新能源电力设计大全11篇

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中图分类号：TM615 文章编号：1009-2374（2017）01-0085-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.01.042

近日，正泰山西大同采煤沉陷区国家先进技术光伏示范基地5万千瓦光伏电站正式并网发电，该项目由浙江正泰新能源开发有限公司全资子公司大同市正泰光伏发电有限公司开发建设，位于大同市南郊区云冈镇，紧靠著名旅游景点“云冈石窟”，建设容量50MWp，年发电量达到6900万度，是光伏示范基地6个“领跑者计划+新技术、新模式示范项目”之一。与其他“领跑者”项目开发商不同，正泰集团是国内最早实行横向整合的光伏企业，从光伏电站投资、光伏全套设备供应，到EPC形成了基本闭环、可控的光伏全产业链。正泰无可比拟的系统集成优势，可以最大程度地控制成本，提高系统匹配度，提供最便捷的运营维护。对此，本文针对项目建设过程中取得的管理经验进行总结，从而为同行提供参考。

1 项目设计阶段

一座优质工程就好像一块好的天然玉石，经过精心设计、精雕细琢才能成为一件优秀作品。光伏设计必须经过反复论证、精细设计才能建造出优秀项目。

优秀项目与好设计密不可分。设计图纸是“纸上谈兵”，“纸上谈兵”在这里不是寓意不切实际。设计得当能使工程省时、省力、省钱；设计不当，施工中拆改、返工、造价控制不住。大同项目作为领跑者项目，对使用技术的先进性、设计理念的前瞻性要求较高，为体现项目“领跑者”精神，肩负着正泰项目模式创新、技术创新的使命，保证正泰大同光伏项目优秀的设计，公司技术人员协同上海电力设计院各专业设计人员多次现场测绘、踏勘，多次组织设计方案论证会议；考虑到很多新技术未得到成熟应用，公司技术人员多次去多家厂家调研论证，提出不少建设性意见，最终确定项目设计方案；项目从构思、确定方案到体现在设计图纸上，无不体现项目“技术先进性”领跑者特性。现项目已按设计建成，新技术应用的光伏电站项目源源不断稳定地向电网输送清洁能源，心中成就感油然而生，回顾项目设计历程，其主要取得以下经验：

1.1 创新设计方式

大同项目为煤炭沉陷区，项目前期的地块稳定性分析报告显示正泰大同项目所处地块为煤炭采空区，主要涉及侏罗系的5个煤层，煤层累计采厚达10m以上，采深90～420m，采煤沉陷区会产生一定的地表破坏、移动与变形，对该区域内的光伏组件基础、电缆埋设、逆变升压房基础会产生一定的影响，采用光伏常规项目的支架形式及基础形式势必会带来较大的安全隐患，难以保证电站生命周期内的设备安全。对此经过与设计院一起多次论证，考虑短支架、增基础、箱变现浇基础等方案减少地块沉陷对电站的影响。

1.2 加强协调工作

正泰大同项目用地紧张，“巧妇难为无米之炊”。项目地块分散、地形起伏大，坟头较多，拆迁难度大，政府提供原规划地块不足以满足50MW的规模，实际地势地貌仅有35MW的规模，需在规划地块外寻找新增土地，大同市政府和大同发改委积极参与，为企业排忧解难，发挥“大同模式”的优势，基地办为了项目圆满完成，加班熬夜放弃周末多次协调村镇完成租地工作，同时进行优化项目设计方案、减少土地占用。

1.3 大胆引入新技术

正泰大同项目设计方案类别多、设计任务重。为保证项目新技术的领跑性，该项目从整体设计、设备选型，到智能运维，融合了各种优秀技术，最大程度地提高电站效率，包括采用320W转换效率超过16.5%的多晶硅光伏组件、带直流拉弧检测智能汇流箱、集散式逆变器、高效逆变器、非晶合金低损耗变压器、单轴自动跟踪系统、智能化运营监控系统等，该“领跑者项目”要求多晶硅组件效率大于16.5%，逆变器最大效率大于99%，该次设计满足甚至部分超过了领跑者项目要求。

1.4 严把质量关，控制项目风险

考虑到很多先进技术，市场上还未得到成熟应用，公司技术人员多次与厂家沟通交流，通过调研论证、比较分析，确定各个设备技术参数、使得设备适应大同项目地实际情况，通过编制技术协议、测试方案，严把质量关，降低公司新技术使用风险。

2 工程招标及设备采购阶段

招标是“货比三家”，是引入竞争机制，优化施工单位、节约投资、保证工期的有效手段，同时有保护我们建设单位管理人员的作用，应当充分重视。建设项目招投标的内容很多，除设计、勘探、监理招标外，主要是工程总承包单位的招投标，其次分包单位、设备、材料招标等，一项工程要多次招投标；正泰新能源开发有限公司具有“电力工程总承包叁级资质”，自主进行项目总承包管理，下面主要就施工分包单位以及设备供应体系管理的一些内容总结：

2.1 不断完善招投标制度

（1）根据本光伏工程建设地点、工程特点，拟定参加投标的施工单位资质等级，要求投标单位有类似工程施工业绩；（2）通过当地建设主管部门或网络了解参加投标的施工单位信誉有无不良记录；（3）组织对参加投标的施工单位进行考察，考察内容为已建成的工程实例，体验工程观感效果并征询建设单位对施工单位的意见；（4）在编制工程招投标文件时，要求报价和工期合理，避免投标单位以低于成本价竞标和承诺不合理工期。该类施工单位往往会在进场后以亏损等理由降低工程质量和拖延施工周期；（5）一个集团公司只允许一家分公司参与投标；（6）投标单位应向招标单位缴纳投标保证金，以保证招投标工作过程正常进行，减少随意违约；（7）评标工程建设单位尽可能派人员参加评委会；（8）设备、材料招标时，必须要求提供技术协议，技术协议尽可能详实，至少含有产品材质、规格尺寸、性能、检验报告等内容，最好能提供样机或应用案例协调技术人员进行实地考察。

2.2 构建设备供应商管理体系

（1）对供应商考评，采取量化评价的方式，全面客观地反映供应商生产规模、制造能力、供货能力、备件质量、服务技能等各方面情r；（2）增加长期合作供应商，建立完善机制，从源头到产品形成完善供应链，在实际采购过程中进行检测和工艺分析，保证产品质量；（3）实时跟踪市场价格（如铜、铁、硅等），对采购价格实施动态管理的设备进行市场考察和业务分析，在招标、询价、谈判时进行分析和控制；（4）估算产品和服务成本时要求明细，与供应商一起寻求降低大宗材料成本途径，同时了解同行伙伴的优势，从供应商自身结构、技术、管理等方面入手找到方向，领跑行业先机；（5）加强供应商考察，积极组织技术交流，前期谈判就将产品生产工序及时间明确，进行驻厂监造，并制定预防措施、质量管理、违约处理等相关资料。

2.3 施工过程管理阶段

施工单位进场后，建设单位应组织设计单位向施工单位进行施工图交底，由施工单位，监理单位提出问题，设计单位应书面给予答疑，答疑文件是施工依据，与图纸有同等效果。施工单位进场后，应向建设单位和监理单位提交《施工组织设计》，《施工组织设计》的主要内容是根据本工程建设场地以及光伏施工的特点安排的施工计划，包括质量保障措施、工程进度计划、施工人员、材料供应、施工机具、安全防护、环境保护、冬季施工措施等。

工程开工建设前夕，应当报当地建筑行政管理部门，办理工程质量监督手续。

3 质量管理：控制施工工艺、材料检验、隐蔽工程

质量管控放到项目管控的最重要位置。针对该问题，主要采取以下四方面的措施：（1）施工单位要根据施工需要的总平面布置图的要求来进行临建设施布置，设备和材料规格要符合设计要求。对设备要实行开箱检查，其说明书等资料都要齐全，做好施工的记录工作和完整试验记录；（2）控制进入施工现场的原材料源头。钢筋与钢材进场时，材料的品种、规格、级别以及数量符合设计的要求，并遵守国家现行的相关标准，抽取试件去进行力学的性能检验，材料的质量要符合相关的规定。水泥进场时，检查水泥的品种、级别、散装或包装的仓号、出厂日期等规格，并要对水泥的强度、安定性和其他重要性能指标实行复验，质量要符合现行的国家规定。模板及其支架要具备足够的承载能力、刚度及稳定性，可以可靠地承受住浇筑混凝土的重量、侧压力和施工的荷载；（3）对钢支架安装、电缆接地埋设、汇流箱安装等方面，重点控制钢支架的垂直度，钢支架与埋件焊缝的饱满度。接地主要是埋深度、焊接焊缝的饱满度以及焊接；（4）自始至终做好资料的收集和整理保存，为竣工验收做好基础。

4 加强资金控制

光伏电站建设工程相比其他工程建设项目而言，其突出的特性是建设周期短、资金投入大。一个看似很小的不合理因素可能会导致几十万甚至上百万的建设资金的浪费。资金的使用要先紧后松、从前而后。

5 结语

2013年以来，光伏电站的建设呈现爆发性、粗放性增长，但随着光伏政策的缩紧，光伏电站的建设和投资亦会越来越精细化，大同项目作为国内第一个领跑者项目，提供了光伏行业先进技术的应用平台，引领国内其他光伏电站的建设，大同正泰领跑者项目的成功实施，为正泰新能源公司后续的光伏项目实施奠定了基础，指明了建设方向。正泰新能源公司将继续秉承脚踏实地，低调务实，认真进取，创新发展的态度和作风，在光伏行业内精耕细作，努力前行，成为真正的“领跑者”。

参考文献

[1] 煤炭科学技术研究院有限公司.南郊区马营洼5万千

瓦项目地基稳定性评估报告[R].

