史立山简历(史立山北京)

广西恭城瑶族自治县解决农村生活能源问题方法摘    要：解决农村生活能源问题是防止生态恶化和实现经济社会可持续发展的有效措施。以国内生态能源的典型地区——广西恭城瑶族自治县为研究对象，运用层次分析法和德尔菲法构建了广西农村生活能源供给模式的价值层次结构模型。研究发现，伴随农村生活能源供给模式的演进，实物价值量将逐渐减少，而生态服务价值量和社会经济价值量将逐渐增加；农村生活能源供给模式的演进将向着更清洁、简便、高效率的专业的方向发展；专业化的农村生活能源供给模式将带来更多的社会经济价值。2021年4月，习近平总书记在广西视察期间指出，“建立健全绿色低碳循环发展的经济体系，推动经济社会发展全面绿色转型”，勉励广西要在推动绿色发展上迈出新步伐。受制于地域特征和人口结构等因素，广西农村生活能源供给模式对经济社会可持续发展影响巨大。从地域特征来看，广西属于我国滇桂黔石漠化集中连片区，具有边疆、山区、库区、多民族、石漠化等特点，生态环境脆弱，石漠化现象严重。从人口结构来看，据第七次全国人口普查数据显示，2020年广西有2 295.58万人生活在农村，占比达45.8%，远高于全国同期农村人口占比。从农村生活能源模式来看，梁育填（2012）研究发现广西农村生活能源消费以薪柴和煤炭为主，获取能源的劳动支出很大。这种传统的从自然界获取薪柴的模式，使农民越来越贫困、山地越来越贫瘠，进一步加剧了当地石漠化现象。广西农村生活能源供给模式转型迫在眉睫。把握广西农村生活能源供给模式的演进规律是实现绿色转型的基础与前提。在我国经济社会全面绿色转型的背景下，深入开展广西农村生活能源供给模式演进问题的研究，具有重要的理论和现实意义。1 国内外研究现状1.1 关于农村生活能源供给模式的研究农村生活能源供给模式大致经历了依赖自然界提供的传统供给模式、单户生产的农村生活能源供给模式和专业生产的农村生活能源供给模式3个阶段。第一，依赖自然界提供的传统供给模式，其特点是短缺、浪费和污染重。薪柴、秸秆和畜粪是我国改革开放初期农村最主要的生活用能源。20世纪80年代，我国农村生活用秸秆供给缺口高达3.7亿t,1亿多农民每年有3～5个月缺少生活燃料。1987年我国农村生活能源中，薪柴、秸秆和畜粪占84%，其中薪柴占农村非商品能源的46%。2000年我国农村生活用能源中，薪柴和秸秆占比仍高达57%。该类能源完全依赖自然界提供，薪炭林和农作物的生长速度赶不上人类的砍伐速度，能源供给严重不足。数据显示，薪柴的使用造成每年1.4亿m3森林资源被烧掉，相当于森林面积以2.53 hm2/min的速度减少。第二，单户生产的农村生活能源供给模式，其特点是基本够用、成本高、维护差。自建沼气池和庭院经济成为单户生产农村生活能源的主要形式。20世纪90年代初，单户生产农村生活能源的技术逐渐成熟。刘广运（1997）指出，1990年广西恭城已形成了以沼气池为核心的庭院经济格局，至1996年已建成沼气池3.03万座。Brijesh Mainali(2014）利用ESI法，选取了13个指标对中国等6个发展中国家1990—2010年农村家庭能源进行评估，发现中国农村能源可持续发展状况不断改善，这种改善主要来源于清洁高效的炊事能源。第三，专业生产的农村生活能源供给模式，其特点是足量供应、管理专业。专业户承包生产和管理维护社会化是专业生产的农村生活能源供给模式的主要形式。国家能源局新能源和可再生能源司副司长史立山（2011）指出，农村生活能源的发展必须走专业化、产业化的道路，农村生活能源管理要建成以专业化投资公司、专业化服务公司为主的系统，着力培育生物质能产业的管理公司。王波（2013）指出，随着规模化养殖的发展，今后应将大中型沼气项目作为农村沼气项目发展的重点。

