新能源和智慧系统

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1、能源是向人类提供某种形式能量的自然资源。在人类千百年来的发展史上，能源一直扮演着重要的角色，从天然能源（火、畜力、人力、水力）到煤炭，再到石油，再到电力，再到现在的核能和可再生资源，人类的发展离不开能源。目前应用最广泛的是电力，应用得最成熟的是热能。而我们赖以生存的能源是取之不尽用之不竭的吗？答案是否定的。新世纪以来，人们意识到了可开发资源将面临严重不足的危机，煤、石油和天然气等燃料日益枯竭，挖空了大山，抽空了大海。因此，必须寻找可持续的替代能源。在使用能源促进人类发展的同时，也带来了另一个严峻的问题——环境污染。燃料的燃烧产生了大量的

2、污染物，升到空中，流进河流，渗入地下，使天空不再湛蓝，使河流不再清澈，使大地不再肥沃，使我们生存的条件受到严重威胁。因此，在净化污染物的之外，要寻找可持续的清洁能源。新能源就是同时解决以上两个问题的关键，新能源包括了太阳能、风能、潮汐能、海洋能、地热能、生物能和氢能等可持续的清洁能源。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。新能源与智慧系统的研究面向我国规模化新能源开发、利用的重大需求，聚焦新能源电力系统的重大科技问题，以多学科交叉为基础，开展创新性研究，围绕新型的电能获取和使用方式、以及这

3、些新模式的规模化推广对电网安全带来的挑战，开展理论、技术与应用研究。构建再生能源电力系统智能控制与优化研究基地和技术开发平台，实现再生能源的高效转换与利用。以新能源发电系统、智能电网系统和新能源汽车系统为对象，主攻三类系统的分析、建模和控制，研究范围向内可以深入到具体装置，向外可拓展到智能汽车、智能制造等。此研究方向不仅具有重要的理论意义，而且具有实际的应用价值。上面说过，目前应用最广泛的能源是电能，是最重要的二次能源。智慧系统主要研究的是新能源合理发电的问题，在阅读资料后，我知道本研究方向应用了两种发电方式：互补发电和分布式发电。互补

4、发电：多种电源联合运行，各种发电方式互为补充，通过其协调配合来提供稳定可靠的、质量合格的电力。既可以提高可再生能源的可靠性，也可以提高能源的综合利用率。比如应用比较多的风-光互补发电系统，适合在风能和太阳能对比较充足的地方，像一些边远农村地区。风-光互补发电系统顾名思义，就是同时利用了风能和太阳能来联合运行，互为补充。风能和太阳能具有天然的互补优势：白天太阳光强，夜间风多；夏天日照好，风弱；冬春季节风大，日照弱。该系统由小型风力发电机、太阳能电池、蓄电池组、逆变器和控制器等部分组成。风力发电部分是利用风力将风能转化为机械能，然后通过风力

5、发电机转化为电能；光伏发电部分利用太阳能电池板的光伏效应将光能转换为电能。将得到的电能存在蓄电池中，或者通过逆变器输给交流负载，或者直接输给直流负载。中国无电乡村往往位于风能和太阳能蕴藏量丰富的地区。因此利用风光互补发电系统解决用电问题的潜力很大。采用已达到标准化的风光互补发电系统有利于加速这些地区的经济发展，提高其经济水平。另外，利用风光互补系统开发储量丰富的可再生能源，可以为广大边远地区的农村人口提供最适宜也最便宜的电力服务，促进贫困地区的可持续发展。风-光互补发电系统只是互补发电系统的一种方式，在分析当地具体情况的条件下，还可以考

6、虑开发其他形式的互补发电系统，比如潮汐-海洋互补发电系统多应用在沿海地区，地热-光互补发电系统多应用在地热能丰富的地区。分布式发电：在一定的地域范围内，由多个甚至多种形式的发电设备共同发电，以就地满足较大规模的用电需要。近年来，分布式发电因具有初期建设投资低、发电方式灵活等特点在全球范围内越来越受到重视，给电力系统的运行和控制带来了巨大的变化。大电网系统与分布式可再生电源相结合还能提高系统安全性和灵活性，被世界许多能源和电力专家一致认为是21世纪电力工业的主要发展模式。在此方向，我国还处于实验室应用阶段，一些核心技术需从国外引进，这样成

7、本将大大升高，导致电价大大提高，此研究方向应该一起我们的足够重视并需要大家的共同努力。提到分布式发电就得提另一个概念——微电网。这是因为分布式发电是解决未来能源短缺的必经之路，而微电网作为“网中网”的形式是解决分布式发电无缝接入大电网的发展趋势。微电网是能够独立运行或者作为一个整体与公共电网联网的分布式供电系统，包括分布式电源、储能装置、能量变换装置、相关负荷和监控以及保护装置。微电网中的分布式发电单元也被称为微电源，常见的微电源包括风力发电、光伏发电、小水电、柴油机、微型燃气轮机、燃料电池、地热发电、海洋能发电等，其中发展最快且已相当

8、成熟的是风力发电技术和光伏发电技术。随着传统能源的短缺，新能源逐步成为分布式电源的主要承担者，同样，风-光互补发电时比较典型的多能源微电网系统，光伏发电和沼气发电也很常见，在解决输电成本的同时，也做到了保护