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中图分类号:TL825 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)09(a)-0136-01

传统的电压转换技术在核能谱信号的处理中存在着纹波较大、效率过低以及不够稳定等缺点,这些不足都将影响核能谱信号的处理效果。本文设计了一种稳定性能好、输出纹波峰峰值小于32mV、使用可靠、转换效率高的电源转换电路。

1 传统的电源转换电路

传统的电压转换电路通常用MC34063芯片作为控制部分,外加少量元器件,从而实现定压输出、升压降压、电压反转等功能。此种方案虽然成本较低,应用广泛,但仍然存在效率低、输出波纹大等缺点,不能用于精度较高的核能谱信号处理电路中。

2 本文设计的电源转换电路

2.1 基本结构

本文设计的电源转换电路包含两路输出:+5V和－5V。输入电压范围是+7V～+20V直流。其中+5V输出是由LT1763CS8-5LDO芯片产生;－5V输出是由MAX764ESA芯片将+5V电压反转产生－6V输出,再由LT1964ES5-5芯片输出稳定的-5V电源。

2.2 具体电路组成

2.2.1 +5V电压转换电路(如图1)

LT1763CS8-5芯片是微功耗、低噪声、低压差稳压器,能够提供500mA的输出电流和一个300mV的压差电压,重要特点是具有低输出噪声。在增设一个外部0.01μF旁路电容器的情况下,输出噪声将降至20μVRMS(在一个10Hz～100kHz的带宽之内)。

2.2.2 -5V电压转换电路(如图2、3)

由于直接由+5V转-5V的DC/DC电压转换电路效果并不理想,输出的-5V电压有明显的波纹,并且存在着较大的误差。

若通过MAX764ESA芯片先将+5V转成-6V,再通过LT1964ES5-5芯片由-6V转-5V,则输出的-5V电压较稳定,且更加精准。

3 两种电路效率和功率的比较

在理想状态下,电源加到负载上的功率为VOrms2/RL,加到系统上的功率与电源输出的平均电流VOave/RL和电源电压Vs的乘积成正比,效率就是这两个功率的简单比值。

DC/DC转换电路的效率就是各芯片效率的乘积。通过查找资料得知MC34063的效率为70%,MAX764的效率为82%,LT1763的效率为90%,LT1964的效率为90%。

所以可以计算得出:

P传统=(PMC34063)2=70%*70%=49%

P改进=PLT1763*PMAX764*PLT1964=90%*82%*90%=66.42%

由上式可以很清楚的比较出来,改进后的效率明显比传统方法要高出许多来。

4 结语

本设计改进了在核能谱信号处理中DC/DC电源转换电路的性能,在输出电压的稳定程度和精准度上也有了更好的保证,并且,提高了电源的转换效率,有效地改善了传统电路中存在的一些问题。调整电路中的各项参数,可将此电路应用于其他类似的DC/DC器件设计的电源,具有普遍的应用性。

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引言

我国近年来整体经济建设发展非常迅速，道路行业的快速发展推动我国汽车行业的不断进步，改善我国人们的出行质量。新能源汽车具有运行高效稳定以及结构简单等优势。但是，此类汽车在电池设计方面需要消耗较高成本，续航里程短。为确保新能源电池使用寿命，控制汽车使用环节成本，要重视动力电池的管理系统设计开发工作。

1 、新能源汽车动力电池管理

一要加大关键技术攻关，鼓励车用操作系统、动力电池等开发创新。支持新能源汽车与能源、交通、信息通信等产业深度融合，推动电动化与网联化、智能化技术互融协同发展，推进标准对接和数据共享。二要加强充换电、加氢等基础设施建设，加快形成快充为主的高速公路和城乡公共充电网络。对作为公共设施的充电桩建设给予财政支持。鼓励开展换电模式应用。

2 、电池管理系系统设计使用的关键技术

1.检测工作参数，在电池管理系统当中，其工作参数检测主要包括工作电流、电压和温度等。在测量电池电压、充放电电流及电池温度等过程，需要采集单体电池的电压测量数据，利用该数据对电池工作状态加以判断；在估算荷电状态时，需要使用单体电池的电压，同时其他功能也需依赖电压数据展开计算。2.SOC算法，使用卡尔曼滤波方法作为SOC算法，可实现静态学习，利用残余电量的计算方法，对电池的SOC初始值进行计算。在此过程中需要借助大量实验数据，才能获取电池的准确使用信息，并且还应掌握电池两端温度信息以及电压值，确保SOC初始值的计算相对准确。然后利用此值作为基础输入值，并在卡尔曼滤波方法的运用下，对电池的SOC值进行估算。但是，在此过程运用的计算公式并非线性方程，需要在实际计算环节将其线性化，利用估计值以及给出误差协方差矩阵，对误差范围加以估算，最终获取精准的SOC值。

3 、新能源汽车的动力电池管理系统设计

3.1 主控ECU

主控ECU包含估算SOC、采集及计算电流、电压的程序，还有分析故障、给出报警以及数据通信程序等。主控单元将接收到参数（单体电池温度、电压等）以及所测量的自身SOC、电流、总电压等数据结合起来分析，判断出整个电池组所处的工作状态，并对其运行的历史数据进行记录。

3.2 管理方式

电池组的管理主要有两种形式：集中式和分布式。选择分布式管理，主要利用“主从分布”的结构，完成电流、温度和电压等信息检测，保证电池组形成均衡控制局面，利用该系统能够估算电池的SOC值，并且确认电池存在“过充”或者“过放”等问题之后，还能启动保护功能。控制板上能够提供电池和整车通信网络、CAN接口、上位机串口连接功能。在主控板的控制方面，能够和采集板模块功能紧密关联，且相互独立。由采集板对电池组内各单体电池各项参数进行检测，并实现均衡控制。由主控板完成电池组工作电流的采集、数据分析、SOC估算等。利用CAN网络，向整车控制器内传输电池状态实时信息和处理结果。主控板当中还具备和上位机通信功能，利用串口获取采集数据，向上位机传送，经上位机处理之后，显示结果，完成人机界面操作。

3.3 产品的集成化和标准化

电池管理系统主要用于锂离子电池。由于电池的种类不同，电池系统有不同的性能，在电池管理系统的设计中也存在很大的差异。将电池管理系统产品集成化、标准化运行，不需要对电池系统的类型予以区分，在测试精度，实施热管理，进行均衡管理以及电磁兼容性和电性能适应性等方面都实施集成化管理，保证电池管理系统的标准化运行。

3.4 电量检测

电量检测的算法设计需要基于电池模型，使用三阶等效模型，利用其高阶特点以及使用过程产生高斯白噪声，并且电池处于模式切换状态时，还会产生噪声。切换继电器环节，由于存在震荡，可能导致检测数据结果存在误差，车辆运动环节发生震动问题，也可对电池产生随机干扰。因此，将嵌入式以及电池检测的滤波算法考虑其中，将卡尔曼滤波这一算法加以扩展，可实现在电池电量发生变化之时，将其中随机噪声滤除。

3.5 动力电池系统可靠性设计优化建议

1.选择与动力电池系统相匹配的断路器和熔断器等保护器件，合理搭建动力电池系统拓扑结构。2.优化动力电池系统电气走线，提高动力电池系统的安全防护等级，避免系统正负极母线因破损污染等原因造成系统短路。3.选择更为安全可靠的动力电池，优化机车控制系统，避免动力电池滥用造成电芯内短路。4.配置一套由硬件组成的安全冗余保护电路，该保护电路通过电池系统电压和温度检测装置对检测结果的判断，直接对动力电池系统进行动作保护，避免电池管理系统（BMS）由于软件保护逻辑故障造成系统保护完全失效。

