时间：2023-10-02 09:01:19
序论：在您撰写新能源技术支持时，参考他人的优秀作品可以开阔视野，小编为您整理的7篇范文，希望这些建议能够激发您的创作热情，引导您走向新的创作高度。
关键词：沼气池；多传感器信息融合技术；远程数据传输；云技术；智能监控
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）10-0234-03
Abstract： Our country has a large population which results in a relatively shortage of energy and huge consumption of resources. As a renewable energy， the development of biogas energy has a broad space on the economic and ecological front so that rational development and use of biogas energy has very important significance. However， at present the use of methane is still relatively small in China countryside. In turn， there are a lot of problems in biogas management system， such as improving the efficiency in fermentation process and ensuring the system security. The system designed is based on using STM32 as the main control chip，as well as the wireless remote monitoring system of methane tank can provide real-time， online services for multiple users. People can collect and monitor the information of temperature and humidity， Methane concentration and pH-value in the monitoring environment by wireless sensor network technology. Then through the 4G wireless communication network cloud technology， it can analysis method and online data， giving a synthetical and overall evaluation of each index. Allowing authorized users through a variety of mobile terminal （such as mobile phone， PC， etc.） to master the real-time data， achieving remote monitoring.
Key words： biogas tank； multi sensor information fusion technology； remote data transmission； cloud technology； intelligent monitoring
1 概述
当前，随着社会经济生活的不断发展，对能源资源消耗巨大，传统能源将越来越少。新能源沼气技术不仅能解决群众生活用能的问题，也可以降低对传统能源的依赖，保护生态环境，有效改善人们的生活质量，促进当地经济可持续发展，因而在全国范围内得到了大力推广[1]。为了能顺利地解决众多能源问题、顺利地使农村地区走上可持续型发展道路，合理地开发和利用农村能源将具有极其重要的意义[2]。但因沼气使用的自动化程度和安全性不高，广大农户的使用情况并不理想。比如：发酵池内部甲烷浓度、二氧化碳浓度过高，均存在安全隐患；发酵效率易受温度、气体浓度和料液PH值影响，产气率得不到稳定保障；传统沼气发酵技术仅仅凭借经验，没有实现数据化智能化控制，同时缺乏预警系统，不能将该技术的危险系数降到最低。如果能对多个沼气池内各项指标采集实时数据，并及时做出决策，则可以显著提升系统发酵效率、自动化程度和系统安全性。因此，本文提出了采用多传感器信息融合技术实现对沼气池的远程智能监控。
2 多传感器信息融合技术基本原理
多传感器信息融合（MSIF）是目前我国信息领域一项颇有前景的研究方向，其主要过程就是将数据现场和多传感器采集的信息数据结合，在一定的准则下，通过计算机技术实现自动分析综合，达到所需要的决策和估计。它可以获得比单个传感器更可靠、更全面的综合信息。避免了单个传感器信息的不完整性，消除单个传感器的信息盲区，有利于提高多传感器信息处理结果的质量，实现最终的决策[3]。多传感器数据融合技术充分利用了多个信源，类似于大脑对信息处理的过程，对所采集信息综合支配和使用，实现对被测对象的统一解释[4]。该系统中信息之间都是相互联系的，信息融合将多传感器之间的冗余和互补信息按一定的规则进行优化组合，合理地配置和运用各个传感器所采集的信息，来达到对监测环境的一致描述[5]。
