中国牛肉未来需求分析

中国牛肉未来需求分析（精选5篇）

中国牛肉未来需求分析 篇1

影响一国私人乘用车需求规模的两个基本要素是:该国的人口总量和国民的富裕程度。在其他因素保持一致的情况下, 人口总量大的国家销售的汽车会比人口总量小的国家更多。类似的, 在所有其他因素都相等的情况下, 富裕的国家会比穷的国家卖出更多的汽车。本文所要研究的是, 在24个发展中国家世界里, 如何借用人口总量和国民富裕程度来预测这些国家未来的汽车需求规模。通过收集到的24个发展中国家2006年的相关数据, 本文建立了汽车需求量的预测模型, 并从该模型中获取了对预测值的修正方法。借助建立的模型和修正方法, 我们分别预测了这24个发展中国家2014年和2020年的汽车销量。

模型的实证分析及检验

1 指标的选取与说明

引入模型中的24个样本国家

模型中分析的24个发展中国家包括:阿尔及利亚, 阿根廷, 巴西, 中国, 智利, 哥伦比亚, 埃及, 匈牙利, 印度, 印度尼西亚, 伊朗, 马来西亚, 墨西哥, 秘鲁, 菲律宾, 波兰, 罗马尼亚, 俄罗斯, 南非, 泰国, 土耳其, 乌克兰, 委内瑞拉和越南。

选取的这24个国家在2006年的时候, 均满足以下两个标准:

(1) 不在2007年世界银行公布的60个高收入国家范围内。

(2) 按照2006年购买力平价统计计算的人均GDP不低于2500美元 (World Bank, 2007) 。因此, 本文在选取发展中国家时除了参照均富国际会计师事务所在2008年发布的《国际商业报告2008》中对世界新兴市场的选取标准外 (Grant Thornton, 2008) , 我们还同时增加了最低人均GDP标准。

最终, 我们选取的国家包括了“金砖四国”中国、巴西、俄罗斯和印度 (Wilson and Purushothaman, 2003) , 同时还有近年来新兴的“Next Eleven (N11) ”中的9个国家 (O’Neill, Wilson, Purushothaman, and Stupnytska, 2005) 。 (N11中, 剩下的两个国家孟加拉国和尼日利亚由于没有满足最低人均GDP标准, 故没被选入模型中)

变量的选取

(1) 2006年乘用车的销量。

(2) 2006年的人口总数以及预测的2014年和2020年的人口总数 (人口总量数据均来源于美国人口普查局U.S. Census Bureau网站) 。

(3) 国民的富裕程度 (该变量由经过购买力平价法调整的GDP即GDP purchasing power parity来衡量) 。2006年的数据来源于世界银行 (World Bank) , 2014年和2020年的数据是在2006年的基础上按照Grant Thornton (2008) 预测的各国2008到2014年的平均GDP增长率计算得出的。

2 建立预测模型

Y=β0+β1X1+β2X2+μ其中Y为乘用车的销量, β0、β1、β2分别为回归常数和偏回归系数, μ为随机误差项, X1、X2分别为人口总数 (百万) 和GDP (PPP) (十亿美元)

第一步, 首先我们用2006年Y、X1、X2的观测值来建立多元回归模型。第二步, 将实际销量与预测值的偏离进行量化, 计算出偏离的具体指数。第三步, 使用第一步建立的模型和第二步的偏离指数对2014年和2020年的乘用车销量进行预测。

3 实证分析结果

用统计分析软件进行多元回归分析得到如下结果

(1) Predictors (Constant) , 2006人口数 (百万) , 2006GDP (ppp) $bn (2) Dependent Variable:2006:乘用车实际销量

(1) Predictors: (constant) , 2006人口数 (百万) , 2006GDP (ppp) $bn (2) Dependent Variable:2006乘用车实际销量

(1) Dependent Variable:2006乘用车实际销量

结果显示调整后的R2=0.974, 说明在回归模型中, 乘用车销量总离差中, 由人口总数和GDP (PPP) 解释的部分占97.4%, 模型的拟合优度较高。D.W.检验结果表明, 在5%的显著水平下, n=24, k=3 (包含常数项) dl=1.19, dn=1.55, 则有dn

乘用车销量=8879+819×GDP (PPP) -2279×总人口数

(1) 模型中, GDP (PPP) 以10亿美元作为计量单位, 总人口数以百万人数作为计量单位。

从函数 (1) 中, 我们看到一个很有趣的现象是:一国总人口数与汽车销量为负相关。这其中暗含的信息是当GDP (PPP) 给定时, 人口总数越多, 汽车销量就越少。这其实是因为, 在此种情况下, 国民的人均财富降低了, 能买得起汽车的人数就相应减少了。

