人机界面软件和图形建模软件等。功能主要有系统监控功能、数据管理功能、系统管理功能以及应用分析功能等。 另外,主站系统可通过多种方式与DCS系统、MIS系统和SIS系统传输数据。 与DCS的协调控制。由于电气系统与热工系统在运行过程和控制要求上有着很多不同之处,所以在设计规划阶段和调度运行过程时必须要考虑 ECS与DCS系统之间的功能分工和协调控制,主要体现在以下几点: 由DCS实现电动机连锁逻辑控制操作,厂用电自动切换逻辑由专用电气装置实现。 由ECS实现继电保护、故障录波和事故追忆等功能的管理。 控制操作主要在DCS操作员工作站进行,DCS系统授权后也可在ECS操作员工作站进行,但要保证控制权的唯一性。 3 技术的发展趋势 嵌入式工业以太网技术的应用 由于现场总线通信协议技术标准的多样性,难以统一,使其不能满足以上性能要求,而以太网由于其传输速度快、容量大、网络拓扑结构灵活以及低成本等特点,在商业领域和工业领域内得到了大规模的应用。该技术成为建立电气综合自动化中无缝通信的最好选择。 工业以太网技术直接应用于工业现场设备间的通信已成大势所趋。随着以太网通信速率的提高,全双工通信、交换技术的发展,为以太网的通信确定性问题的解决提供了技术基础,从而为以太网直接应用于工业现场设备间通信提供了技术可能。 利用嵌入式软、硬件,在单片机系统上实现工业以太网技术又称为嵌入式以太网。国外大的电力设备供应商纷纷推出了基于嵌入式以太网的微机保护测控设备 ,国内电力装备制造商开发的最新综合自动化系统中,也把嵌人式以太网成功应用于二次保护控制设备,因而嵌入式以太网是电气综合自动化系统间隔层网络通信的必然发展方向。 综合智能化技术的应用 ECS系统控制发展经由计算机控制取代了传统操作盘控制,目前又由计算机控制向综合智能控制和管理发展,主要表现在间隔层和站控层两方面。 间隔层的保护和测控单元由传统的相对独立设计,向着集保护、测量、控制、远动于一体的综合化及网络化智能保护测控单元发展,直接面向一次设备或设备组合,就地安装,除实现继电保护、实时电量监控、状态信息记录及历史记录等基本功能外,还能与站控层联网实现事故分析、状态监视、微机防误操作和安全保障等功能。 站控层监控系统由满足基本运行SCADA功能,向全面提高运行和管理自动化水平发展。监控主站采用先进的数据挖掘技术对电气实时数据仓库和历史数据仓库的数据进行分析,提供一系列的高级应用功能。这些功能分为对外和对内两大部分。对外的功能是指给DCS和SIS等其他系统提供数据,实现机组优化控制和优化管理等综合智能控制;对内的功能是指集间隔层装置的监控管理、自动抄表、设备管理、定值管理、故障信息管理、设备在线诊断和小电流接地选线等功能于一体。 4 结束语 本文提出了厂用电电气自动化技术的发展趋势,随着IEC国际标准在工业化领域内的认同和应用普及,基于同一国际标准的全开放式的数字化厂用电电气综合自动化将是下一步研究的重点。 参考文献: [1] 庞军.电气自动化监控技术在电厂中的应用发展[J].能源电力,2011,(7). [2] 张俊.电力系统中电气自动化技术的探索[J].中国新技术新产品,2010,(9). 发电厂电气技术论文篇二 发电厂电气自动化技术应用方法初步研究 摘 要:随着我国社会经济的不断发展,我国东西部经济发展不平衡也日渐显著,特别是在发电厂自动化技术应用及研究上存在着很大的差距,在一些发展比较缓慢的地区,各种原因造成的安全问题还时有发生。本文就发电厂自动化技术的应用进行了相关问题的探讨和研究,通过对电网系统自动化控制模式的完善,以及对现有成功使用案例的研究,制定出配置更加灵活和更容易维护的自动化控制技术。 关键词:热工自动化;电气自动化;电气监控系统 中图分类号:TM76 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2013) 20-0000-01 发电厂的自动化控制系统的配置方式和数量相对比较复杂,同时在设计的过程中往往会使用较多的电器元件,所以运行管理中需要控制的信息量十分庞大。多种因素共同造成了对于发电自动控制系统检修工作的复杂性。所以在电器设备的自动化控制中需要提高电器设备的可靠性和运行效率。 一、发电厂自动化技术基本功能 发电厂的自动化控制过程中的一个重要工作环节就是对相关信息的搜集,这个工作环节的最主要作用就是将发电厂工作现场的各种模拟数据信息经过计算机系统进行检验,在检验的过程中如果发现被处理数据存在偏差还可以同时进行合理性的矫正,这有利于对重要数据进行整理。一般情况下,对模拟信号进行采集的过程中,同时也要对电流、功率等因素进行测定。在检测过程中检测的数据将通过画面进行直接显示,屏幕上主要显示发电厂工作的所有模拟量、相关的计算量,开关、断路器数据等多种相关数据,处于挂牌检修状态的部分电器元件也将显示在屏幕上。 自动化系统中的检测警报功能能够使得工作人员将发电厂的全部设备的运行信息的实时状态了如指掌,在进行数据监控的同时还能够将系统的信息结合画面的功能显示出来。如在发电厂中的模拟量如果发生超越极限的情况,监视功能控制系统就会自动地将发生越界的对象的名称、编号、时间以及相关参数值等多种重要数据显示出来,同时进行打印和上传,还能够对发生次数进行计算。警报分为事故警报和预告警报两种方式,这两种方式通过不同的颜色进行显示,通过分析不同的颜色进行区分。 在进行实际操作的工作过程中主要分为两级别控制、现场自动控制、上机控制和DCS控制着四种控制方法,其中后三种控制方式比第一种控制方式更为灵活,具有更强的可操作性,命令操作的顺序成为操作优先级,保证合理的操作优先级可以确保控制系统的一致性和安全性,能够极大地提高安全生产的效率。一旦发电厂的某些重要设备发生安全事故,控制系统将会对信息进行及时上传,通过计算机的计算进行快速反应,同时制定出最合理的解决方案。在事故处理结束后会自动对数据进行分析和储存,得出系统性的解决办法,预防类似事故的再次发生。 