我国能源互联网发展现状研究论文

如今，科技的发展已是越来越快，科技的成就让世人瞩目，特别是互联网的发展，自20世纪90年代以来，全球政治、经济的总体格局保持和平与发展的同时，经济全球化步伐迅猛加快，科技进步的趋势日新月异。许多先进发达国家的信息网络化极大地推动了该国经济的发展，我国网络发展较慢，但近几年发展迅速，随着互联网的迅猛发展，一些问题也逐渐出现。 一、中国互联网发展的历程 互联网在中国的发展历程可以大略地划分为三个阶段： 第一阶段为是研究试验阶段（E-mail Only） 在此期间中国一些科研部门和高等院校开始研究Internet联网技术，并开展了科研课题和科技合作工作。这个阶段的网络应用仅限于小范围内的电子邮件服务，而且仅为少数高等院校、研究机构提供电子邮件服务。 第二阶段为至1996年，是起步阶段（Full Function Connection） 1994年4月，中关村地区教育与科研示范网络工程进入互联网，实现和Internet的TCP/IP连接，从而开通了Internet全功能服务。从此中国被国际上正式承认为有互联网的国家，之后，ChinaNet、CERnet、CSTnet、ChinaGBnet等多个互联网络项目在全国范围相继启动，互联网开始进入公众生活，并在中国得到了迅速的发展。 第三阶段从1997年至今，是快速增长阶段。 国内互联网用户数97年以后基本保持每半年翻一番的增长速度，截止到2013年年初，我国网民规模达亿，全年共计新增网民5090万人，互联网普及率为，同时我国域名总数为1341万个，其中“.CN”域名总数为751万，占比为56%。中国网站总数（即网站的域名注册者在中国境内的网站数，包括在境内接入和境外接入）继续回升至268万个。 二、我国互联网发展中的问题 1.和发达国家之间存在一定的差距。信息网络化使我国面临数字分化的挑战，也有人管这个叫做信息鸿沟，有条件者可以上网，能从网上得到更多的信息资源，无条件只有徘徊在网络的大门之外，这点表现得非常突出。国与国之间，发达地区和不发达地区网络鸿沟存在明显差距，周边国家信息网络化也在对我们提出挑战，在发达国家进行大规模信息网络化建设的同时，亚洲许多国家也在竭尽全力地推进国家的信息网络化建设。周边国家都在利用信息网络化发展自己的经济，并已经取得显著的成效，这对我们是严峻的挑战，也是前进的动力，我们一定要努力拼博，使我国与其他国家之间的信息鸿沟降到最低。信息网络化对法规制度也存在问题，尽管我们已经有自己的法律法规，但仍存在着种种不能适应信息化发展的因素，所以，还需要进一步深化改革。比如，当下最常见的侵犯信息知识产权的事件经常发生，信息知识产权还没有得到切实有效的保护；信息知识产权资本化的进程也还受到种种制约，如此之类。 2.互联网上存在的不良现象。大家都熟悉360与腾讯打官司的事，这是诚信问题的典例，假如，当我们看到电脑上没有我们熟悉的QQ与360时，我们是否会觉得我们是没有龟壳的乌龟呢！因此，互联网立法监管问题必不可少，通过国家监管网络和网络公司便能有效的消除群众的怀疑，也能防止虚假信息泛滥。随着经济社会科学技术的发展，计算机信息技术也日益得到成熟，新的犯罪也随之产生，网络，网络拐卖还有网上倒票等等，这些违法行为都是伴随着网络而来。我们不否认网络带来的好处，但也得承认网络的弊端，用一些实名登记买票的方法虽可以防止网上倒票，但网上买票的一些“钓鱼网站”又春风吹又生了，这些都是问题。 3.互联网发展中带来身体和心理方面的问题。电脑也为我们带来一定的影响，长时间上网会影响我们的身体健康，网上传递的一些不良信息，网上购物的安全性及可靠性。它在扩大人们的交往空间的同时是否也造成了现实生活中人与人之间的交往困难，电脑会影响我们的视力，如果我们长时间望着电脑的屏幕，不让眼睛作适当的休息，这样会影响我们的视力，它也会影响我们的学业，如果我们太过沉迷网上游戏，把学业置诸不理，学业成绩因而下降，甚至无心向学。不过，最严重的是影响了人与人之间的沟通，由于网络的便捷性，人们只要利用互联网便能传递彼此间的讯息，甚至连通电话的时间也减少了；长此下去，这个社会就会变得冷漠，人与人之间的隔膜也会越来越大。每一个新事物的出现总会伴随着种种担心，担心的焦点不外乎暴力、色情、颓废等，好处与坏处只有一线之隔，上网亦是如此，跨越了“利”的界线便是“弊”，网络的信息很丰富，当然有好的也有坏的，至于好坏在于自己怎么去把握了。 三、针对互联网发展中存在的问题采取相应措施 1.从国家角度大力发展互联网事业。要想缩短与发达国家之间发展的差距，要从国家角度重视互联网的发展，大力发展互联网产业，充分利用信息网络化的优势来为我国经济服务。因为“十五”计划提出：建设一批重大高技术工程，主要是高速宽带信息网等；以信息化带动工业化；建设信息技术设施，提高网络容量和传输速度；广泛应用信息技术，推动信息技术在国民经济和社会发展各领域的广泛应用；发展电子、信息产品制造业。所以，只要这些工作做好了，信息网络化所带来的种种挑战都将被我们战胜，从而推动我国经济的发展，为营造和谐社会打下坚实的基础。 2.加大互联网的安全工作。由于互联网的特殊性，因此对于信息安全的问题，尤其关系到一些重要信息的传送，国家信息基础设施的建设一定要快速而高效，而且保证信息的安全，要想获得较好的治理效果，国家必须建立长效机制，同时提高社会监督体制的效能，相关管理部门加强对行业的监管，从而在根本上解决互联网行业目前存在的一些问题。全社会应当把维护网络安全、有序地运行放在战略的高度审视，呼吁全社会要关注国家网络信息安全和法制建设，提高全民网络与信息安全意识，加快完善我国网络安全立法和法律规范机制，维护国家的整体利益，促进信息产业的健康发展。 3.正确使用互联网。互联网作为新兴事物是生产力发展的必然产物，我们要用辩证的态度对待他，应该利用和发挥互联网的优势，并积极运用互联网为我们的生活学习和工作带来便利。并且要正确的分析互联网带来的不良影响，在实际的运用中规范完善，比如，购物时，到正规网站购买，不要贪便宜而，远离一些违法的网站，避免一些不良网站带来的影响，同时要适当进行运动，劳逸结合，上网后注意进行锻炼和清洗脸部，多做眼睛保健操，保护颈椎和眼睛，避免对身体造成伤害。 四、总结 总之，互联网的发展带给我们有利有弊，我们应该重视互联网发展中存在的问题，找出解决的措施，通过努力解决问题，我们应该将信息网络化带来的挑战视为一种动力，努力应对，满怀希望迎接下一个发展与飞跃。

