黑龙江省专业技术人员继续教育知识更新培训 电气工程专业2014年作业——初级

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1、专业课作业一一、简答题1、为什么要开发利用可再生能源和各种绿色能源？能源是人类经济及文化活动的动力来源。在20世纪的一次能源结构中， 主要是石油、天然气和煤炭等化石能源。经过人类数千年，特别是近百年的消费，这些化石能源己近枯竭。随着经济的发展、人口的增加和社会生活水平的提高，未来世界能源消费量将持续增长，世界上的化石能源消费总量总有一天将达到极限。此外，大量使用化石燃料已经为人类生存环境带来了严重的后果。目前由于大量使用矿物能源，全世界每天产生约1亿吨温室效应气体，己经造成极为严重的大气污染。如果不加控制，温室效应将融化

2、两极的冰山，这可能使海平面上升几米，人类生活空间的四分之一将由此受到极大威胁。当前人类文明的高度发达与地球生存环境的快速恶化己经形成一对十分突出的矛盾。它向全世界能源工作者提出了严峻的命题和挑战。针对以上情况，开发利用可再生能源和各种绿色能源以实现可持续发展的能源结构是人类必须采取的措施，使以资源有限、污染严重的石化能源为主的能源结构将逐步转变为以资源无限、清洁干净的可再生能源为主的能源结构。 太阳能、风能、水能、海洋能、生物质能、地热能、燃料电池等可再生能源作为新兴的绿色能源，以其永不枯竭、无污染、不受地域资源限制等优

3、点，正得到迅速的推广应用。可再生能源发电技术的发展和规模的扩大，使其逐步从补充型能源向替代型能源过渡。 2、可再生能源包括那些能源？ 答：太阳能、风能、水能、海洋能、生物质能、地热能、燃料电池等可再生能源 3、可再生能源发电系统主要有哪几种？  答：光伏发电系统、风力发电系统、燃料电池发电系统、混合能源发电系统 4、简述太阳能光伏并网发电系统原理。 答：光伏发电系统可分为独立光伏发电系统和并网光伏发电系统。太阳能光伏并网发电系统由太阳能、光伏阵列、双向直流变换器、蓄电池或超级电容和并网逆变器构成。光伏阵列除保证负载的正常

4、供电外，将多余电能通过双向直流变换器储存到蓄电池或超级电容中;当光伏阵列不足以提供负载所需的电能时，双向直流变换器反向工作向负载提供电能。5、画出一种风力发电系统的结构。6、给出一种燃料电池发电系统的结构。答：燃料电池是一种将持续供给的燃料和氧化剂中的化学能连续不断地转化为电能的电化学装置。燃料电池发电最大的优势是高效、洁净，无污染、噪声低，模块结构、积木性强、不受卡诺循环限制，能量转换效率高，其效率可达40%-65%。燃料电池被称为是继水力、火力、核能之后第四代发电装置和替代内燃机的动力装置。图1-3燃料电池发电系统结

5、构示意图7、混合能源发电系统的优点是什么？答：利用风能资源和太阳能资源天然的互补性而构成的风力/太阳能混合发电系统，可以弥补因风能、太阳能资源间歇性不稳定所带来的可靠性低的缺陷，在一定程度上提供稳定可靠电能。 8、可再生能源发电系统中的电力电子变换环节的功能是什么？ 答：发电系统中都存在“变换器”和“逆变器”等环节，称之为电力电子变换装置。这些环节的功能是实现电能变换，即将由光伏电池、风力发电机、燃料电池等发电元件产生的电能变换成可以并入电网或直接供给用电设备的电能。 9、简述可再生能源发电中的电力电子（电能变换）技术的

6、重要性。 答：电力电子技术作为可再生能源发电技术的关键，直接关系到可再生能源发电技术的发展。可再生能源经光伏电池、风力发电机、燃料电池等发电元件的能量转换而产生大小变化的直流电或频率变化的交流电，需要电力电子变换器将电能进行变换。 10、为什么要采用不可控整流技术？ 答：由于不可控整流技术结构简单，可靠性高，成本低廉；同时，不可控整流模块的功率等级可以做到很大，技术瓶颈较小，因此在实际中仍得到了较为广泛的应用。11、简述多脉波不可控整流的技术特点。答：多脉波不可控整流技术可以显著降低交流侧的电流谐波，降低直流側的电压脉动

7、，已经在电源、变频器等多种场合得到了广泛应用。12、采用三相单管整流方案的出发点是什么？答：三相单管整流器的开关频率固定、元件数量少、成本低、控制简单、可靠性高，应用于直驱型风力发电系统中，可以对发电机输出进行功率因数校正，提高发电机有功功率输出能力，减小电流谐波含量，降低发电机损耗，提髙了系统效率，具有一定的应用前景。13、给出三相单管整流技术的直驱系统结构图，并简述其控制原理。答：风力机与低速永磁同步发电机直接连接，在发电机的输出端采用三相单管整流电路进行升压、稳压后逆变并网。与传统的直驱系统相比，三相单管整流电路将

8、升压电感放在了整流桥前端，在实现整流的同时，还具有升压、稳压功能，同时还能对发电机输出电压电流进行功率因数校正。这种结构增加了两个电感以及一个输人低通滤波器，但是减少了一个电容器，在系统成本没有增加太多的情况下实现了对发电机输出电压电流的功率因数校正，提髙了发电机有功功率输出能力，减小了电流谐波含量，进而降低了发电机