课程目标
(一)知识目标
系统掌握太阳能、风能、水能等主流新能源的发电原理、技术特点及产业发展现状与趋势。深入理解新型电力系统的核心内涵、关键特征及构建的核心目标。
熟悉新型电力系统中源网荷储各环节的技术架构、运行机制,以及新能源并网对电力系统稳定性、安全性的影响与应对策略。
(二)能力目标
能够结合新能源产业数据与技术参数,分析不同新能源品种的开发潜力与应用场景适配性。具备识别新型电力系统运行中关键技术问题的能力,并能提出初步解决方案思路。能够运用专业工具模拟简单新能源并网场景,验证技术方案的可行性。
(三)素养目标
树立“双碳”目标下能源转型的全局意识,理解新能源产业与新型电力系统构建对国家能源安全、生态环保的战略意义。培养创新思维,关注新能源与新型电力系统领域的技术突破与产业变革趋势,激发探索前沿问题的兴趣。
适用对象:能源与动力工程、电气工程及其自动化、新能源科学与工程等相关专业学员
教学方法与手段
理论讲授:采用 PPT 课件结合视频(如新能源电站实拍、技术原理动画),系统讲解核心知识,重点剖析技术原理与产业逻辑。
案例分析:每模块结合1-2个典型案例(如青海绿电基地、深圳 V2G 项目),组织学员讨论案例中的技术方案、经济可行性与政策影响,培养分析能力。
实践教学:通过电力系统侧响应方案设计,将理论知识转化为实践能力,教师现场指导并点评学生成果。
授课时长 1天(每天6小时)
课程内容
模块一:新能源产业总论
1.1 能源转型与 “双碳” 目标
全球能源结构演变趋势。
“碳达峰、碳中和”目标的核心内涵,新能源产业在“双碳”的核心地位与角色。
1.2 新能源产业整体概况
新能源的定义与分类。
全球及中国新能源产业发展现状。
模块二:主流新能源发电技术与产业
2.1 太阳能发电技术与产业
技术原理:光伏发电(晶体硅电池、薄膜电池的光电转换原理)。
核心设备与产业链:光伏发电产业链(硅料-硅片-电池片-组件-逆变器)。
产业发展现状与趋势:全球及中国光伏装机规模、度电成本等前沿技术进展。
2.2 风力发电技术与产业
技术原理:水平轴风机(叶片空气动力学、传动系统、控制系统)、垂直轴风机的特点,陆上风电与海上风电的技术差异(抗台风、防腐、并网难度)。
核心设备与产业链:风机整机制造、关键零部件(叶片、主轴、轴承、电控系统)的国产化进程,海上风电海缆、桩基等配套技术。
产业发展现状与趋势:全球及中国风电装机规模,陆上风电平价上网后的市场格局,海上风电(深远海、漂浮式)的发展潜力与挑战。
2.3 其他新能源技术与产业
水能发电:常规水电(大型水电站的技术特点与生态影响)、小水电(分布式应用优势)、抽水蓄能。
生物质能发电:技术路径(直燃发电、气化发电、垃圾焚烧发电),原料供应与环保争议(如秸秆收集成本、尾气处理),产业小众化发展特征。
模块三:新型电力系统核心认知
3.1 新型电力系统的内涵与特征
传统电力系统的局限:以化石能源(煤电)为主体、电源侧稳定可控、电网侧单向输电、用户侧被动用电的模式缺陷,难以适应高比例新能源接入。
新型电力系统的定义:以新能源为主体、满足经济社会高质量发展用能需求、具有高度安全性、稳定性、灵活性和智能性的电力系统。
3.2 新型电力系统的架构与关键环节
系统架构:电源侧(新能源发电+传统电源调峰)、电网侧(特高压电网 + 配电网+微电网)、负荷侧(可调节负荷、电动汽车)、储能侧(各类储能技术应用)的协同关系。
