清洁能源发电控制新技术知到智慧树章节测试课后答案2024年秋上海电力大学

清洁能源发电控制新技术知到智慧树章节测试课后答案2024年秋上海电力大学第一章单元测试

说明5类商品能源，___，___，___，___，___。

答案:煤、石油、天然气、电力、核能。说明3类非商品能源，___，___，___。

答案:太阳能、风能、水能。广义化的新能源包含两个方面，___，___。

答案:可再生能源；清洁能源分布式能源的两个重要利用形式，___，___。

答案:分布式发电和分布式热能利用。描述一下我国的能源结构。

答案:我国的能源结构以煤炭为主，同时石油、天然气、水电、核能和可再生能源（如太阳能、风能）也占有一定比例。

第二章单元测试

常用的电气隔离方式有两种，___，___。

答案:0功率器件的保护电路有两种，___、___。

答案:过电压保护，过电流保护。单相全桥SPWM有两种驱动（调制）方式，___，___。

答案:单极性调制，双极性调制。AC-DC变换电路按使用的器件类型可分为3类，___，___，___。

答案:线性电源、开关电源、电池类电源绘出电力二极管的电路图形符号。

答案:```markdown```

第三章单元测试

独立运行的风力发电机主要有3种，___，___，___。

答案:独立运行的风力发电机主要有3种，分别是：直驱式、双馈式、异步式。采用矢量控制技术的双馈异步发电机变速恒频风力发电系统，采用如下4种控制技术：___，___，___，___。

答案:直接转矩控制、磁场定向控制、矢量控制系统、功率解耦控制应用直驱永磁同步风力发电机组的并网拓扑结构主要有以下4种：___，___，___，___。

答案:直接并网控制、矢量控制、直接转矩控制、改进型控制策略写出下述关系的数学描述：风力等级与风速的关系。

答案:无写出下述关系的数学描述：风能密度的一般表达式。

答案:风能密度的一般表达式为：\[P=\frac{1}{2}\rhov^3A\]其中：-\(P\)是风能功率（单位：瓦特，W）；-\(\rho\)是空气密度（单位：千克每立方米，kg/m³）；-\(v\)是风速（单位：米每秒，m/s）；-\(A\)是受风面积（单位：平方米，m²）。

第四章单元测试

晶体硅太阳电池有三种：___、___、___。

答案:0双轴跟踪可分为两种：___、___。

答案:极轴跟踪、赤道轴跟踪。三相光伏阵列并网逆变器根据直流侧电源的两类型式：___、___。

答案:0孤岛效应检测的两种方法：___、___。

答案:电压检测法、频率检测法。绘制典型的光伏发电系统结构图。

答案:抱歉，根据您的要求，我无法直接提供图片。但我可以描述典型的光伏发电系统结构：1.**光伏阵列**：由多个太阳能电池板组成，这些电池板能将太阳光转换为直流电（DC）。2.**汇流箱**：收集各个太阳能电池板产生的电流，汇总后传输到逆变器。3.**直流配电柜**：调节和分配从汇流箱过来的直流电，有时还包括直流电的断路保护功能。4.**逆变器**：将直流电转换为交流电（AC），使之符合电网或家庭用电的需求。5.**交流配电柜**：管理逆变器输出的交流电，包括电压调整、电路保护等功能。6.**并网连接/智能电表**：将转换后的交流电接入公共电网，或直接供给本地负载使用。智能电表用于计量发电量和电网交互电量。7.**监控系统**：监测光伏系统的性能，包括发电量、设备状态等，有时还能远程控制。8.**储能系统（可选）**：包括电池和电池管理系统，用于存储多余的太阳能电力，以便在无阳光时使用。这个流程概括了太阳能光伏发电系统从捕获太阳能到电能使用的整个过程。

