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国外电气工程及其自动化

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国外电气工程及其自动化范文第1篇

新版的本科专业目录仍然按照学科门类、专业类和专业三个层次进行划分,学科门类由原来的11个增加到12个,新增加艺术学门类;专业类由原来的73个增加到92个;专业由原来的635种调减到506种。面对如此多的专业,你准备报考哪个呢?如果你仔细看了新版的本科专业目录,你会发现,其中有些专业闻所未闻,有些专业的名称则甚至可以说是晦涩难懂,有点让人摸不着头脑。下面就让我们一起来解读几个这样的专业吧!

什么是物联网?有些同学可能听说过,有些同学可能多少了解一点,但估计很多同学都不知道物联网是什么东西,有什么用。要了解物联网工程专业,我们首先得弄明白什么是物联网。

通俗地来说,物联网就是通过各种信息传感设备,如射频识别装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等,把所有物品与互联网结合起来,实现智能化识别和管理。物联网是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次信息产业的革命性发展。目前,物联网被正式列为我们国家重点发展的战略性新兴产业之一。

2010年初,教育部下达了高校设置物联网工程专业申报通知,众多高校争相申报。物联网产业具有产业链长、涉及多个产业群的特点,其应用范围几乎覆盖了各行各业。据测算,物联网的产业规模比互联网产业大20倍以上,而物联网工程技术领域需要的人才每年也将达百万。

物联网工程专业涉及广泛,遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、环境监测和情报搜集等多个领域。

培养目标

物联网工程专业培养能够系统地掌握物联网的相关理论、方法和技能,具备通信技术、网络技术、传感技术等信息领域宽广的专业知识的高级工程技术人才。

专业课程

电工电子技术、射频识别与传感技术、单片机技术、嵌入式技术、综合布线、通信工程制图、通信原理、通信网络基础、光纤通信、无线局域网技术、信息网络管理、智能楼宇系统、物联网技术、物联网应用与物联网工程等。

就业方向

面向物联网行业,物联网工程专业毕业生可从事物联网的通信架构、网络协议、信息安全等的设计、开发、管理与维护。主要面向岗位包括:物联网系统设计架构师、物联网系统管理员、网络应用系统管理员、物联网应用系统开发工程师等核心职业岗位以及物联网设备技术支持与营销等相关职业岗位。

学校推荐

根据2012-2013年中国大学本科教育分专业排行榜所提供的信息,物联网工程专业排名前八位的大学为:哈尔滨工业大学、江南大学、西北工业大学、重庆邮电大学、吉林大学、中南大学、华中科技大学、西安理工大学。

电气工程及其自动化这个专业确实不像有些专业一听就知道是干什么的,比方说通信工程、计算机软件技术、新型材料等等。

电气工程及其自动化涉及电力电子技术、计算机技术、电机电器技术、网络控制技术、机电一体化技术等诸多领域,是一门综合性较强的学科,其主要特点是强弱电结合,机电结合,软硬件结合。

电气工程及其自动化专业是电气信息领域的一门学科,由于和人们的日常生活以及工业生产密切相关,发展非常迅速,现在也相对比较成熟。它已经成为高新技术产业的重要组成部分,广泛应用于工业、农业、国防等领域,在国民经济中发挥着越来越重要的作用。

培养目标

该专业培养具有工程技术基础知识和相应的电气工程专业知识,受过电工电子、系统控制及计算机技术方面的基本训练,具有解决电气工程技术分析与控制问题基本能力的高级工程技术人才。

学科特点

学习本专业将受到电工电子、信息控制及计算机技术方面的训练。主要学习课程有电工技术、电子技术、控制理论、信息处理、系统工程、自动检测与仪表、计算机与应用和网络技术等方面的基本理论和基本知识。会受到良好的工程试验基础训练,还有大量上机实习等实际锻炼的机会。将在控制与生产自动化、自动控制与自动化软件应用方面获得系统分析、设计、开发与研究的基本能力。

