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电大开放教育毕业论文
开放教育是实现一校多区资源共享、校际之间学分互认的理想途径；是教师教育学历与非学历一体化、职前职后相衔接和沟通的有益探索，下面给大家分享了电大开放教育的毕业论文，一起来看看吧！
摘要 ：近年来，“翻转课堂”这一新型教学模式已经在我国各级各类教育机构得到一定程度的关注与研究，主要集中在“翻转课堂”的起源、概念、涉及到的理论等方面的探索。然而，要想真正发挥“翻转课堂”的自身特点，让学生切实感受到在教师带领下应用了“翻转课堂”这一教学模式所真正带来的积极改变，需要进行有关“翻转课堂”在教育实践中有效实施的策略研究。本文探究“翻转课堂”在远程开放教育中有效实施的相关策略，以期为“翻转课堂”在教学中的更好应用提供借鉴。
关键词：“翻转课堂”；开放教育；教学策略
一、研究背景
广播电视大学的学生不同于普通全日制高校的在校生，他们多为在职想要提升自身学历的学员，由于他们受到工作事物和家庭等方面的多重制约，导致他们无法像普通高校学生那样拥有可以投入学习的大量时间。电大系统采用面网结合的教学模式，在为学员提供大量自学资源的基础上为学员安排适量的面授课，用于重点讲解学员难以掌握的知识内容。由于很多学员缺乏主动学习的毅力和兴趣，导致他们在面授课上很难听懂教师的授课内容，在很大程度上影响着教学效果的提升。“翻转课堂”的出现，将课堂时间交给学生，让他们自主探究、讨论，教师转变为整个过程的指导者、促进者。通过前期调研与实践研究，开放教育中的多数学员和教师对“翻转课堂”这一教学模式持积极态度，认为应用得当会在一定程度上提升学员的学习效果。基于上述背景，本研究就“翻转课堂”如何在开放教育中有效实施进行相关探究，力图最大限度地发挥“翻转课堂”的自身特点，让其为远程开放教育教学效果的进一步提升提供出路。
二、“翻转课堂”核心理念与理论基础
“翻转课堂”的核心理念可以总结为“先学后教，以学定教”，就是翻转了传统的教学模式，课前，学生在家利用教师提供的视频和相关材料进行学习；课堂时间则用来解决问题，概念深化，参与合作性学习。此模式将最宝贵的学习资源———时间最大化。“翻转课堂”的理论基础主要包括以下几个：
（1）掌握学习：该理论强调目标定位，反馈矫正。“翻转课堂”的重中之重在于课堂活动中的协作、探究。
（2）认知主义学习理论：该理论认为学习是人们通过感觉、知觉得到的，是由人脑主体的主观组织作用而实现的，并提出学习是依靠顿悟，而不是依靠尝试与错误来实现的观点。
（3）行为主义学习理论：该理论认为学习是一门科学，学习过程是循序渐进的过程；而教则是一门艺术，是把学生与教学大纲结合起来的艺术，是安排可能强化的事件来促进学习，教师起着监督者或中间人的作用。十分强调强化在学习中的重要作用。
（4）建构主义学习理论：该理论认为知识不是通过教师传授得到的，而是学习者在一定的情境即社会文化背景下，借助他人（教师、学习伙伴等）的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式获得的。建构主义学习理论认为“情境”“协作”“会话”和“意义建构”是学习环境中的四大要素。
（5）人本主义：该理论强调以学生为中心，以发展学生的自我潜能和价值为目标的人本主义教育观。人本主义的核心思想就是以人为本，主张对人的“终极意义”的追求，强调人的情感体验，注重学生内心世界的发展变化及学生个性的培养。
（6）教学设计理论：以学习论、教学论、教育传播学、信息技术等作为指导思想的理论依据，采用系统方法，分析学习需求、确定学习目标和任务体系，整合教学策略、制定解决方案。教学设计的目的是实现教与学的最优化。
（7）自主学习理论：该理论不同于接受学习、死记硬背，强调学生的主动参与、探究，着重培养学生搜集与处理信息的能力、获取新知识、分析与解决问题及合作交流能力。（8）同伴互助合作学习：该理论体现着集体行动的思想，通过合作互助同伴间共同完成对问题的探索，在互动互助中增长知识，得出结论。（9）基于问题的学习：是以“问题”为核心的高水平的学习，该理论是一种让学生通过基于不一定有正确答案的真实性问题的学习而获取知识的教学，是由理解和解决问题的活动构成的一种新的教与学的方式。
（10）混合式学习：该理论将传统学习和基于网络的现代化学习方式相结合，既要发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，又要充分体现学生作为学习过程主体主动性、积极性与创造性。
三、开放教育中“翻转课堂”实施的策略分析
通过上述对“翻转课堂”理论基础的探究，本节将着重研究如何利用上述理论指导“翻转课堂”在开放教育中实施的有效策略。
1、“翻转课堂”教学环境要保证师生、生生间的积极互动。“翻转课堂”将知识内化的过程放到课外，由学生自主完成，课上主要用于学生间问题的讨论与解答。因此，构建一个积极有序的课堂氛围对教学效果的提高十分重要。为了营造良好氛围，教师需要充当主持人的角色，在学生互动减少或者遇到问题时第一时间给予帮助，为了提供给学生更好的帮助，教师需要准备大量教学素材并对知识内容充分掌握。
2、利用奖惩机制调动学生主动探究的积极性。对于在“翻转课堂”上主动提问或积极回答其他学员问题的学生，教师需要在第一时间给予鼓励并探究其他奖励机制来促进学生持续维持这种学习态度。本研究认为，适用于开放教育学员的奖惩机制可以包括以下几种：其一是对于参与教学活动的学员，根据其参与次数为其准备级别不等的电子资源作为奖励，如电子书、各类考试的参考资料等；其二是对于长期不参与课题互动的学员，主讲教师要在第一时间了解学员的心理状态和想法，尽可能鼓励其参与进来，对那些仍不参与互动的学员，其平时成绩适当降低；其三是对于偶尔参与互动的学员，每次参与互动后及时给予口头表扬，并对其回答进行补充，帮助其更好的理解内容，以此来鼓励这部分学员积极地参与互动。
3、对“翻转课堂”教学内容和环节进行良好设计。很多教师认为“翻转课堂”是对传统教学环节的翻转，即课堂用来解惑答疑而课外用于知识学习，既然课堂时间转变为解惑答疑，教师只需回答学生的提问或引导学生之间互动讨论即可，对这一环节教师并不需要特殊设计。本研究通过调研发现持有上述观点的教师不占少数。本课题认为，上述观点并不正确。“翻转课堂”这一教学模式的内涵并不仅限于课堂内外的翻转，而是整个教学模式和思路的翻转。“翻转课堂”的'课上环节，并不是学生间无序的就知识内容的问题而进行的自由讨论，教师需要对学生讨论的各个环节加以引导和提示，需要精心设计好整节课的讨论主题和流程，只有这样才能使学生在看似主动灵活的自由讨论过程中得到知识点的进一步理解和深化。针对“翻转课堂”的设计主要集中在活动的组织与设计之上，需要尽可能引导学生在有限的时间里多做互动多讨论。
4、教师在每节“翻转课堂”上至少要为学生提出1-2个有难度的问题。如果只是提出容易解决的问题，将使学习进度较快的学生觉得枯燥无聊，丧失学习的动力。难题的提出也有助于学员开动脑筋主动思考，并在解决问题的整个过程中开拓思路，对自己认知策略的提升有所裨益。在学员无法解决问题的时候教师要在第一时间给以提示，让学生沿着正确的思路自主探究，以至于最终解决难题。
5、“翻转课堂”教学实践中体现人文关怀的思想。虽然开放教育的学员都是成人学习者，但是在进行实际教学时也应多加考虑他们的内心感受，让他们像儿童一样在快乐中学习。不论儿童还是成年人，能够在一个和谐有爱的氛围中进行学习是所有人都向往的。为了体现这一思想，教师需要具有平易近人的态度，遇事多站在学员的角度考虑问题，在面对学员回答不上问题、迟到等事件时控制好自己的情绪，多给学生鼓励，只有这样学生才能愿意回答问题，乐于在工作之余参加面授课的学习。
6、“翻转课堂”中应至少同时包括自主探究和小组合作两个部分。“翻转课堂”教学模式应该为学员提供充分的交流合作机会，教师应主动探究促进学员自主交流的多种形式。
四、结论与展望
“翻转课堂”的出现为课堂教学效果的改变带来了一种新的尝试与可能，目前为止，多数教师对待这一教学形式持有肯定的态度。“翻转课堂”运用得当，可能会对教学效果的提升带来可能，否则可能只是一种形式独特的噱头，与传统教学相比并无大的提升，反而浪费了教师的宝贵时间用于制作或寻找合适的素材与资料。通过大量文献研究和实践反馈，本研究认为一般来说，内容比较容易理解的部分适合学生课外自学，而涉及到技术、情感等的部分则更适合回归传统的课堂教学方式，学生在教师的指导下完成学习。每一种新型教学形式的出现都会引起学界的广泛关注，“翻转课堂”的出现也不例外，然而，要想真正发挥“翻转”的功效，还需学者和专家、教师们的共同探索与研究，找到更加行之有效的途径方能解决。相信在未来，“翻转课堂”这一形式的运用能够为课堂教学水平的提升带来可能，本文仅对“翻转课堂”在开放教育中实施的相关策略进行探究，希望对日后“翻转课堂”教学效果的真正提升提出一点借鉴的经验。
参考文献：
[1]宋艳玲，孟昭鹏等.从认知负荷视角探究翻转课堂———兼及翻转课堂的典型模式分[J].远程教育杂志，2014，（1）.
[2]容梅，彭雪红.翻转课堂的历史、现状及实践策略探析[J].中国电化教育，2015，（7）.
[3]姜艳玲，徐彤.学习成效金字塔理论在翻转课堂中的应用与实践[J].中国电化教育，2014，（7）.
[4]周平.基于现代教育技术的翻转课堂及其理论基础溯源[J].外语电化教学，2015，（3）.