第五章单元测试

什么是生物质能？生物质能具有哪些特点？

答案:生物质能是通过植物、动物以及微生物等生物体的有机物转化而来的能源。其特点包括：1.可再生性：生物质能来源于活的或近期活着的生物，可以持续再生，不同于化石燃料的有限性。2.低碳环保：生物质能在生长过程中吸收的二氧化碳与其燃烧时释放的量大致相等，有助于减少温室气体净排放。3.多样性：生物质能来源广泛，包括农作物残余、林木废弃物、畜禽粪便、城市垃圾等。4.改善废物管理：将农业和城市废弃物转化为能源，有助于减少垃圾填埋和环境污染。5.利于农村发展：生物质能项目可促进农村经济，为农户提供额外收入来源和就业机会。6.季节性和地域性限制：生物质能的产生受生物生长周期和地区资源分布影响，存在一定的地域性和季节性差异。请看本题图：

为什么说，当上述两个反应的CO2达到平衡时，将对缓解日趋严重的温室气体效应产生重要的作用？

答案:无生物质能的存在形式：___，___，___，___。

答案:0沼气制取技术属于（）的范畴。

A:其余选项都不对B:生化转换技术C:物化转换技术D:直接燃烧技术

答案:生化转换技术以下选项中，属于生物质可以转化的能源利用形式是（）。

A:汽化B:种植、生产植物油C:裂解D:燃烧

答案:种植、生产植物油；裂解；燃烧生物质固定床燃烧方式的效率比流化床燃烧方式的效率低。（）

A:错B:对

答案:对生物质转化技术有：___，___，___，___。

答案:0试论述下吸式气化炉的工作原理与过程。

答案:下吸式气化炉的工作原理与过程主要包括以下几个步骤：1.**原料准备**：将生物质原料（如木屑、秸秆等）送入气化炉的燃料室。2.**热解**：在缺氧条件下，燃料室底部的生物质原料受热开始热解，分解产生挥发分（气体和液体）及固定碳。3.**气化反应**：随着温度继续升高，产生的挥发分和固定碳与从气化炉底部引入的少量空气（或氧气）发生气化反应，生成一氧化碳、氢气、甲烷等可燃气体，同时伴有少量的二氧化碳、氮气和其他微量气体。4.**气体净化与冷却**：生成的燃气向上流动，通过气化炉的还原层和氧化层，进一步反应以去除有害成分，如通过还原层去除部分杂质和转换气体成分。之后，燃气经过冷却系统，降低其温度并使其中的水分凝结分离，提高燃气质量。5.**燃气收集与利用**：净化和冷却后的燃气被收集起来，作为清洁能源用于发电、供暖或作为化工原料等。下吸式气化炉的特点是气流方向自下而上，有利于灰渣的自动排出，并且可以通过调节进风量来控制燃气的成分，实现更高效的能源转化。试论述沼气的产生原理与过程。

答案:沼气产生的原理与过程主要涉及厌氧消化过程。有机物质在缺氧条件下，由厌氧微生物（包括多种细菌和archaea）分解，产生沼气。具体过程如下：1.**水解阶段**：复杂的有机物如纤维素、淀粉等被水解酶分解成简单的糖类。2.**酸化阶段**：简单的糖类进一步被转化为挥发性脂肪酸（VFA）、醇类、二氧化碳和氢气。这一阶段也产生少量的氨、硫化氢等。3.**产乙酸阶段**：上一阶段产生的挥发性脂肪酸在产乙酸菌的作用下转化为乙酸、二氧化碳和氢气。4.**产甲烷阶段**：最后，产甲烷菌将乙酸、二氧化碳和氢气转化为甲烷（CH₄）和水（H₂O）。这是产生沼气的关键步骤。沼气的主要成分是甲烷（大约50%-70%）和二氧化碳（大约25%-40%），还包含少量的氮气、氢气、硫化氢等其他气体。这一过程不仅处理了有机废弃物，还产生了可再生能源——沼气，具有环保和能源双重效益。生物质气化，是把固体生物质转化为气体燃料。（）

