發(fā)電零碳技術(shù)講解

1、發(fā)電零碳技術(shù)講解目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark62 o Current Document .水力發(fā)電技術(shù)2 HYPERLINK l bookmark118 o Current Document 1.基本特征2 HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 2.技術(shù)現(xiàn)狀3 HYPERLINK l bookmark90 o Current Document 3.專欄 13 HYPERLINK l bookmark92 o Current Document 1.案例：長江三峽樞紐工程2019年度國家科學技術(shù)進步獎特等獎3

2、 HYPERLINK l bookmark94 o Current Document 專欄 24 HYPERLINK l bookmark96 o Current Document 案例1：數(shù)字化碾壓混凝土壩建設(shè)技術(shù)4 HYPERLINK l bookmark98 o Current Document 1.4. 2.案例2：水泥灌漿智能控制灌漿技術(shù)4 HYPERLINK l bookmark100 o Current Document 1. 5.專欄 351.5.1.案例：重大工程滑坡動態(tài)評價、監(jiān)測預警與治理關(guān)鍵技術(shù)一一2019年度國家科學技術(shù)進步獎二等獎5 HYPERLINK l bookm

3、ark106 o Current Document 1.6.發(fā)展趨勢5 HYPERLINK l bookmark108 o Current Document 1.6. 1.更加注重移民和生態(tài)問題5 HYPERLINK l bookmark110 o Current Document 1.6. 2.優(yōu)化配置電力資源5 HYPERLINK l bookmark112 o Current Document 1.6. 3.階梯開發(fā)建設(shè)水電基地6 HYPERLINK l bookmark114 o Current Document 1.6. 4.加強我國水電技術(shù)的改造6 HYPERLINK l book

4、mark116 o Current Document .生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù) 6 HYPERLINK l bookmark64 o Current Document 1.基本特征6 HYPERLINK l bookmark88 o Current Document 2.技術(shù)現(xiàn)狀7 HYPERLINK l bookmark122 o Current Document .核能發(fā)電技術(shù)8 HYPERLINK l bookmark124 o Current Document 3. 1.專欄93.1.1.案例：國內(nèi)核電機組數(shù)量最多、堆型最豐富、裝機容量最大的核電基地一一秦山核電站9 HYPERLINK l

5、bookmark120 o Current Document 3.2.技術(shù)現(xiàn)狀10 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 2. 1.四代核電技術(shù)10 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 2. 2.智能核電技術(shù)12 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 2. 3.先進核燃料技術(shù)12 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 2. 4.核能供熱技術(shù)13 HYPERLINK l bookmark38 o Current D

6、ocument 光伏發(fā)電技術(shù)14 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢14 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 1. 1.世界光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀14第1頁共25頁3. 2.技術(shù)現(xiàn)狀20世紀50年代，美國、蘇聯(lián)相繼建成核電站，核電技術(shù)逐漸受到關(guān)注。20世紀60年代，美國建成了壓水堆、沸水堆、重水堆等堆型的核電站，標志 著第二代核電技術(shù)的成熟。20世紀90年代初期我國自主設(shè)計的大陸首座 300MW壓水堆核電站并網(wǎng)發(fā)電，其后我國對第二代核電技術(shù)進行了改進，壓水 堆核電技術(shù)CPR

7、1000在紅沿河等項目中開啟應用。2008年，第三代核電技術(shù) AP1000應用于我國三門核電站。在對AP1000技術(shù)消化吸收的基礎(chǔ)上，我國自 主研發(fā)的ACP1000、CAP1400、ACPR1000+、“華龍一號”也已成為第三代核電 技術(shù)主流。目前，我國自主研發(fā)了 “華龍一號”和CAP1400等百萬千瓦級三代 大型先進壓水堆核電技術(shù)，順利推進相關(guān)示范工程，技術(shù)和制造能力達到全球 第一方陣；小型堆、四代堆等新一代核能系統(tǒng)研發(fā)與國際水平基本同步，高溫 氣冷堆、快堆、小堆等商業(yè)示范工程有序推進?！叭A龍一號”已與英國、巴基 斯坦等20個國家簽署合作意向，標志著我國核電技術(shù)已走向全球市場。我國現(xiàn)階段以一

8、次能源發(fā)電為主，核能發(fā)電占比低，發(fā)電量甚至低于風電 和光伏發(fā)電，發(fā)展?jié)摿Υ蟆：巳剂鲜乔鍧嵢剂?，核燃料的利用過程不會對環(huán)境 造成污染。發(fā)展核電既可以減少一次能源的消耗，緩解能源緊張，又可以避免 產(chǎn)生污染物，實現(xiàn)清潔發(fā)電。核電優(yōu)勢明顯，但面臨的問題也比較突出。核安 全最受關(guān)注，蘇聯(lián)切爾諾貝利核泄漏、日本福島核泄漏對當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成的 影響至今依然存在。核廢料的處理需要非常謹慎，某些高放射性元素的半衰期 長達數(shù)萬年，一旦處理不慎，將對當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境帶來滅頂之災。另外，鈾礦短 缺問題日益突出，我國自產(chǎn)天然鈾產(chǎn)量每年僅為千余噸，而每年對鈾的消耗量 超過萬噸，若沒有更多的鈾礦，30年后我國會有許多核電站因為

9、缺乏鈾而停 運。3. 2. 1,四代核電技術(shù)四代核電技術(shù)主要包括核電站施工技術(shù)、主氫風機、二回路熱力設(shè)備停用 腐蝕控制技術(shù)、鉛韌快堆以及鈉冷快堆。第10頁共25頁3.2. 1. 1.專欄 1案例1：核電站施工技術(shù)高溫氣冷堆核電站建筑工程關(guān)鍵技術(shù)研究2019年3月，“高溫氣冷堆核電站建筑工程關(guān)鍵技術(shù)研究”項目通過驗 收。該技術(shù)針對山東石島灣核電20萬高溫氣冷堆核電示范工程結(jié)構(gòu)的特殊性， 研究其土建建造過程中高性能混凝和屏蔽混凝土材料及施工工藝，形成了一套 成熟、系統(tǒng)的高溫氣冷堆核電站施工技術(shù)成果。案例2：主氨風機全球首臺高溫氣冷堆核電站主氨風 機2019年4月，全球首臺高溫氣冷堆核電站主氣風機通

10、過驗收。該技術(shù)研發(fā) 了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的主氮風機，在反應堆啟動、功率運行和停堆等工況 時，提供足夠流量的氯氣通過一回路系統(tǒng)，將反應堆芯產(chǎn)品的熱量帶走。2.1.2.案例3：二回路熱力設(shè)備停用腐蝕控制技術(shù)該技術(shù)通過濕熱實驗考察了相對空氣濕度對二回路典型材質(zhì)干法保養(yǎng)狀態(tài) 下腐蝕的影響；通過浸泡實驗、極化曲線，考察了 pH值、除氧方式對二回路 典型材質(zhì)濕法保養(yǎng)效果的影響。結(jié)果表明：相對空顯度不超過40%,可有效抑制材質(zhì)表面發(fā)生腐蝕斌去pH面I高至10.5,可在金屬表面形瞬定的鈍化膜pH值調(diào)整至10.0條件下，通過深度除氧，可有雌制金屬的腐蝕3.2.1.2.1.案例4:鉛秘快堆在大尺寸鉛鈿合金冷卻劑

