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1、整定計算的條件
以往的整定計算軟件在開發的時候,我國的大多數110kV電網還是環網運行,這些軟件充分考慮了220kV電網同110kV環網之間電磁環的存在對保護整定的影響,并因此增加了軟件的復雜程度,降低了其靈活性。這些軟件對于110kV電網保護的整定不規范、失配點多、非常規整定多的問題沒有重視,大大降低了計算出的結果的實用價值。另外受軟件開發平臺的限制,開發者在人機界面的方便程度考慮較少,使得人工干預非常煩瑣,費時費力,不得不棄而不用。
準專家系統模式的計算機整定計算能夠解決以往的軟件應用到110kV電網時所遇到的問題,其主要依據有兩點:110kV電網結構的變化和計算機技術的發展。
1.1、110kV電網形成單電源的輻射結構,簡化了整定計算
隨著220kV的主輸電網絡的形成,原來的110kV環網得以解環運行,從而形成了以220kV變電站為中心電源的輻射型結構的分區網絡,使得110kV的電網結構大大地簡化。由于不再考慮電磁環,也使得110kV電網的整定計算軟件的開發思路發生了重大改變。解環運行之后,分區網絡的規模較以前減少了許多,各電力元件之間的保護配合關系變得非常簡單,如果仍沿用節點方程的方法進行整定計算,一方面將簡單問題復雜化,另一方面仍不能解決短線群、T接線、小電源的問題。準專家模式是將電力元件的所有的整定配合關系歸納為相應的用計算公式表示的規則(由于不存在電磁環,這些規則的數目及復雜程度都大大降低),然后由整定人選擇所整定的電力元件的整定規則。這種模式簡單、直觀,對整定計算全過程可進行有效的控制。
1.2、計算機技術的發展為新模式提供強大的技術支持
最早進行整定計算軟件的開發大約是在七八十年代,現在計算機軟硬件的技術水平同當時相比不可同日而語。當時編制軟件最先要考慮的是軟件的運行速度以及數據的存儲容量,其次才是用戶界面,而以目前的計算機技術水平,對于編制這種規模的軟件,其運算速度及數據存儲容量可以不予考慮,因此其重點應該是良好的用戶界面。準專家系統模式完全在系統一次圖形界面上完成參數數據的輸入、計算過程的控制、計算結果的輸出,大大降低了使用者掌握軟件的難度,不經培訓就可以方便地使用。
2、整定計算的實施方案
2.1、方案總體設計
該方案由以下幾個模塊組成:電網拓撲繪圖模塊、參數數據輸入模塊、短路電流計算模塊、整定計算規則模塊、整定計算模塊、ODBC接口模塊。
由圖1可以看出,整定計算的全過程都是在系統一次圖形的界面下完成,不需要使用者對底層進行操作。在專用的電網拓撲繪圖模塊下,一次圖一旦繪好,網絡數據的拓撲結構就建成,結構中各單元同系統各元件一一對應,這種對應是由軟件完成,毋需人工干預;參數數據庫、短路電流數據庫、規則庫都是整定計算的數據源,其中參數數據庫、短路電流數據庫與系統一次結構緊密相關,當系統一次結構變化后,這兩個數據庫的內容相應修改。整定規則庫則完全獨立,其修改、補充等操作單獨進行。
2.2、功能模塊介紹
2.2.1、電網拓撲繪圖模塊
電網拓撲繪圖模塊是一個面向對象的電網繪圖工具,能夠支持全屏幕動態縮放、屏幕漫游,以基本圖元(如線路、斷路器、變壓器等)為繪圖單位,進行系統一次網絡圖的繪制,各圖元通過定義形成網絡拓撲結構,性能優良且操作方便。除了具有圖形編輯軟件的一般功能外,它的最大特點在于可以無隙地嵌入數據庫和保護整定計算模塊。因此,該模塊實際上充當了本系統的用戶交互界面,用戶在圖上即可進行數據庫操作并可啟動線路或變壓器的保護整定計算。
2.2.2、參數數據輸入模塊
在系統一次圖上,在定義好的圖元上輸入參數數據,經過計算機處理后形成參數數據庫,并同網絡拓撲結構一一對應。參數數據能夠在系統一次圖上打印出來。
2.2.3、短路電流計算模塊
利用已形成的網絡拓撲結果及參數數據庫,以各母線為故障點,計算大小運行方式下三相短路、兩相短路、單相接地、兩相短路接地的故障電流,形成短路電流數據庫,并能夠以一定格式輸出打印。
2.2.4、整定計算規則模塊
以單電源輻射型網絡為主要整定對象,充分考慮短線群、T接線、小電源對整定計算的影響,將各種保護的整定方法總結、歸納,形成標準化、公式化的規則庫。
2.2.5、整定計算模塊
