智能电网方向的毕业论文
智能电网方向的毕业论文
物联网是通过信息传感设备,按照约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。下面我给大家带来2021好写的物联网专业论文题目写作参考,希望能帮助到大家!
物联网论文题目
1、 基于嵌入式PC和物联网的无人驾驶 拖拉机 研究
2、 太阳能农机发动机监测系统设计—基于智慧农业物联网信息采集
3、 基于物联网的农业生产监控系统设计
4、 基于农业物联网的智能温室系统架构与实现
5、 基于物联网的水田无线监控系统设计
6、 基于物联网植物工厂监控系统的设计
7、 基于物联网的精准农业玉米长势监测分析系统研究
8、 基于物联网的葡萄园信息获取与智能灌溉系统设计
9、 基于物联网技术的智慧长输管道
10、 矿山物联网云计算与平台技术
11、 基于物联网的智能衣柜系统
12、 基于MQTT的物联网系统文件传输 方法 的实现
13、 基于物联网技术的能源互联网数据支撑平台
14、 农业物联网技术研究进展与发展趋势分析
15、 高校智慧教室物联网系统设计与实现
16、 运营商窄带物联网部署实现探讨
17、 基于物联网思维的商业银行管理重构的战略思想
18、 面向矿山安全物联网的光纤传感器
19、 基于物联网的水质监测系统的设计与实现
20、 工业物联网环境下隐式人机交互消息传播方法
21、 基于物联网技术的智慧农业监控系统设计
22、 疫苗冷链物流风险管理中物联网技术的应用
23、 基于物联网远程血压监测结合APP管理对高血压患者的影响
24、 公安物联网技术在社会治安防控中的应用
25、 物联网中增强安全的RFID认证协议
26、 农业物联网技术供需双方决策行为分析——演化博弈模型及其仿真
27、 物联网环境下数据转发模型研究
28、 基于云计算的物联网数据网关的建设研究
29、 基于Citespace的技术机会发现研究——以物联网技术发展为例
30、 利用物联网技术探索智慧物流新未来——访神州数码集团智能互联本部物联网事业部总经理闫军
31、 物联网虚拟仿真实验教学中心平台建设
32、 物联网智能家居的远程视频监控系统设计
33、 是德科技中标福州物联网开放实验室窄带物联网低功耗测试系统以及射频一致性测试系统
34、 基于物联网的智慧家庭健康医疗系统
35、 农业物联网技术研究进展与发展趋势分析
36、 新工科背景下物联网专业学生创新实践能力培养
37、 新工科语境下物联网专业课程设置研究
38、 铁塔公司基于LoRa物联网的共享单车方案研究
39、 面向大数据的突发事件物联网情报采集
40、 区块链技术增强物联网安全应用前景分析
41、 物联网工程专业实验室建设方案研究
42、 大数据时代基于物联网和云计算的地震信息化研究
43、 矿山物联网 网络技术 发展趋势与关键技术
44、 基于物联网与GPRS技术对武汉市内涝监测预警系统的优化设计
45、 基于物联网的医院病房智能监护系统设计与实现
46、 基于电力物联网边缘计算实现脱网应急通信的方法
47、 物联网商业方法的专利保护探析
48、 物联网分享还是人工智能垄断:马克思主义视野中的数字资本主义
49、 基于MQTT协议的物联网电梯监控系统设计
50、 基于时间自动机的物联网网关安全系统的建模及验证
物联网 毕业 论文题目参考
1、基于物联网的火电机组远程诊断服务实践
2、语义物联网中一种多领域信息互操作方法
3、矿山物联网服务承载平台与矿山购买服务
4、物联网环境下的锰矿开采过程监测软件设计
5、基于物联网的馆藏系统实现
6、地方转型本科高校物联网专业人才培养方案研究
7、基于物联网的智能家居环境监控系统的设计与分析
8、智能建筑中物联网技术的应用剖析
9、关于物联网关键技术及应用的探讨
10、蓝牙传输发现服务助力实现协作型物联网
11、无线传感器网络与物联网的应用研究
12、物联网系统集成实训室建设的探索与实践
13、高校物联网实验中心规划方案
14、面向异构物联网的轻量级网络构建层设计
15、探索物联网环境下企业组织架构的转变
16、物联网技术下校园智能安防系统的设计
17、物联网在农业中的应用及前景展望
18、战略新兴物联网专业校企合作模式研究
19、物联网/传感网时代下新型图书管理模式探析
20、物联网信息感知与交互技术
21、探讨农业物联网技术的创新运用方式
22、基于物联网技术的远程智能灌溉系统的设计与实现
23、农业物联网技术创新及应用策略探讨
24、基于物联网的园区停车管理系统的设计与实现
25、基于物联网技术的“蔬菜”溯源体系探索
26、基于物联网技术的气象灾害监测预警体系研究
27、物联网接入技术研究与系统设计
28、基于物联网技术的数据中心整体运维解决方案研究
29、基于工作导向的中职物联网课程实践教学分析
30、面向服务的物联网软件体系结构设计与模型检测
31、面向物联网的无线传感器网络探讨
32、物联网环境下多智能体决策信息支持技术研究
33、物联网和融合环境区域食品安全云服务框架
34、高职《物联网技术概论》教学思考与实践
35、基于物联网的远程视频监控系统设计
36、物联网分布式数据库系统优化研究
37、物联网隐私安全保护研究
38、璧山环保监管物联网系统试点应用研究
39、智能家居无线物联网系统设计
40、物联网温室智能管理平台的研究
好写的物联网论文题目
1、物联网的结构体系与发展
2、对于我国物联网应用与发展的思考
3、物联网环境下UC安全的组证明RFID协议
4、农业物联网研究与应用现状及发展对策研究
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6、基于Zigbee/GPRS物联网网关系统的设计与实现
7、物联网概述第3篇:物联网、物联网系统与物联网事件
8、物联网技术在食品及农产品中应用的研究进展
9、物联网——后IP时代国家创新发展的重大战略机遇
10、物联网体系结构研究
11、构建基于云计算的物联网运营平台
12、基于物联网的煤矿综合自动化系统设计
13、我国物联网产业未来发展路径探析
14、基于物联网的干旱区智能化微灌系统
15、物联网大趋势
16、物联网网关技术与应用
17、基于SIM900A的物联网短信报警系统
18、物联网概述第1篇:什么是物联网?