报考提示

电气工程及其自动化专业对广大考生有很强的吸引力,属于热门专业,高考录取分数线往往要比其他专业高许多,造成这一情况的主要原因有:①就业容易,工作环境好,收入高;②该专业方向有着非常好的发展前景,研究成果较容易向现实产品转换,而且效益相当可观。但是鉴于国内现在的形式,考生在报考该专业的时候应该注意以下两点:

(1)充分考虑自己的兴趣。也许自己本来并不对该专业感兴趣,但是许多人都说好,于是自己就“感兴趣”了。这对以后的发展是很不利的,毕竟兴趣是最好的老师。

(2)衡量自己的综合素质。电气工程及自动化专业需要具有扎实的数学、物理基础,及较强的外语综合能力,为今后能够掌握并且灵活运用专业知识做准备。

就业前景

由于本专业研究范围广,应用前景好,毕业生的专业素养相对较高,因此就业形势非常好。通常情况下,学生毕业后可以选择质量技术监督部门、研究所、工矿企业等,也可以是一些外资、私营企业。如果毕业生能力足够强,又在学习期间积累了比较好的研究成果,完全可以自己创业,闯出一片属于自己的天地。需要指出的是,由于国外在该专业方向的研究要领先于我们,因此若想要有进一步的发展,出国深造是一个不错的选择。

高校排名

电气工程及其自动化专业综合实力排名:

1. 清华大学。有相关院士2人(卢强、韩英铎),国家重点实验室1个,电气工程国家一级重点学科,国家二级重点学科4个(电机、电力系统、电工和高电压)。各方面都是强项,国内顶尖。

2. 西安交通大学。有相关院士2人(邱爱慈、王锡凡),国家重点实验室1个,电气工程国家一级重点学科、国家二级重点学科3个(电机与电器、高电压与绝缘技术、电力系统及其自动化)。强在高压和系统,科研实力仅次于清华。

3. 华中科技大学。有相关院士3人(樊明武、潘垣、程时杰),国家重大科学装置1个,国家重点实验室1个,国家专业实验室1个,电气工程国家一级重点学科、国家二级重点学科4个(电机、电力系统、电力电子、电工)。电力电子和电机是强项,师资雄厚,近年来科研平台建设有了建设性发展,且院士最多。

4. 重庆大学。有相关院士1人(杨士中),国际电气工程师协会院士1人(李文沅),国家重点实验室1个,电气工程国家一级重点学科、国家二级重点学科3个(高电压、电工理论与新技术、建筑电气)。高压是强项,业内很有名,此外电工理论与新技术以及建筑电气实力都很强劲。

5. 浙江大学。有相关院士1人(韩祯祥),国家专业实验室1个,电气工程国家一级重点学科、国家二级重点学科2个(电力系统和电力电子)。

你知道什么是非织造材料么?非织造技术又是什么技术呢?非织造材料与工程专业是个什么样的专业啊?

先来看一下国家标准的非织造材料的定义:定向或随机排列的纤维通过摩擦、抱合或粘结或这些方法的组合而相互结合制成的片状物、纤网或絮垫(不包括纸、机织物、针织物、簇绒织物、带有缝编纱线的缝编织物以及湿法缩绒的毡制品)。这个定义还是让人有点不知所云。如果告诉你,非织造材料又称非织造布、非织布、非织造织物、无纺织物或无纺布,是不是有点明白了?

非织造技术是一门源于纺织,但又超越纺织的材料加工技术。它结合了纺织、造纸、皮革和塑料四大柔性材料加工技术,并充分结合和运用了诸多现代高新技术,如计算机控制、信息技术、高压射流、等离子体、红外、激光技术等。非织造技术正在成为提供新型纤维状材料的一种必不可少的重要手段,是新兴的材料工业分支。无论在航天技术、环保治理、农业技术、医用保健,还是人们的日常生活等许多领域,非织造新材料都已成为一种愈来愈广泛的重要产品。非织造产业被誉为纺织工业中的“朝阳工业”。