模塊分為整定設置、線路保護整定及元件保護整定三部分。整定計算所需的有關系數要求,例如靈敏系數、可靠系數、配合系數、整定原則等,整定前在整定設置菜單下填入。
線路保護整定計算分三種方式:
1)全自動方式:所有整定步驟由計算機完成,沒有人工干預;
2)半自動方式:由人工指定失配點及失配參數,計算機完成后面的工作;
3)全人工方式:全部整定步驟采用問答式,由整定人逐步完成,每一步的計算結果均在屏幕顯示。
保護整定均在系統網絡界面上進行,根據用戶在系統一次圖上選定的電力元件,直接啟動相應保護的整定計算模塊,通過調用參數數據庫、短路電流數據庫、規則庫的內容進行計算,計算過程可人工干預。
所有的計算結果均以整定計算書的形式輸出。
2.2.6、ODBC接口模塊
整定計算是在一次圖形界面上完成的,要通過ODBC(OpenDataBaseConnectivity,開放數據庫互聯)將參數數據、短路電流數據以及網絡拓撲結構參數結合起來,完成相應的計算。
2.3、方案的特點
該方案具有以下特點:
1)數學模型簡單
由于以單電源輻射型網絡作為整定計算的對象,大大簡化了整定計算的數學模型,從而使整定計算的復雜程度大大降低。
2)人機界面友好
數學模型簡單使開發者在開發平臺的選擇上有很大的余地,不用對平臺的數學計算能力有太高要求,因此可以充分利用近年來推出的優秀商業軟件,從用戶角度開發出具有直觀、簡單、靈活的人機界面的軟件。
3)輸入輸出設計靈活
參數的輸入完全在系統一次圖形界面上完成,徹底擯棄了過去需要用戶做節點編號、做數據文件的方法,大大降低了工作量。計算結果的輸出有兩種方式,一是在屏幕輸出,這樣可以讓整定人監視整定計算的每一個步驟,這對于整定計算的審核十分有利;第二種方式是以整定計算書的形式輸出,可以文本格式進行編輯,由于目前微機保護的許多小定值不是計算的結果,而是運行方式的一些具體要求,因此對整定計算書進行必要的編輯,一方面使計算書更加完整,另一方面對無紙化辦公也有一定的意義。
3、開發軟件的選擇
3.1、軟件運行平臺:中文Windows95
中文Windows95是一個32位的操作系統,它是專門為中國大陸的用戶而設計的,因此它具有內置的雙字節漢字內核,無需再外掛中文平臺即可顯示漢字,極大地方便了國內用戶。Windows95與Windows3.X以及DOS相比較,有操作容易、支持搶先式多任務、運行穩定等優點。
3.2、數據庫接口工具:MicrosoftODBC2.0
MicrosoftODBC2.0是一個由微軟公司在90年代初提出的開放式數據庫互連的標準,發展到現在在技術上已相當成熟,幾乎所有主要的數據庫開發商都提供了相應的ODBC驅動程序。ODBC的優點在于它使程序員無須關心他所要存取的數據源的類型、位置和格式等。他只需調用相同的API函數來和ODBC接口打交道即可,直接和某個特定的數據庫交互則由ODBC來完成。這樣,一方面使程序員的工作量大為減輕,另一方面使得程序更加靈活,因為當低層數據庫發生變化(如數據庫由DBASE變為ACCESS)時,慶用程序不須做較大的改動可適應新的數據源。
3.3、數據庫開發軟件:MicrosoftAccess97中文版
MicrosoftAccess97中文版是微軟公司在1997年推出的最新的數據庫開發及管理軟件,它在小型的數據庫應用中具有許多優點。它是一個臺式的關系型數據庫,但同時又可被應用到客戶/服務器數據庫前端機的開發應用中。它生成的數據庫僅由一個文件組成,極易管理。而且,它的開發平臺是基于Windows95的,能充分利用其穩定、多任務的優勢,并給開發人員一個良好的開發界面,操作相當容易。它具有以下特點:
(1)Access支持多種數據形式,可以從FoxPro,Paradox3.X,Lotus1-2-3.X,Dbase,Lotus1-2-3,MicrosoftExcel和Betrieve中引入數據。
(2)提供一整套極富特色的集成窗口式菜單開發環境,所有對象的屬性采用窗口式表達,大大減少了編程語言,使得建立、編輯和調試一個應用程序既輕松又快速。
(3)Access本身并不是一個面向對象的數據庫系統(OODBMS),但它是一個面向對象的開發環境。超級秘書網
(4)Access引入了SQL數據庫標準查詢語言,用戶可能直接在程序中嵌入SQL語言,從而使Access成為比較完善的關系數據庫系統。
(5)在Access中,可使用WindowsAPI函數,支持OLE和DDE.