11、材料中，準確構(gòu)建了核燃料和鉛銹合金冷卻劑材 料交互方式，更加準確地模擬鉛鈿反應堆的堆芯物理特性；針對特殊的中子能 譜和空間分布，研發(fā)了多種新型中子測量技術(shù)。第11頁共25頁10月9日，我國首座鉛鈿合金零功率反應堆一一啟明星號實現(xiàn)首次臨界， 標志著我國在鉛祕快堆領(lǐng)域的研發(fā)跨出實質(zhì)性一步，進入工程化階段。案例5：鈉冷快堆國內(nèi)首次獲得了鈉水反應后氫在高溫鈉回路中遷移特性曲線；設(shè)計研制出 模擬蒸汽發(fā)生器的可控鈉水反應設(shè)備和定量注水系統(tǒng)，全力完成了對鈉水反應 裝置所有設(shè)備、儀表、電氣的安裝調(diào)試準備工作。10月31日，第一聲氫計報警音在中核集團原子能院鈉安全綜合試驗裝置 主控室內(nèi)響起，標志著國內(nèi)首次蒸汽發(fā)

12、生器受控鈉水反應試驗圓滿成功。注：資料來源于中國電力行業(yè)年度發(fā)展報告20203. 2. 2.智能核電技術(shù)在核電關(guān)鍵設(shè)備故障診斷與預測方面，自主研發(fā)基于大數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)的反 應堆遠程智能診斷平臺PRID,使用自主開發(fā)的智能診斷分析算法，對關(guān)鍵設(shè)備 準確、及時開展智能診斷分析，提出運維策略，開創(chuàng)了信息化、一體化、智能 化的核電關(guān)鍵設(shè)備運維新模式，可實現(xiàn)群堆狀態(tài)下的反應堆關(guān)鍵設(shè)備智能診斷 的可視化展示，對于關(guān)鍵設(shè)備診斷分析的質(zhì)量和效率具有顯著提高作用。目 前，PRID示范項目已在福清核電站落地。3. 2. 3.先進核燃料技術(shù)突破了 CF3系列燃料元件關(guān)鍵制造工藝技術(shù)，建立了批量化燃料組件制造 技術(shù)體系

13、和質(zhì)量控制體系，為我國自主三代核電建設(shè)奠定堅實基礎(chǔ)。3. 2. 3. 1.專欄 2案例：最強中國“芯” CF3燃料組件秦山二期2019年10月27日，被譽為最強中國“芯”的CF3燃料組件最后8組插入 秦山二期1號機組，標志著我國全面掌握高性能核燃料研制技術(shù)，形成完整的 具有國際市場競爭力的自主燃料體系和產(chǎn)品供應能力，進入產(chǎn)業(yè)化應用階段。特點：(1)以新型N36錯合金包殼管為突破口，結(jié)合自主化創(chuàng)新設(shè)計，通過開展燃 料組件制造技術(shù)研究、堆外試驗件研制、先導燃料組件入堆安全評審，研制出 在結(jié)構(gòu)和水力學上與現(xiàn)有堆芯相容、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的CF3燃料組件。第12頁共25頁研究掌握CF3燃料組件批量化制造

14、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化應用技術(shù)，成功實現(xiàn)了 N36錯合金等多種國產(chǎn)化原材料在CF3燃料組件中的批量化應用。3. 2. 4.核能供熱技術(shù)核能供熱是以核裂變產(chǎn)生的能量為城市集中供熱或工業(yè)供熱。核能供熱低 碳清潔，供熱能大，對消除燃煤造成的環(huán)境污染、緩解熱源緊張以及促進供熱 熱源多元化有重要意義。3. 2. 4.1.泳池式低溫堆供熱泳池式低溫供熱堆技術(shù)原理是將反應堆堆芯放置在一個常壓水池的深處， 利用水層的靜壓力提高堆芯出口水溫至90-100,以滿足供熱要求。中核集 團自主研發(fā)了可用來實現(xiàn)區(qū)域供熱的“燕龍”泳池式低溫供熱堆以及“燕龍” 泳池式多用途堆?！把帻垺本哂小傲恪倍讶?、“零”排放、易退役、投資少等 特點

15、，增設(shè)了壓力較高的隔離回路，確保放射性與熱網(wǎng)隔離。EIL3比EIL3比圖泳池式低溫供熱堆原理圖3. 2. 4. 2.核電廠對外供熱2019年11月，山東海陽核電廠對外供熱項目一期工程第一階段正式投 用，截至2020年1月20日，已穩(wěn)定運行兩個多月，累計供熱量已經(jīng)達到15.3 萬吉焦，相當于替代煤炭消費1萬多噸。3. 2. 4. 3.高溫氣冷堆供熱高溫氣冷堆是我國自主知識產(chǎn)權(quán)、具有第四代核能系統(tǒng)特征的先進核能技 術(shù)，具有固有安全性高、系統(tǒng)簡單、模塊化設(shè)計、用途廣泛等特點。在技術(shù) 上，高溫氣冷堆可以取消場外應急，具備良好的社會環(huán)境相容性。相比于壓水第13頁共25頁 堆技術(shù)，高溫氣冷堆能提供14.1

16、MPa, 571c的高參數(shù)蒸汽，具有提供高溫工藝 熱的能力，可以廣泛用于石油、化工、煉鐵、制氫等領(lǐng)域。我國高溫氣冷堆技術(shù)歷經(jīng)基礎(chǔ)研究、實驗堆運行以及示范工程建設(shè)。山東 石島灣20萬千瓦級高溫氣冷堆核電站示范工程(HTR-PM)正在建設(shè)中，預計 2020年并網(wǎng)發(fā)電。3. 2. 4. 4.專欄 33.2.4.4.1.案例：我國首個核能供熱項目山東海陽核能供熱項目2019年11月15日，“全國首個核能商業(yè)供熱項目”山東海陽核能供熱項 目一期工程第一階段正式投用，開辟了我國核能綜合利用新紀元。11月27日，項目運行兩周時間后，正式被國家能源局列為“國家能源核 能供熱商用示范工程”。該項目特點：(1)創(chuàng)

17、新地采用了熱網(wǎng)加熱器、循環(huán)水泵隔離布置方案，有效縮短蒸汽管道 長度，降低熱損失，提高了機組經(jīng)濟性。(2)設(shè)置循環(huán)水高壓回路，采用對外供熱放射性監(jiān)測控制技術(shù)，有效保障核 能供熱放射性安全。(3)采用表面式換熱除氧技術(shù)，保障補水水質(zhì)。4.光伏發(fā)電技術(shù)近年來，在技術(shù)進步的推動下，我國光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)取得快速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)規(guī) 模和技術(shù)水平均達到世界領(lǐng)先水平。放眼“十四五”時期，精心謀劃、提前布 局，加強光伏技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)升級，是提升核心源動力，推動光伏發(fā)電高質(zhì) 量、低成本、大規(guī)模發(fā)展的重要保障。光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢1. 1.世界光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀大力發(fā)展可再生能源已成為全球能源革命和應對氣候變化的主導

