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【关键词】分布式;节能;可再生能源;供电;环保
引言
在大电站建设周期长、投资高、环境污染严重,分布式电源系统因其较低的初投资,适合可再生能源应用等特点在世界能源领域越来越受到重视。分布式电源与集中发电、远距离输电和大电网供电的传统电力系统相比,克服了传统系统的一些弱点,成为其不可缺少的有益补充,二者的有机结合,是新世纪电力工业和能源产业的重要发展方向。
1.分布式电源系统
分布式电源是指各种集成或单独使用、靠近小型用户、容量在几kW到50MW的模块化发电装置,其与能源管理和储存系统(如超导储能)相结合,用于改善输电系统的运行。分布式电源可位于终端用户附近,可为在不适宜建设集中电站的地区和输电网末端的用户及输配电系统提供能源,能够有效降低热、电、冷等远离能量输送损失和相应的输配电系统投资,为用户提供高品质、高可靠性和清洁的能源服务。
分布式电源根据燃料不同,主要有燃用化石能源、燃用可再生能源和燃用二次能源及垃圾燃料等几种。燃用化石能源的动力装置有:微型燃气轮机、燃气轮机、内燃机、常规的柴油发电机、燃料电池;利用可再生能源发电技术有太阳能发电、风力发电、小水利发电、生物质发电等;利用二次能源的有氢能发电技术。根据用户需求不同,则可分为电力单供、热电联产方式(CHP)和热电冷三联产(CCHP)等方式。
2.分布式电源系统发展的现状
随着对供电可靠性、电能质量的要求不断提高,新型发电技术和储能技术不断涌现,具有较高能源利用效率的分布式电源系统得到了快速发展。美国在1978年颁布公共事业管理政策法后,正式开始推广建设分布式电源系统,随后日本、德国、荷兰、丹麦和加拿大等国家的分布式电源系统也得到很大的发展。我国的人口、资源和环境问题面临巨大挑战,分布式电源系统是保证我国能源可持续发展战略实施的有效途径之一,发展潜力巨大。
《中华人民共和国节约能源法》鼓励发展下列通用节能技术:推广热电联产、集中供热;提高热电机组的利用率;发展热能梯级利用技术,热、电、冷联产技术和热、电、煤气三联供技术,提高热能综合利用率。
2010年统计表明,中国、德国、美国、日本分布式电源装机规模分别为3384、3346、2592、1555万千瓦,占总装机比重分别为3.5%、22.8%、2.5%、5.5%,图1显示了我国分布式电源装机的基本构成。
图1 2010年我国分布式电源装机构成
3.分布式电源系统的优势
3.1 节省输变电投资
分布式发电装置直接安置于用户近旁,没有或仅有很低的输配电损耗,无需建设配电站,可避免或延缓增加输配电成本。
3.2 供电可靠性高
分布式电源系统的动力装置相互独立,与大电网并联运行,可有效降低电力负荷波动对电网影响,电网一旦发生故障,分布式电源系统可以保证用户的供电。同时,分布式电源系统自身出现问题,电网可以提供保障。
3.3 满足特殊需求
对无法架设电网的西部等边远地区或分散的用户,对供电安全稳定性要求较高的医院、银行等特殊用户,能源需求较为多样化的用户,安装分布式电源系统可有效减少输电损失,并可按需配置实现热电联产或热、电、冷三联产,提高能源利用率。
3.4 清洁环保
分布式电源系统一般采用清洁燃料作能源,减少了粉尘、SO2、NO2、CO2废水废渣等排放,由于减少了输变电线路和设备,电磁污染和噪声污染很低,具有良好的环保性能。
3.5 综合利用率较高
分布式电源系统可在某一个小的范围内实现热、电、冷三联产,解决了冷能和热能无法远距离传输的问题,且为能源的综合梯级利用提供了可能。
3.6 为可再生能源的利用开辟了新的途径
我国可再生能源资源丰富,但可再生能源能流密度较低、分散性强,且可再生能源利用系统规模小、能源利用率较低,不适于集中供能。分布式电源系统为可再生能源利用的发展创造了条件。
4.我国发展分布式电源的资源条件和产业基础
我国陆上离地50m高度风能的技术可开发量为23.8亿kW,风能资源80%分布于“三北”和东南近海,适宜集中式开发。可利用的分布式风能资源主要分布在华北、东北、东部沿海以及部分内陆区域。可开发潜力为6000-8000万千瓦。