开题报告由于开题报告是用文字体现的论文总构想，因而篇幅不必过大，但要把计划研究的课题、如何研究、理论适用等主要问题说清楚，应包含两个部分：总述、提纲。 1 总述开题报告的总述部分应首先提出选题，并简明扼要地说明该选题的目的、目前相关课题研究情况、理论适用、研究方法、必要的数据等等。2 提纲开题报告包含的论文提纲可以是粗线条的，是一个研究构想的基本框架。可采用整句式或整段式提纲形式。在开题阶段，提纲的目的是让人清楚论文的基本框架，没有必要像论文目录那样详细。3 参考文献开题报告中应包括相关参考文献的目录4 要求开题报告应有封面页，总页数应不少于4页。版面格式应符合以下规定。开 题 报 告 学 生： 一、 选题意义 1、 理论意义 2、 现实意义 二、 论文综述 1、 理论的渊源及演进过程 2、 国外有关研究的综述 3、 国内研究的综述 4、 本人对以上综述的评价 三、 论文提纲 前言、 一、1、2、3、�6�1�6�1�6�1 �6�1�6�1�6�1二、1、2、3、�6�1�6�1�6�1 �6�1�6�1�6�1三、1、2、3、结论 四、论文写作进度安排 毕业论文开题报告提纲一、开题报告封面：论文题目、系别、专业、年级、姓名、导师二、目的意义和国内外研究概况三、论文的理论依据、研究方法、研究内容四、研究条件和可能存在的问题五、预期的结果六、进度安排
有效教学历来是国内外教育研究的重点。顾名思义,有效教学的目的就是要使教学达到有效的理想状态。然而,目前国内教学的现状是教师起主导作用,是教育的核心所在,而学生的主体作用却被极大地忽视了。这种传统的教育理念仍然根深蒂固地残留在人们的脑海里。国内外大量研究发现,要使教学达到有效的理想状态,教学所采取的一切措施和活动都必须符合学生的认知规律,这就要求教育工作者对不同学生个体的认知规律有清楚的认识,以期达到教育的最终目的。认知负荷理论在过去的30年里受到越来越多研究者和专家的重视,主要表现在对教学的评估和设计方面。该理论主要是关于发展有效的教学方法,以便能够充分利用学生有限的认知资源,并将其所获得的知识应用于现实环境当中。本文试图系统地探究认知负荷与大学英语学习者个体差异之间是否存在密切的关系。该论文中所涉及的研究对象是山东青年政治学院大学一年级的134名学生,其中男生为41名,女生为93名,年龄从19岁到21岁不等。实验的开始主要是采用了调查问卷和镶嵌测验两种手段对实验对象进行了初步的前测,以此对其进行认知风格的划分。完成相关研究之后,笔者发现个体差异和认知负荷之间的确存在着密切的联系。其中,个体差异在本文当中主要体现在学生的前知识和认知风格两个方面。个体差异主要包含两个方面:生理差异和心理差异。在本文中,心理差异是研究的重点。心理差异同样由许多不同的组成部分构成,其中认知风格差异是一个重要方面并且作为个体差异的代表来研究其与认知负荷的关系。认知风格在本文中主要体现在三个方面:场独立-场依存型;整体-序列型和言语-视觉型。场独立和场依存型认知风格模式对学生的认知负荷影响甚微,而视觉-言语型模式则和认知负荷之间存在着密切的联系。当然实验本身也存在着局限性,比如实验研究范围仅仅局限于两个高校。在一定程度上来说,无法代表整个中国高校的现状。因此,进一步扩展研究领域将成为未来研究的重点。论文结尾之处笔者对如何促进英语教学和降低认知负荷提出了一些建议。根据这些建议,笔者希望广大英语教师能够意识到个体差异的重要性及因材施教的意义所在,以期达到有效教学的目标。 柄HSd峨DcxLtS5ruxQa撕
谈到生成一篇文献综述的方法，我不得不先感谢一个人——「认知黑客」阳志平老师。让我明白如何用「卡片大法」快速有逻辑地快速整合素材，最终形成一篇流畅可读的文献综述。 众所周知，在管理学上有个很著名的思想是 WBS，即任务拆解法。将一件复杂、困难的事情拆解为一个、一个的小任务。同样的方法也可以用在撰写文献综述上。在阅读一篇文献综述时，将其中关键的点提炼概括，用自己的话总结下来，变为一段 100-200 字左右的话，由此便形成了一张卡片。随着阅读的文献越来越多，我们积累的卡片也越来越多。接下来便是将卡片拼接的过程，拼接不是单纯地将卡片接在一起，而是思考卡片之间的联系，有逻辑地拼接，这种方法是从阳志平老师的「 卡片十二问 」学习而来的。 在我看来，「卡片学习法」是一种可供性非常高的方法。简简单单的一个动作——写卡片，却包含了筛选内容、精简压缩、存储信息等等很多作用，大大降低了我们的认知负荷。当我们掌握了卡片学习法，对于写文献综述这件事儿，就不再是写一篇文章，而是写一沓卡片了。 在撰写文献综述的卡片时，我推荐使用这样两个小工具作为辅助——「印象笔记」和「Zotero」（Mac 系统下）。前者撰写卡片，后者管理文献。 在 Mac 系统下，「印象笔记」自带的小插件非常好用，彻底解决了我书写卡片时时常切换页面的烦恼，在打开「印象笔记」的状态下，点击屏幕最上边状态栏的图标，便可以在弹出的对话框里撰写卡片。最神奇的是，我们无需切换页面，就可以将撰写的卡片和原文作对照，节省了不少时间和精力。这个小技巧也是在朋友 AZ 的启发下才发现的，确实的是相见恨晚。 「Zotero」是一种简洁实用的文献管理软件，类似的软件还有 EndNote、NoteExpress，最开始接触「Zotero」是看到阳老师将它作为文献管理软件，对这个小而美的软件印象颇深，谁曾想用起来就停不下来了。写卡片的时候养成好习惯，在每写完一个卡片，就用「Zotero」在卡片的后面注明所引用的文献。 如此反复十几次，我们会发现自己积累的卡片越来越多，由于我们阅读的都是同领域的文献，卡片间还有着很强烈的联系。如此一来，卡片的拼接也会变得更加灵活、多样。最后我们所要做的，便是将卡片有逻辑地串联起来，20-30 张卡片便可以生成一篇不错的文献综述。 用卡片大法生成文献综述的方法也可以应用到书写其他文章，比如年终总结、读书笔记、人生思考等。借此，我们更清晰地梳理吸收到的知识，降低了写作的难度，将更多的关注放在内容本身，逐步成为更加精细的学习者。
我们首先看看认知负荷的概念、基本观点、 （一）、认知负荷理论的基本观点 认知负荷理论是基于人脑工作记忆（working memory）的有限性发展起来的。在人的信息加工系统中，短时记忆(short-term Memory )是一种工作记忆，主要处理从感觉记忆(sensory memory)和长时记忆(long-term memory)中提取出来的信息，在整个信息加工系统中起着支配信息加工系统中信息流的作用，对认知活动的顺利开展有着至关重要的作用。认知负荷理论十分关注学习过程中的工作记忆的作用，其基本观点可概括为以下3个方面： （1）工作记忆的容量是极其有限的，长时记忆的容量在本质上是无限的，所有的信息在进入长时记忆之前，必须在工作记忆中进行信息加工； （2）学习过程要求将工作记忆积极地用于理解(和处理)材料并对即将习得的信息进行编码以储存在长时记忆中； （3）如果学习者所要加工的信息容量超出了学习者的工作记忆所能加工的信息容量，那么学习将变得无效。 在此基础上，J.Sweller等人认为，问题解决和学习过程中的各种认知加工活动均需消耗认知资源，产生一定的认知负荷，若所有活动所需的资源总量超过了工作记忆的容量，就会引起资源分配的不足，从而影响个体学习或问题解决的效率，这种情况被称为认知超载(cognitive overload)。 （二）、认知负荷的概念及其结构 自20世纪80年代认知负荷理论问世以来,人们对认知负荷(cognitive load)概念的理解一直是众说纷纭。如Cooper(1990)认为认知负荷是指加工特定数量信息所要求的心理能量水平；J.Sweller等（1998）认为认知负荷就是将特定工作加之于学习者认知系统时所产生的负荷；辛自强等（2002)认为认知负荷可被视作是加工特定数量信息所要求的脑力劳动,随着加工的信息数量的增加,认知负荷也增加；林崇德等(2005)认为认知负荷指的是一个事例中智力活动强加给工作记忆的数量；赖日生等(2005)认为认知负荷指的是在某种场合施加到工作记忆中的智力活动的总的数量；杨心德等（2007）认为认知负荷是完成某项任务而在工作记忆上所进行的心智活动所需的全部心智能量。结合以上不同解释，笔者认为，认知负荷是人们为顺利完成特定工作任务，实际投入到工作记忆中去的认知资源的总和，包括必需的和不必需的。 从结构上来看，认知负荷由内在认知负荷(Intrinsic Cognitive Load)、外在认知负荷(Extraneous Cognitive Load)和相关认知负荷(Germane Cognitive Load)组成：（1）内在认知负荷由材料本身的固有特性（如难度和复杂度)和学习者原有的知识水平，以及这两者的交互作用决定，一般认为内在认知负荷是相对固定的，不能被教学设计(Instruction Design)所改变，但近来也有学者认为内在认知负荷是可以改变的（Pollock et al，2002；Peter et al,2004)；（2）外在认知负荷来源于教学材料的呈现方式和教学设计，一般与教学内容的不合理组织和设计有关，能通过教学内容的重新组织和设计进行调整；（3）相关认知负荷是与学习者主观领域相关的信息,指学习者在图式(Schema)建构和自动化过程中意欲投入的认知资源的数量[2]，它与学生的认知努力有关，提高学生的相关认知负荷，可以引导学生利用剩余认知资源进行深层次的图式建构，因此，Bannert(2002)将其看作图式建构和自动化的工具[3]。 认知负荷理论对教学工作的三点启示： 为避免教学中学生认知负荷总量超过其工作记忆容量，认知负荷理论的教学原理就是：尽可能降低学生的内在认知负荷和外在认知负荷；并在确保工作记忆资源有所盈余的前提下，适当引导学生投入更多的心理努力（Mental Effort），提高其相关认知负荷，实现图式的获得与规则的自动化。如前所述，教学活动中学生内在认知负荷与教学材料的特点和学生的认知水平有关，外在认知负荷与教学材料的呈现方式和教学设计水平有关，相关认知负荷与学生的认知努力（Mental Effort）有关。为此，我们可以从以下几个方面来优化教学活动中学生的认知负荷结构，提高教学效果。 （一）控制内在认知负荷：充分考虑教材特点与学生认知水平及其交互作用 一般认为内在认知负荷是由学习材料的本质所决定的，不能通过教学设计的改变而改变，但Pollock et al(2002)和Peter et al(2004)的实验提出了异议。[4]两个实验共同点在于利用材料的信息排序原理降低内在认知负荷。Pollock et al首先向学生分批展示学习材料,然后一次性地全部展示，这种学习材料排序法,尤其是对初学者而言,能更好地促进对学习材料的深层次理解(引自Bannert,2002)。而Peter et al改变了传统样例教学(Example Instruction)方式,把样例分解成几个能单独理解的成分，他的五个实验最终结果一致表明，新的样例呈现方式降低了材料给学生带来的内在认知负荷。 Tracy Clarke,Paul Ayres与John Sweller也在他们的“The Impact of Sequencing and Prior Knowledge on Learning Mathematics ：Through Spreadsheet Applications”一书中研究了一种改变固有认知负荷的渐进方法。他们使用Spreadsheet 软件来形成学生的数学技能。学生被分为两类。一类学生对 Spreadsheet不怎么熟悉，另一类学生对Spreadsheet有较好的了解。每一类学生又一分为二，分别接受两种先训练：一种训练是先使用 Spreadsheet 软件，再训练利用这种软件发展数学技能；另一种训练是练习 Spreadsheet 软件技能与练习数学技能同时进行。结果显示对于事先不熟悉 Spreadsheet的学生来说,顺序呈现优于并发呈现,测验成绩也更高；但对于事先已了解Spreadsheet的学生来说，情况正好相反。这说明，对于知识技能水平低的学生来说，采用“先学习技能后学习特定内容领域的概念”这种策略能提升他们的学习；对他们来说，技术内容很可能具有高元素交互性，如果同时学习技术技能和特定学科领域的概念，内在认知负荷可能会增加[5]。而对技能水平低的学生来说，技术内容不具备高元素交互性，同时学习技术技能和特定学科领域的概念，内在认知负荷不会增加。在决定顺序策略时，学生的技术技能水平以及内容的元素交互性水平,是至为关键的变量（Kalyuga 等,2003；Van Merrienboer, Kirschner & Kester,2003）。 （二）降低外在认知负荷：优化教学材料呈现方式，提高教学设计水平 降低外在认知负荷是“教学的认知负荷理论研究”重点关注的对象。对降低教学中学生外在认知负荷的途径，众多的研究者纷纷从不同的角度提出了自己的看法。笔者在参阅众多文献的基础上，认为可以总结为一句话，即优化教学材料呈现方式，提高教学设计水平。下面试举几例，以资说明。 1、按邻近原则呈现教学材料，减少注意分散和表征保存。即教学中的教学材料呈现应尽可能在时空上保持邻近。凡涉及多来源的信息应该在物理上被整合,以降低对有限的工作记忆的压力，并释放出认知容量进行其他的信息处理。[6]以图像和解释性文本的呈现为例。在空间上，解释性文本应尽可能被整合到图像中去；在时间上则应该同时而非连续呈现，形成一个整体。这样，学习者就可以以最短的视觉搜索找到相应的视觉与语词信息,容易在它们之间建立联系而促进信息整合。否则，图像和解释性文本分离呈现 ，“学习者倾向于先看文字部分,接着看对应的图表”(Hegart&Judt,1989)，在看完文本后，一方面需要一部分认知资源来保存文本表征，形成表征保存；另一方面还要耗费一定认知资源来搜寻对应的图像信息，形成注意分散，从而带来额外的认知负荷。因此，“文字和图像的完整呈现比文字和图像分离呈现更有利于学习者的学习(Moreno&Mayer,1999;Mayer,2001)”。 2、清除多余信息，避免冗余效应(Redundancy Effects)发生。多余信息，就是对教学目标达成来说是没有必要的那些信息，也称为冗余信息。Paul Chandler 和 John Swe11er用实验证明：冗余的信息并非中性的,它们会对学习和理解造成消极的效应。[7]冗余信息的存在往往迫使学生不得不去关注一些本可以不去关注的信息，从而浪费宝贵的工作记忆资源。因此，它会给工作记忆带来额外的负担，从而增加学生的外在认知负荷。Moreno和 Mayer也认为“当文字以叙述方式单独呈现时,学习者对呈现材料的理解要比同时以叙述和屏幕文本方式呈现要好” [8]，这里以屏幕方式呈现的文本信息就是多余的，应该被清除掉。 3、运用先行组织者(Advance Organizer)策略，改变学生的认知准备状态。人们对新知识的理解总是建立在自身原有的认知结构(Cognitive Construction)的基础上的，当原有认知结构对新知识有支撑作用时，人们就相对容易理解新知识；相反，如果原有认知结构中缺乏支撑新知识的内容或原有认知结构中的相关知识未被激活，人们对新知识的理解将变得相对困难。教师应该通过先行组织者策略，在新的学习任务开始之前，呈现给学生比当前学习任务更高一层的抽象性和包摄性的引导性材料，从而激活其认知结构中与新知识相关的知识内容，为学习新知识做好认知准备，这样就避免了在学习新知识的同时，还要到长时记忆中去搜索相关知识的认知负担，从而减轻外在认知负荷。 此外，通过分离视听信息，拓展工作记忆容量；信息呈现条理化，减少学生认知搜索；抽象信息形象化，降低学生认知难度；复杂信息简单化（如使用图表），简化学生认知加工；控制教学材料呈现速度，留给学生足够的认知加工时间；教给学生认知策略(cognitive strategies)，提高学生认知效率；分化复杂任务，防止学生认知负荷超载；采用样例（worked-example）教学，简化认知技能获取过程等都能从不同角度减轻学生的外在认知负荷。 （三）提高相关认知负荷：激发学生学习动机，引导其加大认知努力 相关认知负荷是指学习者在图式建构和自动化过程中意欲投入的认知资源的数量，它有利于图式的获得和规则的自动化，实现学生认知结构的优化，把大量复杂无序的信息组合成简单有序的知识体系，有效降低了工作记忆的认知负荷，从而节省有限的工作记忆资源；规则的自动化还允许我们以最少的工作记忆容量去处理信息，降低工作记忆负担。不仅如此，相关认知负荷的增加还有利于意义的建构，帮助学生更好的理解和掌握所学知识。由此可见，在确保总的认知负荷不超载的情况下，适当增加学生的相关认知负荷对教学是有益的。 那么，如何在原理教学中减少学生的无关认知负荷呢？ 提高学生的相关认知负荷，关键是要激发学生的学习动机（尤其是内部动机），使学生加大自身的认知努力。为此，教育者要通过多种途径和手段，把社会和教育者向学生提出的学习要求转化为学习者内在的学习需要。比如：培养和激发学生的学习兴趣；进行学习目的性教育；采用启发式教学；建立合理的奖励机制等等。
当了十多年老师，当我知道“认知负荷”的概念，如醍醐灌顶。认知负荷这个概念，先百度百科了解下学术定义。 1.学术定义 认知负荷理论是由澳大利亚新南威尔士大学的认知心理学家约翰·斯威勒(John Sweller)于1988年首先提出来的，它以Miller等人早期的人类的认知结构研究为基础。认知负荷理论假设人类的认知结构由工作记忆和长时记忆组成。其中工作记忆也可称为短时记忆，它的容量有限，一次只能存储5—9条基本信息或信息块。当要求处理信息时，工作记忆一次只能处理两到三条信息，因为存储在其中的元素之间的交互也需要工作记忆空间，这就减少了能同时处理的信息数。工作记忆可分为“视觉空间缓冲器”及“语音圈”。长时记忆于1995年由Ericsson和Kintsch等提出。长时记忆的容量几乎是无限的。其中存储的信息既可以是小的、零碎的一些事实，也可以是大的、复杂交互、序列化的信息。长时记忆是学习的中心。如果长时记忆中的内容没有发生变化，则不可能发生持久意义上的学习。 认知负荷理论认为教学的主要功能是在长时记忆中存储信息。知识以图式的形式存储于长时记忆中。图式根据信息元素的使用方式来组织信息，它提供知识组织和存储的机制，可以减少工作记忆负荷。图式可以是任何所学的内容，不管大小，在记忆中都被当作一个实体来看待。子元素或者低级图式可以被整合到高一级的图式，不再需要工作记忆空间。图式的构建，使得工作记忆尽管处理的元素数量有限，但是在处理的信息量上没有明显限制。因此，图式构建能降低工作记忆的负荷。图式构建后，经过大量的实践能进一步将其自动化。图式自动化可为其它活动释放空间。因为有了自动化，熟悉的任务可以被准确流利地操作，而不熟悉任务的学习因为获得大限度的工作记忆空间可以达到高效率。 晕不晕？下面好好说话！！ 2.图像定义三种类型的认知负荷：内部认知负荷，外部认知负荷和相关认知负荷。由于元素间交互形成的负荷称为内部认知负荷，它取决于所要学习的材料的本质与学习者的专业知识之间的交互，教学设计者不能对它产生直接的影响。外部认知负荷是超越内部认知负荷的额外负荷，它主要是由设计不当的教学引起的。相关认知负荷于1998年提出，是指与促进图式构建和图式自动化过程相关的负荷。外部认知负荷和关联认知负荷都直接受控于教学设计者。三种类型的认知负荷是相互叠加的。 为了促进有效学习的发生，在教学过程中应尽可能减少外部认知负荷，增加相关认知负荷，并且使总的认知负荷不超出学习者个体能承受的认知负荷。 3.落地第1种方式的定义，学术定义很专业，很严谨，但是怎么样？你记住了吗？有没有被持久的存在，你的长期记忆呢，我想很多人的回答都是否定的，第2种定义， 一张图就让你深刻的记住了，这个定义的本质和内涵。正所谓，一图指千金。也再次印证了，图像化是一切记忆的根本。第1种方式的定义就是增加了学习者的认知负荷。 那教学中我们的目的就是要降低外在和内在负荷，而提升相关负荷。降低外在负荷对教师提出了更高的要求，体现在教学设计上。例如3×3层级，以及布鲁姆，目标分类法对教师所要讲授的知识，进行筛选和分类。就像一个初级登山者，他并不需要将一个珠峰登山者的全部物资在最开始就都要背负着。 降低内在负荷，包括给学生提供脚手架。案利轰炸，打比方，游戏化等方法。 提升相关负荷，包括思考，提问，给学生任务，把聚光灯打到学生身上，抛砖引玉，让学生动起来，互动表格的设计等等。 从三个维度，降低认知负荷，包括对于重点难点问题的处理，都体现在教师的设计上。