18、方向和一 致行動。近年來，光伏發(fā)電作為重要的可再生能源發(fā)電技術(shù)取得了快速發(fā)展， 在很多國家已成為清潔、低碳并具有價格競爭力的能源形式。2020年全球新增 光伏發(fā)電裝機1.27億千瓦，累計裝機規(guī)模達到7.07億千瓦。第14頁共25頁晶體硅電池仍是光伏電池產(chǎn)業(yè)化主流技術(shù)，新型電池發(fā)展迅速。光伏電池 作為光伏行業(yè)的核心部件，根據(jù)工藝和原材料不同主要可分為晶體硅電池、薄 膜電池、鈣鈦礦電池、有機電池等。其中，晶體硅電池由于其轉(zhuǎn)換效率高、原 材料來源豐富、無毒無害等優(yōu)點，占據(jù)了光伏電池規(guī)?；a(chǎn)與應用的主體。近年來，PERC（發(fā)射極鈍化和背面接觸）技術(shù)的廣泛應用，進一步推動晶體 硅電池轉(zhuǎn)換效率的提高。另

19、一方面，以鈣鈦礦電池為代表的新型電池成為世界 范圍內(nèi)的研究熱點，轉(zhuǎn)換效率快速提升，實驗室最高轉(zhuǎn)換效率已接近晶體硅電 池，產(chǎn)業(yè)化進程逐步推進，但其在大面積應用、器件穩(wěn)定性等方面仍面臨挑 戰(zhàn)。光伏系統(tǒng)精細化水平不斷提升，應用模式多樣化。光伏系統(tǒng)子陣容量不斷 增大，1500伏光伏系統(tǒng)應用比例已經(jīng)逐步超過1000伏系統(tǒng)，并網(wǎng)安全性、可 靠性標準不斷提高，光伏電站發(fā)電能力與電能質(zhì)量不斷提升。“光伏+農(nóng)業(yè)” “光伏+畜牧業(yè)”“光伏+建筑” “光伏+漁業(yè)”等復合應用形式規(guī)模不斷擴大, 微電網(wǎng)、智能電網(wǎng)等光伏發(fā)電與電網(wǎng)的深入融合逐步成為電力行業(yè)新業(yè)態(tài)。2.世界光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展趨勢世界各國持續(xù)深化布局光伏發(fā)電全

20、產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新，作為推進新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的 主要戰(zhàn)略舉措，通過全覆蓋布局先進材料、制造和系統(tǒng)應用各環(huán)節(jié)研發(fā)實現(xiàn)成 本降低與競爭力提升。光伏核心器件朝高效率、低能耗、低成本方向發(fā)展。晶體硅電池已構(gòu)建了 完備的全產(chǎn)業(yè)鏈，將繼續(xù)占據(jù)光伏電池生產(chǎn)量的主要份額，未來將進一步向著 更高的轉(zhuǎn)換效率、更少的原材料消耗、更低的能源消耗、更低的制造成本的方 向發(fā)展。鈣鈦礦電池、疊層電池作為未來光伏電池技術(shù)重要的發(fā)展方向，世界 各國均在此方面重點投入，著力提升器件性能與穩(wěn)定性，推動產(chǎn)業(yè)化布局，在 解決大面積、穩(wěn)定性等方面的問題后，鈣鈦礦電池將有望改變光伏應用市場的 產(chǎn)業(yè)格局。光伏應用向多利用場景方向發(fā)展。世界各國結(jié)合自身實

21、際情況，積極推動 光伏建筑一體化、漂浮式光伏、光伏+農(nóng)業(yè)、光伏車棚等多種新型應用形式發(fā) 展，與之相關(guān)的特異性產(chǎn)品技術(shù)、聯(lián)合運行控制技術(shù)等成為研究重點。第15頁共25頁4. 1. 3.我國光伏發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀“十三五”期間，在產(chǎn)業(yè)規(guī)?？焖贁U大的帶動下，我國光伏發(fā)電技術(shù)取得 快速發(fā)展，光伏電池、組件等關(guān)鍵部件產(chǎn)業(yè)化量產(chǎn)技術(shù)達到世界領(lǐng)先水平；生 產(chǎn)設(shè)備技術(shù)不斷升級，基本實現(xiàn)國產(chǎn)化；光伏發(fā)電系統(tǒng)成套技術(shù)不斷優(yōu)化完 善，智能化水平顯著提升。光伏電池組件技術(shù)快速迭代，產(chǎn)業(yè)化制造水平世界領(lǐng)先。到“十三五” 末，我國光伏電池制造環(huán)節(jié)基本實現(xiàn)了從傳統(tǒng)“多晶鋁背場”技術(shù)到“單晶 PERC”技術(shù)的更新?lián)Q代，主流規(guī)?；?/p>

22、產(chǎn)晶體硅電池平均轉(zhuǎn)換效率從“十三 五”初期的18.5%提升至22.8%,實現(xiàn)跨越式發(fā)展。TOPCon（隧穿氧化層鈍化接觸）、HJT（異質(zhì)結(jié)）、IBC（背電極接觸）等新型晶體 硅高效電池與組件技術(shù)產(chǎn)業(yè)化水平不斷提高，頭部企業(yè)多次刷新產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)轉(zhuǎn) 換效率世界紀錄，已具備規(guī)?；a(chǎn)能力與較強的國際競爭力。鈣鈦礦等新一 代高效電池技術(shù)保持與世界齊頭并進，研究機構(gòu)多次創(chuàng)造鈣鈦礦電池實驗室轉(zhuǎn) 換效率世界紀錄，部分企業(yè)已開展產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)研究，并多次刷新產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)組 件轉(zhuǎn)換效率紀錄。光伏發(fā)電制造設(shè)備水平明顯提升，基本實現(xiàn)國產(chǎn)化。我國光伏設(shè)備實現(xiàn)了 從低端向高端發(fā)展，產(chǎn)品定制化程度不斷提高，高產(chǎn)能與高效自動化能力

23、不斷 提升，自動化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化程度的提升推動光伏制造向光伏智造轉(zhuǎn)變。多 晶硅硅片、電池片、組件各環(huán)節(jié)生產(chǎn)裝備已基本實現(xiàn)國產(chǎn)化。光伏發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)不斷優(yōu)化，智能化運維助力發(fā)電能力提升。大量新技術(shù) 被應用于光伏電站整體設(shè)計以及系統(tǒng)級優(yōu)化。光伏支架跟蹤系統(tǒng)、1500伏電壓 的采用有效提高了光伏發(fā)電系統(tǒng)的實際發(fā)電能力；智能機器人、無人機、大數(shù) 據(jù)、遠程監(jiān)控、先進通信技術(shù)等已在電站運行中使用。4. 1. 4.我國光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展趨勢作為全球最大的光伏發(fā)電應用市場，我國已成為各類新型光伏電池技術(shù)產(chǎn) 業(yè)化轉(zhuǎn)化與應用的孵化地。未來我國將繼續(xù)聚焦國際光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展重點方 向，引領(lǐng)全球光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)化技術(shù)持續(xù)創(chuàng)

24、新發(fā)展。光伏電池效率進一步提升。晶體硅電池仍將在一段時間內(nèi)保持主導地位， 并以PERC技術(shù)為主。采用TOPCon或HJT技術(shù)的N型晶體硅電池在綜合考慮效第16頁共25頁 率、成本、規(guī)模，具備較好市場競爭力后，有望成為下一個主流光伏電池技 術(shù)。鈣鈦礦電池等基于新材料體系的高效光伏電池以及疊層電池作為研究熱 點，待產(chǎn)業(yè)化技術(shù)逐步成熟后有望帶來下一個光伏電池轉(zhuǎn)換效率的階躍式提 升。光伏組件高效率與高可靠性并進。半片技術(shù)、疊瓦技術(shù)、多主柵等組件技 術(shù)將進一步廣泛應用，雙面組件將逐步成為市場主流，提升組件效率與發(fā)電能 力。新型封裝技術(shù)與封裝材料進一步提升組件可靠性。光伏發(fā)電系統(tǒng)智能化、多元化發(fā)展。逆變器