关键环节功能:电源侧的波动性平抑、电网侧的灵活输电与安全保障、负荷侧的需求响应、储能侧的“削峰填谷”与备用支撑。
3.3 新型电力系统构建的核心挑战
技术挑战:新能源发电的随机性、波动性、间歇性导致的电力平衡难度,电力电子化设备(逆变器)引发的电网稳定性问题(如次同步振荡)。
经济挑战:新能源配套电网(特高压、配电网改造)投资规模大,储能成本高,现有电价机制难以覆盖调峰成本。
管理挑战:多主体(发电企业、电网公司、用户、储能运营商)协同难度大,跨区域电力调度机制需优化,数据共享与安全保障要求高。
模块四:新型电力系统关键技术
4.1 新能源并网与消纳技术
并网技术:新能源发电预测技术(短期 / 超短期预测模型,误差影响因素),低电压穿越、高电压穿越技术(保障电网故障时新能源机组不脱网)。
消纳技术:跨省跨区输电技术(特高压直流 / 交流输电的技术优势,如±800kV 特高压直流工程案例),新能源优先调度机制,“风光储氢”多能互补系统(案例:青海海西多能互补基地)。
4.2 储能技术在新型电力系统中的应用
储能技术分类与特性:电化学储能(锂电池、钠电池、钒液流电池)、机械储能(抽水蓄能、压缩空气储能)、电磁储能(超导储能)的技术参数(容量、功率、充放电效率、寿命)对比。
应用场景:电源侧储能(平抑新能源波动)、电网侧储能(辅助调频、调压)、用户侧储能(峰谷套利、备用电源)。
技术趋势:长时储能技术(如液流电池、压缩空气储能)的研发进展,储能成本下降路径(材料创新、规模化生产)。
4.3 电力系统数字化与智能化技术
智能电网技术:智能传感器(监测电网运行状态)、配电自动化系统(故障自愈)、微电网(离网 / 并网模式切换,适用于偏远地区或工业园区)。
人工智能(AI)应用:AI 在新能源功率预测、电网故障诊断、优化调度中的算法(如神经网络、强化学习)与案例。
模块五:新型电力系统实践与案例分析
5.1 国内新型电力系统试点案例
国内案例:青海 “绿电” 试点:青海海南州新能源基地(光伏 + 风电)与储能、特高压结合,实现 “全清洁能源供电” 时段突破。
广东新型电力系统示范区:依托海上风电、核电,推动用户侧绿电交易与虚拟电厂建设,应对珠三角高负荷需求。
5.2 新能源产业与新型电力系统互动案例
新能源制氢(绿氢)与电力系统:新疆库车绿氢项目(光伏制氢 + 煤化工替代化石能源),绿氢在电力系统 “弃风弃光” 消纳中的作用。
电动汽车(EV)与电网互动(V2G):深圳 V2G 试点项目(电动汽车充电 / 放电参与电网调峰),对负荷侧灵活性提升的贡献。
模块六:新能源产业与新型电力系统发展趋势
6.1 技术发展趋势
新能源发电技术:光伏(钙钛矿 - 晶体硅叠层电池)、风电(深远海漂浮式风机)、氢能(绿氢制备成本下降与储运技术突破)的未来方向。
新型电力系统技术:长时储能技术规模化应用、电网“去中心化”(微电网+分布式能源)、数字技术与电力系统深度融合(5G+AI +区块链在电力交易中的应用)。
6.2 产业发展趋势
新能源产业:产业链整合(如光伏企业向下游电站运营延伸)、全球化布局(中国新能源设备出口与海外项目开发)、与其他产业协同(新能源 + 农业 / 渔业 / 旅游业“光伏 +”模式)。
电力行业:传统电网企业向“综合能源服务商”转型、用户侧参与度提升(分布式能源+储能+绿电消费)、新型市场主体(储能运营商、虚拟电厂运营商)崛起。
授课老师
刘文波 江西科技师范大学理工学院 执行院长(正教授)
常驻地:南昌
邀请老师授课:13439064501 陈助理

