可再生能源发电技术概要课件.ppt

1、ConfidencialContents of diagram belongsto HuangLiang Copyright reserved by HL,No distribution可再生能源发电可再生能源发电技术技术(电气工程电气工程)新能源检测与控制研究中心新能源检测与控制研究中心电力电子研究所电力电子研究所 黄亮黄亮ConfidencialContents of diagram belongsto HuangLiang Copyright reserved by HL,No distribution教材教材Confidencial能源及分类能源及分类 一次能源：一次能源：指各种以原始

2、形态存在于自然界而没有经过加工转换指各种以原始形态存在于自然界而没有经过加工转换的能源，包括煤炭、石油、天然气，以及水能、太阳的能源，包括煤炭、石油、天然气，以及水能、太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能。能、风能、地热能、海洋能、生物质能。二次能源：二次能源：直接或间接由一次能源转换转化加工而生产的其他形直接或间接由一次能源转换转化加工而生产的其他形式的能源，如电能、煤气、汽油、柴油、焦炭、酒精式的能源，如电能、煤气、汽油、柴油、焦炭、酒精、沼气等。、沼气等。除少数情况下一次能源能够以原始形态直接使用除少数情况下一次能源能够以原始形态直接使用外，更多情况是根据不同目的对一次能源进行加外，更

3、多情况是根据不同目的对一次能源进行加工，转换成便于使用的二次能源。工，转换成便于使用的二次能源。Contents of diagram belongsto HuangLiang Copyright reserved by HL,No distribution3Confidencial一次能源分类一次能源分类 可再生能源：可再生能源：自然界中可以不断得到补充或能在较短周期内再产生，自然界中可以不断得到补充或能在较短周期内再产生，取之不尽、用之不竭的能源。取之不尽、用之不竭的能源。常规常规能源：能源：水能水能 新能源：新能源：风能、风能、太阳能、生物质能、太阳能、生物质能、地热能地热能、海洋能。、

4、海洋能。不不可再生能源：可再生能源：随着人类的利用而逐渐减少的能源，如煤炭、石油、天随着人类的利用而逐渐减少的能源，如煤炭、石油、天然气、核能。然气、核能。Contents of diagram belongsto HuangLiang Copyright reserved by HL,No distribution4Confidencial全球能源消费统计全球能源消费统计 数据来源数据来源-BP Statistical Review of World Energy2013（BP官网）官网）BP公司在每年公司在每年6月份定期发布新一年的年鉴报告月份定期发布新一年的年鉴报告，是，是能源能源经济学

5、领域内最广受推崇且最具权威性的出版物经济学领域内最广受推崇且最具权威性的出版物之一，之一，也也是了解当今世界能源消费动态的第一手资料。是了解当今世界能源消费动态的第一手资料。Contents of diagram belongsto HuangLiang Copyright reserved by HL,No distribution5Confidencial 世界经济的三大能源支柱：煤炭、石油天然气世界经济的三大能源支柱：煤炭、石油天然气 能源预测：石油在未来能源预测：石油在未来40年枯竭，天然气在年枯竭，天然气在60年年枯竭，煤炭枯竭，煤炭100年枯竭。年枯竭。化石能源的探明储量与储采比化

6、石能源的探明储量与储采比Contents of diagram belongsto HuangLiang Copyright reserved by HL,No distribution6种类种类世界储量世界储量中国储量中国储量中国储量比中国储量比储采比储采比石油石油1708亿亿t21亿亿t1.2%11.1/42年年天然气天然气185.02万亿万亿m32.46万亿万亿m31.3%32.3/60.4年年煤煤8260.01亿亿t1145亿亿t13.9%41/122年年数据来源数据来源-BP世界能源统计世界能源统计2009ConfidencialRenewable EnergyContents of

7、 diagram belongsto HuangLiang Copyright reserved by HL,No distribution7Wind Energy/PowerSolar Energy/PowerBiomass Energy/PowerHydropowerConfidencialRenewable EnergyContents of diagram belongsto HuangLiang Copyright reserved by HL,No distribution8Geothermal EnergyOcean Energy苏格兰苏格兰海底潮汐发电设备海底潮汐发电设备（自路

