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1 销售现状
据中国汽车工业协会公布的数据显示,2014年上半年我国新能源汽车生产20692辆,销售20477辆,比上年同期分别增长2.3倍和2.2倍,产销量超过2013年全年数量。其中,纯电动汽车产销分别完成12185辆和11777辆,插电式混合动力汽车产销分别完成8507辆和8700辆。
2 国家政策
我国2001年将新能源汽车研究项目列入“863”计划,以此鼓励新能源汽车产业的发展,随后一系列扶持政策相继出台。除了往年提出的优惠政策外,自2014年9月1日至2017年底,将对获得许可在中国境内销售(包括进口)的纯电动以及符合条件的插电式(含增程式)混合动力、燃料电池三类新能源汽车,免征车辆购置税。
同时,国家公务用车也明确将进行“新能源化”,中央国家机关及示范推广城市,3年内公务用车中采购新能源汽车的比例不低于30%;而在京津冀、长三角、珠三角等重点区域,从今年起采购比例不低于15%,并逐年提高至30%以上。
3 新能源汽车的特点
目前我国新能源汽车主要包括混合动力汽车和纯电动汽车两种类型,其中纯电动汽车既能实现节约能源又能实现真正的零排放,是各大汽车厂商主要的研发力量所在,也是未来新能源汽车的主要发展趋势。
下面以纯电动汽车为例,与传统汽油车相对比,来分析其优缺点。(见表1)
新能源汽车行业的总体战略目标特点是“低碳”“绿色”“环保”,这是新能源汽车与传统汽车的最大差异和突出的亮点,也是新能源汽车优势所在,应该以这个理念作为新能源汽车的特色进行宣传。
4 营销策略
制定正确的市场营销策略,首先应了解目前我国新能源汽车的发展概况、销售情况及国家相关政策,同时要立足于消费者,详细分析消费者的消费心理。消费者普遍关心购车成本、运行成本以及维护保养费用三个方面。从购车成本来看,由于目前国家出台了一系列针对新能源汽车的优惠政策,因此购车成本相对可以降低。从运行成本分析,电动汽车无疑更加节能,但由于目前基础设施不全,导致电动汽车充电成了大问题,一定程度上影响了消费者的选择。而对于维护保养费用,笔者认为主要取决于各大汽车品牌的研发能力及经销商的售后服务体系是否完善。
因此新能源汽车的销售策略应该结合其自身的特质以及消费者的购车心理来制定,应区别于传统汽车的销售方式。
4.1 明确消费对象
明确消费对象是制定正确营销策略的第一步。新能源汽车的消费对象主要应该锁定在年轻群体、中高收入家庭及一些环保人士。
一方面,首先由于新能源汽车的价位相对较高,同时我国目前正处在发展初期,而年轻人更易接受新的思想,敢于尝试;另一方面,新能源汽车主要倡导的是节能环保,因此一些环保人士也应列为消费对象。
4.2 加大宣传力度
由于目前我国轿车的主流仍然是汽油发动机车,大部分人对新能源汽车的特点及国家相关政策了解并不全面,甚至有些偏激,因此加大宣传力度非常重要。比如营销人员应侧重对新能源汽车的节能和国家优惠政策的宣传,同时可以为消费者计算新能源汽车的运行成本,通过数字对比,使消费者可以更为直观的发现新能源汽车的优点。同时还可以在销售门店内利用电子屏广告或者海报的形式加大宣传力度,举办一些有关新能源汽车的活动,比如有奖问答,试乘试驾等,让消费者逐渐了解新能源汽车,认识到它的优势,进而才有购买的可能。
4.3 提高售后服务质量
车主购车后,最关注的问题就是售后服务、经销商的处理态度。我国现在还处于新能源汽车的发展初期,各大品牌除了研发新技术来提高品牌竞争力之外,提高售后服务质量也是吸引消费者的一个重要途径。若能够在新能源汽车的发展初期积累较多的客户,必然在未来的发展之路上,处于优势地位。比如经销商可以进行定期的电话回访,关怀车主的用车情况,指导用车注意事项及保养方法,提高消费者对品牌的信赖。
4.4 成立新能源汽车车友俱乐部
车友俱乐部提供了车友与车友之间相互交流学习的平台,由于新能源汽车有别于传统汽车,因此经销商可以专门成立新能源汽车车友俱乐部,供大家交流学习,提供技术服务。
[关键词]大规模新能源 电力安全 高效利用 基础问题 思考
中图分类号:TP393.08 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)46-0288-01
21世纪,能源问题成为世界各国普遍关注的突出问题。近些年来,随着科学技术的不断发展,我国政府提出了建成能源节约型的社会主义国家的目标,在新能源的开发和利用领域有所突破。然而,面对当前我国经济不断增长、居民生活以及企业生产用电需求急剧攀升的形势,电力行业承受着巨大的压力,新能源的利用方面,仍然存在很大的缺陷,大规模新能源电力安全高效利用问题,已然成为我国智能电网建设过程中,亟待解决的重要课题。
一、大规模新能源电力系统的特点
电力系统是一种包含电力生产、传输与使用的消费系统,存在供求与需求平衡的特点。相对于传统能源电力系统来说,新能源电力系统则具备一些更为鲜明特征,包括不可约制性、不可存储性以及不稳定性等等,其中,能源储存问题最为突出。为了增强对电源侧控制的有效性,在具体展开新能源电力系统的构建过程,需要进行科学的中长期负荷预测,优化机组调度,加快发电控制自动化发展步伐,以保障电网稳定性。与过去传统的水能、核能发电大为不同,在风能、太阳能这种形式的新型能源电力生产过程中,不仅出现了存储困难现象,而且也无法有效控制电能的输出。一次能源的随机波动性特征,决定了电能也具有较强的随机波动性。新能源电力系统中的电源侧,既包含了传统电力系统中的电源,又增加了新的虚席部分电源,能够响应负荷侧,并影响电源侧功率的随机波动性,这是新兴能源电力系统的基本特点。
二、新能源电力系统建设中的基础问题及解决措施
(一)新能源电力系统构建的基本原理
以基础性电气动力学视角为基础的多时空尺度特性,在新能源电力系统的整个建设过程都存在,其是对新能源结构及其重要参数进行凭借的依据,更是推动新能源电力系统实践工作顺利展开的客观基础。新能源电源空间尺度所具备的各种特征(包括分散性、随机波动性等),导致其运行系统,也带有明显的随机性以及不稳定性等特征。电源、电网和负荷的响应,是建立新能源电力系统时空多尺度动力学特性的理论依据,在此原理下,要想实现新能源电力系统完美、高效输出,则必须平衡好电源和电网之间的关系,促使多个新能源电力系统之间,能够达到彼此平衡与彼此互补的状态。因此,新能源电力系统构建,需要把新能源电力系统的不确定性度量与建模理论建立放在首要位置,依据其动力学特性深入研究规模化新能源电源与电网之间的相互作用机制,从而为提高新能源电力系统的安全性和高效性奠定理论根基。
(二)多元化新能源电力系统间的互补与协同调控问题
虽然新能源电力系统具有电源多元化、负荷多类型等特征,但仍然没有摆脱传统电力系统中存在的电力输送延迟性问题。两者之间的运行机制虽有不同,但也存在一些相似之处。因此,在构建独立的新能源电力系统平衡互补机制的过程中,我们可以客观性借鉴传统能源电力系统的工作实践经验,即:依靠不同电力系统机制之间的相互作用以及客观性的合作制约结构,完成输电任务,从而为新能源电力系统调控目标的实现,提供有力的支持。而为了促进大规模新能源电力得到安全、高效的利用,我们需要采取措施,进一步对电网结构进行优化,使各局部电源与新能源电力系统的要求保持一致。制定多元互补方案,为实现对新能源的高效利用以及对新能源储存量的有效控制,奠定良好基础。此外,完善新能源电力系统所使用的输电方式,实现创新转变,通过增强电网的输电能力,促进资源得到优化配置。
(三)新能源电力系统的保障机制及防御策略