二、发电厂的新型电气化自动控制技术 随着发电厂自动化控制系统科技的不断发展,一种建立在先进信息化平台上的发电厂自动化控制系统越来越多地应用于生产领域。其中ECS系统在发电厂电气控制系统中应用比较广泛的一种系统,这种系统具有计算机处理、信号的采集与处理、现场总线技术、以太网、继电保护等技术综合研发。应用计算机、现场总线、以太网、信号处理、继电保护等技术实现对发电厂的发电机、变压设备、电动机、反馈线等电器设备以及电气化装置的测量、处理、控制、保护、监测、故障分析、保护等多种功能。这种系统采用了分层式的系统架构,自下向上分别为控制层、管理层和间隔层,其中控制层包括了硬件服务、工作站硬件等方面的工作硬件。主要通过电抄表、录波分析等应用软件进行各种工作系统的通信连接。 ECS工作系统采用了一体化设计的方式将管理层和站控层进行了一体化设计,保证了组态调试可以一次性完成,极大地提高了调试的工作效率,同时从整体的角度完善了系统的通信工作功能,保证了通信层和间隔层之间的通信速度,并且使用DCS、MIS等数据端作为通讯接口,使得ECS和DCS之间的相互通信不受限制,还可以节省大量通信线缆和变送器设备,降低工作成本。同时系统采用了先进的自动化设备,完全实现了不受通讯限制的独立运行,保证了系统工作的安全性和可靠性。 GCS监控系统的间隔层使用的测控系统具有比较完善的屏蔽和隔离组件,因此该系统的抗干扰能力较强,能够适用于各种复杂的工作环境。而且系统中还使用了新型的冗余技术,实现了双线网络控制、站控设备冗余以及双层以太控制等多种模式控制,从工作效率上确保了工作系统的稳定性。工作系统中的安全部件当中还设置有防火墙等多种杀毒措施,并且根据网络分段和数据加密等多种方式提高了网络信息传输的安全性。除此之外,在ECS工作系统中还增加了系统的自我诊断和自我恢复的功能,这是传统电器设备所不具备的。这就使得监控系统的间隔层、站控层和管理层具备了自我修复的功能。在通信层和管理层之间还添加了一种类似于熔断的网络数据中断方式,这就在很大程度上提高了监控系统自我修复的效率。同时在通信管理层中使用了双通道进行数据的备份、恢复和及时上传,提高了信息传输和信息数据处理的效率。系统采用了具有更高性能的微处理器,硬件的配置上也选择了具有多个CPU的智能化结构主机,确保在巨大数据计算工作量时不至使得硬件损坏,同时在操作系统上使用了领先水平的嵌入式多个任务可以同时进行操作的操作系统,这就极大地提高了数据的处理速度和处理效率,保证了发电厂的工作效率和安全工作系数,保证了发电厂的固定财产和工作人员的生命财产安全。 三、结束语 综上所述,发电厂的自动化控制系统是由一组独立分布的计算机控制系统进行控制的,和电厂的运行电气相比,这个方案比较经济且更加具有可行性。随着信息网络技术发展水平的不断提高,网络化的信息技术工作效率也越来越高,在不久的将来将全面实现发电厂电气控制系统工作的完全自动化,同时最终实现和DCS系统的合并,实现较大规模的信息资源共享,这将使得电力系统自动化控制进入到一个新的发展阶段。 参考文献: [1]冯兴林.高速公路交通监控系统技术应用的探讨[J].中国新技术新产品,2012. [2]邵景峰,杨丽萍,李永刚.整经机网络化监控系统软件设计[J].太原理工大学学报,2013. [3]张煜明,厉红娅.新加坡D2563K6型高架门座起重机的电气系统[J].起重运输机械,2011. [4]吴胜强,李铁,尹德胜.DJK型无线调车机车信号及监控系统的推广应用[J].铁道通信信号,2012. 看了“发电厂电气技术论文”的人还看: 1. 电厂电气方面的技术论文 2. 电厂电气方面的技术论文(2) 3. 电气自动化技术论文范文 4. 电气专业论文范文 5. 电气工程及其自动化专业论文

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关键词:工程项目;成本管理;成本预测;项目施工Abstract: Project cost management is in the guarantee satisfies contract requirement under and so on project quality, time premises, has the expense to the project implementation process, through activities and so on plan, organization, control and coordinated achieves the predetermined cost goal, and reduces the cost expense as far as possible one kind of scientific management activity, it mainly (for example plan of construction's formulation compared to chooses), the economy through the technology (for example calculation) and the management (for example construction organization manages, each rules and regulations and so on) to move achieves the predetermined target, realizes the profit goal. key word: Engineering project; Cost management; Cost forecast; Project construction

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关于工厂供电的论文题目