4 实际销量和预测销量的偏离分析

图1展示了以2006年实际销量为Y轴, 2006年预测的销量为X轴的散点图, 如果两者相等, 相应的坐标点就会落在对角线上。

散点图很形象的展示了实际销量与预测销量的差异。表4则通过计算得到的实际销量与预测销量的比率来把这些差异具体化。该比率大于1说明实际的销量比预测的销量要多, 反之亦然。比率大于1的国家包括 (按该数值的降序列举) :委内瑞拉、越南、马来西亚、巴西、罗马尼亚、匈牙利、南非、俄罗斯和印度。对于这些国家而言, 仅仅借助人口总数和GDP总量会低估其国内的汽车需求规模。

未来需求量的预测

预测数据和实际观测值的不一致, 说明除了GDP总量和人口规模外, 还有其他的变量会影响一国对汽车的消费需求, 例如汽油的价格、使用公共交通的成本和便利性、国家的地理状况、公路的密度、收入的分配、人口的年龄结构、人口的密度等等。

在本文的研究中, 一个关键的假设是一直到2020年这些变量的影响是保持稳定的。同时我们也假设这些变量对未来汽车销量的影响是系统性的并且保持不变的比率, 例如, 假如A国2006年的实际销量是模型预测值的120%, 那么一直到2020年, 其每年的实际销量都是模型预测值的120%。因此在预测2014年和2020年的数据时, 我们使用了表4的数据来对模型预测的数值进行修正。

5 结论

本文, 我们检测了在24个发展中国国家里, 一国的人口规模和国民的富裕程度与国内乘用车需求的关系。分析的结果显示人口总量和GDP对汽车的销量均有显著性的影响。对于以下的国家:委内瑞拉、越南、马来西亚、巴西、罗马尼亚、匈牙利、南非、俄罗斯和印度, 仅仅依靠人口总数和GDP总量预测销量数据会低估其国内的汽车需求规模。最后借助本文所建立的模型, 我们给出了2014年和2020年的预测数据, 结果显示, 未来最具增长潜力的10个发展中国家依次为 (按降序列举) :中国、印度、巴西、俄罗斯、墨西哥、南非、马来西亚、委内瑞拉、越南和土耳其。本文预测的数据可以为各国提前规划其未来汽车工业的发展及制定相应的国家政策提供参考, 同时也可以为各大乘用车企业分析发展中国市场提供数据资料。

摘要：使用2006年, 24个发展中国家各自的人口总量、购买力平价调整后的GDP、乘用车销量来进行多元回归分析, 对一国的人口总量和GDP对乘用车销量影响的显著性进行了研究。最后利用建立的模型及预测的未来人口总量和GDP, 并且结合从模型中得到的对预测值的修正指数 (假设在一定时期内, 实际观测值对于预测数据的偏离是系统性的, 并且这种影响是保持比例不变的) , 对2014年和2020年这24个发展中国家的乘用车需求量进行了预测。

关键词：乘用车,发展中国家,销,预测

参考文献

[1]中国汽车技术研究中心, 中国汽车工业协会[J].中国汽车工业年鉴, 2007.

中国牛肉未来需求分析 篇2

近日, 武钢集团选择了通用电气电能转换事业部为防城港钢铁基地的连续退火线提供电气自动化解决方案。

该条连续退火线将生产厚度0.4至2.5mm、宽度1 000至1 880mm的优质软钢及高强钢。通用电气电能转换事业部为其提供一级二级自动化、低压设备和仪器仪表等。为了实现连续的退火线流程, 必须要对电气系统进行精确控制, 才能为下道工序提供优质的退火冷轧卷。得利于强大的变速传动和先进的电气自动化系统, GE可以为客户提供这种解决方案。该生产线计划于2016年初投产, 年产量90万t。

鸡肉在未来可能超越牛肉和猪肉 篇3

据向澳大利亚布里斯本举行的世界家禽代表大会提交的一份报告中说,由于世界正在发生粮食危机,鸡肉将日益受到全球的欢迎。

昆士兰大学教授DavidFarrell警告说,世界上已有8亿多人口生活在绝对的贫困中,而且这个人口数字还在增加,“全球的鸡肉贸易将加快,因为牛肉和猪肉的价格在成比例地上涨”。澳大利亚鸡肉联合会的执行主任AndreasDubs告诉世界家禽代表大会(40年来首次在澳大利亚举行)说,零售价格和产业的环境持续性将决定未来的饮食习惯“如果我们想继续消费肉蛋白,那么鸡肉将是最经济的和环境上可持续的选择”。

中国牛肉未来需求分析 篇4

进入21世纪以来,随着我国经济的迅速发展,电力需求也不断增加。但我国的能源资源与电力负荷在地理上的分布呈现极不均衡的特点。我国的能源资源( 常规化石能源或可再生能源) 主要集中在经济发展相对缓慢的西部和北部,而负荷大部分分布在经济较为发达的中部和东部地区[1]。因此,可以预见,远距离、高容量、跨区域输电将成为我国未来电网发展的重大挑战。