A:错B:对

答案:对

第六章单元测试

什么是分布式能源？分布式能源具有哪些特点？

答案:分布式能源是指分布在用户端或靠近用户端的能源系统，可以就地收集、转换和利用能源（如太阳能、风能、天然气等），以满足局部区域的能源需求，通常与传统大规模集中式供能系统并行运作或作为其补充。其主要特点包括：1.**贴近用户**：分布式能源系统部署在需求侧附近，减少长距离输电损失。2.**灵活性高**：可根据实际需求灵活调整输出，适应性强。3.**多能互补**：常结合多种能源形式，实现高效能源综合利用。4.**环境友好**：通常采用清洁能源，减少污染物排放。5.**提高能源安全**：分散供应，降低对单一能源来源的依赖。6.**强化电网韧性**：在灾难时可独立运行，支持微电网模式。7.**经济性**：减少输配电成本，提升能源利用效率，长期经济效益明显。分布式能源具有哪些利用方式？

答案:分布式能源的利用方式包括：1.**热电联产（CHP,CombinedHeatandPower）**：同时生产电力和可用热能，提高能源综合利用率。2.**分布式发电**：小型或微型发电设备（如太阳能光伏板、风力发电机）在用户附近供电，减少输电损失。3.**微电网**：局部区域内的能源生产和分配系统，可与主电网并网运行，也能独立运作，增强能源供应的灵活性和可靠性。4.**储能系统集成**：结合电池储能或其他储能技术，平衡供需，提高可再生能源的使用效率。5.**电动汽车充电与车辆到电网（V2G）**：电动汽车不仅消耗电能充电，还能在需要时向电网回馈电能。6.**需求侧管理**：通过智能控制系统调整用户侧的能源需求，以匹配供应，优化电网运行。7.**冷热电三联供（CCHP,CombinedCooling,Heating,andPower）**：在热电联产基础上增加制冷功能，实现能源的多元化高效利用。8.**分布式可再生能源**：利用太阳能、风能、生物质能等本地可再生资源进行能源生产。分布式能源的能源转换设备都有哪些？

答案:分布式能源的能源转换设备主要包括：1.**燃料电池**：将化学能直接转换为电能，常见类型有质子交换膜燃料电池、固体氧化物燃料电池等。2.**微型燃气轮机**：通过燃烧气体燃料驱动涡轮旋转产生电能。3.**内燃机/微型内燃机**：利用燃油在内腔燃烧产生的热能推动活塞做功，转化为机械能，进而发电。4.**斯特林发动机**：通过外部加热和冷却循环过程，实现热能到机械能的转换。5.**太阳能光伏系统**：直接将太阳光转换为电能。6.**风力发电机**：利用风力驱动发电机产生电能。7.**生物质气化炉**：将生物质材料转化为可燃气体，再通过发电机转换为电能。8.**地热发电系统**：利用地热能加热流体驱动涡轮发电或直接利用地热蒸汽发电。9.**小型水轮机**：适用于小型河流或水流，将水能转换为电能。10.**能量存储系统**（如蓄电池、超级电容器）：虽然不是直接的能源转换设备，但用于存储过剩能量，在需要时释放，是分布式能源系统中不可或缺的部分。这些设备可根据具体应用场景和资源条件灵活配置，以实现高效、清洁的能源供应。分布式能源系统中的资源利用技术有：___，___，___，___，___，___。

答案:太阳能,风能,生物质能,地热能,水能,燃料电池我国的能源消耗构成（煤炭、石油、天然气、非化石燃料发电）中，占比按照由大到小的顺序，天然气占比排名为（）。

A:第2B:第3C:第4D:第1

答案:第4国际公认的两个具有发展前途、重要的分布式能源利用形式利用形式是（）。

A:燃料电池发电B:微燃机发电C:燃气-蒸汽联合循环发电D:风--光--燃气互补多联产发电

答案:燃料电池发电；微燃机发电空调系统废热回收技术是一种分布式能源资源利用技术。（）

A:对B:错

答案:对燃气轮机联合循环发电的优点有：___，环境保护好}，___，___。

答案:效率高，燃料适应性广，启动速度快。燃气轮机热泵联合循环发电方式的工作原理是什么？

答案:燃气轮机热泵联合循环发电方式结合了燃气轮机发电和热泵技术，其工作原理概括为：燃气轮机燃烧燃料产生高温高压气体驱动涡轮做功，生成电能；排出的废热被热泵系统回收，提升温度后用于供暖或进一步发电，从而提高整个系统的能源利用率。为了利用微型燃机的余热，可以采取哪些措施？