3.6 加强检测与评价的标准

电池管理系统在于复杂的车载环境中运行，要确保其处于各种气候环境中都处于良好的运行状态，就要对产品进行测试，确保电池管理系统具有良好的环境适应性。在电池管理系统的检测和评价中要按照标准执行，对各种温度环境、湿度环境以及振动环境的适应性进行检测、评价。具体按照如下的标准进行。其一，电池管理系统处于高温环境中运行，经过测试可以明确，其工作状态从室内温度提高到65 摄氏度，持续1 个小时之后，对电池管理系统数据是否准确进行分析。其二，电池管理系统处于低温环境中运行，经过测试可以明确，其工作状态从室内温度降低到零下25 摄氏度，持续1 个小时之后，对电池管理系统数据是否准确进行分析。其三，对电池管理系统的耐高温性能进行测试，可以明确，其工作状态从室内温度提高到85 摄氏度，持续4 个小时之后，对电池管理系统数据是否准确进行分析。其四，对电池管理系统的耐低温性能进行测试，可以明确，其工作状态从室内温度降低到零下40 摄氏度，持续4 个小时之后恢复到正常的室温，对电池管理系统数据是否准确进行分析。其五，对电池管理系统的耐温度变化性能进行测试，让系统在高温状态下维持2 个小时的时间，经过5 次的循环，恢复到正常的室内温度，对电池管理系统数据是否准确进行分析。其六，对电池管理系统的耐盐雾性能进行测试，在正常插接下进行持续6 个小时的盐雾测试，当室内温度恢复到正常状态之后，对电池管理系统数据是否准确进行分析。其七，对电池管理系统的耐湿热性能进行测试，持续48 个小时，当室内温度恢复到正常状态之后，对电池管理系统数据是否准确进行分析。

结语

总之，合理设计新能源汽车的电池管理系统，对于车辆的安全使用以及电池的高效利用影响较大。通过对电池使用原理深度分析，完善系统硬件和软件设计，满足汽车对动力电池的工作需求，提高电池利用效率，加速新能源汽车行业的发展。

参考文献

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作者简介：赵晶晶（1980-），女，重庆人，上海电力学院电气工程学院，副教授；李东东（1976-），男，安徽阜阳人，上海电力学院电气工程学院，教授。（上海 200090）

中图分类号：G643.2     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2014）14-0077-02

21世纪人类面临的两大基本问题是能源问题与环境问题，发展新能源是解决这两大问题的必由之路。新能源是相对于常规能源而言的，是指采用新技术和新材料或在新技术基础上系统地开发利用的能源，如太阳能、风能、地热能、海洋能等，大部分新能源被转换成电能接入电力系统中。新能源在地理位置上高度分散、受气候影响大，因此新能源发电的控制方式比传统石化燃料发电复杂。要将大量新能源电能接入现有电力系统，需要电网在规划、运行及控制等诸多方面作出调整，以便能更好地适应新能源随机性、波动性对电力系统电压、频率、稳定性等方面带来的影响。

2013年，为促进上海电力学院电力系统及其自动化专业研究生适应新能源大量并网后电力系统发展的需要，上海电力学院电气工程学院新开设了“新能源与电力系统”研究生专业选修课程。该课程旨在使学生对新能源发电技术的基本原理、风力与光伏发电等可再生能源并网后电力系统的运行特点有一个全面的了解，并能够利用电力系统专业分析方法解决新能源并网给电力系统带来的新问题，为进一步分析和研究新能源并网后电力系统的规划、设计、运行打下良好基础。

一、课程结构与教学内容的设计

“新能源与电力系统”课程的内容涉及电气、动力、机械、控制等许多学科领域，其中新能源发电技术主要包括太阳能发电、风能发电、生物质能发电、氢能发电、天然气、燃气发电、小水力发电、地热能发电和海洋能发电等多种发电技术。新能源发电并网后对电力系统的影响包括规划、运行、控制等诸多方面。该课程涉及“新能源发电技术”与“电力系统分析”两部分内容，概念多、知识面广、工程应用性强。但授课学时仅为36学时，内容多，课时少，要在有限的课堂教学时间内使学生有效掌握重要知识，需要合理设置课程结构，并对教学内容进行筛选。

在过去10年中，世界风电装机容量以平均每年30%累计速度迅速增长。截止到2013年，中国风电累计装机已突破90GW，全球总装机容量达到318GW。中国光伏发电累计装机容量达到17.16GW，其中，大规模光伏电站累计装机容量达到11.18GW，分布式光伏发电累计装机容量达到5.98GW。风力发电和太阳发电占据新能源发电总装机容量的91.5%，是新能源利用的主力军。生物质能、海洋能、地热源等其他新能源发电技术还处于实验研究或商业探索阶段，市场份额较小。

大量随机性、波动性的风电和光伏发电并网后对电力系统运行带来较大的影响，特别是中国部分北方地区千万千瓦级风电场集中接入当地110kV或220kV电网，对风电接入地区电力系统的运行与控制产生了相当大的影响。因此，该课程将风力发电并网后对电力系统的影响作为课程主要讲授内容之一。而太阳能光伏发电装机容量较小，大型的光伏电站装机容量一般在几兆瓦以内，如果直接接入当地110kV或220kV电网，对电网影响不大。但大量的分布式光伏发电并入配电网后对配电网的影响却不可忽视，因此该课程将光伏发电并网后对配电网的影响也作为课程主要讲授内容之一。其他新能源发电形式由于装机容量均较小，对电力系统影响并不大，则用较少的课时泛讲。新能源并网后对电力系统的影响包含对电压、频率稳定、调度、规划、控制等诸多方面，因此课程安排了较多的课时对新能源并网后的电力系统分析进行讲授，具体课时安排如下：新能源发电及并网技术基础知识2学时，风力、太阳能光伏发电6学时，生物质能发电、氢能发电、天然气/燃气发电、地热能发电和海洋能发电共2学时，风电、光伏功率预测2学时，新能源并网的经济性2学时，海上风电2学时，新能源并网对电力系统的影响共20学时（主要包括新能源并网后的消纳、电力系统优化调度、电力系统有功平衡与频率控制、电力系统无功电压控制、电力系统稳定性分析等）。

二、教学方法和手段优化

“新能源与电力系统”课程教学中需要积极探索、发掘与课程特点相匹配的教学方法和手段；强调知识的系统性、完整性；注重理论与实际、知识深度与广度的结合；重视科研动态的传递及科研方法的引导；加强对学生实践环节的培养。

1.课程深度与广度相协调

课程内容在满足广度的基础上还应保证一定的深度。课程内容应包括各种新能源发电技术基本原理、电力系统分析方法等基础知识，在新能源发电控制技术，电力系统运行、调度、控制等方面还应具有一定深度，从而使得学生掌握分析新能源发电并网对电力系统影响的方法。

2.经典理论与科研前沿技术并重

传统的“电力系统分析”课程由于理论较深、涉及面广、工程性强，历来被视为电气专业难教、难学的一门课程。新能源发电并网后，对电力系统的分析仍是建立在传统电力系统分析方法的基础上，但又存在传统分析方法不能解决的新问题。由于新能源发电发展时间不长，上述许多新问题还未得到全面解决，因此，在教学上应重视对科研前沿研究成果的呈现。通过对新能源并网技术方面最新科研成果的介绍、高水平学术期刊的查阅、电力系统运行中实际问题的调研，培养学生检索文献、查阅资料的能力，引导学生掌握提出问题并分析问题的能力。

3.教学案例的分析与讨论

课程教学过程中还应设置少量教学案例分析与讨论环节。学生通过具体案例分析，课堂上以讨论的形式让学生将自己的观点表述出来，不但锻炼了学生分析和归纳总结的能力，同时也加深了他们对所学内容的理解和掌握。例如，可让学生对采用不同风电机组类型、不同安装容量，接入不同地区的实际风电接入案例进行分析，以了解风电场并网后对接入地区电力系统的电压的影响。教学案例的分析与讨论比课本上教条的说词更能引导学生充分认识到所学知识的实际价值，明确学习目标，从而激发学生的兴趣，引领学生去深入理解课程内容。

三、实践环节建设

实践教学内容对课程理论的理解帮助较大。在实验教学方面，课程应设置一些新能源并网后电力系统分析的综合性实验，如新能源并网后电力系统的潮流计算、暂态稳定性分析、无功电压控制等。学生以实验小组为单位，实验方案设计、参数调整计算、电网接线到数据整理、实验结果分析和撰写实验报告等一整套工作都由实验小组通过合作来完成。通过新能源并网实际案例的仿真分析实践环节，能加深学生对理论知识的认识，有效加强学生的动手实践能力和综合科研能力。

四、教学团队的建设

本课程内容涉及电气、动力、机械、控制等许多学科领域，因此教学团队应老中青搭配，从而达到专业职务和知识结构合理的效果。课程负责人应为具有较深的学术造诣和创新性学术思想的本学科的专家，同时要具有团结、协作精神和较好的组织、管理和领导能力。主讲教师知识结构最好能覆盖电力系统、控制等多个领域，这样才能准确把握课程内容的广度和深度。