目前我国风电设备制造能力逐步提升,年产能超过2000万千瓦,但机组设计、关键控制部件等核心技术还有待突破。
我国太阳能资源丰富地区约占国土面积96%以上,除四川东北、贵州、湖南、湖北等地太阳能发电年等效小时数低于900小时以外,其他地区年等效小时数均超过900小时,超过德国,具备发展分布式光伏系统的条件。根据我国可安装太阳能系统的屋面面积的10%测算,光伏系统安装量可达1亿kW。
目前我国光伏组件年产能超过4000万千瓦,约占世界3/4,产能过剩,但逆变器、控制及成套设计等核心技术仍与国外存在一定差距。
统计表明2012年,我国天然气占一次能源比重为5.5%,但我国天然气储量小,对外依存度高,存在较大风险和不确定性。目前天然气多联供发电机组大多为进口。
基于上述特点,结合我国经济发展和环保要求,跨区远距离输电、区内集中式发电与积极推动分布式电源三者缺一不可:大电网集中式供电是我国电力供应的主体方式,分布式电源是重要补充。各个地区应根据各地区的资源和经济发展情况不同,开展不同分布式电源发展方式。
5.小结
推广分布式电源可减少土地占用,节省投资,弥补大电网在安全稳定性方面的不足,且可满足某些特殊需求、清洁环保。总体来看,我国对分布式电源系统的研究和应用尚处在起步阶段,需加大对分布式电源技术的研究力度和政策引导,吸引社会资本的积极参与,注重发达国家的成功经验,为我国分布式电源技术的研究和应用提供借鉴。
参考文献
[1]雷金勇,谢俊,甘德强.分布式发电供能系统能量优化及节能减排效益分析[J].电力系统自动化,2009,33(23):29-36.
关键词:可再生能源;风力发电;储能技术
作者简介:姜书鹏(1987-),男,吉林延边人,东北电力大学电气工程学院硕士研究生。
孟祥龙(1988-),男,河北昌黎人,天津市电力公司城东供电分公司,助理工程师。
中图分类号:TM614 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)14-0209-02
风能是目前最具开发潜力的可再生能源之一,大规模开发风电是未来的必然趋势。但风电特性对电网的安全稳定、运行调度等多方面造成负面的影响,且风电资源的地域特征明显与需求呈逆向分布,资源难以有效配置。随着风电规模化,对电网的影响愈加显著,严重制约了我国风电产业的发展。
储能技术的发展为大规模并网风电场的稳定运行提供了一种新的解决途径。在风电场及其附近配套安装储能系统形成风储联合发电系统可以达到平抑功率波动的目的,在一定程度上解决了风电功率的随机性和波动性的问题,提高了风电的供电可靠性,且为电网提供一定的无功支持,提高风电电能质量,使风电成为一种灵活可控的电源。
本文简述了国内外储能技术的分类及研究现状,然后对风储联合发电系统的研究进展进行了综述,为进一步开展风储联合发电系统研究提供参考。
一、国内外储能技术研究现状
1.储能技术的分类
目前,全球储能存储方式主要可以分为三大类:化学储能,包括镍系电池、铅酸电池、液流电池、锂系电池、钠硫电池等;物理储能,包括抽水蓄能、飞轮储能、压缩空气储能等;电磁储能,包括超级电容器储能、超导储能等。储能按规模的大小可分为规模储能和动力储能。规模储能主要指服务于发电站等较大功率的储能形式,而动力储能则为用于充当动力能源的小功率储能形式。[1]
2.国外储能技术的发展
在美国“电网2030”计划中,把用于调峰的储能、用于暂态限制的储能列为2010年发展目标区域互联电网的发展目标,把高压直流储能列为2020年区域互联的电网发展目标、大容量储能技术列为优先级最高的目标技术。
目前,铅酸电池存储负载占美国电力消耗的1.5%,用于商业、工业和自动化设备的铅酸电池市场29亿美元,并以8%的年增长率增长。锂电的市场也在快速增长,用于电能存储的锂电设备规模在2007年就已经达到10亿美元,将来的年增长率会保持在50%~60%。