8、透社）（自路透社）ConfidencialHydrogen EnergyContents of diagram belongsto HuangLiang Copyright reserved by HL,No distribution9Confidencial课程安排课程安排1.风力发电技术（重点）风力发电技术（重点）2.太阳能发电技术太阳能发电技术（重点）（重点）3.水力发电技术（介绍）水力发电技术（介绍）4.沼气发电技术沼气发电技术（介绍（介绍）5.地热能发电技术地热能发电技术（介绍（介绍）6.海洋能发电技术（介绍）海洋能发电技术（介绍）7.氢能发电技术氢能发电技术（介绍（介绍）8.储能技

9、术（重点）储能技术（重点）9.逆变并网技术（重点逆变并网技术（重点）10.智能电网智能电网（介绍（介绍）Contents of diagram belongsto HuangLiang Copyright reserved by HL,No distribution10ConfidencialContents of diagram belongsto HuangLiang Copyright reserved by HL,No distribution11Confidencial教学安排（改革）教学安排（改革）本门课程本门课程旨在发展学生的设计技能旨在发展学生的设计技能和自信心。和自信心。本门

10、课程本门课程以以工程项目设计工程项目设计为主，围绕为主，围绕工程实际问工程实际问题设置学习研究题设置学习研究专题。专题。1.分组：分组：初步以初步以10个课题为个课题为10个研究方向，自由个研究方向，自由组成研究组成研究小组小组。可以跨班，但要注意要便于组员交流。可以跨班，但要注意要便于组员交流。研究课题相同的小组会形成研究课题相同的小组会形成组内合作、组间竞争的局组内合作、组间竞争的局面，这将充分调动学生投入学习的积极性，而且，也面，这将充分调动学生投入学习的积极性，而且，也有利于小组之间的相互比较、借鉴和学习，取得更好有利于小组之间的相互比较、借鉴和学习，取得更好的学习效果的学习效果。也。

11、也有利于教师采用统一的标准对各组进有利于教师采用统一的标准对各组进行评价。行评价。Contents of diagram belongsto HuangLiang Copyright reserved by HL,No distribution12Confidencial研究方向研究方向1：风力发电技术：风力发电技术 最多最多8人人/组组 风轮风轮叶型设计方法和叶型优化设计准则的研究叶型设计方法和叶型优化设计准则的研究；笼笼型型异步风力发电异步风力发电机建模研究（包含电路与控制建模）机建模研究（包含电路与控制建模）；双双馈馈异步异步风力风力发电发电机建模研究（包含电路与控制建模）机建模研究（包

12、含电路与控制建模）；永磁同步永磁同步风力风力发电发电机建模研究（包含电路与控制建模）机建模研究（包含电路与控制建模）；直驱直驱风力风力发电机建模研究发电机建模研究（包含电路与控制建模）（包含电路与控制建模）；风力机组系统设计与建模仿真研究；风力机组系统设计与建模仿真研究；小型小型/家用风力发电机家用风力发电机系统设计与建模仿真研究系统设计与建模仿真研究；风力发电机系统控制与优化运行研究；风力发电机系统控制与优化运行研究；报告最终必须要有完整的系统级模型。报告最终必须要有完整的系统级模型。Contents of diagram belongsto HuangLiang Copyright res

13、erved by HL,No distribution13Confidencial研究研究方向方向2：太阳能发电技术：太阳能发电技术最多最多5人人/组组论述光伏电池发电原理、分类；对光伏电池组件建立论述光伏电池发电原理、分类；对光伏电池组件建立matlab模型；分析光伏电池输出特性一般影响因素；模型；分析光伏电池输出特性一般影响因素；寻找光伏发电系统容量设计一般原则、方法及步骤，包含阵寻找光伏发电系统容量设计一般原则、方法及步骤，包含阵列系统设计、安装结构设计、电气设计、监控系统设计；列系统设计、安装结构设计、电气设计、监控系统设计；以武汉市洪山区气象信息为依据，设计自动化以武汉市洪山区气象信

14、息为依据，设计自动化5号实验楼发电号实验楼发电系统，并建立系统，并建立matlab系统模型，设计最佳光伏矩阵结构；建系统模型，设计最佳光伏矩阵结构；建立阳光照射模型；立阳光照射模型；基于基于buck型电路的型电路的MPPT控制策略研究，建立控制策略研究，建立matlab控制仿控制仿真模型；真模型；DC/DC输入纹波对光伏电池的影响研究，并进行输入纹波对光伏电池的影响研究，并进行matlab仿真仿真结果分析；结果分析；报告报告最终必须要有完整最终必须要有完整的系统的系统级模型级模型。Contents of diagram belongsto HuangLiang Copyright reserv