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摘 要： 电力负荷调整的目的在于避免同一电网中的电力用户都集中在某一高峰时间段用电，根据不同用户的用电需求将其进行合理调整。在一个统一的电网环境中，鉴于各行业都有其不同的用电量需求，所以采用电力负荷曲线这一指标来衡量不同情况下的用电量。通常情况下，电力负荷曲线能够体现电力负荷随着时间而变化的规律，当摸清这一规律以后，有利于电力管理部门更顺利地为社会各界做好供电服务工作。本文就电力负荷的相关内容及其调整方法进行探究，以期为实践提供有益的借鉴。
关键词： 电力负荷 调整方法 研究
近年来，随着国家基础设施建设的不断完善，人们的生活环境有了很大的改善，与此同时，社会各界对能源的需求量也在日益增加，其中，电能已经成为现代社会发展进程中最为重要的基本能源之一，给我们的生活带来了诸多的便利。从现实来看，国家电力系统安全稳定运行是老百姓维系正常生活及其工作的重要前提。在这种情况下，我国电力系统需要制定更符合实际用电需求的实施方案，根据具体耗电情况来调整电网环境中的电力负荷。
1、有关电力负荷方法及其相关内容的阐述
电力负荷预测的开展始于上世纪八十年代初。最早的电力负荷预测工作完全依靠预测人员的运行经验，没有科学的理论做指导，预测误差往往较大。随着电力行业的不断发展，电力系统日趋复杂，单纯地依靠人工预测己经远远不能满足预测的要求。因此，要求电力负荷预测更科学、更准确，极大地促发了电力负荷预测理论研究的开展。在现实生活中，电力系统的运转优劣直接影响着社会当中各个环节的运行秩序。为了防止电力系统出现异常状况，给居民用电带来影响，有关部门对电力系统的暂态稳定、紧急控制等领域进行探究。
1.1 电力负荷调整的方法概述
从总体来看，调整电力负荷的方法包括日负荷量调整、周负荷量调整、月负荷量调整与年电力负荷量调整。在运用不同的方法来调整电力负荷水平时，其目标都是为了均衡用电量，使供电设备本身的潜力充分地发挥出来。从实践过程来看，调整电力负荷并不等同于限制电力用户用电。因此，电力负荷调整方法的选择是需要根据用户的不同需求而定。通常情况下，供电部门会要求用户将一部分可调负荷转移到系统总负荷较轻的时间段，以此来减轻电力系统运作的负担，而且对电力用户本身的用电过程也十分有利，因为调整电力负荷可以有效避免集中用电的高峰期所带来的用电风险。
1.2 电力负荷调整的意义
从现实的角度来看，电力负荷调整是为了兼顾国家电力部门与电力用户之间的利益，一方面，要采取有效措施来降低电力系统的运作成本，另一方面，要最大化地满足用户的用电需求。电力负荷调整策略得制定是为电力系统线路改造工作做铺垫。电力系统线路改造要能够满足当前所有用户的用电需求，并且在保证用电安全的前提下，实现供电过程的经济性，以此来提升我国供电单位的整体效益。目前，对我国电力系统的线路进行改造主要采用两种方式，即拆除原线路与改造现有线路，其中，后者是我国电力系统线路改造的主要方式。在制定电力负荷调整方案的过程中，需要通过模拟某种故障场景来测算电力用户的电力负荷，而且，还要通过科学话的方式来测定电力系统的`抗干扰能力的强弱，以便与采取一定的措施来控制系统维系暂态稳定，提高电力系统在运行过程中的安全性与稳定性，这便是所谓的暂态稳定分析。暂态稳定分析的方法一般采用数学方法，运用微分方程组的数值求解过程与函数计算过程来实现。在实际计算过程中，可能会产生一定的测量误差，会对分析结果造成影响[3]。但从总体来看，在进行暂态稳定分析时要将可能出现计算误差的情况考虑进去，进而使分析结果更为精准，对实践有利。在实际工作中，为了保障电力负荷调整的准确性与及时性，则需要对电网环境内部的各个电力用户的具体耗电量水平值进行划分和记录，以便于快速将其归类。
2、有关电力负荷调整方法的研究
对于电力系统的线路改造而言，选用节能型扩容导线进行实际应用是最佳的选择，可从各项数据中窥见材料的优势作用。通过与高强度钢芯高强度耐热铝合金绞线与节能型扩容导线的实际对比，可以明显看出后者在实际进行系统线路改造中的实际效用要强于前者。从具体来看，调整日电力负荷的方法是调荷工作过程中最基础的工作，实际上，为了能够使电网环境中的工业用电类型的用户满足实际生产需求，则要在适当的时段调高其电力负荷。另外，调整周电力负荷或月负荷时，则要根据电力生产的特征及其区域特点来进行操作，尤其是调整用电量较大的用户的电力负荷，例如：农网环境中的春耕秋收等时段，或工业生产的高峰期，则要做好适当的电力负荷调整，做好统筹规划，其它产业类型机构要在此时做出让电操作。从整体来看，供电网络的分布较为复杂，电力系统的服务区域广阔，且整个体系的运转程序较为复杂，因此，电网如若发生故障，则会对诸多领域造成影响。通过对我国电力系统线路改造过程的进一步了解，若电力负荷方法运用良好，不仅可以提高电力系统线路的使用年限，满足用户的差别化用电需求，还能提升整个电网系统运作的经济性。
3、结束语
通过研究我国电网系统的运作状况可以了解到，调整电力负荷的方法包括日负荷量调整、周负荷量调整、月负荷量调整与年电力负荷量调整。在现代社会环境中，电力需求量的增长速度较快，传统的供电设备、送电线路已经不适应当前人们的大规模用电，如若不及时进行改造，则很可能影响部分用户的正常用电，与此同时，针对电力系统的线路进行改造，可以提升供电系统的稳定性与安全性。在实际进行电力系统改造时，要考虑的问题也较多，首要考虑的就是系统改造后的节能性。
参考文献
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编辑词条电力系统及其自动化1 电力系统及其自动化是一级学科电气工程的五个二级学科之一,本科和博士生的专业为电气工程及其自动化,硕士研究生就读电气工程所属的5个二级学科之一.电气工程 代号0808电力系统及其自动化 代号00802080801电机与电器080803高电压与绝缘技术080804电力电子与电力传动080805电工理论与新技术学制：2年--3年。授予学位：工学硕士。2 电力系统及其自动化所设置的方向东北电力大学01 电力系统运行与控制 02 电力系统继电保护与安全自动控制 03 电力系统调度自动化 04 电力系统规划与可靠性 05 FACTS 及直流输电 06 电力系统分析与仿真 07 电力市场 08 电能质量分析与监测 09 综合自动化与继电保护 华北电力大学01电力系统分析、运行与控制02电力系统安全防御与恢复控制03电力经济分析04电力系统规划与可靠性05智能技术及其在电力系统中的应用06电力系统继电保护07电力系统自动化技术08电力系统故障分析与诊断3 电力系统及其自动化研究方向（1）智能保护与变电站综合自动化对电力系统电保护的新原理进行了研究，将国内外最新的人工智能、模糊理论、综合自动控制理论、自适应理论、网络通信、微机新技术等应用于新型继电保护装置中，使得新型继电保护装置具有智能控制的特点，大大提高电力系统的安全水平。对变电站自动化系统进行了多年研究，研制的分层分布式变电站综合自动化装置能够适用于35kv～500kv各种电压等级变电站。微机保护领域的研究处于国际领先水平，变电站综合自动化领域的研究已达到国际先进水平。（2）电力市场理论与技术基于我国目前的经济发展状况、电力市场发展的需要和电力工业技术经济的具体情况，认真研究了电力市场的运营模式，深入探讨并明确了运营流程中各步骤的具体规则；提出了适合我国现阶段电力市场运营模式的期货交易（年、月、日发电计划）、转运服务等模块的具体数学模型和算法，紧紧围绕当前我国模拟电力市场运营中亟待解决的理论问题。（3）电力系统实时仿真系统对电力负荷动态特性监测、电力系统实时仿真建模等方面进行了研究，引进了加拿大teqsim公司生产的电力系统数字模拟实时仿真系统，建成了全国高校第一家具备混合实时仿真环境的实验室。该仿真系统不仅可进行多种电力系统的稳态及暂态实验，提供大量实验数据，并可和多种控制装置构成闭环系统，协助科研人员进行新装置的测试，从而为研究智能保护及灵活输电系统的控制策略提供了一流的实验条件。（4）电力系统运行人员培训仿真系统电力系统运行人员培训仿真系统是针对我国电力企业职工岗位培训的迫切要求，将计算机、网络和多媒体技术的最新成果和传统的电力系统分析理论相结合，利用专家系统、智能cai（计算机辅助教学）理论，进行电力系统知识教学、培训的一种强有力手段。本系统设计新颖，并合理配置软件资源分布，教、学员台在软件系统结构上耦合性很少，且系统硬件扩充简单方便，因此学员台理论上可无限扩充。（5）配电网自动化在中低压网络数字电子载波ndlc、配网的模型及高级应用软件pas、地理信息与配网scada一体化方面取得了重大技术突破。其中，ndlc采用了dsp数字信号处理技术，提高了载波接收灵敏度，解决了载波正在配电网上应用的衰耗、干扰、路由等技术难题；高级应用软件pas将输电网ems的理论算法与配网实际结合起来，采用了最新国际标准iec61850、61970cim公共信息模型；采用配网递归虚拟流算法进行潮流计算；应用人工智能灰色神经元算法进行负荷预测。（6）电力系统分析与控制对在线测量技术、实时相角测量、电力系统稳定控制理论与技术、小电流接地选线方法、电力系统振荡机理及抑制方法、发电机跟踪同期技术、非线性励磁和调速控制、潮流计算的收敛性、电网调度自动化仿真、电力负荷预测方法、基于柔性数据收集与监控的电网故障诊断和恢复控制策略、电网故障诊断理论与技术等方面进行了研究。在非线性理论、软计算理论和小波理论在电力系统应用方面，以及在电力市场条件下电力系统分析与控制的新理论、新模型、新算法和新的实现手段进行了研究。（7）人工智能在电力系统中的应用结合电力工业发展的需要，开展了将专家系统、人工神经网络、模糊逻辑以及进化理论应用到电力系统及其元件的运行分析、警报处理、故障诊断、规划设计等方面的实用研究。在上述实用软件研究的基础上开展了电力系统智能控制理论与应用的研究，以提高电力系统运行与控制的智能化水平。。（8）现代电力电子技术在电力系统中的应用开展了电力电子装置控制理论和控制算法、各种电力电子装置在电力系统中的行为和作用、灵活交流输电系统、直流输电的微机控制技术、动态无功补偿技术、有源电力滤波技术、大容量交流电机变频调速技术和新型储能技术等方面的研究（9）电气设备状态监测与故障诊断技术通过将传感器技术、光纤技术、计算机技术、数字信号处理技术以及模式识别技术等结合起来，针对电气设备绝缘监测方法和故障诊断的机理进行了详细的基础研究，开发了发电机、变压器、开关设备、电容型设备和直流系统等主要电气设备的监控系统，全面提高电气设备和电力系统的安全运行水平。4 设置电力系统及其自动化研究生专业的高校及排名1 清华大学 A+ 2 西安交通大学 A 3 重庆大学4 华中科技大学 A 5 西南交通大学6 天津大学 A