美国将存储技术作为新能源最优化配置的一个选择策略。能源储存技术不仅仅对任何特定资源不可替代,更是一个有价值的、用以衔接所有资源的节点,并允许传输容量增加。储能作为一个发电设备、传输设备、配电设备或者用户终端,其在电网中的作用为改善电网对大量能源的适应性,具体如下:帮助多变间断新能源系统平衡的方式之一;帮助混合电力汽车入网;减少电网传输和配电基础设施投资,以应付峰值需求,特别是传输损耗;为电网和运营商提供直接的附加服务。
欧洲电网技术发展的趋势主要是面向可再生能源系统和未来的电力系统。在电网的近期、中期及长期的研究计划中,将能量储存系统和电能质量的保证放在重要研究地位。欧盟同样关注储能技术的发展,它是解决可再生能源有效利用问题的关键。
3.我国储能技术的现状
我国开展储能技术的研究较早,部分技术的研究水平同国外差距不大,且液流电池方面通过技术收购方式处于世界领先水平。当前,我国已涌现出一大批储能制造企业,如锌镍电池的汇能科技、锂离子电池的珠海银通、钒电池的普能世纪、飞轮储能的深圳飞能、超级电容器的集盛星泰、铝电池的无锡欧力达等。这一批新兴力量的涌现必然会为我国的储能产业带来光明的未来。
二、风储联合发电系统研究现状
储能系统(energy storage system)具有动态吸收和释放能量的特点,科学合理地在风电场中配置储能能有效弥补风电的间歇性和波动性,改善风电输出功率的可控性,增强稳定性,并改善电能质量及优化系统运行的经济性。[2-3]
1.采用储能系统提高电能质量
采用储能系统提高电能质量主要是抑制电压暂降和降低电压波动等方面。
文献[4]研究了采用静止无功补偿器组成储能系统来提高电能质量的问题。结果表明,该储能系统能够进行与系统功率的快速交换,有效改善电压暂降、降低电压波动等,可以解决风电接入电网所带来的电能质量问题。文献[5]采用在永磁直驱风机的全功率双脉宽调制控制的电压型变流器的直流侧配置飞轮储能系统。结果表明,储能系统在对称短路故障消除后的电压恢复过程中,能够将剩余的存储起来用于电网电压的平稳运行,提高了风电机组的电能质量。文献[6]提出了采用超级电容器的串联和并联构成储能系统的补偿方案。串联补偿可以有效减小电压的波动性,降低电压暂降。并联补偿可以有效降低风电的不确定性。
由此可以看出,抑制电压暂降和降低电压波动等电能质量方面问题主要是抑制短时功率波动,需要储能系统具备对功率的快速调节的能力。因此,超导储能、超级电容储能以及电池储能是较适宜的选择。
2.采用储能系统增强风电稳定性
储能系统能够快速吞吐有功功率和无功功率,从而提高系统有功功率和无功功率平衡水平,增强风电稳定性。
文献[7,8]研究了采用超级电容储能系统和超导储能系统平滑风电功率输出的相关控制策略。结果表明,超级电容储能系统和超导储能系统能够有效改善风电功率输出及降低系统的频率波动。文献[9]采用集中式储能配置方式,直接将钒氧化液流储能(VRB)配置在风场出口并网母线处,以此来平抑风电并入电网的功率,从而提高了大型风场并网运行的稳定性。文献[10]提出了利用飞轮储能优化风电运行的方案。结果表明,通过对飞轮储能系统的合理控制可以有效降低风电功率输出的波动性及改善电网频率波动的双重目标。
由此可以看出,采用具有快速响应能力的储能系统可以有效提高风电并网系统的稳定性,如超级电容储能、超导储能、飞轮储能和蓄电池等。一般情况下,对于增强系统稳定性的储能系统的容量要求较小,但必须具备快速高功率输入输出的能力,并结合科学合理的控制策略才能取得最优效果。
3.采用储能系统优化风电经济性
由于风电具有间歇性和波动性,大规模并网时必然会导致系统运行经济性不高。科学合理地配置储能系统为优化风电经济性问题带来了理想解决方案,实现风电场与电网的效益最优。