不同失磁情况下，贯流式水轮发电机电磁与转速参数的变化贯流式水轮发电机是低水头大流量水电厂的主力发电机组，其安全稳定运行对于维持电网的平衡具有重要意义。考虑到贯流式水轮发电机的机械结构狭长，转动惯量比立式机相对较小同时存在水锤效应，故其发生失磁故障造成的危害可能会更大。因此对失磁故障后水轮发电机电磁与转速参数的分析是十分有必要的。失磁对电流波形的影响分析电机在出现失磁故障发生后，电流的变化趋势可以结合定转子导磁材料的性质与失磁程度进行研究，因此本节针对铁芯材料的线性与非线性和不同的失磁程度对电流的变化规律进行研究。通过分析相关电流数据得到在不同的失磁故障下电机中定子相电流的变化趋势。从电流变化趋势可以看出，定子相电流在不同失磁状态下变化趋势相似。因此本节在讨论电流波形变化时，为避免重复数据较多，仅选取两种失磁程度作为例子进行分析。选取了电机在发生失磁故障程度为100%和20%进行分析。根据以上线性与非线性导磁材料及电机处于不同失磁程度的电流波形信息，可以看出发电机在出现失磁故障后定子电流不管是在线性导磁材料还是非线性导磁材料下，其定子电流都呈现明显增大的趋势，且三相电流波形变化趋势相似。造成此现象的原因可能是：在水轮发电机出现失磁故障后，电机定转子之间的因为电磁转矩的减小，从而导致电机从同步运行状态进入到了异步运行状态。此时，定转子之间存在了较大的转差，从而导致转子上阻尼绕组的电流剧增。由于电流的增大，导致阻尼绕组产生的附加磁场也剧增。根据楞次定律，定子电流也将剧增失磁对水轮机转矩及转速的影响及分析发电机的电磁转矩与转速是电机内部物理参数中最为基本的两个参数，在分析他们的变化规律时。选择发电机在采用不同导磁材料下的的失磁程度为100%、60%、40%、20%的情况进行分析。转矩影响及分析结合电机定转子材料与失磁程度得到发电机电磁转矩的变化规律，可以看出电机电磁转矩在不同的失磁情况下其最值呈现出一定的规律：其最值随着失磁程度的增加，而电磁转矩逐渐减小。造成此变化规律的原因可能是因为电机在失磁故障后励磁电流减小，发电机的转子的励磁磁通因励磁电流的减小从而呈现类似指数规律的减少。根据感应电动势与磁通的关系，此时Eq也随之下降，发电机的电磁功率也随Eq的减小而减小。通过电机学中对凸极同步发电机的推导公式，电机的电磁转矩与功率成正比。转速影响及分析发电机的转速一般分析的是发电机主轴上的旋转速度，在再不考虑变速箱时，主轴转速就是转子上的速度。失磁故障后发电机转速的变化趋势可以得出如下结论（1）电机材料不管是在线性与非线性材料情况下电机转速都处于一直上升的趋势，从电机的设计单中可以查知该发电机在稳定运行时的转速为136.4r/min，飞逸转速为400r/min。但是在失磁故障发生后，定转子材料为非线性时，此时电机转子转速在9s后达到630r/min左右，为额定转速的4.61倍，飞逸转速的1.57倍而线性材料的电机转速为650r/min左右，为额定转速的4.76倍，飞逸转速的1.63倍。（2）不管是电机处于何种程度的失磁状况下，电机的转子转速的上升趋势是相同的，在失磁9s得到的转速相差不大，造成该现象的原因可以从两个方面来分析：其一，电机为低水头电厂的机组，其结构狭长，且额定容量较小，转动惯量相对常规同容量的立式机组较小。同时考虑水轮机的调速器不够灵敏，动作时间较长，导致电机的机械功率与电磁功率还未达到平衡时就超速。电磁转矩的变化情况可以看出，电磁转矩在运行一段时间后进入一个相对稳定的变化范围内，此时电磁转矩在一个周期内的有效值很小，同时考虑到在发电机中电磁转矩为阻转矩，此时电磁转矩很小时，对电机转速的抑制作用减弱。因此电机在不同失磁情况下的转速上升趋势近似相同。通过上述对电机转速的分析，往往会很快进入到严重超速的状态，对电机的稳定运行造成极为严重的危害。参考文献：[1]李菊根,史立山.我国水力资源概况[J].水力发电,2006(01):3-7.[2]发电机励磁系统事故分析及其预防措施[J].电网技术,1983(01):1-11.[3]范镇南,韩力,廖勇,董秀成,王军.贯流式水轮发电机空载电压波形畸变与阻尼条损耗发热抑制[J].电机与控制学报,2016,20(04):17-26.[4]黄张翔.特殊磁极偏移结构对灯泡贯流式水轮发电机运行安全影响研究[D].四川师范大学,2020.[5]张建涛,胡刚.汽轮发电机失磁异步运行仿真分析[J].上海大中型电机,2014(04):35-38.#史立山简介#

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