安徽电气工程职业技术学院毕业论文题目:低压网功率因数对供电企业的影响系部:电力工程系专业:发电厂及电力系统姓名:朱敏杰班级:07发电二班学号:070201244指导教师:周锐摘要随着我国电力的不断发展,对于供用电的要求也越来越严格,它是我们日常生活中不可缺少的部分,是整个国民经济的重要组成部分,它直接影响着工农业生产的发展和人民生活的提高,是当今社会经济发展和人民群众日常生活不可缺少的主要能源。对广大供电企业来说,用户功率因数的高低,直接关系到电力网中的功率损耗和电能损耗,关系到供电线路的电压损失和电压波动,而且关系到节约用电和整个供电区域的供电质量,这是众所周知的道理。因此,提高电力系统的功率因数,已成为电力工业中一个重要课题,而提高电力系统的功率因数,首先就要提高各用户的功率因数。文中简要集中探讨了影响电网功率因数的主要因素以及低压无功补偿的几种使用方法,以及确定无功补偿容量从而提高电力系统功率因数的一般方法。[关键词] 功率因数 影响因素 补偿方法 容量确定目录一、绪论 4二、主要内容: 61、影响功率因数的主要因素 、电感性设备和电力变压器是耗用无功功率的主要设备 、供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大影响 、电网频率的波动也会对异步电动机和变压器的磁化无功功率造成一定的影响 72、低压网的无功补偿 、低压网无功补偿的一般方法 、 随机补偿 、 随器补偿 、跟踪补偿 、 采用适当措施,设法提高系统自然功率因数 、合理选用电动机 、 提高异步电动机的检修质量 、 采用同步电动机或异步电动机同步运行补偿 、 正确选择变压器容量提高运行效益 113、 功率因数的人工补偿 、 变电站最常用的安装并联电容器组 并联补偿移相电容器,应满足以下电压和容量的要求 分相补偿 13三、结束语 14四、参考文献 15一、绪论许多用电设备均是根据电磁感应原理工作的,如配电变压器、电动机等,它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率,无功功率是恒量能量转换规模的物理量;因此在供用电系统中除了需要有功电源外,还需要无功电源,两者缺一不可。在功率三角形中,有功功率P与视在功率S的比值,称为功率因数COSφ,其计算公式为:COSφ=P/S在电力网的运行中,功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度,我们希望的是功率因数越大越好。这样电路中的无功功率可以降到最小,视在功率将大部分用来供给有功功率,从而提高电能输送的功率。用户功率因数的高低,对于电力系统发、供、用电设备的充分利用,有着显著的影响。无功功率补偿,又叫就地补偿,适当提高用户的功率因数,不但可以充分的发挥发、供电设备的生产能力、减少线路损失、改善电压质量,而且可以提高用户用电设备的工作效率和为用户本身节约电能。因此,对于全国广大供电企业,不但可以减轻上一级电网补偿的压力,改善提高用户功率因数,而且能够有效地降低电能损失,减少用户电费。其社会效益及经济效益都会是非常显著的。二、主要内容:1、影响功率因数的主要因素、电感性设备和电力变压器是耗用无功功率的主要设备大量的电感性设备,如异步电动机、感应电炉、交流电焊机等设备是无功功率的主要消耗者。据有关的统计,在工矿企业所消耗的全部无功功率中,异步电动机的无功消耗占了60%~70%;而在异步电动机空载时所消耗的无功又占到电动机总无功消耗的60%~70%。所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。电力变压器消耗的无功功率一般约为其额定容量的10%~15%,它的空载无功功率约为满载时的1/3。因而,为了改善电力系统和企业的功率因数,变压器不应空载运行或长期处于低负载运行状态。、供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大影响当供电电压高于额定值的10%时,由于磁路饱和的影响,无功功率将增长得很快,据有关资料统计,当供电电压为额定值的110%时,一般无功将增加35%左右。当供电电压低于额定值时,无功功率也相应减少而使它们的功率因数有所提高。但供电电压降低会影响电气设备的正常工作。由Q=UI*Sin?推出Sin?=Q∕UI,所以,应当采取措施使电力系统的供电电压尽可能保持稳定。、电网频率的波动也会对异步电动机和变压器的磁化无功功率造成一定的影响综上所述,我们知道了影响电力系统功率因数的一些主要因素,因此我们要寻求一些行之有效的、能够使低压电力网功率因数提高的一些实用方法,使低压网能够实现无功的就地平衡,达到降损节能的效果。2、低压网的无功补偿、低压网无功补偿的一般方法低压无功补偿我们通常采用的方法主要有三种:随机补偿、随器补偿和跟踪补偿。下面简单介绍这三种补偿方式的适用范围及使用该种补偿方式的优缺点。、 随机补偿随机补偿就是根据个别用电设备对无功的需要量将单台或多台低压电容器组分散地与用电设备并接,它与用电设备共用一套断路器。通过控制、保护装置与电机同时投切。随机补偿适用于补偿个别大容量且连续运行(如大中型异步电动机)的无功消耗,以补励磁无功为主。此种方式可较好地限制农网无功峰荷。随机补偿的优点是:用电设备运行时,无功补偿投入,用电设备停运时,补偿设备也退出,不会造成无功倒送,而且不需频繁调整补偿容量。具有投资少、占位小、安装容易、配置方便灵活、维护简单、事故率低等优点。、 随器补偿随器补偿是指将低压电容器通过低压开关接在配电变压器二次侧,以无功补偿配电变压器空载无功的补偿方式。配变在轻载或空载时的无功负荷主要是变压器的空载励磁无功,配变空载无功是农网无功负荷的主要部分,对于轻负载的配变而言,这部分损耗占供电量的比例很大,从而导致电费单价的增加,不利于电费的同网同价。随器补偿的优点:接线简单、维护管理方便、能有效地补偿配变空载无功,限制农网无功基荷,使该部分无功就地平衡,从而提高配变利用率,降低无功网损,具有较高的经济性,是目前无功补偿中常用的手段之一。