文献[11]构建了峰谷电价下风电与抽水蓄能联合发电系统的能量转化效益定量评估模型。结果表明,储能系统能够将低谷时段的剩余电能转化为高峰时段的紧缺电能,并取得较好的经济效益,同时能有效改善风场功率输出的波动性,降低风电场对系统备用容量需求。文献[12]在风电出力特性和储能系统特性分析的基础上建立了风储联合运行系统收益最大化评估模型,并进行了风速预测准确度和储能容量对系统运行效率及经济效益影响的敏感性分析。结果表明,准确的风速预测和合理的储能容量能够实现风储联合运行系统经济效益的最优。文献[13]基于随机规划方法建立了风电场与储能系统的最大效益模型,并制定了储能系统的最优控制策略,采用遗传算法和神经网络混合算法优化求解。结果表明,储能系统通过减小交易的不平衡和低储高发套利能够提高风电场的效益。
可见,在风电场中加入储能系统能够有效改善风电随机性引起的系统备用容量需求增加的问题,还可以提高风电设备利用率,有效降低发电成本,促进资源的优化配置,改善系统运行的经济性。
三、结语
本文简述了国内外储能技术现状,并对风储联合发电系统研究进展进行了综述。从中可以看出,开展风储联合发电系统研究对解决风电发展难题、改善能源结构变化需求都具有重要的理论与应用价值。
参考文献:
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要】本文通过简述国际上新能源建设的发展趋势和智能电网的发展方向,分析我国新能源在开发和利用过程中遇到的问题,研究在新时期条件下,智能电网与新能源建设的协调发展、高效经营及可持续发展的主要思路。
【关键字】智能电网;新能源;协调发展;可持续发展
引言
近年来,随着全球气候变化和周边各国政局的动荡,能源的可持续利用及能源安全问题,已经成为人类今后社会经济发展的瓶颈,其对人类经济发展的制约及对环境的影响愈加明显,对构建和谐世界提出了严峻的挑战。因此,探索化石能源之外的新能源,发展新能源,建设绿色能源产业已成为全人类需要共同面对和解决的重要问题。
1.新能源发展趋势
新能源也称为绿色能源,是指通过新材料、采用新技术来替代化石能源以外的能源,其可产业化开发、系统性应用的可持续开发能源。其包含范围之广,如:太阳能、风能、地热能、潮汐能、波浪力能等14种之多,但其共同的特点为除化石能源与核能之外的可再生能源。
随着气候的变化和地缘政治等问题的影响,系统性的开发和利用新能源、提高使用效率、扩大使用范围以应对弥补常规能源对现今人类正常工作生活需求的不足。
2.新能源发展特点
由于新能源具有低污染、低排放、高热能、可再生等特点,符合国际各国对可持续发展能源的需求,因此,各国均加大了在相关领域的经济刺激。虽然,经济危机给新能源产业带来了负面的影响,但是,与其他传统行业相比较而言,新能源依旧是朝阳产业,孕育着巨大的商机和经济利益。
3.智能电网及特点
智能电网至今未有统一的定义,由其功能及特点可基本定义为:通过搭建高速和高集成性为特点的网络通信平台,以微机为载体,运用电力电子和智能控制决策等先进技术,结合现有输配电网,达成电网的实时监控和灾害预防,实现电网的信息化和智能化,最终发展为在信息上实时可靠、在成本上经济、在服务上高效优质的可持续发展的智能型电网。智能电网具有以下特点:
(1)自感及自愈性(Self-inductance and self-healing)。智能电网在信息上具有实时性,通过采集系统内部实时动态信息,对动态信息进行风险评估,确定风险等级,计算故障发生概率及发生后引起的系统震荡。通过选择智能控制决策和筛选数据库解决案例,对自感隐患进行预警(发送信息至控制中心)、控制(隔离系统内部报错元件)和恢复等手段,降低大面积停电发生的概率,保证辖区内用户用电的安全性和连续性。
(2)互动性(Interactive)。智能电网通过网络平台与用户达成实时通信,增强与区域内用户的沟通,为用户提供更加便利、更加人性化的服务,即电网实时运行状态、用户用电额度、最新电价、计划或维修导致停电信息及恢复时间等各类服务信息。
(3)安全性(Safe)。智能电网通过打造信息平台,加强了电力系统与政府、企业间的沟通,增强了电网规划中安全风险的比重,实现了电网运行中的自查自检、预防报警、控制恢复,增强了电网内的运行安全和网络安全,减少甚至避免了在突发事故中的经济损失和造成的不良影响,提高了智能电网的抗风险能力。