作者：聂光辉

民主、平等对待能源体系要素是能源互联网发展理念中的核心

确切的讲，中国的能源互联网从一个产经领域的概念转变为一个政经领域的概念，始于2015年9月，中国在联合国会议宣布，中国倡议探讨构建全球能源互联网，推动清洁和绿色方式满足全球电力需求。很显然，此时全球能源互联网概念从那时起已上升到国家战略层面。从一个概念归属的划分尽管在内涵和外延上保持了一致，但为了促进清洁能源利用的，由国家电网公司倡导的全球能源互联网概念并没有全面保持能源互联网概念在产经领域里的独立性，而将全球能源互联网解读为以电力系统为核心的泛在坚强智能电网。

绿色、低碳是能源产业技术的发展方向，在如何对待不同能源体系要素问题上，国家能源政策有没有针对能源本质属性上去制定，都值得商酌。传统化石能源与绿色能源之间的对抗关系将在能源互联网的实践过程中突出表现，不可忽略的是能源本身有谋求自身出路的诉求。在淘汰落后过剩产能的过程中，如何从市场竞争的角度出发而不是受约束于体制因素，将是未来能源体系要素能否真正受到民主、平等对待的关键。

从广义的能源互联网概念出发，能源互联网就是在“互联网+”的形势下，以现有的能源领域的能源体系要素为基础，在能源利用与消费、环境责任承担上都应趋向民主、平等。能源互联网不仅给传统能源行业带来了变革，而且带来了以数据信息、技术驱动等为内容的商业契机。