新能源电力系统在发电工作过程中,常常会涉及到风能、太阳能等新型能源的使用问题,这些形式的能源大多集中分布在人口稀疏的偏僻地方,其获取装置容易出现系统瘫痪或者其他故障。基于此,在新能源电力系统生产工作过程中,需要我们重视对其生产装置的和系统运行安全性的日常维护,定期组织对其关键组件和运行状态的检查活动,及时发现和排除其技术故障,完善设备保障环节。其次,要加快构建新能源电力系统特有的质量安全控制与保障机制,以科学、合理的保障机制,规范安全控制环节。此外,先进的能源发电技术,在提高新能源的利用效率、保障电网运行的安全性等方面,也发挥着重要作用,所以我们应注重对先进的新能源技术的开发和使用。最后,科学解决新能源电力系统运行过程中的能源消纳问题和存储问题,采用就地消纳的方式,提高电网的消纳能力,并强化对新能源电力系统稳定性的保障;促进能源储存技术的创新发展,以解决电力系统运行中存在的平抑问题,即:增强对电力系统安全的控制能力,防止电网干扰情况下发生故障。
结束语
大规模新能源电力系统的建立,使得我国的电力系统实现了创新发展。但新能源电力系统的稳定性及输出效率不足等问题,导致其难以发挥更大的实用价值,也难以彻底取代传统能源系统。因此,必须加快建设智能化电力系统,优化新能源电力生产、传输、安全控制以及系统设备的维护等环节,建立规范、科学的保障机制,提高多元化新能源电力系统间的互补与协同调控能力,从而有效促进大规模新能源电力系统得到安全、高效利用。
参考文献
[1] 杨财业.大规模新能源电力安全高效利用基础问题[J].能源与节能. 2014(11)
[2] 寿瑜江.探讨大规模新能源电力进行安全高效利用的问题[J].科技视界. 2014(15)
摘 要:国家新能源汽车产业发展战略的实施,催生了大量汽车后市场专业人才的需求。为此,本文对新能源汽车专业人才需求现状和人才培养特点进行深入分析,并就新能源汽车专业人才培养策略进行思考,提出相应的建设性意见,与同行交流分享。
关键词 :新能源汽车 人才培养 产业现状
随着石油资源的日趋紧缺和全球环境保护意识的日益增强,开发和发展新能源汽车已成为未来汽车升级转型的必然趋势。为此,我国将“发展新能源汽车产业”列为国家的一项发展战略。经过几年的努力,我国新能源汽车发展已成功从“城市试点推广”迈向“全面市场化推广”的阶段,社会新能源汽车的保有量激增,催生了新能源汽车后市场专业人才的需求。
一、新能源汽车人才需求及培养现状
目前,我国的新能源汽车的开发还受到一些因素的制约,尚处于“边研发边推广”的发展模式。但随着国家对新能源汽车技术发展路径的明晰和应用推广力度的增强,我国新能源汽车的发展速度十分迅猛,使得新能源汽车后市场服务人才出现了大量缺口。
根据国务院《节能与新能源汽车产业发展规划(2012—2020年)》发展目标到2020年,纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆、累计产销量超过500万辆。据此估算,我国从事新能源汽车专业人才需求将达50万人左右,而实际发展的速度将远远超过规划目标。笔者通过对杭州新能源汽车应用企业、4S店、汽车类职业院校等单位在维修人才使用和培养方面的调研获知:杭州目前已累计推广应用新能源汽车13600多辆,新能源汽车的维护与保养均是由厂家派技术人员蹲点打包服务,新能源应用企业和4S店大量缺乏能满足岗位能力要求的维修人员;杭州目前培养汽车类专业人才各类职业院校近20余家,至今没有一所学校能开设起新能源汽车维修专业,只有个别学校开设了汽车维修(新能源汽车方向)专业,其也只是在传统汽车专业的基础上增设有关介绍新能源技术的课程而已,而对于新能源汽车应用型人才培养的维修技术应用课程目前仍处于空白状态。因此,加快新能源汽车人才的培养不仅是我国发展新能源汽车的战略需要,也是职业院校适应汽车产业升级转型,服务社会经济发展的现实要求。
二、新能源汽车人才培养特点
新能源汽车专业人才主要面对新能源汽车制造及汽车应用后市场,从事新能源汽车制造、汽车检测与维修、充电桩检测与维护、汽车配件与物流等相关工作。而新能源汽车技术与传统汽车技术有着很大的区别,其机械原理、燃料、动力、控制等技术方面也与传统汽车有较大的不同。其人才培养职业能力有以下特点。
第一,新能源汽车技术需要电化学系统动力学、材料科学、信息科学等学科知识,还需要有动力电池管理、电机驱动与电力电子、电子控制与智能技术等专业功底,不但需要具备宽泛的专业理论知识基础,更需要具备较强的专业实践的应用能力。
第二,新能源汽车维修除了需基本传统汽车的维修技能外,还须具有对电池、驱动电机、电子控制系统等核心部件技术检测的专业技能。由于新能源汽车装备有电气高压系统,在上岗资质上除了具有汽车维修专业资格证书外,还必须具备电工专业资格证书。新能源汽车人才的专业技能相比于传统汽车人才有着更高的技术复合性要求。
第三,随着新能源汽车动力提供方式的改变,其维修作业方式也产生了根本的变化。由于新能源汽车技术融入了当今前沿科技,技术含量高,前瞻性强,对维护保养技术具有较强的实践挑战性,因此,在新能源汽车人才的培养中更应重视方法能力的锻炼和养成,更强调可持续职业发展能力的培养。
三、新能源汽车专业人才培养策略
职业院校作为培养新能源汽车专业人才的主阵地,应以专业发展为引领,以新能源汽车人才职业能力培养为目标,积极开展人才培养方式、课程建设、教材建设等教学改革实践,加速新能源汽车专业人才的培养。
1.结合职业发展特点,提升教师专业自主发展能力
新能源汽车在技术上不仅融入了前沿科技,而且大大拓展了技术领域,如电化学技术、信息技术、电气工程、电力电子技术等的专业知识。因此,教师应及时把握新能源汽车发展信息和动向,自觉拓展专业发展视野,积极利用各种有效资源,不断更新专业知识,完善知识和能力结构;深入企业开展生产实践调研,了解现代企业生产组织方式和工艺流程,熟悉企业岗位能力要求,把握职业发展特点;大胆将新知识和新技能引入教学实践,积极开展教学反思,不断促进教学实践经验的积累和丰富,从而促进自我专业能力的可持续发展。
2.加强校企深度合作,完善人才培养机制
校企深度合作可以有效改变传统教学中合作范围小、专业信息来源渠道窄、合作“校热企冷”、校企人才培养标准不同一等的弊端。所以,职业院校应与新能源汽车生产、使用企业通过共同构建人才培养机制,共同开发人才培养课程体系和评价体系,共享教学培训资源,合作开展工学结合的一体化教学等途径和方法,进一步深化和扩大校企间人才培养的合作内涵和合作范畴,以利于促进学生综合职业能力的培养,利于强化“双师型”教师的实践锻炼,从而促进人才培养机制的完善,提高人才培养的质量和效率。
3.依据产业发展需求,加快教材建设
随着新能源汽车技术的不断发展更新和现代职教改革步伐的加快,加快教材开发是实施新能源汽车人才培养的一项重要内容。因此,汽车职业院校应立足新能源汽车发展方向和岗位人才培养特点,深入剖析典型工作任务,依据学习领域理论进行工作任务与学习任务的异形同构,并依据“由初学者到专家”的职业人才成长规律进行学习内容的逻辑排序,开发出能满足一体化教学实践需要的人才培养教材,以提升学生在教学中的主体地位,促进学生“做中学,学中做”,促进学生通过对直接经验习得去获取间接经验;通过完成典型工作任务去获取“工作过程的知识”和相关的“背景知识”;通过经验的习得逐步实现策略的获取,促进学生能力从经验层面向策略层面的升华,从而提升教材对人才培养的实用性、有效性、针对性。
4.依据人才培养规律,构建专业课程体系
新能源汽车专业课程体系的建构,要以学生职业发展需要为前提,以满足职业岗位要求为立足点,以促进职业综合能力发展为目标。职业院校在课程体系的建构中,应首先通过开展针对性的企业职业岗位调研,明晰新能源汽车维修专业岗位群及其岗位能力要求;然后遵循人的职业能力成长“从初学者到专家”的发展规律对岗位职业能力进行层次上的划分,依据学习领域理论将完整的工作内容和工作过程转化为教学内容和教学过程,将工作情景转化为学习情景,从而实现由行动领域到学习领域的转换,并按职业能力发展逻辑构建起“课岗对接,能力递进”的课程体系,使学生能在职业化的学习情境中通过完成完整的工作任务,获得职业意识的培养、知识技能的运用和方法能力的锻炼,从而实现知识、技能和态度深度融合,在“行动中”建构起新的职业知识体系。
参考文献:
[1]黄艳芳.职业教育课程与教学论[M].北京:北京师范大学出版社,2010.