经过10多年的技术研发和实践,我国交流和直流特高压输电技术和电网技术获得重大进展,为实现大容量远距离输电奠定了坚实基础。然而这些建立在常规技术基础上的大容量输电,在输电损失、环境影响、输电走廊、电网安全等方面都存在一些不足之处。

为了满足未来的需求,实现性能更为优越的输电方式,一些采用新材料、新器件、新原理的输电技术,如新型电压源直流输电技术( VSC-HVDC) 、直流电网技术、超导输电技术、新型大容量输电线路技术等正分别处于基础研究、技术攻关或试点示范过程之中。如果这些先进输电的技术瓶颈获得突破,并能够实用化,则将为我国未来电网发展提供更多的技术选择。

本文分析了高温超导输电技术在应对我国能源变革和电网发展所具有的优势,并指出了我国未来电网对其的需求,从而提出进一步发展超导技术的相关建议。

2 我国中长期电力供需情景及电力流预测

2. 1 我国中长期电力需求预测

截止2013年底,我国全社 会用电量 达到了5. 3223万亿k W·h,2013年,人均用电 量达到3911k W·h / 人。根据预测,2020年以前,电力需求将保持每年5% ~ 6% 的增长,2021 ~ 2030年,电力需求年均增速将放缓到3. 5% 左右,2031 ~ 2050年,电力需求年均增速进一步放缓至1% 左右,到2050年全国需电量将达到11. 6 ~ 15万亿k W·h[2],表1为预测的我国中长期电力需求。

我国未来大部分用电量需求集中在经济较为发达的中部和东部地区,中国分区用电量发展趋势预测见表2。

2. 2 我国中长期电力供应能力

为应对高速增长的负荷需求,我国未来的能源开发也面临巨大挑战。我国能源资源总体分布是西多东少、北多南少。大兴安岭-太行山-雪峰山以西地区的煤炭资源量为5. 1万亿吨,占全国煤炭资源总量的92% ; 西南地区( 四川、重庆、云南、贵州、西藏) 水力资源可开发量占全国的2 /3; 全国陆地风能资源潜在开发量约为24亿k W,90% 以上分布在“三北”地区( 东北、西北、华北北部) ; 青藏高原、甘肃、宁夏北部、新疆南部、蒙西等我国西部地区太阳能资源最为丰富。

( 1) 煤电

碳排放气候变化、环境保护和煤炭产能是限制煤电发展的主要因素。受煤炭产能约束,2030年燃煤发电量上限按6. 2 ~ 7万亿k W·h、煤电装机按12. 5 ~ 14亿k W考虑; 2050年燃煤发电量上限按7~ 7. 5万亿k W·h、煤电装机按14 ~ 15亿k W考虑。随着国际国内环境保护压力的不断加大,特别是近年来我国中东部广大地区面临严重雾霾的现实威胁,减少煤炭利用的呼声日趋高涨,政府也出台相应的限煤措施。在此情况下,燃煤发电虽然在煤炭的各种能源利用中效率高、环境影响小,但由于总量巨大,其进一步发展规模的前景仍存在一定的不确定性。

( 2) 天然气发电

综合考虑国内外资源,预计2030年、2050年我国天然气最大供应能力分别为4600 ~ 4800亿m3、5500 ~ 6000亿m3左右。按照远景年我国天然气用于发电比例按20% 考虑,2030年天然气供应可支撑发电量约为0. 46 ~ 0. 48万亿k W·h,装机约1. 0 ~1. 1亿k W; 2050年可支撑发电量约为0. 6万亿k W·h,装机约1. 3亿k W。随着非常规天然气勘探和开采技术的进一步成熟,2020年后天然气产量有可能实现跨越性增加; 而分布式能源的发展有可能使天然气用于发电的比例大幅提高,预计气电发电量可能增加至1. 8万亿k W·h左右,装机约4亿k W,但取决于资源勘探和开发技术的进展,此前景的实现仍存在较大的不确定性。

( 3) 核电

至2013年底,我国核电 装机容量 为1461万k W,随着乏燃料发电等技术的发展,铀资源已不再构成我国未来核电发展的最主要制约因素。而为了保证核电安全,核电厂址对地震地质、水文气象、环境保护、人口密度等众多因素的要求更为严格,厂址资源将是我国核电发展的最主要影响因素。根据厂址普选工作成果并考虑进一步选址勘察的潜力,远景核电可满足3 ~ 4亿k W的装机规模。

( 4) 水电

我国水电资源丰富。至2013年底,我国水电装机容量约为28002万k W,东部水电已开发完毕,中部水电开发程度也已将近八成。按照水能蕴藏量统计,远景年,我国水电发展上限大致达到5亿k W。