打破旧的能源供应、消费鸿沟，释放壁垒红利，是能源互联网属性要求

传统的能源供应与消费，因供应主体缺乏民主，或因消费主体经济状况不佳、能源配置话语权不足，导致在能源消费过程无法做到高效利用或被平等对待，以至于在传统的能源领域，形成了非常明显的供应、消费鸿沟。

在我国，在传统能源供应与消费中，鸿沟现象表现较为突出的是电力、石油等。目前，体制改革已经在传统能源体系中悄然进行，比如基于新电改指导意见的电力改革方案及其措施，业已逐步获得了市场的认可。但是能源体制改革的步伐还是较为缓慢，鸿沟现象还是依然存在。

从能源互联网属性要求出发，不仅要求变革旧的能源系统的物理层面，而且要求革新能源体制层面。在“互联网+”行动计划刮遍各行各业的角落时，所谓的能源领域的互联网思维被唤醒了，有人称之为能源的“互联网精神”。所谓的能源的“互联网精神”应是互联网信息技术的商业价值的成功，向能源领域传递了一种能源在供应、消费上的民主意识、平等意识。因此固有的能源体制将在能源互联网时代被打破，而市场竞争环境以及商业主体也将呈现多样化。

能源体制壁垒的存在实则是政府过度干预能源市场化流通交易的结果，在特定的历史时期，能够快速的发展能源，为国民经济起到了强有力的支撑。但随着市场体制的健全，依然受到体制壁垒保护的能源领域，产能过剩、垄断等特征就会对能源发展战略掣肘。

能源互联网将实现能源领域的纵横向突破，跨界融合成趋势

所谓的纵向突破，是指打破能源在生产、运输、存储、经营以及消费等过程中的体制与技术壁垒，实现能源从生产到消费的自由流动。所谓的横向突破，是指打破传统能源在规划、运行与经营以及消费领域的独立性，实现传统化石能源、绿色能源间的基于能源体系要素被民主、平等利用基础之上的协同效益。

能源领域的纵横向突破，将为所有的能源体系要素创造了一个自由的市场化竞争环境，打破了传统能源产业之间的供需界限，很大限度的促进油、气、电等一、二次能源类型的互联互通。

除了体制的限制导致能源体系要素间的耦合程度不高，另外一部分原因在于人类发展能源史上的认知限制。能源领域的纵横向被打通，将有效刺激能源行业内部的重组并购以及能源行业与其他行业的跨界融合。

大数据为基础形成有效数据将催生能源互联网信息增值服务

数据已经渗透到每一个行业和业务职能领域，且成为了一种重要的生产要素。大数据是信息化经济时代的一个特征，海量的数据也将充斥整个能源系统，而以大数据为核心的商业模式在能源互联网领域中的诞生应当以有效的数据信息为依托。

能源互联网中，有效的数据信息是指在能源要素在生产、流通、消费等闭环中形成的各种数据，在经过数据挖掘、筛选后所提炼出的包括能源生产信息以及用户的消费习惯、生活方式等在内的商业信息，能够构成重要的生产要素的数据信息。

有效的能源数据所催生的信息增值服务，其商业主体不仅包括传统的能源企业、电力企业、可再生能源企业等，还包括互联网企业在内的跨界的商业主体，它们都将有机会参与到能源互联网未来的商业竞争格局中，甚至以数据研究分析为主要业务形态的企业也将从能源互联网未来的有效的数据信息中受益。有效的数据信息的使用不仅可以实现能源配置的优化，而且有利于用户更好改善利用能源的方式，使能源在使用过程中趋向低成本，实现包括社会效益、环境效益在内的高效益。

在能源互联网中，信息增值服务的另一大机遇在于数据信息的安全领域。能源互联网给能源体系融合了开放、共享等特征时，同时也引发了国家能源战略安全、用户隐私等在内的多方面的思考，可预见的是能源互联网将更加注重信息的安全。

能源路由器、分布式能源技术等在能源互联网领域价值空间巨大

能源路由器，又称能量路由器，实则都是比拟互联网所进行的形象化的表述，但都离不开两个要求，即要求能够实现能源本身的双向流通以及信息的互联互通。市场上出现的诸如智慧能源网关，炒作的概念大于实用，其技术实质上就是微电网、智能电网等领域所倡导的能量双向流动控制器的翻版，或是粗糙的技术堆砌。目前国内能够真正满足两个要求的能源路由器尚未出现，仅仅实现的是狭义的能源互联网概念中所倡导的电力互联网的部分电力流通控制，这也是能源互联网为什么没有真正落地实施的重要原因所在。

