光伏前景分析范文

导语：如何才能写好一篇光伏前景分析，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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太阳能是一种取之不尽、用之不竭的自然能源，其能量极大，两秒钟辐射的能量相当于燃烧13×1016t标准煤所产生的全部能量，其释放的能量只有1/60亿到达地球大气的最高层，相当于地球每年产生的2.0934×1018MJ能量，约为发电量5.8×107kWh。太阳辐射是地球上一切自然现象的主要能源，地球表层99.8%的能量来源于太阳。太阳辐射与工农业生产和国民经济建设有密切关系，太阳辐射的时空分布及其变化规律、气候条件对于光热利用系统的成本、价值及经济效益有巨大的影响。笔者通过分析国内太阳辐射分布特征，初步研究光伏水泵系统的经济分析及其环保的效益。

资料来源

根据《中国太阳辐射资料库》总结可知：全国各地太阳能总辐射量与年平均日照当量可以分为五类地XE：

一类地区：宁夏北部、甘肃北部、新疆南部、青海西部、西部，太阳能年辐射量

6680-8400MJ/m2·年，1855-2333kWh/m2·年，年日照时数3200-3300，标准光照下年平均日照时间（时）5.08-6.3；

二类地区：河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、东南部、新疆南部，太阳能年辐射量5852-6680MJ/m2·年，1625-1855kWh/m2·年，年日照时数3000-3200，标准光照下年平均日照时间（时）4.45-5.08；

三类地区：山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、江苏北部、安徽北部、台湾西南部，太阳能年辐射量5016-5852MJ/m2·年，1393-1625kWh/m2·年，年日照时数2200-3000，标准光照下年平均日照时间（时）3.8-4.45；

四类地区：湖南、湖北、广西、江西、浙江、福建北部、广东北部、陕西南部、江苏南部、安徽南部、黑龙江、台湾东北部，太阳能年辐射量4190-5016MJ/m2·年，1163-1393kWh/m2·年，年日照时数1400-2200，标准光照下年平均日照时间（时）3.1-3.8；

五类地区：四川、贵州，太阳能年辐射量3344-4190MJ/m2·年，928-1163kWh/m2·年，年日照时数1000-1400，标准光照下年平均日照时间（时）2.5-3.1；

一、二、三类地区，年日照时数大于2000h，辐射总量高于5000MJ/m2·年，是我国太阳能资源丰富或较丰富的地区，面积较大，约占全国总面积的2/3以上，具有利用太阳能的良好条件，适宜使用光伏发电系统。

结果分析

1 光伏水泵系统介绍

光伏水泵系统又称太阳能水泵系统，主要由光伏发电系统、光伏水泵逆变器和水泵组成。根据水泵的不同大小可以选配相应功率的太阳能电池组件系统。

光伏水泵系统的基本工作原理是：利用太阳能电池将太阳能直接转化为电能，然后通过控制器驱动电机带动水泵运行。

光伏水泵系统利用太阳能作为能源，无需其他能源；日出而作，日落而歇，无需人员值守，工作时间正好满足大部分灌溉时间要求；可选配储能系统来实现夜间工作的要求。

2 光伏水泵系统经济分析

光伏水泵系统均可使用25年以上，以全国辐照度平均值参考，若以使用3kW水泵从浅水河里抽水20年为例，大约全套系统为10万元，使用费用为0元。若同功率水泵使用市电进行带动，20年所耗电量约为18万度，电费按0.55元/度来计算，为9.9万元，基本与光伏水泵系统花费相当。而大部分水泵使用地区市电较为困难，一般使用柴油发电机进行供电，这样的话20年所需的花费将更多，也就是说从光伏水泵系统从经济上来讲比其他方法更加的实惠。

3 光伏水泵系统环保效益

光伏水泵系统在使用中只是利用了太阳能而没有利用任何其他能源，同时没有任何的污染物排放，对环境没有任何的影响；若使用其他方法供电，根据每发3度电需要消耗煤1千克，产生2.5千克碳排放的标准，20年所需18万度电，则总消耗60吨煤，产生150吨碳排放。

结果与讨论

1 中国绝大多数地区的太阳能资源相当丰富，中国又是世界上的农业大国，耕地面积约为18.26亿亩，在许多的省份地区都可以使用光伏水泵系统来代替普通的柴油发电系统，在宁夏、甘肃、新疆、青海等偏远省份，优势更加明显。

2 从经济分析上来说，光伏水泵系统与市电水泵系统的总花费基本持平；相比柴油发电机水泵系统，光伏水泵系统更加具有经济优势。

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在传统资源日渐枯竭与环境污染日益加剧的双重压力下，太阳能光伏发电技术作为清洁可再生的新能源技术，其对人类社会发展的长远战略意义巨大。本文主要分析了我国光伏产业在发展过程中所存在的问题及未来的发展前景，并针对性的提出了相关政策建议。

关键词：光伏；现状；前景；政策

1、前言

我国光伏产业起步较晚，但发展迅速，特别是20世纪末至本世纪初，光伏产业取得了跨越式发展，已形成较为完整的工业生产体系，并在晶硅电池组件等领域具有较强的国际竞争力。但与此同时，在快速发展的背后也存在着诸多问题，对光伏产业的进一步发展形成了诸多障碍。本文对此进行了简要分析，同时对光伏产业未来发展趋势进行了分析预测，并针对性的提出了相关政策建议。

2、我国光伏产业发展中存在的问题

2.1国内市场落后

我国正处于快速发展时期，其工业化和城市化进程正稳步推进，耗能巨大。据亚太能源中心的预测 [1]，2020年，我国交通部门用能比例将增加到16%；同时有专家预测，到2020年前后，我国可能成为全球最大的石油品进口国。与此同时，2011年我国总能耗占全球20%，CO2排放约90亿吨，约为世界总量25%，约为美国和整个欧洲之和。首屈一指的耗能大国，刻不容缓的污染窘境。一切都促使中国将发展清洁性、绝对的安全性、资源的相对广泛性和充足性的太阳能光伏产业提升到战略高度。

在过去的十年里，我国太阳能电池及组件产量稳居世界第一，但在国内市场消费上却是恨铁不成钢。2011年之前 [2]，国内光伏产品安装量一直在生产量的5%以下，而超过95%的产品则只能依赖欧美等国外市场。2011年，国内光伏产品安装量占到生产量的12.7%，首次突破10%，但总体累计安装量也仅有全球5%，相比于我国的年耗能量而言，少之又少。

2.2国内光伏产业整体格局“两头在外”

我国光伏产业虽然发展迅速，但自主核心技术较少，企业自主创新能力较差，如未完全掌握高纯硅提炼技术，致使原料受制于人，随时面临被“釜底抽薪”的危险。另一方面，由于国内市场发展严重滞后，难以支撑起庞大的光伏生产业，2011年之前有超过95%的光伏产品用于出口，国内光伏企业严重依赖国际市场，致使我国光伏产业抵御风险的能力较低，易受到国际金融市场的影响。

90%以上的原材料依赖进口，90%以上的产品依赖出口这种两头在外的现象一直制约着中国光伏产业的发展。近年来，部分相关技术虽有所突破，原材料的一头有所改善，但技术尚不成熟，也未形成一定的竞争力。2011年，国内光伏产品安装量首次突破生产量的10%，但局势依然不容乐观，80%以上的光伏产品还需依靠国际市场，随着欧美日等政府支持光伏产业政策的放缓，国际需求量逐渐下降；并且，2011年以来，美欧先后针对中国光伏产业展开双反调查，致使国内光伏企业屡受打击。因此，开发国内市场势在必行。

3、光伏产业未来发展分析及政策建议

3.1未来发展分析

在技术层面上，光伏发电技术是利用半导体表面的光生伏特效应从而将太阳能转化为电能的技术，光伏发电系统主要由太阳能电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，而其关键技术在于太阳能电池。目前，光伏发电技术应用已非常广泛，上至航空航天领域，下至普通的家用电器，大到兆瓦级发电站，小到普通的市场玩具，光伏发电技术正进驻到人类生产生活的方方面面。