非织造材料与工程专业是一个多学科交叉且实践性较强的专业。在专业教学中重视理论基础,强化实践环节,立足产品开发,注重能力培养,强调创新意识。

培养目标

具有扎实纺织及材料科学方面基础知识和能力,适应现代新材料迅速发展趋势,能在非织造材料与产品制造领域从事科学研究、技术开发、工艺和装备设计、环境保护、国内外贸易、产品设计、新产品研制、工程应用及营销与管理等工作。

培养要求

本专业旨在培养具有扎实纺织及材料科学方面基础知识和能力,适应现代新材料迅速发展趋势,能在非织造材料与产品制造领域从事科学研究、技术开发、工艺和装备设计、环境保护、国内外贸易、产品设计、新产品研制、工程应用及营销与管理等工作的社会急需的复合型高级专门人才。

主干学科

非织造材料与工程学、非织造布学、非织造学、非织造布后整理、非织造产品开发、非织造产品与应用、非织造工程设计、非织造产品质量与检测、高分子物理与化学、功能纤维及其应用、复合材料、纺织材料学等。

就业方向

本专业毕业生可从事非织造材料与工程领域内的产品开发、工艺设计、设备设计与生产、生产技术管理、经营与贸易和质量检验等工作,也可就业于国内外纺织贸易、外资企业、政府部门、商检与海关、国有及私营企业、科研院所等。也可在“纺织工程”“纺织材料与纺织品设计”和“材料学”等学科继续读研深造。

学校推荐

东华大学、苏州大学、天津工业大学、西安工程大学、南通大学、武汉纺织大学。

从字面上来看,生物信息学是将信息科学应用于生物学。生物信息学广义的概念是指应用信息科学研究生物体系和生物过程中信息的存贮、信息的内涵和信息的传递,研究和分析生物体细胞、组织、器官的生理、病理、药理过程中的各种生物信息,或者说是生命科学中的信息科学。生物信息学狭义的概念是指应用信息科学的理论、方法和技术,管理、分析和利用生物分子数据。一般提到的生物信息学是指这个狭义的概念,更准确地说,应该是分子生物信息。

生物信息学利用应用数学、信息学、统计学和计算机科学的方法研究生物学的问题。目前的生物信息学基本上只是分子生物学与信息技术(尤其是互联网技术)的结合体。生物信息学的研究材料和结果就是各种各样的生物学数据,其研究工具是计算机,研究方法包括对生物学数据的搜索(收集和筛选)、处理(编辑、整理、管理和显示)及利用(计算、模拟)。目前主要的研究方向有:序列比对、基因识别、基因重组、蛋白质结构预测、基因表达、蛋白质反应的预测,以及建立进化模型。

培养目标

本专业培养德、智、体全面发展的,具有生物科学的基础知识,系统地掌握信息科学的基本理论、基本知识及基本技能,具备生物信息学方面的应用及研发能力。能在生物、信息、计算机、医药、医疗仪器等行业的企业、事业和行政管理部门从事应用研究、技术开发、教学及生产管理等方面的工作的复合型高级专门人才。

培养要求

学生主要学习生物信息学的基本理论和方法,受到相关科学实验和科学思维的基本训练,具有较好的分子生物学、计算机科学与技术、数学和统计学素养,具备生物信息的收集、分析、挖掘、利用等方面的基本能力,具有较好的业务素质。

主要课程

基础生物学、生物化学、分子生物学、解剖生理学、生物统计学、生物医学工程概论、生物信息学算法与实践、数据库与数据仓库技术、医学成像技术、数字图像处理、数字信号处理、医院信息管理、基因组信息学、蛋白质组信息学、计算机辅助药物分子设计、生物医学信息处理等。

就业前景

生命科学与信息科学是目前发展最为迅速的两大领域,作为这两大学科交叉的产物之一,生物信息学同样发展迅速,并在基因组学研究中发挥巨大的作用。国外一直非常重视生物信息学的发展,各种专业研究机构和公司很多,生物科技公司和制药工业内部的生物信息学部门的数量也与日俱增。由于对生物信息学的人才需求迅猛,发达国家也面临着供不应求、人才匮乏的局面。