关键词:智能电网;结构;支撑平台;现状;发展方向
引言
随着当今信息智能化社会的科学通讯技术的不断发展,电网系统的高级化、智能化已经越来越成为一种发展趋势。这主要还是因为随着社会的不断进步,传统的电网系统暴露出的问题越来越多,已经不能适应社会的发展需要,所以加大了对智能电网系统的依赖程度。
当前传统电网在使用过程中,面临着包括能源浪费、使用效率不高,污染大、不节能环保的情况,在这种背景下,比传统电网性能更优,能解决在此过程中存在的问题的智能电网得到了更大的关注。
一、何为智能电网
概念是对事物性质功能最好最全面的概况,所以要想了解智能电网的内容,要先从定义入手。什么是智能电网呢?常常指的是将现代信息系统融入到传统能源网络而构成的新电网系统.从而使电网具有更好的可控性和可观性,能够优先解决传统电网中存在的一些问题。
智能电网有三个突出的特点,可观性、智能交互性和可信度高。下面逐一进行介绍,第一个特点可观性,指的是将现代信息技术系统融入传统能源网络构成的新电网系统当中.从而使电网具有更好的可控性和可观性。第二个特点智能交互性,指的是可减少电力系统对环境的影响,提高供电的可靠性和安全性.利用实时获取的电网发电信息和用户信息进行优化调度的能力。第三个特点可信度高,指的是,对于系统失稳趋势提前报警及调整,相对于传统的电网系统来说,能得到及时有效的维护,所以可靠性更高。
根据这三个特点,我们可以总结出智能电网的定义,在传统电网奠定的基础上具有客观性、智能交互性,更新度更高的新兴电网系统,从而便利民众,促进电网行业的发展,有利于国民经济的发展。
二、智能电网基础信息
智能电网基础信息设施主要指讲的是智能电网在使用过程中用到的硬件设施,情况复杂多变,包括运用过程的各个环节还有各种通讯网络的设施。
2.1控制和量测设施
电力系统有六个组成部分,每个环节又有着自己独特的组成。发电机的输入电压是比较高的,输电环节就是将电网系统中的主要发电机?负荷中心连接都在一起,构成电网系统的主要工作网络,工作中的居民用电和公司用电在低压中压之间,配电环节能完成电力的再次分配,最终完成电能和用户之间的联系。
电力测量系统是建立智能电网的基本条件,主要可以用来进行传感应用,运行维护系统主要用于工业方面的配电用电等电力信息,体系中的单元有着包括测量在内的多种性能,广泛应用于资源能源系统。
在智能电网的电表研究领域,主要有两种研究思路,一个是针对电气的信息收集,一个是设施采集应用。当然两种思路都有着缺陷,第一种工序繁琐,每种电子设施都要安装,成本较高,第二种的成本很低,但是存在误差较大。
2.2通信系统
通信网络系统指的是智能电网使用过程用到的通信设施,是智能电网系统的重要组成设施,有着广阔的测量领。不过由于电网系统显著的缺点,还没一致的体系架构,通信系统有着两个关键的组成部分。结构完整,发展空间大。
2.3个人用电体系
个人用电是智能电网运行中最小的环节,常常被人忽视,却是做好工作的重中之重,首先对网络进行连接包括家庭的和区域地方的两部分,再对两者进行协作传输,但今年也出现了一些如瓶颈障碍的问题。
2.4通信主力
电力和信息化网络系统综合在一起通信方式和结构与网络分离的系统是智能电网的两种主要通信方式。都是通信工作的主力军。
采用电网通信有利有弊,可以节约生产成本,减少费用但是成本和传输上很不科学,要不断调整平衡。经工作重要引起重视,多多注意。
三、信息支撑平台
支撑平台是智能电网信息的重要组成部分,有三个部分,传感、存储和分析系统,各有特点。
3.1传感是最基础的,为之后的存储、传输奠定基础,做好了能有效维护用户用电安全,要加大力度研究。
3.2传输是承上启下的环节,能够有效连接用户和电网系统,电网管理离不开传输过程,要密切进行关注,发现其中存在问题,加以改进。
3.3分析是对收集的信息加工处理,是做后的总结工作,既是在云技术基础上的信息处理,又面向市场需求,能及时发现问题,不断进行调整。
3.4最后一个平台是控制运行系统平台,主要用来对智能电网使用过程中的几大关键环节发电、输电、变电、配电、停电、用电等多个阶段进行介入和控制,是支撑平台中最为重要的一个部分。
综上我们可以看出,智能电网四个支撑平台各有特点,相互配合协作,能够解决用电过程当中常见的问题,实现智能电网对电力资源及时有效的调度和配置,做好能源接入,信息处理等问题。下面再让我们从智能电网的信息系统,发电电网用电三个方面了解这个体系。
四、智能电网运用的三个方面
4.1发电
发电是配电、用电的基础,是做好之后工作的重要保障,在信息运用系统中有着举足轻重的地位。传统的发电方式重要的有两种,水力发电和火力发电,但是近些年来,随着水资源和煤炭资源的不断紧缺,传统发电原料遭到极大威胁,发电工作困难重重。新能源发电方式便应运而生。新能源发电主要是运用新兴的能源资源进行发电,能源供给额充足又环保,能有效应对之前出现的资源枯竭的状况。主要的工作有新能源接入管理,新能源在运用过程中要先保证有效的管理,这就需要对新能源发电中出现的电压不稳、输出波动等问题进行优先管理,采取相关的措施,进行对智能电网新能源发电的研究。
4.2电网
电网在使用工程中有安全分析和智能规划调度两个主要方面。安全分析是对电网在使用的过程中存在的安全问题进行管理的研究,分析不安全因素,提出解决办法措施。智能调度则指的是对电网的统一安排管理。对网架进行规划,对能量能源进行管理调度。更好的配置资源,为民服务。
4.3用电
用电是和民众生活息息相关的一个环节,包括对用户用电需求和新能源微网技术的研究。用电需求要不断与民众接触,发现其中存在的问题,根据需要要求不断解决。微网技术的新能源应用过程中的一个手段,将各个微小的网络系统进行统一有效的管理。
众所周知,在全球经济高速发展的同时,人们的生活质量也在逐步的提高,同时造成了人们对于资源的高消耗。据国家的相关数据表明,由于大量的二氧化碳的排放,造成全球年平均气温较之以前升高了0.78℃。由于人们对于能源需求量的高消费,必然会造成传统化石燃料的枯竭。美国能源利用方面的专家曾预测:到2050年时,全球的化石燃料将消耗殆尽,到那时人们在能源方面将会面临最严峻的挑战。能源短缺的问题将会成为各国发展的一只拦路虎,发展新能源已成为我国乃至世界能源战略的主流,作为新能源技术之一的新能源发电也将成为未来电力行业发展的主题。那么我国作为一个人口大国且是发展中国家,确保电力供应需求对我国经济乃至各个方面来说有着至关重要的作用。从近些年国家的政策方向中可以窥出,在我国现有的电力技术基础上,利用新能源发电来代替传统的火式发电将会成为我国电力系统发展的主流方向。
一、我国能源和发电技术的现状
我国是一个人口大国,也是一个发展中国家,那么我们由于人口数量和能源利用的问题造成了我们比别的国家消耗更多的能源。从国家公布的数据中我们可以知道,我国标准煤2005年的消耗量相比于2001年的消耗量增加了8亿吨,原油的进口量在2008年已经达到了1.79亿吨。那么作为能源最大的输出方向,电力电能的消耗总量在2008年已经增加到了7.9亿千瓦。电力电能方面对于能源的高消耗,也必然会进一步的加剧我国对于能源的需求。
当前我国电力系统所具有的主要特点为:集中发电、远距离输电与大电网互联。在这种模式下所体现的弊端在于,由于多数地区采用大电网互联模式,那么必然会导致其不能灵活地更改对于各方的供电量,比如在很多地区都会采用时段式供电;此外,因为电力系统的过于庞大,那么电力系统发生事故的概率就会增加,小区域的电力故障往往会造成大范围的断电情况发生。电能是人们生活的根基,不管从能源方面还是其自身的特点来看,在原来的基础上,逐步采用新能源来代替传统的发电模式对我国社会经济的发展和人民的生活水平提高都具有巨大的意义。
二、新能源发电类型与技术特点
1、燃料电池
燃料电池是一种将化学能转变为电能的装置,它与一般的电池组成一样,都有正负两级和电解质。不同点在于,一般电池把活性物质放置在电池的内部,这就会造成电池的容量受到控制;而燃料电池自身的正负极没有掺加活性物质,电池供电时外部供给燃料和氧化剂发生反应。从理论上来说,只要反应物供给不断,那么燃料电池就会持续不断的发电。燃料电池的能源综合利用率比一般的传统能源利用率要高得多,在条件允许情况下可以达到80%,而且由于它的容量可大可小,可以直接用于饭店、家庭、宾馆等场所,与火力发电相比非常便捷与灵活。
2、光伏发电与储能系统
光伏发电的工作原理是利用相关的功率变换装置,将太阳能电池输出的直流电功率改变后接入电网。太阳能电池发出的直流电不仅可以直接为直流负荷供电,而且也可以通过逆变器的作用将直流转换为交流,然后为交流负荷供电。光伏发电系统与蓄电池的控制原理类似,不同点在于,蓄电池不仅可以作为电源输电,还可以成为电源的接收者。虽然近年来太阳能电池的高速发展引领光伏电池大跨步发展,但是阻碍光伏发电的关键问题在于它的高成本与低效率,因此亟待电力系统研究者们改进与探究。