能源路由器仍将在能源互联网未来的市场格局中占据重要的地位，在产品形态上将可能呈现多元化趋势，比如，针对煤炭行业在能源互联网未来的机遇中，煤炭开采、运输、仓储以及使用等，其信息有可能被集成到某一种只针对煤炭的特有的能源路由器上，煤炭及其信息要素所构成的煤炭互联网将作为整个能源互联网的有机组成部分存在，再比如，针对电力行业，电力在输配电过程中，广域内的电能过剩以及缺额现象可以通过针对电力互联网的特有的能源路由器实现整体平衡。从广义的能源互联网概念出发，能源路由器不应被狭隘的定义在电力互联网中的分布式自动控制和保护等领域。

从技术创新驱动的商业模式角度出发，另一个由技术驱动从而产生巨大价值空间的，分布式能源技术领域的创新值得关注。狭义的能源互联网概念侧重电力互联网的核心地位，在物理实体上，虽然在形式上也是电网+气+油+交通等系统在内的共享的大网络，但以能源有中心的发展理念还是突出了未来电力系统的核心地位，不过，也可预见的是以清洁能源利用、分布式发电技术在内的分布式能源的技术价值空间巨大，分布式能源技术可有效的让用户也参与到能源供应链中且可以扮演不同的角色，可以是传统意义上的消费者，也可以是能源供应者，或二者兼有之，目前，这也符合国家战略改革当中的优先发展清洁能源的意见倡导和政策支持。

提防市场炒作可能阉割概念内涵的风险，现阶段不宜过快标准化

能源互联网涉及行业较多，寄予了人们对于能源行业的期待。能源互联网在全球范围内都处于实验探索阶段，距离成熟的实践还有相对大的工作去做，传统能源行业与未来能源体系的竞争关系，新旧市场和管理体制的矛盾，新旧行业从业人员的观念差异，都将制约着能源互联网的标准化实施。同时，并非从挖掘能源互联网内涵出发的市场炒作，存在着将能源互联网真正的内涵阉割的风险，应当引起业内人士警惕。

中国在全球能源互联网的概念推广上已经抢占先机，国内也一直期待能源互联网相关的顶层设计。不过，换个角度想，没有能源互联网顶层设计的束缚对于能源互联网概念内涵以及商业模式的探索是有利的，而能源互联网的标准化需要更多的考虑整个能源系统的复杂性以及现实性，过快的标准化很难把握其概念内涵，如果过分具体，则极有可能从新设立行业间的发展障碍，如果过于笼统，则极有可能激发不出有效的商业模式。

能源互联网未来的商业机遇在哪里，更重要在于要把握好能源体系要素在谋求发展中的诉求是一样的，机遇和担当也应该是一样的，这样在后期的能源效益评价体系中也能体现出更大的公平，同时也应兼顾能源格局现状，以市场为导向谋求发展。（作者：聂光辉，能源互联研究与实践者，专栏作者。）

写作思路：先写出互联网发展的现状，然后畅享一下自己对互联网发展趋势的预测。

正文：

当今世界网络信息技术日新月异，互联网正在全面融入经济社会生产和生活各个领域，引领了社会生产新变革，创造了人类生活新空间，带来了国家治理新挑战，并深刻地改变着全球产业、经济、利益、安全等格局。

互联网正在成为21世纪影响和加速人类历史发展进程的重要因素，成为推动全球创新与变革、发展与共享、和平与安全的重要议题。把握互联网发展趋势，深化互联网应用，加强互联网治理，才能让互联网更好地服务人类发展。

互联网将成为全球产业转型升级的重要助推器。互联网正在为全球产业发展构建起全新的发展和运行模式，推动产业组织模式、服务模式和商业模式全面创新，加速产业转型升级。

众包、众创、众筹、网络制造等无边界、人人参与、平台化、社会化的产业组织新模式将让全球各类创新要素资源得到有效适配和聚合优化，移动服务、精准营销、就近提供、个性定制、线上线下融合、跨境电商、智慧物流等服务将让供求信息得到及时有效对接，按需定制、人人参与、体验制造、产销一体、协作分享等新商业模式将全面变革产业运行模式，重塑产业发展方式。

