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火狐体育安卓版最新版:《新能源发电控制技术ppt课件教案ppt

发布时间:2022-03-04 21:56:55 来源:火狐体育安卓版最新版 作者:火狐体育官网链接

  It is applicable to work report, lecture and teaching;一.新能源发电概论 二.分布式生物质能电、热、冷联产多能 互补综合利用技术 三.基于微电网分布式新能源发电—多 电源能量互补发电技术 四.大型风力发电机组稳定性与安全性;一.新能源发电概论; 截至2013年,全球煤炭、石油、天然气剩余探明可采储量分别为8915亿吨、2382亿吨和186万

  

  It is applicable to work report, lecture and teaching;一.新能源发电概论 二.分布式生物质能电、热、冷联产多能 互补综合利用技术 三.基于微电网分布式新能源发电—多 电源能量互补发电技术 四.大型风力发电机组稳定性与安全性;一.新能源发电概论; 截至2013年,全球煤炭、石油、天然气剩余探明可采储量分别为8915亿吨、2382亿吨和186万亿m3,折合标准煤共计1.2万亿吨,其中煤炭占52.0%、石油占27.8%、天然气占20.2%。按照目前世界平均开采强度,全球煤炭、石油和天然气分别可开采113年、53年和55年。这些化石能源在全球分布很不均衡,煤炭资源95%分布在欧洲及欧亚大陆、亚太、北美等地区,石油资源80%分布在中东、北美和中南美,天然气资源70%以上分布在欧洲及欧亚大陆、中东地区。; 中国化石能源剩余探明可采储量总计约为896亿吨标准煤,其中煤炭占91.2%、石油占3.9%、天然气占4.9%,??采比分别为31年、12年和28年。; 全球能源消费呈现总量和人均能源消费量持续“双增”态势。1965~2013年,受世界人口增长、工业化、城镇化等诸多因素拉动,全球一次能源年消费总量从53.8亿吨标准煤增长到181.9亿吨标准煤(考虑非商品能源,大约为195亿吨标准煤),近50年全球能源互联网时间增长了2.4倍,年均增长2.6%;年人均能源消费量从2.1吨标准煤增长到2.6吨标准煤,增长了23.8%,年均增长0.4%。; 随着经济持续增长和人民生活水平不断提高,中国能源消费量逐年攀升,目前已超过美国成为世界最大的能源消费国。1980~2013年,中国能源年消费总量由6.0亿吨标准煤增长至37.5亿吨标准煤,年均增长率达5.5%,为同期世界年均增长水平的2.8倍;年人均消费量从0.6吨标准煤增长到2.8吨标准煤,从世界平均水平的26%增长到104%。; 1973~2012年,煤炭、石油在世界终端能源消费中的比重分别下降了3.6个、7.5个百分点,而电能所占比重从9.4%增长到18.1%,仅次于石油占比,位居第二位。 2012年中国终端能源消费中,终端用电所占比重已经超过20%,达到22.6%,高于世界平均水平,但仍低于日本等一些电气化水平高的国家。; 全球非常规油气资源储量丰富,但分布不均衡。非常规石油主要包括重油、油砂、页岩油等。其中,重油主要分布在南美、中亚、俄罗斯和中东等地区;油砂主要分布在北美洲、非洲和中亚、俄罗斯等地区。全球页岩油技术可开发量471亿吨,主要分布在俄罗斯、美国。; 中国具有丰富的非常规天然气资源。中国已先后在南海、东海及青藏高原冻土带发现可燃冰,仅南海北部的可燃冰储量已相当于陆上石油储量的一半。陆上可燃冰远景储量在500亿吨标准煤以上。陆地页岩气地质资源潜力为134万亿米3,可采资源潜力为25万亿米3(不含青藏地区),主要分布在南方海相页岩地层及东北松辽、内蒙古鄂尔多斯、新疆吐哈和准噶尔等陆相沉积盆地。埋深2000米以浅的煤层气资源量约为36.8万亿米3,位居世界第三位,主要分布在内蒙古鄂尔多斯、山西沁水、新疆吐哈和准噶尔等盆地。