(4)优质高效(High quality and Efficiency)。智能电网通过网络通信平台和优化策略,不仅可以实时监测电网内的设备,对电能质量进行等级区分,还可以通过调整运行状态提升某个节点的使用效率,实现低运营成本下的优质电能输送。
(5)兼容和多元化(Compatibility and Diversification)。智能电网通过网络信息化平台,以输配电网为载体,以电力电子和智能控制等先进技术为决策,将系统内的设备监测、电能检测、自查预警、控制恢复、能量调度、配电管理、信息服务等模块统一集成在智能电网平台中,实现了不同业务和各类的信息交互。
同时,作为可持续发展的智能电网,增强了可再生能源发电和电力储能系统的接入,摆脱了传统的远端集中发电,实现了分散发电的集中利用,扩大了电力系统的调节的资源范围,满足了用户用电需求与自然环境的和谐发展。
4.智能电网与新能源协调发展
实现智能电网与新能源的协调发展是实现可持续发展能源战略的基础,大力发展作为今后电网发展方向的智能电网,是提升电网资源优化配置,满足新能源分布式发电大规模集中接入的需求。
4.1智能电网与新能源发展瓶颈
智能电网与新能源产业,作为两个门类来讲发展历史较短,基础设施和相应技术开发不全面,因此造成了智能电网与新能源发电两者在规划上不协调、运行管理方法不一致、技术标准不统一、项目审批建设政出多门等问题,严重制约了智能电网与新能源发电的普及和发展。
4.2智能电网与新能源协调发展
实现智能电网与新能源的协调发展需要从政策支持、发展速度、发展规模、开发技术等方面得到保障。新能源的发展应该在发展速度上与智能电网的速度匹配,在开发技术上,提升自身发电的可靠性与可控性,满足智能电网分布式发电集中式接入的需求,提升电网的灵活度。智能电网应在建设为友好电网的前提下,在建设规模上与新能源产业均衡,平衡新能源发展的要求,为今后在政策配套的基础上,新能源发电的并网提供条件。
4.3智能电网与新能源协调发展体系
关键词: 智能电网;技术;配电;输电
Abstract: With thedevelopment of society,the advancement of technology, smart gridthis emerging technologyis increasinglyconcerned aboutthe power sectorat home and abroad.Smart Grid isnow thecountry'selectricity networkand systemconstruction of the maintopics.Because ofthe smart gridhas manyadvantages and features,so in modernpower construction projectshas beena great development.This paper summarizes thesmart gridconcept and characteristicsof itssmart grid technologiesproposedexplanation, combined with China'ssmart grid-relatedsituation anddevelopment has madebrief.Keywords:smart grid;technology;distribution;Transmission
中图分类号:F407.6文献标识码A 文章编号
1智能电网的概念
据国家电网中国电力科学研究院的智能电网定义为:以物理电网作为为基础,把先进的现代化控制技术、信息技术、传感测量技术、计算机技术、通讯技术和电网高度集成而形成的新型电网。智能电网的优点是,其可以满足用户对电量的需求,并且可以优化资源的配置,确保电力系统的电力供应的经济性、安全性、可靠性。智能电网适应现阶段电力系统对智能化的需求,也满足人们对环保、电能质量、电力市场化的要求。