互联网构建的网络空间，将让产业发展更好地聚集创新要素，更好地应对资源和环境等外部挑战，将推动全球产业发展迈入创新、协调、绿色、共享、开放的数字经济新时代。

互联网将成为世界创新发展的重要新引擎。互联网已经成为全球技术创新、服务创新、业态创新和商业模式创新最为活跃的领域，互联网企业正在成为未来全球创新驱动发展中最为广泛、最为耀眼、最为强劲的创新动能源泉，成为全球技术创新、产业创新、业态创新、产品创新、市场创新和管理创新的引领者。

人口、资源、市场等驱动国家发展的传统红利要素，正在全面让位互联网创新发展的红利，互联网创新将成为推动世界持续发展的重要新动能，带着人类全面跨入创新发展的快车道，创新、智能、变革的社会正因为互联网创新加速到来。

能源未来的发展之路 能源是人类活动的物质基础。在某种意义上讲，人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。在当今世界，能源的发展，能源和环境，是全世界、全人类共同关心的问题，也是我国社会经济发展的重要问题。“能源”这一术语，过去人们谈论得很少，正是两次石油危机使它成了人们议论的热点。能源是整个世界发展和经济增长的最基本的驱动力，是人类赖以生存的基础。自工业革命以来，能源安全问题就开始出现。在全球经济高速发展的今天，国际能源安全已上升到了国家的高度，各国都制定了以能源供应安全为核心的能源政策。在此后的二十多年里，在稳定能源供应的支持下，世界经济规模取得了较大增长。但是，人类在享受能源带来的经济发展、科技进步等利益的同时，也遇到一系列无法避免的能源安全挑战，能源短缺、资源争夺以及过度使用能源造成的环境污染等问题威胁着人类的生存与发展。 能源种类繁多，而且经过人类不断的开发与研究，更多新型能源已经开始能够满足人类需求。根据不同的划分方式，能源也可分为不同的类型。按来源分为3类：地球本身蕴藏的能量 通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源。 ①来自地球外部天体的能源（主要是太阳能）。除直接辐射外，并为风能、水能、生物能和矿物能源等的产生提供基础。人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。此外，水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。②地球本身蕴藏的能量。如原子核能、地热能等。③地球和其他天体相互作用而产生的能量。如潮汐能。温泉和火山爆发喷出的岩浆就是地热的表现。地球可分为地壳、地幔和地核三层，它是一个大热库。地壳就是地球表面的一层，一般厚度为几公里至70公里不等。地壳下面是地幔，它大部分是熔融状的岩浆，厚度为2900公里。火山爆发一般是这部分岩浆喷出。地球内部为地核，地核中心温度为2000度。可见，地球上的地热资源贮量也很大。 中国目前的能源利用困难主要表现为：能源资源总量比较丰富但人均能源资源拥有量较低；能源资源赋存分布不均衡；能源资源开发难度较大；资源约束突出，能源效率偏低；能源消费以煤为主，环境压力加大；市场体系不完善，应急能力有待加强等。 因此开发新能源是能源发展的必要途径，而在我看来在开发新能源当中，核能应重点开发；理由如下： 一，由人类研究核的发展历程来看，核由难以被人发现的不可再分粒子演变成可以释放巨大能量的核反应堆，这说明每一个阶段的科学家都在埋头于发现核的秘密，从另一个角度看，核能越来越重要了。 二，核能之所以受到科学家的关注，不仅是因为人类的能源缺乏，更重要的是核能本身的巨大能量，如我们看到的太阳就是通过核聚变释放能量的，甚至我们现在利用的化石能源都是来自太阳内部的核聚变！ 三，核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中，因此核能发电不会造成空气污染。 四，核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。 五，核能发电所使用的铀燃料，除了发电外，没有其他的用途。 六，核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍，故核能电厂所使用的燃料体积小，运输与储存都很方便，一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料，一航次的飞机就可以完成运送。 七，核能发电的成本中，燃料费用所占的比例较低，核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响，故发电成本较其他发电方法为稳定。 基于以上的优点，在当下每一个国家都在大学设立了相关的课题研究核能；在我国，几所著名大学如北大，清华，浙大，中大等大学都设立了和工程与核技术专业；这再一次证明了核能就是能源未来的发展！ 然而，我认为使核能不能成为目前的主要能源的原因主要是： 1.核能电厂会产生高低阶放射性废料，或者是使用过之核燃料，虽然所占体积不大，但因具有放射线，故必须慎重处理，且需面对相当大的政治困扰。 2.核能发电厂热效率较低，因而比一般化石燃料电厂排放更多废热到环境裏，故核能电厂的热污染较严重。 3.核能电厂投资成本太大，电力公司的财务风险较高。 4.核能电厂较不适宜做尖峰、离峰之随载运转。 5.兴建核电厂较易引发政治歧见纷争。 6.核电厂的反应器内有大量的放射性物质，如果在事故中释放到外界环境，会对生态及民众造成伤害。 7.核能的释放主要通过裂核反应和热核反应（即核反应堆），但是热核反应是要利用裂核反应来实现的，而裂核反应是需要不稳定的重核，不稳定的重核主要是铀-235，这是一种很稀小资源！所以在资源方面也造成了一定的困难。 8.核技术的难度极高，所以需要尖端的技术人才，这也是一个困难。 总的来说，能源未来的发展之路即使很模糊，但这就像法拉第当年发现电磁感应定律一样，核能的未来将是不可估计的巨大！

