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“電力技術是通向可持續發展的橋梁”,這個論斷已經逐漸成為人們的共識。研究表明,為了實現可持續發展,應盡可能把一次能源轉換為電能使用,提高電力在終端能源中的比例。因為,在保證相同的能源服務水平的前提下, 使用電力這種優質能源 清潔、方便,易于控制、效率 高。如果能將大量分散燃用的化石燃料都高效潔凈地轉換為電力使用,人們賴以生存的環境和生活質量就會大大改善。因此,電能高效潔凈地生產、傳輸、儲存、分配和使用的技術將成為下世紀電力技術的重點領域。電力技術屬于傳統技術的范疇,技術創新和出現重大突破的機會要比信息科學、生命科學、材料科學等新興學科少得多。但是,應該看到,電力技術與其他學科的相互交叉和滲透的趨勢越來越明顯。電力研究的一些前沿課題反映了這種趨勢。以下將對若干電力前沿技術的現狀和未來發展前景進行評述。
1 分布式電源
分布式發電裝置(Distributed Generation)是指功率為數千瓦至50 MW小型模塊式的、與環境兼容的獨立電源。這些電源由電力部門、電力用戶或第3方所有,用以滿足電力系統和用戶特定的要求。如調峰、為邊遠用戶或商業區和居民區供電,節省輸變電投資、提高供電可靠性等等。
當今的分布式電源主要是指用液體或氣體燃料的內燃機(IC)、微型燃氣輪機(Microtur_bines)和各種工程用的燃料電池(Fuel Cell)。因其具有良好的環保性能,分布式電源與“小機組”已不是同一概念。
1.1 應用背景
由于公眾對輸電線路可能產生的電磁影響的憂慮,開辟新的線路走廊越來越困難。例如,北美和西歐許多國家已決定一般不再興建新的輸電線路。于是,直接安置在用戶近旁的分布式發電裝置便成為一種替代方案。其次,與大電網配合,分布式電源可大大地提高供電可靠性,可在電網崩潰和意外災害(例如地震、暴風雪、人為破壞、戰爭)情況下,維持重要用戶的供電。加拿大魁北克省1997年冰雪災造成輸配電線路災難性破壞,引起大面積停電,許多重要用戶長期不能恢復供電。人們認識到,如果能有與電網配合的分布式電源在運轉,供電可靠性將會大大地提高,一些災難性后果是可以避免的。對供電網難以達到的邊遠分散用戶,分布式電源在技術經濟上具有競爭力。此外,發展電動車電源是研究發展分布式電源的重要推動力。
1.2微型燃氣輪機
微型燃氣輪機(Micro Turbine),是功率為幾千
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