新能源发电控制技术

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5）能源效率
当前，无论是化石能源，还是清洁能源， 其开发、配置、利用效率仍不够高，有很大的 提升空间。 目前， 世界火电煤耗平均水平约为330克 标准煤/（千瓦·时），德国平均火电煤耗290 克标准煤/（千瓦·时），效率较高，而一些国 家火电煤耗高达370克标准煤/（千瓦·时）。 受开发利用技术的制约，目前风能、太阳能等 开发利用的效率不高。根据研究，世界风力发 电综合效率在38%左右、光伏发电效率一般为 12%～18%。
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4）太阳能资源
太阳能开发潜力巨大。地球上除了核能、 潮汐能和地热能等，其他能源都直接或间接 来自太阳能。 从能量角度来看，太阳一年辐射到地球 表面的能量约116万亿吨标准煤，相当于2013 年世界一次能源消费总量（181.9亿吨标准煤） 的6500倍，超过全球化石能源资源储量。
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太阳能发电是实现太阳能高效利用的最重要 形式之一。按照发电原理，太阳能发电主要包括 光伏发电和光热发电两种方式。
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1973～2012年，煤炭、石油在世界终端 能源消费中的比重分别下降了3.6个、7.5个 百分点，而电能所占比重从9.4%增长到 18.1%，仅次于石油占比，位居第二位。 2012年中国终端能源消费中，终端用电 所占比重已经超过20%，达到22.6%，高于世 界平均水平，但仍低于日本等一些电气化水 平高的国家。
2）保护环境，减少污染物排放 3）保护生态平衡 4）解决三农问题
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新能源
核能 可再生能源
可再生能源
1、太阳能 2、生物质能 3、风能 4、水能 5、地热能 6、海洋能 7、潮汐能
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生物质能源
（1）农业废弃物 各类农作物秸秆。 （2）林业废弃物 树枝、树皮、树杈、刨花、锯屑、薪炭 林。 （3）垃圾 1）生活垃圾、商业及办公垃圾 2）工业有机垃圾（工业生产废弃物、废 气、废水、废渣、废液）。 3）大型养殖场（禽畜粪便、清洗水）。
业运行，塔式光热发电也有商业化运行的
案例，碟式光热和线性菲涅尔式发电仍处
于示范运行阶段。
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光热发电发展方向和前景
光热发电技术向大容量、高参数发展。
目前，太阳能热发电的水蒸气温度最高在
400～500℃，发电效率在25%左右。 西班牙正在研制600℃以上的超超临 界光热电站，通过提高蒸汽温度来提升能 量转化效率，发电效率将提高到30%以上。
全球能源消费呈现总量和人均能源消费量持 续“双增”态势。1965～2013年，受世界人口增 长、工业化、城镇化等诸多因素拉动，全球一次 能源年消费总量从53.8亿吨标准煤增长到181.9 亿吨标准煤（考虑非商品能源，大约为195亿吨 标准煤），近50年全球能源互联网时间增长了 2.4倍，年均增长2.6%；年人均能源消费量从2.1 吨标准煤增长到2.6吨标准煤，增长了23.8%，年 均增长0.4%。
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中国具有丰富的非常规天然气资源。中国已先 后在南海、东海及青藏高原冻土带发现可燃冰，仅 南海北部的可燃冰储量已相当于陆上石油储量的一 半。陆上可燃冰远景储量在500亿吨标准煤以上。 陆地页岩气地质资源潜力为134万亿米3，可采资源 潜力为25万亿米3（不含青藏地区），主要分布在 南方海相页岩地层及东北松辽、内蒙古鄂尔多斯、 新疆吐哈和准噶尔等陆相沉积盆地。埋深2000米以 浅的煤层气资源量约为36.8万亿米3，位居世界第 三位，主要分布在内蒙古鄂尔多斯、山西沁水、新 疆吐哈和准噶尔等盆地。
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3）石油天然气生产消费
我国的石油、天然气越来越依赖进口。 2010年中国的石油、天然气耗用量上升到 7.60亿吨标准煤，而生产量为4.19亿吨标 准煤，这里3.41亿吨标准煤的缺口须通过 进口解决。 目前能源进口已经占到年能耗的10%以 上，其中石油进口占石油耗用总量的近67% 以上。
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●生物质气化及综合利用
生物质气化燃气基本组成： CH4、CO、H2、CnHm 利用形式：
1）发电 2）燃气城市供气工程 3）气化供热站：工业、居民供热 4）垃圾、废弃物发酵沼气综合利用
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●生物质及混煤压缩成型燃料
重点应用领域： 1）燃烧发电
2）气化发电 3）气化燃气城市供气工程 4）燃气工业供热、居民供热工程
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2）中国人均能耗
1980年，能耗总量为6.03亿吨标准煤， 1990年为9.87亿吨，2000年为15.55亿吨， 2010年为32.49亿吨。 1980年，中国每耗用千克石油当量能源对 应的GDP(PPP)是0.41美元，当年的世界平均水 平是1.97美元，中国的能耗产出效率仅为世界 平均水平的21%；2010年，中国每耗用千克石 油当量能源对应的GDP(PPP)是4.05美元，而世 界平均水平是6.16美元，中国的能耗产出效率 已达到世界平均水平的66%，差距大大缩小。
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3、我国生物质能源现状
(1)农业桔秆年产量超过7亿吨，可作 为能源用途的秸秆约3.6亿吨，约折合1.5 亿吨标准煤。 (2)工业废水和禽畜养殖场废弃物理论 上可以生产沼气近800亿立方米，相当于 5700万吨标准煤。