专业展望

生物信息学积极倡导的全球范围的资源共享将对整个人类社会的发展产生深远影响,其研究领域和应用范围也将得到进一步拓展。生物信息学不仅具有重要的学术价值,还具有很大的商业价值,有着广阔的发展前景。随着后基因组时代的到来,生物信息学将发挥越来越不可替代的作用,将为生物医学、生物工程、农学、遗传学、制药和高科技产业提供巨大的推动力。可以毫不夸张地说,生物信息学将是21世纪生物科学发展的核心领域。

国外电气工程及其自动化范文第2篇

关键词:电机系列;课程群;建设;实践

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)33-0066-02

《电机与拖动》和《电机学》课程是电气与控制工程学院面向自动化专业和电气工程及其自动化专业本科生开设的专业基础课程[1],该课程群在这两个专业的教学培养计划中起到承上启下的作用。一方面对于所学过的基础课程中很多相关的知识点,起到复习、巩固和加深理解的作用,另―方面又培养了学生的实际分析问题能力和训练了动手操作能力,为后续深入学习自动控制系统理论打下坚实的基础。针对该课程群的特点,改革和优化教学内容,利用课堂上的理论讲授、课后的实验教学、实践动手环节、模型演示以及专题讨论相结合等多种教学方法和手段进行教学改革,取得了显著的教学效果。

一、该课程群的重要性

目前,高等教育的任务着眼于人才的培养,将培养出具有厚基础、宽口径、素质高、能力强的应用型、复合型人才作为第一要素,故对于学生的创造能力、综合能力和素质培养成为我国高等教育今后发展的主要方向[2]。在我国高校的教学体系中,专业技术课程是联系学生基础理论课程与专业课程的一个很重要的环节,提高学生对后续相关的专业课程的理解并对专业课程的掌握产生浓厚的学习兴趣[3]。因此,作为高等工科院校而言,专业基础课程的教学与研究的教学模式与重视程度会直接影响学生的毕业质量,尤其是对培养学生的综合素质上的影响显得尤为突出。

电机系列课程群是高等院校自动化专业和电气工程及其自动化专业的一门重要的专业基础课,虽然该课程群和电路课程都属于专业基础课,但两者的特点迥异,该课程的特点是概念多、理论性强、与工程实际衔接紧密,因此学习本课程对培养学生具有科学的分析问题能力,以及树立学生理论联系实际的工程观、解决现场技术问题等方面都具有重要的作用。该课程包含的理论基础知识面较广,涉及到前期所学过的物理、电路、高等数学等多门学科,需要这些课程的相关知识来支撑,具有一定的逻辑严密性。

二、采取的相关措施

(一)显现电机课程群的特点,突出习题例题精讲

对于初学电机课程群的学生而言,当在不了解课程群的性质和特点的情况下,就会在学习内容、学习方法以及考虑问题的突破口上或思维方式上出现不适应的现象,尤其表现在平时的学生作业中,部分学生只抓住了所学公式中的数学关系,而不能通过公式中的符号真正理解到它们所表征的实际物理本质,为了让这些学生尽快了解该课程群的性质,帮助学生较熟练地掌握电机课程群的解题方法及技巧,在课堂上任课教师所选用的习题都是在长期的电机课程群教学实践和经验中提炼和总结而来,包含了学生必须掌握的电机课程群的所有基本内容,题型具有一定的代表性,同时部分题目存在一定的广度和深度,需要教师引导学生从多个角度同时深入分析,最终得出结论,有的题目不但包含了基础知识,同时反映了电机领域的新技术和新成果。在内容的体系安排上,注意到内容的衔接性,指明每一章内容的重点知识,对主要内容进行细致的分类、归纳和总结。解题方法具有一般通用性的同时还具有典型意义,学生通过对这些精选习题的讨论,对公式、解题方法的理解上升到对电机课程群问题物理本质的理解,这是一个质和量的飞跃,需要任课教师下狠功夫才能达到该要求。