19、物联网技术安全问题探析
20、基于RFID电子标签的物联网物流管理系统
二、物联网毕业论文题目推荐:
1、基于RFID和EPC物联网的水产品供应链可追溯平台开发
2、物联网与感知矿山专题讲座之一——物联网基本概念及典型应用
3、我国物联网产业发展现状与产业链分析
4、面向智能电网的物联网技术及其应用
5、从云计算到海计算:论物联网的体系结构
6、物联网 商业模式 探讨
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8、从嵌入式系统视角看物联网
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有关电气工程及其自动化硕士论文
人类社会文明的进步,急迫需要社会工业化程度的加速。社会工业化发展的动力和加速度只能依赖电气工程自动化技术的迅速发展和进步。下面是我为大家整理的电气工程及其自动化论文,供大家参考。
摘 要:电气工程及其自动化专业是多学科相互交融的专业。电气工程(Electrical Engineering简称 EE) 是现代科技领域中的核心学科之一,更是当今高新技术领域中不可或缺的关键学科。从某种意义上讲,电气工程的发达程度代表着国家的科技进步水平。
关键词:电气工程及其自动化 专业 简介 发展
正是因为电气工程的发展,才有今天庞大的电力工业,人类才不可逆转地进入伟大的电气化时代。人类发展到任何时候也离不开能源,而能源是人类永恒的研究对象,而电能是利用最为方便的能源形式,以电能为研究对象的电气工程及其自动化专业有着十分强大的生命力。
一、专业内容介绍
电气工程及其自动化涉及电力电子技术、计算机技术、电机电器技术信息与网络控制技术、机电一体化技术等诸多领域,是一门综合性较强的学科。电气工程及其自动化的专业范围主要包括电工基础理论、电气装备制造和应用、电力系统运行和控制三个部分。电气工程及其自动化专业的基础性也决定了它具有很强的学科交叉和融合能力。
培养要求:该专业培养能够从事与电气工程有关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、试验分析、研制开发、经济管理以及电子与计算机技术应用等领域的“高素质、强能力、应用型”高级工程技术人才。学生主要学习电工技术、电子技术、信息控制、计算机技术等方面较宽广的工程技术基础和一定的专业知识。本专业主要特点是强弱电结合、电工技术与电子技术相结合、软件与硬件结合、元件与系统结合,学生受到电工电子、信息控制及计算机技术方面的基本训练,具有解决电气工程技术分析与控制技术问题的基本能力。
主干学科:电气工程、计算机科学与技术、控制科学与工程。
主要课程:电路原理、电子技术基础、电机学、电力电子技术、电力拖动与控制、计算机技术(语言、软件基础、硬件基础、单片机等)、信号与系统、控制理论等。
电气工程一般分为电力系统和应用电子(也就是电力电子)。
二、专业发展前景
电气工程学科涉及工业、农业、交通运输、国防及人民生活等各领域,与电子科学与技术、计算机科学与技术、控制科学与工程、信息与通信工程、环境科学与工程、生物医学等学科交叉渗透,拓宽了电气工程学科的内涵与外延。随着科技的发展,电气工程的学科结构、研究领域、技术领域发生了很大变化。电气工程愈来愈多地应用信息技术、计算机技术、通信技术、电力电子技术和自动化技术,电气工程及其自动化专业内涵也发展演变为强电和弱电结合、电工技术和电子技术结合、软件和硬件结合、元件和系统结合。例如“电气工程”和“电子技术”以及“控制科学”交叉融合产生了“电力电子技术”; “电气工程”与“材料科学”的交叉融合产生了“超导电工技术”和“纳米电工技术”; “ 电气工程”与“机械工程”及“计算机学科” 的交叉融合产生了“机电一体化”新学科,已形成了以“机械”为主体、电气工程和计算机控制为技术核心、“机械+电气+计算机”的有机融合,“机电一体化”技术实际上就是电气自动化技术高度发展的一个阶段的必然产物,它是电气自动化领域中机械技术与电子技术有机结合的一种高新技术,也可以说隶属于“电气工程及其自动化”的专业范畴。随着科学技术的高速发展,电力成为国民经济中重要的生产资料及人民生活中必不可少的生活资料。当今,电气化水平的提高使得各种经济活动都离不开电(用油的交通工具除外),我国电能占终端能源消费的比重已接近20%,高于世界平均水平。我国的电气化水平也决定了电力数据具有大范围的覆盖性。有专家表示,电力工业的发展方向是智能电力系统,或者是坚强智能电网或者是智能电网。智能电力系统是实现电力工业发展价值特征的最有效途径,也是现代电力工业的发展方向,发展智能电力系统能够确保更安全、更经济、更绿色、更和谐,同时智能电力系统是一个广义的坚强智能电网,能够有效地解除未来发展的挑战。
三、专业应用与就业方向
电气工程及其自动化的几个方向:
电力系统、电气技术、应用电子技术、高电压与绝缘技术、电机电器及其控制