( 5) 风电

截至2013年底,我国风电 并网装机 规模达7548万k W,居世界第一。就近期而言,电网消纳能力是制约“三北地区”风电发展的最主要因素,开发成本则是制约海上风电发展的最主要因素。随着电力装机结构中调峰电源比例的不断提高、智能电网和先进储能技术的推广应用,风电的消纳难题将得以逐步解决,而随着风电技术的进步、化石燃料发电成本的增加,未来风电的竞争力也将逐渐增加。2020年我国风电装机将达到2亿k W,期望到2050年,我国风电装机规模能达到10亿k W。

( 6) 太阳能发电

截至2013年底,我国太阳能发电并网装机规模达1479万k W。随着太阳能发电技术的进步、化石燃料发电成本的增加,未来太阳能发电的竞争力将逐渐增加。2020年我国太阳能发电装机将达到5000万k W,期望到2050年,我国太阳能发电装机规模能达到5亿k W。

综合考虑各类发电资源的供应能力,我国远景2050年能够实现的发电量最大规模在14. 2 ~ 16. 6万亿k W·h左右。其中,化石能源发电量占53. 5%~ 56% 左右,非化石能源发电量占45% 左右。装机容量的最大规模在38. 3 ~ 43亿k W左右。化石能源装机规模占40% ~ 44. 2% 。最高可支持人均装机达到2. 6 ~ 3k W,详见表3和表4[3]。

2. 3 电源发展模式和区域布局预测

总体上,我国未来电源的发展应遵循骨干电源与分布式电源相结合的模式。不同类型电源的开发模式根据其能源资源的分布、环境影响、运行和使用特性不同而各有侧重。发展的区域分布则更与这些因素密切相关。

( 1) 煤电

目前中东部地区煤电装机总量约5. 4亿k W,占煤电装机总量的比重约2 /3,而西部地区仅占1 /3左右。未来中东部地区新增煤电将受到严格控制,新增煤电主要以在西部和北部煤炭产区建设现代化大型煤电基地为主要发展模式; 煤电总量也应得到控制,预计在2030年达到供应顶点,2030 ~ 2050年主要立足于存量调整,做好存量机组的替代、淘汰和更新工作,煤电装机总量呈稳中下降趋势。

( 2) 气电

天然气发电和燃气分布式能源的发展,能起到改善能源结构、节能减排等作用,主要应布局在中东部地区,以采用分布式高效综合利用为主要发展模式。在国内常规天然气开采稳步增长,非常规天然气开发取得突破,天然气国际进口通道逐步完善,具备可靠、稳定的天然气供应能力条件下,气电是替代部分煤电机组、改善我国以煤为主的电力供应结构的重要选择。长远来看,天然气发电装机规模有望超过2亿k W。

( 3) 水电

水电开发呈现逐步西移、梯级推进态势,以大型水电基地开发为主要模式,2030年左右将基本开发完毕,装机总量应达到4. 5 ~ 5亿k W。

( 4) 核电

近中期核电开发以在东中部建设大型核电基地为主要模式。中长期来看,中国作为能源消耗大国和碳排放大国,在能源需求刚性增长、环境保护、应对气候变化等多重压力下,发展核电仍势在必行。由于日本福岛核事故的影响,预计2020年发展规模很有可能在6000万k W左右,2021 ~ 2030年,若内陆缺能省份核电开始规模化发展,预计全国新增核电约7000 ~ 9000万k W,2030年总装机达1. 3 ~ 1. 5亿k W左右,核电的潜在发展规模有望达到3亿k W左右。

( 5) 风电

近期主要在“三北”地区发展大规模风电基地,“三北”10个省区风电开发规模已占全国的80% 左右。预计2015年全国风电将达到1. 2亿k W,2020年将达到2亿k W,风电跨区消纳成为待解决的主要问题。未来应采取西部北部大型风电基地开发与中东部分散开发相结合的模式,充分利用华中、华东、南方等地区的风能资源条件和消纳市场,扩大中东部地区分散式风电开发规模,促进海上风电规模化开发,提高风电发展速度。根据对清洁能源的需求,远期全国风电装机规模期望达到10亿k W左右,争取西部北部大型风电基地与中东部开发( 含陆上分散开发和海上开发) 各占一半。

( 6) 太阳能发电

太阳能发电应采取西部集中开发与中东部分散布局并重的发展模式,近期以分散开发光伏发电为主。2020年之后,将以西部北部集中开发为主,发展大型光伏电站和太阳能热发电站。2020年太阳能发电装机有可能达到1亿k W。远期适应清洁能源的需求,应超过5亿k W,争取大型基地开发与分散开发各占一半。由于主要增长空间在西部、北部资源富集地区,距离中东部负荷中心2000km左右,需要新建和结合已有煤电、水电、风电等输电通道,实现煤、水、风、光联合输送和跨省区消纳。