从人类发展角度来讲，能源是经济发展的动力，经济系统采用何种能源结构，是能否实现低碳经济的根本，以往竭泽而渔，以化石能源为核心的经济发展模式不仅难以为继并满足人类的长久发展，也给自然环境带来了深重灾难。只有转变能源发展模式，向太阳能等新能源进军，才是实现我国乃至全人类低碳经济的根本出路，也是实现人类可持续发展的关键和必由

之路 [3]。

相比于传统能源、核能、风能、水能等资源，太阳能光伏发电具有充分的清洁性、绝对的安全性、资源的相对广泛性和充足性、长寿命、免维护性以及潜在的经济性等优点。虽然成本过高依然是制约光伏产业规模化发展的主要因素，但随着技术公关的逐渐突破，成本将进一步降低，进而具有与传统能源相当的发电价格，但在清洁性、安全性及可再生方面却是传统能源望尘莫及的，太阳能等可再生能源也必将逐步完全取代传统能源。

产业政策是产业形成和发展的源动力。美日德意等国际经验表明，国家能源政策和发展战略的支持是光伏产业形成和发展的源动力 [4]。在可预见的短期内，各主要国家光伏激励政策和相关法律的保障仍然是世界光伏产业和市场快速成长的最主要的推动力 [1]；而包括中国在内的广大发展中国家，边远无电地区离网应用为光伏产业的成长提供了潜在市场。

就中国目前的光伏应用市场分析，国内光伏产业市场主要在：通信和工业应用大约占36%；农村和边远地区应用约占51%；光伏并网发电系统约占4%；太阳能商品及其他约占9% [1]。虽然目前光伏产业中，并网发电所占比例较少，但并网光伏发电在整个可再生能源技术中已是增长最快的技术，另据联合国能源机构的调查报告显示 [5]，太阳能光伏―建筑一体化（BIPV）和并网发电将成为21世纪市场的热点，将是21世纪最重要的新兴产业。

3.2政策建议

限于目前的成本因素，光伏产品还不具有与传统化石能源相竞争的实力，因此，必须通过政府鼓励、补贴及相关法律等措施来开拓市场，从而推动光伏产业的发展。借鉴国际经验并结合我国目前的实际情况，现提出以下建议。

3.2.1完善、整合法律法规

我国虽先后通过了《可再生能源法》和《上网电价法》等法律法规，但实施细则有待完善，权责有待明确。应针对不同资源，有针对性的确立相应的电价，并有效推动相应法律法规在全国实施。

3.2.2积极开拓国内市场

随着欧美日等国际上主要光伏市场国家扶持资助政策的减弱，国际市场需求可能将随之放缓；我国尚存在众多的无电区和无电人口，分布式光伏发电市场潜力巨大；并且，西部地区充足的光照条件为光伏产业提供了良好的自然环境，在西部荒漠中建立大规模的光伏电站的市场巨大。这些众多的因素都促使中国积极开拓国内市场，如此以来不仅可以为光伏产业的发展开拓新的广阔的市场，更为我国清洁可再生能源的发展提供了强有力的推动力。

3.2.3注重人才的培养

人才是发展关键，是科技进步强有力的生力军，必须未雨绸缪，积极系统化的培养相关技术及科研人才，为后续大规模开发、推广光伏产品做好基础。同时应建立公平公正，以择优为导向，以奖励为激励政策，形成有利于人才脱颖而出，充分展示能力的选人用人机制，为人才的发展及才能价值的实现创造有利条件。

3.2.4建立健全的产学研一体化机制，提高创新竞争力

通过教育学习储备人才，通过研发推动技术进步，通过技术进步降低成本，通过降低成本开拓市场，从而扩大产业规模。要积极形成以学和研为基础和支撑，以产业为经济转化形式的产学研一体化机制。同时，技术进步永远是核心竞争力所在，必须鼓励技术创新，通过掌握核心技术以提高竞争力。

[参考文献]

[1]李晓刚 冯绍瑞 中国光伏产业发展的技术经济分析[J] 工业技术经济 2007，26（07） 120-123.

[2]赵玉文 中国光伏产业发展现状与前景[C] 第十二届中国光伏会议及国际光伏展 2012.9 1-7.

[3]谷依露 我国太阳能产业发展现状与发展路径研究[J] 开发研究 2011（5）.

[4]耿亚新 周新生 太阳能光伏产业的理论及发展路径[J] 中国软科学 2010（4） 19-28，134.

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[关键词]光伏产业；欧美“双反”调查

[中图分类号]F062.9 [文献标识码]A [文章编号]2095-3283（2012）10-0053-02

作者简介：刘先雨（1968-），男，辽宁对外经贸学院国际商品交易与模拟实验室副教授。

一、引言

随着社会经济的快速发展，资源日益紧缺，世界上许多国家确定了发展以太阳能为主的新能源产业，以应对能源、环境及气候问题。利用太阳能的最佳方式是光伏转换，利用光伏效应使太阳光射到硅材料上产生电流直接发电，以硅材料的应用开发形成的产业链条称之为“光伏产业”。

近年来，我国光伏产业抓住这一历史机遇，在政府的大力扶持下，在制造水平、产业体系、技术研发等方面取得积极进展，国内外市场前景总体看好。但自2008年国际金融危机爆发以来，光伏产业遭遇了需求持续萎缩、供给不断增长的严重挑战，2011年受美国 “双反”调查的影响，我国光伏产品出口形势更加严峻。2012年4月和5月，同比下降幅度均在50%左右，2012年6月美国进口中国太阳能产品总值为9960万美元，同比下降近60%。

二、我国光伏产业发展面临的危机和困境

（一）美欧“双反”的现状及原因分析

2011年10月，7家美国光伏企业向美国商务部和美国国际贸易委员会提出申诉，称中国光伏企业向美国市场非法倾销多晶硅光伏电池，中国政府向国内生产企业提供包括供应链补贴、设置贸易壁垒等非法补贴，要求联邦政府对来自中国的光伏产品征收超过10亿美元的关税。同年11月，美国商务部正式公告，宣布将对中国输美太阳能电池（板）展开反倾销和反补贴“双反“调查，该调查涉及到多达75家的中国光伏企业。同时，国际光伏巨头Solarworld正式向欧盟提交对中国光伏产品反倾销立案调查的申请。对多数中国光伏企业而言，相较于已经失去的美国市场，失去欧洲市场的后果将更加严重。数据显示，2011年中国出口的光伏产品约为358亿美元，近六成以上输往欧盟，欧盟是全球最大的太阳能板消费地区，一旦这个市场的大门关闭，中国光伏出口企业将面临毁灭性打击。

美欧“双反”的根源是贸易保护主义。新能源是全球第三次产业革命的核心，而以光伏和风电为代表的中国新能源产业近年来快速发展，并在国际市场觅得先机。欧美国家相继对中国新能源展开“双反”，从表面上看是一场国际贸易纠纷，但从深层次分析则是在全球第三次工业革命中争夺市场的一场残酷战争。

（二）光伏产业发展现状与困境

近年来，中国光伏产业高速发展，2005年无锡尚德电力集团在美国上市，仅浙江省就有200多家从事光伏产品制造的企业。但2008年国际金融危机爆发以来，光伏产业遭遇了需求持续萎缩、供给不断增长的严重挑战。2011年形势更加急转直下，多晶硅已从2008年的500美元/公斤跌至21美元/公斤～28美元/公斤。目前，该行业库存高企、经营性现金流锐减，面临资金链条紧绷甚至断裂的风险。2012年一季度，包括江西赛维、尚德电力、英利在内的10家境外上市光伏企业全部亏损，总计亏损高达6.12亿美元。

造成这一局面是因为光伏产业虽投入大，但能创造高额GDP且环保节能，符合“经济发展方式转型”的政策要求，从而造成光伏产业的过度发展和各地方政府的过度激励。中国光伏产业迅速崛起，不是因为中国光伏企业的技术如何领先，而是因为中国的污染成本极为低廉，拥有欧美企业难以奢望的成本优势。国内光伏企业普遍采用电弧法用炭还原制取低纯度的工业硅，然后作为工业原料常常以1美元/公斤的极其低廉的价格出口国外，工业技术极为简单却需要消耗大量的电力资源，从生产工业硅到太阳能电池全过程综合电耗约220万千瓦时，同时带来极为严重的环境污染。