、跟踪补偿跟踪补偿是指以无功补偿投切装置作为控制保护装置,将低压电容器组补偿在大用户母线上的补偿方式。适用于100KVA以上的专用配电用户,可以替代随机、随器两种补偿方式,补偿效果好。跟踪补偿的优点是运行方式灵活,运行维护工作量小,比前两种补偿方式寿命相对延长、运行更可靠。但缺点是控制保护装置复杂、首期投资相对较大。但当这三种补偿方式的经济性接近时,应优先选用跟踪补偿方式。、 采用适当措施,设法提高系统自然功率因数提高自然功率因数是不需要任何补偿设备投资,仅采取各种管理上或技术上的手段来减少各种用电设备所消耗的无功功率,这是一种最经济的提高功率因数的方法。下面将对提高自然功率因数的措施做一些简要的介绍。、合理选用电动机合理选择电动机,使其尽可能在高负荷率状态下运行。在选择电动机时,既要注意它们的机械特性,又要考虑它们的电气指标。举例说,三相异步电动机(100KW)在空载时功率因数仅为,1/2负载时约为,而满负载时可达。所以核算负荷小于40%的感应电动机,应换以较小容量的电动机,并合理安排和调整工艺流程,改善运行方式,限制空载运转。故从节约电能和提高功率因数的观点出发,必须正确合理的选择电动机的容量。、 提高异步电动机的检修质量实验表明,异步电动机定子绕组匝数变动和电动机定、转子间的气隙变动是对异步电动机无功功率的大小有很大影响。因此检修时要特别注意不使电动机的气隙增大,以免使功率因数降低。、 采用同步电动机或异步电动机同步运行补偿由电机原理可知,同步电动机消耗的有功功率取决于电动机上所带机械负荷的大小,而无功取决于转子中的励磁电流大小,在欠激状态时,定子绕组向电网“吸取”无功,在过激状态时,定子绕组向电网“送出”无功。因此,只要调节电机的励磁电流,使其处于过激状态,就可以使同步电机向电网“送出”无功功率,减少电网输送给工矿企业的无功功率,从而提高了工矿企业的功率因数。异步电动机同步运行就是将异步电动机三相转子绕组适当连接并通入直流励磁电流,使其呈同步电动机运行状态,这就是“异步电动机同步化”。因而只要调节电机的直流励磁电流,使其呈过激状态,即可以向电网输出无功,从而达到提高低压网功率因数的目的。、 正确选择变压器容量提高运行效益对于负载率比较低的变压器,一般采取“撤、换、并、停”等方法,使其负载率提高到最佳值,从而改善电网的自然功率因数。如:对平均负荷小于30%的变压器宜从电网上断开,通过联络线提高负荷率。通过以上一些提高加权平均功率因数和自然功率因数的叙述,或许我们已经对“功率因数”这个简单的电力术语有了更深的了解和认识。知道了功率因数的提高对电力企业的深远影响,下面我们将简单介绍对用电设备进行人工补偿的方式和对补偿容量的确定方法。3、 功率因数的人工补偿功率因数是工厂电气设备使用状况和利用程度的具有代表性的重要指标,也是保证电网安全、经济运行的一项主要指标。供电企业仅仅依靠提高自然功率因数的办法已经不能满足工厂对功率因数的要求,工厂自身还需要装设补偿装置,对功率因数进行人工补偿。、 变电站最常用的安装并联电容器组从上图可以看出,在原来的电路中根据基尔霍夫定律,流入的电流等于流出的电流,但是并联接入电容器,在相量图中得知?角明显小于原来的角,因此,能提高功率因数,提高线路电能传输能力,减少线路上的损耗。 并联补偿移相电容器,应满足以下电压和容量的要求Ue?c≥Ug?cnQg?c≥Qc式中Ue?c——电容器的额定电压(KV)Ug?c——电容器的工作电压(KV)n——并联的电容器总数Qg?c——电容器的工作容量(Kvar)Qc——电容器的补偿容量(Kvar) 分相补偿在民用建筑中大量使用的是单相负荷,照明、空调等由于负荷变化的随机性大,容易造成三相负载的严重不平衡,尤其是住宅楼在运行中三相不平衡更为严重。由于调节补偿无功功率的采样信号取自三相中的任意一相,造成未检测的两相要么过补偿,要么欠补偿。如果过补偿,则过补偿相的电压升高,造成控制、保护元件等用电设备因过电压而损坏;如果欠补偿,则补偿相的回路电流增大,线路及断路器等设备由于电流的增加而导致发热被烧坏。这种情况下用传统的三相无功补偿方式,不但不节能,反而浪费资源,难以对系统的无功补偿进行有效补偿,补偿过程中所产生的过、欠补偿等弊端更是对整个电网的正常运行带来了严重的危害。对于三相不平衡及单相配电系统采用分相电容自动补偿是解决上述问题的一种较好的办法,其原理是通过调节无功功率参数的信号取自三相中的每一相,根据每相感性负载的大小和功率因数的高低进行相应的补偿,对其它相不产生相互影响,故不会产生欠补偿和过补偿的情况。三、结束语本文浅谈了功率因数对广大供电企业的影响以及提高功率因数所带来的经济效益和社会效益,尤其是最重要的线损(最为重要的是降损,分为技术降损和管理降损),介绍了影响功率因数的主要因素以及提高功率因数的一般方法,还阐述了如何确定无功功率的补偿容量及无功功率的三种人工补偿的具体方式。我们只有端正自己的认知态度,很好的去归纳,总结这些知识的重要部分,做好自己的本质工作,并且能在此基础上再更上一个台阶,用自己的实际行动,为供电事业贡献出自己的微薄之力。四、参考文献1、运新,《电监察》水利电力出版社2、靳龙章 丁毓山,《网无功补偿实用技术》国水利水电出版社

