水电及新能源建设问题研究论文

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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水利水电工程建设管理中的问题及对策论文

摘要： 水利水电工程在国民经济体系中发挥着重要作用。水利水电工程的科学实施与有效管理，不仅可以提高水资源的利用效率，缓解我国日益严峻的环境保护压力和能源危机，为地区经济发展提供有力的资源、能源支持，还可以有效降低工程运行、维护成本，减少项目建设资金压力，进一步推动地方经济高速发展。文章围绕水利水电工程建设和管理有关问题进行探讨，分析了当前我国水利水电工程建设和管理工作中存在的主要问题，并有针对性地提出整改建议。希望可以对我国水利水电管理部门和企业提高水利水电工程建设管理水平，更好地为地区经济发展服务有所帮助。

关键词： 水利水电工程；建设管理；问题；对策

引言

足够的能源与资源供应是人们生活、国民经济发展的必要条件。经济发展水平越高，社会生产规模越大，能源和资源的需求也就越强烈。当前，我国正处于经济体制改革的关键时期，随着产业结构调整的逐步深入，能源、资源需求日益增加。作为我国能源、资源供应体系中的重要组成部分，水利水电工程的建设与管理水平已经无法适应当前经济发展需求。加强水利水电建设和管理的呼声越来越高。通过科学的规划建设和有效管理，可以在最大限度发挥水利水电工程作用的同时，减少人力费用支出，控制工程整体成本，为强化我国能源、资源保障提供有力的支持。面对新的历史发展形势，提高水利水电工程的建设与管理水平，是当前我国水利水电单位的重要任务。

1现阶段我国水利水电工程建设与管理工作中存在的主要问题

水利水电工程是经济建设、工业生产的基础设施组成部分之一。随着我国经济规模的持续增加，大批水利水电工程纷纷上马开工建设，在促进了经济发展的同时，也暴露出许多问题，对水利水电工程作用的高效发挥造成了负面影响。下面就对其中主要问题进行探讨和分析。

工程建设管理体制、机制方面存在的问题

按照我国相关法律规定，作为一项土木工程建设项目，水利水电工程的实施必须依法履行招投标程序。然而在实际工作中，水利水电工程项目招投标不规范的现象还时有发生。招投标企业出于经济利益的目的进行暗箱操作、规避招投标、当地领导的人为干预、违规分包、转包等情况在全国各地都较为常见。这些现象的出现，严重影响了水利水电建筑工程市场的秩序环境。由于缺乏法律依据，不仅招投标企业双方的合法利益无法保障，工程质量也往往存在诸多安全质量隐患。另外，施工监理不规范是影响水利水电工程建设实施质量的又一重要问题。其次，水利水电工程监理工作也存在着一些问题。首先是工程监理单位没有严格把关监理人选资格审查工作。工程监理是一项专业技术要求很高的工作，按照我国相关法律规定，监理人员必须经过专业资格考试合格后方可持证上岗。但实际工作中，监理公司并没有严格执行这项规定，造成监理人员业务水平不高，工程管理实践经验匮乏的问题十分严重。这样的监理人员无法承担起水利水电工程项目建设监理的'重要职责，监理的位置等同虚设从而影响了工程监管质量。除此之外，水利水电工程合同管理不规范的问题也影响着工程保质保量的顺利实施。由于承包合同制定的不规范，内容条款多有疏漏或解释不清等问题，致使水利水电工程施工纠纷多发，严重影响了水利水电工程建设的顺利开展。

工程施工进度规划方面的问题

水利水电工程作为一项土木工程，施工量大，程序繁多，要保证工程如期完工，各项指标达到设计标准，必须要对工程各道步骤、工序进行科学的规划和合理的安排设置。在实际施工过程中，许多水利水电工程的施工进度规划缺乏合理有效的安排。在工程实施前没有对工程本身的施工技术、工艺、设备、人员的配置进行充分的思考，也没用对施工现场具体情况进行充分的调研，致使工程施工进度规划与实际情况偏差过大，缺乏可执行性，施工过程中问题频发，严重影响了工程施工速度和施工质量，甚至引发安全事故，造成巨额经济损失。

工程成本控制方面的问题

水利水电工程属于长期使用的基础设施，无论前期施工还是后续使用过程中都会需要较大的投入，这使得水利水电工程的成本控制工作显得尤为重要。目前我国水利水电工程成本控制问题较多，主要是项目立项后到建成交付使用这段时间里的成本控制力度相对疲软，无法发挥应有效果。导致这个问题的原因是多方面的，其中，项目管理单位对于工程成本控制的重要性认识不够，没有从立项之初就着手开展成本管理工作，使得许多前期环节的支出没有得到有效控制，工程整体成本上升。二是成本控制工作精细化程度不深。成本控制是项系统工程，必须坚持全面控制的原则，任何一个部分出现疏漏都会导致整体成本控制的失效。目前水利水电工程建设施工过程中的成本控制停留于表面，不够深入，也不够全面，粗放型的管理造成大量建设资金的流失，损坏了国家利益，延缓了国家基础设施建设事业的发展速度。