(6)Access中的數據庫安全控制機制也是傳統的數據庫無法比擬的。
3.4、編程語言:MicrosoftVisualC++5.0
MicrosoftVisualC++5.0是微軟公司最新推出的應用程序開發工具。較之其他同類產品(如BorlandC++5.0,WatcomC++等),功能更加強大。它支持Windows平臺上幾乎所有技術標準的開發,其編譯器支持增量編譯,每次編譯只將修改過的部分重編譯一遍,而其他部分不動,大大加快了編譯速度,縮短了開發時間。在VisualC++5.0中,ClassWizard的功能大為增強,可以為開發人員自動生成許多代碼,使開發人員能夠把精力集中于程序所要實現的特定功能上,不必為一些細節浪費時間。
【論文摘要】:網絡技術迅猛發展,廣播電視朝著移動接收方向發展。現階段,廣播的移動接收算是在一定程度上解決了,但是電視的移動接收問題要比廣播的移動接收困難得多,移動接收所遇到的問題之一就是衰落。移動接收中的關鍵技術是OFDM,OFDM的特點是各子載波相互正交,擴頻調制后的頻譜可相互重疊,不但減少了子載波間的相互干擾,還大大提高了頻譜利用率。還有地面數字電視廣播系統的多種制式問題,各種制式都有它的優點和缺點。解決了這些問題,應該就解決了移動電視的接收問題。
隨著數字網絡技術的迅猛發展,無線傳播領域正在引發一場深刻的技術革命,就在這一兩年間,無線數字媒體的類型驟然豐富,除傳統媒體之外,手機電視、車載移動電視,樓宇分類電視,多媒體信息亭、地鐵多媒體信息系統等新興媒體紛紛涌現,移動接收是個熱點,尤其是廣播電視的移動接收,成為發展方向之一。現階段,廣播的移動接收算是在一定程度上解決了。但是電視的移動接收問題要比廣播的移動接收困難得多,所以至今還沒有得到很好解決。但我覺得,已經快接近目標。
一、數字電視地面廣播(DTTB)
在現代通信中,通信傳輸手段主要是光纖、衛星、數字微波等,加上地面無線電視廣播電視發射構成信息主體。目前在我國數字電視按信號傳輸方式可以分為地面無線傳輸數字電視、衛星傳輸數字電視、有線傳輸數字電視三類。而移動電視是數字電視地面廣播的重要應用。數字電視地面廣播在應用需求上要求實現移動和便攜接收的功能,使整個技術系統的要求最高。它具備無線數字系統所共有的優點,較之衛星接收,有實現容易、價格低廉的特點;較之有線接收不易受城市施工建設、自然災害戰爭等因素造成的斷網影響;數字電視地面廣播通過電視臺制高點天線發射無線電波,覆蓋電視用戶,用戶通過接收天線和電視機收看電視節目,主要的受眾也是針對本地區的。完善的數字電視地面廣播系統所具備的蜂窩單頻網功能,不僅提高了頻譜的利用率,而且可應用與寬帶無線接入市場;而移動和便攜的獨特優勢使該系統能滿足現代信息社會"信息到人"的要求,也就是無論何人何時在何地均能任意獲取他想得到的信息。
二、移動接收所遇到的主要問題
移動接收采用的方式是無線數字信號發射、地面接收。因此,移動接收所遇到的問題之一就是衰落,這是所有無線通信系統都會遇到的問題。對于固定接收可以采用分集接收等方法予以克服,但對于移動接收而言分集接收的方法顯然不實用,因此衰落問題尤為突出。電波在沿地表傳播中會受到各種阻礙物的反射、散射和吸收,實際到達收信天線處的電波除了來自發射天線的直接波外,還存在來自各種物體(包括地面)的反射波和散射波。反射波和散射波在收信天線處形成干涉場,此外,在移動通信中,還存在因移動臺(天線)的快速移動而劃過顛簸的波節和波幅的駐播現象及由于多普勒效應而造成的相移,凡此種種原因,就使得實際移動臺接收到的場強在振幅和相位上均隨時隨地在急驟變化,使信號很不穩定,這就是無線電波的衰落現象。衰落的嚴重程度通常隨頻率或路徑長度的增加而增大。目前還無法對衰落進行精確的預測,但區分繞射衰落和多徑衰落兩種不同類型的衰落是十分重要的。前者為慢衰落,短期信號中值電平在長期中的起伏;后者為快衰落,即瞬時信號電平在短期中的起伏。這兩種衰落的表現和影響是不同的。另外,與其他無線通信系統不同的是,移動接收的關鍵點是移動。因此,移動接收還存在一個其他無線通信不會遇到的問題,這就是多普勒效應。