多传感器的融合技术经常采用的方法有加权平均法、统计决策理论法、贝叶斯估计、模糊神经网络、证据推理法等等 [6]。
3 智能沼气池监控系统设计
3.1 智能监控系统结构
基于多传感器数据融合技术的远程智能沼气池监控系统共分为三个层次。
第一层是分布式无线传感器网络。由分布在沼气池内的甲烷传感器（MQ-2）、二氧化碳传感器（MG-118）、温度传感器、PH值传感器等构成的多传感器终端组成，用于池内各项指标的实时监测，并进行数据的实时采集。
第二层是云技术服务平台。运用多协议融合技术将数据汇聚到现场智能主机，并通过4G无线通信网络传入云服务器平台，完成特征级数据融合，并将分析处理后的数据提供给移动终端的用户或维修中心监测，实现云服务器与现场测控设备之间高速、平稳的数据交换。
第三层是由移动终端设备组成。提供监测服务时，允许授权用户通过手机、PC机等移动终端访问云服务器平台，并能将用户或维修监控中心的控制信号传输给上位机，由上位机发出指令，实现远程监控。如图1所示是智能监控系统结构。
监控系统结构图
3.2 系统的硬件设计
系统设计中的普通传感器网络节点由TI公司的CC2431芯片作为核心处理器，外加相应的电路，包括数据采集传感器模块、数据处理模块、数据传输模块、电源管理模块等组成，用于传感器数据的采集和处理并构成分布式无线多传感器网络系统。多传感器网络系统是整个信息数据融合的硬件基础，多传感器信息是它的操作对象，通过对信息进行综合优化，实现融合的核心操作[7]。
而作为传感器网络系统的主控制器选择了ATMEL公司基于ARM Cortex-M内核的STM32系列嵌入式处理器STM32F103C8T6，其高性能、低成本、低功耗，是作为嵌入式芯片的一大优势，便于将实时数据汇聚到现场主机。如图2，为无线传感网络节点的结构设计。
STM32F103C8T6作为现场主机内部核心芯片，使用了两个重要的串口，其中USRT接口与CC2431芯片相接，用于处理无线传感网络节点汇聚到现场主机的数据，实现快速数据交互，而另一个串口与4G无线模块相接，通过串口的AT指令使4G无线模块与网络相接，并将现场数据上传至云服务器，同时接受云服务器发来的测控指令。图3即为现场数据无线传输系统图。
3.3 系统的软件实现
服务器软件的设计是本系统软件实现最重要、最核心的部分。“云服务器平台”的搭建离不开性能可靠的硬件设施（如数据采集终端、无线传感网络等），也离不开相应的服务器软件。因此，云服务器软件的设计需充分考虑到各种复杂的网络环境，用户可以随时访问云服务并进行资源管理，而不再受地点或设备的限制，从而提供优质的用户体验。与此同时，通过实时接收云服务器监控结果，用户能够全面地掌控当前云服务器的运行状态[8]。
针对大多数的Windows操作系统用户，可采用B/S（Browser/Server，即浏览器/服务器）和C/S（Client/Server，即客户端/服务器）两种工作方式。基于Microsoft提供的标准网络接口函数（如MFC的CSocket类等），结合沼气发酵池中各数据采集终端的分布特点、指令和数据的传输方式，采用先进的多线程处理技术，设计出用于统一“监控中心”的服务器软件，实现数据的准确传输。集控制和管理于一体的智能监控软件管理系统如图4所示。
以基于B/S架构的客户端软件为例，应用软件应基于模块化设计，可扩展性好，适用于各种应用现场，界面友好，操作简单，易学易用，且具有“定时检测”、“实时检测”等多种用户自定义功能，允许授权用户通过互联网实现对现场的实时监控，提供报表打印、数据分析等功能。对于C/S工作方式下的客户端软件，Android 智能手机操作系统具有开放性好、功能扩展性强，便于支持应用程序开发的优点[9]，则可基于安卓开发环境中使用Java的整合型可扩平台Eclipsc来实现移动终端软件的设计，做出具有良好的人机交互性的移动终端软件，便于用户更加直观清晰地了解沼气池内部数据指标，实现远程智能沼气池监控功能。
4 结论与展望
本论文设计的远程智能沼气池监控系统，应用了最新最热、使用前景广阔的多传感器信息融合技术。国际上已有许多公司不断推出智能传感器产品，如美国的Honeywell公司固态电子中心（SSEC）开发的PPT系列的精密智能压力传感器具有数字补偿、组态、控制、通讯的功能，具有RS- 232C，RS485，USB串行接口或EPP并行接口，国内也有研究机构与企业已经开始开发智能化传感器[10]。
该系统的设计以沼气池内环境信息采集处理为目标，设计了三级处理系统。设计中采用了数据融合思想，对采集到的环境信息进行同质和异质融合，去除冗余信息，减少数据通信量，避免传感器采集冲突。采用了图形化界面，并在本地计算机上实现了服务器功能，通过手机端智能实时监测沼气池内环境情况。通过整个系统的有机运行，提高了发酵池内外应急联动能力，提升了自动化水平和发酵池安全性，极大地节省了人力资源，降低了系统能耗。可以预见，在未来生活中的各个领域，环境信息的动态监测与分析将会广泛应用，可依据本系统进行相应功能的扩充与修改，必然能够得到十分有价值的应用前景。
参考文献：
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[8] 薛琳.基于iOS 平台的云服务器管理系统研究与实现[D].上海：东华大学，2014：1-2.