（三）面临进入新兴市场的门槛

当前，日本已经正式通过可再生能源激励政策，批准了太阳能补贴政策，将鼓励本国新增至少96亿安装量即320万瓦的光伏以及太阳能，输出量相当于三个核反应堆的发电量。这个政策意味着日本政府将为光伏发电提供每千瓦时42日元的补贴，这个补贴量是德国补贴金额的两倍，是中国补贴金额的三倍之多。面对日本高额的补贴政策，中国光伏企业跃跃欲试，但结果却不尽人意，并非日本无需求，而是中国光伏企业很难进入该市场。尴尬的市场门槛、复杂的操作流程让中国光伏企业无所适从。此外，印度、中东、非洲、南美、澳洲等被行业分析机构看好新兴市场，同样让许多中国企业感到极度困惑。这些新兴市场国家的市场需求、未来潜力、盈利模式、行业标准、产品操作模式等一直困扰着中国一大批光伏企业。

三、我国光伏产业发展的对策建议

（一）国家层面

面对国外“双反”调查，要正面交锋，据理力争，充分利用世贸规则以维护自身权益；要创新机制，对国内产业运行机制进行大力改革，强化光伏企业的市场化地位，争取国际贸易的平等地位；政府应寻找在国际产业链分工中占据主动地位的产业，对欧美国家实行相应制裁，以此缓解光伏产业遭遇“双反”调查的危局；国家应在财政上资助战略性科技研发，以国家的力量研发多元化光伏材料，攻克具有自主知识产权的光伏装备技术，提高转换率，大幅降低成本；改革能源管理体制，发展分布式能源系统，积极推进绿能回购；优化国家产业的区域分布，倡导高耗能产业追随光伏电站的脚步向西部转移。

（二）企业层面

积极布局海外，由于“双反”制裁的仅仅是光伏产业的某个环节，所以在牢牢掌握产业核心的基础上，可以将其制裁的环节转移到第三方国家，或者直接投向美欧国家，进行产业渗透；积极开发日本、澳大利亚、东南亚、中东、非洲、南美等国际新兴太阳能市场，认真研究新兴市场国家的市场规则和操作流程，争取快速进入；积极投资科技，创新产品，保证质量，保持产品在全球的良好信誉。

[参考文献]

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关键词：太阳能电池；数学模型；matlab

1引言

随着经济的发展，人口的增加，化石能源逐步消耗，能源危机问题日益严重。在这样的背景下，太阳能作为一种巨量的可再生能源，引起了人们的重视，各国政府正在逐步推动太阳能光伏发电产业的发展。但是，大多数的光伏发电系统都是基于经验公式进行设计的，为了对整个设计系统进行验证和优化，有必要研究适用于光伏发电系统工程设计应用的仿真模型。由于太阳能电池阵列是光伏发电系统的核心部件，所以在光伏发电系统中，对太阳能电池阵列仿真模型的研究至关重要。太阳能电池技术发展很快，目前比较成熟且广泛应用的是经归类的太阳能电池。在2009年，全球太阳能电池的产量为10231MWP，到2011年预计达到1.5GWP，比2010年增加50%。其中，单晶硅电池占43.86%，多晶硅电池占46.62%，薄膜电池占9.52%。国内外太阳能行业都在围绕提高太阳能电池的光转换效率和降低成本这两大目标开展研究工作。太阳能电池通过串并联组合成光伏阵列使用，但针对单个太阳能电池的模型往往很少，且无法应用于各种仿真和电力工程计算中。目前，多晶硅太阳能电池的实验室效率已超过17%，前景很好[1-2]。本模型以数据参考手册参数为基准，用到了厂商提供的多晶硅太阳能电池标准下的参数[3]。

本文从光伏电池数学模型入手，在MATLAB/Simulink的仿真系统中，建立了一种实用性较强的光伏电池模块仿真模型，该模型忽略了一些次要因素的影响，在不同太阳辐射强度和温度下模拟出太阳电池阵列的输出特性，为光伏系统研究提供了较有用的参考价值。

2 光伏电池特性

硅太阳能电池的特性可用一个等效电路来描述，如图1所示：

图1 太阳能电池等效电路

根据图1中电压与电流的参考方向，得出普遍使用的太阳能电池通用模型[4]：

由于并联电阻Rsh值往往很大，而Rs很小，所以通常在实际应用中，为进一步简化计算，可以不考虑并联电阻Rsh影响，即可以认为Rsh=∞，这时等效的电路图为2所示：

图2 太阳能电池等效电路

I的完整表达式为：

式中：I，V为太阳能电池的输出电流、电压（单位：A，V）；ns，np为光伏阵列串列和并联的电池个数；Iph为太阳能电池光生电流，单位为A；ISC为短路电流，单位为A；q为电子电量（1.6×10-19C）；k为波尔兹曼常数（1.38×10-23J/K）；A为无纲量任意曲线的拟合常数，取值在1～5之间；T为太阳能电池绝对温度（单位：K）；Tref为太阳能电池参考温度（单位：K）；I0为太阳能电池阵列反向饱和电流（单位：A）；Vg是太阳能电池材料带能（单位：eV）；S为光照强度（单位：W/m2）。

3 光伏组件的建模、及仿真

3.1 光伏组件模型的数学表达和模型建立

由于现有硅太阳能电池工程数学模型精度不高，方法不够简化，容易出错的缺点，基于硅太阳能电池的理论数学模型，本文提出一种改进的硅太阳能电池非线性工程简化数学模型。该模型是利用MATLAB/Simulink工具，在光伏电池物理数字模型的基础上，建立的一种简洁光伏电池仿真模型。该模型忽略一些次要因素的影响，根据厂商提供的多晶硅太阳能电池作为参考。下面给出S=1000W/m2，T=25℃测试条件下的4个电气参数，即短路电流Isc=5A、开路电压Voc=440V、最大功率点电流Im=4.57A和最大功率点电压Vm=350V。

首先给出仿真模型的数学表达式为：

式中：Isc，Voc，Im，Vm为4个标准参考技术值；Sref为太阳光强参考值为1000W/m2；Tref为电池参考温度，为25℃；S，T为任意太阳光强和电池温度；S1，T1，C1，C2，D均为中间变量。太阳能电池模型的内部结构如图3所示和I输出模块结构如图4所示[5]。

3.2 仿真曲线及结果

由电池模型得到的仿真曲线，仿真采用变步长（dv=1），在温度T=25℃时，测得光照强度为1000W/m2，800W/m2，600W/m2时的光伏列阵电池I-V，P-V曲线，如图5～7所示：

在光照强度为S=1000W/m2，测得温度分别为10℃，25℃，60℃时的光伏阵列电池I-V，P-V曲线如图8～10所示。

由图5～7可知，在温度不变的情况下，随着光照强度的不断升高，最大功率点也在逐渐增大。由图8～10可知，在光照强度不变的情况下，随着温度的升高，最大功率点在逐渐减小。

仿真结果表明，该模型比完全采用数学建模或用S-function[6]函数建模相比，结构简单，易于操作，只需要相关参数就可以模拟出与实际情况相近的特性曲线。

4 总结

本文的光伏组件的数学模型是在MATLAB/Simulink环境下，利用其数学模型建立了I-V块和P-V的MATLAB仿真模型。经仿真实验结果表明，该模型算法简单，在结构上有了一定的改进，使结构简化，提高了运算速率，对以后继续深入研究光伏系统具有较大的参考价值。■

参考文献

[1]张旭鹏，杨胜文，张金玲.太阳能电池发电应用前景分析[J].21世纪建筑材料，2010（1）：50-52.

[2]施祖铭.太阳能光伏电池的发展[J].新技术新产品，2010（4）：69-73.

[3]赵为.太阳能光伏并网发电系统的研究[D].合肥：合肥工业大学，2003.

[4]杨金孝，朱琳.基于matlab光伏电池模型的研究[J].现代电子技术，2011，34（24）.