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引 言燃料电池发电是将燃料的化学能直接转换为电能的过程,其发电效率不受卡诺循环的限制,发电效率可达到50%一70%,被誉为二十一世纪重要的发电新技术之一。目前,国际上磷酸型燃料电池已进入商业化,其它几种燃料电池预计在2005年一2010年200KW一将全面进入商业此。对于这种蓬勃发展的发电新技术,国家电力公司应该采取怎样态度?要不要发展?怎样发展?这些问题亟待解决。一 燃料电池发电的技术特点和应用形式技术特点燃料电池发电是在一定条件下使燃料(主要是H2)和氧化剂(空气中的02)发电化学反应,将化学能直接转换为电能和热能的过程。与常规电池的不同:只要有燃料和氧化剂供给,就会有持续不断的电力输出。与常规的火力发电不同,它不受卡诺循环的限制,能量转换效率高。与常规发电相比燃料电池具有以下优点:(1)理论发电效率高,发展潜力大。燃料电池本体的发电效率可达到50一60%,组成的联合循环发电系统在(10—50)MW规模即可达到70%以上的发电效率。(2)污染物和温室气体排放量少。与传统的火电机组相比,C02排出量可减少40%一60%。Nox(<2ppm)和SOx(<1ppm)排放量很少。(3)小型高效,可提高供电可靠性。燃料电池的发电效率受负荷和容量的影响较小。(4)低噪音。在距发电设备3英尺(1.044米)处噪音小于60dB(A)。(5)电力质量高。电流谐波和电压谐波均满足IEEE519标准。(6)变负荷率高。变负荷率可达到(8%一lO%)/min,负荷变化的范围大(20一120)。(7)燃料电池可使用的燃料有氢气、甲醇、煤气、沼气、天然气、轻油、柴油等。(8)模块化结构,扩容和增容容易,建厂时间短。(9)占地面积小,占地面积小于lm2/KW。(10)自动化程度高,可实现无人操作。总之,燃料电池是一种高效、洁净的发电方式,既适合于作分布式电源,又可在将来组成大容量中心发电站,是2l世纪重要的发电方式。制约燃料电池走向大规模商业化的主要因素是:高价格和寿命问题。燃料电池的应用形式(1)现场热电联供,常用的容量为200KW一1MW。(2)分布式电源,容量比现场用燃料电池大,约(2—20)MW。(3)基本负荷的发电站(中心发电站),容量为(100—300MW)。(4)燃料电池还可用于100W—100KW多种可移动电源、便携式电源、航空电源、应急电源和计算机电源等。二 为什么要在我国电力系统发展燃料电池发电技术采用燃料电池发电是提高化石燃料发电效率的重要途径之一以高温燃料电池组成的联合循环发电系统,可使发电效率达到60—75(LHV),这一目标将在2005年左右实现。预计到2010年,发电效率可超过72%。煤气化燃料电池联合循环(IGFC)的发电效率可达到62%以上。以燃料电池组成的热电联产机组的总热效率可达到85%以上。燃料电池本体的发电效率基本不随容量的变化而变化,这使得燃料电池既可用作小容量分散电源,又可用于集中发电应用范围广泛。燃料电池发电可有效地降低火力发电的污染物和温室气体排放量燃料电池发电中几乎没有燃烧过程,NOx排放量很小,一般可达到(O.139一0.236)kg/MW?h以下,远低于天然气联合循环的NOx排放量(1kg/MW?h一3kg/MW.h)。由于燃料进入燃料电池之前必须经过严格的净化处理,碳氢化合物也必须重整成氢气和CO,因此,尾气中S02、碳氢化合物和固态粒子等污染物排量也污染物的含量非常低。与常规燃煤发电机组相比,C02的排放量可减少40%一60.在目前CO2分离和隔绝技术尚不成熟的状况下,通过提高能源转换效率减少CO2排放是必然的选择。采用燃料电池发电可提高供电的灵活性和可靠性燃料电池具有高效率、低污染、低噪声、模块化结构、体积小、可靠性高等突出特点,是理想的分布式电源。与目前一些可做为分布式电源的内燃机相比,燃料电池的发电效率更高、污染更低。在250KW—lOMW的功率范围内,具有与目前数百兆瓦中心电站相当甚至更高的发电效率。作为备用电源的柴油发电机由于污染和噪声大不宜在未来的城市中应用。低温燃料电池不仅发电效率高,而且启动快、变负荷能力强,是很好的备用电源。现代社会对供电的可靠性和环境的兼容性要求越来越高,高效、低污染的分布式电源系统日益受到重视。近年来美国、加拿大、台湾相继发生因自然灾害或人为因素造成的大面积停电,许多重要用户长期不能恢复供电,给社会和经济造成了巨大的损失。北约轰炸南联盟,使电力系统严重受损。这些由不可抗力引起的电网破坏无不使人引发出一个重要的思考:提高我国电力系统供电的可靠性和供电质量,虽然主要依靠电网的改造和技 术革新,但如果在电网中有许多分布式电源在运转,供电的可靠性将会大大提高。 对于象军事基地、指挥中心、医院、数据处理和通讯中心、商业大楼、娱乐中心、政府要害部门、制药和化学材料工业、精密制造工业等部门,对电力供应的可靠性和质量要求很高。目前采用的备用电源效率低、污染严重、电压波动大。而采用燃料电池作为分布式电源向这些部门提供电力,会使供电的可靠性和电力质量大大提高。他们将是燃料电池发电技术的第一批用户。对于边远地区,负荷小且分散,若建设完善的电网,不仅投资大,线损大,且电网末端地区电力质量不稳定。对于这些区域若辅助燃料电池发电的分布式电源,更能有效地解决这些地区的电力供应问题。燃料电池的重量比功率和体积比功率均比常规的小型发电装置大,因此,它也是理想的移动电源,适合于各种建设工地、野外作业和临时急用。发展燃料电池发电技术是提高国家能源和电力安全的战略需要美国已将燃料电池发电列为国家安全关键技术之一。美、日之所以能在燃料电池技术方面处于世界领先地位,与国家从战略高度予以组织、资助和推动密不可分。在目前复杂的国际环境下,高技术的垄断日趋严重,掌握清洁高效发电的高新技术对未来国家的能源和电力安全具有重要的战略意义,而燃料电池发电技术,正是这种高效清洁的高新发电技术之一。燃料电池突出的优点,以及发达国家竟相投入巨资研究开发的行动,足以说明燃料电池发电技术在21世纪会起到越来越重要的作用。发展燃料电池发电技术是国电公司“加强技术创新,发展高科技,形成高新技术产业”的需要燃料电池发电技术是电力工业中的高新技术,己受到普遍重视。美国燃料电池发电技术的研究开发主要由美国能源部组织实施,其中一个重要的目的就是形成新的高技术产业,为美国的经济注入新的活力。日本的东京电力公司、关西电力公司及其它公用事业单位是日本燃料电池开发及商业化的主要承担者和推动者,其目的也是为电力公司注入新的经济增长点以获得巨大的经济效益和社会效益。