1.电力系统方向
电力系统专业方向是电气工程及其自动化专业中最具有优势和特色的专业方向,为国家级一类特色专业的重要组成部分,主要培养从事高压电器设备设计、制造和运行维护等方面的高级工程技术人才。该专业方向依托电气工程一级博士学位授权学科和博士后科研流动站,覆盖了高电压与绝缘技术和电介质工程2个二级博士、硕士学位授权学科,电力系统为国家级重点学科。同时,该专业方向设置高电压绝缘技术和电气绝缘与电缆两个专业模块。
就业方向:可在电力设备制造行业从事高电压设备的设计、开发、生产和管理等工作,可在电力系统从事高压设备的运行维护方面的技术工作和管理工作,就业于电业局、供电局、发电厂,也可在科研院所从事教学和科研工作。
2.电气技术方向
电气技术是电气工程及其自动化专业的一个方向。该专业是重点专业,具有电气工程一级学位博士学位授予权,电气工程领域拥有博士后流动站,在高电压与绝缘技术、电机与电气和电力电子与电力信息处理学科具有工学硕士授予权。
就业方向:电气技术方向主要培养电气测量与控制技术方面的高级电气工程技术人才,从事电参量和磁参信息获取与处理技术研究工作,以及电气技术自动化控制领域的装置与系统的设计开发与应用研究工作。学位获得后,可在电气工程技术领域的企业、承担理论研究、技术开发、运行管理等技术工作,也可以在研究机构和高等学校从事研究与教学工作。
3.电机与电气方向
电机与电气学科在一体化电机的理论与技术方面,主要研究了步进电机、无刷直流电机、感应同步器等。在电机的电力电子驱动技术方面,研究了电动车、电机驱动系统的结构与控制策略,变频电源谐波抑制技术。在高环境、高可靠电机与电器方面,研究了高环境电器可靠性理论与技术航天电器的理论与技术、卫星姿控用飞轮的可靠性设计。在新型电磁机构的理论与应用方面,研究了特种电机、磁性流体密封、旋转轴的在线平衡、电磁成型技术。其中在步进电机和无刷直流电机等特种电机及航天电器方面具有较大的影响。
就业方向:可在电力、电子、通信、机械、交通、建筑等行业从事电子领域的研究、设计、开发、运行及管理等工作,也可以在研究机构和高等学校从事研究与教学工作。
4.应用电子技术方向
应用电子技术方向是电气工程及其自动化专业的一个特色专业方向,特点是电气与电子兼备,电力电子与信息电子相融。培养从事电气工程、电子技术、电力电子技术、自动控制、信号变换与处理等方面工作的宽口径、复合型高级工程技术人才。
就业方向:可在电力、电子、通信、机械、交通、建筑等行业从事应用电子技术领域的研究、设计、开发、运行及管理等工作,也可以在研究机构和高等学校从事研究与教学工作。
四、结束语
总之,随着我国经济的飞速发展,计算机科学与技术也在不断进步,通过计算机软硬件控制,实现电气化已成为现实。计算机模拟操作,更为现实电力系统运行状况提供了方便快捷的监视和判断功能。PC和 网络技术 已经在工商管理中得到普及。在电气自动化领域,基于PC的人机界面普遍被采用,并以其直观性、灵活性和易于集成等特点备受用户青睐。选择了电气工程及其自动化专业,就应该立志成为一位优秀的电气工程人才,让我国的电力工业不落后于国际先进水平,推动社会主义现代工业化进程。
摘 要:自动化技术在电气工程实践工作中的科学应用意义重大,能够为电力系统的安全、稳定运行提供坚实的保障基础,能够提高电网系统供电的稳定性,保证电网系统的供电质量,减少停电、断电等对社会生产、居民生活的影响。因此,作为新时期背景下的电气施工人员,在电气工程的过程中,应致力于自身专业技术水平的提升,且始终坚持实事求是的原则,结合工程实际,合理应用现代化的自动化技术,从而有效控制、监督、调节和管理整个电力系统的实际运行状态,确保电网运行的安全性,同时推动自动化技术在电力工程的广泛和深度应用,更好地发挥其积极作用,减少设备故障问题的发生,降低安全施工的发生概率,保证电网设备及电力工作人员的生命财产安全。
关键词:电气工程;自动化技术;应用;分析
自动化技术的科学应用,大大促进了电气工程的发展,因此加强电气工程中自动化技术的应用分析具有重要的现实意义。因而作为新时期背景下的电气施工人员,必须在电气工程中加强自动化技术的应用,着力提高电气工程的自动化水平,以此确保电气工程质量的有效提升。基于此,笔者结合自身工作实践,作出以下几点探究性的分析。
1 自动化技术在现代电气工程中的主要应用形式分析
1.1 电力调度自动化技术在电气工程中的应用分析
从应用角度上讲,在电力系统工程中,保证整个电网系统供、发电的安全性、经济性、优质性的基础前提实现整个电网调度的自动化。此外,电网调度自动化对电气工程的生产自动化、现代化管理也起着重要的支持作用。而目前,电力调度自动化技术在电气工程中的实践应用主要有调度主站系统、运动装置系统。根据该配置结构,电力调度自动化技术的在电气工程中的应用能够实现以下功能。
1.1.1 稳定、持续地监控电网系统的正常运行状态与相关动作