2. 4 我国未来电力流

根据上述分析,我国能源资源与负荷中心呈逆向分布,能源流向呈现“西煤东送、北煤南运”、“西电东送”、“北电南送”的格局。未来我国能源生产重心将进一步西移和北移,而需求重心则可能长期保持在中东部地区,能源流规模和距离将进一步增大,图1显示了我国未来的电力流向。

西电东送的需求根本上应是中东部经济发展对电力的需求与本地电力供给能力的差值。尽管未来我国东中西部地区用电量的差距将逐步缩小,中东部( 含东北) 用电量比重将由现况的77% 下降到73% ,中东部本身的电力供应能力由前期的占总量51% 增加到后期的占总量56% ,但中东部仍有约占总量26% ~ 17% 的电量需要通过西电东送供给。

在未来我国电力发展趋于饱和的情况下( 人均年消费电量8000k W·h,约在2030 ~ 2050年) ,西部输送到中东部地区的电力容量将由现况的1亿k W增加到4. 5 ~ 5. 5亿k W,相应输送电量为2 ~ 2. 5万亿k W·h,东送输电线路综合年利用小时达到4400~ 4500h。测算中设定水电年运行3500h; 核电年运行7000h; 气电年运行4500h; 煤电年运行5000h; 风电、光电等综合年运行1800h,其输电容量按电量不变折算为等价年运行5000h的容量值。

3 常规输电方式的重大挑战

根据上文的分析可知,我国未来电网将面临远距离、高容量输送电能的巨大挑战。我国西电东送的电力流,即西部输送到中东部地区的电力容量将由现况的1亿k W增加到4. 5 ~ 5. 5亿k W,相应输送电量为2 ~ 2. 5万亿k W·h /年,这是对输电和电网技术的重大挑战。

经过10多年的技术研发和实践,我国交流和直流特高压输电技术和电网技术获得重大进展,为实现大容量远距离输电奠定了坚实基础。然而这些建立在常规技术基础上的大容量输电,在输电损失、环境影响、输电走廊、电网安全等方面都存在一些不足之处。

在输电损失方面,我国当前和未来大容量远距离输电主要采用超高压( ±400 ~ ±600k V) 或特高压( ±800 ~ ±1000k V) 直流输电。直流输电系统的损耗包括两端换流站损耗、直流输电线路损耗和接地极损耗三部分。其中接地极系统损耗很小,可以忽略不计。直流输电线路损耗取决于输电线路长度以及导线截面选择,对远距离输电线路通常约占额定输送容量的5% ~ 7% 。换流站的损耗约为换流站额定输送功率的0. 5% ~ 1% 。特高压直流输电与超高压直流输电相比线路损失较小,但由于输电距离长,输电损失仍不容小视。如±500k V超高压直流输电,额定输送容量3000MW,经济输电距离小于1000km,线损率4. 49% ~ 7. 48% ; ±800k V特高压直流输电,额定输送容量7200MW,经济输电距离1400 ~ 2500km,线损率5. 98% ~ 9. 5% ; ±1000k V特高压直流输电,额定输送容量9000MW,经济输电距离2500 ~ 4500km,线损率6. 54% ~ 10. 58%[4]。由此可见,即使采用特高压直流输电技术,其线路功率损失加上两端换流站损失也会达到其额定输送功率的8% ~ 10% 。对于西电东送电力容量4. 5 ~ 5. 5亿k W,输送电量2 ~ 2. 5万亿k W·h /年的需求,输电的功率损失可高达4000万k W,相当于二个三峡电站的装机容量。

在输电走廊需求方面,现有大容量远距离输电均采用架空输电技术。西电东送电力容量4. 5 ~5. 5亿k W,按采用±1000k V特高压直流输电,每回线路输送1000万k W计,也需要45 ~ 55回线路。特高压直流输电单回线路走廊宽度约为34m,与其他线路共用走廊时为80m。总计占用输电走廊宽度和面积都是一个巨大的数字。特别是我国西部多为山区,能够供输电线路通过的路径缺乏,局部输电通道狭窄。如我国西南水电特别是川西、西藏水电开发外送,河谷狭小、横断山脉高海拔、地质灾害频繁,穿越线路的难度极大; 又如新疆、甘肃、青海风能、太阳能资源丰富,未来将大规模开发,然而送出通道受限于山口、走廊的宽度,除电力输送外,铁路公路、油气管道等都需要通过,给电力输送的资源有限。