在日常生活中,我們會注意到遠處迎面駛來發出警報聲的警車在離你越近時,汽笛聲的音調越高。從警車到達你所在位置開始,音調開始降低,而當警車離開你后,聽到的音調會越來越低,這種現象就稱為多普勒效應。奧地利物理學家多普勒是這樣解釋這種現象的:朝你駛來的警車發出的聲波對你而言稍微壓縮從而相對集中,這時你聽到的聲音波長短于該聲源靜止時的波,而短波音調是高的。相反,離你而去的聲源的聲波稍微擴散,這時你聽到的波長比該聲源靜止時的波長長,長波音調是低的,這樣的效應對電磁波同樣適用。比如一個趨近我們的天線發出的信號,它的頻率高于該天線相對于我們靜止時的頻率,波長相對變短;相反,一個離我們遠去的天線發出的信號,其頻率則會低于該天線在相對我們靜止時相對于我們的頻率,波長相對變長。同時波長的位移量與天線的運動速度存在正比關系,即速度越快,則波長移動越大。以上現象就是多普勒效應(Doppler)。系統方面,移動接收還要考慮覆蓋網的建設,接收機(特別是便攜機)的耗電,接收天線的安裝等問題。從基本原理考慮,模擬廣播電視信號是不宜實現移動接收的。為了解決移動接收中遇到的問題,廣播電視信號必須首先實現數字化。利用數字技術無線接收,可有效解決以上問題。只要在信號有效覆蓋范圍內,所有移動交通工具,只要配有接收設備,都可以接收數字移動電視信號。三、移動接收中的關鍵技術--OFDM
OFDM是正交頻分復用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)的縮寫,是在嚴重電磁干擾的通信環境下保證數據穩定完整傳輸的技術措施。OFDM的基本原理是:高速信息數據流通過串/并變換,分配到速率相對較低的若干子信道中傳輸,每個子信道中的符號周期相對增加,這樣可減少因無線信道多徑時延擴展所產生的時間彌散性對系統造成的碼間干擾。另外,由于引入保護間隔,在保護間隔大于最大多徑時延擴展的情況下,可以最大限度地消除多徑帶來的符號間干擾。如果用循環前綴作為保護間隔,還可避免多徑帶來的信道間干擾。OFDM的特點是各子載波相互正交,擴頻調制后的頻譜可相互重疊,不但減少了子載波間的相互干擾,還大大提高了頻譜利用率。主要技術特點如下:1)可有效對抗信號波形間的干擾,適用于多徑環境和衰落信道中的高速數據傳輸;2)通過各子載波的聯合編碼,具有很強的抗衰落能力;3)各子信道的正交調制和解調可通過離散傅利葉反變換和離散傅利葉變換實現;OFDM能夠有效地對抗衰落和多普勒現象帶來的負面影響,使受到干擾的信號能夠可靠地接收。OFDM碼率低,又加入了時間保護間隔,具有極強的抗干擾能力。其多徑時延小于保護間隔,所以系統不受碼間干擾的困擾。在有關移動接收的幾種標準的制定過程中,都采用OFDM作為其核心技術。
四、移動接收制式
地點:鄭州
主辦:中國農業工程學會
承辦:河南農業大學
中國農業工程學會農村能源工程專業委員會
河南省農業工程學會
近年來,面對能源需求與資源環境保護的突出矛盾,發展可再生、清潔、環保的新能源已經成為我國節能減排、實現可持續發展的重要戰略任務。農業和農村作為我國清潔能源生產與消費的重要領域,對國家節能減排目標的實現舉足輕重。開發利用太陽能、生物質能、水能、風能、地熱能以及低碳節能技術等,已經成為農業工程領域的研究熱點。
為了加強學術交流,提升我國清潔能源及低碳節能技術的開發和利用水平,展示相關科研成果,推動技術進步和產業發展,由中國農業工程學會主辦,河南農業大學、中國農業工程學會農村能源工程專業委員會、《農業工程學報》編輯部和河南省農業工程學會共同承辦的“全國農村清潔能源與低碳技術學術研討會”,定于2010年4月22~24日在河南省鄭州市召開。會期3天,會后組織技術參觀。
會議擬邀請國內各大專院校、科研院所、企業等單位從事清潔能源與低碳節能研究的專家、學者進行深入交流、成果推廣,并為企業、廠商提供科技合作的平臺。