15、ed by HL,No distribution14Confidencial研究研究方向方向3：水力发电技术：水力发电技术 最多最多4人人/组，重点在于小型水力发电技术，乡村组，重点在于小型水力发电技术，乡村、家庭用；、家庭用；水能发电原理、发展现状、市场规模调研；水能发电原理、发展现状、市场规模调研；小型水轮机原理与构造；小型水轮机原理与构造；水轮发电机水轮发电机分类（永磁分类（永磁同步发电机、同步发电机、电容励磁异电容励磁异步发电机步发电机）、选型（小型）与建模。选型（小型）与建模。Contents of diagram belongsto HuangLiang Copyright res

16、erved by HL,No distribution15Confidencial研究研究方向方向4：生物能发电技术：生物能发电技术 最多最多4人人/组，沼气组，沼气发电为主发电为主 沼气发电原理、发展现状、市场规模调研；沼气发电原理、发展现状、市场规模调研；燃气发动机发展现状及选型；燃气发动机发展现状及选型；沼气发电机沼气发电机分类（永磁同步发电机、电容励磁异分类（永磁同步发电机、电容励磁异步发电机）、选型（小型）与建模步发电机）、选型（小型）与建模。Contents of diagram belongsto HuangLiang Copyright reserved by HL,No di

17、stribution16Confidencial研究研究方向方向5：地热能发电技术：地热能发电技术 最多最多4人人/组组 地热发电地热发电原理、发展现状、市场规模调研；原理、发展现状、市场规模调研；汽轮机发展汽轮机发展现状及选型；现状及选型；地热发电机分类、地热发电机分类、选型（小型）与建模选型（小型）与建模。Contents of diagram belongsto HuangLiang Copyright reserved by HL,No distribution17Confidencial研究研究方向方向6：海洋能发电技术：海洋能发电技术 最多最多5人人/组，可分为大型与乡村小型两种组

18、，可分为大型与乡村小型两种 论述潮汐能论述潮汐能、波浪能、温差能、海流能、盐差能、波浪能、温差能、海流能、盐差能发电原理，选取发电原理，选取一一种适合海边小镇、乡村、家用种适合海边小镇、乡村、家用的发电的发电技术技术。论述该项技术发展。论述该项技术发展现状、市场规模现状、市场规模调研；调研；发电机选型及建模。发电机选型及建模。基于基于matlab软件建立发电系统模型软件建立发电系统模型。Contents of diagram belongsto HuangLiang Copyright reserved by HL,No distribution18Confidencial研究研究方向方向7：

19、氢能发电技术：氢能发电技术 最多最多5人人/组组，以质子交换膜，以质子交换膜燃料电池为主燃料电池为主 PEMFC工作工作原理原理，基于，基于matlab软件建立软件建立燃料电池燃料电池模型及电池堆模型（输入输出电路模型，非机理模模型及电池堆模型（输入输出电路模型，非机理模型，不要机理建模，也不要神经网络建模），研究型，不要机理建模，也不要神经网络建模），研究燃料电池输出特性；燃料电池输出特性；根据根据V-A特性研究燃料电池特性研究燃料电池输出输出与电流纹波关系，与电流纹波关系，找出最佳调节波动范围或者是一般性原则；找出最佳调节波动范围或者是一般性原则；建立水循环模型，找出水泵控制量与温度的关系

20、；建立水循环模型，找出水泵控制量与温度的关系；建立空气、氢气供给模型，找出风机控制量、氢气建立空气、氢气供给模型，找出风机控制量、氢气流量与发电量的关系；流量与发电量的关系；建立建立5kw系统级燃料电池模型。系统级燃料电池模型。Contents of diagram belongsto HuangLiang Copyright reserved by HL,No distribution19Confidencial研究研究方向方向8：储能技术：储能技术 最多最多5人人/组组 储能方式储能方式国内外国内外发展现状（不同应用场合储能方发展现状（不同应用场合储能方式的对比分析）；最新最热门的储能技术