关键词：低碳经济；新能源技术；能源开发利用；风力发电技术；水力发电技术 文献标识码：A
中图分类号：X22 文章编号：1009-2374（2016）34-0106-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.34.052
工业革命的出现推动了社会生产力的发展，对人类社会经济、政治、文化、军事、科技等方面产生了巨大的影响，提高了人们的生活水平。但是在工业化发展的过程中，人们过度开发利用煤、石油等化石能源，导致能源需求量不断增大，环境污染问题加剧，使人类的生存环境受到了巨大的影响。气候作为人类赖以生存的自然环境的一个重要组成部分，它的任何变化都会对自然生态系统以及社会经济系统产生影响。随着我国社会经济的快速发展和人口数量不断的增长，政府开始重视能源问题对经济发展的影响，开始探索新的经济发展模式，主动调整发展战略，倡导发展循环经济和低碳经济，大力发展新能源产业，加大新能源技术应用研究，从而降低能源消耗、减少温室气体的排放量、减轻工业化发展对生态环境的影响。新能源技术作为低碳经济中的关键支点，对于发展低碳经济有着十分重要的作用。在低碳经济环境下要不断发展新能源技术，不断提高新能源技术水平，才能更好地为发展低碳经济服务。
1 低碳经济概念
“低碳经济”是在全球气候变暖和环境污染问题日益严重的背景下提出来的。“低碳经济”最早见诸于政府文件是在2003的英国能源白皮书《我们能源的未来：创建低碳经济》。低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式，是人类社会继农业文明、工业文明之后的又一次重大进步。低碳经济实质是能源高效利用、清洁能源开发、追求绿色GDP的问题，核心是能源技术和减排技术创新、产业结构和制度创新以及人类生存发展观念的根本性转变。
低碳经济由低碳技术、低碳能源、低碳产业、低碳城市和低碳管理5个要素构成。其中低碳能源是非常重要的一项内容。低碳能源是指高能效、低能耗、低污染、低碳排放的能源，包括可再生能源、核能和清洁煤，其中可再生能源包括太阳能、风力能、水力能、海洋能、地热能及生物质能等。发展低碳经济就要求我们改变现在的能源结构，减少化石燃料的使用，而开发和使用新能源是目前发展低碳经济最重要的一项内容。
2 发展低碳经济的意义
在能源日益短缺和环境污染问题逐渐加重的当下，发展低碳经济有助于解决能源短缺问题，减少化石燃料的使用，降低二氧化碳排放量，缓解温室效应的恶化。我国发展低碳经济是贯彻科学发展观、走可持续道路的本质要求，有助于我国经济发展模式的转变，促进我国产业结构的调整，改变以往低技术、高耗能、低附加值的产业，使其逐步成为高科技、低耗能、高附加值的产业。发展低碳经济也有助于促进我国区域结构调整，改变对中西部地区的煤炭、矿藏等不可再生资源掠夺式的开采现状。同时发展低碳经济有助于我国融入世界最新的经济发展与技术革新的浪潮中，提高对于全球性经济风险的抵御能力，也是我国建设节约型社会、环境友好型社会和建设创新型国家的必然选择。
3 新能源技术的概念
新能源技术是高技术的支柱，包括核能技术，太阳能技术，燃煤、磁流体发电技术，地热能技术，海洋能技术等。其中核能技术与太阳能技术是新能源技术的主要标志，通过对核能、太阳能的开发利用，打破了以石油、煤炭为主体的传统能源观念，开创了能源的新
时代。
4 新能源技术的特征
4.1 新能源技术具有低碳的特征
由于现阶段使用的煤炭、石油等化石能源产生的二氧化碳等其他排放物较高，所以称之为高碳技术。新能源低碳技术主要是指利用一些低碳或者无碳的自然能源进行生产生活，例如太阳能、水能、风能、生物能等。新能源低碳技术与高碳技术相比较所产生的二氧化碳和其他排放物较低甚至没有。新能源低碳技术的应用有助于减轻温室气体的排放，改变现有的生存环境。
4.2 新能源技术具有战略性
随着社会经济的不断发展，特别是工业化的发展，人们对于煤炭、石油等化石能源的依赖越来越强，但是这些能源都属于不可再生能源，终有一天会枯竭。与传统化石能源不同的是，太阳能、水能、风能和生物能这些都属于是可再生的能源，而且储量是非常多的，不会出现枯竭，可以保证能源使用的安全。随着国家大力倡导发展循环经济和低碳经济，新能源技术产业将会成为社会经济发展的重点产业，对于国家社会经济的发展有着重大的影响作用，是国家可持续发展战略中一项主要的措施。同时，新能源技术具有绿色环保无污染的特点，符合国家建设节约型社会和环境友好型社会的要求，有助于促进社会的协调发展。
4.3 新能源技术具有不确定性