摘要IAbstractII引言11 电力负荷预测综述11.1 电力负荷预测的含义11.2、电力负荷预测的意义12、电力负荷分析23、电力负荷预测的内容及程序33.1、电力负荷预测的内容33.2、电力负荷预测的程序44、电力负荷预测模型及基本算法64.1、电力负荷预测模型64.2、电力负荷预测基本算法115、电力短期负荷预测研究175.1、基于温度准则的外推方法175.2、基于人工神经网络日负荷预测196、电力系统短期负荷预测建模及MATLAB实现256.1、基于神经网络的预测原理256.2、电力系统短期负荷预测建模及MATLAB实现26结束语35参考文献36致谢38附录Ⅰ：归一化MATLAB代码39附录Ⅱ：完整的MATLAB 代码41
硅碳阳极的缺点也非常明显，短期内制约了其商业化发展，主要原因是制备工艺复杂，循环过程中体积变化大，SEI膜不稳定，导致首次循环库仑效率低，降低了电化学性能和循环寿命。作为主要的负极材料，石墨负极已经得到了广泛的应用，但是石墨负极材料的容量已经达到了360mAh/g，接近理论克容量372mAh/g，很难提高其空间。但硅和碳的化学性质相似，硅在室温下可以与锂合金化，形成Li15Si4相。理论比容量高达3572Ma·h/g，远高于商用石墨。地壳元素非常丰富，成本低，环保。因此，硅负极材料备受研究者关注，是最有潜力的下一代锂离子电池正极材料之一。
滑铁卢大学的研究人员最近发表了一项研究结果。利用快速闪光热处理技术，可以克服硅阳极锂电池能量密度高但循环寿命差的问题。目前对硅负极锂电池的研究普遍认为，这种材料最大的问题在于耐久性差。但根据滑铁卢大学的研究，硅负极在900℃下处理20分钟后，锂电池的循环次数可以达到500次以上，能量密度不会明显衰减。在题为“工程硅纳米结构电极:下一代锂离子电池的可扩展再加工生产”的论文中，研究人员表示，引入这种创新且具有成本效益的快速热处理技术对硅阳极进行再加工，可以提高锂电池的性能和循环寿命。据记载，经过快速热处理后，硅材料的界面接触、二氧化硅/碳涂层和导电性都得到了很大的改善。同时，电极的初始循环效率达到84%，电池的重复次数最终达到500次以上。因此，快速热处理技术为下一代锂电池的工业化生产提供了可能。版权:本文版权归第一电气网所有，欢迎转载，但请务必注明出处。
题目：低压网功率因数对供电企业的影响系部：专业：电气工程及其自动化姓名：班级：学号：指导教师：摘要随着我国电力的不断发展，对于供用电的要求也越来越严格，它是我们日常生活中不可缺少的部分，是整个国民经济的重要组成部分，它直接影响着工农业生产的发展和人民生活的提高，是当今社会经济发展和人民群众日常生活不可缺少的主要能源。对广大供电企业来说，用户功率因数的高低，直接关系到电力网中的功率损耗和电能损耗，关系到供电线路的电压损失和电压波动，而且关系到节约用电和整个供电区域的供电质量，这是众所周知的道理。因此，提高电力系统的功率因数，已成为电力工业中一个重要课题，而提高电力系统的功率因数，首先就要提高各用户的功率因数。文中简要集中探讨了影响电网功率因数的主要因素以及低压无功补偿的几种使用方法，以及确定无功补偿容量从而提高电力系统功率因数的一般方法。[关键词] 功率因数 影响因素 补偿方法 容量确定目录一、绪论 4二、主要内容： 61、影响功率因数的主要因素 61.1、电感性设备和电力变压器是耗用无功功率的主要设备 61.2、供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大影响 71.3、电网频率的波动也会对异步电动机和变压器的磁化无功功率造成一定的影响 72、低压网的无功补偿 82.1、低压网无功补偿的一般方法 82.1.1、 随机补偿 82.1.2、 随器补偿 82.1.3、跟踪补偿 92.2、 采用适当措施，设法提高系统自然功率因数 92.2.1、合理选用电动机 102.2.2、 提高异步电动机的检修质量 102.2.3、 采用同步电动机或异步电动机同步运行补偿 102.2.4、 正确选择变压器容量提高运行效益 113、 功率因数的人工补偿 123.1、 变电站最常用的安装并联电容器组 123.2 并联补偿移相电容器，应满足以下电压和容量的要求 123.3 分相补偿 13三、结束语 14四、参考文献 15一、绪论许多用电设备均是根据电磁感应原理工作的，如配电变压器、电动机等，它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率，无功功率是恒量能量转换规模的物理量；因此在供用电系统中除了需要有功电源外，还需要无功电源，两者缺一不可。在功率三角形中，有功功率P与视在功率S的比值，称为功率因数COSφ，其计算公式为：COSφ=P/S 在电力网的运行中，功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度，我们希望的是功率因数越大越好。这样电路中的无功功率可以降到最小，视在功率将大部分用来供给有功功率，从而提高电能输送的功率。用户功率因数的高低，对于电力系统发、供、用电设备的充分利用，有着显著的影响。无功功率补偿，又叫就地补偿，适当提高用户的功率因数，不但可以充分的发挥发、供电设备的生产能力、减少线路损失、改善电压质量，而且可以提高用户用电设备的工作效率和为用户本身节约电能。因此，对于全国广大供电企业，不但可以减轻上一级电网补偿的压力，改善提高用户功率因数，而且能够有效地降低电能损失，减少用户电费。其社会效益及经济效益都会是非常显著的。二、主要内容：1、影响功率因数的主要因素1.1、电感性设备和电力变压器是耗用无功功率的主要设备大量的电感性设备，如异步电动机、感应电炉、交流电焊机等设备是无功功率的主要消耗者。据有关的统计，在工矿企业所消耗的全部无功功率中，异步电动机的无功消耗占了60％～70％；而在异步电动机空载时所消耗的无功又占到电动机总无功消耗的60％～70％。所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。电力变压器消耗的无功功率一般约为其额定容量的10％～15％，它的空载无功功率约为满载时的1/3。因而，为了改善电力系统和企业的功率因数，变压器不应空载运行或长期处于低负载运行状态。1.2、供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大影响当供电电压高于额定值的10%时，由于磁路饱和的影响，无功功率将增长得很快，据有关资料统计，当供电电压为额定值的110％时，一般无功将增加35％左右。当供电电压低于额定值时，无功功率也相应减少而使它们的功率因数有所提高。但供电电压降低会影响电气设备的正常工作。由Q=UI*Sin?推出Sin?=Q∕UI,所以，应当采取措施使电力系统的供电电压尽可能保持稳定。1.3、电网频率的波动也会对异步电动机和变压器的磁化无功功率造成一定的影响综上所述，我们知道了影响电力系统功率因数的一些主要因素，因此我们要寻求一些行之有效的、能够使低压电力网功率因数提高的一些实用方法，使低压网能够实现无功的就地平衡，达到降损节能的效果。2、低压网的无功补偿2.1、低压网无功补偿的一般方法低压无功补偿我们通常采用的方法主要有三种：随机补偿、随器补偿和跟踪补偿。下面简单介绍这三种补偿方式的适用范围及使用该种补偿方式的优缺点。2.1.1、 随机补偿随机补偿就是根据个别用电设备对无功的需要量将单台或多台低压电容器组分散地与用电设备并接，它与用电设备共用一套断路器。通过控制、保护装置与电机同时投切。随机补偿适用于补偿个别大容量且连续运行(如大中型异步电动机)的无功消耗，以补励磁无功为主。此种方式可较好地限制农网无功峰荷。随机补偿的优点是：用电设备运行时，无功补偿投入，用电设备停运时，补偿设备也退出，不会造成无功倒送，而且不需频繁调整补偿容量。具有投资少、占位小、安装容易、配置方便灵活、维护简单、事故率低等优点。2.1.2、 随器补偿随器补偿是指将低压电容器通过低压开关接在配电变压器二次侧，以无功补偿配电变压器空载无功的补偿方式。配变在轻载或空载时的无功负荷主要是变压器的空载励磁无功，配变空载无功是农网无功负荷的主要部分，对于轻负载的配变而言，这部分损耗占供电量的比例很大，从而导致电费单价的增加，不利于电费的同网同价。随器补偿的优点：接线简单、维护管理方便、能有效地补偿配变空载无功，限制农网无功基荷，使该部分无功就地平衡，从而提高配变利用率，降低无功网损，具有较高的经济性，是目前无功补偿中常用的手段之一。2.1.3、跟踪补偿跟踪补偿是指以无功补偿投切装置作为控制保护装置，将低压电容器组补偿在大用户0.4KV母线上的补偿方式。适用于100KVA以上的专用配电用户，可以替代随机、随器两种补偿方式，补偿效果好。跟踪补偿的优点是运行方式灵活，运行维护工作量小，比前两种补偿方式寿命相对延长、运行更可靠。但缺点是控制保护装置复杂、首期投资相对较大。但当这三种补偿方式的经济性接近时，应优先选用跟踪补偿方式。2.2、 采用适当措施，设法提高系统自然功率因数提高自然功率因数是不需要任何补偿设备投资，仅采取各种管理上或技术上的手段来减少各种用电设备所消耗的无功功率，这是一种最经济的提高功率因数的方法。下面将对提高自然功率因数的措施做一些简要的介绍。2.2.1、合理选用电动机合理选择电动机，使其尽可能在高负荷率状态下运行。在选择电动机时，既要注意它们的机械特性，又要考虑它们的电气指标。举例说，三相异步电动机（100KW）在空载时功率因数仅为0.11，1/2负载时约为0.72，而满负载时可达0.86。