25、將向大功率單體機、高電壓接 入、智能化方向發(fā)展，不斷深化與儲能技術(shù)的融合，智能運行與維護技術(shù)水平 不斷提高。光伏建筑一體化等新場景應用技術(shù)不斷完善，拓展應用光伏發(fā)電開 發(fā)空間。4. 2. “十四五”光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展方向及發(fā)展目標據(jù)預測，為實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標，到2030年，我國光伏發(fā)電裝機需要 達到910億千瓦；到2060年，則需要達到3035億千瓦。光伏發(fā)電在迎來空 前發(fā)展機遇與發(fā)展空間的同時，也面臨諸多挑戰(zhàn)，光伏發(fā)電技術(shù)創(chuàng)新將成為應 對這些挑戰(zhàn)的關(guān)鍵因素。加強技術(shù)創(chuàng)新，提高土地綜合利用價值，促進光伏大規(guī)模發(fā)展。據(jù)測算， 我國太陽能可開發(fā)潛力可達千億千瓦量級，但考慮生態(tài)紅線與基本農(nóng)田因素，

26、 約44%的國土面積不能用作光伏等新能源項目開發(fā)，國家林業(yè)和草原局等部門 對新能源開發(fā)要求日趨規(guī)范。在新形勢下，迫切需要進一步提高光伏發(fā)電單位 面枳發(fā)電能力，減少光伏發(fā)電項目建設(shè)用地需求，同時加強上地綜合利用，提 高土地利用效率。一方面，通過新材料、新技術(shù)的應用，提高光伏電池組件轉(zhuǎn)換效率，提升 光伏組件單位面積的發(fā)電能力；另一方面，不斷優(yōu)化光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計與建設(shè) 水平，開展應用模式創(chuàng)新，加強光伏電站全生命周期的智能化管理和運維，提 高光伏電站的發(fā)電效率。光伏發(fā)電并網(wǎng)性能進一步提升，滿足高滲透率應用要求。隨著光伏發(fā)電在 電網(wǎng)中滲透率的不斷提高，電力系統(tǒng)將迎來安全、穩(wěn)定、電能質(zhì)量、經(jīng)濟性等 多方面

27、的挑戰(zhàn)。作為構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的重要組成部分，提第17頁共25頁 升光伏發(fā)電功率預測精度、提高光伏系統(tǒng)主動支撐與抵御電力系統(tǒng)擾動等涉網(wǎng) 性能將成為重要研究方向。分布式光伏與其他領(lǐng)域的融合發(fā)展將成為未來光伏發(fā)電重要的組成部分。 在穩(wěn)步推進規(guī)?；夥亟ㄔO(shè)的同時，光伏建筑一體化、光伏與交通、新基 建設(shè)施融合發(fā)展等新型應用形式對光伏產(chǎn)品性能、光伏發(fā)電系統(tǒng)提出了新的要 求，需要結(jié)合特異性場景應用條件，持續(xù)推動光伏發(fā)電相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。健全光伏發(fā)電全生命周期綠色產(chǎn)業(yè)鏈。伴隨著近年我國光伏發(fā)電裝機規(guī)模 的快速增長，生命期滿光伏組件回收問題也日益受到關(guān)注。結(jié)合我國光伏發(fā)電 規(guī)模增速，預計我國將

28、在2040年左右集中迎來光伏組件回收處理的第一個需求 高峰期。放眼長遠，在碳達峰、碳中和目標的要求下，亟須完善到期光伏組件 的無害化回收處理技術(shù)，并推向產(chǎn)業(yè)化，補全光伏發(fā)電全生命周期綠色產(chǎn)業(yè)鏈 的最后一環(huán)。強產(chǎn)能保障光伏發(fā)展目標落實。2020年，我國光伏組件產(chǎn)能2.443億千 瓦，實際產(chǎn)量1.246億千瓦，約六成組件銷往海外，“十四五”期間仍需進一 步提高光伏產(chǎn)品的產(chǎn)能保障。一方面，需要進一步發(fā)展光伏電池、組件、逆變 器等核心部件的智能化制造技術(shù)，提升智能化生產(chǎn)水平，提高生產(chǎn)效率與生產(chǎn) 能力；另一方面，需要進一步開展技術(shù)攻關(guān)，盡快突破少部分關(guān)鍵制造設(shè)備零 部件的國產(chǎn)化技術(shù)，消除發(fā)展?jié)撛谄款i。4

29、. 3.光伏發(fā)電技術(shù)“十四五”科技發(fā)展展望綜合對碳達峰、碳中和形勢下光伏發(fā)電行業(yè)技術(shù)發(fā)展的需求分析，“十四 五”期間，我國光伏發(fā)電技術(shù)有望延續(xù)“十三五”快速發(fā)展的勢頭，在國家整 體發(fā)展目標的指引下，重點針對產(chǎn)業(yè)鏈中存在的關(guān)鍵問題開展研究和突破， “補短板、鍛長板”，不斷提升我國光伏發(fā)電行業(yè)技術(shù)水平，助力碳達峰、碳 中和目標的實現(xiàn)。4. 3. 1.發(fā)展高效低成本光伏電池技術(shù)構(gòu)建高效低成本晶硅電池新業(yè)態(tài)，進一步提高晶硅電池轉(zhuǎn)換效率，推動高 效新技術(shù)廣泛應用，提升光伏發(fā)電系統(tǒng)單位面積發(fā)電能力。一是重點針對 TOPCon、HJT、IBC等新型晶體硅電池的低成本高質(zhì)量產(chǎn)業(yè)化制造技術(shù)開展研 究，發(fā)展高質(zhì)量

30、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)關(guān)鍵材料、工藝與裝備制造技術(shù)，進一步提高電池第18頁共25頁 產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)效率與電池轉(zhuǎn)換效率，降低生產(chǎn)成本，推動高效晶體硅電池規(guī)?；?應用，具體包括低成本高效清洗技術(shù)、高質(zhì)量鈍化技術(shù)、低成本金屬化技術(shù)等 方面的研究。二是針對低成本高質(zhì)量硅片的生產(chǎn)制造技術(shù)開展研究。重點突破 低成本高效硅顆粒料制備、連續(xù)拉晶、N型與摻錢P型硅棒制備技術(shù)，從產(chǎn)業(yè) 鏈源頭加強對規(guī)?；l(fā)展的支撐。同時，發(fā)展大尺寸超薄硅片切割技術(shù)，掌握 超薄硅片切割工藝，完成配套設(shè)備、相關(guān)主輔材開發(fā)及配套技術(shù)研究，實現(xiàn)大 尺寸超薄硅片穩(wěn)定切割和產(chǎn)出，支持低硅成本光伏電池發(fā)展。4. 3. 2.加強高效鈣鈦礦電池制備與產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)