3、微型燃气轮机热电联产
一般来说微型燃气轮机的功率都相对较小,在日常生产中的气轮机功率最小的为25kw,而最大功率也不过100kw。微型燃气轮机热电联产产生的功率包括热功率和电功率两种类型,它的工作方式既可以“以热定电”,也可以“以电定热”,依托于电路控制转轮的转速来调整功率的输出。微型燃气轮机电力电子设备接口主要由AC/DC整流器、带电容的直流母线和DC/AC变换器三部分组成,可输出三相可变频率电压,通过电力电子设备将可变频率转换为固定频率,向负荷供电。
4、风力发电机
风力发电是目前除了水资源外,电力系统利用可再生资源发电中最具有开发前景的一种发电方式,它具有大规模开发利用的条件,是当今新能源发电的重要发展方向。风能发电的系统的主要组成部分有桨叶、机械传动系统、发电机、电力电子装置、升压变压器等设备,其发电的原理利用风吹桨叶产生的风能来带动发电机使其转变为电能。据有关的资料表明,我国截至到2014年已经建造了近300个风电场,装机容量已经达到900万千瓦。就目前发展来看,风力发电的前景比其他新能源更为广阔。
三、新能源发电对电力系统的影响
利用新能源发电必将给整个电力系统带来深远的影响:(1)将会影响电网的稳定运行。如果新能源发电大规模的并网,并改变传统的电力供应模式,势必会影响到电力系统的稳定。(2)会对整个电力系统的调度分配提出更严格的要求。因为对新能源发电进行出力精确预测的难度系数较大,所以新能源发电并网的话,将会对会对整个电力系统的调度分配管理提出更高层次的要求,这势必需要我们进一步加强电力系统建设的智能化。(3)会影响电力系统的经济运行。因为新能源发电出力的不确定性特点,那么一定会增加我国电力系统调节经济性的难度与供电的成本,同时电力设备的可用率方面也会明显减少。此外,为了保证电力系统供电质量和稳定性,会增加对电力系统辅助服务设备的数量。(4)会对配电网产生影响。一般分散式新能源的发电容量较小,其直接连接配电网,而这种情况下分散式新能源发电的接入会改变原来只能单向电源流向用户的传统潮流,同时会使整个配电系统的操作性变得更加复杂。
四、新能源发电在未来的发展趋势思考
在当今社会,各个国家越来越重视发展低碳、环保的能源,利用新能源发电必将成为世界能源发展的主流。在未来几十年中,我们相信利用新能源发电将会逐渐替代传统的火力发电模式,但是一个新事物的发展往往需要一个很长的阶段和问题解决,利用新能源发电也是如此。新能源要想从现在的辅助能源成为主流能源必将面对很多困难,比如在德国,太阳能发电占全国总发电量的5%-8%,但是它的发电时间的局限性仍然没有解决;再如风力发电,这种发电模式比其它能源发电要廉价的多,但是因为风力发电设备需要占用大量的土地,这种困境也需要在未来得到解决。但是,笔者认为利用新能源发电必将会成为各个国家发展能源的主要方法,在未来的几十年中,随着新能源发电技术的成熟,利用新能源发电将会变得更加间接有效。届时,全球系新能源发电技术的潜力将会被开发,新能源发电将会取代化石燃料发电,在人类的未来生产、生活中扮演着重要的角色。
结语
【关键词】 低碳经济; 能源审计; 会计信息; 公司环境核算系统; 国际趋同
一、引言
当我们热衷追求经济高速发展的时候,就决定了我们的日常生活越来越依赖于经济发展。追求什么样的经济发展模式,对人类生存的环境必将产生深远的影响。经济发展对环境的影响程度关系到人类的生活质量,这一影响使得人们的生活态度有所转变,生存质量的好坏成为人们日益关心的最热门的话题。由于生存环境关系到人们的身心健康,更关系到人类的生存质量和高质量的繁衍生息。当人们的生活水平日益提高而更加关注生存环境的时候,人类对“生存质量”改善的关心远远比“生活水平”的提高强烈得多。人类对生存环境有效改善的期望预期比以往更加强烈地表现出来,人类渴望与环境“和谐”相处,这种“和谐友好”的关系在人类生活中处处可以得以体现。“气候变化”必将引起人类对经济发展模式的改变,发展低碳经济和循环经济就成为我国经济的发展模式。低碳经济是以可持续发展为理念,以减少温室气体排放为规则,以经济增长为目标,以改变能源、产品结构为导向、以清洁技术为手段的使社会经济发展与生态环境保护平衡发展的模式。中国已向世界承诺的2020年单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%
~45%的目标,使得我们在节能减排方面采取了相应的措施和手段,对公司的能源审计就是行之有效的方法之一。而能源审计所需信息来源离不开公司财务的提供,但现行的会计信息的提供还停留在传统的核算体系上,传统的会计体系由于只能提供相应用货币反映的信息,不能提供相应的实物量指标,而公司环境核算系统(CEAS)则能满足这些条件,并能为能源审计提供其所需的信息资料。
二、能源审计与CEAS
对一个公司而言,能源审计是根据国家有关能源法规和相关标准,按照规定的程序和方法,对企业能源的物化消耗过程通过财务会计信息加以反映,在对能源利用状况进行审计、诊断和分析的同时,对环境效果进行监测和评价,从而寻求耗能效益的最大化。由此可以看出,能源审计包括两个环节:节能监测与审计。能源审计依据的国家有关能源法规是指《中华人民共和国节约能源法》中规定的有关条款:“国家对重点用能单位要加强节能管理,各级节能管理部门应当组织有关部门对重点用能单位的能源利用状况进行监督检查,可以委托具有检验测试资格的单位,进行节能的检验测试”。除此,国家有关部门和地方的节能法规也是能源审计得以展开的法律法规。
公司环境核算系统(CEAS)提供公司日常商业活动的年度环境影响的综合评估系统,是控制经济对自然环境影响的一种工具,有助于更高质量的生活。这个核算系统正适合解决当今世界所争论的焦点问题:气候变化。《联合国气候变化框架条约》这一国际性法律文件为公司环境核算系统(CEAS)的建立提供了良好的条件和契机。当今世界由于过多的能源消耗造成了环境的严重污染,过度地消耗化石能源这一不可再生资源而追求过高的经济增长势必对气候的变化产生严重的影响。传统的核算系统由于是建立在经济利益上而没有考虑相应的社会责任,从而显得公司不愿意承担由于自己的产出而不考虑由此造成的社会责任。“选择一个局部的、非货币的并且以产出为导向的方法,这个方法只处理公司的日常活动对自然环境的影响并且用非货币单位度量这些影响,通过将其自身局限于许多与公司社会责任相关的问题中的一个,将这个方法选作公司核算系统(CEAS)是合适的。”公司传统的核算理论和方法体系的建立是以市场环境下的交易为前提的,其核算动机及追求的目标是利润最大化,为了达到这一目的将外部不经济转嫁给社会,其社会成本的不计量不能体现为完整的会计核算体系,表现出只是形式上的没有具体实质性的社会责任信息,社会责任的具体体现没有成为人类的共识。通过公司环境核算系统(CEAS)的建立,公司责任和社会责任可以统一在同一系统下,货币与实物量同时计量反映,从而打破传统的会计核算框架体系,成为更加有效地衡量公司经济活动以及在这一前提下对环境的影响程度的国际趋同的核算系统。
三、能源审计的支撑:财务会计信息
在能源审计的内容中,涉及相关财务信息的项目包括:1.能源管理概况中的能源管理、采购、出入库制度等;2.用能概况及能源流程中的各种能源使用状况、管理使用流程等;3.能源计量及统计状况中的计量器具配备情况;4.能源消费指标的计算分析中分品种能源消耗、分摊指标计算等;5.能源成本指标计算分析;6.产品综合能耗和产品能耗指标计算分析;7.主要用能设备的运行效率计算分析;8.节能量计算和评审节能技改项目的财务和经济分析。
在上述能源审计内容中,每项内容几乎都涉及财务会计信息,如我们通常熟知的原材料出入库的核算与管理、生产过程中原材料、动力费用等的耗用情况、固定资产及低值易耗品等的购入及使用情况、消耗的各种直接及间接材料和动力费用等在各种产品中的分配、消耗的能源材料占总成本的比重、机器设备的使用效率、能源消耗量的效率分析以及财务会计通常采用的经济分析方法等。从表面层次上看能源审计与财务会计相差甚远,但两者之间有其本质的内在联系,链接两者之间的链条就是两者之间信息的供求关系,能源审计需要会计提供耗费能源的所有资料,财务会计为能源审计供给真实客观的信息。这里的供求关系也需要一个平衡,如果供不应求对能源审计产生的影响是巨大的,那么信息的失真是能源审计难以容忍和接受的。从能源审计与财务会计信息的关系可以看出,财务会计信息是能源审计得以顺利展开的前提保证,而能源审计则是对财务会计信息加工整理的必然结果。会计核算的准确与否决定着能源审计的成败,能源审计的准确有效对财务会计信息的提供提出了更高的要求。能源审计与财务会计两者是相辅相成密不可分的,能源审计是目的,财务会计是基础。
