新能源转换与控制技术惠晶方光辉第1章节新能源转换与控制技术导论(4288KB).ppt

（1）双馈发电系统的变频器控制? 图1-12 双馈发电系统变频器控制原理框图 （2）风机浆叶节距控制 图1-13 桨叶节距倾角控制系统框图 燃料电池发电及其电源变换系统 分类： 固定式的燃料电池 汽车专用移动式燃料电池 特点： 低噪声； 变换效率高，对环境的污染几乎为零； 体积小，使用方便； 能使用多种燃料发电，可以代替火力发电。 1．燃料电池发电系统构成 燃料 重整系统 空气 供应系统 控 制 系 统 DC/AC 变换系统 剩气 循环系统 排热 回收系统 燃料 空气 电力 热输出 （高温燃料电池） 图1-14 燃料电池发电系统构成框图 燃料重整系统――将得到的燃料转化为燃料电池能使用的以氢为主要成分的转换系统； 空气供应系统――可以使用电动机驱动的送风机或空气压缩机； DC/AC变换系统――直流到交流的逆变装置； 排热回收系统――用于回收燃料电池发电时产生的热能； 控制系统――燃料电池发电时的起动、停止、运行、外接负载等的控制装置； 剩余气体循环系统――在高温燃料电池发电装置中，由于燃料电池排热温度高，因此安装可以使用蒸汽轮机与燃气轮机剩余气体的循环系统。 2．燃料电池发电――电源变换控制系统 燃 料 供 给 燃料处理器 (汽油或甲烷) 燃 料 电池堆 DC/DC 变换器 DC/AC 变换器 220V/50Hz 负 载 热 管 理 余热回收 蓄电池 燃料电池控制器 －空气管理 －燃料管理 －传感器 电力控制器 中央动力控制单元 H2 并网运行 K 燃料电池发电――电源变换系统的工作方式与内燃机相似。 图1-15 燃料电池发电——电源变换控制系统框图 燃料电池的分类： 按电解质性质分： 碱性燃料电池（Alkaline Fuel Cell－AFC） 质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell－PEMFC） 磷酸燃料电池（Phosphoric Acid Fuel Cell－PAFC） 熔融碳酸盐燃料电池（Molten Carbonate Fuel Cell－MCFC） 固态氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell－SOFC） 按工作温度分：低温燃料电池 （AFC、PEMFC、PAFC） 高温燃料电池 （MCFC、SOFC） 按开发早晚顺序： 把PAFC称为第一代燃料电池；把MCFC称为第二代燃料电池；把SOFC称为第三代燃料电池。 1.4 新能源转换与控制技术的经济意义 1.4.1 能源是经济发展的引擎 1、世界能源消费现状和发展趋势 过去100多年世界能源消费变化 2、中国能源消费现状与发展趋势 3、中国可持续发展战略与新能源利用 实现未来15年的发展目标，能源、资源和环境是最大的制约因素。 新能源利用从广义化概念讲，应包括以下3个方面： 综合利用能源 ——以提高能源利用效率和节能为目标，加快转变经济增长方式。 替代能源 ——发展煤炭洁净燃烧技术和煤制油产业为目标，降低对石油进口的依赖。 新能源转换 ——大力发展以可再生能源为主的新能源利用体系，调整、优化能源结构。 1.4.2 新能源转换的经济意义 1、新能源转换的资源保障 （1）光伏发电 ——利用光伏电池将太阳产生的光能直接转换成电能的发电形式 太阳能的转换利用方式有： 光――热转换 光――电转换 光――化学转换 但如何合理利用太阳能发电，提高光――电转换效率，降低开发和转化成本，是太阳能发电与控制技术面临的重要课题。 （2）风能发电 ——利用风力发电机将风能转换为电能的发电形式。 中国的风能总储量估计为1.6×109kW，列世界第三位。 风能发电的经济性和实用性由风车的安装地点、方向、风速等多种因素综合决定。 （3）核能发电 ——利用核反应堆释放出的核能量进行的发电形式。 新核能 （4）小水利发电 ——装机容量50000kW以下水电站及其配套电网的统称。 优势： 开发灵活，可以分散开发、就地成网