31、研究緊扣世界光伏技術(shù)發(fā)展熱點，開展新型鈣鈦礦電池制備與產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術(shù) 的集中攻關(guān)，推動單結(jié)鈣鈦礦電池的規(guī)?；慨a(chǎn)。同時，開發(fā)高效疊層電池工 藝，突破單結(jié)電池效率極限，實現(xiàn)光伏電池轉(zhuǎn)換效率的階躍式提升。一是研究 大面積高效率、高穩(wěn)定性環(huán)境友好型鈣鈦礦電池成套制備技術(shù)，開發(fā)高可靠性 組件級聯(lián)與封裝技術(shù)，研制基于溶液法與物理法的量產(chǎn)工藝制程設(shè)備，實現(xiàn)高 效單結(jié)鈣鈦礦電池產(chǎn)業(yè)化量產(chǎn)。二是開展晶體硅/鈣鈦礦、鈣鈦礦/鈣鈦礦等高 效疊層電池制備技術(shù)研究，優(yōu)化疊層結(jié)構(gòu)設(shè)計與制備工藝，大幅提高光伏電池 發(fā)電效率，逐步實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化量產(chǎn)能力。4. 3. 3.推動光伏發(fā)電并網(wǎng)性能提升開展新型高效大容量光伏并網(wǎng)技術(shù)研究

32、與示范試驗，突破中壓并網(wǎng)逆變器 關(guān)鍵技術(shù)，開展弱電網(wǎng)條件下耦合諧振機理及抑制策略、有功備用和儲能單元 相結(jié)合的最優(yōu)自適應虛擬同步技術(shù)、高功率密度中壓發(fā)電模塊優(yōu)化設(shè)計與系統(tǒng) 集成實證測試技術(shù)等研究，研制交流直掛式中壓并網(wǎng)逆變器。突破大型光伏高 效穩(wěn)定直流匯集技術(shù)瓶頸，開展大功率高效率直流升壓變換器拓撲、自律控制 技術(shù)、多臺直流變換器智能串/并聯(lián)控制以及多場景智能運行控制技術(shù)等研究， 研制大功率直流變換器。開展光伏發(fā)電與電力系統(tǒng)間暫穩(wěn)態(tài)特性和仿真等關(guān)鍵 技術(shù)研究，提升光伏發(fā)電并網(wǎng)性能。4. 3. 4.推進光伏建筑一體化等分布式技術(shù)應用推動“光伏+”等分布式光伏應用技術(shù)創(chuàng)新，拓展分布式光伏應用領(lǐng)域，

33、助 推光伏發(fā)電高比例發(fā)展。重點開展光伏屋頂、玻璃幕墻等多種形式光伏建筑一 體化產(chǎn)品相關(guān)技術(shù)研究，綜合考慮建筑結(jié)構(gòu)、強度、防火、安全性能等因素，第19頁共25頁 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 4.1.2.世界光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展趨勢15 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 4. 1.3.我國光伏發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀16 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 4. 1.4.我國光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展趨勢16 HYPERLINK l bookm

34、ark50 o Current Document 4. 2. “十四五”光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展方向及發(fā)展目標17 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 4. 3.光伏發(fā)電技術(shù)“十四五”科技發(fā)展展望18 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 4. 3. 1.發(fā)展高效低成本光伏電池技術(shù)18 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 4. 3. 2.加強高效鈣鈦礦電池制備與產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)研究19 HYPERLINK l bookmark58 o Current Docume

35、nt 4. 3. 3.推動光伏發(fā)電并網(wǎng)性能提升19 HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 4. 3. 4.推進光伏建筑一體化等分布式技術(shù)應用19 HYPERLINK l bookmark66 o Current Document 4. 3. 5.加強光伏智慧制造與設(shè)備國產(chǎn)化20 HYPERLINK l bookmark68 o Current Document 4. 3.6.發(fā)展光伏組件回收處理與再利用技術(shù)20 HYPERLINK l bookmark70 o Current Document 5.風力發(fā)電技術(shù)20 HYPERLINK l book

36、mark72 o Current Document 國外風力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀20 HYPERLINK l bookmark74 o Current Document 2.國內(nèi)風力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀21 HYPERLINK l bookmark76 o Current Document 1.風電系統(tǒng)的控制技術(shù)21 HYPERLINK l bookmark78 o Current Document 風力發(fā)電機及其風電系統(tǒng)22 HYPERLINK l bookmark80 o Current Document 5. 3.風力發(fā)電中的關(guān)鍵技術(shù)23 HYPERLINK l bookmark82 o Current

37、 Document 5. 3.1.并網(wǎng)技術(shù)的研究和最大風能的捕獲23 HYPERLINK l bookmark84 o Current Document 5.3.2.低電壓穿越的研究24 HYPERLINK l bookmark86 o Current Document 5.4.結(jié)論25.水力發(fā)電技術(shù)基本特征水力發(fā)電技術(shù)是開發(fā)河川或海洋的水能資源，將水能轉(zhuǎn)換為電能的工程技 術(shù)。其原理是利用水體由上游高水位，經(jīng)過水輪機流向下游低水位，以其重力 做功，推動水輪發(fā)電機發(fā)電。水力發(fā)電具有水能是可再生能源；水里發(fā)電是清 潔的電力生產(chǎn)，不排放有害氣體、煙塵和廢渣等污染物；發(fā)電效率高，常規(guī)水 電站水能的利用

38、率在85%左右；可同時完成一次能源開發(fā)和二次能源轉(zhuǎn)換；生 產(chǎn)成本低廉、機組啟停靈活等特點。第2頁共25頁 滿足規(guī)模化應用需求。同時開展產(chǎn)品模塊化、輕量化技術(shù)研究，完善相關(guān)技術(shù) 標準與規(guī)范，推動光伏建筑一體化以及光伏發(fā)電與其他領(lǐng)域綜合利用的規(guī)模化 廣泛應用。4. 3. 5.加強光伏智慧制造與設(shè)備國產(chǎn)化構(gòu)建智慧光伏生產(chǎn)制造體系，提高生產(chǎn)制造能力，開展關(guān)鍵集中攻關(guān)，突 破關(guān)鍵設(shè)備與零部件國產(chǎn)化技術(shù)，解決潛在的生產(chǎn)技術(shù)瓶頸，保障未來光伏核 心產(chǎn)品產(chǎn)能供應。一是提高多晶硅等基礎(chǔ)材料生產(chǎn)、光伏電池及部件制造智能 化水平，提升智能光伏終端產(chǎn)品供給能力；二是自主研發(fā)高質(zhì)量異質(zhì)結(jié)電池用 核心裝備、突破高質(zhì)量制造

39、設(shè)備用分子泵、真空閥門、電源、真空計等真空設(shè) 備標準件、性能檢測設(shè)備等制造技術(shù)；三是突破光伏逆變器用國產(chǎn)功率模塊、 控制器芯片、數(shù)字信號處理器等關(guān)鍵零部件規(guī)模化應用技術(shù)；四是掌握異質(zhì)結(jié) 光伏電池用低溫銀漿、濺射靶材等關(guān)鍵材料制造技術(shù)。4. 3. 6.發(fā)展光伏組件回收處理與再利用技術(shù)針對晶硅光伏組件壽命期后大規(guī)模退役問題，開展光伏組件環(huán)保處理和回 收的關(guān)鍵技術(shù)及裝備研究與示范試驗，實現(xiàn)主要高價值組成材料的可再利用。 針對目前行業(yè)各主流產(chǎn)品類型，開發(fā)基于物理法和化學法的低成本綠色拆解技 術(shù)，掌握高價值組分高效環(huán)保分離的技術(shù)與裝備；開發(fā)新型材料及新結(jié)構(gòu)組件 的環(huán)保處理技術(shù)和實驗平臺；研究組件低損拆解