目前我国对于新能源技术的应用还处于初级阶段，在发展和应用过程中有着诸多的不确定性因素。由于新能源技术是一项新兴的技术，人们对于新能源技术市场又不够了解，因此新能源技术的投资具有高风险。但是正是因为新能源市场中有着诸多的不确定性因素，所以新能源技术又具有高回报的特征。
5 新能源技术的应用现状
5.1 风力发电技术
风力发电技术是运用风能进行发电的一种新能源技术。风能是由地球表面大量空气流动而产生的一种动能。全世界的风能储量非常巨大，我国的风能储量也非常丰富。风能资源一般主要分布在沿海地区和开阔大陆的收缩地带，我国的风能主要分布在东南沿海地区和西北地区一带。风能资源的利用主要是以发电为主，这种形式也是比较普遍的。在我国一些沿海岛屿、交通不便的山区，北方的草原牧区和边疆以及风能储备丰富的地区，有的家庭安装微型风能发电设备，为生产生活提供电力，不仅能够节约家庭开支，还可以起到保护环境的作用。但是，在风能的实际应用过程中依然有一些技术上的问题，由于风速、风向不够稳定，变化比较频繁，容易产生电能幅值和相位不稳定的现象，如果接入到电网中会对整个系统的稳定性造成威胁，影响电网的正常运转。同时因为风力发电的新能源技术在我国发展时间不长，在风力发电设备研发上还缺少一些技术支持，现有的一些风力发电设备风能转化效率过低，容易造成风能资源的浪费。因此要想使风能发电发展更加的稳定，就需要通过对新能源技术的研究，将不稳定的风能高效率地转化为电网中所需要的电能，加快对风能新能源发电技术设备的研发，以便更好地提高风能的使用效率。
5.2 水力发电技术
水力发电技术是运用水的势能和动能转化成电能来发电的一种新能源技术。常说的水能资源主要包括河流水能、潮汐水能、海流能等能源，现阶段利用最多的就是河流水能发电技术。由于水能资源属于可再生资源，更重要的是开发水能资源对于河流的治理和开发利用有着十分重要的作用，可以改变现有的能源消费结构，而且水能资源开发和利用对环境不会产生污染，有助于生态环境的保护。
5.3 地热发电技术
地热发电技术是从地壳中抽取天然的热能，主要用来进行地热发电和直接利用。由于我国的地形地貌丰富，地热能的储备量也十分丰富且分布广泛。地热发电不需要消耗任何的燃料，主要是利用地热能进行发电。根据不同温度的地热流体可以分为直接发电、综合利用、制冷、工业干燥和供暖等多种用途。
6 新能源技术发展的建议
目前，我国新能源技术应用整体还处于起步发展阶段，新能源的开发和利用减少了对传统能源的依赖，缓解了能源使用压力，降低了环境污染。但是在新能源应用过程中，由于新能源技术的不成熟，导致新能源利用率较低。因此，在低碳经济环境下国家要给新能源技术发展提供政策，鼓励新能源企业和科研人员，加强对新能源技术的创新力度，提升新能源设备的研发技术，提高新能源利用效率，建立有效的新能源市场竞争机制，完善我国的能源安全体系，为实现低碳经济提供有力保障。同时积极学习国外先进的技术理念，加强与国外在新能源技术领域的合作，提高新能源技术的自出创新能力，促进我国的新能源技术发展。
总之，随着传统化石能源的日益枯竭和环境污染问题的日益严重，新能源的开发和应用将会成为社会发展过程中最主要的清洁能源。在可持续发展的理念下，节能减排势在必行，发展低碳经济已经逐渐成为社会发展的必然趋势。新能源技术未来将会成为社会经济发展的新支点和新产业，在低碳经济环境下不能只单单停留在某个产品开发和环节应用中，要把新能源技术发展成为一个有效的产业链，使其成为一个有竞争力的产业。在新能源技术发展的过程中，要不断强化新能源技术的创新意识和知识产权保护意识，加大新能源技术专业人员的培养力度，加强地区和机构间的合作只有通过不断的提升新能源技术，减少对传统化石能源的利用率，降低二氧化碳及相关排放物的排放量，才能真正实现低碳经济的良性发展。
参考文献
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关键词：低碳经济；电力新能源；可持续发展
一、引言
在全面构建可持续发展的经济模式下，中国政府高度重视能源的可持续发展。“十三五”规划中明确提出在2020年，我国每单位GDP的CO2排放量与2015年相比要求降低18%，并着重将电力行业作为重点行业进行管控。英国、美国等国家的电力行业纷纷致力于能源效率提升和清洁能源结构的优化，并在一定程度上实现了低碳发展的目标。从欧美先进经验来看，电力能源的可持续发展是低碳经济的主要实现路径。而我国处于经济高速发展阶段，立足于可持续低碳经济，促进电力能源可持续发展是我国当前急需关注的重点问题。