答案:可以采取以下措施利用微型燃机的余热：1.热水加热：将余热用于加热生活用水或工业用水。2.供暖系统：通过热交换器将余热导入建筑物的供暖系统。3.空调系统辅助：利用余热进行吸收式制冷，为建筑物提供冷气。4.工业蒸汽供应：产生蒸汽用于工业生产过程中的加热、烘干等。5.发电增效：采用余热发电技术（如有机朗肯循环ORC），将热能转换为电能。6.农业温室供暖：为农业温室提供加热，促进植物生长。7.热泵提升：增强热泵系统效率，提供更多热量用于不同需求。8.干燥应用：用于农产品、木材、纺织品等的干燥处理。9.化学反应热源：为需要热能的化学反应提供热源。10.地热储能：将余热储存在地下，以备将来使用。氢能是一种理想的新型“含能体能源”。（）

A:错B:对

答案:对微电网是常规电网的微型化设计。（）

A:对B:错

答案:错

第七章单元测试

简述核裂变的原理。

答案:核裂变是指一个重核吸收一个中子后分裂成两个或更多较轻原子核的过程，伴随能量释放。利用核裂变能进行发电的原理是什么？

答案:核裂变能发电的原理是：通过控制核燃料（如铀-235）的链式反应产生热能，将水加热成蒸汽，蒸汽驱动涡轮发电机旋转，从而转换为电能。核聚变能的产生原理是什么？

答案:核聚变能的产生原理是轻核原子（如氢的同位素氘和氚）在极高温度和压力下融合成更重的原子核（如氦），过程中释放出巨大的能量。这种反应类似于恒星（如太阳）内部发生的反应。核能包括___、___、___等。其中主要的核能形式为___和___。

答案:核能包括核裂变、核聚变、放射性衰变等。其中主要的核能形式为核裂变和核聚变。核技术最初是被用于（）目的。

A:农业B:医学C:军事D:工业

答案:军事几种主要的核电堆型是（）。

A:压水堆B:重水堆C:沸水堆D:轻水堆

答案:压水堆；重水堆；沸水堆；轻水堆加压水反应堆的水温能超过300℃。（）

A:对B:错

答案:对核能发电实际是___→___→___→___的能量转换过程。

答案:核能发电实际是核能→热能→机械能→电能的能量转换过程。核反应堆是如何构成的？

答案:核反应堆主要由以下几个部分构成：1.核燃料组件：包含铀燃料棒，用于发生核裂变反应。2.控制棒：用于吸收中子，调节核反应的速率，控制反应堆的功率。3.冷却系统：循环冷却水或其他冷却剂，带走核反应产生的热量，维持安全温度。4.压力容器：容纳燃料组件和控制棒，承受高温高压。5.慢化剂：如轻水、重水等，用于减缓中子速度，提高裂变效率。6.保护壳：坚固的结构，防止放射性物质泄漏。7.蒸汽发生器（在压水堆中）：将冷却剂的热量传递给二次回路产生蒸汽，驱动涡轮发电。8.安全系统：包括紧急停堆系统、冷却应急系统等，确保反应堆安全运行。这些组件共同作用，使核能能够被控制地转换为热能，进而转化为电能或其他形式的能量。试述压水堆的工作过程。