4 我国未来电网的发展模式

在不远的将来,我国大规模新能源和可再生能源的开发与利用将进入新的阶段。风能、太阳能、水能资源丰富的三北地区和西南地区在满足当地供电的基础上,将承担起向中东部负荷中心提供清洁能源的重任。风电、太阳能等新能源具有间歇性和大幅度长时间尺度随机功率波动特性,大容量远距离输送新能源将对电网的送受端均产生冲击,解决新能源功率波动引起的大电网潮流蹿动、保证清洁能源的高效可靠利用成为电网的主要任务。在此情况下,随着直流输电技术快速发展,在多端直流输电和直流电网等先进输电技术的技术瓶颈和关键技术突破的基础上,在我国西部构建送端直流输电网,有其必要性和优越性:

( 1) 能够更好地满足未来电力由西部向中东部地区远距离、大容量输送的重大需求;

( 2) 能够在西部送端实现风电、太阳能发电、水电、煤电等不同特性电源之间补偿调节,有效解决新能源出力的随机性和波动性带来的问题;

( 3) 可以充分利用输电走廊和线路资源,提高输电系统资产利用效率;

( 4) 能实现西部广大地区各交流电网的异步连接,提高运行的稳定性,满足西部的用电需求。

因此可以预期,2030 ~ 2050年的远期,我国将逐步形成西部送端直流输电网与中东部受端超 /特高压交流电网相融合的输电网模式,能够将西部和北部大型煤电基地、西南大型水电基地、风电与太阳能发电等可再生能源基地构成一个互联的直流输电网,完成电源汇集,远距离输送到京津冀鲁、华中东四省、华东、南方两广等负荷中心地区消纳,从而形成一个全新的电网格局。远期西部送端直流输电网和中东部受端超/特高压交流电网相融合的输电网模式示意如图2所示。

receiving-end UHV / EHV AC grid

5 未来电网对超导技术的需求

为了应对我国未来电网上述所面临的输电挑战,实现性能更为优越的输电方式,一些采用新材料、新器件、新原理的输电技术,如直流电网技术、超导输电技术等正分别处于基础研究、技术攻关或试点示范过程之中。如果这些先进输电的技术瓶颈获得突破,并能够实用化,则将为我国未来电网发展提供更多的技术选择。

超导技术以其在一定条件下无电阻效应的特点,用于电力输送领域具有体积小、重量轻、损耗低、容量大等优点,长期以来得到业内密切关注[5]。

从20世纪90年代起,美国、日本和丹麦等国都相继开展高温超导电缆的研究,并进行示范性实验。美国能源部提出了“美国电网2030计划”[6]。在该计划中,超导电力技术是极其重要的组成部分,计划建造的骨干网络和区域互联电网将采用超导技术。

日本各大电力公司( 如东京电力、九州电力) 及东芝、日立等公司都投资超导电力技术的研究开发,日本政府批准了Super ACE[7]计划以促进超导电力技术的产业化。欧洲一些大的公司如ABB、西门子、NEXAN等也积极投资于这方面的研究,以争取未来的市场。欧洲也批准相应的发展超导电力技术及相关超导材料技术的计划,如超导电力联接计划、欧洲超导技术公司合作计划等。韩国政府批准了D能AS计划,主要研究开发高温超导电缆、高温超导限流器、高温超导变压器和高温超导电动机等,并以商业化为目标,投入资金达1. 5亿美元。

1995年日本研制出长7m、66k V /2k A的三相交流电缆; 随后,住友电气公司、古河电气公司以及日本电力公司等合作,于1997年分别研制出长50m、1200A和2200A的交流超导输电电缆; 2001年东京电力公司和住友电工合作研制出长100m、66k V/1k A的三相高温超导交流电缆,并进行了通电、负荷变动和耐压等试验[8]。2004年Furukawa和电力工业中心研究所等研制出长500m、77k V/1k A单相高温超导电缆并进行现场试验。韩国也于2001年制定了高温超导技术十年发展规划,开展高温超导输电电缆等研究,并于2005年研制出100m、22. 9k V/1. 2k A的三相高温超导交流电缆。2004年日本东京电力公司研制出500m、77k V/1k A单芯高温超导电缆。美国Southwire AMSC公司等在2006年分别研制出200m、13. 5k V/3k A,350m、34. 5k V/0. 8k A和610m、138k V /2. 4k A的三相高温超导交流电缆并投入实际运行[9,10,11],其中,美国纽约长岛电力局( LI-PA) 与美国超导公司联合建设的世界上第一条高温超导电缆( 610m、138k V/2. 4k A) 已于2008年4月22日投入商业运行[12]。这一超导输电系统在满负荷运转时能够满足30万户家庭的用电需求,仅由三根138k V的电缆组成。相比同样粗细的铜导线,它们的输电能力高达150倍,输电缆沟的宽度仅为1m左右。