二、中国电力能源发展现状
我国正处于高度工业化的发展时期，依靠煤炭的火力发电仍是主要的发电方式。2016年我国总发电量59897亿千瓦时，其中依靠煤炭燃烧的火力发电占比高达71.60%，虽然相比于2015年火力发电同比略有下降，但与发达国家的发电结构相比，仍远远高于其他清洁能源的占比（见表1）。中国电力行业作为煤炭消费大户，如果按照现在电力能源的消耗速度来算，煤炭的可开采期限将不足60年。同时，在产电过程中产生大量的CO2、NO2等温室气体，将不利于我国低碳可持续经济的发展。目前，我国正逐步实施以下措施促进电力能源的可持续发展。第一，煤炭总量控制。控制煤炭消费总量将是国家“十三五”规划中的重要任务，国家力争到2020年，将煤炭消费总量控制在42亿吨左右，煤炭消费比重控制在62%②。第二，改革煤炭清洁发电技术。考虑到当前我国的特殊国情，燃煤发电的大形势在一定时期内并不会改变，因此清洁煤炭技术的研发成为了我国电力行业进行温室气体减排的必要路径。我国早在2004年就提出了“绿色煤电”计划，并设立了示范电站及示范项目，意图提高燃煤发电能源转换效率，降低燃煤温室气体排放量。第三，清洁能源的研发与利用。中国具备较为充足的风能、水能、核能基础，政府鼓励电力企业致力于风能、水能、核能等新能源的开发与运用，并为行业提供必要的资金和政策支持，以此来加快电力行业能源结构的调整升级，为今后的可持续发展提供根本保证。第四，建立碳排放交易市场。我国政府借鉴国际先进的碳减排经验，分别成立了北京、上海、天津等碳排放交易试点，并明确提出要在2017年建立全国范围的碳排放交易市场。我国电力、纺织、石油等重点行业作为温室气体高排放行业被强制纳入其中，碳减排不再局限于纸上谈兵，而是与企业的直接经济利益挂钩，这一举措将倒逼电力企业内部对于能源利用开发的技术革新，从根本上促进电力能源的可持续发展。
三、中国电力能源存在的问题
目前，我国电力能源正实施包括煤炭总量控制、改革煤炭清洁发电技术、研发利用清洁新能源、建立碳排放交易市场等措施促进电力能源的可持续发展。但笔者对上述电力能源措施实施现状进行分析，总结发现现阶段可能存在以下几点需要关注的问题：
（一）电力能源发展规划不明确
如上文所述，我国当前的电力能源结构相对单一，主要以燃煤发电为主，其他清洁新能源的比重相对较低，且燃煤发电技术还不能满足高效低碳、清洁环保的要求，缺少国家战略层面的发展规划。此外，我国煤炭资源大多数分布在西部欠发达地区，发电机组大多设置在中东部发达地区，“西煤东运”成为了当前采用的主要方式。但是这项举措加大了发电过程的运输成本，只能解决燃煤之急，并不能从根本上解决这一矛盾。目前，我国缺少与低碳经济发展相匹配的电力能源发展规划，对于燃煤发电减排技术的研发政策还不够明确，不能从根本上转变电力能源结构，满足不了全国范围的电力需求。
（二）新能源技术支持不够
虽然国家鼓励电力行业研发和使用新能源，但是由于技术壁垒、开发成本等原因，各种新能源开发技术的水平都不够高。比如说风能发电中最重要的是风电场所的选址，如何测量一定时期内的有效风速，如何保证风速的稳定性是目前急需解决的问题。此外，太阳能发电设备如何降低成本、水能发电设备如何避免季节性影响、其他生物质等新能源设备如何完善收购处理过程等，均很大程度地制约了我国新能源发电的进程。
（三）新能源电价难以确定
随着电力新能源的不断发展，我国的核能、风能、太阳能等能源的发电初始建设成本较高，相应的新能源电价在一定时期内比燃煤发电的价格高，将影响电力行业对于发电方式的选择。较低的销售电价与新能源开发成本等因素成为了短期难以避免的矛盾，在缓解这一矛盾的基础上，如何确定合适的新能源电价将成为我国新能源发电顺利转型的重要一环。
（四）新能源制度体系不够完善
目前，虽然我国政府陆续出台了相关的政策方针促进电力能源的发展转型，但是仍缺少系统完善的制度体系支持。以核能发电为例，我国欠缺关于核安全管理的法律法规体系，核电技术标准也没有统一的标准，具有专业资格高核燃料处理能力的核电企业、核电人才更是少之又少。制度体系的不完善将导致新能源发展的缓慢，影响绿色、安全、经济的新能源发电体系的构建。
四、中国电力能源可持续发展建议
笔者从低碳经济电力能源发展的视角，针对我国当前电力能源发展存在的问题，提出相关建议。
（一）制定电力能源发展规划