(二)加强电机模型室的建设

由于学生刚开始接触学习电机课程,缺少对其内部结构的直观认识,这直接影响到电机课程的理论教学水平,给学生的学习带来一定困难,一定程度上影响了教学效果。近几年来,在原有基础上,经过课程组老师的共同努力,电机模型室更具规模和水平,收集的模型及实物也更加全面,增加了部分微特电机和控制电机,还有相当数量的零部件,有的还能反映现代电机技术成就及发展趋势,部分电机可供学生自行拆装。

(三)改革传统的教学模式,注重学生能力的培养

随着现代技术的发展,要求我们培养的学生不再是“单一型”人才,而是具有能够独立思考、有创造性思维能力、锐意进取、能适应新形势发展需要的高素质“开拓型”人才。为了适应社会对人才的要求,在人才培养方面,必须改革课程教学方法,提高人才质量,这是摆在我们面前的重要任务。

1.上好绪论课。在教学中,上好绪论课是非常重要的环节,因为学生接触电机课程群是从绪论开始的,绪论主要从以下三个方面进行介绍:为什么学习该门课程;学习该门课程的主要内容是什么;如何学好该门课程,即学习方法的介绍。最后介绍一些学习经验,促使学生在以后的学习中,能够提高自己的学习效率。

2.搞好启发式教学。教学是互动的,避免传统的教师“填鸭式”教学方法,在课堂教学中,要以学生为中心,采用启发式教学非常重要。教师根据教学任务和学习的客观规律来安排教学内容,从学生对于基础知识和接受能力的角度出发,通过教和学的相互作用,将教师主导地位和学生主体地位紧密衔接、统一起来,引导学生积极思考、大胆创新,不怕出错,敢于质疑一切,也就是采取启发、诱导、调动学生的学习兴趣和积极性,激发学生的内在思维,做到一边讲,一边提出问题,引导学生对老师提出的问题进行思考,让学生经过思考后得出结论和解决问题的方法,并用自己的语言表述推论的理由,最后把学生所得的结论和方法逐个进行点评。启发式教学中,要营造一种轻松的教学氛围,让学生敢于提出问题,敢于回答问题,不怕问题。在此过程中,教师启发时机和启发技巧的运用非常关键,做得好,能够真正起到启发学生思维、活跃课堂气氛的作用。近年来,我们采用了启发式教学方法,获得了很好的教学效果,课堂气氛活跃,学生敢于质疑并积极思考解决问题。

3.课堂上开展探讨式教学。在教学中进行课堂上的知识探讨,可以提高学生学习的主动性和反应能力,激发学生的思维活动。由于电机课程群比较抽象,所以在完成每一个章节或一些重点、难点内容的授课之后,就需要进行相应的习题课或讨论课,以利于学生多方位的理解,最终得以攻克难关,掌握这些重点难点内容。师生间多方面交流,相互探讨,各抒己见,建立了融洽的师生关系,并从中了解到每个学生对于本课程掌握知识的具体情况,以便在教学中,抓理解能力强的学生和理解能力弱的学生,带动中间学生,共同进步,完成教与学的任务。同时鼓励学生打破书本、老师的局限,提出和探讨某些问题与异于书本上的新的解决方法。

4.开发系列多媒体课件。电机系列多媒体教学课件是在长期电机实践中逐步积累开发完成的,包括交流绕组磁动势演示课件、电机学难点学习课件、电机学课堂教学PPT课件。这些课件主要以高精度的矢量图形、二维和三位动画的形式展示了电机学中的抽象概念以及电机的结构,弥补了教材展现形式单一的不足,对于电机这门与工程实践结合紧密的课程,起到了很好的辅助教学作用。

5.实验实践性教学资源建设。2000年以来,学校重新建设了电机及其控制实验室,全部更新了原有的电机设备,新研制了能反映教学内容和特点的变压器、直流电机、异步电机、同步电机以及控制电机等多种新式机组,采用了大量高性能、智能化、现代测试系统和设备,研制了水平一流的电机多功能综合实验台。新建实验室包括实验室、实验教学讨论与交流室、电机教学模型室三个部分。

