導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇發電技術論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

日本自實施月光計劃以來，作為國家級項目，正在實施5000千瓦級加壓型和1000千瓦級常壓型電廠實證運行。目前，磷酸型燃料電池的發電效率為30％～40％，如果將熱利用考慮進去，綜合效率可高達60％～80％。

除日本外，目前世界約有60臺PAFC發電設備在運轉，總輸出功率約為4.1萬千瓦。按國別和地區劃分日本為2.9萬千瓦，美國8000千瓦，歐洲3000千瓦，亞洲900千瓦。運轉中的發電設備除3臺(日本2臺，意大利1臺)為加壓型外，其他均為常壓型。磷酸型燃料電池的制造廠家目前主要為日本和美國，設備主要銷往歐、亞。

美國已完成基礎研究，200千瓦級電廠用電池近期有望商品化，但大容量電廠用電池處于停滯狀態。德國已引進美國200千瓦級電廠用電池進行試驗運行。另外，瑞典、意大利、瑞士等國也引進日、美的電池進行試運行。

2.熔融碳酸鹽型燃料電池(MCFC)

日本對MCFC發電系統的技術開發始于1981年度的月光計劃，該計劃圍繞開發1千瓦級發電機組這個目標展開了對MCFC燃料、電極等的開發。該開發研究進展順利，從1984年開始，進而對10千瓦級發電機組進行研究開發。1986年，日立、東芝、富士電機、三菱電機、IHI分別對5臺10千瓦級機組進行發電試驗，其結果是輸出功率為10千瓦，初期性能為電池電壓0.75伏，電流密度150毫安/平方厘米。

1987年起，日本在對1000千瓦級實驗電場(外部改質型)進行主要開發的同時，對100千瓦級發電機組以及1000千瓦級機組的設備的開發研究也取得了進展。1993年度，日立、IHI的2臺100千瓦級外部改質型機組和三菱電機的1臺30千瓦級內部改質型機組開始試驗發電運行。其試驗結果以及1994年度進行的5-25千瓦級機組的試驗結果表明，電池電壓0.8伏，電流密度達15毫安/平方厘米，單位時間內的劣化率小于1％。

在此基礎上，1994年度起開始著手開發1000千瓦級試驗工廠。1995年10月在中部電力(株)川越發電所開始建廠，確立了1000千瓦級實用化發電系統試驗工廠的基本系統，對現有的事業用燃料電池電廠的運行進行評價，計劃1999年開始試驗運行，其目標為：燃料利用率為80％，千小時電池的劣化率小于1％，初期性能為：電池電壓大于0.8伏，電流密度1500毫安/平方厘米，計劃試驗運行5000小時。

為使電池實用化，在上述研究開發的基礎上，還進行了機組長壽命化研究，計劃連續實驗運行4萬小時，每千小時單位劣化率小于0.25％。除此之外，還在開發200千瓦級內部改質型燃料電池發電系統。

美國能源部和美國電力研究所，正在積極開發MCFC。美國ERC公司開發的2兆瓦級內部改質型機組發電系統于1996年5月在圣克拉拉開始試驗運行。MC－power公司開發的250千瓦級外部改質型機組發電系統，1997年2月起在圣迭戈開始試運行。

在歐洲，MCFC作為共同項目正在研究開發，取得了一些進展，其主要項目如下：

①高級DIC－MCFC發展計劃(1996-1998年)。荷蘭、英、法、瑞典等國參加研究，歐洲在市場分析、系統開發以及內部改質型機組的開發等方面取得進展。

②ARGE項目(1990年起計劃10年內完成)。德、丹麥參加，并在內部改質型發電系統的開發上取得進展。

③MOLCARE。由意、西班牙參加，并在外部改質型發電系統開發上取得進展。

韓國從1993年起開始開發MCFC，1997年以開發100千瓦外部改質型發電系統為目標，開始了第二階段研究開發工作。

3.固體電解質型燃料電池(SOFC)

作為SOFC開發的基礎科學離子學，其開發歷史很長，日、美、德等國已有30多年的開發史。日本工業技術院電子技術綜合研究所從1974年起就開始研究SOFC，1984年進行了500瓦發電試驗(最大輸出功率為1.2千瓦)。美國西屋公司從1960年起開始開發SOFC，1987年該公司與日本東京煤氣、大阪煤氣共同開發出3千瓦熱自立型電池模塊，在國內外掀起了開發SOFC的。

日本新陽光計劃中，以產業技術綜合開發機構(NEDO)，為首，從1989年起開始開發基礎制造技術，對數百千瓦級發電機組進行測試。1992年起，富士電機綜合研究所和三洋電機在共同研究開發數千瓦級平板型模塊基礎上，還組織了7個研究機構積極開發高性能、長壽命的SOFC材料及其基礎技術。

除此之外，三菱重工神戶造船所與中部電力合作，共同開發平板型SOFC，1996年創造了5千瓦級模塊成功運行的先例。同時，在圓筒橫縞型電池領域中，1995年三菱重工長崎造船所在電源開發共同研究中，采用圓筒橫縞型電池，開發出10千瓦級模塊，成功地進行了500小時試運行，之后又于1996年開發了2.5千瓦模塊，并試運行1000小時。TOTO與九州電力共同開發全濕式圓筒縱縞型電池，1996年起，開始開發1千瓦級模塊。同時，在日本以大學與國立研究所為首的許多研究機構在積極開發SOFC。

美國西屋公司在能源部的支持下，開始開發圓筒縱縞型電池。東京煤氣和大阪煤氣對25千瓦級發電及余熱供暖系統進行的共同測試表明，截至1997年3月，已成功運行了約1.3萬小時，其間已經過11次啟動與停機，千小時單位電池的劣化率小于0.1％，可見其技術已非常成熟。西屋公司除計劃在1998年與荷蘭、丹麥共同進行100千瓦級模塊運行外，為降低制造成本，還在研究開發濕式電池制造技術。美國Allied－signal、SOFCo、Z－tek等公司在開發平板型SOFC上取得進展，目前正對1千瓦級模塊進行試運行。

在歐洲，德國西門子公司在開發采用合金系列分離器的平板型SOFC，1995年開發出10千瓦(利用氧化劑中的氧，若在空氣中則為5千瓦)模塊，1996年開發出7.2千瓦模塊(利用氧化劑中的空氣)。

奔馳汽車制造公司在開發陶瓷系列分離器式平板型SOFC上取得進展，1996年對2.2千瓦模塊試運行6000小時。瑞士的薩爾澤爾公司在積極開發家庭用SOFC，目前已開發出1千瓦級模塊。今后，德國還計劃在特蒙德市進行7千瓦級發電及余熱供暖系統現場測試。

在此基礎研究上，以英、法、荷等國的大學和國立研究所為中心的研究機構，正在積極研究開發低溫型(小于800℃)SOFC材料。

4.固體高分子型燃料電池(PEFC)

日本開發固體高分子膜的單位有旭化成、旭哨子、Japangore－tex等，開發改質器以及電極催化媒體的機構有田中貴金屬、大阪煤氣等。在開發汽車燃料電池方面，豐田制造出甲醇改質型燃料電池汽車(1997年)，同時三菱電機、馬自達也在著手開發汽車燃料電池。

在供電及余熱供暖系統方面，PEFC排熱溫度較低，為70℃左右，在熱利用上有所限制，與其他類型燃料電池相比，目前只開發小型系統。東芝(30千瓦)、三洋電機(數千瓦)、三菱重工和東京煤氣(5千瓦)、富士電機和關西電力(5千瓦)等公司在開發以天然氣和甲醇為燃料的電池系統，同時，三洋電機在開發1千瓦級氫燃料便攜式商品化電源，三菱重工在開發特殊用途(無人潛水艇用)燃料電池。