新能源是指传统能源之外的各种能源形式。我整理了浅谈新能源技术论文，欢迎阅读!

论新能源发电技术

摘要：本文从全球能源的现状，介绍了中国能源发电技术的应用情况，发现中国新能源发电对现代化建设具有重要战略意义。进一步介绍了风力发电系统和燃料电池发电系统两种新能源发电技术。风力发电是当今非水可再生能源发电中技术最成熟、最具有大规模开发条件和商业化前景的发电方式，也是近期发展的重点。燃料电池是一种将化学能直接转换成电能的装置，它能量转化效率高，几乎不排放氮的氧化物和硫的氧化物。

关键词：新能源;风能;燃料电池;发电技术

中图分类号： F206 文献标识码： A

能源紧缺已成为制约各国经济发展的瓶颈，如何开发先进安全的新能源使用技术、如何提高能源利用率也随之成为世界各国关心的课题。欧盟就首先提出了20-20-20计划：到2020 年，可再生能源占欧盟总能源消耗的20%。2007年12月，美国前总统布什也签署了《能源独立和安全法案》(EISA)，从而大力推动新能源的使用和节能计划。另外，从环境的角度来看，为了保护人们赖以生存的地球，开发新能源也是必由之路。

一、我国能源和发电技术的现状

2011年，我国新能源发电继续保持快速发展态势，并网装机容量持续增长，发电量不断增加。截至2011年底，我国新能源安装容量达到7000万kW，居世界首位，并网新能源装机容量达到5409万kW，同比增长，约占全部发电装机容量的。其中，风电并网容量约占并网新能源装机总量的;并网太阳能光伏装机容量约占并网新能源装机总量的;生物质及其他新能源发电装机容量约占并网新能源装机总量的。

2011年，我国新能源发电量约为1016亿kW?h，同比增长，约占全部发电量的。其中，风电发电量约占新能源发电总量的;太阳能光伏发电约占;生物质及其他新能源发电约占。2011年我国新能源发电量按发电煤耗320g/(kW?h)计算，相当于节约3241万tce，减排二氧化碳9030万t。

电能是国民生活和生产的根基，无论是从能源角度，还是电力系统自身方面来看，研究新能源发电技术对于我国的现代化建设和人民生活都具有相当大的现实意义和战略意义。

二、风力发电技术

风能资源主要包括陆地资源与近海离岸资源两部分。风力发电是当今非水可再生能源发电中技术最成熟、最具有大规模开发条件和商业化前景的发电方式，也是目前新能源发展的重点方向。

1.发展现状

近年来，我国风力发电产业取得了长足发展，这与我国的风能资源丰富密不可分。据有关资料显示，陆地上离地面10米高度处，我国风能资源理论储量约为43亿千瓦，技术可开发量约为3亿千瓦，离地面50米，估计可能增大一倍;近海资源10米高经济可开发量约亿千瓦，50米高约15亿千瓦。从我国联网风电场总装机量来说，到2006 年底，我国已建成约91个风电场，装机总容量达到约260万千瓦，比2005年新增装机134万千瓦，增长率为105%。根据国家中长期规划，2015年风能发电要达到1500万千瓦，2020年要达到3000万千瓦。但是，与风电发达国家相比，我国的发展规模还很小，发展速度也较缓慢。制约我国风电发展的重要因素包括技术和制度两个方面。技术方面，风电机组的制造水平较低，风电机组性能测试设备和技术也相对落后，并缺少相应的认证机构;制度方面，风电场的运行维护水平和制度与国外风电场及国内火电生产相比有明显差距，缺乏对运行过程中出现的问题和故障的详细记录、分析。