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关键词：分布式发电；城市建设；配电网规划；前景

中图分类号：TU984 文献标识码： A

引言

随着我国能源结构的调整，未来分布式能源将在能源综合利用上占有重要地位。分布式发电正是可以高效利用资源、安全的进行发电的方式。然而随着分布式发电的广泛运用和不断的发展过程中，发现分布式发电的弊端就是一旦大量使用分布式发电将会对配电网的结构产生巨大的冲击，并且会改变配电网络之中电流大小方向等等多种因素。在城市建设分布式光伏发电，环保效益突出且市场巨大，本文介绍了目前建设分布式光伏发电项目的优势及具体实施过程遇到的难题，并提出了相关建议。

一、分布式发电对城市配电网规划的影响

1、保证电网运行的安全、经济性

科学合理的配电网规划不仅可以保证电网运行的安全性和经济性，还有利于配电网建设投资效益的充分发挥。分布式电源大多直接布置在配电网中，对含分布式发电的配网系统进行合理的规划和建设，分布式电源在系统负荷高峰期能够转移定量的负荷，提高配网系统能源供应的可靠性和稳定性。

2、提高电网运行的效益

对于含分布式发电的配电网规划，应充分发挥分布式发电的优势，从提高资源配置着手，着重于电源与负荷的合理分配，在满足配网系统安全可靠运行的前提下，减少各用容量的投资建设，使配电网和分布式电源的投资建设成本最小。

3、对继电保护的影响

就目前而言，大多数配电系统均是呈放射状，这种结构能有效的增强过电流保护的经济效益，简化供电系统的运行过程。当我们将分布式电源接入当配电网后，放射状的网络就会形成遍布电源和用户互联的网络体系，潮流也很难顺利的从变电站母线流向各负荷，也就是说，分布式发电对配电网原有的继电保护有着十分密切的影响，主要表现为：当分布式电源发生故障时，整个供电系统的电流很受到很严重的影响，从而是破坏该系统的继电保护装置；分布式电源的数量和种类是决定供电系统处理故障能力的重要因素，如果要提高整个供电系统的公章处理能力，就必须要严格控制开关设备的升级，从而保障整个供电系统电流的充足供给。所以，当配电区域产生较大的分布式电源容量时，我们需要科学的提升该区域断路器的容量，以保障整个供电系统的质量安全。

4、对系统电压的影响

在分布式电源接入配电系统之前，整个系统呈辐射状运行，但是，随着分布式电源的接入，整个供电系统转变为电源网络，从而引发系统的潮流变化，降低电压的稳定性能，危及整个供电系统的安全。随着电力事业的不断发展，配电网络拓扑结构得到了很大的完善，在很大程度上促进了供电系统的质量安全，可是，根据调查研究显示，当前我国很多供电系统所采用的配电网仍然是辐射状结构，从而导致了负荷沿着馈线分布，电压沿着馈线潮流方向降低的运行模式。

5、其他方面的影响

不同的分布式发电对系统运行的经济性、稳定性以及社会效益的影响不同。只有部分文献通过数据分析，比较不同分布式发电的经济效益和社会环境效益。目前有多种分布式电源形式和接入系统方式，国外研究主要针对不同类型分布式电源的经济性、社会效益、设备自身的特点进行比较。而对于从多个分布式电源设备中选择一个具有较好经济性、社会效益性环保性却有较少文献涉及。包含大量分布式发电系统的配电系统的供需平衡问题及实现分布式发电与配电网互联的技术问题都需要作深人地研究。

二、太阳能光伏系统在城市建设中的应用

阳能光伏发电系统在建筑应用的设计原则：合理性、实用性、高可靠性和高性价比（低成本） 。既能保证建筑中光伏系统的长期运行可靠，充分满足用电设备的需要，使系统的配置最合理、最经济，特别是确定使用最少的太阳能电池组件功率和蓄电池的容量，又能使太阳能光伏组件与建筑有机的合为一体，替代部分建筑材料，达到建筑节能的效果。协调整个光伏系统可靠性最大和系统、建筑成本之间的关系，在满足需要保证系统、建筑质量的前提下节约成本投资，达到最好的经济效益。太阳能光伏系统建筑一体化的设计步骤和内容如图所示：

由于建筑上的光伏发电系统的发电量与太阳辐照强度、 地理位置、 所在地区的气候和气象等因素和条件有着至关重要的联系和影响，所以要具体城市依据太阳能数据表来设计。安装在屋顶部分的太阳能结构有，预置钢结构，在钢构件上布置 U 型型材，预置钢构件与 U 型型材可以用螺栓连接或焊接，太阳能光电板组件通过专用卡口与 U 型型材连接固定。系统设计有 3 个阵子，分别输入 3 台并网逆变器，3 台逆变器的输出在配电柜汇流，然后并入电网或提供给耗能设备， 本设计采用了多子阵并入模式， 以使系统的分片管理更加细化。同时系统采用了多种措施进行防雷保护。

三、前景分析、有关建议

1、统筹规划

建议将分布式光伏发电纳入城市规划与建设，统筹规划，合理布局。鼓励体育场馆等公共建筑、工业厂房、商业综合体等按照光伏建筑一体化要求进行设计、建设，在建筑设计阶段就使其满足光伏应用的具体要求，如雪载、风压等，综合利用建筑物表面，合理配置配套设施，有效提升资源利用率。

2、完善配套电网设施建设

加强光伏发电配套电网建设和改造，确保配套电网与光伏发电项目同步建成、同步并网。积极发展和应用融合了先进储能技术、信息技术的微电网和智能电网技术，提高电网系统接纳分布式光伏发电的能力。

3、创新商业模式

城市分布式光伏建设中，往往面临资源过度分散，房屋产权复杂，小型单位或家庭自建还面临投入及维护等难题，需要创新发展模式，例如资源租赁等，建议有关部门及行业协会对新的模式进行指导、规范，在法律、制度等方面保证各方利益。

4、建立融资体系，保证发展

建立合适的投融资体系，为分布式光伏产业提供有力的金融支撑和服务。发挥开发性金融机构的引导作用，创新金融服务，根据分布式光伏发电发展规划制定年度融资计划，合理安排信贷资金规模，积极支持分布式光伏发电建设。针对家庭、小型单位用户提供较为灵活的金融服务，鼓励家庭高效使用屋顶资源。

5、加大政策力度

建议地方政府加强对分布式光伏发电的重视和支持，加大地方政府统筹力度，简化审批程序，做好在政策落地、项目管理、宣传推广等方面的工作，为分布式光伏发电提供良好发展环境。

结束语

根据调查研究显示，分布式发电拥有清洁环保、耗资少、发电方式灵活、可靠性能高等优点，此外，它还可以在整个供电系统发生故障时为重要的用电客户提供充足的电力能源。从上述内容我们可以看出，分布式发电对于目前我国电力事业的不断发展与完善有着十分重要的作用。这就要求相关的电力工作人员在以后的工作中，要不断的总结和积累经验，积极地探寻当前分布式发电系统中存在的问题，并寻求科学、有效的处理方法加以应对，以此提高城市建设的效率。

参考文献

[1]李娜，李永刚，李建文.含分布式电源的配电网扩展规划研究[J].电测与仪表，2014（08）.

篇6

[关键词]新能源产业 太阳能 光伏项目 成本

中图分类号：TK 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）18-0072-01

一、新能源产业的概念

新能源产业主要是由于新能源的发现和应用。它指的是新能源开发利用或正在积极研究的最初阶段，太阳能资源是能够被进行研究和开发的一种新能量。

太阳能光伏产业：太阳能光伏使用实际上是通过光伏效应将太阳能转换成电能，然后对其进行使用。当太阳能电池的表面暴露在阳光下，其中一部分光子就会被一定的硅材料所吸收；光的能量就会被转移到硅原子然后在电压的作用下被传递到外部电路，这时电流会经过外部电路，从而出现一定的输出功率。该方法的本质是光子能量转变成为电能的一种形式。

二、太阳能光伏产业发展现状

1 国外光伏太阳能产业发展现状

发达国家对太阳能光伏产业的发展非常重视，目前我们国家在海外太阳能光伏产业发展势头十分迅猛。 2010年全球光伏发电装机28万千瓦，产能2008年1.53倍，年均增长4870000千瓦，计划到2020年将达到200万千瓦累计装机量，它是我国2008年的10.95倍，而经过未来10年的发展需求，其还会增长为17.2万千瓦。