电力调度员在对电网的实际运行状态(比如周波指标、潮流指标、负荷指标、电压指标等)进行监控管理的同时,也可以让各电力设备在电力系统运行状态下的具体运行情况和相关工作指标(包括用电指标、用水指标等)全部得到完善、可靠的反映。而电力调度自动化技术的应用,不但可以保证上述的各项监控指标的取值满足规范要求,还可以保证电气工程的终端用户在电能、汽能及水等方面资源的需求得到满足。
1.1.2 保证电网系统开展调度工作的经济性、可靠性
电力调度自动化技术在电气工程的应用,可以在实现对电网运行系统的安全监督控制前提下,有效控制并合理降低电网运行过程中各种各样的能源损耗问题,同时满足现代化电气工程运行过程中的多发电、多供电等要求,确保电网调度运行的经济性和可靠性。
1.1.3 科学分析并有效处理电网运行状态下所发生的安全事故
实践表明,在电网运行过程中发生的运行事故或异常性运行问题,其发生的原因都十分复杂,而且大多数的运行安全事故的表现状态都是顺发行,因此,如果在实践过程中,不能科学判断并恰当处理这类电网运行事故,则会严重威胁到电力运行系统覆盖范围内的运行操作人员的生命安全与用电设备的安全。那么,从这个角度上讲,实现电力工程工作与电力调度自动化化技术的有效结合,为科学分析电网系统在不同运行状态下的运行安全性提供有利的保障,同时,还能提供对应的有效事故处理方式和电网监控策略,从而最大化地避免发生电网运行安全事故,对实现整个电网的安全运行具有重要的作用。
1.2 电气工程中发电厂自动化技术的运用分析
从目前的技术条件支持来讲,发电自动化技术的主要构成包括有动力机械自动控制、自动电压控制系统、自动发电量控制系统三方面。尤其在我国,根据发电厂的不同运行方式,一般都把国内现阶段的发电厂划分为以下两种类型:火电厂自动系统以及水电厂自动系统。但应重点注意的是,不管该发电方式是以水电为主,还是以火电为主,或者属于其他类型的发电方式,其在发电厂的自动化系统和技术运用时,都表现出不少的相似之处。具体可以分为两个方面:
1.2.1 电气工程中关于水电厂自动化技术的应用分析
在目前的技术条件下,为确保整个电气工程应用质量的稳定、可靠、充分发挥,往往要求水电厂自动化技术在实际应用时必须具备含有水轮发电机组系统、水轮机装置、调速器装置等在内的模块。鉴于自动化系统不同运行模式之间的差异性,水电厂自动化系统主要分为梯级综合自动化模式、单机模式、全长自动化模式、公用设备模式等类型。从实际应用方向讲,在电气工程中结合应用水电厂自动化系统及其对应技术的方式,能够显著提升水电厂在正常应用状态下的合法经济性,增加水电厂的经济效益,并为供电质量提供了坚实的保障作用。
1.2.2 电气工程中关于火电厂自动化技术的应用分析
火电厂自动化技术在电气工程的应用同样具有明显的综合性特征。火电厂自动化技术的主要构成包括有机炉主控系统、发电机自动控制系统、汽轮机控制系统、锅炉控制系统等方面,通过计算机的实时监视和有效数据的全面共享方式,科学保障了电气工程应用的可靠性。而从实际应用角度看,火电厂自动化技术不仅具有信息与数据综合处理功能,而且还具有自动保护运行设备功能、自动检测运行状态功能、综合管理功能、运行控制功能等。
2 电气工程中自动化技术的发展方向分析
2.1 管控一体化技术的应用
从理论角度上讲,电气工程中的管控一体化技术是指重点针对电气工程的不同通讯环节,通过自动化技术的科学应用,充分发挥相关信息数据的整合性、集成性优势。而集成控制系统在和信息管理系统进行彼此融合的过程中,能够用一种集成的综合方式把处于正常应用状态下的电气工程所应用的信息控制网络完整表现出来。
2.2 状态检修技术的应用
从应用视角上讲,电力工程中的状态检修技术可以定位为:通过设备资产管理系统在电气工程中的应用方式,重点发挥其在故障诊断、状态监视方向的综合功能,并提供状态检修设备在正常运行时的状态信息和数据,并有机结合该部分数据有效预测电气工程对应设备的实际运行状态、潜在的安全隐患或故障因素。根据这种方式,还可以实现由传统的故障检修模式向状态检修新模式的转变。从电气工程的实践应用角度讲,状态检修技术在电气工程实践工作过程中的科学应用,不仅可以有效提高其对应的电气设备的安全性、稳定性,而且有效克服了传统的定期故障检修模式存在的遗漏性问题和缺陷,为电力系统的安全运行提供了有力的保障。
3 结束语
综上所述,随着科学技术的进步发展,我国在自动化技术方面也取得了较好的成绩,尤其在电气工程中,自动化技术的应用日益广泛。基于此,本文的主要研究对象为电气工程,主要分析了电气工程中的电力调度自动化技术、发电厂自动化技术的应用,并提出了自动化技术在电气工程中应用发展方向,旨在加强与同行的沟通交流,提高电气工程中自动化技术的应用水平,促进我国电气事业的快速发展。
参考文献
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[5]张勇敢.浅谈电气工程的质量控制与施工安全[J].科教新报( 教育 科研),2011年11期.