40、及高價值組分材料高效分離等 關(guān)鍵設(shè)備，實現(xiàn)退役光伏組件中銀、銅等高價值組分的高效回收和再利用。5.風力發(fā)電技術(shù)國外風力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀20世紀8090年代，風力發(fā)電技術(shù)得到了飛速的發(fā)展并且逐漸成熟。風 力發(fā)電憑借它自身的優(yōu)點，已經(jīng)延伸到了電網(wǎng)難以達到的地方，給他們帶來了 很多方便。據(jù)全球風能理事(GWEC)發(fā)布的全球風電市場裝機數(shù)據(jù)顯示，全球風 電產(chǎn)業(yè)2011年新增風電裝機容量達四萬一千兆瓦。這一新增容量使全球累計風 電裝機達到二十三萬八千兆瓦。這一數(shù)據(jù)表明全球累計裝機實現(xiàn)了兩成多的年 增長，新增裝機增長達到6%。到目前為止，全球七十多個國家有商業(yè)運營的風第20頁共25頁 電裝機，其中22個國家的

41、裝機容量超過1GW。據(jù)估計到2030年，歐洲風電裝 機可達三百億瓦，可滿足歐洲百分之二十的電力需求。國內(nèi)風力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀我國風力資源儲量豐富，分布廣泛。陸上可開發(fā)的儲量為2.53億kW,海 上可開發(fā)的儲量為7.5億kW。大規(guī)模、高集中開發(fā)，遠距離和高電壓輸送是我 國風電發(fā)展的重要特征。近年來，我國風電發(fā)展迅猛，2006-2010年風電總裝 機容量從260萬kW增長到4182.7萬kW, 2010年新增風電裝機1600萬kW, 累計裝機容量和新增裝機容量均居世界第一。預計2020年我國風電累計裝機可 以達到2.3億kW。這意味著未來十年中，風電總裝機容量平均每年需新增 1800萬kWo預計每年需

42、新增機組及其配套變流器約9000臺。風電系統(tǒng)的控制技術(shù)風力發(fā)電系統(tǒng)的運行方式有三種：獨立型、并網(wǎng)型和聯(lián)合型。并網(wǎng)型風力 發(fā)電系統(tǒng)由風力機控制器、風力機、傳動裝置、勵磁調(diào)節(jié)器、發(fā)動機、變頻器 和變壓器等組成。風力發(fā)電機組包括風力機、發(fā)電機、變速傳動裝置及相應的控制器等，用 來實現(xiàn)風能與電能的能量轉(zhuǎn)換。風力發(fā)電的關(guān)鍵問題是風力機和發(fā)電機的功率 和速度控制。風電機組中將風能轉(zhuǎn)換成機械能的能量轉(zhuǎn)換裝置是風力機，它由風輪、迎 風裝置和塔架等組成。按結(jié)構(gòu)不同，風力機可分為水平軸式和立軸式兩種；按 功率調(diào)節(jié)方式不同，風力機可分為定槳距失速、變槳距和主動失速3種。第21頁共25頁風電機組中的發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)化

43、為電能，發(fā)電機在并入電網(wǎng)時必須輸出 恒定頻率（一般為50Hz）的電能。按照發(fā)電機轉(zhuǎn)速的不同，發(fā)電機可分為恒速和 變速兩類，其中變速需要通過變頻器來實現(xiàn)。變頻器采用電力電子變流技術(shù)和 控制技術(shù)，將發(fā)電機發(fā)出的頻率變化交流電轉(zhuǎn)換為與電網(wǎng)頻率相同、能與電網(wǎng) 柔性連接的交流電，并且能實現(xiàn)最大風能跟蹤控制。按照拓撲結(jié)構(gòu)的不同，變 頻器可分為交-交型、交-直-交型和矩陣型三種；按照變頻器容量的不同可將變 頻器分為部分容量和全部容量（全額）兩種。變速傳動裝置可將風輪的低轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換 為發(fā)電機的較高轉(zhuǎn)速，按傳動鏈類型將其分為齒輪箱驅(qū)動和直接驅(qū)動兩種，其 中前者包括單級和多級兩種齒輪箱驅(qū)動。2. 2.風力發(fā)電機及其

44、風電系統(tǒng)實現(xiàn)恒速或變速風力發(fā)電系統(tǒng)有許多種方案，所選發(fā)電機的類型主要取決 于風電系統(tǒng)的形式。傳統(tǒng)的恒速/變速風電系統(tǒng)共有四種：基于SCIG的恒速風 電系統(tǒng)、基于WRIG的受限變速風電系統(tǒng)、基于ESC-SCIG的變速風電系統(tǒng)和基 于MMG的變速風電系統(tǒng)?，F(xiàn)代風電系統(tǒng)一般采用變速恒頻技術(shù)，這種技術(shù)通過變流裝置或改造發(fā)電 機結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)?，F(xiàn)代變速恒頻風電系統(tǒng)共有六種：基于SCIG的風電系統(tǒng)、基于 DFIG的風電系統(tǒng)、基于直驅(qū)式EESG的風電系統(tǒng)、基于直驅(qū)式PMSG的風電系 統(tǒng)、基于半直驅(qū)PMSG的風電系統(tǒng)和基于PMBDCG的風電系統(tǒng)。第22頁共25頁近年來，一些具有商業(yè)化潛力的新型風力發(fā)電機及其風力發(fā)

45、電系統(tǒng)不斷涌 現(xiàn)。新型變速恒頻風電系統(tǒng)主要有以下八種：基于SRG的風電系統(tǒng)、基于 BDFIG的風電系統(tǒng)、基于CPG的風電系統(tǒng)、基于HVG的風電系統(tǒng)、基于DWIG 的風電系統(tǒng)、基于TFPMG的風電系統(tǒng)、基于DSPMG的風電系統(tǒng)和基于EVT的 風電系統(tǒng)。風力發(fā)電中的關(guān)鍵技術(shù)并網(wǎng)技術(shù)的研究和最大風能的捕獲并網(wǎng)技術(shù)是通過對全功率電力變換器的控制算法來實現(xiàn)控制目的。并網(wǎng)控 制方面，部分文獻提出了直流側(cè)并網(wǎng)的新方法。在直流電容與DC/AC之間安裝 并網(wǎng)開關(guān)。并網(wǎng)前并網(wǎng)開關(guān)斷開，DC/AC通過限流電阻對電容進行充電，此時 發(fā)電機在風力機的帶動下轉(zhuǎn)速從0上升。當電容充電達到交流電網(wǎng)線電壓幅值 時閉合并網(wǎng)開關(guān)，

46、同步風力發(fā)電機并網(wǎng)。正常情況下，發(fā)電機轉(zhuǎn)速從低到高逐 漸上升，并在某一轉(zhuǎn)速下并入電網(wǎng)。當由于某種原因，發(fā)電機在高轉(zhuǎn)速下脫網(wǎng) 需要重新并網(wǎng)，由于此時電容已經(jīng)充電且直流母線電壓高于網(wǎng)側(cè)交流線電壓幅 值，因此只要將并網(wǎng)開關(guān)閉合就可實現(xiàn)并網(wǎng)。直驅(qū)式永磁同步風力發(fā)電機經(jīng)電 力電子變換器并入電網(wǎng)以后的控制目標是風速小于額定風速時實現(xiàn)最大風能捕 獲，風速超過額定風速時使系統(tǒng)以額定功率輸出。第23頁共25頁最大風能捕獲的目的就是通過適當?shù)目刂?，使風力機轉(zhuǎn)速隨風速變化，始 終沿著最佳功率曲線運行，從而使風能轉(zhuǎn)化最大化。最大風能追蹤可以有變槳 距調(diào)節(jié)，也可以通過調(diào)節(jié)發(fā)電機功率來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速以保持最佳葉尖速比實現(xiàn)。出