目前，德国，美国，日本，这三个国家有主要利用太阳能，西班牙正在迅速发展。在2009年德国太阳能装机容量达到3328000千瓦，占全球新增装机容量的47%，是目前世界上最大的太阳能发电市场。

2 我国太阳能光伏产业基本情况

新能源产业发展的总体情况来看，大部分在20世纪末期，新能源利用模式是从70年代开始，并开始在20世纪90年代被正式的进行传播与应用，尽管当前还有一些技术不是十分成熟，但是从市场的扩张速度和发展前景分析，新能源产业仍处于增长态势，并且其还会慢慢进入成熟期，相信在未来几年之中。我们国家也会对再生能源的开发与利用给予充足的关注以及重视。当前我国的可再生能源法已经开始正式颁布，这一法律的颁发为太阳能以及其他可再生能源的开发和利用创造了最为基本的一种法律保障。

中国太阳能资源非常丰富，其自身的储备粮为17000亿吨标准煤。总的来说我国的太阳能资源开发利用潜力非常广阔。中国光伏产业真正获得发展是在上世纪70年代，太阳能电池及组件生产的90年代中期，期间逐年增加。经过30多年的努力，我国太阳能发展已经进到了一个新的发展阶段。

三、实例分析

和地面站相比屋顶光伏电站其自身的优势是使用起来非常灵活。并且其自身容量能够随意的根据用户需求以及屋顶面积去根据装机规模的差异进行确认和选择。我们如果想合理的将太阳能分散，就需要灵活的对闲置屋顶进行使用，这样的一种使用方式在长期投资角度分析其能够获得的经济会更好。尤其是在商业以及工业建筑的屋顶上去建设太阳能电站，其不但能够很好的节约电费的使用，同时还能够节约国家资源。能够使得经济社会的发展朝着更加完美的方式进行融合。但是从光伏电站的角度看，至于如何了解新能源，成本和屋顶太阳能电站的好处是什么？还需要更进一步的进行分析和研究。

本文主要将商业太阳能光伏屋顶予以分析

其会使用到的工具及原料：光伏组件、逆变和输配电、电站建设

具体的安装方法及步骤

1 光伏电站建设成本主要包含以下因素。

2 实际案例说明

由于在屋顶光伏电站的建设，所以土地建设成本也被非常好的进行了节约，通常在湖北省的屋顶太阳能发电站能够节省电能8到12瓦。但是其具体的使用价格还需要进行商议之后进行确认。

这些都是成本屋顶光伏电站建设需求的细节。我们有一个真实的案例来说明支出屋顶光伏电站进一步细节。一个200KW的工商业屋顶，并网之后实际投资列表分析。

3 经济效益

一个200KW商业和工业屋顶进行建设的最终价格为1992800元，几乎是按照10元/瓦的价格计算。这个屋顶每天8：00-17点区间，目前电价1.2元，0.42元补贴，卖的0.478元电价。我们假设光伏电站的电力，这一比例为供自己使用80%和销售的20%的功率比。

节约电费：年发电量X自用比率X（国家补贴+电费价格）

卖电收益：年发电量X卖电比率x（国家补贴+上网电价）

那么，计算结果如下：

节约电费：200000×0.8×（0.42+1.2）=259200元

卖电收益：200000×0.2×（0.42+0.478）=35920元

回收年限：1992800/（259200+35920） =6.7年

经过6？7年收回成本，该系统也可以运行13年，因此这些钱的收益就属于纯收入。而如果能够获得地方省市的补贴，那么其成本回收的速度会更快。

如可以从上面的计算可以看出，光伏电站的用于商业和工业屋顶的屋顶，显著经济效益，如果有地方补贴，光伏屋顶是一个很好的投资项目。

四、成本电价产生的相关影响因素

光伏发电自身的成本能够用下式表示：

cost=Cp（1/Per+Rop+Rloan×Rintr-isub）/Hfp （1）

式（1）是光伏发电电价式的成本（施博士定律）。这表明光伏电站和电力Tcost单元光伏电站CP的安装成本，投资回收期左右，经营费用率和贷款业绩（包括贷款和两个参数贷款利息Rintr Rloan投资的百分比），每年的成本具体关系等效满负荷发电小时HFP。

有了式（l）对于光伏发电成本模型的分析，能够对于当前阶段光伏发电的成本给予简要分析。本分析不考虑电站的其它补贴进行记录，也就是使得式（1）里的isub=O。

1 单位装机成本对电价造成的影响

按照20年的投资回收期，贷款的7%的贷款利率占70%的比重，营业费用2%计算。假设当地年满负荷发电时间HFP= 1500小时。

2 投资回收期针对成本电价产生的影响

假设单位安装成本在12000元/ KW，按照计算的经营费用2%。按照1500小时计算等效满负荷发电时间。在这两种贷款条件，如果全部使用自有资金投资回收期定为25年来，光伏发电目前的成本仅为0.48元/千瓦时。价格已经比很多地区的电网电价低很多。如果我们设定了5年的投资与回收期，那么成本价格就会提升1.76元。因此，投资回收期设置的电价成本产生的影响说也是十分重要的。

在中国发电厂进行投资的回收期一般为15-30岁，而核电多达50年的投资回收期。因此，当按20或25年的投资回收期计算的可行性分析和光伏发电的计算，是比较合理的。贷款条件下70%，如果按0.95元定价，投资回收期为20年，如果价格定0.87元/千瓦时，25年收回投资。

3 运营维护的费用基于光伏发电成本电价产生的影响

假如单位进行装机的成本是12000元/KW，那么参照回收期的20年，贷款的比例应该是70%，贷款的利率为7%，年等效的满负荷发电时间就为1500小时。

运营的费用针对光伏发电的成本电价会产生非常严重的影响。相同的一个电站，假如运营费用被合理的控制在了1%，那么其自身的成本电价就可以变成0.87元/度；可是假如成本被控制在了5%，那么成本的电价就会提升到1.51元/度。所以，针对电站自身的运营以及维护上的成本好需要精细的去进行计算。

结束语

[1]，吴文样，胡莹，刘光旭.西北地区太阳能资源空间项目成本及资源潜力评估[J].自然资源学报，2010，（10）：1738-1749.

篇7

关键词：电力建设行业 走出去

1.电力企业“走出去”的背景和意

我国的电力建设每年的产能要达到1.2亿千瓦以上，在电力设备制造上，我国总的产能每年也达到了1.5亿千瓦以上。而现在连续从2010年、2011年，每年新增电力的容量，基本上在4千万千瓦到5千万千瓦之间，那么在国内形成了超过5千万千瓦以上的产能过剩，就是说，无论从电力施工还是设备制造方面讲，可以说有一半的产能是过剩，在国内电力建设能力过剩的情况下，国内业务呈现经营收益偏低甚至亏损局面。电力企业实力不断提升成为“走出去”的必然。在更广阔的舞台参与竞争，充分利用“两个市场”、“两种资源”，才能进一步提高企业内部管理水平。

1.1我国电力企业规模不断加大，已具备“走出去”的技术、管理和资金实力

在技术方面：发电和电网技术不断发展创新，特高压远距离大容量输电技术、百万千瓦级超临界火力发电机组技术均居于世界领先地位，3MW及以上的直驱永磁风电设备技术、光伏发电设备全产业链生产技术、70万千瓦水电机组技术与世界领先技术同步；电力设备的制造能力占全球主要份额。目前，火电设备占全球市场份额约40%，输变电设备和光伏发电设备均占全球市场份额约30%，风电设备约23%；同时，具有大型水电、火电和核电、各种新能源（风电、太阳能发电、潮汐、风光储输设计）及大型电网的设计、建设、运营经验。随着电力企业不断走出国门，已经初步具备了海外运作的市场基础和经验，培养了一批高端人才。电力企业“走出去”，特别是与周边国家的合作，增加能源供应渠道，有利于国家能源供应、实现互利共赢。同时，还可以促进中国贸易和国际收支平衡，有利于国家外交。同时有利于培育电力跨国公司；扩大电力企业业务空间、规避风险；培养具有国际视野和领导力的优秀人才；对提高电力企业国际影响力、增强国际竞争力有重要意义。