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我国是世界上最大的发展中国家,也是世界上碳排量放最大的国家之一。过去的30年,伴随着经济的持续快速增长,能源消费大幅攀升。2009年,我国能源消费总量约31亿吨标准煤,2001~2009年年均增速为9.1%。我国一次能源消费以煤为主,煤炭消费量占一次能源消费总量的比重为70%左右。能源需求的快速增长使碳排放不断增加。据国际能源署报告,2005年我国二氧化碳排放总量约51亿吨,占全球排放的18%,居全球第二,仅次于美国;2007年超过美国成为世界上二氧化碳排放第一大国,占全球排放的21%。
我国发电装机以煤电为主,燃煤发电容量约占总装机容量的81%,因此电力行业二氧化碳排放量较大。来自国际能源署的数据显示,火电二氧化碳排放量占全国二氧化碳排放量的40%~50%,而且在未来一段时期还将继续呈上升态势。因此,电力行业的碳减排工作对我国实现低碳发展具有重要意义。
电力系统主要包括电源、电网和电力用户,其中电网是联系电源和电力用户的纽带。当前,电力行业实现碳减排的工作重点是:提高发电、输电、用电的效率;大力发展清洁能源发电。坚强智能电网的建设可以促进清洁能源的开发利用、提高电力行业用能效率。2010年第十一届全国人民代表大会第三次会议的政府工作报告中已明确提出“加强智能电网建设”。
坚强智能电网对节能减排的作用
当前,国家电网公司提出了坚强智能电网的建设目标。到2020年,将建成“以特高压电网为骨干网架,各级电网协调发展,以信息化、自动化、互动化为特征的坚强智能电网”,实现从传统电网向高效、经济、清洁、互动的现代电网的升级和跨越。坚强智能电网建设包含发电、输电、变电、配电、用电和调度等六大环节。清洁能源机组的大规模并网技术,灵活的特高压交直流输电技术、智能变电站技术、配电自动化技术、双向互动关键技术、智能化调度技术等是各个环节建设坚强智能电网的关键技术。
坚强智能电网建成后,将在节能减排方面发挥重要作用,主要体现在:支持清洁能源机组大规模入网,加快清洁能源发展,推动我国能源结构的优化调整;引导电力用户将高峰时段用电转移到低谷时段,提高用电负荷率,稳定火电机组出力,降低发电煤耗;促进先进输配电技术在电力系统的推广和应用,降低输电损失率;为电网与用户有效互动提供技术支撑,有利于用户智能用电,提高用电效率;推动电动汽车的发展,带动相关产业发展,促进产业结构升级。
坚强智能电网的碳减排效益
从支撑清洁能源发电的接入、提高火电发电效率、提升电网输送效率、支持用户智能用电、推动电动汽车发展等五个方面分析,到2020年,若在国家电网公司经营区域内基本建成坚强智能电网,可实现二氧化碳减排量约15.3亿吨。(2020年坚强智能电网碳减排效益如表1所示。)
支撑清洁能源接入。水电、核电、风电、太阳能等清洁能源的发展,对于优化我国能源结构、减少化石能源消费、降低温室气体排放具有重要意义。坚强智能电网集成了先进的信息通信技术、自动化技术、储能技术、运行控制和调度技术,为清洁能源的集约化、规模化开发和应用提供了技术保证。坚强智能电网能够解决风电、太阳能发电等大规模接入带来的电网安全稳定运行问题,提高电网接纳清洁能源的能力。坚强的跨区网架结构,可以为远离负荷中心的清洁能源规模化、集约化开发提供输出条件。
根据规划,到2020年国家电网公司经营区域内的水电、核电、风电、太阳能等装机容量比2005年分别增加约15660万、5018万、9725万和1820万千瓦。按照水电、核电、风电、太阳能发电年利用小时数分别为3500小时、7500小时、2000小时和1400小时测算,与2005年相比,2020年国家电网公司经营区域内清洁能源发电量增加1.14万亿千瓦时,可减少煤炭消费3.93亿吨标准煤,可实现二氧化碳减排约10.88亿吨。
提高火电发电效率,降低发电煤耗。在坚强智能电网发展的带动下,清洁能源发电装机容量增加;同时由于调峰电源增加,使得火电运行效率提高,单位发电煤耗下降,因此系统发电燃料消耗减少。通过“需求侧响应”,引导用户将高峰时段的用电负荷转移到低谷时段,降低高峰负荷,减少电网负荷峰谷差,减少火电发电机组出力调节次数和幅度,提高火电机组效率,降低火电机组发电煤耗,减少温室气体和环境污染物排放。根据电力系统整体优化规划和系统生产模拟软件测算,在坚强智能电网发展的影响下,2020年全国平均火电单位发电煤耗下降5.8克/千瓦时。据规划,2020年国家电网公司经营区域内火电装机容量可达9.36亿千瓦,按照火电利用小时数为5300小时来计算,发电煤耗降低可节约0.29亿吨标煤,减排二氧化碳为0.8亿吨。
提升电网输送效率,减少线路损失。未来,我国的特高压技术和坚强智能电网,将大大降低电能输送过程中的损失电量。此外,电网灵活输电技术对智能站点的智能控制以及与电力用户的实时双向交互,都可以优化系统的潮流分布,提高输配电网络的输送效率。
坚强智能电网的高级电压控制系统能够有效提高常规电网的节能电压调节和控制水平,提高电能传输效率,减少输配电损耗。美国西北太平洋国家实验室(简称PNNL,以下同)研究表明:高级电压控制系统可使得电网本身实现的节电潜力为上网电量的1%~4%。