所以核算负荷小于40%的感应电动机，应换以较小容量的电动机，并合理安排和调整工艺流程，改善运行方式，限制空载运转。故从节约电能和提高功率因数的观点出发，必须正确合理的选择电动机的容量。2.2.2、 提高异步电动机的检修质量实验表明，异步电动机定子绕组匝数变动和电动机定、转子间的气隙变动是对异步电动机无功功率的大小有很大影响。因此检修时要特别注意不使电动机的气隙增大，以免使功率因数降低。2.2.3、 采用同步电动机或异步电动机同步运行补偿由电机原理可知，同步电动机消耗的有功功率取决于电动机上所带机械负荷的大小，而无功取决于转子中的励磁电流大小，在欠激状态时，定子绕组向电网“吸取”无功，在过激状态时，定子绕组向电网“送出”无功。因此，只要调节电机的励磁电流，使其处于过激状态，就可以使同步电机向电网“送出”无功功率，减少电网输送给工矿企业的无功功率，从而提高了工矿企业的功率因数。异步电动机同步运行就是将异步电动机三相转子绕组适当连接并通入直流励磁电流，使其呈同步电动机运行状态，这就是“异步电动机同步化”。因而只要调节电机的直流励磁电流，使其呈过激状态，即可以向电网输出无功，从而达到提高低压网功率因数的目的。2.2.4、 正确选择变压器容量提高运行效益对于负载率比较低的变压器，一般采取“撤、换、并、停”等方法，使其负载率提高到最佳值，从而改善电网的自然功率因数。如：对平均负荷小于30%的变压器宜从电网上断开，通过联络线提高负荷率。通过以上一些提高加权平均功率因数和自然功率因数的叙述，或许我们已经对“功率因数”这个简单的电力术语有了更深的了解和认识。知道了功率因数的提高对电力企业的深远影响，下面我们将简单介绍对用电设备进行人工补偿的方式和对补偿容量的确定方法。3、 功率因数的人工补偿功率因数是工厂电气设备使用状况和利用程度的具有代表性的重要指标，也是保证电网安全、经济运行的一项主要指标。供电企业仅仅依靠提高自然功率因数的办法已经不能满足工厂对功率因数的要求，工厂自身还需要装设补偿装置，对功率因数进行人工补偿。3.1、 变电站最常用的安装并联电容器组 从上图可以看出，在原来的电路中根据基尔霍夫定律，流入的电流等于流出的电流，但是并联接入电容器，在相量图中得知?角明显小于原来的角，因此，能提高功率因数，提高线路电能传输能力，减少线路上的损耗。 3.2 并联补偿移相电容器，应满足以下电压和容量的要求Ue?c≥Ug?cnQg?c≥Qc式中Ue?c——电容器的额定电压（KV）Ug?c——电容器的工作电压（KV）n——并联的电容器总数Qg?c——电容器的工作容量（Kvar）Qc——电容器的补偿容量（Kvar）3.3 分相补偿在民用建筑中大量使用的是单相负荷，照明、空调等由于负荷变化的随机性大，容易造成三相负载的严重不平衡，尤其是住宅楼在运行中三相不平衡更为严重。由于调节补偿无功功率的采样信号取自三相中的任意一相，造成未检测的两相要么过补偿，要么欠补偿。如果过补偿，则过补偿相的电压升高，造成控制、保护元件等用电设备因过电压而损坏；如果欠补偿，则补偿相的回路电流增大，线路及断路器等设备由于电流的增加而导致发热被烧坏。这种情况下用传统的三相无功补偿方式，不但不节能，反而浪费资源，难以对系统的无功补偿进行有效补偿，补偿过程中所产生的过、欠补偿等弊端更是对整个电网的正常运行带来了严重的危害。 对于三相不平衡及单相配电系统采用分相电容自动补偿是解决上述问题的一种较好的办法，其原理是通过调节无功功率参数的信号取自三相中的每一相，根据每相感性负载的大小和功率因数的高低进行相应的补偿，对其它相不产生相互影响，故不会产生欠补偿和过补偿的情况。三、结束语本文浅谈了功率因数对广大供电企业的影响以及提高功率因数所带来的经济效益和社会效益，尤其是最重要的线损（最为重要的是降损，分为技术降损和管理降损），介绍了影响功率因数的主要因素以及提高功率因数的一般方法，还阐述了如何确定无功功率的补偿容量及无功功率的三种人工补偿的具体方式。我们只有端正自己的认知态度，很好的去归纳，总结这些知识的重要部分，做好自己的本质工作，并且能在此基础上再更上一个台阶，用自己的实际行动，为供电事业贡献出自己的微薄之力。四、参考文献1、运新，《电监察》水利电力出版社 2、靳龙章 丁毓山，《网无功补偿实用技术》国水利水电出版社
引 言燃料电池发电是将燃料的化学能直接转换为电能的过程，其发电效率不受卡诺循环的限制，发电效率可达到50％一70％，被誉为二十一世纪重要的发电新技术之一。目前，国际上磷酸型燃料电池已进入商业化，其它几种燃料电池预计在2005年一2010年200KW一将全面进入商业此。对于这种蓬勃发展的发电新技术，国家电力公司应该采取怎样态度?要不要发展?怎样发展?这些问题亟待解决。一 燃料电池发电的技术特点和应用形式1.1技术特点燃料电池发电是在一定条件下使燃料(主要是H2)和氧化剂(空气中的02)发电化学反应，将化学能直接转换为电能和热能的过程。与常规电池的不同：只要有燃料和氧化剂供给，就会有持续不断的电力输出。与常规的火力发电不同，它不受卡诺循环的限制，能量转换效率高。与常规发电相比燃料电池具有以下优点：(1)理论发电效率高，发展潜力大。燃料电池本体的发电效率可达到50一60％，组成的联合循环发电系统在(10—50)MW规模即可达到70％以上的发电效率。(2)污染物和温室气体排放量少。与传统的火电机组相比，C02排出量可减少40％一60％。Nox(＜2ppm)和SOx(＜1ppm)排放量很少。(3)小型高效，可提高供电可靠性。燃料电池的发电效率受负荷和容量的影响较小。(4)低噪音。在距发电设备3英尺(1．044米)处噪音小于60dB(A)。(5)电力质量高。电流谐波和电压谐波均满足IEEE519标准。(6)变负荷率高。变负荷率可达到(8％一lO％)／min，负荷变化的范围大(20一120)。(7)燃料电池可使用的燃料有氢气、甲醇、煤气、沼气、天然气、轻油、柴油等。(8)模块化结构，扩容和增容容易，建厂时间短。(9)占地面积小，占地面积小于lm2／KW。(10)自动化程度高，可实现无人操作。总之，燃料电池是一种高效、洁净的发电方式，既适合于作分布式电源，又可在将来组成大容量中心发电站，是2l世纪重要的发电方式。制约燃料电池走向大规模商业化的主要因素是：高价格和寿命问题。1.2燃料电池的应用形式(1)现场热电联供，常用的容量为200KW一1MW。(2)分布式电源，容量比现场用燃料电池大，约(2—20)MW。(3)基本负荷的发电站(中心发电站)，容量为(100—300MW)。(4)燃料电池还可用于100W—100KW多种可移动电源、便携式电源、航空电源、应急电源和计算机电源等。二 为什么要在我国电力系统发展燃料电池发电技术2.1采用燃料电池发电是提高化石燃料发电效率的重要途径之一以高温燃料电池组成的联合循环发电系统，可使发电效率达到60—75(LHV)，这一目标将在2005年左右实现。预计到2010年，发电效率可超过72％。煤气化燃料电池联合循环(IGFC)的发电效率可达到62％以上。以燃料电池组成的热电联产机组的总热效率可达到85％以上。燃料电池本体的发电效率基本不随容量的变化而变化，这使得燃料电池既可用作小容量分散电源，又可用于集中发电应用范围广泛。2.2燃料电池发电可有效地降低火力发电的污染物和温室气体排放量燃料电池发电中几乎没有燃烧过程，NOx排放量很小，一般可达到(O．139一0．236)kg／MW?h以下，远低于天然气联合循环的NOx排放量(1kg／MW?h一3kg/MW．h)。由于燃料进入燃料电池之前必须经过严格的净化处理，碳氢化合物也必须重整成氢气和CO，因此，尾气中S02、碳氢化合物和固态粒子等污染物排量也污染物的含量非常低。与常规燃煤发电机组相比，C02的排放量可减少40％一60．在目前CO2分离和隔绝技术尚不成熟的状况下，通过提高能源转换效率减少CO2排放是必然的选择。2.3采用燃料电池发电可提高供电的灵活性和可靠性燃料电池具有高效率、低污染、低噪声、模块化结构、体积小、可靠性高等突出特点，是理想的分布式电源。与目前一些可做为分布式电源的内燃机相比，燃料电池的发电效率更高、污染更低。在250KW—lOMW的功率范围内，具有与目前数百兆瓦中心电站相当甚至更高的发电效率。作为备用电源的柴油发电机由于污染和噪声大不宜在未来的城市中应用。低温燃料电池不仅发电效率高，而且启动快、变负荷能力强，是很好的备用电源。现代社会对供电的可靠性和环境的兼容性要求越来越高，高效、低污染的分布式电源系统日益受到重视。近年来美国、加拿大、台湾相继发生因自然灾害或人为因素造成的大面积停电，许多重要用户长期不能恢复供电，给社会和经济造成了巨大的损失。北约轰炸南联盟，使电力系统严重受损。这些由不可抗力引起的电网破坏无不使人引发出一个重要的思考：提高我国电力系统供电的可靠性和供电质量，虽然主要依靠电网的改造和技 术革新，但如果在电网中有许多分布式电源在运转，供电的可靠性将会大大提高。 对于象军事基地、指挥中心、医院、数据处理和通讯中心、商业大楼、娱乐中心、政府要害部门、制药和化学材料工业、精密制造工业等部门，对电力供应的可靠性和质量要求很高。目前采用的备用电源效率低、污染严重、电压波动大。而采用燃料电池作为分布式电源向这些部门提供电力，会使供电的可靠性和电力质量大大提高。他们将是燃料电池发电技术的第一批用户。对于边远地区，负荷小且分散，若建设完善的电网，不仅投资大，线损大，且电网末端地区电力质量不稳定。对于这些区域若辅助燃料电池发电的分布式电源，更能有效地解决这些地区的电力供应问题。燃料电池的重量比功率和体积比功率均比常规的小型发电装置大，因此，它也是理想的移动电源，适合于各种建设工地、野外作业和临时急用。2.4发展燃料电池发电技术是提高国家能源和电力安全的战略需要美国已将燃料电池发电列为国家安全关键技术之一。美、日之所以能在燃料电池技术方面处于世界领先地位，与国家从战略高度予以组织、资助和推动密不可分。在目前复杂的国际环境下，高技术的垄断日趋严重，掌握清洁高效发电的高新技术对未来国家的能源和电力安全具有重要的战略意义，而燃料电池发电技术，正是这种高效清洁的高新发电技术之一。燃料电池突出的优点，以及发达国家竟相投入巨资研究开发的行动，足以说明燃料电池发电技术在21世纪会起到越来越重要的作用。