我国政府需要全盘规划低碳发展目标，将经济规划、环保规划相挂钩，结合各部门、电力行业以及社会公众的意见为电力能源发展设置约束性指标，并实施全面的计量、监督与考核，不断改进与优化。政府还需要从国家战略层面全方位建设特高压输配电网，从跨区域输煤发电向输电转变，解决当前发电与配电不均衡的矛盾。此外，电力行业需要在政府的资金政策支持下加大对燃煤发电清洁技术的研发力度，按照碳减排指标考核体系对自身碳排放量进行统计和分析，以结果约束过程，促进电力能源结构转变。各级政府相关部门要建立信息共享平台，对电力企业的碳排放量进行实时监测，并定期进行考评。
（二）强化新能源技术开发
要实现电力能源低碳转型就必须要提高对新能源技术的研发工作。从国际先进的经验来看，政府部门在电力行业新能源技术研究开发、示范和推广中发挥着举足轻重的作用，我们不仅要加大新能源技术开发的投入，还要根据国内资源特点，建立研究、开发和示范一体化管理体系，并组织科研机构、电力企业等单位共同建立技术研究开发机制。各电力企业要充分运用发达的信息资源，加强国际合作，学习贯通国外的新能源技术，为新能源发电提供必要的技术支持。
（三）深化电价体制改革
我国电价机制还不够完善，特别是新能源电价定价方面。政府需要继续深化电价体制改革，形成既满足市场供求关系，又能考量资源环境成本的合理电价机制；对于电力行业可再生能源产电提高补贴标准，建立可再生能源补贴发展基金；加大对于电价、碳排放、低碳经济的宣传，引导电力企业、社会大众提高对新能源的关注，从意识层面推进清洁能源快速发展。
（四）健全法律法规制度体系
政府部门要响应能源发展“十三五”规划，共同推进电力能源相关的制度体系建设。以上文提到的核能发电为例，一方面需要健全核安全管理的法律法规体系，另一方面要完善电力企业核能发电制度保障体系，统一核电技术标准，为发电企业核电设施投资提供制度支持。电力新能源的发展离不开高素质人才，我们需要“以人为本”，制定系统的新能源人才规划及培养方案，从而保障电力企业核心竞争力，保障电力能源的可持续发展。
（五）构建碳排放交易市场
当前，全球能源互联网已经上升为国家战略和世界共识，作为全球能源资源配置平台，其规模更大、技术更复杂。多种技术广泛渗透融合的能源技术革命正在到来，互联网理念深刻影响着电力行业的传统业务形态和运作流程。作为全球能源资源配置平台，全球能源互联网的联网规模更大、技术更复杂。2020年，国家电网公司将成为全球电力行业的科技领军企业，全球能源互联网构建迫切需要进一步提升科技创新能力，在保持传统技术优势的同时，面向未来加快突破战略性新兴技术，抢占全球电力技术制高点。技术创新是构建全球能源互联网的前提，特高压电网技术是关键，智能电网技术是基础，清洁能源发电技术是重点，互联电网运行控制技术是平台。
特高压电网是实现超远距离、超大容量、安全可靠、绿色低碳、友好互动的能源资源优化配置平台，将有效解决经济发展和能源分布不均衡、经济发达地区环境容量对传统能源使用存在限制等问题，大幅度提高能源配置利用效率。为实现全球范围超大容量、超远距离的电力输送，需要研究特高压技术装备，重点探索特高压交流技术装备、特高压直流技术装备。全球能源互联网涉及跨洲能源电力输送，由于世界各地地理和气候各异，在一些特殊场合，受特殊条件和极端环境的限制，常规输电技术难以满足应用需求，需要研究新型输电技术装备，重点探索半波输电、超导输电、无线输电、管道输电等新型输电技术。
智能电网是以电力为核心，涵盖供电、供热、供冷、供气、电气化交通等多个复杂系统的综合能源网络，通过能源技术与信息技术的深度融合，实现用户可靠供电、能源资源优化配置、用户双向互动、推动能源绿色化和用能高效化。智能电网技术进步将推动全球能源互联网结构形态、能源形态、控制形态、设备形态、通信方式的不断演进与发展，在智能电网技术装备方面，需要研究交流输变电设备、直流电网技术装备、配用电技术装备、电能替代及能源转化技术装备、大规模储能技术装备和信息通信技术装备。
在全球范围内，社会经济的发展，必将伴随能源消耗的持续增加，石油、天然气和煤炭等不可再生资源储量有限性，导致用能日趋紧张，而化石能源消耗量的攀升，加速了全球气候变暖趋势，对生态系统、自然环境、水资源造成不可逆转的破坏，开发应用绿色清洁能源是实现可持续发展的必然选择。构建全球能源互联网面临着适应大规模清洁能源发电大容量、远距离输送和并网运行的间歇性、波动性，以及应对恶劣气候条件下设备运行维护等重大技术挑战，需要研究与之相适应的新能源发电技术装备、常规清洁能源发电技术装备、清洁能源汇集技术装备和清洁能源运行控制技术装备。