答案:压水堆的工作过程主要包括以下几个步骤：1.**核裂变产生热能**：在反应堆的核心，铀燃料棒内的铀-235原子核吸收慢中子后发生核裂变，释放出大量热能以及更多的中子，这些中子继续撞击其他铀-235原子核，形成链式反应。2.**冷却剂循环**：高压下的轻水（普通水）作为冷却剂，被泵入反应堆压力壳内，环绕燃料组件流动。冷却剂吸收燃料产生的热量。3.**热交换**：被加热的冷却剂随后流入蒸汽发生器，将热量传递给二次侧的水，使其蒸发成蒸汽，而自身温度降低后返回反应堆继续循环。这个过程中，一次侧（主回路）与二次侧（二回路）的水不直接接触，保证了放射性物质不会污染蒸汽。4.**蒸汽驱动涡轮机**：产生的高温高压蒸汽进入涡轮机，推动涡轮机叶片旋转，将热能转化为机械能。5.**发电机发电**：涡轮机与发电机相连，涡轮机的旋转带动发电机转子旋转，通过电磁感应原理产生电能，最后经变压器升压后输送到电网。6.**蒸汽冷凝回水**：经过涡轮机做功后的蒸汽进入冷凝器，被冷却水系统冷却后凝结成液态水，再由给水泵送回蒸汽发生器，完成整个循环。总结来说，压水堆核电站通过控制核裂变链式反应产生的热能，利用冷却剂循环转换为蒸汽的热能，进而驱动涡轮发电机发电。我国目前有哪些核电站？我国核电站的运行情况如何？

答案:我国目前有以下运行中的核电站：1.辽宁大连红沿河核电站2.山东威海石岛湾核电站3.山东海阳核电站4.江苏连云港田湾核电站5.秦山核电基地这些核电站均在正常运行中，为中国提供安全、可靠的核能电力。各核电站持续进行维护与升级，确保符合国家核安全标准及国际原子能机构的安全要求。具体到每座核电站的详细运行状态，包括机组数量、装机容量以及最新安全评估信息，建议查阅国家能源局或相关运营企业的最新公告获取最准确数据。

第八章单元测试

海洋能的表现形式有：___，___，___，___，___。

答案:潮汐能,波浪能,海流能,温差能,盐差能试论述海洋能的来源、储存形式、。

答案:海洋能的来源主要包括：1.**潮汐能**：源自月球和太阳对地球的引力作用，造成海水周期性的涨落产生的动能。2.**波浪能**：由风力在海面上吹拂形成的波浪运动中蕴含的能量。3.**温差能**（海洋热能转换）：利用海洋表层水与深层水之间的温差来产生能量。4.**盐差能**（渗透压能）：海水与淡水之间盐浓度差异产生的渗透压能量。5.**海流能**：利用海洋中稳定流动的水流，如湾流、赤道流等，所携带的动能。储存形式主要是将这些能源通过不同的技术手段转换并储存为电能或其他易于存储和运输的形式：-**机械能储存**：如潮汐能发电站，将潮汐的动能通过涡轮机转换为电能，再通过电池或抽水蓄能等方式储存。-**电化学储存**：将波浪能、海流能等转化的电能储存在电池中，如锂离子电池、钠硫电池等。-**热能储存**：对于温差能，可以将热能储存于特制的介质中，如熔盐、相变材料，以便需要时释放热能进行发电。-**压力势能储存**：盐差能发电可能涉及将渗透过程中的压力势能暂时储存，随后用于发电。这些储存形式旨在提高海洋能的利用效率和可靠性，确保能源供应的稳定性和持续性。试分析海洋能的特点。

答案:0试论述盐差能的产生原理和利用思路。

答案:盐差能的产生原理主要基于不同海水区域之间的盐度差异所引起的渗透压差。具体来说，当两片海域或水域之间的盐度存在差异时，较咸的水会自然地通过渗透作用向较淡的水区域移动，以达到盐分的平衡状态。这种自然流动的动力源于渗透压差，即盐浓度差异所导致的压力差。由于水在渗透过程中需要克服一定的阻力，因此在这个过程中会产生能量。理论上，这种能量可以被收集和转换为电能或其他形式的能量。盐差能的利用思路主要包括以下几个方面：1.**直接转换为电能**：通过设置特定的装置（如盐差电池），利用盐浓度梯度产生的电化学势差直接产生电流。这类装置通常包括两个电解质溶液，其中一个的盐浓度高于另一个。当两者的界面接触时，就会形成电流，从而实现能量的转换。2.**热能利用**：盐差能也可以通过加热或冷却系统间接转化为热能。例如，使用盐差能驱动的热泵系统，可以在低温环境下获取热量，在高温环境下排放热量，从而实现能源的高效利用。3.**机械能转化**：通过利用盐差能驱动的涡轮机或旋转设备，将流体流动的动能转化为机械能，进一步转