; 太阳能开发潜力巨大。地球上除了核能、潮汐能和地热能等,其他能源都直接或间接来自太阳能。 从能量角度来看,太阳一年辐射到地球表面的能量约116万亿吨标准煤,相当于2013年世界一次能源消费总量(181.9亿吨标准煤)的6500倍,超过全球化石能源资源储量。; 太阳能发电是实现太阳能高效利用的最重要形式之一。按照发电原理,太阳能发电主要包括光伏发电和光热发电两种方式。 截至2013年底,世界光伏发电总装机容量达到约1.4亿千瓦,年新增装机容量与水电基本相当,且首次超过风电。从项目类型来看,地面光伏电站装机比重逐步提高,在世界新增装机容量中所占比重已从2009年的23%提高至2013年的45%,建筑光伏(包括居民建筑应用和工商业建筑应用)比重从2009年的77%下降至2013年的55%。; 光热发电,从2008年开始进入快速发展期,但与光伏发电相比,光热发电规模尚小。截至2013年底,全球已建成投运的光热电站项目分布在西班牙、美国、印度等9个国家,总装机容量约为363万千瓦。; 光热发电技术主要包括: 槽式、塔式、碟式和线性菲涅尔式四种主流技术类型。 其中槽式光热发电已经实现大规模商业运行,塔式光热发电也有商业化运行的案例,碟式光热和线性菲涅尔式发电仍处于示范运行阶段。; 光热发电技术向大容量、高参数发展。目前,太阳能热发电的水蒸气温度最高在400~500℃,发电效率在25%左右。 西班牙正在研制600℃以上的超超临界光热电站,通过提高蒸汽温度来提升能量转化效率,发电效率将提高到30%以上。; 光热电站安装储热装置,发电出力更加平稳。熔融盐是目前最常用的储热介质,比热容大,高温下性能稳定。可以储热15小时,实现24小时连续平稳供电。未来,随着储热技术不断创新,储热成本大幅降低后,带有大容量储热装置的光热电站比例将不断增加,太阳能发电将不再受昼夜变化影响,成为出力平稳、连续供电的电源。 光热电站发展空气冷却技术。光热电站的发电原理与火电厂类似,汽轮机、发电机等设备需要降温。未来将发展采用空气冷却技术的光热电站,降低用水量,适应干旱地区运行。; 目前,光热发电成本仍然超过2元/(千瓦·时)。随着技术进步,发电成本将持续下降。 预计2050年前后,光热发电成本将下降到0.5元/(千瓦·时)以内,相比传统化石能源更具备竞争力。同时,光热发电出力平稳的技术特性,依赖储能技术的同步跟进,可以保障安全稳定供电。; 当前,无论是化石能源,还是清洁能源,其开发、配置、利用效率仍不够高,有很大的提升空间。;(二)我国能源现状; 1980年,能耗总量为6.03亿吨标准煤,1990年为9.87亿吨,2000年为15.55亿吨,2010年为32.49亿吨。 1980年,中国每耗用千克石油当量能源对应的GDP(PPP)是0.41美元,当年的世界平均水平是1.97美元,中国的能耗产出效率仅为世界平均水平的21%;2010年,中国每耗用千克石油当量能源对应的GDP(PPP)是4.05美元,而世界平均水平是6.16美元,中国的能耗产出效率已达到世界平均水平的66%,差距大大缩小。; 我国的石油、天然气越来越依赖进口。 2010年中国的石油、天然气耗用量上升到7.60亿吨标准煤,而生产量为4.19亿吨标准煤,这里3.41亿吨标准煤的缺口须通过进口解决。 目前能源进口已经占到年能耗的10%以上,其中石油进口占石油耗用总量的近67%以上。; 国家统计局2011年2月22日发布数据,初步核算,2011年中国能源消费总量34.8亿吨标准煤,比上年增长7.0%。 ▲煤炭消费量增长9.7%; ▲原油消费量增长2.7%; ▲天然气消费量增长12.0%; ▲电力消费量增长11.7%。;2、研究新能源发电的意义;可再生能源;生物质能源;3、我国生物质能源现状; (3)薪炭林和林业及木材加工废弃物的资源量相当于2亿吨标准煤。 (4)我国城市生活垃圾年产生量约1.2亿吨,预计2020年将达到2.1亿吨。如果通过卫生填埋、制气和焚烧发电用于能源使用,每年可替代1500万吨标准煤。; 全国每年可利用生物质能源总量约合5亿吨标准煤。 最新数据:国家发改委副主任:截止到2015年8月,中国可再生能源占一次能源消费比重达到11.7%。;4、新能源发电及综合利用;1)气化发电 2)直燃发电 3)燃气蒸汽联合循环发电(BIGCC) 4)垃圾(焚烧、填埋沼气)发电 5)大型养殖场沼气发电;●生物质气化及综合利用;●生物质及混煤压缩成型燃料;生物质压缩成型燃料、生物质混煤压缩成型燃料;废木块、锯屑、刨花压缩成型燃料;5、可再生能源中长期发展规划;生物质能规划布局和建设重点 ; 受粮食产量和耕地资源制约,今后主要鼓励以甜高粱茎秆、薯类作物等非粮生物质为原料的燃料乙醇生产,以及以小桐子、黄连木、棉籽等油料作物为原料的生物柴油生产。 燃料乙醇在东北、山东等劣质土地资源丰富的地区,集中种植甜高粱,发展以甜高粱茎秆为主要原料的燃料乙醇;在广西、重庆、四川等地重点种植薯类作物,发展以薯类作物为原料的燃料乙醇;开展以农作物秸秆等纤维素生物质为原料的生物燃料乙醇生产试验。; 充分利用沼气和农林废弃物气化技术,提高农村地区生活用能中的燃气比例,并把生物质气化技术作为解决农村有机废弃物和工业生产有机废弃物环境治理的重要措施。;二.分布式生物质能电、热、冷 联产多能互补综合利用;分布式生物质能电、热、冷 联产多能互补系统;三.基于微电网分布式新能源发电—多电源能量互补发电技术;高压、超高压、特高压输电网络 220KV、500KV、750KV、1000KV; 风能是一种能量密度较低、稳定性较差的能源,建立风力发电场的地区,都要针对风源、风强、风频、风速的实际情况,进行风场测定,作出风力发电场布局,选择合适的风力发电机型。风能利用有多种形式,其中将风能转换成电能是风能开发利用的主要方式。;各类能源价格对比; 近年来,世界风电市场中风电机组的单机容量持续增大,世界上主流机型已经从2000年的500千瓦~1兆瓦增加到2~3兆瓦。2013年全球新安装风电机组平均单机容量为1923千瓦。 中国新安装风电机组平均单机容量达到1720千瓦,1.5兆瓦和2兆瓦风电机组为主流机型。; (1)提升了风电机组的平稳性、安全性和高效性。风速、风向的随机变化会引起叶片攻角不断改变,导致风电机组输出功率波动,影响电能质量和电网稳定性。 (2)采用变桨距功率调节技术后,叶片的安装角可以根据风速的随机变化而改变。气流的攻角在风速变化时可以保持在一个合理范围内,特别是在风速大于额定风速条件下,仍可保持输出功率平稳。变桨距功率调节方式近年来在风电机组特别是大型风电机组上得到了广泛应用。; (3)结合变桨距功率调节技术的应用以及电力电子技术的发展,大多数风机制造商开始使用变速恒频技术,并开发出了变桨变速风电机组,使风电机组的转速可以随风速的变化而变化,进一步提高了风电机组的效率。 (4)目前,全球所安装的风电机组90%以上采用了变速恒频技术,而且比例还在逐渐上升。; “系统友好型”风电场一般具备三个特征: 1)具有功率预测系统,具备短期和超短期功率预测能力,满足调度运行需要; 2)风机具有有功、无功调节和低电压穿越能力,确保电网发生波动时风机不解列; 3)集中优化配置有功功率和无功功率控制系统,实现风机的远程调节控制。; 1)风电单机容量大型化技术。可以增加风机叶轮扫风面积,提高风能利用效率和年发电利用小时数,降低发电成本。 2)低风速风机技术。一般双馈式风机的启动风速超过4米/秒,而城市周边、部分近海海域有很多低风速地区,开发利用这些风资源,需要研发低风速风机技术。直驱式风机可以在2米/秒的低风速下启动。与双馈式风机相比,直驱式风机造价较高、体积较大,实现大范围商业应用需要进一步降低成本。