我国提出的“坚强智能电网”,注重电网的“坚强”两字。其目的就是加强电网应对故障的能力。“坚强智能电网”是在特高压电网的基础上建设的,是在通信平台上进行智能化控制的,在电力系统各个环节,各个电压等级创建出坚强的、高效的、环保的、经济的智能化电力系统。
2智能电网的特点
智能电网有以下五方面特点:
坚强:意为电力系统中的网络分布可学、合理,适合于各大环节、各个电压等级协调发展,且对电力系统的保护措施到位。电力系统具有良好的静态、动态稳定性。在电力系统发生故障或干扰时,能及时处理。
集成:拥有统一平台和规范,来实现电力系统信息的整合。电力企业、电力生产等部门的管理具有更标准的、更细致的流程和考核评估体系,这样可以不断的提高企业或国家部门的管理和运营能力。
兼容:电网系统可是适应分布式发电、集中式发电模式,并还可以适应多种能源接入电网中,尤其对环保的、清洁的可再生能源进行接入。其目标是建立起一个环保的、节能的电力系统。
互动:用户的接口衔接良好,可以实现人与机的大规模互动、模拟、联系,从而实现对整个电力系统网络的优化建设。
自愈: 电网利用广域测量系统等先进检测技术实现对全电网系统的测量、检测,工作人员可以实时了解电网系统中各个环节的运行状况,并且准确、快速的诊断出故障,并积极的进行预防故障措施。发生故障或干扰时,系统自动进行最优化的故障切除,且准确、快速,其目的是确保电网中的无故障部分可以安全运行,从而使整个电力环网系统得以自动的恢复正常。
3智能电网的相关技术
智能电网的相关技术的对象为发电、输电、配电和用电各环节的电力系统,其运用现代化的先进电网控制技术,并将其可学有效的进行结合,从而实现电网中各个部分、各个环节的信息可以进行有机的联系和智能的交流,将发电、输配电、使用三个环节进行充分的优化。智能电网的关键技术是以先进的通信、信息技术为基础的,所以电网的发展方向是更安全、更灵活、更经济、更清洁的“智能电网” 。
(1)智能发电的主要技术领域
①常规能源技术:对大型的能源基地机组群的接入电力系统的协调控制系统、设备进行研发:对核电、火电、水电机组控制系统进行优化;研究开发故障诊断和设备、机组运行状态监测等的系统;研究开发常规电源的调峰、参数实时检测、常规机组迅速调节技术等。
②清洁能源技术:研究可再生能源的发电站综合控制和其安全性、可靠性评估系统、研究大规模的、可再生的能源接入电力系统的安全稳定控制系统、研究风光储互补发电及接入系统、研究可再生能源功率预测等系统;把研究的重点放在系统仿真、并网运行控制、功率预测、光伏电站、风电场的建模等现代化先进技术研发。
③储能应用技术:对各种储能设备的技术特点进行综合研究,可以在化学电池储能装置、抽水蓄能电站的智能调度和运行控制系统等方面进行重点的技术攻关;对大容量的储能设备进行研究。
(2)智能配电网的主要技术内容有:
①配电网的数据进入通信网络。
②先进的传感测量技术。
③先进的保护控制技术。
④配电系统自动化。
⑤高级测量体系,此体系可以按照要求或者既定的模式催用户用电数据进行收集和测量。
⑥DER 的并网技术 ,其包括微网和DER 在智能配电网中“即插即用”模式。
⑦DFACTS是柔流输电技术在配电网中的延伸 ,其包括动态潮流控制和电能质量。
⑧故障电流的限制技术,其是利用高温超导和电力电子技术来限制短路电流。
(3)智能输电主要涉及的技术领域:
①柔流输电技术:进行柔性的输电智能运行、智能调度、重要设备的智能控制、监测等基础理论研究;研究发明大容量,高电压等级的柔流输电装置,包括静止同步补偿器、静止无功补偿器、可控并联电抗器、晶闸管控制串联电容器、故障电流限制器等;研究在酒柔流输电装置配制时出现的常规控制保护配合问题和全局性技术问题。
②柔性直流输电技术:大力研究开发柔性直流输电系统和柔性直流输电系统的核心设备;研究柔性多端直流输电技术;研究开发大功率绝缘栅双极型晶体管的技术。
③输电线路智能化巡检技术:研究开发直升机或者无人机智能巡检技术;研制开发标准化、模块化、小型化的空中机载巡检设备,从而实现空中机载智能巡检系统的嵌入式、低功耗、集成化;研发小型无人机飞行平台;对无人机飞行控制、导航系统准度和精度控制技术进行研究,长距离实时通信技术;对线路巡检实时数据分析诊断系统进行研究。