2.5发展燃料电池发电技术是国电公司“加强技术创新，发展高科技，形成高新技术产业”的需要燃料电池发电技术是电力工业中的高新技术，己受到普遍重视。美国燃料电池发电技术的研究开发主要由美国能源部组织实施，其中一个重要的目的就是形成新的高技术产业，为美国的经济注入新的活力。日本的东京电力公司、关西电力公司及其它公用事业单位是日本燃料电池开发及商业化的主要承担者和推动者，其目的也是为电力公司注入新的经济增长点以获得巨大的经济效益和社会效益。国家电力公司处在完成“两型”、“两化”、“进入世界500强”的历史时刻，恰逢党中央国务院号召全国各行业“加强技术创新，发展高科技，实现产业化”的有利时机，在国家电力公司内不失时机地进行燃料电池发电技术的研究开发是非常必要的。采取引进、消化、吸收和再创新的技术路线，以高起点，在尽可能短的时间内初步形成自主产权的燃料电池发电关键技术，不仅可以使我国在燃料电池发电技术领域与国外的差距大大缩小，而且，对国家电力公司进行发电系统的结构调整、技术创新、形成高新技术产业、实现跨越式发、提高国际竞争能力都具有非常重要的意义。2.6燃料电池发电技术在我国有广阔的发展前景未来二十年，随着我国“西气东送”，全国天然气管网的不断完善及液化天然气(LNG)的广泛应用，燃用天然气的燃料电池发电将会有很大市场。煤层气也是燃料电池的理想燃料。我国丰富的煤层气资源也将是燃料电池发电的巨大潜在能源之一。燃料电池可与常规燃气一蒸汽联合循环结合，形成更高效率的发电方式。与煤气化联合循环(IGCC)结合，形成数百兆瓦级的大型、高效、低污染的中心发电站，比IGCC效率更高，污染更小。燃料电池可与水电、风电和太阳能发电等结合，在高出力时，利用电解水制氢，低出力时用燃料电池发电，达到既储能，又高效发电的目的。采取气化或厌氧处理的方法将生物质变为燃料气，通过燃料电池发电，提高能源转换效率，并降低污染物排放量。对一些经济欠发达但有丰富的沼气资源的地区，利用燃料电池发电技术有可能更有有效地解决这些地区的电力供应问题。2.7与国外有较大的差距在燃料电池发电技术方面，我国与国际先进水平有较大的差距。在MCFC和SOFC技术方面，国外已分别示范成功了2MW和100KW的燃料电池发电机组，而我国在这方面才刚刚起步，2000年才可望研制出2KW左右的试验装置。在PAFC和PEFC技术方面，国内与国外的差距更大。倘若我们现在不开始研究开发燃料电池发电技术，等到燃料电池完全成熟后再引进，不但会受制于人，还将付出更大的经济代价，更谈不上尽快形成燃料电池发电的产业化。若不能形成燃料电池的产业化并在电力系统广泛应用，那么，也谈不上提高发电效率和降低污染物的排放。只有从现在开始，在国外的基础上，高起点研究，经过10—20年的努力，有可能在国电公司形成燃料电池的产业和广泛的商业应用。2.8在我国电力系统发展燃料电池发电技术是市场经济条件下的迫切要求分散式电源作为大电网的有效补充己得到许多国家的重视，而电源提供者的多元化更是一种趋势。我国电网的容量大、技术水平和可靠性还较低、抵御各种灾害的能力较差，在这种情况下，小型高效的燃料电池分布式电源随着技术的商业化市场潜力巨大。倘若电力系统不及时进行研究开发，在未来几年内，有可能被国外企业和国内其它其它行业或民营企业占领燃料电池分散电源市场。在市场经济条件下，国电公司既是用户，又是开发者。对于燃料电池这样重要的发电高新技术，应不失时机地着手研究开发，联合国内一些基础研究单位，争取纳入国家的攻关计划，获得国家支持，在尽可能短的时间内，形成燃料电池发电技术研究开发的优势，开发燃料电池发电关键技术和成套技术，形成国电公司的高新技术产业，既可优化调整电力结构，又能满足市场的不同需求。三 国外燃料电池发展计划及商业化的预测3.1美国燃料电池发电技术研究开发状况3.1.1美国燃料电池发电技术的研究开发计划1997年，美国总统克林顿颁发了"改善气候行动计划”，燃料电池被确定为一项关键技术，联邦政府为此制定了一项“美国联邦燃料电池发展计划”，目的是通过燃料电池的商业化来减少温室气体排放量。在这项计划中，对每一个燃料电池的新用户资助l000／KW的优惠。结果，仅在1998年，就有42台200kwPAFC发电机组投入运行。美国政府鼓励在一些对环境敏感的地区建立燃料电池发电站。此外，政府已促使美国所有的军事基地安装200KW燃料电池发电机组。通过这些措施，加速燃料电池的商业化，并提高国家能源的安全性。美国政府投入巨资研究开发燃料电池发电技术的另一个目的，就是要保持美国在这一领域的领先地位。随着商业化过程不断深入，将逐步形成新的高技术产业，为美国的经济注入新的活力，提供更多的就业机会。美国DOE的燃料电池发展计划如下：PAFC己商业化，不再投入资金进行研究开发。PAFC目前的发电效率为40％一45(LHV)，热电联产的热效率为80％(LHV)。已完成250KW和2MWMCFC的现场示范，预计2002年进行20MW的示范；2003年左右，使250KW和MW级MCFC达到商业化；2010年，燃用天然气的250KW一20MWMCFC分散电源达到商业化，100MW以上MCFC的中心电站也进入商业化;2020年，100MW以上燃煤MCFC中心发电站进入商业化。MCFC技术目标是运行温度为650℃，发电效率达到60％(LHV)，组成联合循环的发电效率为70(LHV)，热电联产的热效率达到85(LHV)以上。目前，己完成25kw和100kwSOFC现场试验，正在进行SOFC的商业化设计。预计2002年左右，进行MW级SOFC示范；2003年左右，100kw一1MWSOFC进行商业化：2010年，250kw一20MW燃用天然气的SOFC以分布式电源形式进入商业化，100MW以上燃用天然气的SOFC以中心电站形式进入商业化；2020年，100W及以上容量的燃煤S0FC以中心电站的形式进入商业化。SOFC技术目标是：运行温度为1000℃，发电效率达到62％(LHV)，组成联合循环的发电效率达到72％(LHV)，热电联产的热效率达到85(LHV)以上，燃煤时发电效率可达到65％(LHV)，这一目标预计2010完成。美国是最早研究开发PEFC的国家，但在大容量化和商业应用方面已落后于加拿大。目前美国生产的质子交换膜仍居世界领先水平。美国在PEFC的开发方面是面向家庭用分散式电源，实现热电联供。PlugPower公司与GE合作，计划2001年使10kwPEFC进入商业化，价格达到S750—1000／kw，大批量生产后，使PEFC的价格达到$350／kw。3.1.2市场预测美国能源部(DOE)对美国潜在的燃料电池市场的预测认为：在2005年一2010年，美国年需求燃料电池发电容量约2335MW一4075MW。现在美国的燃料电池年生产能力为60MW，商业化的价格为$2000一$3000／kw，若年生产能力达到100MW／a，商业化的价格则可达到$l000—$1500/Kw。若能达到(2000—4000)MW／a的生产能力，燃料电池的原材料费仅$200一$300／kw。那么燃料电池的价格则有可能达到$900—$l100／kw，此时可完全与常规的发电方式竞争。3.2日本燃料电池发电技术的发展进程及应用前景预测3.2.1发展进程日本在PAFC研究方面，走的是一条引进合作、消化吸收、再提高的路线。1972年东京煤气公司从美国引进两台PAFC燃料电池发电机组，大阪煤气公司也在1973年引进两台PAFC机组。日本政府于1981年设立了以开发节能技术为宗旨的“月光计划”，燃料电池发电是其中一项重要内容。此后，日本国内的电力公司、煤气公司和一些大型的制造厂纷纷投入燃料电池的研究开发，并与美国IFC合作，使日本的PAFC得到更大的发展。目前，日本的PAFC技术已赶上了美国，商业化程度超过了美国。5MW(富士电机制造)和11MW(东芝与IFC合制)均在日本投运，日本公司制造的PAFC机组已运行了近100多台。日本有关MCFC的研究是从1981年开始的，通过自主开发并与美国合作。1987年10kwMCFC开发成功，1993年100kw加压型MCFC开发成功，1997年开发出1MW先导型MCFC发电厂，并投入运行。MCFC已被列为日本“新阳光计划”的一个重点，目标是2000年一2010年，实现燃用天然气的10MW一50MW分布式MCFC发电机组的商业化，并进行100MW以上燃用天然气的MCFC联合循环发电机组的示范，2010年后，实现煤气化MCFC联合循环发电，并逐步替代常规火电厂。日本的SOFC技术也是从1981年的“月光计划”开始研究的，立足于自主开发。1989年一1991年，开发出l00W一400WSOFC电池堆，1992年一1997年开发出l0kw平板型SOFC。SOFC的研究进展也远远落后于NEDO原来的计划。“新阳光计划”中预计2000年一2010年，使SOFC达到MW级，并形成联合循环发电。日本的PEFC也被列入“新阳光计划”，目前开发的容量为(1—2)kw。3.2.2政府采取的措施日本政府在“月光计划”和“新阳光计划”中，先后资助了3台200kw、2台lMW和l台5MW的PAFC；1台100kw和1台1MW的MCFC示范电站研究开发、建设及运行。在通产省和NEDO的统一组织和管理下，使公用事业单位(电力公司和煤气公司)和开发商及研究单位紧密结合，实现燃料电池研究开发和商业示范应用一体化。日本电力公司和煤气公司，过去十年来安装了约80多台燃料电池机组，装机容量达到20.1MW，燃料电池及电厂的费用主要由业主承担，但是制造商和政府也各承担一部分。这种政府和企业联合研究开发的方式促进了日本燃料电池的发展。使用燃料电池发电享有许多优惠政策：燃料电池的相关设备，在未超过一定规模时，其工程计划仅须申报即可动工。对500kw以下的常压燃料电池生产与使用的审批手续大大简化。在医院、旅馆、办公大楼等安装的燃料电池发电机组，政府提供的经费资助。新建的燃料电池发电设备享有10的免税额，并获有30％的加速折旧。对装设于电力公司或自备发电用的燃料电池项目，日本开发银行将提供投资额40％的低息贷款。