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(3)薪炭林和林业及木材加工废弃 物的资源量相当于2亿吨标准煤。 (4)我国城市生活垃圾年产生量约 1.2亿吨，预计2020年将达到2.1亿吨。 如果通过卫生填埋、制气和焚烧发电 用于能源使用，每年可替代1500万吨 标准煤。
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全国每年可利用生物质能源总量 约合5亿吨标准煤。 最新数据：国家发改委副主任解
振华：截止到2015年8月，中国可再生
能源占一次能源消费比重达到11.7%。
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4、新能源发电及综合利用
▲核能发电 ▲可再生能源发电： 重点：生物质发电及综合利用
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●生物质能发电形式
1）气化发电 2）直燃发电 3）燃气蒸汽联合循环发电（BIGCC） 4）垃圾（焚烧、填埋沼气）发电 5）大型养殖场沼气发电
1吨原煤相当于0.714t标准煤，1吨原油相当于1.43t标准煤，1000m3 天然气相当于1.33t标准煤。
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中国化石能源剩余探明可采储 量总计约为896亿吨标准煤，其中煤 炭占91.2%、石油占3.9%、天然气占 4.9%，储采比分别为31年、12年和 28年。
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2）能源消费
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（二）我国能源现状
1）煤炭生产消费
2012年全国煤炭总产量35亿吨。 2012年1-4月中国重点发电企业耗煤量达 4.6亿吨，全年约15亿吨，占比42.8%。 根据《中国能源发展报告》提供的数据， 到2020年我国发电用煤需求将可能上升到煤 炭总产量的80％，需要大约19.6~25.87亿吨 原煤用于发电。
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3）非常油气
全球非常规油气资源储量丰富，但分 布不均衡。非常规石油主要包括重油、油 砂、页岩油等。其中，重油主要分布在南 美、中亚、俄罗斯和中东等地区；油砂主 要分布在北美洲、非洲和中亚、俄罗斯等 地区。全球页岩油技术可开发量471亿吨， 主要分布在俄罗斯、美国。
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（3）沼气
充分利用沼气和农林废弃物气化 技术，提高农村地区生活用能中的燃 气比例，并把生物质气化技术作为解 决农村有机废弃物和工业生产有机废 弃物环境治理的重要措施。
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二.分布式生物质能电、热、冷 联产多能互补综合利用
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分布式生物质能电、热、冷 联产多能互补系统
分布式新能源发电系统 控制技术
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主要内容
一.新能源发电概论 二.分布式生物质能电、热、冷联产多能 互补综合利用技术 三.基于微电网分布式新能源发电—多 电源能量互补发电技术 四.大型风力发电机组稳定性与安全性
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一.新能源发电概论
1、能源现状 2、研究的意义 3、我国生物质能源现状
4、新能源发电及综合利用
5、可再生能源中长期发展规划
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1、能源现状 （一）世界能源现状
1）能源储量
截至2013年，全球煤炭、石油、天然气剩余探 明可采储量分别为8915亿吨、2382亿吨和186万亿m3， 折合标准煤共计1.2万亿吨，其中煤炭占52.0%、石 油占27.8%、天然气占20.2%。按照目前世界平均开 采强度，全球煤炭、石油和天然气分别可开采113年、 53年和55年。这些化石能源在全球分布很不均衡， 煤炭资源95%分布在欧洲及欧亚大陆、亚太、北美等 地区，石油资源80%分布在中东、北美和中南美，天 然气资源70%以上分布在欧洲及欧亚大陆、中东地区。
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生物质压缩成型燃料、生物质混煤压缩成型燃料
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废木块、锯屑、刨花压缩成型燃料
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5、可再生能源中长期发展规划
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生物质能规划布局和建设重点
（1）生物质发电
重点是农业生物质发电、林业生 物质发电、沼气发电和生活垃圾发电。
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（2）生物液体燃料
受粮食产量和耕地资源制约，今后主要鼓 励以甜高粱茎秆、薯类作物等非粮生物质为原 料的燃料乙醇生产，以及以小桐子、黄连木、 棉籽等油料作物为原料的生物柴油生产。 燃料乙醇在东北、山东等劣质土地资源丰 富的地区，集中种植甜高粱，发展以甜高粱茎 秆为主要原料的燃料乙醇；在广西、重庆、四 川等地重点种植薯类作物，发展以薯类作物为 原料的燃料乙醇；开展以农作物秸秆等纤维素 生物质为原料的生物燃料乙醇生产试验。
截至2013年底，世界光伏发电总装机容量达 到约1.4亿千瓦，年新增装机容量与水电基本相 当，且首次超过风电。从项目类型来看，地面光 伏电站装机比重逐步提高，在世界新增装机容量 中所占比重已从2009年的23%提高至2013年的45%， 建筑光伏（包括居民建筑应用和工商业建筑应用） 比重从2009年的77%下降至2013年的55%。