PEFC主要作為汽車動力電源在開發。但在汽車上燃料的搭載方式各種各樣，有高壓氫、液化氫和甲醇等。這些燃料各具長短，目前還未能確定最適方式。

德國奔馳與加拿大BPS在進行共同開發，它們開發的搭載氫燃料、小底盤汽車在試運行。除此之外它們還共同開發甲醇燃料電池汽車。若在降低成本、提高運行性能等方面再取得一些進展，電池汽車就有望走向市場。

篇2

城市生活垃圾的處理方法主要有填埋、堆肥、焚燒等。填埋法方便易行，處理量大，是現在城市垃圾處理的一種主要方法，但是易造成二次污染，特別是垃圾中的一些有毒有害物質填埋腐爛后，滲透到地下，引起地下水的污染；同時產生的一些有害氣體

造成環境的二次污染，并且需占用大量的土地。焚燒法是最有效的方法，使城市垃圾處理基本上達到了減容化、無害化和能源化的目的。垃圾焚燒后，一般體積可減少90%以上，重量減輕80%以上；高溫焚燒后還能消除垃圾中大量有害病菌和有毒物質，可有效地控制二次污染。垃圾焚燒后產生的熱能可用于發電供熱，實現了能源的綜合利用。

2垃圾發電供熱技術的可行性分析

城市生活垃圾焚燒發電技術在國外已有四十多年的歷史，最先利用垃圾發電的是德國和法國，近幾十年來，美國和***在垃圾發電方面的發展也相當迅速。目前，***擁有垃圾發電廠一百多座，發電總容量在320MW以上，單臺設備最大處理垃圾能力為552噸/日。

我國垃圾焚燒發電供熱技術起步較晚，現在還處于研究開發階段。現已建立的部分垃圾發電站，基本上是引進國外的設備和技術。我國第一座垃圾發電站是在深圳，引進的是***三菱重工生產的兩臺爐排式垃圾焚燒爐，日處理垃圾150噸，配置500kW的汽輪發電機組來發電供熱。1992年又上了一臺杭州鍋爐廠(引進***三菱重工技術)制造的垃圾焚燒爐，日處理垃圾150噸，配置1500kW汽輪發電機組。在上海、天津等城市也相繼與法國、澳大利亞等國家合作建設垃圾發電廠。引進的這些垃圾鍋爐基本上都是爐排爐，價格昂貴，而且在燃用低熱值、高水份的垃圾時，為了保證鍋爐的正常燃燒，達到需要的工藝參數，必須添加燃料油，運行成本較高，經濟效益差。發展適合我國國情的垃圾焚燒爐，實現設備國產化，達到低污染和高效燃燒是眾多科研單位和生產廠家正在研究開發的課題。

流化床燃燒技術是本世紀六十年代迅速發展起來的一種新型清潔燃燒技術。他利用爐內燃料的充分流動、混合，達到高效燃燒。我國在利用流化床燃燒技術燃用低熱值燃料方面處于國際領先水平。特別是浙江大學熱能工程研究所多年來進行廢棄物(如洗煤泥、煤矸石、城市生活垃圾等)的研究開發和應用。成功開發出異重流化床城市生活垃圾焚燒技術，可實現高效清潔燃燒。采用流化燃燒技術焚燒垃圾的優點主要表現在以下幾個方面：

a操作方便，運行穩定。由于流化床床料為石英沙或爐渣，蓄熱量大，因而避免了床的急冷急熱現象，燃燒穩定。垃圾的干燥、著火、燃燒幾乎同時進行，無需復雜的調整，燃燒控制容易，易于實現自動化和連續燃燒。

b設備壽命長。爐內沒有機械運動部件，使用壽命長。

c可采用全面的防二次污染的措施。對焚燒時產生的有害物質進行處理，在不增加太多投資的前提下，可將NOX、SO2等氣體排放控制在國家標準以下，爐渣呈干態排出，便于爐渣的綜合利用。

d流化床焚燒爐由于爐內燃燒強度和傳熱強度高，相同垃圾處理量的流化床焚燒爐和爐排爐相比體積要小，故而投資小，適應于大型化發展。

e燃料適應性廣，可燃燒高水分、低熱值、高灰分的垃圾，床內混合均勻，燃盡度高，使垃圾容積大大減少，特別適應于垃圾熱值隨季節變化很大的特點。

因此，流化床垃圾焚燒是一種綜合性能優越的焚燒方式，尤其適合我國垃圾熱值低、成分比較復雜的國情。隨著我國人民生活水平的提高，城市生活垃圾中無機物含量將大幅度下降，有機物、紙、塑料等高熱值廢棄物成份逐漸上升，使之具備了能源化利用的可能。當城市生活垃圾隨著季節變化或影響過低時，為保證供電或供熱，可將垃圾與輔助燃料(如原煤、廢油等)在同一爐內混燒。

目前，城市生活垃圾流化床焚燒發電新技術已應用到商業化運營的熱電項目上。1998年浙江大學熱能研究所與杭州錦江集團將聯合開發的此項技術應用到余杭熱電廠，把余杭熱電廠原有的一臺35t/h鏈條鍋爐改造為垃圾流化床焚燒爐，燃用杭州市部分地區的城市生活垃圾。鍋爐經改造后，單臺爐日處理垃圾150～250噸，同時補充部分輔助燃料--原煤，以保證熱電廠的正常供熱和發電。

余杭熱電廠的垃圾焚燒爐至今已運行十個月，運行狀況良好。其運行情況如下：垃圾焚燒爐運行穩定，各項技術參數和指標均達到了設計要求，保證了發電機組的正常運行；最長連續運行時間超過一個月；平均每小時焚燒垃圾約7噸，最大量可達到11噸/小時；對垃圾成分、熱值隨季節性變化和適應性好。

通過以上的分析說明，在我國發展垃圾發電，在技術上已經有了很大的突破，特別是近幾年來循環流化床燃燒技術發展迅速，為垃圾焚燒技術的發展創造了有利的條件。目前，我國各地熱電廠循環流化床鍋爐的數量正在大幅度上升，并向大型化發展，運行操作和管理水平在不斷提高，并趨于成熟，對垃圾流化床焚燒爐的推廣應用又創造了較好的環境。

3方案的選擇

垃圾焚燒發電項目建設方案的確定，應從本地的實際情況出發，結合城市發展水平而定。國外的技術比較成熟，但設備的價格昂貴，投資太大，一般中小城市難以承受。采用國內的技術和設備，投資小，很適合我國的國情。一般來說，在一個城市是新建一座垃圾焚燒發電廠，還是利用現有的熱電廠進行改造，應進行可靠的分析和研究。筆者認為，利用現有的小熱電廠進行改造將比新建一座更有利，分析如下：

王云翠等：開發垃圾發電技術實現熱電持續發展

熱電技術2000年第1期(總第65期)

a新建一座垃圾發電廠，在整體布局和結構上可能合理些，但投資較大，如新建一座日處理垃圾300～500噸中型垃圾發電廠，要建3×35t/h鍋爐+2×6MW汽輪發電機組，需投資1.4～1.5億元。投資大，產出低，項目經濟效益低下。

b熱電廠在現有的基礎上進行改造，可以利用原有的生活辦公設施及生產廠區和配套設備，節省投資，見效快。同時，進行改造也可以有兩個方案；一是在熱電廠廠地允許的情況下，建新的垃圾焚燒爐和發電機組，那樣機組分布較合理，但在目前電力需求趨于飽和的情況下，新機組發電并網比較困難；原有的鍋爐進行改造，配套熱電廠現有的機組，比較容易操作，可以節省大量的投資，實施容易，能起到事半功倍的效果。

臨沂熱電廠位于臨沂市西南部的工業區內?，F有3×35t/h鏈條鍋爐+1×75t/h循環流化床鍋爐和1×C6+1×B6+1×C12中溫中壓汽輪發電機組。供熱主管線長20余公里，主要為50余家工業生產用戶和機關賓館居民采暖供熱?，F有的兩臺35t/h鏈條爐需要燃用優質煙煤，雖經幾次改造，但是效果不大。鍋爐效率低，經測試鍋爐熱效率為78%，面臨著被淘汰的可能。如果把鏈條爐改造成流化床垃圾焚燒爐，可以解決臨沂市的垃圾處理問題，同時提高鍋爐的熱效率，適應時代的發展，對我廠經濟效益將有很大的改觀。因此，我們選擇了利用原有鍋爐進行改造的方案。