四、对会计核算方法的影响:环境因素
纵观各国会计发展历程,政治因素、经济因素、法律制度因素和文化因素等都对会计变革和发展产生影响。《联合国气候变化框架条约》这一国际性法律文件预示着已经将低碳经济上升到了政治的高度,这必将引起各国经济发展模式的相应改变,对二氧化碳的排放备受各国政府高度重视,中国政府已向世界承诺:2020年单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~45%。2006年我国财政部颁布了1项会计准则、38项具体准则以及相关应用指南,到2011年,中国企业会计准则与国际财务报告准则已实现持续全面趋同。这标志着我国会计准则和会计实务与世界接轨,实现了国际化下的标准化。当今的信息技术无孔不入,渗透到世界的每一个角落,财务会计首当其冲,对会计信息的质量要求越来越高,会计信息只有体现综合性的特点才能适应时代的需求。这一特点要求企业不仅要提供用货币作为计量单位的会计信息,更要求企业提供信息使用者需要的其他计量单位的会计信息来满足其需要,这必然产生计量手段的变化:货币计量手段向综合计量手段的转变。当今社会自然科学与社会科学相互渗透与融合,控制论、协同论、系统论和管理学等学科对会计学产生了巨大冲击与影响,财务会计提供的会计信息必将发生显著变化,传统会计那种单纯依靠事后记账、算账、报账,不能提供前瞻性的信息,仅以提供历史信息作为主要账务处理、分析方法的一门单纯的学科已经不适应时代的变迁,传统会计具有的核算和监督两大职能已不能充分体现现代会计应具有的特征,预测、计划、核算、控制、监督、分析和考核更能代表飞速发展的经济社会对会计的本质要求,会计学科越来越凸显出来的综合性特征被现实所接纳而迸发出极强的生命力。随着环境问题的提出,联合国建立了综合环境与经济核算系统(SEEA;1993a),“它利用物质平衡的方法展示了经济与环境之间一整套的相互作用。”相应地在宏观层面上,欧洲、美国及韩国等国家和地区均建立了类似的核算体系。在微观层面,一些国家提出并建立了公司环境核算系统(CEAS),该系统作为反映日常经济活动年度环境影响的综合评价系统,控制经济活动对经济的影响。它突破了传统会计核算的局限性,在传统核算采用的货币计量方法的基础上,引入了数量单位这一计量方法反映环境对经济的影响,是对传统会计理论和方法的充实、完善和提高,这一适应环境因素的新兴的会计核算领域将更大范围、更高层次地发挥会计应有的作用,更能体现会计发展的方向。
五、传统核算的愿景CEAS
传统的会计核算方法立足于公司本身的经济利益,为社会公众所提供的经济信息是以自身的利益为出发点,按照信息需求者的不同偏好,按照会计法规以及会计准则等的要求来反映其财务状况和经营成果的信息,这一信息只能反映出公司资金运动的结果和经营成果。难以避免的是,币值是否稳定和市场周期的变化等客观因素将对会计信息的提供或多或少有所影响,波及公司的盈利水平和资产负债的变化,这些变化主要表现在货币层面上,但实物量不会受其影响,用货币反映出来的信息极容易被主客观因素所制约,用货币反映出来的会计信息虽然能使社会公众习惯地加以接受,但常容易被“粉饰”。
“公司环境核算系统:对抗环境质量退化的一种管理工具”。这种核算系统体现了对传统的核算方法的一种演变,这种演变也像会计核算原则一样具有重要性。公司环境核算系统是在传统的会计核算体系下,由只有货币表现的会计信息这一单一模式扩展到货币与实物(数量)同时为社会公众提供有用信息的综合模式。这种综合反映公司经营状况即经营环境的模式,不仅能充分体现公司的财务状况及经营效果,更能表现出公司的社会责任感,耗用社会资源的状况以及对环境的影响。从经济学的角度看,公司环境核算系统为有效解决公司的外部性问题提供了可以借鉴的一种有效方法。
CEAS是在传统的会计核算基础上,依据投入与产出的相互关系,对公司在生产和提供劳务的过程中所消耗的能源,从其投入(如原材料等)到产出过程中所形成的废弃物、污水、二氧化碳等对环境的消耗与影响,专门设置相应的用数量计量的账户加以计量和反映。尤其对不可再生资源的消耗,用这样一个账户加以计量和反映更能体现一个组织的盈利能力的强弱、经营期间的长短、经营效果的好坏、管理水平的高低、外部是否经济以及对外部不经济的社会责任。
六、基于CEAS的能源审计
能源审计贯穿于企业的整个生产过程,即从投入到产出的产品生产过程无不体现能源审计的痕迹。但其有一个前提条件,就是产品生产是以能源消耗为前提的。能源审计的一些核定方法中,绝大部分所需信息都需要财会部门予以提供:如能源审计产品产量的核定所需信息与企业产品的完工入库以及未完工产品的完工程度紧密相连,也可以说能源耗费与企业生产费用在完工产品与在产品之间的分配是密不可分的;能源消耗数据核定中要求既要考虑直接的能源消耗,还要考虑相关间接能源消耗对产品生产的影响,如不构成产品成本的管理、销售等非生产部门的能源消耗以及委托加工产品过程中的能源消耗;能源价格与成本的核定方法中,所需要的价格按实际成本确定,如有不同的价格时以加权平均单价确定,完全依据的是会计的核算方法;在企业能源消耗技术经济指标平均分析方法中,不仅要计算产品总能耗,还要计算产品的单位能耗,与企业成本核算中产品总成本与产品单位成本的确定方法一致,其中包括产品直接和间接对能源的耗费;在企业能源利用状况的评价中,要对所耗的所有能源,包括热、电、水、油等分别根据会计成本核算中的各种费用分配表所提供的资料进行分析评价,其中一项重要内容是至关重要的―环境效益评价,这一点正与公司环境核算系统中的环境核算紧密联系起来。公司的财务会计核算与环境效益核算的紧密结合就是公司环境核算系统所要反映的内容,这无疑表现出能源审计所依赖的信息来源应该是这一通过在传统核算体系的基础上拓展了的环境核算系统。
能源审计包括三个层次,即耗能―耗能对象―产出效率,这同传统的会计成本核算十分相似:材料等费用的消耗―成本计算对象―产品(成本的高低是效率的反映了)。从这一点上看能源审计贯穿于企业成本核算的全过程。有所区别的是,企业发生的所有能耗都属于能源审计的内容,包括生产耗用和非生产耗用的能源消耗;而会计核算则按费用的归属对象分别计入了产品成本和期间费用。但其相同点表现在:能源消耗在成本费用分配表中均得以反映,包括货币和实物量的信息,这一点反映了能源审计对成本核算信息的依存度。这些内容表现出能源审计是建立在传统的会计核算基础之上的特点。
不论从投入到产出还是从购入到最终使用形成有效能源,生产对环境终将产生影响,它的具体表现形式就是排放和废弃物。排放和废弃物在产品生产的各个环节均存在,能源审计要评价生产对环境产生的影响,在目前状况下需要依靠企业各个部门提供的有用信息。CEAS这一环境核算系统由于提供的是货币和实物量等综合性信息,用货币的形式反映企业的经济效益,用非货币即数量的形式反映企业对环境的影响,基本可以满足能源审计所需要的财务方面的信息,相对减少了能源审计的工作量,降低了能源审计成本。能源审计可以依据CEAS所提供的货币和实物量等综合性信息稍作加工整理,结合其他非财务会计信息就可以完成审计工作,对公司作出真实有效的能源审计结论。
如果CEAS的建立可以改变能源审计目前信息搜集比较分散的缺陷的话,建立公司环境核算系统更重要的意义在于其全球的趋同:反映企业的双重责任――经济效益和社会效益。在人类日益关注环境保护追求生存质量的时候,社会责任感的增强对提升企业的公众形象至关重要,达成共识更能反映出一个国家走低碳经济之路的决心和措施。
七、结语
能源审计需要大量的财务会计信息,这一信息需求主要表现在两个方面,一是货币量指标;二是实物量指标。而传统的会计信息还不具有这一特性,对外提供的会计信息只是用货币量表现出来的,相关的实物量信息需要查阅相关账簿才可获得。当然,这是在会计资料健全的情况下才能获得的,现实情况往往达不到如此理想的状态,当一个企业会计核算制度不健全,会计人员的职业素养难以达到要求时,企业很难为能源审计提供完整的财务会计信息。而CEAS则是对传统核算方法的升级,是在传统核算方法提供货币量指标的同时,考虑对环境的影响而增加实物量指标,充分体现出企业的双重责任。由于CEAS这一升级版的特点,不仅能适合能源审计对财务会计信息的需求,更能充分体现环境保护理念在公司核算中的地位和作用。在国际接轨的低碳经济环境下实现CEAS国际趋同是历史的必然。
【参考文献】
[1] 中华人民共和国节约能源法[S].2007.