4、我国的智能电网技术的发展现状
目前我国与发达国家的智能电网技术相比较为落后,不过国内的科研机构和电力企业都很关注智能电网的发展。相信在不久的一天我们会赶上发达国家的技术水平,并且超过他们。我国的电力龙头国家电网,提出要以自动化、信息化、互动化、数字化为特征的“坚强智能电网”的发展目标。
我国智能电网发展现状:
(1)东南沿海地区电负荷较大。
(2)分布式发电模式较少
(3)对用户侧智能的要求低。
(4)侧重发展长距离输电
(5)我国侧重发展的力度由大到小,依次为输变电侧、配电侧、用户侧
7结语
智能电网是把电力系统和先进的设备和计算机技术相结合而成的。此电网可以在电力系统失去控制、发生故障之前进行自我预控、自愈,它拥有更高的自我调控性。对电力用户来说,它供应的电力可以更安全,更可靠。对于电力发电供电部门来说,它的能源消耗更低。智能电网在运行中,以更低的成本换来了更优秀的服务。相对于发达国家来说,我国智能电网技术起步晚,相关领域比发达国家落后较多。因此,我国要努力发展智能电网技术,我们必须选择适合我国国情的研发方向,并为之制定行之有效的计划,科学的展开对智能电网相关关键技术的研究,并将新技术应用在试点项目和示范性工程中。相信我国智能电网建设的明天会更加美好。
参考文献:
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【关键词】建筑节能设计;重要意义;原则;措施
一、加强建筑节能设计的重要意义
当前建筑在建造和使用过程中的存在严重资源浪费的问题,这与我国的国情不相符。因此加强建筑节能是实现建筑可持续发展的关键。实现建筑节能,能有效缓解我国社会经济快速发展与资源能源供应紧张之间的矛盾,有利于保障国家能源安全、提高人民生活质量、保护环境,从而更合理地利用和促进能源资源的节约和利用。节能建筑的科学定义,是在建筑过程中要充分利用阳光、雨水等可再生能源,最大限度地节水节电。而建筑行业是用能大户,因此,发展节能建筑正好适应了整个建筑行业发展的需要。
二、建筑节能设计的原则
2.1最大限度降低能耗
在建筑设计中,不仅要注重使用过程中的节能,还应考虑蕴含在建筑材料本身中的能源消耗量。在满足使用功能和结构安全的前提下,应尽量选用生产能耗低的建筑材料,以及钢材、铝材这些回收利用率较高的建筑材料,实现建筑的可持续的同时也一定程度上避免了建筑垃圾的产生量。尽可能的选用地方性的材料,减少运输过程中的能耗和污染。
2.2以人为本
绿色建筑设计的重要任务是在减少能源消耗的前提下确保使用者的健康,要保证室内空气质量、热环境、噪音和电磁场辐射等综合环境。尽可能地采用低毒或无毒材料,如使用无毒或低毒性涂料,建材甲醛或 Voc 含量最少,采用陶瓷、硬木等硬装修地面等。选择材料时尽量减少木制品、地毯、涂料、密封膏、织物等潜在的对健康不利的污染物,合理组织自然通风,设置进风口和必需的出风口。改善室内热环境,提高人体舒适性。合理进行自然采光,即满足人类健康的需要,又满足视觉美学的需要,同时达到节能的效果,采用吸声材料来提高建筑的隔音效果。
2.3减少建筑使用过程中的能耗
建筑使用过程中会消耗大量的能耗,应重点从建筑本身来做好节能设计。 可通过建筑体形设计达到节能效果,如总体布局、平面形状、体形系数和朝向等因素,都与建筑的节能有很大关系。合理设计建筑的墙体、门窗、屋顶及有效遮阳,提高围护结构的保温隔热性能,也对建筑节能有着重大意义。
三、建筑节能设计的措施
3.1建筑外墙保温节能的设计
