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《新能源转换与控制技术》复习题（研2014级）

一、基本概念题

（1）什么是一次能源？什么是二次能源？两者的区别是什么？

一次能源（Primaryenergy）是指自然界中以原有形式存在的、未经加工转换的能量资源。又称天然能源。包括化石燃料（如原煤、原油、天然气等）、核燃料、生物质能、水能、风能、太阳能、地热能、海洋能、潮汐能等。一次能源又分为可再生能源和不可再生能源，前者指能够重复产生的天然能源，如太阳能、风能、水能、生物质能等，这些能源均来自太阳，可以重复产生；后者用一点少一点，主要是各类化石燃料、核燃料。20世纪70年代出现能源危机以来，各国都重视非再生能源的节约，并加速对再生能源的研究与开发。

二次能源是指由一次能源经过加工转换以后得到的能源，包括电能、汽油、柴油、液化石油气，氢能等。二次能源又可以分为“过程性能源”和“合能体能源”，电能就是应用最广的过程性能源，而汽油和柴油是目前应用最广的合能体能源。二次能源亦可解释为自一次能源中，所再被使用的能源，例如将煤燃烧产生蒸气能推动发电机，所产生的电能即可称为二次能源。或者电能被利用後，经由电风扇，再转化成风能，这时风能亦可称为二次能源，二次能源与一次能源间必定有一定程度的损耗。

区别：

（2）风力异步发电机组的并网方式有哪几种？试作详细简述。

风力异步发电机组的并网方式主要有三种：直接并网、降压并网和通过晶闸管软并网。

1、直接并网

风力异步发电机组的直接并网的条件有两条：一是发电机转子的转向与旋转磁场的方向一致，即发电机的相序与电网的相序相同；二是发电机的转速尽可能接近于同步转速。其中第一条必须严格遵守，否则并网后，发电机将处于电磁制动状态，在接线时应调整好相序。第二条的要求不是很严格，但并网时发电机的转速与同步转速之间的误差越小，并网时产生的冲击电流越小，衰减的时间越短。

风力异步发电机组直接并网的电路如图3－63所示，当风力机在风的驱动下起动后，通过增速齿轮将异步发电机的转子带到同步转速附近（一般为98%～100%）时，测速装置给出自动并网信号，通过自动空气开关完成合闸并网过程。

2、降压并网是在发电机与电网之间串接电阻或电抗器或者接入自耦变压器，以降低并网时的冲击电流和电网电压下降的幅度，发电机稳定运行时，将接入的电阻等元件迅速从线路中切除，以免消耗功率。这种并网方式的经济性较差，适用于百千瓦级以上，容量较大的机组。

3、晶闸管软并网是在异步发电机的定子和电网之间通过每相串入一只双向晶闸管，通过控制晶闸管的导通角来控制并网时的冲击电流，从而得到一个平滑的并网暂态过程，如图3－64所示。

（3）详细简述能源的分类。

按来源分为3类：地球本身蕴藏的能量通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源。

①来自地球外部天体的能源（主要是太阳能）。

②地球本身蕴藏的能量。如原子核能、地热能等。

③地球和其他天体相互作用而产生的能量。如潮汐能。

按能源的基本形态分类，有一次能源和二次能源。前者即天然能源，指在自然界现成存在的能源，如煤炭、石油、天然气、水能等。后者指由一次能源加工转换而成的能源产品，如电力、煤气、蒸汽及各种石油制品等。

一次能源又分为可再生能源（水能、风能及生物质能）和非再生能源（煤炭、石油、天然气、油页岩等）。

二次能源则是指由一次能源直接或间接转换成其他种类和形式的能量资源，例如：电力、煤气、汽油、柴油、焦炭、洁净煤、激光和沼气等能源都属于二次能源。

（4）简述新能源及主要特征。

新能源是指传统能源之外的各种能源形式。它的各种形式都是直接或者间接地来自于太阳或地球内部伸出所产生的热能。包括了太阳能、风能、生物质能、地热能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量。

联合国开发计划署（UNDP）把新能源分为以下三大类：

①大中型水电；

②新可再生能源，包括小水电、太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能；

③穿透生物质能。

太阳能

（1）取之不尽，用之不竭。（2）在转换过程中不会产生危及环境的污染。（3）资源遍及全球，可以分散地、区域性地开采。（4）光伏发电是间歇性的。（5）光伏发电是静态运行。（6）光伏系统模块化。

核能

特点：辐射大,利用率高,对技术要求高；

核能的利用存在的主要问题：（1）资源利用率低；

（2）反应后产生的核废料成为危害生物圈的潜在因素；

（3）反应堆的安全问题尚需不断监控及改进；

（4）核不扩散要求的约束；

（5）投资费用仍然比常规能源发电高；

海洋能

洋能指蕴藏于海水中的各种可再生能源，包括潮汐能、波浪能、海流能。

在海洋总水体中的蕴藏量巨大。（2）它具有可再生性。（3）海洋能有较稳定与不稳定能源之分。