4鍋爐改造方案

4.1鍋爐本體改造

鍋爐改造維持原爐膛中上部及尾部煙道不變，將爐膛下部爐排及渣斗拆除，使爐下部改為流化床密相燃燒區，密相區內布置傾斜埋管。埋管采用加裝鰭片和噴涂方式防止磨損。爐體水冷壁內側敷有耐火層，防止磨損。鍋爐本體外部的汽水管道系統不變。增加了流化風室及布風板、風帽，阻力大大增加，原有風機壓頭不能滿足要求，所以選用高壓頭送風機。引風機也需改型。在爐膛出口設置分離器和返料器，經分離器分離下的顆?？蓪崿F爐內循環，增加其停留時間，這樣大大提高燃燒效率，且尾部受熱面的磨損程序大大減輕。

4.2垃圾處理系統

生活垃圾由汽車運至廠內垃圾儲存倉，在廠內渣場位置建一座半地下的全密封的垃圾庫。

與現在的輸煤棧橋并行建一條密封的耐腐蝕的垃圾輸送皮帶。垃圾儲存倉內設有破碎機，單梁吊車。并設有電磁去鐵器、污水泵等。垃圾運至庫內，經垃圾爐前處理系統送入爐內。預處理系統一方面可打碎特大垃圾及塑料袋、木板、玻璃瓶、磚塊石塊等雜物，同時也可使垃圾均勻入爐，破碎后的垃圾用吊車抓到輸送帶上，送到爐前，經往復式給料機送入爐內。

采用吸風管將垃圾坑內散發的臭氣吸至爐內，進行燃燒脫臭，不讓垃圾臭氣彌散。垃圾中的污水收集在坑底廢液池內，然后經泵噴射至爐內流化床段上方焚燒，使其充分裂解，減少污染。

4.3焚燒系統

因垃圾焚燒爐是鏈條爐改造的，用石英砂或爐渣作床料。每小時燃燒垃圾6～9噸。垃圾進入焚燒爐后，與熾熱的床料混合焚燒，由于流化床良好的橫向混合特性，可確保床內焚燒能保持穩定運行。焚燒爐內設計溫度和煙氣停留時間分別為850℃和3秒左右，并保持強烈混合，使有害成分在爐膛內充分裂解和破壞。高溫煙氣從爐膛出口至過熱器、省煤器、空氣預熱器、煙氣處理裝置和電除塵器，最后經煙囪排入大氣。

由于垃圾熱值受來源、氣候、季節等因素的影響很大，為達到高效低污染焚燒的目的，用煤充當輔助燃料。

點火采用床下自動點火系統，經預燃室進入風室，關入爐膛。

整個除灰系統處于干式密封狀態，因此避免了廠區內粉塵污染和污水污染，排出的灰渣可綜合利用。

4.4熱工控制系統

焚燒爐采集了較全面的運行參數，供垃圾焚燒爐運行調節、操作與檢測，主要參數有各主要部分的溫度顯示與記錄，各主要部分的壓力顯示，主要管路的流量，爐膛含氧量。另外控制系統除含有常規溫度、壓力、流量、遠控、報警等功能外，還配套垃圾預處理及焚燒爐內重要部位的實時工業電視監視。考慮到垃圾的臟臭等特殊性，絕大多數的調節手段均集中于主控室內，使運行人員工作強度降低，提高了工作效率。

4.5鍋爐廠用電系統

本期工程廠用電采用380伏電壓，利用原有的廠用電系統。本期工程不再增加低壓廠用變壓器。

4.6環保措施

垃圾流化床鍋爐是城市解決環保問題的重要設施，對保護環境、減少污染起到了很大的作用。垃圾處理實現了減量化、資源化、無害化，解決了困擾城市發展的一大難題，保護了人民身心健康，美化了城市環境，提高了人民的生活質量。垃圾流化床鍋爐本身亦采取了一系列措施來解決產生的污染問題。

4.6.1建立全密封的垃圾庫。將垃圾存放在垃圾庫中，并用吸風管將垃圾坑內散發的惡氣送入爐內做二次風，運行燃燒脫臭；垃圾底部設有一廢液池，收集污水，當達到一定量后，把污水噴射到爐內流化床段上方焚燒，使用充分分解，減少污染。

4.6.2垃圾在垃圾庫中經簡單破碎后，經一條全密封的皮帶送入爐內。爐內設計溫度為850℃左右，煙氣停留時間為3秒左右，爐內床料并保持充分混合，使有害成分在爐膛內充分裂解、破壞、焚燒。

4.6.3采取較全面的防止二次污染的措施，對焚燒時產生的有害的物質進行了處理，可將NOX、SO2及HCl等氣體控制在國家標準之下。為進一步凈化尾氣，在尾部安裝了脫除有害氣體的煙氣處理裝置。爐渣呈干態排出，無渣坑廢水，亦不需處理重金屬污水的設備。

當處理含硫或含氯高的垃圾時，基于流化床燃燒方式的優點，采用爐內加石灰石可脫除SO2和HCl。

4.6.4由焚燒爐尾部排出的飛灰經過電除塵器，飛灰濃度低于國家標準，排出煙囪。整個系統處于干式密閉狀況，因此避免了廠區內的粉塵污染和污水污染，排出的灰渣可綜合利用。

5垃圾焚燒發電項目的經濟性分析

熱電廠現有的三臺35t/h鏈條爐改造為流化床垃圾焚燒爐后，日處理垃圾能達到600噸，配置一臺C12MW的汽輪發電機組，原熱力系統、汽水系統、輸煤系統不變，新建垃圾處理系統。項目經濟性分析如下：

整個改造工程需要投資4800萬元左右；

銷售收入按設備的容量計算，銷售電、汽年收入約5360萬元；

年運行費用約4100萬元；

年銷售稅金及附加費約350萬元；

年獲利潤約900萬元(包括所得稅)；

項目投資回收期約5.5年；

總投資利率約18.8%；

總投資利稅率約26.2%；

該項目在財務上是可行的。

垃圾焚燒發電供熱項目是一項社會公益事業，主要體現了社會效益。同時熱電廠通過技術改造，設備更新換代，取得了一定的經濟效益，找到了新的經濟增長點，實現了熱電廠的可持續發展。

6結束語

6.1結論

6.1.1城市生活垃圾焚燒發電供熱屬一項新興的產業，它解決了城市垃圾造成的污染。與填埋、堆肥相比節省了大量土地，減少了二次污染，同時充分利用了再生能源，達到了對垃圾處理的減容化、無害化、資源化的目的，社會效益顯著。

6.1.2城市生活垃圾焚燒技術已日漸成熟，已實現了垃圾焚燒爐設備全部國產化，并有示范工程，而且已顯示出它的可靠性、穩定性。我國的垃圾焚燒發電供熱事業已初露端倪，并已納入產業化軌道，其發展勢頭迅猛。據有關部門資料介紹，北京、天津、武漢、長沙、南京、溫州、汕頭、珠海、中山等城市都有發展規劃。至2000年，全國將建有大中型垃圾發電廠3～5座，小型工廠10～15座，至2010年，各地將建有各類垃圾能源工廠150～200座。我省已有荷澤、平度、棗莊等市垃圾發電廠已立項及設備訂貨。

6.1.3熱電廠的原有鍋爐設備特別是35t/h鏈條爐效率低，要求煤種好，需要進行更新改造。改為垃圾焚燒鍋爐后，技術水平高，是一條優化組合資產，節能降耗，提高經濟效益的開拓之路。