3.2.3市场预测1990年，日本通产省发表了“长期电源供需展望”报告，预计日本国内的燃料电池发电容量到2000年约2250MW；2010年约10720MW，电力系统用5500MW，其中约有2400MW是MCFC和SOFC高温型燃料电池；2010年煤气化MCFC和SOFC达到实用化；发电效率达到50％一60％。由于燃料电池发电技术仍有许多技术上的难题没有突破，进展速度低于预期值，因此日本目前已将原目标做了修正，预计2000年燃料电池装机容量将达到200MW，其中分布式电源l12MW，工业用热电联产型为88MW；2010年将达到2200MW，其中分布式电源型为735MW，工业用热电联产型为1465MW。3.3其它国家和地区的发展进程目前，欧洲的燃料电池发电技术远远落后于美国和日本。80欧洲又重新开始研究燃料电池发电技术。它们采用向美国、日本购买电池组，自行组装发电厂的方式来发展PAFC发电技术。1990年成立了一个“欧洲燃料电池集团(EFCG)”。意大利已完成了一座1MW的PAFC示范工程，由IFC供应，BOP由欧洲制造。意大利、西班牙与美国IPC合作，于1993年在米兰建了一座l00kwMCFC电厂，1996年投运。德国正在开发250kwMCFC。德国西门子公司于1998年收购了美国西屋公司的管形SOFC技术后，现在拥有世界上最先进的平板型和管形SOFC技术。 加拿大在PEFC方面居世界领先地位，在继续开发交通用PEFC的同时，目前也将PEFC应用于固定电站，已建成250kwPEFC示范电站，目标是在近几年内使250kw级PEPC商业化。澳大利亚在1993年一1997年，共投资3000万美元，研究开发平板型SOFC，目前正在开发(20一25)kwSOFC电池堆。韩国电力公司于1993年从日本购进一座200kwPAFC进行示范运行。3.4国外发展燃料电池发电技术的经验总结回顾国外燃料电地发展的道路，有许多值得我们吸取和借鉴的经验。美国在燃料电池发电技术的研究开发方面始终处于世界领先地位。除了雄厚的财力之外，还有三方面重要的原因：一是政府将燃料电池发电技术视为提高火力发电效率、减少污染物和温室气体排放的重要措施，列入政府的“改变气侯技术战略”中，并大力投入资金和力量研究开发；二是燃料电池技术提高到“国家能源安全并大力投入资金和力量研究开发；三是将燃料电池技术提高到“国家能源安全关键技术”的战略高度，DOD和DOE均投入资金研究开发；四是对燃料电池的应用前景充满信心，希望能形成新的高技术产业，给美国的经济注入新的活力，政府和企业共同投入资金研究开发，力图保持领先地位。日本走的是一条通过与美国合作、引进技术并消化吸收实现产业化的路线，并在PAFC的商业化方面己超过了美国，在MCFC的研究开发方面也接近美国。成功的重要经验也是政府对燃料电池给予高度重视，先后列入了“月光计划”和“新阳光计划”，大力投入研究开发。另一条经验是研究机构、企业和用户联合，组成从研究、开发到商业应用一体化集团，既承担研究开发的风险，也享受成功的优惠。加拿大Ballard公司在PEFC方面成功的经验告诉我们：只要坚定不移地进行研究开发，一个小公司也能在10—20年内成为举世瞩目的燃料电池技术拥有者。 燃料电池起源于欧洲，但是，现在欧洲的燃料电池技术已远远落后于美国和日本。主要原因是政府和企业对燃料电池发电技术重视不够。目前，欧洲已经意识到这一点，成立了—个燃料电池发电技术集团，引进美国、日本的技术，并进行研究开发。四 各种燃料电池发电技术综合比较4.1 AFC：与其它燃料电池相比，AFC功率密度和比功率较高，性能可靠。但它要以纯氢做燃料，纯氧做氧化剂，必须使用Pt、Au、Ag等贵金属做催化剂，价格昂贵。电解质的腐蚀严重，寿命较短，这些特点决定了AFC仅限于航天或军事应用，不适合于民用。4.2 PAFC：以磷酸做为电解质，可容许燃料气和空气中C02的存在。这使得PAFC成为最早在地面上应用或民用的燃料电池。与AFC相比它可以在180℃一210℃运行，燃料气和空气的处理系统大大简化，加压运行时，可组成热电联产。但是，PAFC的发电效率目前仅能达到40％一45％(LHV)，它需要贵金属铂做电催化剂；燃料必须外重整：而且，燃料气中C0的浓度必须小于1％(175℃)一2(200℃)，否则会使催化剂中毒；酸性电解液的腐蚀作用，使PAFC的寿命难以超过40000小时。PAFC目前的技术已成熟，产品也进入商业化，做为特殊用户的分散式电源、现场可移动电源和备用电源，PAFC还有市场，但用作大容量集中发电站比较困难。4.3 MCFC：在650℃一700℃运行，可采用镍做电催化剂，而不必使用贵重金属：燃料可实现内重整，使发电效率提高，系统简化；CO可直接用作燃料；余热的温度较高，可组成燃气／蒸汽联合循环，使发电容量和发电效率进一步提高。与SOFC相比，MCFC的优点是：操作温度较低，可使用价格较低的金属材料，电极、隔膜、双极板的制造工艺简单，密封和组装的技术难度相对较小，大容量化容易，造价较低。缺点是：必须配置C02循环系统；要求燃料气中H2S和CO小于0.5PPM；熔融碳酸盐具有腐蚀性，而且易挥发；与SOFC相比，寿命较短；组成联合循环发电的效率比SOFC低。与低温燃料电池相比，MCFC的缺点是启动时间较长，不适合作备用电源。MCFC己接近商业化，示范电站的规模已达到2MW。从MCFC的技术特点和发展趋势看，MCFC是将来民用发电(分散电源和中心电站)的理想选择之一。4.4 SOFC：电解质是固体，可以被做成管形、板形或整体形。与液体电解质的燃料电池(AFC、PAFC和MCFC)相比，SOFC避免了电解质蒸发和电池材料的腐蚀问题，电池的寿命较长(已达到70000小时)。CO可做为燃料，使燃料电池以煤气为燃料成为可能。SOFC的运行温度在1000℃左右，燃料可以在电池内进行重整。由于运行温度很高，要解决金属与陶瓷材料之间的密封也很困难。与低温燃料电池相比，SOFC的启动时间较长，不适合作应急电源。与MCFC相比，SOFC组成联合循环的效率更高，寿命更长(可大于40000小时)；但SOFC面临技术难度较大，价格可能比MCFC高。示范业绩证明SOFC是未来化石燃料发电技术的理想选择之一，既可用作中小容量的分布式电源(500kw一50MW)，也可用作大容量的中心电站(＞l00MW)。尤其是加压型SOFC与微型燃气轮结合组成联合循环发电的示范，将使SOFC的优越性进一步得到体现。4.5 PEFC：PEPC的运行温度较低(约80℃)，它的启动时间很短，在几分钟内可达到满负荷。与PAFC相比，电流密度和比功率都较高，发电效率也较高(45％一50(LHV))，对CO的容许值较高(＜10ppm)。PEFC的余热温度较低，热利用率较低。与PAFC和MCFC等液体电解质燃料电池相比，它具有寿命长，运行可靠的特点。PEFC是理想的可移动电源，是电动汽车、潜艇、航天器等移动工具电源的理想选择之一。目前，在移动电源、特殊用户的分布式电源和家庭用电源方面有一定的市场，不适合做大容量中心电站。结 论选择适合于我国电力系统发展的燃料电池发电技术，应综合考虑以下几点：较高的发电效率；环保性能好；既能作为高效、清洁的分布电源，又具有形成大容量的联合循环中心发电站的发展潜力；既能以天然气为燃料，又具有以煤为燃料的可能性；技术的先进性及商业化进程；运行的可靠性和寿命；降低造价的潜力；国内的基础。综合考虑以上几点，对适合于我国电力系统发展的燃料电池发电技术，提出以下几点选择意见：(1)优先发展高温燃料电池发电技术。即选择MCFC和SOFC为我国电力系统燃料电池发电技术的主要发展方向，这两种燃料电池既能以天然气为燃料作为高效清洁的分布电源，又具有形成大容量的联合循环中心发电站(以天然气或煤为燃料)的发展潜力。(2)MCFC和SOFC各有特点，都存在许多问题，尚未商业化。若考虑技术难度和成熟程度以及商业化的进程，对于MCFC，应走引进、消化吸收、研究创新，实现国产化的技术路线，并尽快投入商业应用：对于SOFC，应立足于自主开发，走创新和跨越式发展的技术发展路线。(3)随着氢能技术的发展，PEFC在移动电源、分散电源、应急电源、家庭电源等方面具有一定优势和的市场潜力，国家电力公司应密切跟踪研究。(4)AFC不适合于民用发电。PAFC技术目前已趋于成熟，与MCFC、SOFC和PEFC比较，已相对落后。因此，AFC和PAFC不应做为国家电力公司研究开发的方向。参考文献[1] 许世森，朱宝田等，在我国电力系统发展的燃料电池发电的技术路线和实施方案研究，国家电力公司热工研究院，1999．12
电力系统可以写现场管理、施工管理或者具体的电力技术。当时也是不会，还是学长给的文方网，写的《风电并网后电力系统可靠性评估和备用优化研究》，非常专业电力系统碳排放流分析理论初探含风电场多目标低碳电力系统动态经济调度研究分布式电源及其接入电力系统时若干研究课题综述非解析复变电力系统电压稳定的动态分析方法电力系统安全稳定标准研究先进控制理论在电力系统中的应用综述及展望 优先出版大规模风电接入电力系统备用决策评述基于马尔科夫链的电力系统运行可靠性快速评估电力系统电压稳定与功角稳定的统一分析原理电力系统碳排放流的计算方法初探基于风速预测和随机规划的含风电场电力系统动态经济调度电力系统模型预测控制技术研究电力系统的碳排放结构分解与低碳目标贡献分析双馈风电机组对电力系统低频振荡特性的影响改善电力系统阻尼特性的双馈风电机组控制策略含风电场的电力系统经济调度研究综述电力系统云计算中心的研究与实践基于可信性理论的电力系统运行风险评估 (一)运行风险的提出与发展基于全寿命周期成本的电力系统经济性评估方法电动汽车在含大规模风电的丹麦电力系统中的应用应用于电力系统的碳捕集技术及其带来的变革电力系统稳定的定义与分类述评考虑时滞影响的电力系统稳定分析和广域控制研究进展风—光—储混合电力系统的博弈论规划模型与分析电力系统复杂性及其相关问题研究电力系统分岔与混沌研究综述电力系统动态仿真的灵敏度分析多馈入交直流混合电力系统研究综述电力系统负荷预测研究综述与发展方向的探讨基于多因素分析的复杂电力系统安全风险评估体系电力电子装置在电力系统中的应用电力系统复杂网络特性分析与模型改进低碳电力系统规划与运行优化研究综述电力系统数字仿真技术的现状与发展智能电网对低碳电力系统的支撑作用广域测量系统在电力系统分析及控制中的应用综述电气介数及其在电力系统关键线路识别中的应用
电厂厂用电电源切换方式的优缺点