考虑我国线损的实际情况,未来下降空间相对较小。假设坚强智能电网的发展可使国家电网公司经营区域内的平均线损率至2020年由2005年的6.58%下降到5.7%,即可减少线损电量502亿千瓦时,相应减少二氧化碳排放5145万吨。
支持用户智能用电,提高用电效率。智能电网一个重要的特征就是可以通过创新营销策略实现电网与电力用户的双向互动,引导用户主动参与市场竞争,实现有效的“需求侧响应”。
一方面,智能电网可以为用户提供用电信息储存和反馈功能。通过智能表计收集用户的用电信息并及时向用户反馈不同时段的电价、用电量、电费等信息,引导和改变用户的用电行为。用户可以根据自己的用电习惯、电价水平以及用电环境,给各种用电设备设定参数。如空调和照明等智能用电设备可以根据相关参数,自动优化其用电方式,以期达到最佳的用电效果,进而提高设备的电能利用效率,实现节电,并通过选择用电时间达到减少电费支出的目的。PNNL研究表明,信息干预和反馈系统可以使得用户用电效率提高3%。
另一方面,智能电网可以为用户提供故障自动诊断服务。实时采集用电设备的运行情况,及时发现故障并反馈给用户,用户及时调整和优化设备运行方式,减少电能消耗及运行维护费用。研究表明,通过提供此服务,可以使用户用电效率提高3%。
我国目前电价机制不甚合理,电力用户与电力系统的互动性较差,电力用户还存在较大节电潜力。随着坚强智能电网建设工作的推进,电网与用户的互动将不断深入,电力用户将更加主动地节电。参考PNNL研究成果和我国的用电实际情况,假定坚强智能电网可使用户用电效率提高4%,按照2020年国家电网公司经营区域内全社会用电量为60000亿千瓦时和厂用电率为5%来计算,则2020年国家电网公司经营区域内电力用户可实现节电量约2150亿千瓦时,减少二氧化碳排放2.35亿吨。
推动电动汽车发展,减少石油消耗。汽车是我国耗能的重要领域,随着汽车保有量的不断上升,耗油量还将不断攀升,给我国能源安全带来巨大的隐患;汽车尾气排放也成为城市大气污染的重要来源。电动汽车是指以电能为动力的汽车。从能源利用效率方面来讲,电动汽车的能源利用效率比燃油汽车提高1~2倍以上。从运行的经济性来看,电动汽车百千米只消耗10千瓦时电,运行费用远低于普通汽车。
预计2020年,在智能电网相关技术的带动下,国家电网公司经营区域内2020年比2005年新增电动汽车约2500万辆,按照每辆电动汽车每年行驶20000千米计算,每年可替代汽油3550万吨,实现减排二氧化碳约为7940万吨。
建设坚强智能电网对实现我国碳减排目标的贡献
在未来相当长的时期,我国工业化和城镇化进程将加速推进,经济将保持平稳较快增长,经济的快速发展将带动能源需求的大幅增长。据有关机构预测,2020年我国能源消费量将达45亿吨标准煤,全国GDP将达62万亿元(2005年可比价格)。如果按照2005年的碳排放强度测算,2020年我国二氧化碳排放总量将超过173亿吨。这已远远超过我国资源和环境所承载的极限。
气候变化问题作为人类社会可持续发展面临的重大挑战,已受到国际社会的强烈关注。为积极应对气候变暖问题、实现绿色发展和低碳发展,我国政府提出了“到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%~45%”的碳减排目标。如果2020年我国二氧化碳排放强度比2005年下降40%~45%,则2020年二氧化碳排放总量应控制在95~104亿吨以下,需要减少二氧化碳排放69亿~78亿吨。
根据上述测算,建设坚强智能电网可实现二氧化碳减排量约15.3亿吨,可使2020年二氧化碳排放强度比2005年下降8.8%,对实现我国2020年碳减排目标的贡献率可达19%~22%。若国家加大有关政策执行力度,这一贡献率还可能提高
“十二五”特高压建设——五千亿畅想
电气设备行业下游涉及发电、输配电和用电,包括了电力、电网、冶金、煤炭等行业,与工业生产和居民生活紧密相关。由于其特殊地位,国家对下游电力、电网等行业监管严格,并出台一系列政策和规范约束企业经营行为。
自上而下看,“十二五”规划是目前国家层面最具指导性政策,将影响未来至少五年内的发展和变革,通过解读“‘十二五’规划建议”和“新兴产业规划”,可确立电气设备行业未来五年内将集中发展智能电网(含特高压)、工业节能产品和配电网改造。
自下而上看,成熟技术将首先得到推广(如柔性输变电、变频技术、智能用电系统);综合分析市场空间及开拓进度,特高压直流输电、柔性输变电、高性能高压和低压变频器、智能变电站和智能用电系统、农配网改造将成为“十二五”发展重点。
从“十二五”规划出发,未来五年电气设备行业投资将呈现“两极化”趋势:特高压骨干网和配网改造将成为电网投资主题,“智能化”拉动二次设备占比提升,同时工业领域变频器将得到进一步普及。具体来看,特高压方面,直流建设基本符合进度,交流受示范线路验收推迟的影响有所延后,目前呈现提速趋势。“十二五”特高压直流将建设9条线路,预计总投资达2170亿元;特高压交流完成“三横三纵一环网”的建设,乐观估计投资达2989亿元,若考虑项目推迟的影响预测约2092亿元。预计特高压直流换流站投资1014亿元,其中换流变压器、换流阀和直流保护系统占65%;特高压交流变电站投资1225亿元,主要是变压器、电抗器和GIS开关,占比分别为18%、16%和24%。