6.2建議

城市生活垃圾焚燒發電供熱工程是一個社會公益和環保事業，它體現出巨大的社會環保效益，并且又是一個投資高，技術密集型的企業。就其性質來講，它屬于綜合利用高新技術產業項目。它的發展需得到各級政府及有關行業的支持配合，國家應加大力度，研究落實扶持政策，促進該項目順利運行。它應該享受有關的優惠政策。

6.2.1按照國家有關規定，該項目銀行應優先安排基本建設貸款，并給予一定比例的財政貼息。

6.2.2垃圾發電的電量應全部上網，電力主管部門不安排該項目機組作調峰運行。

6.2.3垃圾發電供熱機組的并網運行電價、供熱熱價在還款期內應實行“生產成本+本付息+合理利潤”的定價原則。

篇3

日本自實施月光計劃以來，作為國家級項目，正在實施5000千瓦級加壓型和1000千瓦級常壓型電廠實證運行。目前，磷酸型燃料電池的發電效率為30％～40％，如果將熱利用考慮進去，綜合效率可高達60％～80％。

除日本外，目前世界約有60臺PAFC發電設備在運轉，總輸出功率約為4.1萬千瓦。按國別和地區劃分日本為2.9萬千瓦，美國8000千瓦，歐洲3000千瓦，亞洲900千瓦。運轉中的發電設備除3臺(日本2臺，意大利1臺)為加壓型外，其他均為常壓型。磷酸型燃料電池的制造廠家目前主要為日本和美國，設備主要銷往歐、亞。

美國已完成基礎研究，200千瓦級電廠用電池近期有望商品化，但大容量電廠用電池處于停滯狀態。德國已引進美國200千瓦級電廠用電池進行試驗運行。另外，瑞典、意大利、瑞士等國也引進日、美的電池進行試運行。

2.熔融碳酸鹽型燃料電池(MCFC)

日本對MCFC發電系統的技術開發始于1981年度的月光計劃，該計劃圍繞開發1千瓦級發電機組這個目標展開了對MCFC燃料、電極等的開發。該開發研究進展順利，從1984年開始，進而對10千瓦級發電機組進行研究開發。1986年，日立、東芝、富士電機、三菱電機、IHI分別對5臺10千瓦級機組進行發電試驗，其結果是輸出功率為10千瓦，初期性能為電池電壓0.75伏，電流密度150毫安/平方厘米。

1987年起，日本在對1000千瓦級實驗電場(外部改質型)進行主要開發的同時，對100千瓦級發電機組以及1000千瓦級機組的設備的開發研究也取得了進展。1993年度，日立、IHI的2臺100千瓦級外部改質型機組和三菱電機的1臺30千瓦級內部改質型機組開始試驗發電運行。其試驗結果以及1994年度進行的5-25千瓦級機組的試驗結果表明，電池電壓0.8伏，電流密度達15毫安/平方厘米，單位時間內的劣化率小于1％。

在此基礎上，1994年度起開始著手開發1000千瓦級試驗工廠。1995年10月在中部電力(株)川越發電所開始建廠，確立了1000千瓦級實用化發電系統試驗工廠的基本系統，對現有的事業用燃料電池電廠的運行進行評價，計劃1999年開始試驗運行，其目標為：燃料利用率為80％，千小時電池的劣化率小于1％，初期性能為：電池電壓大于0.8伏，電流密度1500毫安/平方厘米，計劃試驗運行5000小時。

為使電池實用化，在上述研究開發的基礎上，還進行了機組長壽命化研究，計劃連續實驗運行4萬小時，每千小時單位劣化率小于0.25％。除此之外，還在開發200千瓦級內部改質型燃料電池發電系統。

美國能源部和美國電力研究所，正在積極開發MCFC。美國ERC公司開發的2兆瓦級內部改質型機組發電系統于1996年5月在圣克拉拉開始試驗運行。MC－power公司開發的250千瓦級外部改質型機組發電系統，1997年2月起在圣迭戈開始試運行。

在歐洲，MCFC作為共同項目正在研究開發，取得了一些進展，其主要項目如下：

①高級DIC－MCFC發展計劃(1996-1998年)。荷蘭、英、法、瑞典等國參加研究，歐洲在市場分析、系統開發以及內部改質型機組的開發等方面取得進展。

②ARGE項目(1990年起計劃10年內完成)。德、丹麥參加，并在內部改質型發電系統的開發上取得進展。

③MOLCARE。由意、西班牙參加，并在外部改質型發電系統開發上取得進展。

韓國從1993年起開始開發MCFC，1997年以開發100千瓦外部改質型發電系統為目標，開始了第二階段研究開發工作。

3.固體電解質型燃料電池(SOFC)

作為SOFC開發的基礎科學離子學，其開發歷史很長，日、美、德等國已有30多年的開發史。日本工業技術院電子技術綜合研究所從1974年起就開始研究SOFC，1984年進行了500瓦發電試驗(最大輸出功率為1.2千瓦)。美國西屋公司從1960年起開始開發SOFC，1987年該公司與日本東京煤氣、大阪煤氣共同開發出3千瓦熱自立型電池模塊，在國內外掀起了開發SOFC的。

日本新陽光計劃中，以產業技術綜合開發機構(NEDO)，為首，從1989年起開始開發基礎制造技術，對數百千瓦級發電機組進行測試。1992年起，富士電機綜合研究所和三洋電機在共同研究開發數千瓦級平板型模塊基礎上，還組織了7個研究機構積極開發高性能、長壽命的SOFC材料及其基礎技術。

除此之外，三菱重工神戶造船所與中部電力合作，共同開發平板型SOFC，1996年創造了5千瓦級模塊成功運行的先例。同時，在圓筒橫縞型電池領域中，1995年三菱重工長崎造船所在電源開發共同研究中，采用圓筒橫縞型電池，開發出10千瓦級模塊，成功地進行了500小時試運行，之后又于1996年開發了2.5千瓦模塊，并試運行1000小時。TOTO與九州電力共同開發全濕式圓筒縱縞型電池，1996年起，開始開發1千瓦級模塊。同時，在日本以大學與國立研究所為首的許多研究機構在積極開發SOFC。

美國西屋公司在能源部的支持下，開始開發圓筒縱縞型電池。東京煤氣和大阪煤氣對25千瓦級發電及余熱供暖系統進行的共同測試表明，截至1997年3月，已成功運行了約1.3萬小時，其間已經過11次啟動與停機，千小時單位電池的劣化率小于0.1％，可見其技術已非常成熟。西屋公司除計劃在1998年與荷蘭、丹麥共同進行100千瓦級模塊運行外，為降低制造成本，還在研究開發濕式電池制造技術。美國Allied－signal、SOFCo、Z－tek等公司在開發平板型SOFC上取得進展，目前正對1千瓦級模塊進行試運行。

在歐洲，德國西門子公司在開發采用合金系列分離器的平板型SOFC，1995年開發出10千瓦(利用氧化劑中的氧，若在空氣中則為5千瓦)模塊，1996年開發出7.2千瓦模塊(利用氧化劑中的空氣)。

奔馳汽車制造公司在開發陶瓷系列分離器式平板型SOFC上取得進展，1996年對2.2千瓦模塊試運行6000小時。瑞士的薩爾澤爾公司在積極開發家庭用SOFC，目前已開發出1千瓦級模塊。今后，德國還計劃在特蒙德市進行7千瓦級發電及余熱供暖系統現場測試。

在此基礎研究上，以英、法、荷等國的大學和國立研究所為中心的研究機構，正在積極研究開發低溫型(小于800℃)SOFC材料。

4.固體高分子型燃料電池(PEFC)

日本開發固體高分子膜的單位有旭化成、旭哨子、Japangore－tex等，開發改質器以及電極催化媒體的機構有田中貴金屬、大阪煤氣等。在開發汽車燃料電池方面，豐田制造出甲醇改質型燃料電池汽車(1997年)，同時三菱電機、馬自達也在著手開發汽車燃料電池。