五、结论

本文对上海电力学院“新能源与电力系统”研究生课程建设的方案进行了探析。通过对上海电力学院电力系统自动化专业建设、新能源技术在电力行业的发展态势等方面的分析，制订了合理的课程结构与教学内容，并发掘了与课程特点相匹配的教学方法和手段。课程建设注重理论与实际的有效结合，提出加强课程实践环节建设的思想。通过开展课程建设，找出了该课程教学的薄弱环节，制订了符合电力专业的建设目标和满足电力企业对上海电力学院研究生专业能力要求的切实可行的课程建设发展规划。

参考文献：

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中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）26-0046-02

新能源属于我国战略性新兴产业，也是国民经济发展的基础性产业。面对环境污染与能源危机的双重压力，全球都在加快推进新能源产业发展。规模化开发与利用太阳能、风能、生物质能、地热能等为代表的新能源，实现我国传统化石能源过渡为清洁、可再生能源为主的能源结构是必然之举。中国将大力推动新能源产业的发展，在加大水电、核电、太阳能和风能设施建设的同时，计划在2020年前使新能源消费比例达到15%。特别是近年来风力发电和太阳能发电作为新能源电力的两支主力军迅猛发展，出现并驾齐驱的局面，新能源电力产业的蓬勃发展对新能源专业人才提出迫切需求。在这种形势下，怎样培养适应新能源产业需求的人才，既有巨大的机遇，也有很大的挑战性。

为适应我国战略性新兴产业的需要，自2006年以来我国相继有华北电力大学、河海大学、长沙理工大学等多所高等院校开办风能与动力工程本科专业；2010年教育部紧急下达《关于战略性新兴产业相关专业申报和审批工作的通知》，自2011年开始，我国部分高等院校设置了新能源科学与工程、新能源材料与器件等新能源产业相关的本科专业。但怎么样才能更好地为国家发展新能源产业起到人才培养的支撑作用，培养什么样的新能源产业人才以及如何培养，怎么样结合学校自身的特色与资源优势开设专业方向和课程体系，是当前面临的主要课题。

一、我国新能源电力产业的发展形势

自2007年，我国风电装机容量呈高速增长趋势。2010年，我国（不包括台湾地区）新增风电装机1893万千瓦，累计风电装机容量4473万KW，超过美国跃居世界第一位。至2012年底，全国新增安装风电机组7872台，装机容量1296万KW；累计安装风电机组53764台，装机容量达到7532万KW；风电并网总量达到6083万KW，发电量达到1004亿千瓦时，风电已超过核电成为继煤电和水电之后的第三大主力电源。2013年我国风电又新增风电并网容量1492万千瓦。2014年我国风电发展目标为1800万千瓦。根据2014年国家能源局印发“十二五”第四批风电项目计划显示，列入“十二五”第四批风电核准计划的项目总装机容量为2760万千瓦（27.6GW）。从2011年开始，我国为把握风电发展节奏，促进产业健康有序发展，国家能源局开始制定风电项目核准计划，前三批风电核准规模分别为2683万千瓦、1676万千瓦（后又增补852万千瓦）和2797万千瓦。至此，“十二五”以来拟核准的风电项目规模累计已超过1亿千瓦。

在风电大规模发展的同时，自2009年以来我国太阳能光伏发电也迅速扩张。截至2012年底，我国累计光伏装机容量达到7.5GWp；截至2013年底，中国光伏发电新增装机容量达到10.66GWp，光伏发电累计装机容量达到18.16GWp。2013年全球光伏新增装机39GWp，比2012年增长28%。2013年，就新增光伏装机而言，中国、日本和美国成为世界上最大的三个市场，而德国则退居第四。中国2014年光伏发电的发展目标是全年新增光伏装机14GWp。根据《太阳能发电“十二五”规划》，中国光伏发电装机容量与发展目标如表1所示。

在太阳能光伏发电快速成长的过程中，全球太阳能光热发电也正以惊人的速度发展。截至2013年底为止，美国已有5座大型太阳能光热发电站投入运行，规模都在100MW以上。其中美国NRG能源公司联合Google、Brightsource公司投资22亿美元在加州莫哈维沙漠建设的太阳能发电站于2013年成功发电，装机规模为392MW，这是目前世界上规模最大的塔式电站。美国能源部SunShot计划光热发电的研发目标是到2020年实现75%的成本削减，在不依赖政策补贴的前提下将光热发电推至每千瓦时6美分甚至更低的水平。欧洲早在2009年12家跨国公司在德国慕尼黑签署协议，计划投资4000亿欧元在北非建立太阳能热发电厂，10年后开始供电，据估计到2050年，该项目在北非的发电厂将满足欧洲15%的用电需求，这也是目前世界上拟建中太阳能发电厂同类中最大的太阳能项目。此外，西班牙、南非、印度、智利、摩洛哥、以色列、沙特、阿联酋、科威特以及澳大利亚都已经开始了大规模光热发电的兴建，印度已有50MW规模的电站并网运行。中国在北京延庆县八达岭建设了首个规模为1MW的太阳能热发电示范电站，于2012年8月成功发电，但还没有商业化规模电站。可以预见，随着国外太阳能光热发电公司进入中国和国内太阳能光热发电技术的研究进展，中国未来十年将在太阳能光热发电方向上大有作为。

二、新能源科学与工程专业人才培养的定位

2012年，教育部将原风能与动力工程和新能源科学与工程合并统一改为新能源科学与工程。相应地，风动专业也将面向更宽广意义的新能源产业需求，需要对专业培养方案进行调整；特别是更名为新能源科学与工程，就业的主战场不能较好地定位，致使专业课程体系达不到市场的期望值，对该专业课程体系怎样设计仍需继续研究探讨。从用人单位和学生自身需求上来看，专业课程设置和职业能力培养占有很重要的位置。其主要原因有两个：一是我国经济水平还欠发达，从读大学所付出的成本上来看，大多数学生期望接受到职业技能方面的训练；二是用人单位企盼招收到适合于工程技术需要的、能够尽快进入工作角色的应用型、技能型、复合型人才。

对于专业设置，国内其它专业的普遍做法是根据就业渠道下设专业方向。专业必须有支撑产业为基础才会有生命力。因此，本文提出“以学科为基础设置大类专业，以产业为支撑开设专业方向”的观点。新能源科学与工程专业应该在强化“工程实践能力培养”的基础上，必须以风力发电、太阳能发电作为就业主战场，分别面向风电机组设计与制造、风电场工程、太阳能发电工程三个主要领域，设置各具特色的专业方向的课程体系。

三、新能源科学与工程专业课程体系的优化

新能源科学与工程专业自2010年教育部批准开设以来，全国已有34所高校开设此专业。2013年5月19日，“首届全国新能源科学与工程专业建设研讨会”在华北电力大学召开，指出课程体系是否合理、课程内容是否先进直接关系到人才培养的质量。现阶段我国系统培养新能源科学与工程专业本科生、研究生的工作才刚刚起步，对于相应课程体系的构建正处于探索阶段。

根据国内部分高校新能源科学与工程专业公布的培养方案，其课程体系设置与专业定位（如表2所示）。总体上来看，各高校的课程体系呈现自由发展、特色发展的局面，这有利于各学科交叉融合，促进新能源产业发展，但同时应注意一些专业基础课程的共性、相通性问题。课程体系可以大致分为两大类：一类是遵循厚基础、宽口径的原则，强调能源类基础理论课程教学（A类），但专业核心课程各高校有所偏重；另一类则是专业方向针对性较强，更强调职业能力培养（B类）。例如风动方向加强了力学、机械、电气方面的课程模块，太阳能方向则强调了半导体物理、材料科学的课程模块，但缺少光学、热学、电气工程方面的教学。

表2 国内部分高校新能源科学与工程专业的课程设置与专业定位

学 校 专业课程体系 专业定位

A类：

浙江大学、华中科技大学、西安交通大学、中南大学、重庆大学、上海理工大学等 专业基础课程：工程热力学、工程流体力学、传热学、应用电化学、固体与半导体物理、材料科学基础、工程制图、机械设计基础、电工电子技术、自动控制原理等

专业核心课程：可再生能源和新能源概论、太阳能电池原理与制造技术、太阳能光伏发电系统与应用、太阳能热利用原理与技术、风力发电原理、生物质能转化原理与技术、核能发电概论、氢气大规模制取的原理和方法、能源与环境、燃料电池概论、薄膜材料与器件、半导体材料、新能源材料、热泵技术、能源低碳利用技术、Matlab及其工程应用、CFD软件应用等 具备热学、力学、电学、机械、自动控制、能源科学、系统工程等理论基础，掌握可再生能源与新能源专业知识

B类1：

华北电力大学、河海大学、长沙理工大学、沈阳工业大学等 专业基础课程：理论力学、风力机空气动力学、材料力学、机械设计基础与CAD、、画法几何与机械制图、电机学、电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、电机学、电力电子技术、自动控制原理、微机原理与接口技术等