2.对电力系统的影响

风力发电机是以风作为原动力，风的随机波动性和间歇性决定了风力发电机的电能输出也是波动和间歇的。所以，风电场的大规模接入将会带来波动功率，从而加重电网负担，影响电网供电质量和电网稳定性等。

(1)对电能质量的影响。空气气流运动导致的风速波动周期一般为几秒到几分钟，这种短周期的风速波动以及风电机组本身的运行特性可能影响电网的电能质量。首先会对频率产生影响：风力发电有功功率波动引起电磁功率的波动，由于发电机组转子惯性，调节系统很难跟上电磁功率的瞬时变化，造成功率不平衡，使发电机转速变化，系统频率也将改变。此外，风电还会对电压产生影响：并网风电机组输出功率的波动导致电压的波动，而其输出功率的频率范围正处于电压闪变的范围之内(25Hz)，因此又会造成电压闪变，最后会产生谐波电压和谐波电流。

(2)对电网稳定性的影响。对较为薄弱的电网，风电功率波动将导致瞬间电压跌落以及风力发电机的频繁掉线。在故障清除之后，发电机的磁化和转差率的增加会消耗大量无功，导致电网电压恢复困难。

(3)对调频调峰能力的影响。气流长时间、季节性运动导致的风速波动周期一般为数小时，甚至数天、数月，这种长周期的风速波动会增加现有电网调频调峰的负担。负荷曲线的低谷期常常对应了风电出力的高峰期，风电场的并网发电使电网的等效负荷峰谷差增大，大大增加了电网调频调峰负担。

三、太阳能光伏电池发电技术

1. 1 太阳能光伏电池

太阳能光伏电池发电也简称为太阳能光伏发电，被认为是未来世界上发展最快和最有前途的一种可再生新能源技术。太阳能光伏电池的基本原理是利用半导体的“光生伏打效应”( 光伏效应) 将太阳的光能直接转换成电能。能利用光伏效应产生电能的物质，称为光伏材料。利用光伏效应将太阳能直接转换成电能的器件叫太阳能光伏电池或光伏电池。光伏电池是太阳能光伏发电的核心组件。

1839 年，法国物理学家贝克勒尔 ( Edmond Bec-qurel) 发现: 将两片金属浸入电解液中所构成的伏打电池，当接收到太阳光照射时电压升高，他在所发表的论文中把这种现象称为“光生伏打效应( PhotovohaicEffect) ”。“光生伏打效应”是不均匀半导体或半导体与金属混合材料在光照作用下，其内部可以传导电流的载流子分布状态和浓度发生变化，因而在不同部位之间产生电位差的现象。1941 年，奥尔在硅材料上发现了光伏效应，从而奠定了半导体硅在太阳能光伏发电中广泛应用的基础。1954 年，美国贝尔实验室的科学家恰宾( Darryl Chapin) 和皮尔松( Gerald Pearson) 研制成功世界上第一个实用的单晶硅光伏电池。同年，韦克尔发现砷化镓具有光伏效应，并在玻璃上沉积硫化镉薄膜，制成世界上第一块薄膜光伏电池。我国2010 年 12 月投入运行的大丰 20 MW 光伏电站，是目前全国最大的薄膜光伏电站，年发电量2 300 万 kW·h。

太阳能光伏电池的工作原理如图 1 所示。

在半导体中掺加杂质制成 PN 结，以形成在平衡状态时具有的内建电场，在该内建电场的作用下分离由外界激发而生成的过剩载流子，从而形成外部电压。在光照条件下，半导体中的电子吸收光子能量从价带跃入导带，形成电子———空穴对，成为载流子。生成载流子所需要的最低能量是半导体的禁带宽度 Eg，使用禁带宽度较小的材料制作的太阳能电池可以形成较大的电流。