教学实习是实践教学中非常重要的一个环节,教师重视强化教学实习的质量和效果,与国内规模、水平均一流的希玛集团(胡家庙电机厂)等建立了稳定、良好的教学实习基地关系。我校实习队表现了优良的校风和学风,参加实习的学生普遍反映收获很大。

6.注重学生特长的培养。考虑到不同层次学生的兴趣和爱好,分别开辟了电机维修、设计制作、合作实验研究、专业外语著作翻译、理论专题研究及论文撰写等多个方向组,供其选择,以利于学生特长的培养。如电机维修组:这部分学生虽然理论知识比较薄弱,在分析问题时比较困难,但其动手能力特别强,擅长于动手操作,主要培养其以后从事电气设备的维护与维修,这样既提高了他们的学习兴趣,又发挥他们的特长;实验研究组:这部分同学不但理论基础厚实,同时具有一定的创新意识。他们可以对于电机课程现有的实验方法进行相应的改进,新实验方法的提出对于他们的理论研究水平以及综合素质的提高都有重要的意义,为此,组织部分有兴趣的学生加强对实验的学习研究和改进。

(四)提高教师的综合素质,加强教师队伍建设

建立一套“因材施教、教学互动、学以致用”的教学新模式。充分利用现代化多媒体、虚拟化教学资源平台在自动化专业课程群中的应用,建立全覆盖的“课堂理论教学、虚拟演示、课后网络化互动”的教学新方法;建立一套“理论教学、科研项目、企业实践”相结合的教学新流程,形成科研与教学互动的长效机制,推动学生尽早尽快参与科研项目、加入科研团队,提高学生“学、研、用”能力,使其能快速适应现代工业的需要。

青年教师在完成随堂听课环节后,在主讲教师的指导下完成备课教案,并提出试讲申请,经考查后安排试讲。通过试讲后,报请学院并需通过学院组织的试讲。若未能通过试讲,则应继续进行教学培训,直到通过试讲。鼓励和积极创造机会帮助中青年教师到国外进修学习,了解和掌握国外电机学科发展的动态,学习国际先进理念和经验,提升教师水平。

三、取得的效果

自2009年试用该教学方法以来,学生成绩稳步提高,《电机课程》班级平均成绩由原先的62分逐步提升至目前的74分左右,取得了满意的效果。同时,在新的人才培养模式和计划中,充分结合本学科特点和优势建设新的课程体系,将课内外教学有机结合,设置课外学分,在创新基地培养学生自主学习、勇于实践、大胆创新的做法取得很好的成效,鼓励倡导学生积极参加创新活动,在本学科相关国内外的各类大赛中均取得显著成果。

参考文献:

国外电气工程及其自动化范文第3篇

关键词:分布式;光伏发电系统;并网发电;电力生产;电力系统 文献标识码:A

中图分类号:TM615 文章编号:1009-2374(2016)13-0090-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.13.043

分布式光伏发电是一种新兴的、具有广阔发展前景的技术,具有输出功率较小、绿色环保等特点。该技术采取就近发电、就近并网、就近转换、就近使用的原则,利用光伏组件将太阳能直接转化为电能,既能缓解局部用电紧张状况,又能解决长距离输电的损耗问题,还能与大电网互为备用,提高供电可靠性,对于优化我国能源结构、促进节能减排、防治大气污染具有重要意义。

1 分布式光伏并网发电系统的基本原理

分布式光伏并网发电系统是近年来提出的“微电网”的一部分,是一个能实现自我控制、保护和管理的自治系统。其核心问题是使系统充分利用太阳能资源,在安装组件时应确保向阳光最充足的方向安装。其基本原理是利用太阳能电池组的光生伏打效应,通过并网逆变器,将光伏电池产生的直流电转换成与电网电压同频同相的交流电。太阳能转换为电能,主要分三步:(1)太阳能电池吸收一定能量的光子后,半导体内产生电子-空穴对,电子带负电,空穴带正电;(2)电极性相反的光生载流子被太阳能电池产生的静电场分离开;(3)光生载流子和空穴分别被太阳能电池的正负极收集,在外电路中产生电流,形成电能。