专业核心课程：新能源与可再生能源概论、风力发电原理、风资源测量与评估、风电机组设计与制造、液压与气压传动、风电场电气工程、风电机组控制与优化运行、风力机组状态监测与故障诊断、风电机组测试与认证、风电场施工与管理、风电场建模与仿真、风力机设备材料、新能源材料、近海风力发电、风能与其它能源互补发电系统、风电场并网、风力发电机组计算机辅助设计、风电场规划与设计等 面向风电机组设计与制造、风电场工程等

B类2：

福建师范大学 理论物理基础、材料科学基础、固体物理学、材料分析方法与技术、材料热力学、单片机技术、电工电子技术、工程制图、磁性材料与器件、光电子材料与技术、太阳电池物理、光伏工程与技术、光热工程与技术、固体发光材料、半导体材料、电化学基础、磁熵变材料与磁制冷技术、传感材料及其传感技术、X射线分析技术、储能材料与技术、先进功能材料、光电薄膜与器件、锂离子电池原理与技术、材料设计与模拟计算、纳米材料与应用、新型能源材料与技术、太阳能光热转换理论及设备、太阳能热利用、薄膜材料与技术、光源设计与应用技术等 面向太阳电池及其它新能源材料技术研发

应当指出，大学的专业课程体系不可能完全为企业的需求而量身定做；即使课程体系相同，但由于学校资源的差别和培养方式、途径及方法的不同，人才培养的类型、质量与层次也会存在很大的差别。因此新能源本科专业教育主要考虑人才质量的基础性、技能型、创新型、复合型与可拓展性。专业基础课应该以能源科学为基础，兼顾高校各自的资源优势，设定各具特色的专业课程。

以长沙理工大学（以下简称“我校”）新能源科学与工程专业为例，应针对风机制造、风电场、太阳能发电站三个就业领域，结合学校现有学科与专业优势，培养目标定位于既具有较宽广、厚实的专业基础，又有专业方向的特长。为此，针对新能源产业的发展需求和我校的学科优势，新能源科学与工程专业可增设太阳能发电工程方向。主要面向太阳能光伏、光热发电站及并网工程，同时兼顾太阳能领域的技术研发，为太阳能光热发电储备人才，开设材料科学、光学、热学、电气工程等模块的课程，主干学科为材料科学、电气工程，使学生具有材料科学、光学、热学理论基础，具备电气工程的职业能力。目前我校已有的材料科学与工程、光电信息科学与工程、热能与动力工程、电气工程及自动化专业为太阳能方向的开设奠定了基础。

四、结论

当前，我国风电、光伏发电呈规模化发展的趋势，太阳能光热发电也未雨绸缪。为适应新能源电力产业蓬勃发展的需要，新能源科学与工程专业应该“以学科为基础设置大类专业，以产业为支撑开设专业方向”。在风力发电、太阳能发电专业方向上，遵循厚基础、宽口径的原则，在强化“工程实践能力培养”的基础上，分别面向风机制造、风电场工程、太阳能发电工程三个主要领域，专业基础课应以能源科学为基础，兼顾高校各自的资源优势，设定各具特色的专业课程体系。新能源产业属于国家战略性新兴产业，也是国民经济发展的基础性产业；面对环境污染与能源危机的双重压力，全球都在加速发展新能源产业。应当抓住这一有利时机，整合各校相关的资源优势，推动新能源科学与工程专业人才培养的发展，打造新能源专业品牌。

参考文献：

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[3] 陈建林，陈荐. 新能源科学与工程本科专业人才培养模式探究[J].中国电力教育，2013，（22）： 20-25.

篇（6）

（1）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。

（2）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。

（3）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。

（4）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。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。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，减少污染物的排放。

2电力工程节能中存在的问题及完善

（1）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。

（2）对电力节能改造的资金和技术投入不足，人员意识上对电力节能不够重视，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。在这种情况下我们就要在新的电力设计中考虑到节能的措施，及时改造旧的高能耗电力设计，提高对节能的重视，加大对节能应用的力度，逐步实现电力的节能降耗。

篇（7）

1、新时期电力新能源利用的必要性

电力资源在社会生产和人民生活中发挥的巨大作用是毋庸置疑的。从电力的主要来源看，我国当前的电力主要来源于煤炭以及石油和天然气。然而我们都知道，不管是煤炭，还是石油天然气，都是属于不可再生能源的范畴，随着人类使用量的增多，这类能源的储存量只会变得越来越少。相关统计显示，如果按照当前对能源的使用量来计算，煤炭的产量岌岌可危，只能再供给二十年，而石油只够开采三十年，相对储量丰富的天然气也只够开采六十年使用。基于能源枯竭这种严峻的现实状况，实现能源的可持续发展变得尤为重要。这就要求人类要更多的关注那些可再生能源，从另外的角度来讲，不可再生能源，煤炭的大量使用带来了严重的环境污染问题，从环保的角度来讲，可再生能源的清洁性应该被更多的重视，因此，新时期电力能源采用新能源是一个不可逆的趋势。

2、新时期电力新能源利用面临的挑战

2.1调峰、调频问题

当前利用新能源进行发电的技术并不十分成熟，因此会给电网带来一定的随机波动性，而电力系统的发电运行需要保持平衡的状态，这样一来就很有必要利用其它的电源形式来进行补充，以弥补新能源发电带来的负面影响。当前最优的互补组合便是水电和火电。不得不承认，当前火电仍然是总装机容量中占据主导地位的发电形式，从这里也可以看出，要利用新能源进行发电，在当前的技术条件下，一定要更加依赖火电的快速深度调峰。

2.2新能源电力消纳问题

新能源发电还存在一定的电力消纳问题，这是源于新能源的分散性。以风力发电为例：我国的西北地区是风能资源最为丰富的地区，然而该地区的经济较为落后，风能发电的发电量就不可能被这些地区全部消纳掉，剩余的电量只有借助于西电东送，把西北过剩的发电量输送到东部地区进行消纳。由此可见，未来我国电网的发展一定是大电网与分布式小规模电网协调发展的时代。

2.3继电保护遇到的挑战

利用新能源发电还会遇到一个大的挑战，那便是继电保护问题。我们知道，异步发电机无法做到如同同步发电机那样即使在发生短路故障时依然可以提供可持续、稳定的电流。这也是新能源发电中继电保护设计中的一大难点。如何使得继电保护装置依据不持续的短路电流来判定故障的发生，从而能够将故障进行准确并且快速的切除，保障电网运行的安全可靠性。

3、我国新能源的开发和利用

3.1风能能源的开发利用

风能能源也是我国着重发展的一项能源，风电转换对我们来说也是做一种重要的意义。我国风电建设规划在风力资源较为丰富的地区可以运用之前使用过的海上石油天然气的成功开发方法，运用这种方法来达到风电转换，来推动我国风力发展设备的制造业来形成更大的规模。大中型风力发电产业已经成为我国甚至世界风能能源利用的主要生产模式。

3.2太阳能光伏发电

目前人类能够利用的最为成熟的技术新能源技术莫过于太阳能，根据特性和原理的标准，又可将太阳能分为太阳能光伏和热力太阳能两类，这两类太阳能的适用领域也是不同的。太阳能光伏技术是目前利用较为广泛的新能源形式，这种技术主要利用了存储在组件中的太阳能电池板而产生一定能量的技术，使用高纯度硅作为主要材料，这种材料的最大优势就是能够迅速将太阳能进行电能的直接转化。当前太阳能光伏的主要应用要与建筑设计相结合，尤其是在一些偏远山区，这些远离公共大电网的偏远山区应用了太阳能光伏技术，就可以直接将丰富的太阳能资源转化为电能来使用。

3.3地热能源、海洋能源的开发利用

地热能源主要是地热发电，对于中温和低温的地热，可以将地热发电再进一步的开发和利用。海洋能源的开发由于密度低。转换的设备较大。而且技术难度较高，所以投入也比较大。相对来说与太阳能、风能和其他的能源开发来说较为复杂，但是海洋也可以发电，还可以进行海水养殖业、灌溉、交通、旅游等等。

3.4核能发电

我国核电工程开展较早，可是核电具有一定文献性，切尔诺贝利核电站的爆破的危害记忆犹新，可是核能是人类动力开展的主要趋势，所以我国开展核能时，一直都从核能的安全性动身，对核电站的选址慎之又慎，经过长期的经历积累，我国的核电技术较为老练，可以防止核事故，因而仅在2015年就通过了8处核电站的建造作业，我国核电数量（包括在建）到达49处，核电的迅速开展不仅是我国动力的需要，也显示了我国在核电技术上熟练的科技。另一方面我国长在使用核聚变技术，掀起新的技术革命，假如试验效果，那么时间将在具有动力危机，为了这一方针，我国科学家尽力科研，并在这一范围取得世界最领先的位置，期间技术不断的打破，从某院合肥物质研究院得悉，该院等离子体所承当的大科学工程“人工太阳”试验设备（EAST）又获严重试验效果，其辅佐加热工程的中性束写入体系（NBI）在综合测试平台上成功完成100秒长脉冲氢中性束引出，初步验证了体系的长脉冲运转能力。