會議征集論文并出版論文集,通過評審優秀的論文擬安排在《農業工程學報》(正刊)發表,基本通過審核的將在《農業工程學報》(增刊)上發表,正刊和增刊均送El收錄。歡迎相關專家、學者、企業家、研究生參加此次大會,并踴躍投稿、展示、交流。
一、會議內容
會議主題:清潔能源與低碳技術研究新進展
1)清潔能源政策;2)藻類能源利用技術;3)生物質固體燃料技術;4)生物質液體燃料(生物柴油、乙醇等)技術;5)生物氣化(CH4、H2)、生物質熱解氣化工程技術;6)生物質發電技術;7)太陽能光熱利用技術;8)小水電;9)小風電;10)地熱開發與熱泵利用技術;11)低碳節能新技術。
二、會務費
1000元/人,在校研究生600元/人。
會議期間安排住宿,食宿費用自理。
三、參會報名截止日期及匯款方式
參會回執見附件,填好后發送至,報名截止2011年4月10日。收到報名信息后,將發邀請通知。
銀行匯款開戶行:農業銀行北京朝陽路北支行戶名:農業部規劃設計研究院帳號:040101040009001。
郵局匯款北京市朝陽區麥子店街41號501室《農業工程學報》編輯部收,郵編100125。
匯款務請注明“學報會議費”字樣,收款后統一開具發票。
四、聯系方式
秦學敏電話:010-65929451,15110257104 簡保權電話:010-65910066轉2503,15010386132
王柳電話:010-65929430
論文摘要:風能是一種清潔,安全,可再生的綠色能源,利用風能對環境無污染,對生態無破壞,環保效益和生態效益良好,對于人類社會可持續發展具有重要意義。進入20世紀70年代,在世界范圍內爆發的能源危機告誡人們,要生存就要尋找開發新能源,此后各國政府紛紛制定能源政策支持新能源的開發利用?,F今調整能源結構、減少溫室氣體排放、緩解環境污染、加強能源安全已成為國內外關注的熱點。國家對可再生能源的利用,特別是風能開發利用給予了高度重視。
近年來,世界風力發電事業蓬勃發展,截至2006年年底,全世界風力發電裝機容量已達7422萬千瓦,預計到2010年全世界風力發電裝機容量將達到149.5吉瓦。
我國風能資源豐富。據中國氣象科學研究院的初步測算,我國陸地10m高度處可開發儲量為2.53億kW,海上可開發儲量為7.5億kW,總計約10億kW,風能利用潛力巨大。2005年以來我國每年的風電新增裝機容量連年翻番,2005年裝機容量126萬KW,2006年裝機容量260萬KW,2007年裝機容量590萬KW,至2008年底風電裝機容量已超過1000萬KW。國家規劃,到2020年中國風電裝機規模將達3000萬kW。在國家政策和資源優勢的推動下,中國風能開發利用取得了長足進步。
風力發電在并網時由于沖擊電流的存在,會對電網電壓產生影響。由于風力發電是一種間歇性能源,風電場的功率輸出具有很強的隨機性,所以為了保證風電并網以后系統運行的可靠性,需要額外安排一定容量的旋轉備用以響應風電場的隨機波動。各種形式的風力發電機組運行時對無功功率的需求不同,依靠電容補償來解決無功功率平衡問題,發電機的無功功率與出力有關,由此也影響電網的電壓。
大型風力發電機組的投入運行,使大規模風力發電場的建設成為可能,風電事業正逐步向產業化邁進。在某些地方,風力發電已經在電網中占有了相當的比重,它的運行狀況直接關系到整個電網的安全性和可靠性。為了更加安全、充分的利用風力資源,迫切需要深入研究大規模風電場并網運行的相關技術問題,是保證并入大規模風電場后電力系統仍然可以正常穩定運行的重要前提。
國內外研究現狀