【关键词】分布式电源 设计方法 发展趋势
1 分布式电源的概述
1.1 分布式电源的定义
区别于传统集中发电和远距离传输的发电形式,分布式电源是建立在先进的技术之上,借助自动控制系统,实现地区电力供应的一种电力供应方法,通常发电功率为数千瓦至50MW左右,分散在用户附近,能够与周围环境很好地兼容。
分布式能源是复合型的能源利用技术,其发电方法是采用某区域内固有的资源在此区域内发电,并且提供给此区域的用户使用。分布式电源的先进技术主要体现在风能、太阳能、天然气能源等自然能源以及废气废燃料等再生能源的利用等方面,而且大都以分散的形式覆盖在用户周围区域中。在电网未覆盖的区域,分布式电源作为独立分散的小型电源起着给周围用户提供电源的重要作用,使每一个用户都能享受到用电服务。
1.2 分布式电源的特点
分布式电源作为一种新型环保的供电方式,利用先进的科学技术,区别于传统的集中供电方法。传统的集中供电方法是在前端集中输出负载所需要的各种电压,从而再向负载体供电。分布式电源主要由并网结构和发电系统构成,正是因为其结构的不同,分布式电源相对于传统集中供电方式而言有许多优点。
1.3 分布式电源的结构
分布式电源主要由并网结构和发电系统两方面构成。分布式电源的并网结构主要是建立两方面的联系,一方面是建立配电的网络和分布式电源之间的联系,另一方面是用户和分布式电源的联系。其中,前者是网络关系,后者是供售联系,其主要的作用是对分布式电源进行监测、控制与调度。
发电系统主要由发电模块和输变电模块单元两个方面组成。输变电单元是保证电力送出运行的基础,起着解决发电端和负载终端之间的高速路瓶颈作用。发电系统的接入能力决定了电力系统的运作方式,目前发电系统中运用最广泛的和比较成熟的是风能、太阳能、天然气能源发电。但因受环境影响较大,经常有不稳定的因素存在。因储能容量有限制,在供电不足的情况下,分布式电源更能使电量利用率实现最大化。
1.4 分布式电源的设计方法
分布式电源是由并网结构和发电系统组成的,其中分布式发电装置是分布式电源的主要组成部分。当今的分布式电源主要是指用液体或者气体燃料的内燃机、微型燃气轮机和各种工程用的燃料电池等。分布式电源通过发电装置产生电能,再通过输变电装置和并网结构把电能输送给最终用户。
2 分布式电源的应用
相对于传统集中供电而言,分布式电源具有低污染排放、灵活方便、高可靠性和高供电效率的特点。这就使得分布式电源的应用范围十分广泛,起着非常重要的作用。
2.1 节省电网投资,降低电能消耗,促进环保事业发展
我国疆土辽阔,资源丰富,完成电网的覆盖就需要投入巨大的资金。且有些地区偏远,人口稀少,也会使得对其电力供应的难度加大电力。另外,我国的电力供应多为火力供应,环保问题严重,传统的远距离传输也会造成巨大的电能消耗和浪费。而分布式电源多是利用风能、太阳能等自然能源,能够就地取材,这就大大降低了电网建设成本低,减少了传输过程中电能的消耗和浪费,同时实现了环保的要求,对于地区的低碳经济和循环经济发展有着很好的促进作用。
2.2 提高电力系统可靠性,实现能源多类利用,稳定电力供应
从以往国内外众多的电力事故来看,一定范围内的停电事故是永远存在的。当电网出现大面积停电事故时,分布式发电系统可以保持正常运行,维持正常的电力供应,从而提高了供电系统的安全性和可靠性。此外,分布式电源的电力供应能源有天然气、风力、太阳能等多种类型,这就实现了能源的多类利用,促进能源利用率的提高和能源利用结构的合理调整。
2.3 调节电力高峰,满足电力市场需要,促进智能电网建设
随着经济水平的提高,家家户户都有了各种各样的电器,其中不乏大功率电器,比如空调、电冰箱和电暖器等,这就造成冬夏两季成为电力负荷的高峰时期。而采用分布式电源和传统电力供应相结合的方式,可以良好地解决解决这个问题,良好地调节电力高峰,促进国家电网的建设,满足市场的需求。
3 分布式电源的发展趋势
目前,中国的电网正处一个全国联网的初级阶段,而且用电负荷大、电力紧缺。
分布式电源也受用户的需求、电力市场、所在区域的能源条件和政策法规的影响,时常会不断地启动和停止,使得配电网的电压出现频繁的波动,线路上的电流不断地发生变化,从而引起电压闪变。另外,分布式电源需要大量电子技术和设备的支持,这也给电力系统带来了大量的谐波,从而形成谐波污染。
分布式电源是当前电网建设的新兴产业,是随着可再生能源的发展而在新能源界兴起的新型技术,同时也是未来能源领域的重要发展方向。在目前的社会,分布式能源是极具重要意义的发电方式,随着在电力系统中所占的地位越来越高,其应用前景也越来越大。建设分布式电源方面的技术还在不断发展中,分布式电源的正常应用还处在不稳定的时期,把分布式电源接入电网仍有很多尚未解决的问题。要想让分布式电源在发挥巨大优势的同时,安全接入电网,形成新的保护策略是势在必行的。整个电网的安全稳定运行是保障分布式电源有效发展的前提,因此相关部门应提出并实施相应的解决方案,解决分布式电源接入电网的安全问题,使分布式电源在拥有安全保障的前提下为社会的可持续发展做出巨大贡献。
4 结束语
通过对分布式电源的概念、结构、应用和设计方法的分析,确定了分布式电源在节约电力资源和保护环境方面有着十分重要的作用。同时,因为分布式电源在安全接入电网有着许多尚未解决的安全问题,还有科学技术对于分布式电源建设的限制,使得分布式电源无法完全发挥自己的作用。今后,如何把分布式电源安全接入电网,对于节省电力资源,避免用电紧张和预防电网事故方面起着至关重要的作用。
关键词:智能电网;大数据;Hadoop;互联网+
中图分类号:TM76;TP311.13 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2016)04-00-02
0 引 言
随着环境问题的日益突出,全社会节能减排的压力逐渐增大,电力行业的能耗在能源领域占比较高,多数发达国家电力消费占终端能源消费比例约为20%,且呈现出逐年上升的趋势[1]。智能电网技术在我国已经发展成熟,基本实现了对全网多维信息的采集,同时“互联网+”、“能源互联网”、“物联网”等概念的提出,使得电力系统和外界的交互越来越频繁,海量数据为智能电网建设带来了前所未有的机遇和挑战。智能电网中如何利用海量数据,使得不同能源之间协调配合实现节能减排,改善我们的环境生活,已成为国内外专家学者研究的热点[1-5]。
2011年,大数据的概念首次被提出,之后大数据技术得到了飞速发展。我国电力行业紧跟时代潮流,2013年,中国电机工程学会信息化专委会了《中国电力大数据发展白皮书》,将大数据引入到智能电网领域,2014年科技部批准了三项有关智能电网大数据研究的“863项目”。文献[2,3]描述了大数据技术在智能电网中应用的关键技术,文献[3-5]重点从电力系统的单个环节中论述了大数据技术的应用。本文从三个方面阐述了大数据在智能电网中的应用:首先,分析智能电网大数据的特点;其次,分析大数据技术在智能电网最具前景的应用领域;最后,勾画在Hadoop框架下,大数据的解决方案。
1 智能电网大数据的特点
在大数据的定义中,最具代表性的为3V定义,即:规模性、高速性和多样性。