3.5生物质能发电

生物质能发电，很多人忽略它的重要作用，有专家计算我国全国的生物质能发电水平能够与三峡工程相比较，生物质能是运用运用生活废物和垃圾。运用微生物的作用发生沼气，运用沼气发电，沼气不仅能作为发电材料，同时也能够作为生活燃气，直接用于煮饭，或许将其加工为电力运用的动力。生物质能开展仅在初级阶段作用就现已非常明显，所以在未来的动力开展这是一项能够要点开展的项目之一。

结语

总而言之， 随着科学技术水平的高速发展， 合理开发和利用新能源， 提高能源的利用率， 成为解决能源问题， 推动我国经济可持续发展的有效途径， 因此， 广泛利用新能源发电技术， 提高能源的利用率， 减少能源污染， 保护自然环境， 以促进人与自然的和谐发展。

【参考文献】：

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根据本校的实验条件和综合实力，新能源发电技术课程的重点不是新能源与电力系统的结合，而是新能源发电技术、电力电子技术和控制技术的结合。该课程旨在使学生了解国内外新能源发电技术现状，掌握风力发电、太阳能光伏发电、水力发电、生物质能发电、核能发电、分布式发电等新能源发电系统的工作原理、系统硬件组成和控制技术，为进一步分析和研究新能源发电系统及控制技术、电力电子系统设计与控制打下基础。

一、新能源发电技术课程教学改革的意义

随着新能源发电技术的快速发展，《新能源发电技术》课程的教学内容要不断更新，实践环节也随之更新，这就需要进行教学改革，其中实践教学改革是重中之重。教学实践表明《新能源发电技术》课程需要工程实践能力加深对新能源发电及控制技术的理解，教学过程中需要突出实践能力的培养，锻炼学生的独立思考能力、动手能力和工程实践能力；《新能源发电技术》课程教学改革更加注重实践性、创新性、开放性，重视培养学生的实践能力和创新能力，以便更好的和课题、科研衔接，为从事新能源专业打好基础。综上，急需进行《新能源发电技术》课程实践教学改革。

二、新能源发电技术课程教学内容

新能源发电技术突出新能源发电技术、电力电子技术与控制技术的有机结合，除了讲透三部分内容，还要将他们有机结合起来。但授课学时仅为32学时，内容繁多，课时有限，要想在课堂教学时间内使学生有效掌握关键技术，需要合理设置课程结构，对教学内容进行有效筛选。梳理教学内容，将其分成两部分：一是利用可再生能源和清洁能源发电，以便持续获得二次清洁能源――电能；二是对电能通过变换与控制，满足高质量的终端能源消费需求和电力的高效管理。

我国具有开发可再生能源的条件和历史，近年来可再生能源的开发和利用取得了长足的进展，以年均超过25%的增长速度成为世界能源领域增长最快的两点。截至2014年上半年，中国水电装机容量达到了2.9亿千瓦，风电装机容量达到了8300万千瓦，太阳能发电装机容量达到了2200万千瓦。其中，可再生能源发电装机超过全部发电装机的30%，可再生能源发电量超过全部发电电量的20%，风电装机容量连续5年快速增长，发展速度大大超过了预期，连续五年新增装机容量位居世界第一，太阳能光伏电池和太阳能热水器产量均居世界第一，水力发电、风力发电、太阳能光伏发电是新能源发电的主力军。生物质能、海洋能、地热源、核能等其他新能源发电技术还处于实验研究或商业探索阶段，市场份额较小。鉴于此，本课程首先介绍国内外新能源发展状况和最近技术，然后介绍新能源发电系统中涉及的电力电子变换电路及相关参数设计，再介绍新能源发电系统中的控制技术及控制算法，最后介绍各种新能源发电系统的工作原理，硬件组成及相关的控制技术。

具体章节安排如下：第1章新能源与发电技术综述，介绍国内外新能源发展技术及经济数据，这部分内容具有较强的时效性，结合每年的BP世界能源统计年鉴、国内外政策分析、各国的能源发展规划，使本章更具科学性和实效性。第2章介绍新能源变换与控制技术基础知识，除了复习电力电子技术里讲述的AC-DC、DC-DC、DC-AC、AC-AC四类典型变换电路，还增加了新能源发电系统里常用的驱动和保护电路分析，新的拓扑结构分析等内容。第3章为太阳能光伏发电技术，重点介绍光伏发电原理，太阳能电池板的电特性，离网型及并网型光伏发电系统、最大功率跟踪控制技术、光伏发电系统的控制策略。第4章为风力发电控制技术，介绍风力发电机组及工作原理，控制策略及相关的并网技术。第5～8章分别介绍水力发电技术、生物质能发电技术、海洋能发电技术及温差发电技术，第5～8章根据学时安排及教学效果，可安排自学，或者作为选学内容。

三、新能源发电技术实践内容建设

新能源发电技术具有很强的实践性和工程性。在实际教学过程中，应该添加实验教学内容，实践教学对帮助学生理解和掌握基本理论，培养学生的操作动手技能、创新意识和探索精神具有非常重要的作用。

实践教学内容分为两部分，仿真实验和实际电路设计实验。仿真实验主要包括太阳能光伏电池建模及电输出特性，光伏并网逆变器非线性控制策略仿真研究，双馈风力发电系统变流器非线性控制策略研究。实际电路设计实验共4个，分别是太阳能最大功率跟踪控制器设计、铅酸蓄电池充电控制器设计、小功率风力发电系统设计、基于uc3906的蓄电池充电管理器。

具体实施办法为，仿真实验在matlab仿真实验环境下进行，每个学生独立完成，仿真完成后按照要求的格式撰写实验报告。实际电路设计实验首先学生选题，根据不同的内容2～5人一组，然后小组成员分工，教师根据学生的程度可适当调整；然后设计电路，进行相关参数计算、器件选型；然后进行电路焊接、调试、软件编程、软硬件联合调试；组织学生答辩，最后撰写报告。由于实际电路设计实验以设计和分析为主，电路选型、参数计算、控制算法都要学生自己设计，要求每个学生都要动手，单独操作，掌握实验的方法和技能，培养独立分析问题和解决问题的能力。

四、教学方法和手段改革

采用开放式、案例式、讨论式、实操式教学方法。开放式教学指教学内容不局限于课本，而是多渠道开放式的，可选自图书馆，也可以选自互联网，教师有引导性的推荐一些主要参考书和阅读资料，鼓励学生自己查找和组织学习资料，这样一方面可以让学生接触国内外最新、最成功的教学内容和学科前沿信息，使学生了解科技的最近发展形势，站在学科发展的前列；另一方面，通过自己查找资料、组织学习内容，培养学生学习主动性、知识管理能力、自学能力和习惯。案例式教学将身边案例搬进课堂，帮助学生理解书本知识，建立起系统设计概念，了解系统设计步骤、设计方法、实验方法和实验设计等。讨论式教学鼓励学生积极参加课堂讨论，帮助学生建立新能源系统的知识结构，同时也锻炼了语言表达能力，将学习过程转化为师生共同学习、共同探索的提高过程。太阳能光伏发电小系统项目式实操教学，在风光互补发电实验平台上，实操太阳能光伏板能量转换实验、环境对光伏转换影响实验、太阳能电池光伏系统直接负载特性实验、太阳能控制器工作原理实验、接反保护实验、太阳能控制器对蓄电池的过充保护实验、太阳能控制器对蓄电池的过放保护实验、夜间防反充实验、离网型逆变器工作原理实验、独立光伏发电实验、并网型逆变器工作原理实验、光伏并网实验、风光互补功能操作。

五、存在的问题

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万马新能源还是国内较早从事电动汽车充电站设备开发的企业，目前已成功开发出落地式交流充电桩、壁挂式交流充电桩、一体式直流充电机、分体式直流充电机、充电站监控管理系统等，已成为国内电力企业及电动汽车制造企业的充电设备主流供应商。

一般来讲，民营企业要进军电动汽车配套设施领域，首先对国家在电动汽车方面的政策要了解，把握住有关电动汽车政策导向，根据政策的变化及时调整企业的发展战略；其次，民营企业在进入这一领域之前，要做好充分的调研工作，也要综合评价自身的经济实力；最后，要做好充电站技术方面的准备。目前在电动汽车配套设施领域，技术创新仍是制约企业发展的一个重要因素。

万马新能源与浙江大学等多所高校建立长期产学研技术合作关系，坚持高标准、高起点、高投入，以技术创新为着眼点，立足自主研发，先后获得了多项科研成果以及国家专利和软件著作权，包括自主研发的万马交流充电桩监控板嵌入式软件、自主研发的万马前置机通信软件V1.0、自主开发的WEB版万马充电主站运营管理系统V1.0和自主开发的万马充电站管理系统V1.0等多项软件荣获国家版权局“计算机软件著作权登记证书”；WM5830电动汽车交流充电桩、WM5813电动汽车直流充电机等先后一次性通过了电力工业电力设备及仪表质量检验测试中心的型式试验，WMAPF-5870电力有源滤波器通过了电力工业电力系统自动化设备质量检验测试中心功能及性能试验检测；还为公司开发的交/直流系列充电产品的外观设计申请了专利保护。