; 2012年,中国研制出世界第一台93米超大风轮1.5兆瓦超低风速风机,在安徽来安风电场并网发电。同时,许多国家也在加快研究降低双馈式风机的启动风速。 预计到2030年前后,双馈式风机的启动风速可低于3米/秒。 随着低风速风机技术的广泛应用,将使全球可利用的风能资源扩大2倍以上。 ; 极寒气候条件下,风机叶片容易结冰,严重影响利用效率,研究表明风能利用系数将从0.371降低到0.192,效率降低约50%。在-20℃以下的环境中,一般风机的传动机构、润滑机构、蓄电池、控制机构容易损坏,塔架、叶片材料的材质变脆,耐疲劳性大大降低。 目前,一般风机在-30℃时将自动停机。因此需要重点研究极寒条件下风机机体加热、叶片表面涂料、耐低温材料等技术,解决风机耐受极端气候问题。; 1)高精度风功率预测技术,能够有效降低风电波动对电网运行的影响,提前安排机组发电计划,减少备用容量,保证电网安全可靠经济运行。 2)随着预测模型和方法的改进,以及遥感系统获取的全球大气数据质量的提升,风功率预测精度,特别是中长期预测精度将不断提高。 3)由于风电、太阳能发电、水电出力特性,在不同时间尺度上具有一定互补性,通过联合调控,可以实现水、风、光等电源协调运行,使发电出力更加平稳,提高输变电设备利用率和供电可靠性。; 总体来看,风电技术发展将进一步提高风能利用效率、降低成本。 陆上风电成本将降至0.4元/(千瓦·时)以下,海上风电成本可下降到0.6元/(千瓦·时)以下。 根据当前研发进展看,风电技术有望在2030年前后全面成熟,相对其他清洁能源发电,风电成本优势明显。;4.2 我国风能的分布;中国风能资源分布;风电项目;大型风力发电厂;大型风力发电厂;大型风力发电厂变电站;4.3 国内外风电发展概况;中国风电装机容量发展; 我国风电技术与国外有明显的差距,2006年,我国新增风机市场MW级以上还不到30%,累计MW级机组只占总机组数量的11%; MW级以下机组多采用定桨距定速恒频技术,运行效率较低,而MW级以上变桨距变速恒频风电机组还处于试运行阶段,其国产化率为70%左右,关键设备还依赖国外。;失速调节; 风力发电技术目前还在不断发展,主要体现在单机容量的不断增大,通过采用更高的塔架捕获更多的风能。 风电场未来的发展趋向将集中在: (1)提高机群安装场地选择的准确性,合理性。 (2)提高运行的可靠性、稳定性,实现运行的最佳控制。 (3)单机容量在1MW以上的风力发电场将占据主导地位。;4.4 风能发电系统和主要设备;4.4.2 系统组成及主要设备;叶片;风力发电机组内部结构;一般的风力发电机组主要由叶轮、传动系统、发电机、调向机构及控制系统等几大部分组成,如上图所示。;风力发电控制系统逻辑关系;4.5 风力发电系统关键控制技术;▲定桨距控制:是指风轮的桨叶与轮毂刚性联接。桨距角保持不变,随着风速增加攻角增大,分离区形成大的涡流,流动失去翼型效应,与未分离时相比,上下翼面压力差减小,致使阻力增加,升力减少,造成叶片失速,从而限制了功率的增加。;▲失速控制:依赖于叶片独特的翼型结构,叶片本身结构较复杂,成型工艺难度也较大,随着功率增大,叶片加长,所承受的气动推力大,使得叶片的刚度减弱,失速动态特性不易控制,所以很少应用于MW级以上的大型风电机组控制中。 ;(2)变桨距调节;(3)主动失速调节;4.5.2 变速运行技术; (3)系统效率高。变速运行风力机以最佳叶尖速比、最大功率点运行,提高了风力机的运行效率,年发电量可比恒速恒频风电机组提高10%以上。 (4)改善功率质量。由于风轮系统的柔性减少了转矩脉动,从而减少输出功率的波动。 (5)减小运行噪声。低风速时,风轮处于低速运行状态,使噪声降低。;风力发电机组的两个主要设备: 风力机、发电机;风力机现场事故;演讲结束,谢谢大家支持;;;;生活 图标元素;

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