在供電及余熱供暖系統方面，PEFC排熱溫度較低，為70℃左右，在熱利用上有所限制，與其他類型燃料電池相比，目前只開發小型系統。東芝(30千瓦)、三洋電機(數千瓦)、三菱重工和東京煤氣(5千瓦)、富士電機和關西電力(5千瓦)等公司在開發以天然氣和甲醇為燃料的電池系統，同時，三洋電機在開發1千瓦級氫燃料便攜式商品化電源，三菱重工在開發特殊用途(無人潛水艇用)燃料電池。

PEFC主要作為汽車動力電源在開發。但在汽車上燃料的搭載方式各種各樣，有高壓氫、液化氫和甲醇等。這些燃料各具長短，目前還未能確定最適方式。

德國奔馳與加拿大BPS在進行共同開發，它們開發的搭載氫燃料、小底盤汽車在試運行。除此之外它們還共同開發甲醇燃料電池汽車。若在降低成本、提高運行性能等方面再取得一些進展，電池汽車就有望走向市場。

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2電力電子技術的未來發展趨勢

從近幾十年的發展歷程中我們可以看出，半導體的發明與應用有效地推動了電子技術的快速發展，其中晶閘管等電力半導體在這一過程中發揮了重要的作用。在進入20世紀70年代后，半控型晶閘管形成由低電壓小電流到高電壓大電流的系列產品，被稱為第一代電力電子器件。隨著電力電子技術理論研究和半導體制造工藝水平的不斷提高，先后研制出GTR、GTO、功率MOSFET等自關斷全控型第二代電力電子器件。近期研制的以絕緣柵雙極晶體管(IGBT)為代表的第三代電力電子器件，開始向大容量高頻率、響應快、低損耗的方向發展，這又是一個飛躍。步入20世紀90年代后，電力電子技術得到突飛猛進的發展，與該技術有關的產品也得到進一步升級，大都朝著智能化、模塊化方向發展，逐步形成了電力電子技術的三步走模式及理論的研發，產品的研制、產品的應用，成為國際科研領域的新星，成為經濟社會發展的熱門行業。但是，就目前我國電力電子技術發展現狀來看，還不容樂觀，其中電力半導體器件的研發與應用同西方發達國家相比，還存在較大的差距，還比較落后，所以，如果在21世紀國際電力電子技術迅猛發展的背景下，我國半導體器件的落后狀態得不到改善，將直接影響我國國民經濟的快速發展，因此，對于我國電力電子技術的發展趨勢來說，仍然任重而道遠。

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1.2監控部分：數字電視的監控系統由五部分構成，主要包括傳感器、微處理器和PC機等。它的主要作用就是對發射機的工作狀態、信號傳輸、電視機故障處理等進行監控，以此保證發射機的穩定工作。

2數字電視發射機的技術與應用

2.1數字電視發射技術與模擬電視發射機技術。數字電視發射技術和模擬電視發射技術都是全固態、單通道發射，兩者在大功率合成、供電系統、冷卻系統、控制單元等技術上存在互通的關系，在設計理念上，兩者都實現了設計的模塊化、智能化、自動化、網絡化特點，綜上所述，數字電視發射機與模擬發射機存在很多相似之處。但是數字電視發射技術與模擬技術又存在著一定的差異性。數字電視發射技術在激勵器方面采用了信道編碼，這項技術是國標規定的內容，頒布國標之后，信道編碼已經順利解決了國標部分的問題，伴隨著我國數字電視發射機技術的發展，中國廠商在發射機產品制造中解決了基帶預矯正、平均功率、低相噪本振和單頻網等技術難題，這些關鍵性技術難題的克服都離不開數字化技術水平的提高。

2.2調頻廣播發射的數字技術特點。數字化技術的發展使得調頻廣播的發射具備了以下特點：抗干擾能力強、信號穩定、電臺頻道變寬。調頻廣播的信號傳播受到自然環境、工業生產活動、家用電器干擾等等因素的影響，諸多因素在信號傳播過程中一旦一起參與進來就難以被分辨出來，調頻收音機卻可以通過限幅變化切除掉干擾信號。數字調頻激勵器的引入，使得調頻廣播發射機改進了同步指標，降低了傳播過程中的噪音影響，使人們獲得了更好的音頻質量。數字音頻信號傳輸節約了系統同步性用時，提高了系統調試和維護的工作強度。調頻廣播系統是一個全方位的信息傳播平臺，具有較大的社會實用性。隨著科技的進步，數字化技術還會不斷更新，數字化廣播也會有更長足的發展和進步。

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2汽車電子技術領域新技術的發展應用趨勢

2.1智能傳感器技術

隨著人民群眾的需求發展，智能化傳感器技術亟待普及。具體來講，未來的汽車傳感器應具有模擬和處理信號的功能、對信號放大和處理的功能、較強的抵抗外部電磁干擾的能力、自動進行校正功能等。

2.2多媒體娛樂與智能通訊系統

現階段，隨著智能交通系統的發展，信息通信技術和計算機網絡技術應用的普及，交通指揮中心和司乘人員之間的通信已經很通暢，未來更多的應用將在網絡導航、行車指南、無線因特網以及汽車與家庭等外部環境的互動和遠程救援等方面開展。汽車逐步將變成移動的工作和休閑娛樂場所。

2.3安全防護技術

安全防護設計軟硬件兩個方面。硬件安全性從耐高低溫、耐電擊、耐火花、阻燃等方面考慮，質量監控是主要手段。軟件方面，軟件漏洞的隱患與后果，如功能的缺失、安全威脅等。對車輛電子控制安全造成的威脅，主要從局部物理、遠程和內部電子三個方面考慮。

3汽車電子技術的應用領域展望

（1）汽車整車系統總體控制。各功能單元通過總線進行通信，傳輸信息，接受中央控制單元的指令并執行特定的功能，使車輛行駛功能控制達到最佳水平。系統化還使汽車制造核心技術同時重視硬件和軟件，由技術成熟者牽頭各相關企業制定切實可行的通信協議，使得技術實力弱勢的中小企業圍繞強勢的大公司，促使行業整體良性發展。

（2）功能模塊化。各種技術進行系統集成化，使得汽車零部件產品功能模塊化，便于企業之間采購和組裝。以統一標準進行模塊的集成和接口，標準化的配套和整車制造工藝統一，有利于產品質量得到有效控制。汽車電子技術應用于各個功能模塊，使得所有功能模塊協調控制，統一服務于整個車輛。電子零部件企業承擔的職責將越來越大，汽車零部件產業在整個汽車工業中的作用和地位將越來越重要。

（3）高配成為標配。汽車電子技術新產品的應用變得普及。經過近些年的發展，實際應用。在未來汽車電子控制技術在汽車上將作為標準配置被使用。先如今，輪胎智能壓力監測系統（TPMS）與ABS、安全氣囊并稱為汽車三大安全系統，僅在奧迪A8、寶馬7系/5系、奔馳S/E系列等高端車型中作為標準配置。在電子技術的發展和人民大眾對汽車安全性的重視之下，不久的將來，這些東西很快會成為所有汽車的標準配置?，F如今ABS已經普及。

（4）傳感器技術的應用。在汽車的電子控制過程中，傳感器技術的應用已經有了一定的基礎。當前我國在高檔車輛上開始逐步使用傳感器技術用于輔助的駕駛防撞。另外在汽車駕駛考試過程中，傳感器技術在考試各關鍵評分環節應用，但是在普通的民用環節還缺少物美價廉的更多產品。傳感器相關產品必將在汽車電子技術相關產品的應用過程中起到較大作用，以促進車輛駕駛的智能化。

（5）“云計算”技術在自動駕駛領域應用。目前IT技術已經發展到了云時代。“云計算”可以把局部信息處理共享處理。未來汽車駕駛和控制突破“傳感器-避障-目標-方向盤”的傳統固有模式，使實現“目標-電子控制-方向盤-自動駕駛”完全有可能。而且“云計算”將大大提高導航功能，降低出行者在陌生地區出行的壓力。