国家电力公司处在完成“两型”、“两化”、“进入世界500强”的历史时刻,恰逢党中央国务院号召全国各行业“加强技术创新,发展高科技,实现产业化”的有利时机,在国家电力公司内不失时机地进行燃料电池发电技术的研究开发是非常必要的。采取引进、消化、吸收和再创新的技术路线,以高起点,在尽可能短的时间内初步形成自主产权的燃料电池发电关键技术,不仅可以使我国在燃料电池发电技术领域与国外的差距大大缩小,而且,对国家电力公司进行发电系统的结构调整、技术创新、形成高新技术产业、实现跨越式发、提高国际竞争能力都具有非常重要的意义。燃料电池发电技术在我国有广阔的发展前景未来二十年,随着我国“西气东送”,全国天然气管网的不断完善及液化天然气(LNG)的广泛应用,燃用天然气的燃料电池发电将会有很大市场。煤层气也是燃料电池的理想燃料。我国丰富的煤层气资源也将是燃料电池发电的巨大潜在能源之一。燃料电池可与常规燃气一蒸汽联合循环结合,形成更高效率的发电方式。与煤气化联合循环(IGCC)结合,形成数百兆瓦级的大型、高效、低污染的中心发电站,比IGCC效率更高,污染更小。燃料电池可与水电、风电和太阳能发电等结合,在高出力时,利用电解水制氢,低出力时用燃料电池发电,达到既储能,又高效发电的目的。采取气化或厌氧处理的方法将生物质变为燃料气,通过燃料电池发电,提高能源转换效率,并降低污染物排放量。对一些经济欠发达但有丰富的沼气资源的地区,利用燃料电池发电技术有可能更有有效地解决这些地区的电力供应问题。与国外有较大的差距在燃料电池发电技术方面,我国与国际先进水平有较大的差距。在MCFC和SOFC技术方面,国外已分别示范成功了2MW和100KW的燃料电池发电机组,而我国在这方面才刚刚起步,2000年才可望研制出2KW左右的试验装置。在PAFC和PEFC技术方面,国内与国外的差距更大。倘若我们现在不开始研究开发燃料电池发电技术,等到燃料电池完全成熟后再引进,不但会受制于人,还将付出更大的经济代价,更谈不上尽快形成燃料电池发电的产业化。若不能形成燃料电池的产业化并在电力系统广泛应用,那么,也谈不上提高发电效率和降低污染物的排放。只有从现在开始,在国外的基础上,高起点研究,经过10—20年的努力,有可能在国电公司形成燃料电池的产业和广泛的商业应用。在我国电力系统发展燃料电池发电技术是市场经济条件下的迫切要求分散式电源作为大电网的有效补充己得到许多国家的重视,而电源提供者的多元化更是一种趋势。我国电网的容量大、技术水平和可靠性还较低、抵御各种灾害的能力较差,在这种情况下,小型高效的燃料电池分布式电源随着技术的商业化市场潜力巨大。倘若电力系统不及时进行研究开发,在未来几年内,有可能被国外企业和国内其它其它行业或民营企业占领燃料电池分散电源市场。在市场经济条件下,国电公司既是用户,又是开发者。对于燃料电池这样重要的发电高新技术,应不失时机地着手研究开发,联合国内一些基础研究单位,争取纳入国家的攻关计划,获得国家支持,在尽可能短的时间内,形成燃料电池发电技术研究开发的优势,开发燃料电池发电关键技术和成套技术,形成国电公司的高新技术产业,既可优化调整电力结构,又能满足市场的不同需求。三 国外燃料电池发展计划及商业化的预测美国燃料电池发电技术研究开发状况美国燃料电池发电技术的研究开发计划1997年,美国总统克林顿颁发了"改善气候行动计划”,燃料电池被确定为一项关键技术,联邦政府为此制定了一项“美国联邦燃料电池发展计划”,目的是通过燃料电池的商业化来减少温室气体排放量。在这项计划中,对每一个燃料电池的新用户资助l000/KW的优惠。结果,仅在1998年,就有42台200kwPAFC发电机组投入运行。美国政府鼓励在一些对环境敏感的地区建立燃料电池发电站。此外,政府已促使美国所有的军事基地安装200KW燃料电池发电机组。通过这些措施,加速燃料电池的商业化,并提高国家能源的安全性。美国政府投入巨资研究开发燃料电池发电技术的另一个目的,就是要保持美国在这一领域的领先地位。随着商业化过程不断深入,将逐步形成新的高技术产业,为美国的经济注入新的活力,提供更多的就业机会。美国DOE的燃料电池发展计划如下:PAFC己商业化,不再投入资金进行研究开发。PAFC目前的发电效率为40%一45(LHV),热电联产的热效率为80%(LHV)。已完成250KW和2MWMCFC的现场示范,预计2002年进行20MW的示范;2003年左右,使250KW和MW级MCFC达到商业化;2010年,燃用天然气的250KW一20MWMCFC分散电源达到商业化,100MW以上MCFC的中心电站也进入商业化;2020年,100MW以上燃煤MCFC中心发电站进入商业化。MCFC技术目标是运行温度为650℃,发电效率达到60%(LHV),组成联合循环的发电效率为70(LHV),热电联产的热效率达到85(LHV)以上。目前,己完成25kw和100kwSOFC现场试验,正在进行SOFC的商业化设计。预计2002年左右,进行MW级SOFC示范;2003年左右,100kw一1MWSOFC进行商业化:2010年,250kw一20MW燃用天然气的SOFC以分布式电源形式进入商业化,100MW以上燃用天然气的SOFC以中心电站形式进入商业化;2020年,100W及以上容量的燃煤S0FC以中心电站的形式进入商业化。SOFC技术目标是:运行温度为1000℃,发电效率达到62%(LHV),组成联合循环的发电效率达到72%(LHV),热电联产的热效率达到85(LHV)以上,燃煤时发电效率可达到65%(LHV),这一目标预计2010完成。美国是最早研究开发PEFC的国家,但在大容量化和商业应用方面已落后于加拿大。目前美国生产的质子交换膜仍居世界领先水平。美国在PEFC的开发方面是面向家庭用分散式电源,实现热电联供。PlugPower公司与GE合作,计划2001年使10kwPEFC进入商业化,价格达到S750—1000/kw,大批量生产后,使PEFC的价格达到$350/kw。市场预测美国能源部(DOE)对美国潜在的燃料电池市场的预测认为:在2005年一2010年,美国年需求燃料电池发电容量约2335MW一4075MW。