過去很長一段時期以來,由于結構簡單、運行可靠,風力發電系統主要采用恒速恒頻發電方式,但采用恒速恒頻方式的風力發電機組發電效率較低,而且機械承受的應力較大,相應的裝置成本較高。近年來,隨著大規模電力電子技術的日趨成熟,同時為實現不同風速下實現最大風能捕獲從而高效發電,國內外正在采用變速恒頻發電方式,變速恒頻發電方式可以大范圍內調節運行轉速,來適應因風速變化而引起的風力機功率的變化,可以最大限度的吸收風能,因而效率較高;控制系統采取的控制手段可以較好的調節系統的有功功率、無功功率,但控制系統較為復雜;低風速下風機轉速相應下降,從而大大降低了系統的機械應力和裝置成本,近年來變速恒頻風力發電機組成了大容量風力發電設備的主要選擇方向。
恒速恒頻風力發電機組的并網包括同步發電機的并網和異步發電機的并網。同步發電機在重載情況下并網,若不進行有效的控制,常會發生嚴重的無功振蕩和失步,對系統造成嚴重的影響。用于風力發電的同步發電機與電網并聯運行時,常采用自動準同步并網和自同步并網方式。前者由于風速的不確定性,通過該方法并網比較困難;后者的并網操作相對簡單,使并網在短時間內完成,但要克服合閘時有沖擊電流的缺點。異步風力發電機控制裝置簡單,而且并網后不會產生振蕩和失步,運行比較穩定。然而,異步發電機直接并網時會產生發電機額定電流5-7倍的沖擊電流,不僅對電網造成沖擊而且影響機組壽命;另外異步發電機本身不發無功功率,需要進行無功補償。[
變速恒頻風力發電系統有多種,例如同步發電機交/直/交系統的并網運行和雙饋發電機系統的并網運行。在變速恒頻風力發電的眾多種方案中,最具優勢的方案是采用雙饋感應發電機的并網型交流勵磁變速恒頻風力發電機組。
同步發電機交/直/交系統并網運行時,由于采用頻率變換裝置進行輸出控制,因此并網時沒有電流沖擊,對系統幾乎沒有影響。由于同步發電機組工作頻率與電網頻率是彼此獨立的,風輪及發電機的轉速可以變化,不必擔心發生同步發電機直接并網運行可能出現的失步問題。在風電系統中使用阻抗匹配和功率跟蹤反饋來調節輸出負荷,可使風力發電機組按最佳效率運行,向電網輸送更多的電能。
雙饋發電機系統并網運行時,風力機起動后帶動發電機至接近同步轉速時電網,并網時基本上無電流沖擊。風力發電機的轉速可隨風負載的變化及時做出相應的調整,產生最大的電能輸出。而且通過調節雙饋發電機勵磁電流的頻率、幅值和相位,可以保證發電機在變速運行的情況下發出恒定頻率的電力,并可以調節無功功率和有功功率。
交流勵磁變速恒頻風力發電系統中,發電機和電網之間是一種柔性連接,尤其對無刷雙饋電機而言,對發電機轉子側交流勵磁電流的調節與控制,就可在變速運行的任何轉速下滿足并網條件,實現變速恒頻無沖擊電流的高效并網。其勵磁繞組與電網間的雙向變頻器功率,僅為發電機系統的一小部分功率。可以預見,在未來幾年內,無刷雙饋電機在變速恒頻發電系統中將會獲得廣泛的應用,對全國的風力發電等機電產品的更新換代起推動作用,產生顯著的經濟和社會效益。
研究(設計)內容
對主要風力發電機組類型進行對比研究,不同機型的發電機原理、結構、運行特性和對電力系統的影響不盡相同,有必要進行研究。
對風力發電機組并網方式進行比較分析研究,主要是同步發電機的并網方式和異步發電機的并網方式進行比較分析,并對目前主流的變速恒頻風力發電機組中的雙饋感應發電機進行重點探討。
電壓水平是電力系統穩定運行的重要指標,研究了風力發電并網運行后電力系統的電壓特性。
從風電場接入地區的中樞點電壓水平、風電系統負荷的輕重、風電場的無功補償容量大小等各個方面分析探討影響風電機組最大注入功率的各種因素。
綜合分析幾種常用風力發電機的并網控制技術,分析比較它們各自應用于風力發電上的優缺點。并提出風力發電技術今后的發展趨勢。
研究(設計)方法及技術路線
首先建立幾種常用風力發電機的數學模型,建立風速、風力機模型,并利用已建立的數學模型對發電機原理進行探討,研究各風力發電機的運行特性,并就各種發電機并網時對電網的影響進行理論探討,特別是與電網有功、無功交換功率及對電網電壓的影響進行探討,找出合適的并網運行控制方案。
本課題研究的難點有:1)風力發電機數學模型的建立;由于風力發電機類型較多,不同電機的數學模型不一樣,不能建立統一的、適應各種機型的數學模型。2)該課題的探討主要停留在理論上,并進行適當的仿真計算,難以進行實驗驗證時間安排