(1)电网数据规模大。智能电网不断发展,电网发电机节点及负荷节点数量不断增加,负荷与电网双向交互等因素,使得电网数据量迅速增加,数据存储大小已达到了PB量级[3]。
(2)电网数据高速性。该性能决定于电网最重要的属性,即实时保持电力电量平衡,但由于负荷波动的随机性,因此发电侧出力必须实时跟踪负荷变化。同时电网故障也具有随机性,为了保障电网可靠的运行必须立即处理,这要求电网必须快速传输,及时处理电网数据。
(3)电网数据的多样性。电网数据的多样性主要表现为来源多样性、存储类型多样性、采集周期多样性。数据来源多样性如图1所示,其数据来源渠道众多,不只是网内的数据,还有大量的网外数据;数据存储类型多样,除了传统的结构化数据,如用电信息采集系统、广域测量系统采集的大量有关负荷、发电机及线路的数据,同时营销系统、调度系统会产生大量的语音数据,变电站值班机器人及用于高压线路巡线直升机也会产生大量的图像等非结构化数据。采集周期多样性,不同的数据采样周期有较大的差别如保护系统监测周期为毫秒级,广域测量系统及大型负荷数据采集一般为分钟级,普通居民用户数据每天传输一次。
总之,智能电网中数据具有数据来源多,数据量大,数据结构复杂,数据增长速度快等特点。当前大数据技术在国内刚刚起步,利用相关技术对电网数据研究较少,智能电网采集到的数据涵盖信息广,不但可以反应电网内部的规律,而且在一定程度上可以折射出当前社会发展的状况。
2 大数据技术在智能电网中的应用领域
大数据技术在智能电网中具有广阔的应用前景,本文从负荷预测、源网荷协同、网架规划三个方面进行论述。
2.1 负荷波动及新能源出力预测
负荷预测作为电网电量管理系统的重要组成部分,其预测误差的大小直接影响电网运行的安全性及可靠性,较大的预测误差会给电网运行带来较高的风险。现阶段负荷预测主要是通过负荷历史数据,利用相似日或者其他算法预测负荷的大小,短期预测精度较高,中长期精度较差。随着电网采集数据范围增加,利用大数据技术可以将气象信息、用户作息规律、宏观经济指标等不同种类的数据,通过抽象的量化指标表征与负荷之间的关系,实现对负荷变化趋势更为精确的感知,提高预测精度。
分布式发电的不断接入,特别是新能源渗透率的不断增加,打破了原来电网运行管理的模式,不但需要考虑负荷侧的波动,还要计及新能源出力的间歇性。在我国,新能源接入主要受制于两个因素:(1)新能源大多分布在电网末端远离负荷中心,网架结构较为脆弱,从而造成电网接纳能力较弱;(2)新能源预测误差较大,目前风电出力预测日前和实时的误差分别为20%、5%左右,这样就会给电网调度带来较大的挑战。由于新能源较大的预测误差,往往需要在大型新能源基地周边建立配套的大型常规能源作为旋转备用,以弥补新能源预测精度方面的不足。作为备用的常规电源,由于担负着较重的旋转备用,长期不能工作在最佳运行点,将造成其发电效率低以及能源的浪费。利用大数据技术,可以有效提高新能源出力的预测精度,如丹麦的维斯塔斯风力技术集团,在风电出力预测时采用了IBM的大数据解决方案,在风电出力预测时加入了地理位置、气象报告、潮汐相位、卫星图像等结构化及非结构化的海量数据,从而优化了风力涡轮机布局,提高风电发电及预测效率,获得了较为可观的经济效益[3]。
2.2 源网荷协同调度
利用大数据技术可以有效降低新能源预测误差,但这对于新能源出力固有的波动性,传统的调度方法通过增加系统的旋转备用来解决。在电力市场不断完善的背景下,可以不通过调节常规电源的出力,而是利用市场手段,使得一部分用户主动削减或者增加一部分负荷去平衡发电侧出力的变化,即通过需求侧管理实现系统电量平衡。若要达到网源荷协调优化调度需要大量的辅助信息,如新能源出力波动大小、电网线路输送能力、负荷削减电量的范围、实时电价等,其中每个因素又受很多条件的影响,因此是一个非常复杂的电力交易过程,此时必须利用大数据技术发掘数据内部之间的联系,从而制定出最佳调度方案。智能电网和传统电网最大的区别在于源网荷三者之间信息流动的双向性,三者之间信息在一个框架内可以顺畅的进行交互,极大地提升电网运行的经济性、可靠性。
2.3 网架发展规划
电网已经从传统电网发展到智能电网,随之将会成为能源互联网的一部分,从而使得电网与整个能源网联系的更为紧密。电转气技术的提出,为新能源接入提供了新的思路,试图将不宜存储的电能转化为便于存储的天然气,但由于转化效率较低,尚属于技术论证阶段。冷热气三联技术实现了能源的阶梯利用,能源利用效率高、环境污染小、经济效益好。电动汽车的兴起将会显著提高能源末端电力消费的占比,充换电站将会像加油站一样分布在城市的每个角落。传统的电网规划数据来源渠道不足,数据分析挖掘能力欠缺,因此造成规划过程中面临着众多不确定性因素的现象,特别是现在新技术不断涌现,能源结构不断发生变革,使得传统的电网规划方法往往与实际需求差别较大。电网规划的过程中,需要利用大数据技术综合考虑多种因素如分布式能源的接入、电动汽车的增长趋势、电力市场环境下为用户提供个性化用电服务等,多类型、海量数据的引入,可以有效减少电网规划过程中的不确定性,使得整个规划的过程更加合理、有序。
3 智能电网中大数据的解决方案
大数据技术处理最为核心的要素为海量数据的存储及数据的并行计算,此问题最先是由Google公司给出了相应的解决方案,即采用分布式文件系统(DFS)和MapReduce并行计算技术。随后Apache基金会开发了Hadoop分布式系统架构,提供了DFS的一种开源实现HDFS,同时还包括MapReduce的开源实现,在当前的大数据处理中得到了广泛的应用。
国网公司在2013年就建立“一库三中心”,即:统一数据资源库、数理分析中心、统计中心、辅助决策中心。并利用大数据进行业务创新。智能电网大数据处理方案如图2所示,层次1收集图1所示的各种数据,以Hadoop分布式文件HDFS系统存储;层次2对信息进行甄别和存储,数据甄别主要是删除错误数据,或者补充丢失数据(通过状态估计实现),然后按照不同的数据类型分类存储;层次3实现数据挖掘,MapReduce定期进行计算;最后通过WebService技术输出计算结果。通过大数据技术将海量数据变为智慧,使得电力系统控制决策更加科学。
4 结 语
本文首先分析了在当前智能电网环境下,电网数据的来源多样、数据规模巨大,部分数据采样速度快等特点,得出必须利用大数据技术才能处理智能电网海量数据的结论。其次描述了大数据技术与智能电网结合的几个重点领域,得出通过与大数据的结合可以显著提高电网运行的经济性和可靠性的结论。最后阐述了大数据在智能电网应用的具体解决方案,通过Hadoop中分布式文件系统和MapReduce的并行算法,为大数据的处理提供了有效的解决方案,并为电力系统提供更加科学、合理的控制决策。
参考文献
[1]刘振亚.全球能源互联网[M].北京:中国电力出版社,2015.
[2]张东霞,苗新,刘丽平,等.智能电网大数据技术发展研究[J].中国电机工程学报,2015,35(1): 2-11.
[3]彭小圣,邓迪元,程时杰,等.面向智能电网应用的电力大数据关键技术[J].中国电机工程学报, 2015, 35(3):503-511.