2011年初，针对国内新能源汽车运营市场在原有的交直流充电模式之外又增更换电池模式的市场现状，公司研发部副经理田明彦建议，应该研发出一套对充电设备、换电设备、配电设备、电动汽车及电池进行整合管理，并且充电和换电进行统一计量计费的管理信息系统。在设计方案确定之后，软件研发人员埋头苦干，于2011年9月完成了产品设计。目前，此产品已在国家电网上海市电力公司运行，并能成功与国家电网的运维系统进行通信，很好地解决了电动汽车运营市场的业务复杂性等问题。

针对公司主营产品单一、市场化未普及的特殊情况，公司研发部项目经理刘军提出建议，在国网大量上马低压居民集中抄表项目的大背景下，抓机遇上马电力线宽带集中抄表系统，在较短的时间开发出满足国网需求的电力线宽带集中抄表系统以满足市场需求，解决公司当前的盈利与发展问题。目前，该产品已基本完成前期的研发工作并有望在全国各地进行试点并铺开。诸如此类建议的提出和实现，为公司带来效益的同时，也为浙江万马新能源有限公司获得了良好的市场口碑和业内好评。

在市场方面，万马新能源依托万马电缆与国内各大电网公司多年来建立的广泛的合作关系，在国内各大招标项目中崭露头角。在上海电力系统招标项目中相继两次成功中标交流充电桩和直流充电机项目。同时，建立起完善的售后服务保障体系，加强相关技术人员培训，合理布局服务网络，信守产品保修等售后服务承诺。公司拥有专业技术服务人员，根据客户要求，可以提供现场服务或者电话、电函服务，以专业的水准做出优质的技术服务，力争让顾客称心、满意。

受政府鼓励政策和商业模式试水等影响，新能源汽车产业发展将进入提速阶段。根据国家对新能源汽车的规划要求，到2020年，中国新能源汽车的比例将占全部汽车的1/2，约为6500万辆，市场之大，可见一斑。而充换电站配套设施建设作为新能源汽车推广的基础，将大大拉动设备市场的投资，带动一个新兴的设备市场。目前，万马的充电设备产品已经系列化并投放多个市场，经实际运行检验性能稳定可靠；充电站系统化的整体解决方案研发也已完成并推向市场。

“当前国内电动汽车充电站配套设施现状主要体现在两个方面，一方面是现有的充电桩数量远远达不到电动汽车规模化应用需要；另一方面，由于电动汽车还不普及，已经建成的充电站充电桩使用率不高，有的甚至闲置。”浙江万马新能源有限公司总经理阎申生接受采访时表示。

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中图分类号： F407 文献标识码： A

引言

随着世界环境的日趋恶化，传统能源在开发利用的效率和效果日渐式微。新能源电力作为其重要组成部分，近年来也以年均超过20%的速度增长。新能源电力企业作为主要开发、建设及生产经营实体，产业发展前景乐观。但是，新能源电力企业也存在着不少问题，迫切需要转型。新能源电力企业提升管理以适应更具规范性的政策监管、更具竞争性的市场压力、更具复杂性的经营形势、更具紧迫性的技术进步、更具挑战性的人才需求等，都已迫在眉睫。

一、新能源电力企业管理现状分析

1、以“抢占地盘”为主要目标的企业管理方式

新能源企业与生俱来的动力是抢占优势区域、扩大资源领地、争做行业龙头老大。在以“抢占市场”为目标之下，只要有利于开拓、核准和建设尽可能多的新能源项目，可以使企业得以迅速扩张的管理方式都是可用、适用的。公司的架构突出了市场发展和工程建设两个职能部门，所有其他的架构都可以简而化之。大部分企业只设立三个部门:综合管理部、市场发展部和工程建设部。而综合管理部作为集办公、财务、监审、党群管理的综合性办公部门，其实质也就是为市场发展和工程建设服务的。这样集权化、职能混合化的优点是快速响应，有助于提高执行力、提升扩张性发展效率。但是，管理粗放，工作界面不清，缺乏标准化、程序化和规范化，并带来管理后遗症也屡屡发生，甚至付出沉重代价。主要体现在市场开拓方向因为决策不科学不合理而出现偏差或失误，工程建设因缺乏有效的安全、计划和财务管理支撑而不能可控再控，综合管理因职能集中而疲于奔命难以统筹协调公司的管理秩序。在这种管理模式之下，呈现全员挂责任跑项目、全员挂进度搞工程的局面，企业风险控制系统失位、机制失灵，导致管理失焦，管理的计划、组织、指挥、协调功能不能有效发挥，走的是一条风险不可控的扩张路径。

2、以“业务强于专业”为主要特征的管理人力资源结构

管理人力资源是企业中最昂贵的资源，而且也是折旧最快、最需要经常补充的资源。由于新能源行业属于朝阳产业，没有像传统能源企业一样培养积累更多的专业管理人员，在人才市场上也鲜有专业素养优良的人才资源。绝大多数从事新能源开拓、建设管理的人员都主要来源于火电企业，所具备的知识结构、专业技术、管理经验也都是建立在传统电力企业生产经营经历之上。对新能源领域专业技术的理解深度、系统性把握程度以及趋势研判等方面的专业能力明显不足。表现在:市场开拓上，以“三千精神”占据新能源资源阵地的数量上见长，却不能保证所开发质量，难以切实把握新能源行业发展趋势，更难以在抢占新能源前沿技术领域方面有所作为;在工程管理上，以“吃风沙”精神建设新能源工程项目，但在推动工程集约化管理，确保工程安全、质量、进度、造价方面差强人意，难以保证工程建设“即投产、即稳定、即盈利、即达设计值”的目标。结果是，企业倾其所有追求在市场开拓和工程建设上的业绩，却往往因专业岗位人员能力的不匹配而难见成效。

3、以企业领导“人格魅力”为主要特色的企业文化

正是基于一切围绕市场开拓和工程建设为中心的发展理念。新能源电力企业的企业文化也突出所谓“狼性”文化，强调“头狼”的绝对权威，以打造领导的“个人魅力”为主要特色，在企业文化中极少摄人其他因素。主要基于三种原因:

3.1 企业的主要领导都是创始人，企业的组织、人员及物资等相关要素都是在其一手“操持”下建构的;

3.2 在市场开拓中，因企业领导与政府管理部门、有实力民营企业进行业务交往过程中积累所谓人脉关系的不可替代性的影响;

3.3 在工程建设中，因企业领导与政府职能部门、参建单位以及设备厂家的互动过程中建立的超越业务范畴的关系具有不可替代性。由此形成了“唯领导马首是瞻”的企业文化。这种企业文化是一种能有效集中力量、带领团队“打天下”的文化，但却完全不能与规范管理、精益管理相匹配。在大多数新能源电力企业进人生产经营期之后，这种企业文化同步进人不适应期。不仅表现在管理上因集中于一域而导致各相关领域难以协调的挂一漏万，更表现在缺乏可以引领企业持续发展、聚拢员工人气的企业精神，企业文化的提质增效迫在眉睫。

二、新能源电力企业转型策略

1、建立以专业为主业务为辅的人力资源结构

新能源电力企业在历史发展中形成了人力资源以业务见长而专业偏弱的现状。而面对新能源行业技术发展迅猛、生产管理日益精细、研发需求持续加大的局面，普遍缺乏专业人才成为新能源电力企业可持续发展的重要短板。在知识经济时代，企业的竞争即是人才的竞争。因此，建立专业人才培育、引人、提拔的激励机制成为重中之重。

2.1 设立薪酬、待遇乃至持有股份等具有激励效果的机制，让专业人才切实感受到自己是企业实实在在的“主人”而非“过客”，促使人力资本不断增值。

2.2 对专业人才要充分授权，委以重任，人尽其长。根据任务要求进行充分授权，允许专业人才在其才能范围内有更大发挥自由度，并给予其独立承担创造性工作所需资金、物资及人力支持，保证创新活动的顺利进行。

2.3不拘一格招贤纳士，在新能源人力资源不是很充裕的现状之下，要积极吸纳企业最需要的专业人才，将人才的卓越表现与企业的需求相匹配，不能因为追求全才而苛责其缺点。

2.4加强培训，教育培训贯穿于专业人才的整个职业生涯，让专业人才不断“充电”，为其提供能力不断提升的“梯级”。保持专业人才与企业同步成长、与行业同步发展，成为企业最稳定可靠的竞争优势。