全球能源互联网旨在推动能源发展方式转变，使能源发展摆脱资源、时空和环境约束，通过广泛连接各大煤电基地、大水电基地、大规模新能源基地和负荷中心，在洲际实现能源互联互通。电网容量和规模的巨大发展，一方面满足了国民经济的电力需求，另一方面对电网的调度、运行和控制提出了更高的要求，同时需要建立高效的商业运营模式，支持跨国跨洲的电力交易运营，支持分布式电源灵活接入与运行，支持多种能源供应系统融合与能源共享运营。需要研究与之相适应的全球能源研究统一平台、全球互联电网仿真平台、全球互联电网安全控制与保护技术装备、全球互联电网调度技术支持系统和洲际电力交易技术支持系统。
一、新能源项目的后期管理现状及主要问题
随着互助县近年来大力推广新能源建设，目前，互助的新能源利用情况有了非常大的进步，普及率逐年上升。据统计，到2011年年底，约有126个村安装了太阳灶，同时全县沼气池203户，满足了200户村民炊事用气。
然而，随着新能源项目在农村的推广，其后续管理工作也逐渐显现出了一些不可忽视的问题。据了解，大部分项目仍然是“重开发、轻管理”，工程方只关注项目的开况，而在设施修建完成之后，忽略了其后续维护工作。很多项目在使用了一段时间后，因缺乏维护、无人看管而效率降低甚至荒废，进一步可能造成整体资源的极大浪费，这实际上违背了使用新能源的根本目的。
通过实地调查研究，农村地区的新能源项目后期维护工作中主要存在如下问题：
1.后期管理维护的服务网络不健全
目前，互助县农村新能源建设的后期管理维护尚未形成完整的服务网络。部分地区的新能源工程设备在后期的运行过程中发生故障、出现技术问题时出现了权责不明的情况。是由政府负责，村委会负责，还是由农户自己解决，相关部门没有明确的规定。能源站组织了一些专门的技术人员来负责维护的工作，但全县范围内仍没有形成完整的。分层分级的维护体系和合理的服务网络，各项后期管理所需要的配套设备准备不够充足。在新能源设备设施发生了问题之后，没有合理的机制确保能够在最快的时间内将问题上报并解决。
2.缺乏有关新能源后期管理维护资金的支持政策
近年来，在新能源上投入了巨大的资金，而这些资金大多是用在项目建设上，对项目的后期管理维护很少重视。从村委会基层工作人员的描述中了解到，绝大部分的乡镇、政府都没有投入专门的、定向的后期维护资金。正因为如此，当很多地方的新能源设施出现故障问题后，村委会没有资金去组织维修，而农户也不愿意自筹资金修缮，部分项目就出现了“一年好、二年差、三年垮”的局面。
3.缺少专职的技术人员
一是缺乏日常的看管、维护员工。很多大型的新能源项目，例如沼气池，需要定期清扫，才能延长设备设施的使用寿命，而目前很多沼气缺少相关的专业维修人员。而农村配备的相关工作人员数量不足，很多乡存在几个村才有一个沼气技术员。同时，农民普遍欠缺相关知识，不能及时解决使用中出现的问题，这样就使得大量沼气池“因病报废”，没有充分发挥其应有的经济效益和环境效益。
二、新能源建设后续管理的对策和建议
1.农户参与的积极性不高
对于新能源后期管理维护工作，最终的服务对象、受益者和最重要的工作支持者都是农户本身。对农户而言，新能源早已不是一件新鲜事物，农户对新能源的绿色环保性、科技性等特征有了基本的了解，然而就目前的情况而言，农户对使用新能源、维护新能源设备设施的主动性不高，大多数仍处于如果政府提供就接受，而不会自主去购买的状态。农户对“花钱买环保”的态度并不积极。
2.建立完备的后期管理与维护体系
政府应该牵头，针对现有的各种新能源项目，根据各乡各自的实际情况和长期发展规划，因地制宜，尽快建立完善的后期管理与维护服务体系，实现管理、维修在内的整体服务网络，以推进农村能源的管理标准化、服务专业化，改变项目覆盖面小，组织化程度低的局面。
中美两国在能源产业发展模式上有很多相同之处，比如火电均是两国目前最大的单一碳排放来源，再比如两国都在大力支持发展太阳能、风电等与传统化石能源不同的新能源。有观察者称，中美两国正在联手做全球应对气候变化的领导者。
从能源产业规模、成本价格，甚至能源体制上来说，美国对于中国或许没有十分明显的优势，但其强大的技术创新基因给美国增加了无可比拟的优势。这应该就是我们从美国新能源产业中最需要学习借鉴的地方。
《能源》记者在美国加州的采访行程中，听到了多位美国新能源产业人士介绍其创新的技术，也有不少中国的企业家向记者吐露已经或即将引进美国相关技术的计划。可以预见，未来中国从美国新能源领域引入先进技术的潜力将是巨大的，两国间或将有越来越多的合作项目落地。
技术创新基因
加州不仅是美国信息技术的创新基地，也可以说是新能源技术的创新孵化基地，该地的许多新能源项目具有独特的创新基因。