1.2国外电力投资环境改善为“走出去”创造有利时机。

一是世界电力行业投资加大。许多发展中国家经济发展增速，需要大量投资电力等基础设施，而许多发达国家由于电力体制改革后导致投资者投入不足，电力设施已经逐渐老化，需要投入大量资金进行更新改造。二是中国机电设备日益受到欢迎。中国已是仅次于美国和德国的全球第三大出口国。 三是中国设备具有成本优势。较采购西方传统供货商的产品，在我国采购电力所需的材料和设备能够降低10%～30%的成本。 电力企业谋求自身发展是“走出去”的现实需要。电价机制不配套，由于燃料成本持续升高，导致国内电力企业难以维系。我国电力行业的国内净资产收益率（ROE）较许多国家低，火电处于亏损状态，电网也只有1%-2%。而国外电力市场监管及定价透明且合理，为企业带来合理的利润，以保证健康发展。

2.结论

诚然，一边是国内市场趋于饱和，一边是国外一些国家电力匮乏，国别之间不平衡的供电布局，为中国电力企业"走出去"开发国际市场提供了市场商机。因此国家电网公司确立了电力发展国际化战略，为电力公司的国际化发展提供了科学的指引和强有力的思想保障，电力企业的对外工程承包带动了资本的输出、技术的输出、设备材料的输出、人力资源的输出，从而使其上升为国家战略，因此电力建设企业“走出去”是企业发展的必经之路。

参考文献：

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[关键词]家电；电子技术；现状及前景

中图分类号：TG333.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）16-0048-01

随着我国科技水平的不断提升，我国家电产品和家电技术的发展水平都在不断提升。同时随着人们生活水平的提升，人们对于家电产品质量的需求在不断增加。在我国家电技术发展的过程中，电子技术是整体技术的核心，家电电子技术的发展情况会直接影响到家电企业的经济效益和社会效益。但是目前家电电子技术在发展过程中存在着诸多问题，并不能够完全适应家电行业发展的需要，同时也无法满足人们日益增长的需求。由此可见，本文对家电电子技术的发展现状及其发展前景进行分析对于我国家电行业的发展有着重要的价值和意义。

1.家电电子技术概述

1.1 直流家电电子技术概述

直流家电电子技术是目前十分常用的一种家电电子技术形式，这种电子技术是通过直流电力来驱动相应的家电产品。这种家电产品主要适用于采用直流供电的用户。这种技术在发展的过程中采用了一种新的技术形式，该技术被称为“直流调速技术”，这种技术主要被应用在高端的家电产品之中。这种技术在应用的过程中仍然需要将交流电进行整流。目前，直流家电主要应用在运用光伏发电以及风力发电的住户当中，由于自身的技术特点，在发展的过程中通常要配套相应的蓄电池来更好地发挥几点的作用。

1.2 虚拟家电电子技术概述

虚拟家电电子技术是目前在城市中应用最为广泛的家电技术形式，在运用这种技术的过程中能够将用户家中的所有虚拟家电进行统一的控制，进行相应的能量资源整合。在运用虚拟家电电子技术的过程中主要是对家电的开关功能、作业启动功能、作业行为模式以及作业的控制量进行控制，在对这些量进行控制的过程中往往是通过数字信号和模拟信号进行控制。在控制的过程中往往能够达到很好的效果，能够提升家电的安全性和节能性。

1.3 网络家电电子技术概述

网络家电电子技术是目前较为先进的家电电子技术，这种技术的发展主要得力于网络技术和信息技术的发展。通过网络家电电子技术的应用能够在人们的家中构建网络家电、家庭网络、智能家居等先进的家电产品，能够更好地提升人们的生活水平。网络家电电子技术在使用的过程中最主要的是功能实现途径是信息互联，这样能够更好地搜集用户的使用信息，根据用户的使用习惯进行自动化控制和信息反馈。

2.家电电子技术的发展现状

2.1 直流家电电子技术的发展现状分析

直流家电电子技术是通过直流电力来驱动相应的家电产，这种家电产品主要适用于采用直流供电的用户。在用户的住宅中应用直流供电技术最早是由荷兰的电力能源研究中心提出的，这种提议和技术方法通过了多国的认证，在使用的过程中也取得了一定良好的效果，我国对于这种技术的发展给予了高度的重视。目前我国在应用直流家电电子技术的过程中只在部分的设施中使用，在使用的过程中主要应用的有350伏住在家电项目和供电项目，目前在发展的过程中取得了一定的效果。

2.2 虚拟家电电子技术的发展现状分析

近年来，我国在虚拟家电电子技术领域进行了大量的研究，目前我国在使用该技术的过程中主要采用的技术有由国外引进的LonWorks虚拟家电电子技术、Zigbee联盟无线网络传输技术，同时在应用虚拟家电技术的过程中也应用了我国自己研发的“E家佳”家庭网络联盟技术，这种技术在使用的过程中有着良好的使用效果。但是目前这种技术在发展的过程中对于家电的相关控制规范存在着问题，这在一定程度上影响到了家电电子技术的发展，仍然需要在发展的过程中进行研究和解决。

2.3 网络家电电子技术的发展现状分析

网络家电技术是目前较为先进的家电电子技术形式，在我国目前家庭网络还没有完全普及，在这种情况下网络家电在发展的过程中主要是讲家电和因特网相结合。目前我国用户使用的家电主要有两种形式，其一是和音频、视频有关的网络家电、其二是和家庭家电自动控制有关的网络家电。其中前者在发展的过程的市场更大，能够带给用户更好的视听体验，能够更好地为人们所接受。而后者的整体应用范围和市场较为狭窄，往往是在高端住宅中有所使用，因此如何降低其自身门槛，开辟市场已经成为网络家电发展与研究的重要课题。

3.家电电子技术的发展前景分析

3.1 网络家电电子技术发展前景

网络家电及其电子技术是目前家电市场中最热的设备和技术形式，很多家电企业在发展的过程中推出了相应的样板屋，同时有很多高端用户已经开始使用网路家电，整体的使用效果较好，具有较为广阔的市场前景。但是这种技术在发展的过程中会向数字网络信息融合的方向发展，在发展的过程中会在更多的家电中有更好的应用，尤其是在小家电发展的过程中会有更好地应用。在未来家电行业发展的过程中，网络家电及其电子技术会是行业发展的热点，同时也会为家电企业自身带来十分良好的经济效益与社会效益。

3.2 直流家电电子技术发展前景

直流家电及其电子技术在未来发展的过程中的前景十分广泛，这主要是因为在未来社会发展的过程中，人们对于清洁能源的需求在不断增加，人们在使用家电的过程中开始使用光伏发电技术、风力发电技术。在使用这些电力能源的过程中就需要搭配使用直流家电及其电子技术。同时在使用的过程中会搭配相应的蓄电技术来达到更好的应用效果。当然这种技术在发展的过程中需要一定的时间，同时需要相应配套设施的发展与使用，还要解决一些市场准入和行业剪短的问题。这种家电电子技术在未来发展的过程中会有很好的发展前景，值得进行进一步地探索。

3.3 虚拟家电电子技术发展前景

虚拟家电及其电子技术在目前发展的过程中已经被广泛地应用，但是未来发展的市场前景同样十分广阔。运用这种技术能够在一定程度上促进家庭能源、能量和家庭物质资源的结合，在未来发展的过程中家电行业应当依据相应的发展需要来设计丰富多彩的软件，要保证产品能够更好地适应人们生活的需要，同时能够在一定程度上促进家庭人工智能的发展，当然这还需要进行进一步的探索与研究。但是总体来说，虚拟几点电子技术的发展前景较好，值得进行相应的投资，相信在不久的将来能够更好地充实我国的家电市场。

结语：综上所述，在家电行业发展的过程中家电电子技术是整个行业发展的核心，目前我国主流的家电电子技术主要有直流家电电子技术、虚拟家电电子技术、网络家电电子技术。本文在开展研究工作的过程中主要对这三种电子技术的发展现状和发展前景做出了相关分析，不同的家电电子技术在发展的过程中有着自身的特点，同时也有着自身的发展劣势。因此，在研究家电电子技术和促进家电技术发展的过程中应当考虑到多方面的因素，要对不同技术的发展前景有较好的把握，只有这样才能够更好地发挥不同技术的优势，促进家电行业的发展，满足人们对于家电产品的需要。