第九周
詳細地了解設計題目、設計任務、設計要求、預期效果。本周內主要完成:①明確設計任務的具體內容。②完成開題報告。③編制初步設計方案
第十周
通過分析設計任務,提出各自的問題。
第十一周、第十二周
①將設計任務再次細化,提出更加具體的問題。②開始設計預期目標的整體方案,包括相關硬件、軟件方案,提出可行性。
第十三周、第十四周
①設計方案更加具體化,使之更加清晰,明確提出可達到的預期效果。②再次論證方案的可行性。③對設計方案各部分進行系統的分析計算,解決設計中出現的具體問題。
第十六周
總結前兩個階段的工作成果,編寫設計說明書。
第十七周
①妥善保存設計系統。②修改畢業論文,并完成打印。③準備答辯
預期成果
預期成果為幾種常見風力發電機組的并網運行控制方案,并以論文論文的形式表達出來??赡艿膭撔曼c為:考慮充分利用電力存儲或者能量存儲技術,降低風能資源的隨機性對電網造成的不利影響,改善風能資源的利用條件,盡可能達到可控的目的。
主要參考文獻
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1.組建了一支結構合理的師資隊伍。2008年前,課程組僅有3名教師,且都是教授,年齡在45~60歲之間,雖然他們學術造詣高,教學能力強,教學經驗豐富,但師資結構明顯不合理。2008年開始我們陸續新引進了3名具有碩士學位的青年教師,其中一人具有5年的甲級電力設計院工作經歷。課程組現有教師5人,主講教師4人,輔導教師1人,教授2人,副教授1人,講師1人,助教1人,40歲以下3人,平均年齡42歲,形成了一支學歷結構、年齡結構、知識結構、職稱結構、學緣結構合理的教師隊伍。其中,課程組負責人周振起、主講教師張炳文、趙星海曾在電力設計院從事過電廠設計工作,有豐富的實踐經驗。
2.青年教師的培養計劃科學合理,效果明顯。課程組從執教理論水平、專業技術水平、教學能力和職業能力培養等方面為青年教師制定了有針對性的培養方案。①建立導師負責制,為新引進的青年教師分別安排了一名老教師作為教學指導教師。要求青年教師必須完整地聽一輪指導教師的課。導師通過聽課、討論、交流等對青年教師進行指導,使青年教師能盡快勝任教學工作并提高教學水平,較好地發揮傳、幫、帶作用。②采取走出去、請進來的多樣化方式,鼓勵青年教師走出校門到國內進修學習,參加各種教學和科研交流會議及各種與提高教學質量、改進教學方法有關的培訓活動,不斷提高青年教師專業教學水平與理論研究水平。③鼓勵青年教師參與科研工作。老教師與青年教師結對,青年教師參與老教師的課題研究,有效地提高了青年教師的科研能力,同時也促進了青年教師學術水平的提高。④支持青年教師攻讀學位,提高學術水平。為了進一步提高青年教師學術水平,學校鼓勵青年教師攻讀博士學位,課程組也為青年教師攻讀博士學位提供方便條件,同時課程組為進一步優化師資隊伍學緣結構,支持青年教師到外校攻讀博士學位。2012年課程組已有一位青年教師考取了華北電力大學的在職博士,另一位青年教師近期也準備在職攻讀其他學校的博士學位。通過上述培養措施的實施,提高了青年教師的教學與科研水平,收到顯著效果。青年教師趙星海,2008~2010年主持了吉林省教育廳“十一五”科學技術研究項目一項,2009年以第三參加人獲吉林省科技進步二等獎一項,近5年發表教學、科研論文8篇,其中2篇被EI收錄,2011年獲?!罢n堂質量優秀教師”稱號,2012年又獲?!扒嗄杲虒W標兵”榮譽稱號,2011年被評為副教授。
二、完善教學大綱和課程體系,引進新技術,更新課程內容,適應現代電力技術發展需要
1.引進新技術,更新課程內容,適應現代電力技術發展需要。注重經典與現代相結合,減少陳舊內容,把最新知識和技術引入教學。為了進一步提高效率,降低污染,減少機組單位功率建設投資,火電機普遍向高參數、大容量方向發展,我們將600MW、1000MW超臨界、超超臨界機組的內容引入教學;針對近期我國核能發電、燃氣-蒸汽聯合循環發電和空冷機組發展較快的特點,我們將這三部分發電技術也加入教學內容中,以適應現代電力技術發展需要。把課程組的教學成果和科研成果引入教學。利用課程組研制的單元機組仿真教學系統演示熱力過程;采用課程組張炳文老師的研究成果確定熱力發電廠最佳運行值。