《国家电网2030技术路线图》技术报告 ( 之三) : 输电技术与设备研究报告中指出,1998年中国科学院电工研究所与西北有色金属研究院和北京有色金属研究总院合作,成功研制了长1m、1000A的高温超导直流输电电缆模型,2000年又完成长6m、2000A高温超导直流输电电缆的研制和实验。“十五”期间,在国家“863”计划的支持下,中国科学院电工研究所 于2003年研制出 长10m、10. 5k V/1. 5k A三相交流高温超导输电电缆[13]。在此基础上,2004年中国科学院电工研究所与甘肃长通电缆公司等合作研制成功长75m、10. 5k V/1. 5k A三相交流高温超导电缆,并安装在甘肃长通电缆公司为车间供电运行。2001年云南电力公司与北京英纳超导公司合资成立云电英纳超导电缆公司,从事高温超导电缆的研究开发,2004年完成长30m、35k V/2k A高温超导交流电缆的开发,安装在云南普吉变电站试验运行。

当前国内外超导输电技术的研究重点在高温超导材料研制、高温超导电缆工艺、高温超导故障限流器、超导储能装置以及高温超导变压器的开发。截至目前,高温超导电缆、高温超导限流器、高温超导变压器和高温超导电动机已进入示范试验运行阶段,高温超导磁储能系统也有相应的试验样机问世。

6 进一步发展超导技术的建议

通过对未来电网所面临的挑战及对超导技术的需求进行分析,本文提出如下发展超导技术的建议:

( 1) 未来超导输电的广泛应用从根本上应取决于基础研究,即物理学和材料科学的突破,发现性能更为优越的新材料; 在技术上能够以先进的工艺研制出性价比更高的基础线材和元器件。因此首先建议加强超导的基础研究,针对超导输电的技术需求,有针对性地开展研究。

( 2) 在有特殊需求有条件的输配电系统中,如穿越江河输电通道、城市电网大容量狭小空间输送通道等,建设示范工程,积累经验。

针对大容量远距离输电的需求,特别是针对我国西部新疆、青海、甘肃未来太阳能光伏和风电的发展,借鉴美国Grid 2030计划[14]的概念,开展“风光余电制氢、液氢超导氢电混合输送”( 如图3所示)的可行性研究,并于适当时机建设试验验证工程。

中国牛肉未来需求分析 篇5

关键词：逆变器,电磁兼容,软开关,自适应滤波,随机调制技术

1 单元串联多电平技术

单元串联多电平形式在谐波、效率和功率因数等方面存在着优势, 在不要求四象限运行时有着较广泛的应用前景。其中三电平控制具有许多优点, 包括: (1) 采用三电平拓扑能有效地解决电力电子器件耐压不高的问题, 适用于高电压大功率。 (2) 三电平拓扑单个桥能输出三种电平 (+ud/2、-Ud/2、0) , 线 (相) 电压有更多的阶梯来模拟正弦波, 使输出波形失真度减少, 谐波大大减少。 (3) 多级电压阶梯波减少了du/dt, 使得对电机绕组绝缘冲击减小。 (4) 三电平PWM方法把第一组谐波分布带移至2倍开关频率的频带区, 利用电机绕组电感能较好地抑制高次谐波对电机的影响。采用三电平PWM方法, 每个功率单元的IGBT开关频率为600Hz, 若每相5个功率单元串联时, 等效的输出相电压开关频率为6k Hz, 可以降低开关损耗, 提高变频器效率, 这种变频器可适用于任何普通的高压电动机, 且不必降额使用。虽然采用这种主电路拓扑结构会使器件的数量增加, 但由于驱动功率下降, 开关频率较低且不必采用均压电路, 使系统在效率方面仍有较大的优势, 一般可达97%。并且, 由于采用模块化结构, 所有功率单元可以互换, 维修也比较方便。 (5) 三电平拓扑能产生3X3X3=27种空间电压矢量, 可以带来谐波消除算法的自由度, 可以得到很好的输出波形。

2 功率母线技术

在电力电子技术及应用装置向高频化发展的今天, 系统中特别是连接线的寄生参数产生巨大的电应力, 己成为威胁电力电子装置可靠性的重要因素。从直流储能电容至逆变器的器件之间的直流母线上的寄生电感在通常的硬开关逆变器中, 由于瞬时切换时的过电压, 会使器件过热, 甚至有时使逆变器失控并超过器件的额定安全工作区而损坏, 限制了开关工作频率的提高。功率母线按其结构包括: (1) 电缆绞线是最常用的传统功率母线, 价廉简易, 但在IGBT逆变器中, 由于电缆线的自感大, 与圆截面导线相比, 扁平母线的自感只有圆导线的1/3-1/2, 而所占的体积只有它的1/10-1/2。 (2) 印刷电路板母线主要用于小电流逆变器, 但当母线直流电流达到150A时, 要求电路板的复铜层很厚, 造价太高, 另外用来连接多层导线板的穿孔不但占据较大的空间, 而且会影响整机的可靠性。 (3) 裸铜板母线 (平面并行母线) 是一种工业上广泛应用的IGBT模块馈电系统的传统母线形式, 其缺点是并行母线的互感较大。 (4) 支架式母线如果将正直流母线铜板放置在负直流母线板上方, 中间用一层薄绝缘材料隔开的方法来制作母线, 由于磁场的相互抵消, 可以最大限度地降低互感, 但其工艺复杂, 不宜规模化生产。