参考文献：

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关键词：用电信息采集系统；智能插座；电力线载波；抄表；分项计量；负荷识别。

0 引言

用电信息采集系统是坚强智能电网的重要环节，为智能用电服务提供业务支撑[1]，依托各类现场计量采集终端，实现电力用户的“全采集、全覆盖、全费控”，是智能电网用户用电信息重要采集渠道，也是全面实行阶梯电价的技术保障[2-3]。采集成功率是用电信息采集系统的重要考核指标，是其他数据运算和数据服务的基础。目前现场计量采集终端主要通过电力线载波、微功率无线和RS485三种方式进行通信组网，但由于现场工况复杂，实际操作人员阅历不足，仍然存在采集率偏低的问题，据有关机构数据显示，我国华北某省用电信息平均采集率仅为87%，有些区域采集成功率甚至更低，仍需消耗大量人力依靠人工抄表补充[4]，文献[4-9]对用电信息采集系统采集成功率偏低的问题进行了系统的分析，主要归集为环境对通信链路的影响、计量采集终端故障带来的影响、SIM卡损坏或信号覆盖弱、无覆盖或覆盖不稳定造成的通信问题等诸类问题，提出了增加设备消除装置老化和干扰、无线+有线通信结合的方式增加通信可靠性、软件处理进行甄别补遗、增加无线中继或者功率放大器等方法，进而提高采集成功率。但更多的是对原系统的查漏补遗，各类新兴技术没有与传统业务相融合。

1 用电信息采集系统通信技术现状分析

1.1用电信息采集系统通信组网方式

用电信息采集系统架构如图1所示，用电信息采集系统以营销系统主站为核心，省市分别部署工作站。各类集抄终端与前置采集平台间通过光纤专网、230专网无线信道、中压载波专网信道等几种方式进行直接通信。通过GPRS、CADMA1X等无线公网信道的通信方式，需要防火墙进行内外网隔离，保证系统安全。在三种专网的通信方式中，光纤专网的效果最好，无线专网由于受外界环境影响较大，很少采用。而各类集抄终端和终端计量设备之间的本地通信多采用RS485、微功率无线通信及PLC（电力线载波）三种方式，目前电力线载波主要以窄带载波通信为主，正在进行宽带载波通信方式试点和应用推广。

1.2用电信息采集系统现状分析

目前部分地区用电信息采集抄收成功率偏低，给电力系统正常运行带来极大影响。用电信息采集系统采集成功率偏低原因比较复杂，包括接线引起的通讯故障、人为因素造成的影响、环境因素造成的影响及集抄和终端设备故障等多种因素对采集成功率造成的影响[10]。用电信息采集系统采用分层部署，从顶端至终端采用不同链路组网，尤其是终端设备的通信组网方式，采用RS485、微功率无线、电力线载波及多种混合通信模式，各类通信方式存在不同的优缺点，优缺点对比如表1所示。

表1 用电信息采集系统中各类抄表通信方式对比表[11-12]

由于终端数量庞大，安装环境复杂多变，部分依靠无线通信的终端附近信号弱，依靠有线通信的终端环境干扰大或线路损坏，导致总体抄收成功率不高，尤其适用窄带电力线载波通信的计量终端，抄收成功率相对较低。

2 智能家居产品迅猛发展带来的技术更新

2.1智能家居产品发展现状

随着信息技术的迅猛发展对人们生活带来的剧烈变革，让人们看到了智能技术给生活带来的便捷性，智能家居产品呈指数爆发式增长态势，智能家居产品已逐步从家居控制、娱乐延伸到智能楼宇、智能办公等应用场景。在未来几年时间里，其市场的发展前景十分广阔。

智能家居产品仍处于初级阶段，主要以云端服务器为核心，通过路由器或直连的方式，将终端设备连接至云端服务器，通过手机APP客户端实现控制，如图2所示。智能家居系统实现了对于家庭用电设备的监视和操控，使生活更舒适，用电设备使用更便捷。

2.2智能家居产品可能带来的电力变革

在家庭及建筑类能耗中，夏季主要以空调用电为主，空调的大量使用，极大增加了电力负荷。由于用户对于温度调控不合理的空调使用习惯造成了大量能源浪费，应以技术手段引入监管，降低能耗。而冬季，为了减少环境污染，政府在大力推广“以电代煤”，利用电能采暖，从而减少冬季污染物排放。同等的阶梯电价和分时电价对“以电代煤”用户也是不合理的，为了鼓励用户参与“以电代煤”，应合理监控、降低收费。

电力分项计量即是对低压配电柜内各回路进行单独计量，可与随器计量技术相结合，实现更精细化的计量管理。从而利用经济手段，培养用户合理用电习惯。在夏季高峰利用经济手段迫使用户调高空调温度，降低用电负荷。在冬季，通过家居产品进行采暖电器单独计量、单独收费，减少用户电费支出，鼓励用户电采暖，节能减排。

用电器电力负荷识别技术，通过电压、电流、谐波等用电参数分析用电器用电行为，识别电器类型，并提供用电器异常监控，为用电器寿命预估提供技术支撑。电力负荷识别技术为分项计量提供了更高级的技术手段，通过负荷识别实现更精准电器监控，防止瞒报电量及骗取补贴等行为。

随着智能家居产品的快速崛起，产品成本也在急剧下降，智能家居不再是奢侈品，已经走进千家万户。一个小小的插座，即可实现一台电器的智能控制，降低产品待机功耗及不必要的能源浪费。目前已有部分智能家居运营商通过各种投资方获得部分资金，通过峰谷调节对错峰用电用户进行补贴。

3 智能家居产品为用电信息采集系统的补充

3.1智能家居产品在用电信息采集系统中的补充应用

智能家居产品基于家庭公网信道进行信息传输，一般是通过家庭路由器连接公网，网络稳定、带宽高。将PLC（电力线载波）通信技术与智能家居产品相结合，智能家居产品植入PLC通信模块后，利用家庭内部电路与电表通信，采集电表数据，通过公网信道传至前置采集平台。如图3所示。

智能家居产品通过PLC通信采集计量设备信息，是对既有用电信息采集系统的补充实现。由于智能家居产品与家庭或者楼宇内计量设备距离近，除空开外无其它变压器类设备连接，通信链路良好，采集成功率较高。到前置采集平台剔除用电信息采集系统已采数据，对采集未成功数据进行补充，完成用电信息采集系统补缺工作，提升采集成功率。

3.2智能家居产品在用电信息采集系统中的前景分析

随着智能家居产品的快速推广，为分项计量和随器计量提供了环境基础。在下一代用电信息采集系统中可能就不再是使用电表作为入户表进行整体计量，可利用分项计量实现大负荷电器的计量和峰谷调节，利用随器计量实现单一电器精准收费。而这一切随着智能家居产品的推广都变成了可能。

单一电器精准计量是大势所趋，同时也是电力负荷调整的技术基础。家庭电器品种繁多，有些是属于不可调控的，譬如冰箱、洗衣机、电灯等，需硬性使用；有些是属于高负荷但又柔性可控的，譬如空调、热水器、电暖气等，该类负荷很大，但也有很大的柔性负荷调整空间，易于被电网统一调度。而之前由于电器设备并未连网，无法进行统一调度。智能家居为既有的用电信息采集系统提供了补充，为未来的用电信息采集系统实现了向下延伸。

柔性负荷的调控可通过费率手段实现。费率手段包括增高费率、降低费率及节能补贴等多种方式。譬如夏季高峰负荷，就可以调高空调用电费率，规范用户使用习惯，降低能耗；冬季可以降低“以电代煤”家庭电采暖费率，鼓励用户通过电暖气采暖，降低煤排放；也可以通过峰谷，在谷电时鼓励用户用电，给与一定的节能补贴，避免多发电造成的浪费。

在“互联网+”的时代，基于智能家居的采集系统，可以为用电行为分析提供更好数据支撑。基于千家万户的用电信息大数据分析，可以对各种用电问题进行提前告警，譬如根据各年历史数据，分析当年用电高峰及年用电需求量，可以与分布式电力负荷调控系统结合，实现柔性调整，在电网发生意外的情况下，可以有效削减空调、热水器等柔性负荷，减轻电网压力，而又保证基本民生用电。

4 结语

电力系统正在实现逐步放开，售电领域已经允许第三方资本介入，成立售电公司。而在光伏领域，更是鼓励民众利用屋顶光伏发电，电网回收发电电量，有效利用民间资源。所以，电力系统将是一个逐步放开的生态系统，更多的社会资源和新兴技术将被吸纳，在下一代用电信息采集系统中必然会引入更为精准的负控技术和数据分析、挖掘技术。智能家居产品目前已经广泛应用，实现和大多数电器捆绑或者随器计量，为高精度的用电信息采集奠定了基础条件，再与分布式电力调荷系统相结合，必将快速实现能源互联和柔性调整，形成电网与用户互惠互利的新局面。

参考文献：

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[12]李博.基于载波技术的用电信息采集系统应用研究[D].大连：大连理工大学，2014.