现在美国的燃料电池年生产能力为60MW,商业化的价格为$2000一$3000/kw,若年生产能力达到100MW/a,商业化的价格则可达到$l000—$1500/Kw。若能达到(2000—4000)MW/a的生产能力,燃料电池的原材料费仅$200一$300/kw。那么燃料电池的价格则有可能达到$900—$l100/kw,此时可完全与常规的发电方式竞争。日本燃料电池发电技术的发展进程及应用前景预测发展进程日本在PAFC研究方面,走的是一条引进合作、消化吸收、再提高的路线。1972年东京煤气公司从美国引进两台PAFC燃料电池发电机组,大阪煤气公司也在1973年引进两台PAFC机组。日本政府于1981年设立了以开发节能技术为宗旨的“月光计划”,燃料电池发电是其中一项重要内容。此后,日本国内的电力公司、煤气公司和一些大型的制造厂纷纷投入燃料电池的研究开发,并与美国IFC合作,使日本的PAFC得到更大的发展。目前,日本的PAFC技术已赶上了美国,商业化程度超过了美国。5MW(富士电机制造)和11MW(东芝与IFC合制)均在日本投运,日本公司制造的PAFC机组已运行了近100多台。日本有关MCFC的研究是从1981年开始的,通过自主开发并与美国合作。1987年10kwMCFC开发成功,1993年100kw加压型MCFC开发成功,1997年开发出1MW先导型MCFC发电厂,并投入运行。MCFC已被列为日本“新阳光计划”的一个重点,目标是2000年一2010年,实现燃用天然气的10MW一50MW分布式MCFC发电机组的商业化,并进行100MW以上燃用天然气的MCFC联合循环发电机组的示范,2010年后,实现煤气化MCFC联合循环发电,并逐步替代常规火电厂。日本的SOFC技术也是从1981年的“月光计划”开始研究的,立足于自主开发。1989年一1991年,开发出l00W一400WSOFC电池堆,1992年一1997年开发出l0kw平板型SOFC。SOFC的研究进展也远远落后于NEDO原来的计划。“新阳光计划”中预计2000年一2010年,使SOFC达到MW级,并形成联合循环发电。日本的PEFC也被列入“新阳光计划”,目前开发的容量为(1—2)kw。政府采取的措施日本政府在“月光计划”和“新阳光计划”中,先后资助了3台200kw、2台lMW和l台5MW的PAFC;1台100kw和1台1MW的MCFC示范电站研究开发、建设及运行。在通产省和NEDO的统一组织和管理下,使公用事业单位(电力公司和煤气公司)和开发商及研究单位紧密结合,实现燃料电池研究开发和商业示范应用一体化。日本电力公司和煤气公司,过去十年来安装了约80多台燃料电池机组,装机容量达到,燃料电池及电厂的费用主要由业主承担,但是制造商和政府也各承担一部分。这种政府和企业联合研究开发的方式促进了日本燃料电池的发展。使用燃料电池发电享有许多优惠政策:燃料电池的相关设备,在未超过一定规模时,其工程计划仅须申报即可动工。对500kw以下的常压燃料电池生产与使用的审批手续大大简化。在医院、旅馆、办公大楼等安装的燃料电池发电机组,政府提供的经费资助。新建的燃料电池发电设备享有10的免税额,并获有30%的加速折旧。对装设于电力公司或自备发电用的燃料电池项目,日本开发银行将提供投资额40%的低息贷款。市场预测1990年,日本通产省发表了“长期电源供需展望”报告,预计日本国内的燃料电池发电容量到2000年约2250MW;2010年约10720MW,电力系统用5500MW,其中约有2400MW是MCFC和SOFC高温型燃料电池;2010年煤气化MCFC和SOFC达到实用化;发电效率达到50%一60%。由于燃料电池发电技术仍有许多技术上的难题没有突破,进展速度低于预期值,因此日本目前已将原目标做了修正,预计2000年燃料电池装机容量将达到200MW,其中分布式电源l12MW,工业用热电联产型为88MW;2010年将达到2200MW,其中分布式电源型为735MW,工业用热电联产型为1465MW。其它国家和地区的发展进程目前,欧洲的燃料电池发电技术远远落后于美国和日本。80欧洲又重新开始研究燃料电池发电技术。它们采用向美国、日本购买电池组,自行组装发电厂的方式来发展PAFC发电技术。1990年成立了一个“欧洲燃料电池集团(EFCG)”。意大利已完成了一座1MW的PAFC示范工程,由IFC供应,BOP由欧洲制造。意大利、西班牙与美国IPC合作,于1993年在米兰建了一座l00kwMCFC电厂,1996年投运。德国正在开发250kwMCFC。德国西门子公司于1998年收购了美国西屋公司的管形SOFC技术后,现在拥有世界上最先进的平板型和管形SOFC技术。 加拿大在PEFC方面居世界领先地位,在继续开发交通用PEFC的同时,目前也将PEFC应用于固定电站,已建成250kwPEFC示范电站,目标是在近几年内使250kw级PEPC商业化。澳大利亚在1993年一1997年,共投资3000万美元,研究开发平板型SOFC,目前正在开发(20一25)kwSOFC电池堆。韩国电力公司于1993年从日本购进一座200kwPAFC进行示范运行。国外发展燃料电池发电技术的经验总结回顾国外燃料电地发展的道路,有许多值得我们吸取和借鉴的经验。美国在燃料电池发电技术的研究开发方面始终处于世界领先地位。除了雄厚的财力之外,还有三方面重要的原因:一是政府将燃料电池发电技术视为提高火力发电效率、减少污染物和温室气体排放的重要措施,列入政府的“改变气侯技术战略”中,并大力投入资金和力量研究开发;二是燃料电池技术提高到“国家能源安全并大力投入资金和力量研究开发;三是将燃料电池技术提高到“国家能源安全关键技术”的战略高度,DOD和DOE均投入资金研究开发;四是对燃料电池的应用前景充满信心,希望能形成新的高技术产业,给美国的经济注入新的活力,政府和企业共同投入资金研究开发,力图保持领先地位。