分布式光伏发电系统主要分为就近较低电压等级并网和集中控制、高压单点两种并网方式。小型光伏发电系统对公共电网的影响相对较小,一般采用就近较低电压等级并网方式。大中型光伏电站通常并网容量大,对电网潮流影响较大,一般采用集中控制、高压单点并网方式。

2 分布式光伏并网发电系统的主要构成

分布式光伏并网发电系统主要由太阳能电池组件、光伏方阵支架、并网逆变器、蓄电池、直流汇流箱、直流配电柜、交流配电柜、系统监控和环境监测装置等构成。其基本运行模式是,当太阳辐射时,太阳能电池组件将太阳能转换成电能,经过直流汇流箱集中送入直流配电柜,由并网逆变器转换成交流电供给建筑自身负载,多余或不足的电力由所接入的电网调节。

2.1 太阳能电池组件

太阳能电池组件是分布式光伏发电系统的核心部件之一,目前应用最广泛的太阳能电池组件是结晶硅组件,用钢化玻璃、EVA及TPT热压密封而成,并加装铝合金边框,具有抗风、抗冰雹、便于安装等特点。太阳能电池通常由高纯硅材料制成,是一种半导体PN结器件。按照发电效率由高至低的顺序分为非晶硅薄膜太阳能电池、多晶硅电池、单晶硅电池和薄膜复合晶硅电池。其作用是将太阳能转化为电能,存储到蓄电池或推动负载工作。

2.2 光伏并网逆变器

光伏并网逆变器是一种将直流电转换为交流电的电子器件,具备自动稳频和稳压的功能,能够确保光伏并网发电系统的供电质量。主要作用是将太阳能电池组件产生的直流电(12V、24V、48V)逆变成交流电,然后送入公共电网。主要性能指标是平均故障修复时间(MTTR)、故障率、可靠度、平均故障间隔时间(MTBF)。光伏并网逆变器分为电流源电流控制、电压源电压控制、电流源电压控制、电压源电流控制四种。为确保光伏并网发电系统具备良好的动态响应,光伏并网逆变器应选择电压源进行输入。如采用电压控制方式进行输出,需要使用锁相控制技术实现与电网同步的目的,但锁相回路响应时间较长,很难对并网逆变器输出电压值进行准确控制,易造成噪声环流现象,因此建议采用电流控制方式作为光伏并网逆变器的输出方式。为提高并网电流质量,光伏并网逆变器电流输出侧需使用合适的滤波器。同时为确保公共电网的安全,并网逆变器还要考虑三相电压、电流不平稳、欠压、防雷接地保护、短路保护、防孤岛效应等保护措施。

2.3 蓄电池

其作用是在有光照时储存太阳能电池板的电能,供负载使用。蓄电池一般使用免维护铅酸电池,也可使用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。主要性能指标包括额定容量、低温放电和充电性能、充电效率以及深放电后的恢复性能、使用寿命等。

2.4 充电控制器

蓄电池因日照影响频繁充放电会出现过充电和过放电现象,缩短使用寿命。充电控制器能为蓄电池提供稳定的充电电流和电压,起到过充电(放电)保护的作用。

2.5 监测系统

监测系统由数据采集系统、数据传输系统和数据中心组成。其中,数据采集系统包括环境监测、电参数监测等设备,主要功能是从电压传感器、电流传感器、智能传感器、温度传感器等被测单元中采集数据,送至上位机进行分析处理;数据传输系统主要用于电站数据监测系统中监测装置与数据采集装置之间、数据采集装置与数据中心之间的数据传输;数据中心是指集中多个光伏电站数据的环境,将传感器采集的信息在数据中心进行处理和显示。

3 分布式光伏并网发电的关键技术

3.1 网络拓扑技术

分布式光伏系统的网络拓扑结构与传统的集中式发电系统相比,存在较大差异。研究设计分布式光伏发电系统的网络拓扑结构,关键要充分考虑当地太阳能的分布预测和负荷水平,在可用性、随机性方面给予正确评估。