发展智能电网和特高压是内生需求
我国电力供应长期面临远距离、高负荷、大容量的现状,这是与世界上绝大多数国家不同的发展问题,内生性需求决定了中国的电网必须在强度、广度和稳定性上超越其他所有国家和地区。
能源和用电负荷分布差异使特高压成为必然之选
我国的能源分布主要在北部和西部,以火电为例,已探明的煤炭储量近80%都集中在山西、内蒙古、新疆等地区,而经济发达的东部沿海用电需求量大,过去通过铁路运输的方式输送煤既不经济也不环保,未来通过电网直接输电可以很好地解决问题。
根据新能源发展规划,预计到2020年我国新能源占一次能源消费的比重应该达到15%左右。风能、水能也存在资源分布远离负荷中心的问题。
在我国,特高压是指交流1000kV及以上和直流±800kV以上的电压等级,据国家电网公司提供的数据显示,一回路特高压直流可以送600万千瓦电量,相当于现有500kV直流电网的5~6倍,送电距离也是后者的2~3倍,效率大大提高;同时输送同样功率的电量,如果采用特高压线路输电可以比采用500kV超高压线路节省60%的土地。正是因为这些优势,特高压才成为未来我国电网建设的必然方向。
电网规模化和区域网络互联对安全稳定提出新要求
我国电力装机容量已突破9亿千瓦,这个数字到了2015年将增加至13.5亿千瓦,到2020年达到17.9亿千瓦。
截至2009年底,全国220kV及以上输电线路回路长度达39.94万公里,我国电网规模已超过美国,列世界首位。
电网规模增大、结构日趋复杂和区域电网互联对运行的安全性和稳定性提出更高要求,通过引入先进的传感和测量技术,采用更安全环保的设备,整体集成并实现设备和控制的双向通信,就是电网“智能化”的体现。
城市化进程和新农村建设利好配电网络发展
我国的工业化已进入中后期,按照这样的工业化发展水平,城市化率应为55%~60%,而2009年我国城市化率只有46.6%。未来的5~10年,城市化进程将推动电网尤其是配网建设,集中在城网扩张和改造上。
我国城乡发展差异大,未来无论从改善民生、促进社会和谐的角度,还是从刺激内需,鼓励农民消费的角度,都要求建设和升级农村电网以满足新农村建设的需求。
正是因为我国电网发展必须与工业生产和居民用电水平相匹配,才萌生出对特高压、智能电网和配网建设的需要。而内生性增长符合产业和经济运行规律,这是可持续和稳定的趋势。
未来电网发展呈现“两极三重点”
“十二五”我国电网发展三大方向是:特高压、智能化改造和配网建设。
特高压和智能电网:在规划建议中提到大力发展包括水电、核电在内的清洁能源,同时“加强电网建设,发展智能电网”。
配网建设:规划建议要求“加强农村基础设施建设和公共服务”,“继续推进农村电网改造”。
过去十年我国电网建设集中在220~500kV(西北750kV)输电网络,未来将向着“特高压”和配网两端发展,而智能化顺应对复杂网络稳定和控制的要求,电网“三大重点”明确。
考虑电网对安全、稳定性的要求,相对成熟的技术当首先得到推广,尚处于挂网阶段的设备或试运行线路的建设脚步可能延后,在细分行业投资上应当有所甄别。总体来说:
第一,特高压直流建设进度基本符合预期,未来高端一次设备厂商和柔性输变电企业受益明显。
第二,“智能化”发展对应二次设备新建改造,配网和用电端智能化相对成熟,看好具有技术和渠道优势的龙头企业。
第三,配网改造,尤其是农网强调设备升级和电气化,上游的设备商数量众多、竞争激烈,区域化特点显著。
预计特高压直流尤其是柔性输变电技术将得到最快推广,直流高端一次设备生产商获益居次,智能变电站投资和农网改造分列其后。
特高压直流——发展先行高端一次设备发力
“特高压电网”指交流1000kV、直流±800kV及以上电压等级的输电网络,能够适应东西2000~3000公里、南北800~2000公里远距离大容量电力输送需求。
国家电网在“十一五”建设初年曾提出“加快建设以特高压电网为核心的坚强国家电网”。经过五年的发展,目前1000kV晋东南—南阳—荆门的交流示范工程完成验收,直流±800kV示范工程向家坝—上海线路投运,初步形成华北—华中—华东特高压同步电网,基本建成西北750kV主网并实现与新疆750kV互联。
规模投资启动直流输电将成“十二五”发展亮点
特高压直流输电(UHVDC)目前在我国主要是±800kV,从技术上看线路中间无需落点,可点对点、大功率、远距离直接将电力输送至负荷中心,线路走廊窄,适合大功率、远距离输电,同时还能保持电网之间的相对独立性。
南方电网±800kV云广特高压直流2010年6月投产;国家电网±800kV向上特高压直流也于年内通过验收,预示着“十一五”直流工程进展顺利,直流输电技术发展进度基本符合预期。
根据国家电网发展规划,有9条±800kV直流线路计划“十二五”期间投运,同时有2条将在“十二五”开工,目前锦屏—苏南线路招标正有序进行。
投资总量方面,2016年建成的2条线路按照70%投资在“十二五”期间确认,国家电网±800kV特高压直流投资总规模预计达2170亿元(见表1)。南网规划的直流800kV工程为糯扎渡送广东线路,投资总额约187亿元,计划于2012年投产。