2.調整理論和實踐教學環節學時,加強學生實踐能力培養
3.結合工程實際進行課程設計,培養學生的創新能力和工程意識?!冻R界600MW火力發電機組熱力系統設計計算》這一工程實際課題為課程設計題目。在給定機組形式和回熱級數等條件下,鼓勵學生利用學過的知識,擬定發電廠熱力系統。要求學生依據擬定的發電廠熱力系統完成原則性熱力系統計算、熱力系統優化設計、輔助熱力設備選擇、管徑計算及管道選擇、安全性及經濟性分析,并用CAD繪制原則性熱力系統圖,以此訓練學生的工程意識。在熱力系統優化設計過程中培養學生的創新意識和創新能力
三、教學方法與手段
1.重視新技術在教學中的應用,提高教學效果。生產過程中,由于熱力發電廠的熱力設備包裹在保溫層和保護層下,熱力管道縱橫交錯,學生在認識學習時很難看到熱力設備的內部結構,也很難建立熱力系統的整體概念,學生對熱力發電廠的熱力設備和熱力系統缺少感性認識,給《熱力發電廠》的教學帶來一定的困難。為了提高教學效果,在教學過程中,將CAI多媒體課件、動畫等現代媒體技術引入教學活動中。采用CAI多媒體課件和動畫將熱力發電廠生產過程、熱力系統的工作過程和熱力設備的內部結構有機地融入教學過程,增加了課堂教學的直觀性、生動性和信息量,提高了課堂學習效率。
2.重視教學方法改革,根據課程內容采用不同教學方法。講授“提高發電廠熱經濟性途徑”時,采用啟發式教學法。啟發學生利用學過的工程熱力學知識給出結論,使學生由過去的被動學習變為積極主動地學習。講授“除氧器滑壓運行的安全性”時,結合“暫態過程除氧器工作壓力和給水泵內靜壓曲線”,采用啟發式+討論式教學法,邊啟發邊討論,逐步給出防止除氧器滑壓運行時給水泵汽蝕的措施;啟發式、討論式、研究式教學法的應用促進了學生對知識的理解,分析解決問題的能力也得到了提高。
四、改善教學條件
1.教材建設。選用最新出版的普通高等教育“十二五”國家規劃教材作為授課教材,以保證課程內容的先進性,同時課程組教師也積極參與本課程教材的編寫,參考教材選用課程組教師出版的教材作為教學參考書;有自編的《熱力發電廠習題集》和《熱力發電廠課程設計指導書》,并為學生的研究性學習和自主學習的開展提供了有效的文獻資料,以滿足教學需要。
2.改善實踐教學條件,滿足實踐教學要求。為滿足實踐教學要求,除原有的鍋爐實驗室和汽輪機實驗室外,學校又建起了發電廠生產過程模型實驗室,該模型室配有300MW、600MW和1000MW火力發電機組結構模型,還配有300MW、600MW火力發電廠和900MW核電機組熱力系統電子演示版以及主要輔助設備,如高壓加熱器、低壓加熱器、除氧器及給水泵的結構模型。學校還建設了火電機組運行仿真中心。采用一機多模的方式仿真了幾種不同形式機組從電能生產、傳輸到分配的全過程,是國內規模最大、功能最全的電力運行仿真基地之一,是涉及發電廠動力部分、電氣部分、發電廠控制等多個領域的校內實訓基地?;痣姍C組運行仿真中心現有六套仿真軟件,包括300MW亞臨界汽包爐中儲式和直吹式火電機組仿真系統各一套、600MW超臨界強制循環直流爐火電機組仿真系統一套、135MW循環流化床火電機組仿真系統一套、集散控制系統圖形組態軟件一套。上述實踐基地在課外時間對學生實行開放制度,以滿足學生實踐的要求。所有這些都為學生在校內開展實踐活動提供了方便條件。
3.網絡教學資源建設。為方便學生自學,課程組積極進行網絡教學資源建設,本課程網頁已于2008年10月建設完成,網絡教學資源豐富,環境良好,教學中能發揮作用。課程網頁由課程組胡鵬飛老師負責維護,定期更新。學生可以隨時、隨地進入課程網頁進行學習,增強了學習效果。
五、改革輔導答疑方式,滿足學生學習要求