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1.電力電子技術的發展

現代電力電子技術的發展方向,是從以低頻技術處理問題為主的傳統電力電子學,向以高頻技術處理問題為主的現代電力電子學方向轉變。電力電子技術起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其發展先后經歷了整流器時代、逆變器時代和變頻器時代,并促進了電力電子技術在許多新領域的應用。八十年代末期和九十年代初期發展起來的、以功率MOSFET和IGBT為代表的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導體復合器件,表明傳統電力電子技術已經進入現代電力電子時代。

1.1整流器時代

大功率的工業用電由工頻(50Hz)交流發電機提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費的,其中最典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機車、電傳動的內燃機車、地鐵機車、城市無軌電車等)和直流傳動(軋鋼、造紙等)三大領域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉變為直流電,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶閘管的開發與應用得以很大發展。當時國內曾經掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮,目前全國大大小小的制造硅整流器的半導體廠家就是那時的產物。

1.2逆變器時代

七十年代出現了世界范圍的能源危機,交流電機變頻惆速因節能效果顯著而迅速發展。變頻調速的關鍵技術是將直流電逆變為0~100Hz的交流電。在七十年代到八十年代,隨著變頻調速裝置的普及,大功率逆變用的晶閘管、巨型功率晶體管(GTR)和門極可關斷晶閘管(GT0)成為當時電力電子器件的主角。類似的應用還包括高壓直流輸出,靜止式無功功率動態補償等。這時的電力電子技術已經能夠實現整流和逆變,但工作頻率較低,僅局限在中低頻范圍內。

1.3變頻器時代

進入八十年代,大規模和超大規模集成電路技術的迅猛發展,為現代電力電子技術的發展奠定了基礎。將集成電路技術的精細加工技術和高壓大電流技術有機結合,出現了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的問世,導致了中小功率電源向高頻化發展,而后絕緣門極雙極晶體管(IGBT)的出現,又為大中型功率電源向高頻發展帶來機遇。MOSFET和IGBT的相繼問世,是傳統的電力電子向現代電力電子轉化的標志。據統計,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半導體器件市場上已達到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在電力電子領域巳成定論。新型器件的發展不僅為交流電機變頻調速提供了較高的頻率,使其性能更加完善可靠,而且使現代電子技術不斷向高頻化發展,為用電設備的高效節材節能,實現小型輕量化,機電一體化和智能化提供了重要的技術基礎。

2.現代電力電子的應用領域

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建國后，我國繼電保護學科、繼電保護設計、繼電器制造工業和繼電保護技術隊伍從無到有，在大約10年的時間里走過了先進國家半個世紀走過的道路。50年代，我國工程技術人員創造性地吸收、消化、掌握了國外先進的繼電保護設備性能和運行技術［1］，建成了一支具有深厚繼電保護理論造詣和豐富運行經驗的繼電保護技術隊伍，對全國繼電保護技術隊伍的建立和成長起了指導作用。阿城繼電器廠引進消化了當時國外先進的繼電器制造技術，建立了我國自己的繼電器制造業。因而在60年代中我國已建成了繼電保護研究、設計、制造、運行和教學的完整體系。這是機電式繼電保護繁榮的時代，為我國繼電保護技術的發展奠定了堅實基礎。

自50年代末，晶體管繼電保護已在開始研究。60年代中到80年代中是晶體管繼電保護蓬勃發展和廣泛采用的時代。其中天津大學與南京電力自動化設備廠合作研究的500kV晶體管方向高頻保護和南京電力自動化研究院研制的晶體管高頻閉鎖距離保護，運行于葛洲壩500kV線路上［2］，結束了500kV線路保護完全依靠從國外進口的時代。

在此期間，從70年代中，基于集成運算放大器的集成電路保護已開始研究。到80年代末集成電路保護已形成完整系列，逐漸取代晶體管保護。到90年代初集成電路保護的研制、生產、應用仍處于主導地位，這是集成電路保護時代。在這方面南京電力自動化研究院研制的集成電路工頻變化量方向高頻保護起了重要作用［3］，天津大學與南京電力自動化設備廠合作研制的集成電路相電壓補償式方向高頻保護也在多條220kV和500kV線路上運行。

我國從70年代末即已開始了計算機繼電保護的研究［4］，高等院校和科研院所起著先導的作用。華中理工大學、東南大學、華北電力學院、西安交通大學、天津大學、上海交通大學、重慶大學和南京電力自動化研究院都相繼研制了不同原理、不同型式的微機保護裝置。1984年原華北電力學院研制的輸電線路微機保護裝置首先通過鑒定，并在系統中獲得應用［5］，揭開了我國繼電保護發展史上新的一頁，為微機保護的推廣開辟了道路。在主設備保護方面，東南大學和華中理工大學研制的發電機失磁保護、發電機保護和發電機?變壓器組保護也相繼于1989、1994年通過鑒定，投入運行。南京電力自動化研究院研制的微機線路保護裝置也于1991年通過鑒定。天津大學與南京電力自動化設備廠合作研制的微機相電壓補償式方向高頻保護，西安交通大學與許昌繼電器廠合作研制的正序故障分量方向高頻保護也相繼于1993、1996年通過鑒定。至此，不同原理、不同機型的微機線路和主設備保護各具特色，為電力系統提供了一批新一代性能優良、功能齊全、工作可靠的繼電保護裝置。隨著微機保護裝置的研究，在微機保護軟件、算法等方面也取得了很多理論成果?？梢哉f從90年代開始我國繼電保護技術已進入了微機保護的時代。

2繼電保護的未來發展

繼電保護技術未來趨勢是向計算機化，網絡化，智能化，保護、控制、測量和數據通信一體化發展。

2.1計算機化

隨著計算機硬件的迅猛發展，微機保護硬件也在不斷發展。原華北電力學院研制的微機線路保護硬件已經歷了3個發展階段：從8位單CPU結構的微機保護問世，不到5年時間就發展到多CPU結構，后又發展到總線不出模塊的大模塊結構，性能大大提高，得到了廣泛應用。華中理工大學研制的微機保護也是從8位CPU，發展到以工控機核心部分為基礎的32位微機保護。

南京電力自動化研究院一開始就研制了16位CPU為基礎的微機線路保護，已得到大面積推廣，目前也在研究32位保護硬件系統。東南大學研制的微機主設備保護的硬件也經過了多次改進和提高。天津大學一開始即研制以16位多CPU為基礎的微機線路保護，1988年即開始研究以32位數字信號處理器(DSP)為基礎的保護、控制、測量一體化微機裝置，目前已與珠海晉電自動化設備公司合作研制成一種功能齊全的32位大模塊，一個模塊就是一個小型計算機。采用32位微機芯片并非只著眼于精度，因為精度受A/D轉換器分辨率的限制，超過16位時在轉換速度和成本方面都是難以接受的；更重要的是32位微機芯片具有很高的集成度，很高的工作頻率和計算速度，很大的尋址空間，豐富的指令系統和較多的輸入輸出口。CPU的寄存器、數據總線、地址總線都是32位的，具有存儲器管理功能、存儲器保護功能和任務轉換功能，并將高速緩存(Cache)和浮點數部件都集成在CPU內。

電力系統對微機保護的要求不斷提高，除了保護的基本功能外，還應具有大容量故障信息和數據的長期存放空間，快速的數據處理功能，強大的通信能力，與其它保護、控制裝置和調度聯網以共享全系統數據、信息和網絡資源的能力，高級語言編程等。這就要求微機保護裝置具有相當于一臺PC機的功能。在計算機保護發展初期，曾設想過用一臺小型計算機作成繼電保護裝置。由于當時小型機體積大、成本高、可靠性差，這個設想是不現實的。現在，同微機保護裝置大小相似的工控機的功能、速度、存儲容量大大超過了當年的小型機，因此，用成套工控機作成繼電保護的時機已經成熟，這將是微機保護的發展方向之一。天津大學已研制成用同微機保護裝置結構完全相同的一種工控機加以改造作成的繼電保護裝置。這種裝置的優點有：(1)具有486PC機的全部功能，能滿足對當前和未來微機保護的各種功能要求。(2)尺寸和結構與目前的微機保護裝置相似，工藝精良、防震、防過熱、防電磁干擾能力強，可運行于非常惡劣的工作環境，成本可接受。(3)采用STD總線或PC總線，硬件模塊化，對于不同的保護可任意選用不同模塊，配置靈活、容易擴展。