基于单晶硅的第一代光伏电池是目前太阳能光伏电池市场的主流，其光电转换率已达 24. 7%; 基于薄膜技术的第二代光伏电池的光电转换效率已达到16. 5% ～ 18. 8% 。由于薄膜光伏电池大大减少了半导体材料的消耗，因此具有很好的发展前景。应该指出，光伏电池在光电转换过程中，光伏材料既不发生任何化学变化，也不产生任何机械磨损，因此太阳能光伏电池是一种无噪音、无气味、无污染的理想清洁能源。2006 年，我国太阳能电池生产总量首次达到400 MW，从而超过美国成为全球第三大生产国，也是世界上发展最快的国家。

1. 2 太阳能光伏电站

太阳能光伏电站是将若干个光伏转换器件即光伏电池封装成光伏电池组件，再根据需要将若干个组件组合成一定功率的光伏阵列，并与储能、测量、控制装置相配套，构成太阳能光伏电站。

太阳能光伏电池具有很大的灵活性，不仅可以用其建设零星规格的电站，而且可以组成应用于小型、分散电力用户的太阳能光伏发电系统。这种独立运行的太阳能光伏发电系统称之为离网型太阳能光伏发电系统。

由于受昼夜日照变化及天气的影响，离网型光伏发电系统通常需要和其他电源形式联合使用，比如柴油发电机组以及蓄电池组，从而增大了电站的投资和维护费用。离网型光伏发电系统往往建在距离电网较远的偏远山区及荒漠地带，向独立的区域用户供电。西藏措勒 20 kW 光伏电站是我国建设较早的离网型光伏电站，总投资 290 万元，1994 年 12 月正式投产发电。

离网型太阳能光伏电站系统如图 2 所示。

电站的发电系统由太阳能光伏电池方阵、蓄电池组、直流控制器、直流 - 交流逆变器、交流配电柜和备用电源系统( 包括柴油发电机组和整流充电柜) 等组成。其工作原理为太阳能光伏电池方阵经过直流控制柜向蓄电池组供电，并根据需要整定蓄电池组的上限和下限电压，由直流控制柜自动控制充电。蓄电池组通过直流控制柜向直流 - 交流逆变器供电，经逆变器将直流电变换成三相交流电，再通过交流配电柜以三相四线制向用户供电。当蓄电池组的电压下降到下限电压时，为不造成蓄电池组的过渡放电，直流控制柜将自动切除其输出电路，使直流 - 交流逆变器停止工作。柴油发电机组为电站的备用电源，必要时由备用电源通过整流充电柜向蓄电池组充电，或在光伏发电系统出现故障及停运时直接通过交流配电柜向用户供电。直流 - 交流逆变器和柴油发电机组不能同时向用户供电，为此必须在交流配电柜中设置互锁装置以保证供电电源的唯一性。

当太阳能光伏电站的容量达到一定规模时，还可与电网相联，即所谓的并网型光伏电站。这时，如果本地负荷不足，则可将多余的电能输送给电网。当本地太阳能发电量不足时，则由电网向用户提供电能。因此，并网型光伏电站可以不需要使用蓄能装置，减少系统投资和维护费用。同时由于与电网的互济，提高了发电设备的利用率和供电用电的安全可靠性，是大规模开发太阳能发电技术的必然趋势。我国第一座并网型光伏电站是 2006 年建成投运的西藏羊八井可再生能源基地 100 kW 高压并网光伏电站。2010 年底全国首个光伏并网发电项目敦煌 2 ×10 MW 光伏发电项目建成投产。

四、结论与展望

本文从全球和我国的能源现状出发，分析说明了新能源发电技术是当前迫切而有实际价值的研究课题，进而具体介绍了风力发电系统和燃料电池发电系统的特点以及我国在这两个方面的发展现状。新能源不仅仅指风能和燃料电池，还包括生物质能、海洋能、地热能和光伏电池等。我国乃至全世界的新能源发电技术发展的潜力都是巨大的。在人类明天的舞台上，新能源将取代化石燃料，扮演重要的角色。

参考文献：

[1] 徐德鸿 . 新能源电力电子导论 [D]. 杭州 : 浙江大学 ,2009.

[2] 郝伟, 舒隽, 张粒子. 新能源发电技术综述 [C].华北电力大学第五届研究生学术交流年会 ,2007.

[3] 施涛.燃料电池发电系统的建模与仿真 [D].南京:东南大学,2007:5-6,63-64.

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