作者简介：

刘瑞（1984―），男，硕士，工程师，主要从事用电节能、智能用电等方面的工作。

篇10

[关键词]智能电表；用电系统；电网系统；展望

中图分类号：TM933.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）35-0374-01

当前许多国家都在建设智能电网和推广、使用智能电表。而我国是世界上的人口大国之一，对用电的需求也非常巨大，迫切需要这种新的智能管理系统来对电力资源进行科学有效的管理，平衡电力资源的供需矛盾，确保广大用户的正常生产和生活不受影响。河南省电力公司也于2012年1月召开党组扩大会议和党政联席会议，学习贯彻国家电网公司“两会精神”，着重贯彻落实好建设坚强智能电网，加快河南电网系统的国际化发展步伐，如今已取得很大进步。

1 智能电表概念

所谓智能电表[1]就是其不但具有传统电表的计量用电量的功能，还具有数据互通通信功能、用户端控制功能、双向多种费率计量功能、防窃电功能等多种智能化功能，以便能够适应新能源和适应智能电网的使用。英国、德国、西班牙和法国等西方国家预计在未来10年之内完成智能电表的全面应用。而在国内，随着国家对智能电网建设的重视与推进，相信智能电表的需求也将日益增长。

2 智能电网技术

2.1 智能电网概念及特点

所谓智能电网即是将计算机技术、通信技术、信息技术等与原有的输配电基础设施相融合从而组合成一种高度集成的新型电网。智能电网其特殊性就在于能够对每个电网节点和每位用户进行控制和监视，其电力传输网络是完全自动化的，从而使用户和电厂之间双向流动信息得到了保证。信息技术以及计算机技术的应用能够使智能电网实现信息采集分析、提供实时信息、使分布式计算信息得以实现，从而对负荷分布进行优化，平衡供需矛盾。智能电网具有安全性保障（如果电网出现故障，在此种状态也能使电网的安全供电得以保持）、自愈性（智能电网能够自动对故障进行预测、防御、解析、以及自我修复，从而使供电得以迅速恢复）、兼容性（在智能电网中，可再生能源发电、分布式发电、集中式发电等多种发电途径都可以得到较好的应用）、交互性（智能电网可以使用户和电厂之间的信息双向交流得以实现）、高效性（不断优化的智能电网系统再次促进和提高了电网系统的生产和管理效率）等特点。总之，智能电网在减少电力资源损耗、保障供电可靠性和安全性、提高能源利用率等方面起着重要的作用。

2.2 智能电网技术阐述

智能电网技术主要包含以下几个方面：①储能和发电技术。电力生产、电力输送、电力配送、电力使用等电力生产销售流程中的四个阶段事实上就是转化能源、传输和使用的过程。在发电环节中，由于能量损失较大，因此在智能电网建设中，对多种分布式新能源进行了开发。分布式发电技术[2]包括以下几种：太阳能光伏发电、风力发电、生物质能发电、地热发电、潮汐发电等，分布式储能装置包括以下几种：电磁蓄能、机械蓄能、超导蓄能、蓄电池储能等。②输配电技术。智能电网中的输配电技术可以使电力在传输途中的损耗有效降低，主要有高温超导输电技术和特高压输电技术。在特定温度下，导体具有零电阻特性，高温超导技术正是利用这点使电力传输的低损耗得以实现。特高压输电技术又有直流特高压输电技术和交流特高压输电技术两种。③智能变电站技术。它是由各种集成、节能、可靠、先进的设备组成，将先进的网络通信技术融合了进来，使信息采集和测量等工作得以自动完成，自动转换不同电压等级，从而使电能在传输途中的损耗得以有效降低。④通信技术。智能电网运用通信技术建成了生产管理平台，能够整合分析各种信息，从而使得大范围资源配置优化、大规模输电优化和远距离输电优化得以实现。

3 智能电表在智能用电系统的重要性及发展展望

3.1 智能电表在智能用电系统的重要性

智能电表在智能用电系统的重要性主要体现在以下几个方面：①对新能源用电秩序进行优化。在智能用电系统中应用智能电表，能够使相关测量工作更加安全、智能，使测量所得数据更可靠、及时和准确，保障了智能用电系统的正常运行。智能电表能够优化调度新能源，比如让用户能够优先使用太阳能、风电等能源。②智能传递故障信息。智能电表的计量系统能够实时有效地监控电能计量，一旦故障发生，就能自动向智能用电系统传达这一信息，而智能用电系统收到信息后就利用其智能分析指挥系统和数字化信息网络自动对故障进行分析，从而使得智能用电系统的防御性和互动性提高。③对分布式能源的配置进行优化。[3]在智能用电系统中应用智能电表，能够对分布式能源的配置进行优化，由于在整个电网系统中遍布着各个智能电表，电网系统就能够利用这些智能电表反馈回来的用电信息进行相应的调度管理，从而不断优化分布式能源的配置，以此使得能源利用效率以及电网正常运行的可靠性、安全性得到提高与保障。④提高电网运行可靠性和安全性。与传统电表相比，智能电表拥有更强的可靠性和安全性。由于其内部设置有专用的安全加密模块，能够使得智能电表信息的传输和储存的安全得以保障。智能电表主要是利用数字通信技术来传输信息，因此具有信息传输准确、传输快和抗干扰能力强等特点，使得智能电表信息计量的一体化、实时化得到了进一步的促进，弥补了传统电表的计量监察数据传输慢、容量小等问题，使得整个电网的计量监察水平得到了进一步提高。⑤检测非法用电。由于电线的普及，很多不法分子趁机非法用电，不仅在社会上造成了非常不好的影响，还给国家的经济带来了损失。而公安机关对这方面的打击力度存在发现难、打击难等问题。而智能电表的运用，就可以对用户的用电信息进行监督，一旦智能电表反馈回异常用电信息，就可以自动对其进行断电，从而为电力公司挽回经济损失。

3.2 智能电表的发展展望

在2009年到2010年期间，国家电网公司在智能电网的第一阶段项目建设中，就累计投入了大约91亿元用于电表采集系统和智能电表的建设与普及。根据有关资料统计，我国智能电表用户在2015年将可能超过1.4亿户，覆盖率将超过4/5，预计在2020年，我国的智能电表用户的覆盖率将达到全员覆盖。[4]截至目前位置，我国已有大约600家生产厂商生产智能电表，已经逐渐形成了一定的生产规模，促进了上下游产业的产生和发展，可以预见，智能电表在未来电子科技技术进步的促进下，其性能将会有更大的提升，在智能用电系统中一定会拥有更好的应用和发展前景。

4 结论

伴随持续发展的社会经济，将会呈现用电的需求持续增长的趋势，造成电力资源的供需矛盾日渐突出，这就对电力系统的管理提出了更高的要求。电力资源是否正常供应，直接影响广大用户的正常生产和生活，关乎其切身利益。只有提高电网的管理水平，才能加强电力资源需求管理。而智能电表作为一种新的智能技术，拥有传统电表不具备的更多优势，适应了智能电网和新能源使用的发展，对促进电力资源优化管理，对促进电网的现代化建设和互动化、自动化、信息化的实现具有非常重要的作用，必将拥有广阔的发展前景。

参考文献

[1] 康琰，李洁.智能电表在智能电网中的作用与应用前景分析.技术与市场，2015，（08）：190-191.

[2] 王晓霞.智能电表在智能电网中的应用分析.通讯世界，2015（01）：164-165.