基于上述几种功率母线都存在着不同的缺点, 为此开发出了迭层功率母线。迭层功率母线是基于电磁场理论, 把连线做成扁平截面, 在同样的截面下, 做得越薄越宽, 它的寄生电感越小, 相邻导线内流过相反的电流, 其磁场抵消, 也可使寄生电感减小。迭层功率母线是以又薄又宽的铜排形式迭放在一起, 各层之间用很薄的高绝缘强度的材料热压成一体, 整个母线极之间的距离均匀一致, 以减少互感, 各层铜排都在所需要的端子位置处同其他层可靠绝缘地引出, 使所具有不同电位的端子表露在同一平面上, 以便于把主电路中的所有器件与之相连。这种整体的迭层功率母线结构, 可承受数百千克的切应力, 其导电极之间可承受数千伏的电压。使用迭层功率母线将IGBT和整流管等模块、散热器、电容器及栅极驱动电路组合在一起, 迭层功率母线与器件之间的连接是用不同的端子和插接件等来完成的, 使相连接的接触表面与母线之间的接触电阻非常小, 也使得寄生电感成数量级地减小, 从而使Ldi/dt的过电压应力降至最低, 保证电力电子装置工作在最佳状态。

3 微机控制和人工智能技术

采用微机控制技术可以对变频器进行控制和保护。在控制方面: (1) 计算确定开关元件的开通和关断时刻, 使逆变器按调制策略输出要求的电压。 (2) 通过不同的编码实现多种传动调速功能。如各种频率的设定和执行、启动、运行方式选择、转矩控制设定与运行、加减速设计与运行、制动方式设定和执行等。 (3) 通过接口电路、外部传感器、微机构成调速传动系统。在保护方面, 在外部传感器及工/0电路配合下, 构成完善的检测保护系统, 可完成多种自诊断保护方案。保护功能包括: (1) 主电路、控制电路的欠压、过电压保护; (2) 输出电流的欠电流、过电流保护; (3) 电动机或逆变器的过载保护; (4) 制动电阻的过热保护; (5) 失速保护。

采用人工智能技术对变频器进行故障诊断, 构成故障诊断系统, 该系统由监控、检测、知识库 (故障模式知识库或故障诊断专家系统知识库) 、推理机构、人机对话接口和数据库组成, 不仅在故障发生后能准确指出故障性质、部位, 且在故障发生前也能预测发生故障的可能性。在变频器启动前对诊断系统本身及变频器主电路 (包括电源) 、控制系统等进行一次诊断清查隐患。若发现故障现象则调用知识库推理、判断故障原因并显示不能开机, 如无故障则显示可以开机。开机后, 实时检测诊断。工作时对各检测点进行循环查询, 存储数据并不断刷新。若发现数据越限, 则认为可能发生故障, 立即定向追踪。若几次检查结果相同, 说明确实出了故障, 于是调用知识库进行分析推理, 确定是何种故障及其部位, 显示出来, 严重时则发出停机指令。

4 其它各种技术

近年来, 国内外一些公司都在研制新型“无电网污染”的高压变频器。据报道, 这类变频装置具有高功率因数、高效率、无谐波污染、无需专用电机等优点, 采用了多项先进技术: (1) 在变频器的逆变器直流侧通过曲折变压器移相实现30"脉波整流, 使装置的谐波抑制能力大大加强, 使电网侧电压与电流之间几乎无相移, 因此功率因数可以接近于1。 (2) 将全数字化光纤控制技术应用于变频器, 使其控制柔性和可靠性大大提高。 (3) 功率单元标准模块化、IGBT驱动电路智能化。

5 结语

众所周知, 采用变频调速技术是工业企业中节能降耗、保证工艺的重要途径, 在实际应用中取得的效果和效益有目共睹, 以上试图从市场的角度剖析变频器的容量、占有率和主要的应用领域, 与广大读者一同探讨变频器的发展。

参考文献

[1]李敏, 陈其工, 江明.基于零矢量插入的矢量细分的PMSM直接转矩控制研究[J]安徽工程科技学院学报 (自然科学版) , 2009, (01) .

[2]李先祥.无刷直流方波电机控制系统的计算机仿真[J]安徽机电学院学报 (自然科学版) , 1997, (01) .

[3]张均华, 肖国春, 徐峰, 王兆安.直流脉宽数字调速系统中电磁干扰的解决方法[J].安全与电磁兼容, 2005, (01) .