47、于可行性、經(jīng)濟性和可靠性的考慮，當前使用的主要是通過控制發(fā)電機輸出功 率以調(diào)節(jié)其電磁功率，進而調(diào)節(jié)發(fā)電機轉(zhuǎn)速。3. 2.低電壓穿越的研究電網(wǎng)電壓跌落時，由于受變流器通流能力的限制，網(wǎng)側(cè)逆變器注入電網(wǎng)功 率減小。而此刻機側(cè)整流器的功率并沒有改變，造成直流側(cè)的過電壓。如果維 持直流側(cè)電壓穩(wěn)定，則必然造成逆變器過電流。過電壓和過電流都將導致電力 電子器件的損壞，為了保護變流器不被損壞，風力發(fā)電機組將在電壓跌落時退 出運行。電網(wǎng)穿透率小時，風力發(fā)電機組在電壓跌落時退出運行還是可以接受 的。第24頁共25頁然而，隨著風力發(fā)電規(guī)模的不斷擴大，若風電機組在電壓跌落時仍然采取被動保護式脫網(wǎng)，則會增加整個系統(tǒng)的

48、恢復難度，甚至使故障更加嚴重，最終 導致系統(tǒng)其他機組全部解列。目前在風力發(fā)電技術(shù)發(fā)展領(lǐng)先的一些國家，如丹 麥、德國等已相繼制定了新的電網(wǎng)運行準則，定量給出了風電系統(tǒng)離網(wǎng)的條件（如 最低電壓跌落深度和跌落持續(xù)時間），只有當電網(wǎng)電壓跌落低于規(guī)定曲線以后才 允許風力機脫網(wǎng)，當電壓在凹陷部分時，發(fā)電機應提供無功功率。這就要求風電 系統(tǒng)具有較強的低電壓穿越能力，能方便地為電網(wǎng)提供無功支持。因此必須研 究低電壓穿越的措施，實現(xiàn)電網(wǎng)電壓跌落時風力發(fā)電機不脫網(wǎng)運行。結(jié)論風電作為我國今后大力重點發(fā)展的3類新能源之一，在今后將具有廣闊的 發(fā)展和應用前景，風力發(fā)電在擺脫對化石能源的過度依賴、緩解中國能源緊 缺、改善

49、生態(tài)環(huán)境和擴大社會效益等方面將做出較大的貢獻。本文對風力發(fā)電 的發(fā)展狀況，如傳統(tǒng)的恒速/變速風電系統(tǒng)、現(xiàn)代變速恒頻風電系統(tǒng)和新型變速 恒頻風電系統(tǒng)進行了簡單介紹。隨著風電技術(shù)的不斷變革以及機組制造工藝的 持續(xù)改進，將來風力發(fā)電的競爭力必定逐漸提升，其發(fā)展前景廣闊。第25頁共25頁1.2.技術(shù)現(xiàn)狀在20世紀70年代，我國建成第一座裝機容量超過1000MW的劉家峽水電 站，80年代建設(shè)的葛洲壩水電站，之后三峽水電站；中國水電建設(shè)規(guī)模從小到 大的不斷擴大發(fā)展。經(jīng)過幾十年的建設(shè)開發(fā)，我國的水電技術(shù)已達到國際水 平。目前，我國在高壩拱壩技術(shù)、大流量高水頭泄洪消能技術(shù)、大型地下洞室 群建設(shè)技術(shù)、復雜地基處

50、理技術(shù)、高邊坡治理、施工導截流、金屬結(jié)構(gòu)與機電 設(shè)備制造，以及抽水蓄能建設(shè)技術(shù)總體達到世界先進水平。對于水力資源較少的地區(qū)，為適應電力系統(tǒng)的調(diào)峰，我國開展抽水蓄能發(fā) 電，并且取得了較大的進步。比如:廣州抽水蓄能電站、江天荒坪抽水蓄能電 站、西藏羊卓雍湖抽水蓄能電站、河北潘家口抽水蓄能電站、山東泰安抽水蓄 能電站等。其中，廣州蓄能水電廠，是目前世界上最大的抽水蓄能電廠，抽水 蓄能電站的總裝機容量達到2400MW；西藏羊卓雍湖抽水蓄能電站是世界上海 拔最高的抽水畜能電站。水電工程施工技術(shù)：在樞紐總體布置和樞紐工程、巨型水輪發(fā)電機組設(shè)計 制造、工程運行和生態(tài)環(huán)境保護、工程管理等方面取得一系列重大技術(shù)

51、突破， 將我國水電工程施工技術(shù)提升到了新高度，實現(xiàn)了 “高峽出平湖”的民族夙 愿，助力中國從水電大國成為水電強國。3.專欄11.案例：長江三峽樞紐工程2019年度國家科學技術(shù)進步獎 特等獎研究比選確定多目標、多功能、多需求的樞紐總體布置方案；大壩采取深 孔、表孔、導流底孔三層孔口相間布置，解決了樞紐高水頭超大泄量泄洪消能 技術(shù)的難題。突破并掌握了巨型水電機組研發(fā)、設(shè)計和制造的核心技術(shù)，攻克了三峽巨 型水電機組水頭變幅大、技術(shù)復雜、尺寸巨大等一系列重大技術(shù)難題。建立了規(guī)模最大和功能最全的水情測報系統(tǒng)，建立了綜合性的三峽工程生 態(tài)與環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。水電開發(fā)生態(tài)環(huán)境保護技術(shù)：辨析了復雜水域交匯區(qū)的動力

52、特征，優(yōu)化了 紊流模型和物質(zhì)輸移模型的模型參數(shù)；系統(tǒng)剖析了水溫、溶解氧的變化機制及第3頁共25頁 其與水動力的雙向耦合關(guān)系，創(chuàng)建了河流-水庫系統(tǒng)的水溫-溶解氧模型；創(chuàng)建 了藻類和微生物的運移和光資源競爭模型，揭示并闡明了復雜水域中藻類和微 生物空間演替的水動力調(diào)控機制；提出并革新了分層取水和運行調(diào)度并行的水 溫調(diào)控技術(shù)，首次創(chuàng)建了控時削峰的溶解氧調(diào)控技術(shù)，協(xié)調(diào)了水電開發(fā)和生態(tài) 保護的關(guān)系。智能化建造關(guān)鍵技術(shù)：高碾壓混凝土重力壩建設(shè)一系列關(guān)鍵技術(shù)取得重大 突破，邁向優(yōu)質(zhì)高效的數(shù)字化建設(shè)新階段；研發(fā)了水利水電工程水泥灌漿智能 控制成套裝備，實現(xiàn)了灌漿全過程數(shù)字化、可視化和動態(tài)優(yōu)化管理。專欄2案例1

53、：數(shù)字化碾壓混凝土壩建設(shè)技術(shù)首次在高碾壓混凝土重力壩壩身表孔采用新型燕尾坎，基于“云、大、 物、移、智”的前沿技術(shù)，創(chuàng)建了高碾壓混凝土壩全壩“全過程全環(huán)節(jié)全要 素”數(shù)字化管控體系；首次提出綜合性、閉環(huán)反饋控制的高度集成的信息化管 控平臺，確保了工程高質(zhì)量建設(shè)；首次在200米級高壩成功建成了升魚機系 統(tǒng)，實現(xiàn)了誘魚、捕魚、運魚、放流的全流程自動化，創(chuàng)新實施了全面陸生生 態(tài)保護和水土保持措施。2.案例2：水泥灌漿智能控制灌漿技術(shù)首次建立了水泥灌漿工藝三區(qū)五階段六參數(shù)聯(lián)動智能控制模型與方法，實 現(xiàn)了水泥灌漿路徑智能尋優(yōu)及全工況一體化智能控制；發(fā)明了集成式智能灌漿 系統(tǒng)，研發(fā)了水泥灌漿智能控制成套裝備