繼電保護裝置的微機化、計算機化是不可逆轉的發展趨勢。但對如何更好地滿足電力系統要求，如何進一步提高繼電保護的可靠性，如何取得更大的經濟效益和社會效益，尚須進行具體深入的研究。\

2.2網絡化

計算機網絡作為信息和數據通信工具已成為信息時代的技術支柱，使人類生產和社會生活的面貌發生了根本變化。它深刻影響著各個工業領域，也為各個工業領域提供了強有力的通信手段。到目前為止，除了差動保護和縱聯保護外，所有繼電保護裝置都只能反應保護安裝處的電氣量。繼電保護的作用也只限于切除故障元件，縮小事故影響范圍。這主要是由于缺乏強有力的數據通信手段。國外早已提出過系統保護的概念，這在當時主要指安全自動裝置。因繼電保護的作用不只限于切除故障元件和限制事故影響范圍(這是首要任務)，還要保證全系統的安全穩定運行。這就要求每個保護單元都能共享全系統的運行和故障信息的數據，各個保護單元與重合閘裝置在分析這些信息和數據的基礎上協調動作，確保系統的安全穩定運行。顯然，實現這種系統保護的基本條件是將全系統各主要設備的保護裝置用計算機網絡聯接起來，亦即實現微機保護裝置的網絡化。這在當前的技術條件下是完全可能的。

對于一般的非系統保護，實現保護裝置的計算機聯網也有很大的好處。繼電保護裝置能夠得到的系統故障信息愈多，則對故障性質、故障位置的判斷和故障距離的檢測愈準確。對自適應保護原理的研究已經過很長的時間，也取得了一定的成果，但要真正實現保護對系統運行方式和故障狀態的自適應，必須獲得更多的系統運行和故障信息，只有實現保護的計算機網絡化，才能做到這一點。

對于某些保護裝置實現計算機聯網，也能提高保護的可靠性。天津大學1993年針對未來三峽水電站500kV超高壓多回路母線提出了一種分布式母線保護的原理［6］，初步研制成功了這種裝置。其原理是將傳統的集中式母線保護分散成若干個(與被保護母線的回路數相同)母線保護單元，分散裝設在各回路保護屏上，各保護單元用計算機網絡聯接起來，每個保護單元只輸入本回路的電流量，將其轉換成數字量后，通過計算機網絡傳送給其它所有回路的保護單元，各保護單元根據本回路的電流量和從計算機網絡上獲得的其它所有回路的電流量，進行母線差動保護的計算，如果計算結果證明是母線內部故障則只跳開本回路斷路器，將故障的母線隔離。在母線區外故障時，各保護單元都計算為外部故障均不動作。這種用計算機網絡實現的分布式母線保護原理，比傳統的集中式母線保護原理有較高的可靠性。因為如果一個保護單元受到干擾或計算錯誤而誤動時，只能錯誤地跳開本回路，不會造成使母線整個被切除的惡性事故，這對于象三峽電站具有超高壓母線的系統樞紐非常重要。

由上述可知，微機保護裝置網絡化可大大提高保護性能和可靠性，這是微機保護發展的必然趨勢。

2.3保護、控制、測量、數據通信一體化

在實現繼電保護的計算機化和網絡化的條件下，保護裝置實際上就是一臺高性能、多功能的計算機，是整個電力系統計算機網絡上的一個智能終端。它可從網上獲取電力系統運行和故障的任何信息和數據，也可將它所獲得的被保護元件的任何信息和數據傳送給網絡控制中心或任一終端。因此，每個微機保護裝置不但可完成繼電保護功能，而且在無故障正常運行情況下還可完成測量、控制、數據通信功能，亦即實現保護、控制、測量、數據通信一體化。

目前，為了測量、保護和控制的需要，室外變電站的所有設備，如變壓器、線路等的二次電壓、電流都必須用控制電纜引到主控室。所敷設的大量控制電纜不但要大量投資，而且使二次回路非常復雜。但是如果將上述的保護、控制、測量、數據通信一體化的計算機裝置，就地安裝在室外變電站的被保護設備旁，將被保護設備的電壓、電流量在此裝置內轉換成數字量后，通過計算機網絡送到主控室，則可免除大量的控制電纜。如果用光纖作為網絡的傳輸介質，還可免除電磁干擾?，F在光電流互感器(OTA)和光電壓互感器(OTV)已在研究試驗階段，將來必然在電力系統中得到應用。在采用OTA和OTV的情況下，保護裝置應放在距OTA和OTV最近的地方，亦即應放在被保護設備附近。OTA和OTV的光信號輸入到此一體化裝置中并轉換成電信號后，一方面用作保護的計算判斷；另一方面作為測量量，通過網絡送到主控室。從主控室通過網絡可將對被保護設備的操作控制命令送到此一體化裝置，由此一體化裝置執行斷路器的操作。1992年天津大學提出了保護、控制、測量、通信一體化問題，并研制了以TMS320C25數字信號處理器(DSP)為基礎的一個保護、控制、測量、數據通信一體化裝置。

2.4智能化

近年來，人工智能技術如神經網絡、遺傳算法、進化規劃、模糊邏輯等在電力系統各個領域都得到了應用，在繼電保護領域應用的研究也已開始［7］。神經網絡是一種非線性映射的方法，很多難以列出方程式或難以求解的復雜的非線性問題，應用神經網絡方法則可迎刃而解。例如在輸電線兩側系統電勢角度擺開情況下發生經過渡電阻的短路就是一非線性問題，距離保護很難正確作出故障位置的判別，從而造成誤動或拒動；如果用神經網絡方法，經過大量故障樣本的訓練，只要樣本集中充分考慮了各種情況，則在發生任何故障時都可正確判別。其它如遺傳算法、進化規劃等也都有其獨特的求解復雜問題的能力。將這些人工智能方法適當結合可使求解速度更快。天津大學從1996年起進行神經網絡式繼電保護的研究，已取得初步成果［8］。可以預見，人工智能技術在繼電保護領域必會得到應用，以解決用常規方法難以解決的問題。

3結束語

建國以來，我國電力系統繼電保護技術經歷了4個時代。隨著電力系統的高速發展和計算機技術、通信技術的進步，繼電保護技術面臨著進一步發展的趨勢。國內外繼電保護技術發展的趨勢為：計算機化，網絡化，保護、控制、測量、數據通信一體化和人工智能化，這對繼電保護工作者提出了艱巨的任務，也開辟了活動的廣闊天地。

作者單位：天津市電力學會(天津300072)

參考文獻

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以FPGA硬件為基礎的基帶預失真技術就會在基帶的數字區域中進行預校正，這樣就能夠補償數字電視發射機可能出現的非線性失真。而且這種預校正是與頻率有關的，這樣將對高功率的功能放大器有非常明顯的校正作用。這一技術還可以通過PC機上具備的工具軟件，對現行和非線性的預校正特性進行調節。

1.2低相噪捷變頻技術在信道編碼的調制過程中，對本振信號相位噪聲有較高的要求，要求必須保持絕對低的相位噪聲和寬頻帶捷變頻，不然就有可能造成調制誤差比降低，使信號不能被正確地接收。要有效地解決以上問題那么使用高中頻變頻技術以及高穩定的參考源是一個好的辦法。新型的數字電視激勵器就采用了2次變頻的方案，滿足了對于捷變頻功能的需求。