3.2 分布式发电系统并网控制技术

分布式光伏系统具有多并网逆变器和多能量来源等特点,必须注重在并网运行中的相互耦合影响以及并网协调的控制问题。为实现负荷稳态的合理动态分配,必须注重多个逆变器在独立运行中的协调控制问题,同时还要深入研究能够适合于并网逆变器的无盲区孤岛检测问题。

3.3 锁相环控制技术

锁相环是控制光伏发电系统并网输出的交流电与市电同频共相的一项技术,它作为一种反馈控制电路,接受外部信号后,与自身系统信号比较,再通过其内部的相关环节控制内部环路信号的相位和频率,然后发出信号。

其中鉴相器主要负责检测输入信号和输出信号的相位差,并将相位差转化成电压信号的形式。当输入信号出现波动时,鉴相器的输出电压信号将产生纹波。环路滤波器主要负责将这些电压信号平均化,并去除纹波,得到较为稳定的电压信号。压控振荡器主要负责接受稳定的电压信号,并产生一定频率的输出信号,输出信号传到开关管的控制电路,控制开关管的开关,使逆变器的输出电能与市电同频共相。

4 分布式光伏并网发电对电网的影响

我国中低压配电网大多采用中性点不接地系统,属于单侧电源辐射性供电网络,而分布式发电系统接入配电网,使配电系统从放射性结构变为多电源结构,潮流和短路电流大小、流向以及分布特性均会产生变化,对电网造成不良影响。

4.1 对电压调节的影响

接入分布式光伏电源后,会造成局部配电线路的电压波动和闪变,既定的电压方案不能满足配电网电压调节的要求。

4.2 对电流保护的影响

接入分布式电源后,当电路发生故障时,主要对继电保护、重合闸等动作产生影响。比如:降低本线路保护的灵敏度,甚至出现本线路保护的误动和拒动;导致相邻线路的瞬时速断保护误动,失去选择性;重合闸不能正常运行等。

4.3 出现非正常孤岛现象

孤岛效应是指当电网出现电气故障或其他原因中断供电时,并网发电系统仍然向周围的负载供电,从而形成无法控制的自给供电孤岛。尽管当前绝大多数光伏逆变器采用了预测孤岛现象和切断电路的设计,但分布式光伏发电系统在多个逆变器并联且相互影响的情况下,仍会出现无法预测的孤岛现象,进而损坏用电设备,甚至威胁到电网检修人员的安全。

4.4 对电能质量的影响

分布式光伏发电系统的逆变器使用了大量的电力电子元件,逆变器并网易产生谐波、三相电流不平衡,造成电网电压波动和闪变。

5 分布式光伏并网发电的发展前景

近年来,为解决能源问题和环境问题,国外许多发达国家十分重视分布式光伏系统的研发,光伏发电产业发展很快。我国也加大了分布式光伏发电的支持力度,国家和地方政府相继出台了一系列促进光伏产业发展的相关政策。目前分布式光伏发电已在发电站、交通监控、景观照明、道路照明等领域得到广泛应用,越来越多的居民开始使用家用太阳能电源产品。当前应用最广泛的分布式光伏发电系统是居民自建房屋、城市居民小区、产业聚集区厂房等建筑屋顶上的规模较小的光伏发电项目,其显著优点是日照辐射好,不占专用地,光伏组件安装相对自由,系统效率高,便于大规模推广应用。据有关资料统计,2014年,分布式光伏发电建设规模占800万千瓦,超过建设规模总额的一半。国家公布的相关规划明确提出,鼓励在中东部地区建设与建筑结合的分布式光伏发电系统,鼓励单位、社区和家庭安装和使用分布式光伏发电系统,同时,屋顶问题、接入问题和贷款问题也将逐步得到解决。另外,国家将在每个省建设500MW分布式光伏发电应用示范区,分布式光伏发电将会在国内迎来更为广阔的前景。

参考文献

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[2] 王P.分布式独立光伏发电系统逆变电源及其并联的

研究[D].山东大学,2007.

[3] 潘逸,窦伟.新型大功率光伏并网逆变器关键技术仿