2014年度哈工大继续教育电气工程专业专业课程作业一

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1、黑龙江省2014年度专业技术人员继续教育知识更新培训电气工程专业课程作业一黑龙江省2014年度专业技术人员继续教育知识更新培训电气工程专业课程作业一1、为什么要开发利用可再生能源和各种绿色能源？答：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

2、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。2、可再生能源包括那些能源？答：可再生

3、能源包括太阳能、风能、水能、海洋能、生物质能、地热能、燃料电池等。3、可再生能源发电系统主要有哪几种？答：可再生能源发电系统主要有光伏发电系统、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。图1-1是一个太阳能光伏并网发电系统示意图。该系统由太阳能、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

4、器反向工作向负载提供电能。5黑龙江省2014年度专业技术人员继续教育知识更新培训电气工程专业课程作业一图1-1太阳能光伏并网发电系统示意图5、画出一种风力发电系统的结构。答：风力发电按照风轮发电机转速是否恒定分为定转速运行与可变速运行两种方式。按照发电机的结构区分，有异步发电机、同步发电机、永磁式发电机、无刷双馈发电机和开关磁阻发电机等机型。风力发电运行方式可分为独立运行、并网运行、与其它发电方式互补运行等。图1-2一种风力发电系统的结构示意图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

5、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/5黑龙江省2014年度专业技术人员继续教育知识更新培训电气工程专业课程作业一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。

6、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：可再生能源发电系统中都存在“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）技术的重要性。答：在电气工程领域，作为可再生能源应用的重要组成部分的电力电子变换装置的研究与开发也成为一个重要的研究课题，与之对应的技术就是可再生能源发电中的电力电子（电能变换）技术。电力电子技术作为可再生能源发电技术的关键，直

7、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。在电能变换及并网（或独立供电）的系统控制过程中，涉及到诸多技术。典型的电能变换技术主要有整流技术、斩波技术和逆变技术；典型的控制技术主要是逆变器的并网控制技术。10、为什么要采用不可控整流技术？答：在直接驱动型风力发电系统中，由于发电机出口电压的幅值和频率总在变化，需要先通过整流电路将该交流信号变换成直流电，然后再经过逆变器变换为恒频恒压的交流电连接到电网。但是在整流过

8、程中，由于电力电子器件的作用使得发电机侧功率因数变低并且电流谐波增大，给发电机正常运行带来了不利影响。然而，由于该种方案结构简单，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