21、是什么式的对比分析）；最新最热门的储能技术是什么？抽水储能技术研究；抽水储能技术研究；铅酸蓄电池储能技术研究（包含电池建模、电池铅酸蓄电池储能技术研究（包含电池建模、电池特性研究、电池特性研究、电池SOC的估算及充放电的估算及充放电管理）管理）锂电池储能技术锂电池储能技术研究研究（包含电池建模、电池特性（包含电池建模、电池特性研究、电池研究、电池SOC的估算及充放电管理）的估算及充放电管理）帆帆电池储能技术电池储能技术研究研究（包含电池建模、电池特性（包含电池建模、电池特性研究、电池研究、电池SOC的估算及充放电管理的估算及充放电管理）Contents of diagram belongsto

22、 HuangLiang Copyright reserved by HL,No distribution20Confidencial研究研究方向方向9：逆变并网技术：逆变并网技术 最多最多7人人/组组 逆变器拓扑结构分析与类别（单相、三相三线制、逆变器拓扑结构分析与类别（单相、三相三线制、三相四线制三相四线制）、并网保护技术（频率保护（）、并网保护技术（频率保护（0.01）、频率降载保护、与电压保护（、频率降载保护、与电压保护（1%）、漏电流保）、漏电流保护护）安安规；规；锁相技术；锁相技术；孤岛侦测技术；孤岛侦测技术；Harmonics测试与抑制技术；测试与抑制技术；实、虚功控制技术；实、虚

23、功控制技术；直流注入侦测与保护技术；直流注入侦测与保护技术；低电压穿越技术；低电压穿越技术；Contents of diagram belongsto HuangLiang Copyright reserved by HL,No distribution21Confidencial研究方向研究方向10：智能电网：智能电网 最多最多5人人/组，智能电网与小型分布式组，智能电网与小型分布式电源，涉及到远电源，涉及到远程控制部分可选用程控制部分可选用labVIEW软件开发。软件开发。微网协调控制技术：微网技术将分布式电源、储能微网协调控制技术：微网技术将分布式电源、储能装置、电力电子设备及终端用户有

24、效整合。装置、电力电子设备及终端用户有效整合。智能电表：不仅可以测量用电量，它还是电网上的智能电表：不仅可以测量用电量，它还是电网上的传感器，可以协助检测传感器，可以协助检测波动和停电、储存波动和停电、储存和关联和关联信信息；息；智能输电技术；智能输电技术；智能配电技术。智能配电技术。Contents of diagram belongsto HuangLiang Copyright reserved by HL,No distribution22Confidencial选题准则选题准则 未来从事的行业：未来从事的行业：电厂、电源设备、电机设备、过程控制电厂、电源设备、电机设备、过程控制 自己

25、感兴趣的内容。自己感兴趣的内容。正在从事的研究工作。正在从事的研究工作。Contents of diagram belongsto HuangLiang Copyright reserved by HL,No distribution23Confidencial教学安排（改革）教学安排（改革）2.分工分工 老师会给出每个课题的研究方向，每个小组对相关问老师会给出每个课题的研究方向，每个小组对相关问题进行初步讨论并进行任务分工。题进行初步讨论并进行任务分工。3.文献检索文献检索 学生独立地进行资料检索、文献收集和整理，在此基学生独立地进行资料检索、文献收集和整理，在此基础上对所分工的问题进行初步

26、分析，制定出自己的研础上对所分工的问题进行初步分析，制定出自己的研究性学习究性学习计划。注意一定归纳注明参考文献。计划。注意一定归纳注明参考文献。4.小组讨论小组讨论 每组学生集中讨论，每位每组学生集中讨论，每位学生重点学生重点阐述自己对问题的阐述自己对问题的探究结果，以获得同学的认可和批评，同时对同学的探究结果，以获得同学的认可和批评，同时对同学的探究结果自由地发表自己的意见；探究结果自由地发表自己的意见；Contents of diagram belongsto HuangLiang Copyright reserved by HL,No distribution24Confidencia

27、l教学安排（改革）教学安排（改革）5.课堂交流课堂交流 在教师的主持下，各组选出代表将本组意见在课堂上在教师的主持下，各组选出代表将本组意见在课堂上进行交流，组内其他学生可以补充，要求各小组对其进行交流，组内其他学生可以补充，要求各小组对其他小组交流的内容批判性地提出自己的他小组交流的内容批判性地提出自己的意见。意见。6.撰写设计报告撰写设计报告 注意论文格式与参考文献注明。注意论文格式与参考文献注明。7.课堂作业课堂作业 每个小组必须完成相对应课程上布置的作业。每个小组必须完成相对应课程上布置的作业。Contents of diagram belongsto HuangLiang Copyr