2、坚持以企业发展战略来引领企业管理模式

作为新能源电力企业，必须注重对行业结构性趋势的研判，结合有身实际，设定企业发展战略，并以此来引领管理模式的变革。在制定战略的过程中坚持“扬弃”，一方面要坚持变革的思想和行动，不断变革、以主动自我淘汰来保持市场竞争力。另一方面，要建立在已取得成就上，基于自身的优势资源进行变革，对于企业不太擅长的领域，尽量避免着力。在新能源前沿技术风云变化的现实条件下，企业必须有定力。要坚持从战略需要出发，重视平衡各种需要和目标，不能像发展初期为追求短期市场利益而不择手段。因此，管理模式转型成为必然。

2.1 要坚持在企业发展战略指导下应需而变，根据客观需要进行组织结构设计，要突出规范运行、风险可控、持续发展的原则，建立适应生产经营变化、应对市场需求变化的战略单元和专业化职能部门。

2.2 要坚持管理的高效性和协同性，建立相应的绩效考核、协作督办和反馈调适机制，消除市场开拓、工程建设、生产经营、综合管理过程中因界面不清、责任不明以及主次不分而导致的管理失灵。

2.3 要认真处理集权和分权的关系。新能源行业发展战略注重对现有产业精益化管理和对前沿产业择机争取的有机结合。因此，要发挥管理的整体协调效应，实现战略上的集权和战术上的分权。一方面，要避免决策集中在最高层而导致的信息成本增大，降低决策效率;另一方面，要发挥各战略单元的主动性和创造性，充分利用其自来适应不断变化的市场。

3、建立以符合新能源行业发展趋势的价值观主导的企业文化理念

企业文化是企业全体员工在创业和发展过程中培育形成并共同遵守的最高目标、价值标准、基本信念和行为规范的总和。新能源电力企业作为新兴行业，企业文化建设处于起步阶段。以领导的“狼性”为主导的企业文化所形成的优势，都可能因企业领导决策失误或人事格局的变化而在一夜之间化为乌有。因此，建立符合新能源行业发展趋势的价值观主导的企业文化迫在眉睫。

3.1要建立团队精神为主要组成部分的企业文化。要让团队精神成为企业发展的中间力量，克服因为“头狼”的离去而造成群狼无首的“独狼”式企业文化，变靠“头狼”冲锋为狼群围猎。

3.2 要建立具有员工个人价值观与企业价值观兼容性的企业文化。立足于新能源事业“绿色、环保、可持续”的使命感和责任感，寻找员工个人实现价值与企业发展的最大公约数，形成具有共同价值观和共同目标的企业文化。

3.3要确立社会责任承担为根本的企业文化。基于新能源电力企业对节能减排和寻求替代能源的责任，企业承担的社会责任越大，存在的必要性越强，企业也就越有价值。要精心打造企业的器物文化，不仅要依法治企、规范管理，实现各项新能源事业实体的高效运营，而且要热心公益、回馈社会，塑造新能源企业所具备的负责任的企业形象，做好对社会影响和社会成果的管理。

结束语

作为国家加快培育和发展的战略性新兴产业之一，新能源电力企业管理在发展过程中出现的波折，从事物发展的一般性规律来看都是正常的。要克服管理短板，从企业发展战略的确立、人力资源结构的优化和企业文化的培育等方面实现管理转型，提升管理能力，形成科学完善的管控体系。唯有专注于管理转型，新能源电力企业才能进人健康、可持续发展的快车道，也将为国家新能源大规模开发提供坚实的技术支撑和产业基础。

参考文献

[1]孔德洋. 新能源汽车发展的政府激励性规制[J]. 经济论坛. 2009(01)

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中图分类号：TM1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）42-0351-01

一、新能源电力电子技术行业概析

电力电子技术是有效利用电力半导体器件，应用电路设计理论及开发工具，实现电能高效能变换与控制技术。该项技术主要是以电子技术、电力技术和控制技术为基础，其中，电子技术是硬件基础，电力技术是主要应用范围，控制技术则是软件算法的主要实现形式。电力电子技术在智能电网、轨道交通和国防军仁等国民经济重要行业，以及新能源、新能源汽车和节能环保等战略新兴产业中有着广泛的应用。电力电子行业，就是对所有采用电力电子技术、研制生产电力电子器件和电力电子设备、提供相关设计与施工服务一大类现代工业基础行业的总称。整体来看，国内新能源电力电子产业可划分为三个环节：上游的电力电子元器件（产业链上游）、中游的电力电子设备（产业链中游）、下游的电力电子的行业应用（产业链下游）。其中，电力电子设备正朝着高性能化、智能化、全数字控制、系统化和绿色化发展。由于电力电子技术是实现节能高效、升级传统产业的关键技术，因而，整个电力电子行业也在倡导节能环保的当下，迅速成为当今世界上新兴节能的先锋。

二、散热仿真技术

散热仿真技术，就是用CFD（计算流体力学）来对散热性能进行模拟，以评估温度分布、对流设计是否合理、高效，是否符合设计指标要求。利用散热仿真技术，能够提高电力电子产品的设计水平，缩短设备等产品研制周期，降低成本。在设备研发初期，利用散热仿真软件进行仿真分析，为设计者提供设计依据和参考，是未来产品设计的大势。

电子元器件及电子设备在工作过程中，输出功率仅占到设备输入功率的一部分，其功率损失通常都以热能的形式散发出来。在电子元器件及电子设备功率密度的不断增加，温度已成为影响其可靠性的主要因素之一。随着温度的升高，电子元器件及电子设备的失效率呈指数增长趋势，一般地，环境温度每升高10 ℃，失效率增大1倍以上，因此称为10 ℃法则。据统计，超过 55%的电子设备的失效是由温度过高引起的。因此，为了避免电子设备在工作过程中，因温度过高而影响电子器件正常工作和运行，就需要在进行结构设计时增加散热功能设计。

三、散热仿真技术在新能源电力电子行业中的应用研究

本文以变频空调电子散热仿真优化设计为例，来探讨散热仿真技术在新能源电力电子行业中的应用。目前，变频室外机的电子元器件散热器的相关参数一般都是设计人员根据经验设计的，为确保保证产品运行的可靠性，散热器各设计参数的裕度通常设计的也比较大。其缺点是散热器开发初期需要不断进行实验测试，导致开发周期变长，开发成本过高。通过CFD 数值仿真计算，能够优化电子元件散热器的性能，降低散热器成本，缩短开发周期，提升变频空调控制器运行的可靠性。本文以某款分体式变频空调室外机的主要电子散热元件及与之相关的散热器为研究对象，运用先进的CFD 方法，并结合相关实验测试的方法，进行计算及详细的对比，验证仿真计算的准确性，并对散热器方案进行仿真优化设计。

初步CFD 仿真计算校核

以某变频空调室外机为研究对象，建立计算的三维模型，通过CFD 仿真软件进行三维定常数值模拟计算，在仿真计算时，将轴流风扇简化为二维模型，设定其速度大小（或风机特性曲线）及出流方向，进口为环境边界条件。计算仅考虑该变频室外机的四个主要发热元件（IPM、二极管、IGBT、整流桥），其他热损耗小的电子元件忽略不计。图1是仿真计算建立的三维模型，图2 是该款变频室外机的散热片示意图。

由于运用电子元件运行的工况复杂性，运用测试仪器难以得到电子元件的真实热功耗，所以，仿真计算首先任务是需要预估各款电子元件的热功耗值。先研究四个主要电子散热元件中的两个元件之间的功耗变化对各自的温度及最高温度 Tmax（4 个元件的最大温度值）的影响，图3、图4分别为仿真计算的预估 IGBT- 整流桥及二极管 -IGBT 对 Tmax的影响曲线。将电子元件的所有以下组合 IPM- 二极管、IPM-IGBT、IPM- 整流桥；二极管-IGBT、二极管 - 整流桥；IGBT- 整流桥，按照如上的思路研究其功耗预估对 Tmax的影响，并将其与实验测试的 Tmax及其他的测点温度值进行比较，从所有的仿真数据里选择一组与实验的测点温度值比较接近的功耗预估值作为最终校核准确的温度值，其预估的功耗值即为各个元件的功耗值。

四、结论

借助热仿真分析软件可以快速、准确地得到系统的热设计分析结果，给出设备的温度场分布以及元器件温度，从而使设计者对设备的散热能力有直观、准确的了解，及时发现设计中的问题并予以修改，迭代进行设计和仿真，使其最终满足技术要求。

通过CFD仿真计算方法对该款变频室外机的风道、电子散热元件以及散热器进行分析，说明电子散热的 CFD 仿真计算具有一定的准确性，可以为设计方案提供方向性的指导。对于此类变频室外机，虽然中间隔板打孔可降低各电子元件的温度（3℃左右），但是同时也增加了风机侧低频噪声与压缩机侧高频噪声的相互影响，恶化了噪声音质。所以当变频室外机运行工况下的电子元件温度过高时，可以考虑采用此种方法来实现降温；在变频室外机运行工况下的电子元件温升正常情况时，不建议采用此种方法。