“十二五”国家电网和南方电网预计±800kV直流特高压输电投资达2357亿元,特高压直流全面建设启动。
同时考虑到国网±660kV和±400kV直流建设,南网±500kV直流,“十二五”期间两网的直流总投资规模达到3312亿元。
设备供应商——高端一次设备的盛宴
特高压直流包括线路和换流站建设,其中换流站对上游设备供应商的投资增量效果更明显。换流站主设备包括:换流变压器、电抗器、避雷器、换流阀和无功补偿装置等,其中投资大项为换流变和换流阀。
云广线换流站设备投资超过规划总量的一半,考虑到示范线路设备价格较高,预计未来规模建设后占比约为43%。
“十二五”特高压直流±800kV设备投资总额约1014亿元,其中换流变395亿元,换流阀203亿元,直流保护系统61亿元。若考虑两网±660kV、500kV和400kV后主站换流设备投资为1424亿元,其中换流变555亿元,换流阀285亿元,直流保护85亿元。
普遍看好一次设备龙头
特高压直流是坚强的输电网络,规模建设启动后将普遍利好一次设备生产企业。考虑特高压对设备稳定性和技术要求高,前期研发投入大,细分行业龙头将继续领先优势。
变压器:已完成建设招标的线路,设备供应商主要为特变电工、中国西电等行业龙头。
换流变压器招标特变电工份额接近45%,中国西电约35%,天威保变20%。考虑到示范线路招标量小,份额相对集中,全面建设启动后龙头企业相对份额会略有下降,但绝对中标金额提升明显。
换流阀:国内换流阀生产企业包括中国西电、许继集团和电科院,考虑到换流阀技术门槛高,未来将继续是三家三分天下的局面。
直流保护系统:许继电气、南瑞继保和四方继保三分天下,占比分别为38%、60%和2%。
无功补偿技术———“特高压”拉动发展
无功补偿技术旨在调节电网中的无功功率,减少电源由线路输送的无功,最终降低线路和变压器因输送无功造成的电能损耗,提高电源和线路的利用效率并保证电网运行的稳定。特高压输电由于线路距离长、电压高,在变电站配电端和输电网络中需安装无功补偿装置。
无功补偿主要分为并联型和串联型,目前电科院是行业龙头,占比超过80%。荣信股份并联无功补偿SVC在工业领域应用广泛,年内取得国网订单显示开拓电网脚步加快;串补TCSC中标南网大单,与西门子成立合资公司后预计将在电网市场取得不错的成绩。
预计“十二五”期间并联无功补偿(SVC+SVG)市场容量在51亿元,可控串补(TCSC)配合500kV以上线路建设,需求在60亿元,无功补偿总需求在111亿元,年均22.2亿元。
结合上述分析,提出如下核心观点:第一,“十二五”特高压直流进度符合预期,交流建设延迟是大概率事件,目前国网正加速推进项目审批和招标,未来工程获批将整体利好行业。
第二,特高压建设主要是高端一次设备,由于技术难度大,需要前期投入多,行业龙头优势明显,未来将占领主要份额。
第三,2011年是全面建设初年,投资启动对行业相关公司的业绩贡献将在今年下半年逐步体现。
特高压交流——进度落后期待项目审批提速
示范线路验收推迟交流建设提速在即
国家电网特高压交流示范工程晋东南—南阳—荆门1000kV线路直至2010年8月才通过国家验收,目前特高压交流建设进度落后于市场预期。
国网公司去年9月开始示范工程扩建工程施工招标,据悉另一条特高压交流线路锡盟—南京前期工作正有序开展,都预示着国网正努力推进特高压交流项目,未来建设提速可以期待。
按照国家电网的规划,到2015年将基本建成华北、华东、华中(“三华”)特高压电网,形成“三纵三横一环网”。特高压交流工程方面,锡盟、蒙西、张北、陕北能源基地通过三个纵向特高压交流通道向“三华”送电,北部煤电、西南水电通过三个横向特高压交流通道向华北、华中和长三角特高压环网送电。
从前期准备和招标情况看,“三纵”线路进度较快,未来有望先于其他线路提前开工。
预计国家电网特高压交流规划对应总投资2989亿元,其中特高压变电站投资1225亿元,线路投资1764亿元。
设备利好——变压器、GIS、电抗器
特高压交流设备包括变压器、电抗器、组合电器开关GIS、隔离开关、避雷器和无功补偿设备等,其中变压器、电抗器和GIS占比较大,根据示范线路投资组成粗略计算比例分别为18%、16%、24%。
乐观估计:“十二五”期间特高压交流7条线路全部完成投资;悲观估计:“十二五”完成预计投资量的70%。
变压器:主要设备供应商包括特变电工、天威保变和中国西电,示范线路招标占比分别为60%、40%、0%。预计中国西电技术实力雄厚,未来将享有一定份额,同时其他变压器企业有望在全面建设后取得订单。
电抗器:从示范线路招标看,中国西电和特变电工占比分别为58%和42%。考虑全面建设后预计其他企业能分得10%~15%的市场份额。
GIS:示范线路招标平高电气、中国西电和新东北电气均分天下,组合电器开关技术难度高,预计全面建设后将继续是三家领先行业。
特高压交流建设进度低于预期,目前晋东南—荆门扩建线路正有序招标,锡盟—南京线路年内有望获批,未来投资和建设有望提速,高端一次设备龙头仍是受益主体。
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