28、ight reserved by HL,No distribution25Confidencial考核内容考核内容 最终展现的成果：最终展现的成果：每个小组必须拿出一份每个小组必须拿出一份设计设计完整的报告，完整的报告，报告的每一章节分别为每个组员的研究成报告的每一章节分别为每个组员的研究成果。每一章节如做适当删减应该为可以独果。每一章节如做适当删减应该为可以独立发表的论文。立发表的论文。Contents of diagram belongsto HuangLiang Copyright reserved by HL,No distribution26Confidencial考核方法考核方法活

29、动活动所占比例所占比例课堂参与（个人，点名）课堂参与（个人，点名）10%10%作业参与（个人）作业参与（个人）5%5%个人建模（个人）个人建模（个人）5%5%系统建模（团队）系统建模（团队）5%5%中期讨论（团队，其他团队给分）中期讨论（团队，其他团队给分）15%15%中期讨论（团队，老师给分）中期讨论（团队，老师给分）10%10%最后答辩（团队，其他团队给分）最后答辩（团队，其他团队给分）15%15%最后答辩（团队，老师给分）最后答辩（团队，老师给分）10%10%资料完整性整理、报告格式（引用格式）资料完整性整理、报告格式（引用格式）25%25%Contents of diagram bel

30、ongsto HuangLiang Copyright reserved by HL,No distribution27Confidencial资料搜集资料搜集 资料最好都以资料最好都以PDF格式，便于国内外交流。格式，便于国内外交流。1、首先根据关键词百度搜索相关资料、首先根据关键词百度搜索相关资料(百度文库百度文库)，再根据相关资料搜索，再根据相关资料搜索原文！原文！或或直接去期刊网下直接去期刊网下载原文载原文 2、通过线索直接去官网下载原文，如：、通过线索直接去官网下载原文，如：中国风电发展中国风电发展报告报告2013 从中国从中国循环经济协会可再生能源专业循环经济协会可再生能源专业委员

31、会官网下载委员会官网下载http:/ 从从BP公司官网下载公司官网下载http:/ of diagram belongsto HuangLiang Copyright reserved by HL,No distribution28Confidencial资料搜集资料搜集 校内网校内网http:/ 3、通过校内网进期刊网查询论文、通过校内网进期刊网查询论文http:/ 4、通过校内网、通过校内网进进EI工程工程索引网络索引网络版版http:/ Xplore Digital Library平平台台http:/ieeexplore.ieee.org/Xplore/home.jsp 6、通过校内网进

32、、通过校内网进SCI数据库（文摘数据库（文摘）http:/ of diagram belongsto HuangLiang Copyright reserved by HL,No distribution29Confidencial资料搜集资料搜集 7、利用国家知识产权局专利查询系统、利用国家知识产权局专利查询系统http:/ 9、利用、利用google学术搜索学术搜索http:/ http:/ of diagram belongsto HuangLiang Copyright reserved by HL,No distribution30Confidencial英文翻译英文翻译 http:

33、/ of diagram belongsto HuangLiang Copyright reserved by HL,No distribution31Confidencial拟投期刊（保送、奖学金）拟投期刊（保送、奖学金）中文核心期刊中文核心期刊 -武汉理工大学学报，华中科技大学学报等武汉理工大学学报，华中科技大学学报等 EI检索会议论文：检索会议论文：-AMR,AMM等等 EI检索期刊检索期刊 -IEEE transactions on power electronics等等 SCI期刊期刊 -Journal of Power Sources等等PS：可以：可以经常上经常上“小木虫小木虫”

34、网站了解期刊情况网站了解期刊情况Contents of diagram belongsto HuangLiang Copyright reserved by HL,No distribution32Confidencial小木虫期刊点评小木虫期刊点评Contents of diagram belongsto HuangLiang Copyright reserved by HL,No distribution33Confidencial本次作业（所有小组）本次作业（所有小组）搜集中国能源相关报告最新（搜集中国能源相关报告最新（2013）如：中国如：中国能源发展报告能源发展报告2013（中国能源中国能源研研究会）或者其它数据来源究会）或者其它数据来源 数据必须为最权威，且电子版本清晰。数据必须为最权威，且电子版本清晰。Contents of diagram belongsto HuangLiang Copyright reserved by HL,No distribution34