1.3功率檢測技術數字電視發射機的輸出射頻功率是控制整機的主要參數，所以及時地獲得輸出射頻功率尤為重要，可以通過檢波器對該功率進行檢測。新型的數字電視激勵器采用了數字采樣的技術，從而讓有效地解決了輸出射頻功率檢測中的精確性的問題，其中所具備的新的檢測系統能夠對數字電視發射機的輸出射頻功率進行精確地檢測，從而對數字電視發射機能夠進行準確的控制。

2比較國外數字電視發射機和國內數字電視發射機各自的優勢

數字電視發射機在國外的研究和生產已經有多年的歷史了，不管是在技術上還是在制造上各方面都趨向了成熟。就目前來看，國外的數字電視發射機主要具備了以下幾種優勢：水冷發射機、數字激勵器以及縫隙的填充器。數字電視發射機在我國的開發是從2002年開始的，但是當時因為國外封鎖了數字電視發射機的核心技術，而單頻網適配器以及數字激勵器等數字電視發射機的關鍵部件只能夠依靠進口，嚴重影響了我國數字電視的開發和研究。但是因為有多年的模擬發射機的生產技術的積累，所以我國的數字電視發射機的生產技術也發展迅速，在上述的關鍵技術被突破的基礎上，我國的數字電視發射機進入了產業化發展，目前而言我國的設備在技術水平方面已經與國外相當。

國產的設備因為配合了我國的國標，所以在推廣時占有相當明顯的優勢，而且發射機的生產廠家由于與國標的相關單位進行合作和實驗，所以已經掌握了覆蓋測試參數、單頻網技術等最新的技術?？梢韵胍?，數字電視的覆蓋在進行前期的設計和規劃時因為要結合地區的實際情況和條件來進行，所以這個系統工程并不存在統一的模式，那么運用國外的產品就無法更好地施行“因地制宜”，而且在技術支持方面和售后的服務方面國外的數字電視發射機由于存在的空間和地區差異，所以并不占優勢。相反，國內的數字電視發射機由于技術的進步目前占有較大的優勢。

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二、加強課程建設，精心、合理選擇教學內容

1.了解相關課程之間的分工。知識是相互聯系、相互滲透的。在開課前，熟悉本課程與相關學科的聯系，了解先修課“電路”和“電子技術基礎”兩門課程的教學情況和后續課“變頻調速技術”的安排，處理好他們之間的關系，保持整個專業課程體系前后銜接，避免內容的重復和疏漏。例如“自關斷器件”一章節，電子技術基礎中已講過小功率晶體管、場效應管的結構、原理、特性及應用。在本門課程中，對功率晶體管、功率場效應管應重點講述其與小功率管的不同之處。對于晶閘管直流電動系統部分，重點應在整流、有源逆變兩種狀態下，電流連續、斷續時的電動機特性，而直流可逆調速系統的內容則需放到后續課程“變頻調速技術”中。

2.以器件、電路、應用為主線，加強基礎知識的學習。以開關方式工作的電力半導體器件是現代電力電子技術的基礎核心。電力電子器件的基礎之一是能以小信號輸入控制很大的輸出，這就使電力電子設備成為強弱電之間的接口的基礎。講解器件原理及特性，目的是為了應用器件組成電路，故應掌握器件外部特性、極限參數和使用注意事項。三方面的內容應以電路為主，學習各類電力半導體器件所構造各種功率變換電路時，學生應掌握功率變換主電路的構成、工作原理和工作波形，不同負載對電路工作特性的影響以及主電路的元件參數計算和選擇。

3.介紹學科前沿發展的動向，反映本學科和相鄰學科的新成果、新進展。無電網污染、無電磁干擾、節能省電等綠色指標是全球范圍內的熱門話題。由于很多電力電子裝置結構相當復雜，為簡化設計而出現的集功率開關、變換控制電路、傳感控制電路為一體的智能功率集成模塊受到歡迎，厚膜集成模塊、積木式的功能模塊，靈活機動既能單獨使用，也能相互組合成較大的系統，成為電力電子技術的發展方向。教學內容應主動吸收最新信息，同時引導學生了解電力電子技術的發展動態，擴大知識面，這可通過指導學生閱讀與電力電子技術有關的學術期刊，登陸相關的專業網站，使學生了解自己目前所學知識在本領域所處的位置，從而站在較高的起點上，去適應學科未來發展的需要。

三、改革教學方法，形成以能力培養為主線的課程特色

《電力電子技術》是一門理論包含實踐的課程，根據其自身的特點，課程的內容設計應注重“講”“練”。多年來，電力電子技術課程的教學方法是以教師為中心的，逐章逐節不厭煩地講授，講得過多、過細，以求“當堂弄懂”“課上解決”。這樣只是傳授，學生總是處于被動接受的地位，極大地妨礙了學生學習的主動性和積極性的發揮，不利于學生的素質和能力的培養。而實現教學現代化是加大授課信息量，節約課時，增強教學效果的重要措施。為改變這種情況，首先，教師在課前注意調查學生的學習基礎，合理安排教學內容。而在教學中力求突出內容的重點和難點，但又要保證內容的系統性、完整性，并精選一部分內容留給學生去自學，寫報告，然后開展課堂討論，同時，結合學生看到的一些與電力電子技術有關的現象，讓學生設計主電路，畫出波形圖。四、加強實踐環節，注重綜合能力培養

電力電子技術有很強的實踐性，而實驗是培養理論聯系實際、動手能力、嚴謹的科學態度和科學研究方法的重要手段，因此應精選最基本的也有較高實用價值的實驗項目。例如選擇在計算機、通訊設備及家用電器等廣泛應用的開關電源作為實驗項目，介紹典型的開關電源的線路，比較開關電源和線性電源的性能，使學生對開關電源有了深刻的印象，并增強了學習電力電子技術課程的興趣。由于電力電子電路具有強、弱電結合的特點，要特別強調實驗操作的認真、規范，保證實驗順利進行，避免事故發生。實驗前，要求學生根據實驗名稱及預習要求進行預習，從而在觀察現象和發現問題等方面充分發揮主觀能動性。實驗過程中，注意考察每個學生的實際動手能力，針對性提出線路連接和實驗現象方面的問題。讓學生邊做邊答，防止學生機械接線，使實驗走過場。注意介紹新儀表、新儀器的使用，例如數字式示波器的使用，這樣學生會直接感受到科技發展帶來的巨大方便。

計算機仿真是使用計算機對已經存在或正在設計的對象的模型進行研究，具有精度高、重復性好等特點，是進行科學研究的重要手段之一。現在出現了大量的仿真軟件，將電子仿真設計軟件PSPICE和科學計算軟件MATLAB等引入到電力電子技術教學中，讓學生按研究的側重面或實際需要對實際對象進行簡化提煉，而不是原型的復現，這樣有利于抓住其本質或主要矛盾，對所學理論有深刻的理解，也為學生今后從事工程設計和科學研究打下良好的基礎。

在課程結束前安排一周的課程設計，可將電力電子技術及其他先修課程(電工基礎、電子技術、電機學等)中所學到的理論和實踐知識全面地結合起來，同時培養和提高學生自我獲取知識的能力。課程設計的內容應具有一定的系統性、新穎性。教師要發揮指導作用，指導學生閱讀參考文獻，審閱設計方案，檢查設計進度，及時指導和幫助其解決存在的問題，逐步培養學生的獨立工作能力、設計技能和建立正確的設計思想，重視學生的具有創新精神的見解。

五、結束語

電力電子技術課程的教學改革是一項系統工程，其學術性和技術性較強，涉及面很廣。而教學改革是一項長期而艱巨的任務，我們只有不斷積極探索教學內容、教學方法，充實自己，以適應當今社會的需要。

【摘要】本文介紹了“電力電子技術”課程的教學方法改革。研究、探索和實踐與教學體系相適應的實踐教學模式、教學方法和教學手段。提出了全方位教學的改革與實踐的新思路，為社會培養具有創新精神的高素質技術應用型人才。

【關鍵詞】電力電子技術教學方法教學改革

參考文獻：