关键词:低碳经济;能源消费;碳排放;可持续发展
贵州省地处中国西南地区,是一个资源十分丰富的能源大省。其中以煤炭、水能和森林资源最为突出,具有发展低碳经济的优势。据相关统计,贵州省煤炭资源储存总量高达2400多亿吨,高居全国第5位;贵州作为新能源煤层气的主产区,其蕴藏量高达3.15万亿立方米,仅次于山西省位列全国第二位。贵州省经济仍处于欠发达和开发时期,经济发展程度较低,而第一产业受自然环境以及落后的科技限制,农业仍以传统耕作为主,产业化发展仍处于起步阶段,而工业发展起步晚,且数量和规模均不大。能源消耗大和环境污染严重等诸多压力将极大制约着贵州省低碳经济的发展。
一、贵州省发展低碳经济面临的问题
1、产业结构不合理。贵州省产业结构不合理,近年来第一产业不断下降,到2013年低至12.9%。第二产业有小幅波动,但占比较大。第三产业发展波动性较大,且在近几年贵州经济快速发展的同时,第三产业比重开始下降。从一二三产业结构数据分析中可以看出,贵州省产业结构的不合理,由于贵州近几年在西部大开发引领下和国家的大力支持下,经济有了大幅度的发展,但是贵州经济受第二产业带动较大,第一二产业的支持很有限,这种不合理的发展结构最终会导致贵州经济结构单一化,后期发展动力不足。同时在现行低碳经济发展的大背景下,这样的经济结构也限制低碳经济的发展,从而约束贵州经济的可持续发展。2、碳排放量和碳排放强度居高不下。伴随着社会经济的不断发展,贵州省碳排放量和碳排放强度的大幅度增加,通过对比,2007年贵州碳排放量和碳排放强度分别为7468.85万吨、3670元/吨,而到2014年我国碳排放量和碳排放强度分别为11024.63万吨、8392元/吨,从这些数据分析可以看出,贵州经济发展的同时,碳排放量和碳排放强度也在增加,增速甚至超过国民生产总值的增速,这就大大限制了贵州经济的可持续发展。即使经济得到了快速发展,但是从绿色GDP角度上看,发展经济的同时,需要花费大量的财力来治理经济发展所造成的环境压力,这就使得贵州低碳经济发展受到限制。3、能源消费结构不合理。贵州省经济的发展主要靠原煤作为经济的动能,其中从2007年到2013年变化不大,占比最高达48.8%,而天然气所占比重很小,且从2007年到2011年占比不断下降,直到2013突增至2007年的水平。电力消费也是贵州能源消费的主力,约为33%。从贵州能源消费结构中可以看出,贵州作为煤炭生产大省,煤炭消费也很高,同时也看以看出,贵州经济发展由于起步较晚,技术条件落后,经济发展主要靠第二产业的支撑,经济结构单一,对能源需求较大,特别是对自己独有的煤炭资源需求很大。同时贵州水力资源丰富,也得到广泛的利用,电力消费占能源消费比总的三分之一,表明贵州注重清洁能源的开发利用。但是,低碳经济的发展,就要保证能源消费的低碳化,清洁化,只有把传统化石燃料的消费量降低才有助于低碳经济的发展,这就要求贵州省从能源消费结构入手,优化能源消费结构。
二、贵州省低碳经济发展的对策
1、调整产业结构,促进产业优化升级。随着贵州省经济快速发展,产业结构不合理开始凸显,并制约着经济的进一步发展。在贵州省产业结构中,第二产业占较大比例,而且快速增长,第三产业比重低,发展速度缓慢。而第二产业中多以重化工业为主导,这些企业具有能耗高、污染排放量大。同时受技术条件的限制,主要以原料加工生产,结构单一,经济产值不高。这就迫切需要产业结构的调整,优化产业结构升级。首先是大力发展第三产业,提高其在国民经济中的比重。而贵州丰富的旅游资源也是贵州发展第三产业的有利条件。其次,整合三大产业结构,调整产业内部结构,产业结构的调整,就是对三产业之间以及内部关系的整合与升级,第一产业作为二三产业发展的基础,第一产业的地位需要继续巩固,同时通过发展现代农业促进其发展,升级第二产业,通过科技创新,提升核心竞争力,走节能减排的新型工业化道路,加速第三产业行业内部的调整改革,充分发挥科技对第三产业发展的支撑作用。最后,推行相关政策,严格控制能源消耗大,对环境污染大行业的过快增长。2、优化能源消费结构,大力发展新型能源。首先,改变我国能源消费结构,不断降低能源结构中煤的比重。化石能源作为传统工业发展的能源基础,高碳化的能源消费结构是传统工业化的必然结果。当全球气候不断恶化以及我们赖以生存的自然环境遭到严重威胁的时候,人类对工业文明所依赖化石能源基础的反思和改造也是顺理成章的。高碳产业的发展难以为继,不仅仅是化石能源资源短缺的危机,更重要的是大量的二氧化碳的排放将影响人类的生存环境,发展低碳工业已迫在眉睫。其次,通过技术创新,大力发展新型能源。传统能源的高能耗、高污染、附加值低的特点不利于低碳经济的发展。随着技术的不断创新,新型可再生的清洁能源被广泛利用。新能源具有成本低廉,可再生或者重复使用等多种特点,最重要的是对环境污染小。新能源的研发使用,低碳燃料的研发,传统化石燃料的清洁技术以及先进的发电技术是发达国家的能源战略,同时也是实现低碳经济的关键领域。3、强化节能减排,提高能源利用效率。发展低碳经济,就必须做好节能减排。贵州的高能耗、高污染企业是节能减排工作的重点,也是企业推行节能减排的起点。应从重点行业和重点企业入手,加快淘汰高能耗、高污染的企业。同时,大力发展循环经济,提高能源利用效率,以应对全球气候变化。发达国家通过先进的科学技术,研发出新型能源,或是直接研发出对传统能源清洁处理的技术,大大降低能源消耗的低碳化,同时达到能源的持续利用。4、制定相应政策保障机制,保障低碳经济的发展。到目前为止,虽然有一系列相关法律的出台,但是仍然缺乏一个完善的法律法规体系,且由于立法在内容上原则性较强,加之地方实施力度不够,导致法规约束性较差,无法达到保障低碳经济发展的效果。这就急需政府从贵州实际情况入手,结合国家低碳经济相关法律法规,出台一部有助于保障和促进贵州低碳经济发展的法规。同时,低碳经济是一个国家经济增长的新方式和未来可持续发展道路的最佳选择。贵州低碳经济的发展需要响应国家号召,将低碳经济纳入国民经济和社会发展计划,把国家的“发展规划”,“循环经济规划”,“能源规划”,和“节能减排规划”作为基础,制定出贵州相对应的低碳经济发展战略。同时,把低碳经济发展作为经济发展的一个重要指标,抛弃传统仅注重GDP总量来衡量经济的发展,还应看到单位GDP能耗的变化和节能减排、循环经济发展成果,并以加强新能源技术创新和机制创新为先导,低碳技术的发展纳入技术规划和相关科技计划,低碳发展规划从重点行业和领域出发,最终达到低碳转型的目的。5、提高全民环保意识,提倡低碳消费。低碳经济发展规划的制定,不仅仅是政府指导实施,还需要全民积极的参与其中。贵州省较全国经济落后,文化水平也是较全国偏低,而低碳经济在我国的发展还未正式成型,所以人民对低碳经济的认识不足,这就需要在政府的引导下,在全省广泛开展各种低碳经济和节能宣传的活动,进一步推进绿色生产,绿色经营和绿色消费,使低碳经济走进居民现实生活中去。而贵州省低碳经济的发展也也离不开每一个人,这就需要政府做好对民众的宣传工作,让更多的人了解发展低碳经济的迫切性和重要性。通过宣传讲解环境污染已经严重威胁到我们每一个人的生产生活,甚至影响到我们的生命安全。同时低碳消费也是宣传的重点,低碳消费不是我们少消费或不消费,而是注重绿色消费,是在生产生活中低碳环保消费,实现较低的碳排放。
三、结语
在2005年,贵州省便开始着手低碳经济发展规划工作,到2006年,在政府和企业的合作下,由11家部门合作建立了低碳经济建设和发展会议制度,贵州省政府直接领导和监督低碳经济发展的相关事宜。贵州省当下正是经济飞速发展的时期,同时也是高耗能、环境污染的高发时期。怎么做到经济发展的同时也保护好生态环境,将会是贵州省近几年一个重要的任务。贵州发展低碳应着眼于提高资源利用效率,调整能源消费结构,优化产业结构等方面。发展低碳经济将是实现可持续发展的最佳选择。
参考文献
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