日本走的是一条通过与美国合作、引进技术并消化吸收实现产业化的路线,并在PAFC的商业化方面己超过了美国,在MCFC的研究开发方面也接近美国。成功的重要经验也是政府对燃料电池给予高度重视,先后列入了“月光计划”和“新阳光计划”,大力投入研究开发。另一条经验是研究机构、企业和用户联合,组成从研究、开发到商业应用一体化集团,既承担研究开发的风险,也享受成功的优惠。加拿大Ballard公司在PEFC方面成功的经验告诉我们:只要坚定不移地进行研究开发,一个小公司也能在10—20年内成为举世瞩目的燃料电池技术拥有者。 燃料电池起源于欧洲,但是,现在欧洲的燃料电池技术已远远落后于美国和日本。主要原因是政府和企业对燃料电池发电技术重视不够。目前,欧洲已经意识到这一点,成立了—个燃料电池发电技术集团,引进美国、日本的技术,并进行研究开发。四 各种燃料电池发电技术综合比较 AFC:与其它燃料电池相比,AFC功率密度和比功率较高,性能可靠。但它要以纯氢做燃料,纯氧做氧化剂,必须使用Pt、Au、Ag等贵金属做催化剂,价格昂贵。电解质的腐蚀严重,寿命较短,这些特点决定了AFC仅限于航天或军事应用,不适合于民用。 PAFC:以磷酸做为电解质,可容许燃料气和空气中C02的存在。这使得PAFC成为最早在地面上应用或民用的燃料电池。与AFC相比它可以在180℃一210℃运行,燃料气和空气的处理系统大大简化,加压运行时,可组成热电联产。但是,PAFC的发电效率目前仅能达到40%一45%(LHV),它需要贵金属铂做电催化剂;燃料必须外重整:而且,燃料气中C0的浓度必须小于1%(175℃)一2(200℃),否则会使催化剂中毒;酸性电解液的腐蚀作用,使PAFC的寿命难以超过40000小时。PAFC目前的技术已成熟,产品也进入商业化,做为特殊用户的分散式电源、现场可移动电源和备用电源,PAFC还有市场,但用作大容量集中发电站比较困难。 MCFC:在650℃一700℃运行,可采用镍做电催化剂,而不必使用贵重金属:燃料可实现内重整,使发电效率提高,系统简化;CO可直接用作燃料;余热的温度较高,可组成燃气/蒸汽联合循环,使发电容量和发电效率进一步提高。与SOFC相比,MCFC的优点是:操作温度较低,可使用价格较低的金属材料,电极、隔膜、双极板的制造工艺简单,密封和组装的技术难度相对较小,大容量化容易,造价较低。缺点是:必须配置C02循环系统;要求燃料气中H2S和CO小于;熔融碳酸盐具有腐蚀性,而且易挥发;与SOFC相比,寿命较短;组成联合循环发电的效率比SOFC低。与低温燃料电池相比,MCFC的缺点是启动时间较长,不适合作备用电源。MCFC己接近商业化,示范电站的规模已达到2MW。从MCFC的技术特点和发展趋势看,MCFC是将来民用发电(分散电源和中心电站)的理想选择之一。 SOFC:电解质是固体,可以被做成管形、板形或整体形。与液体电解质的燃料电池(AFC、PAFC和MCFC)相比,SOFC避免了电解质蒸发和电池材料的腐蚀问题,电池的寿命较长(已达到70000小时)。CO可做为燃料,使燃料电池以煤气为燃料成为可能。SOFC的运行温度在1000℃左右,燃料可以在电池内进行重整。由于运行温度很高,要解决金属与陶瓷材料之间的密封也很困难。与低温燃料电池相比,SOFC的启动时间较长,不适合作应急电源。与MCFC相比,SOFC组成联合循环的效率更高,寿命更长(可大于40000小时);但SOFC面临技术难度较大,价格可能比MCFC高。示范业绩证明SOFC是未来化石燃料发电技术的理想选择之一,既可用作中小容量的分布式电源(500kw一50MW),也可用作大容量的中心电站(>l00MW)。尤其是加压型SOFC与微型燃气轮结合组成联合循环发电的示范,将使SOFC的优越性进一步得到体现。 PEFC:PEPC的运行温度较低(约80℃),它的启动时间很短,在几分钟内可达到满负荷。与PAFC相比,电流密度和比功率都较高,发电效率也较高(45%一50(LHV)),对CO的容许值较高(<10ppm)。PEFC的余热温度较低,热利用率较低。与PAFC和MCFC等液体电解质燃料电池相比,它具有寿命长,运行可靠的特点。PEFC是理想的可移动电源,是电动汽车、潜艇、航天器等移动工具电源的理想选择之一。目前,在移动电源、特殊用户的分布式电源和家庭用电源方面有一定的市场,不适合做大容量中心电站。结 论选择适合于我国电力系统发展的燃料电池发电技术,应综合考虑以下几点:较高的发电效率;环保性能好;既能作为高效、清洁的分布电源,又具有形成大容量的联合循环中心发电站的发展潜力;既能以天然气为燃料,又具有以煤为燃料的可能性;技术的先进性及商业化进程;运行的可靠性和寿命;降低造价的潜力;国内的基础。综合考虑以上几点,对适合于我国电力系统发展的燃料电池发电技术,提出以下几点选择意见:(1)优先发展高温燃料电池发电技术。即选择MCFC和SOFC为我国电力系统燃料电池发电技术的主要发展方向,这两种燃料电池既能以天然气为燃料作为高效清洁的分布电源,又具有形成大容量的联合循环中心发电站(以天然气或煤为燃料)的发展潜力。(2)MCFC和SOFC各有特点,都存在许多问题,尚未商业化。若考虑技术难度和成熟程度以及商业化的进程,对于MCFC,应走引进、消化吸收、研究创新,实现国产化的技术路线,并尽快投入商业应用:对于SOFC,应立足于自主开发,走创新和跨越式发展的技术发展路线。(3)随着氢能技术的发展,PEFC在移动电源、分散电源、应急电源、家庭电源等方面具有一定优势和的市场潜力,国家电力公司应密切跟踪研究。(4)AFC不适合于民用发电。PAFC技术目前已趋于成熟,与MCFC、SOFC和PEFC比较,已相对落后。因此,AFC和PAFC不应做为国家电力公司研究开发的方向。参考文献[1] 许世森,朱宝田等,在我国电力系统发展的燃料电池发电的技术路线和实施方案研究,国家电力公司热工研究院,1999.12

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