54、，實現(xiàn)了一鍵啟動，智能灌漿；研發(fā) 了集端網(wǎng)云技術(shù)為一體的灌漿管理云平臺系統(tǒng)iGM,實現(xiàn)了復雜環(huán)境峽谷、邊 坡和洞室等灌漿數(shù)據(jù)、灌漿設(shè)備、灌漿成果等在線協(xié)同管理。水電工程滑坡預測和防治關(guān)鍵技術(shù)：以錦屏一級、溪洛渡等一批水電工程 中涉及的重大滑坡為依托，在滑坡演化評價、監(jiān)測預警與治理設(shè)計等方面開展 研究，研究成果達到國際領(lǐng)先水平。第4頁共25頁專欄3案例：重大工程滑坡動態(tài)評價、監(jiān)測預警與治理關(guān)鍵技術(shù)一-2019年度國家科學技術(shù)進步獎二等獎該技術(shù)研發(fā)了滑坡災變模式判識、穩(wěn)定性評價技術(shù)，研發(fā)了滑坡大型原位 原型精細試驗技術(shù)，研發(fā)了滑坡多場動態(tài)關(guān)聯(lián)監(jiān)測與智能預測預警技術(shù)。該技術(shù)提出了滑坡失穩(wěn)-涌浪-堰塞

55、-潰決全災變過程數(shù)值預測仿真技術(shù)，構(gòu) 建了基于多場信息的滑坡動態(tài)評價方法體系。該技術(shù)建立了涉水重大工程邊/滑坡介質(zhì)的力學模型和錨固計算方法，揭示 了重大工程邊/滑坡巖土體演變及其與錨固協(xié)同作用機理。發(fā)展趨勢1.更加注重移民和生態(tài)問題隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展、社會的進步，人們越來越重視可持續(xù)發(fā)展，人口、 資源、環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展成為目前社會發(fā)展的首要課題。而水資源問題則是各國 科學家、社會各界人士和政府領(lǐng)導人廣泛關(guān)注的焦點。但水力發(fā)電工程的建設(shè) 離不開流域規(guī)劃。這就需要我們進行綜合開發(fā)、科學管理，時刻注意把水資 源、國民經(jīng)濟和社會發(fā)展緊密聯(lián)系起來。結(jié)合我國的實際情況，應優(yōu)先開發(fā)具 有防洪抗旱等功能的水電項

56、目。另外，水力發(fā)電建設(shè)的移民問題一直是影響水 電發(fā)展的關(guān)鍵因素。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，移民搬遷的矛盾 更加突出。而單純?yōu)榱说玫桨l(fā)電效益，需要大量移民的水力發(fā)電建設(shè)項目也將 會越來越難實施運行。這就需要我們把這一因素放在關(guān)鍵位置，更多的關(guān)注， 合理安排解決。2.優(yōu)化配置電力資源水力發(fā)電和其他發(fā)電方式相比，具有很好的調(diào)峰能力。這不僅能給電力調(diào) 度帶來方便，同時也能帶來很好的經(jīng)濟效益。相對的，一些庫容量小的水庫電 站的調(diào)節(jié)性能差，也給電網(wǎng)的運行帶來了不小的困難。因此，開發(fā)具有多年調(diào) 節(jié)性能的大中型或特大型水電站，特別是流域開發(fā)的龍頭水電站，能推動水力 發(fā)電的快速發(fā)展，充分發(fā)揮水電的調(diào)峰

57、優(yōu)勢。第5頁共25頁3.階梯開發(fā)建設(shè)水電基地近年來，國家投資建設(shè)了一大批基礎(chǔ)設(shè)施，我們要牢牢抓住這不可多得的 歷史機遇，加速完成項目的前期準備工作，爭取新開工一批水電建設(shè)項目，讓 其成為我國經(jīng)濟發(fā)展的新增長點。我國的水能資源主要分布在西南地區(qū)，但目 前這些地區(qū)的開發(fā)率僅為8%左右。隨著西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施，西電東輸工程 必將激活西部豐富的水力資源，發(fā)揮西部各省的地區(qū)優(yōu)勢，促進我國水電事業(yè) 的發(fā)展。從而改善我國的電力結(jié)構(gòu)，滿足當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展對電力的需求，促進能 源的平衡與優(yōu)化配置。另外還需要繼續(xù)重視小水電的開發(fā)和建設(shè)。小水電建設(shè)大多可采用當?shù)氐?建筑材料，吸收當?shù)貏趧恿韺嵤┙ㄔO(shè)，從而降低建設(shè)費用

58、。并且其設(shè)備易于 標準化，技術(shù)簡易，造價低，工期短，利于我國經(jīng)濟不發(fā)達的山區(qū)和農(nóng)村實現(xiàn) 電氣化。加強我國水電技術(shù)的改造水力發(fā)電的技術(shù)改造主要是針對水輪發(fā)電機組進行增容改造，從而提高發(fā) 電量和發(fā)電效率，保證發(fā)電機組的安全運行。水力發(fā)電的技術(shù)改造具有投資 少，見效快，回報大的優(yōu)點。而電力機組設(shè)備運行的可靠，設(shè)備自動化水平的 提高，調(diào)節(jié)能力的增強，都有利于電力系統(tǒng)的安全，提升經(jīng)濟效益。就目前階 段，我國水力發(fā)電的技術(shù)改造具有很大的潛力。2.生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)1.基本特征生物質(zhì)能的利用主要有直接燃燒、熱化學轉(zhuǎn)換和生物化學轉(zhuǎn)換三種途徑。 生物質(zhì)的直接燃燒在今后相當長的時間內(nèi)仍將是我國生物質(zhì)能利用的主要方

59、式。生物質(zhì)直接燃燒生物質(zhì)的直接燃燒就是通過燃燒生物質(zhì)獲得熱能，它和固化成型技術(shù)的研 究開發(fā)主要是專用燃燒設(shè)備的設(shè)計和生物質(zhì)成型物的應用的開發(fā)?，F(xiàn)已成功開 發(fā)第6頁共25頁的成型技術(shù)可分為三類:內(nèi)壓滾簡顆粒狀成型技術(shù)和設(shè)備（美國開發(fā)研究）、 螺旋擠壓生產(chǎn)棒狀成型物技術(shù)（日本開發(fā)研究）以及活塞式擠壓制的圓柱塊狀成型 技術(shù)（歐洲各國合作開發(fā)研究）。（2）生物質(zhì)氣化生物質(zhì)氣化技術(shù)是將固體生物質(zhì)置于氣化爐內(nèi)加熱，同時通人空氣、氧氣 或水蒸氣，來產(chǎn)生品位較高的可燃氣體。它的特點是氣化率可達70%以上，熱 效率也可達85%。生物質(zhì)氣化生成的可燃氣經(jīng)過處理可用于合成、取暖、發(fā)電 等不同用途。這對于生物質(zhì)原料豐富的偏遠山區(qū)意義