在建筑的基本形式不能改变的情况下,建筑节能设计可采用外墙外保温技术的建筑节能改造模式,改造时可多考虑节能保温涂料与轻型保温板材等技术的复合运用。目前,高效建筑绝热材料的使用和复合墙体的做法在国内不断推广,其中,性能最好的还是聚氨酯保温材料及其施工技术,施工实践证明,粘贴聚苯板外墙外保温体系和浇筑聚苯板外墙外保温体系相比,聚氨酯硬质泡沫的保温性能更优越、更接近于节能65%的要求。对某些较为重视建筑视觉形象的特殊工程,节能设计可采用外墙外保温技术和外墙内保温技术相结合的节能改造模式。改造时,因其支撑结构相对独立,各种技术运用的空间较大,可考虑以原有墙体作保温加固处理后再进行外包,宜采用各类型节能保温板材辅以保温辅料,并配合节能保温门窗等共同使用。
3.2合理布局,改善微气候
为了保障生态系统的平衡,使得建筑融入周围的环境,这就要求我们在规划中必须具有一种整体观,必须根据气候、周围的自然生态环境、人文环境等方面做好建筑区位以及建筑类型的选取工作,另外建筑师必须根据场地的气候环境、地势、地貌等对建筑群做好合理的布局,使得各个不同的建筑物相互和谐,构成一个有机的整体,以构造良好的建筑群落内的微型气候环境。为此,应做好以下工作:(1)建筑物朝向要有利于采光。基地应选择在向阳的地段上,“坐北朝南”是我国北方民居的建筑朝向定式,对于严寒和寒冷区住宅朝向,应以南北向为主,这样可使每户均有主要房间朝南,对争取日照有利。各地城市最佳建筑朝向范围不同,因此合理选择建筑朝向对争取更多的太阳辐射量是有利的。另外选择满足要求的日照间距。住宅建筑高密度的开发和建造容易造成楼栋之间因间距不足形成日照遮挡,为此各地区均有针对本地区所处地理纬度、日照卫生标准及城市环境条件而确定的日照间距标准。(2)利用建筑物组合,争取有利风向。充分利用建筑物本身的不同的组合对空气流通的不同作用合理确定建筑群的平面形式以及竖向布局,从平面形式来说,有自由式、错列式、斜列式等,这些方式能够使得建筑物前后形成正负风压,有利于组织风压通风,从竖向布局来说,应当错落有致,但是较低的建筑要布置在夏季迎风的前端,从而有利于季风的渗透。(3)利用植被改善微气候。要充分利用植被绿化改善建筑群内的自然亲和力,美化环境,降低城市热岛强度,调节局部微气候,实现良性氧循环。对此,乔木和灌木是很好的选择,它们能提供足够氧气,而草坪能够提高绿化率,但供氧效果不佳,因此在居住环境中要坚持乔灌草相结合的原则,通过其科学配置来保证植被的生态功能,防风降噪、滞尘降污、杀菌放氧、降温增湿、涵养水源等健康功能、对建筑风环境的优化功能以及微气候的调节功能。
3.3建筑门窗结构节能设计
在对建筑节能设计时要重视门户的保温效果,建筑设计工作人员要不断的降低门窗结构的导热性,只有这样才能提高其建筑的整体保温性能。建筑设计人员可以通过各种有效途径如增加玻璃层数或者厚度,采用新型建筑节能材料等方法。现阶段我国建筑节能设计中采用密封中空玻璃或者平板片玻璃较多,设计时一般采用隔框进行分开,以进行密封,使玻璃层形成干燥空间,还可以借助在密封空间放置干燥剂实现玻璃内表面和外表面温差平衡,从而保持建筑窗户有良好的透明度和洁净度,密封空间内部的空气具有静止的特点,可以提高整个窗户的保温性,同时,建筑建筑的窗户大小也对建筑的整体保温效果产生影响,建筑窗户的大小要根据相关设计的比例,主要是参考建筑设计门窗比例,只有保持合适的窗墙比例才能最大限度的实现节能降耗、提高入住舒适度的目标。
3.4可再生能源利用
(1)地源热泵空调系统。通过利用该类型空调可以使使住宅外的空调外挂箱消失,提高建筑外立面原有的平整。地源是一种通过利用地热资源的高效节能、零污染、低运行成木的高效节能空调系统,包括土壤式(垂直埋管和水平埋管)、地下水式等多种应用方式。(2)太阳能。可再生能源将是未来人类的主要能源来源,而太阳能发电的商业化开发和利用已经成为重要的发展方向。对于太阳能光伏屋顶发电系统以其易于安装、功率稳定、寿命长久等优势而成为当前重要的光伏应用。而在经济、技术较为发达的长三角、珠三角等地区已经基本具备了太阳能光伏发电系统大规模安装条件。
四、结束语
我国是能源消耗大国,节能将是我国未来建筑设计一个发展趋势。因此加强建筑节能设计,合理地使用节能设计方法,提高能源的有效利用率,不断进行自我完善,必将促进全社会建筑节能技术的进步。
参考文献:
[1]芮菲菲.住宅房屋建筑节能设计关注点探析[J].中华民居,2012(2)