工程施工安全管理方面的问题

安全是任何一项工程建设工作都必须坚持的首要原则。水利水电工程亦是如此。由于在项目招投标阶段没有严格履行相关程序，导致工程中标价远低于工程实施所需要的资金额度。施工单位为了保证自身经济利益，大幅缩减保障性措施经费，导致安全生产缺乏必要的资金支持，安全保护措施落实不到位，从而给水利水电工程施工埋下了安全隐患。其次是工程建设企业管理层对工程安全生产的重要意义认识不足，在制度保障、人员培训等方面做的不够，企业员工安全意识薄弱，最终导致企业安全事故频繁发生。

2改进水利水电工程建设与管理工作的相关建议

建立健全水利水电工程项目管理体制机制建设单位要依法履行项目招标程序，严格把关，认真做好投标企业审核、审查工作，综合评价投标企业经济、技术、信誉等多方面指标，择优选取优质施工企业作为项目的施工单位。做好项目施工现场管理工作，保证工程进展有序。在公平、公正的基础上依法编制合同，切实保证项目建设单位和施工单位双方的合法权益，明确责任、权利，防止不必要的经济纠纷。严格执行监理人员资质审查制度，规范监理行为，加强工程项目施工现场监管力度。

落实水利水电工程质量管理、工期管理、成本管理和安全管理各项措施，建立完善的工程实施管控体系围绕水利水电工程项目的实施，建立系统化的管理体制，围绕工程质量、安全、成本、工期等重要目标，组建组织机构，完善制度和资金保障，落实措施，强化监督管理，确保项目安全实施，如期竣工，各项性能指标达到设计标准，实现经济效益和社会效益的最大化。

3结束语

面对日益严峻的能源和资源危机，加强水利水电工程建设管理意义重大。有关单位要充分认识到水利水电工程建设管理的重要作用，积极推动管理体制改革，加强监督管理，确保各项措施落到实处。只有这样，我国的水利水电工程施工质量和使用管理水平才能不断提升，才能适应我国当前经济高速发展的客观形势。

参考文献

[1]张西锋.当前水利水电工程建设管理问题及对策探析[J].新西部，2010（8）

新能源又称非常规能源。是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。 分类 新能源的各种形式都是直接或者间接地来自于太阳或地球内部伸出所产生的热能。包括了太阳能、风能、生物质能、地热能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量。也可以说，新能源包括各种可再生能源和核能。相对于传统能源，新能源普遍具有污染少、储量大的特点，对于解决当今世界严重的环境污染问题和资源（特别是化石能源）枯竭问题具有重要意义。同时，由于很多新能源分布均匀，对于解决由能源引发的战争也有着重要意义。 据世界断言，石油，煤矿等资源将加速减少。核能、太阳能即将成为主要能源。 联合国开发计划署（UNDP）把新能源分为以下三大类：大中型水电；新可再生能源，包括小水电、太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能；穿透生物质能。 一般地说，常规能源是指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源，而新能源通常是指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。因此，煤、石油、天然气以及大中型水电都被看作常规能源，而把太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能以及核能、氢能等作为新能源。随着技术的进步和可持续发展观念的树立，过去一直被是做垃圾的工业与生活有机废弃物被重新认识，作为一种能源资源化利用的物质而受到深入的研究和开发利用，因此，废弃物的资源化利用也可看作是新能源技术的一种形式。 新近才被人类开发利用、有待于进一步研究发展的能量资源称为新能源，相对于常规能源而言，在不同的历史时期和科技水平情况下，新能源有不同的内容。当今社会，新能源通常指核能、太阳能、风能、地热能、氢气等。 按类别可分为：太阳能 风力发电 生物质能 生物柴油 燃料乙醇 新能源汽车 燃料电池 氢能 垃圾发电 建筑节能 地热能 二甲醚 可燃冰等 新能源概况 据估算，每年辐射到地球上的太阳能为亿千瓦，其中可开发利用500～1000亿度。但因其分布很分散，目前能利用的甚微。地热能资源指陆地下5000米深度内的岩石和水体的总含热量。其中全球陆地部分3公里深度内、150℃以上的高温地热能资源为140万吨标准煤，目前一些国家已着手商业开发利用。世界风能的潜力约3500亿千瓦，因风力断续分散，难以经济地利用，今后输能储能技术如有重大改进，风力利用将会增加。海洋能包括潮汐能、波浪能、海水温差能等，理论储量十分可观。限于技术水平，现尚处于小规模研究阶段。当前由于新能源的利用技术尚不成熟，故只占世界所需总能量的很小部分，今后有很大发展前途。