对互联网巨头来说，将信息科技的创新基因复制到新能源产业的技术开发上似乎是越来越热门的事情。有数据显示，谷歌公司已在风能和太阳能领域完成了数十宗投资，该公司在一年多以前就大约有34%的运营使用新能源。
在光热发电领域，美国是全球拥有顶尖技术的地区之一。目前已投运的、全美最大的光热发电站――伊万帕太阳能电站采用了塔式光热技术，是全球最新的技术之一。这一项目也吸引了谷歌公司的投资。
而全球装机规模最大的塔式熔盐电站新月沙丘项目也即将在美国投运，该项目将证明塔式熔盐技术在100MW级大型电站上应用的可靠性，并将影响到整个光热发电产业的发展。
Technology Partners公司是美国对新能源技术和相关初创公司投资最大的风投企业。对于投资新的清洁能源技术，该公司合伙人Ira Ehrenpreis身经百战，说起来滔滔不绝。他投资的项目几乎无一例外地都标有明显的技术创新的标签。
普通光伏发电站的转换率为16―17%左右，“我投资了一家光伏公司，他们的技术可使光伏发电转化率达到21―24%，而且成本更低。”Ehrenpreis对《能源》记者说，现有技术下，光伏电池板会受到飘落的树叶、阴影等影响，使其整个电池板效率大大降低，而这家公司的技术可以使光伏板只有阴影部分的发电量受到影响，不会影响整个电池板的效率。
新的风机技术也受到Ehrenpreis的关注和投资。据Ehrenpreis介绍，一般情况下风力发电机有三片风叶，由于在物理上有一定的发电极限，为了更多的发电量，风叶的面积有越来越大的趋势。他说：“我近期投资了一家风电公司，它们拥有的创新技术，不再使用传统三片风叶的发电机，可使风叶面积更小，效率更高。”
“对美国的新能源产业来说，技术创新就是其最大的存活之道，也是最值得我们借鉴的地方。”一位到加州调研的中国新能源企业家感叹到。
或许正是在拥有强大的创新技术基础上，美国奥巴马政府才如此有底气地宣布了有史以来最重大的能源政策――美国清洁能源计划。该计划提出，要提高以风电和光伏为代表的清洁能源发电比重，以替代火电。
中美合作潜力
过去，中美能源合作多集中在清洁煤、油气、核电等领域；如今，新的清洁能源技术为中美两国提供了新的合作机遇。奥巴马政府把清洁能源的合作作为两国外交关系的支柱之一，希望通过该领域的合作，扩大美国能源科技、服务和产品的输出。
《能源》记者在加州采访的多家新能源企业都有向中国出口其技术和服务的计划。美国可再生能源集团私募股权基金大中华区合作人傅可夫说：“目前我们正在和中国的合作伙伴进行探讨，计划在中国建设熔盐储能塔式光热电站。我们预计会对电站进行技术支持、项目管理，负责提供核心的设备。”
同时，美国可再生能源集团私募股权基金也正在成立人民币的基金，依托美国成熟技术和广泛的中国市场，投资到中国的清洁能源/清洁科技相关产业。
运营全美最大光热发电站的亮源公司也正在扩大与中国公司的合作。该公司营销和政府事务高级副总裁Joseph Desmond对《能源》记者说：“我们目前已经和中电投的子公司青海黄河上游水电开发有限公司，以及上海电气集团签署了合作协议，在中国青海开发德令哈项目。”
德令哈项目将利用亮源公司经过验证的塔式光热技术发电技术。该项目总体规划建设6*135MW机组，一期包括两站机组，净发电量628448MWhe/年，平均每年供电的家庭数量45.2万多户。
此外，亮源公司还与中国可再生能源工程研究院签订了谅解备忘录，在光热电站的选址、施工、降低成本和培训方面向其提供指导。2014年11月，该公司还与上海电气集团总公司签署了一份成立合资公司的协议，旨在中国建造公用事业的CSP发电厂。
中美两国光伏产业之间的交流合作也在逐渐增多。加州太阳能产业协会前主席、太阳能产业协会光伏事业部轮值董事Barry Cinnamon7月底在旧金山见到《能源》记者时兴奋地说道：“三个星期后，我会到上海去跟中国的一些太阳能厂商谈合作，还会从上海坐高铁到苏州。很有意思的是，中国的光伏制造企业都集中在长三角地区。”
1.新能源与可再生能源发展现状
现在我国的新能源与可再生能源产业发展已初具规模。但是在发展中还存在许多问题。主要表现在：整体上缺乏科学规划，发展不均衡；自主研发企业数量少、投入少，既有的成果实际推广应用成效甚微，新能源规模化生产之前的成本也较高，配套设施跟不上；在新能源产业方面面临着基础设施和基层公共服务能力严重缺失的问题。
2. 加强对新能源和可再生能源的利用
2.1 科学评估新能源和可再生能源的资源潜力 城市的新能源和可再生能源的合理利用，需要科学评估城市新能源、可再生能源的资源潜力。
2.2合理规划不同政策和资金投入下的利用规模 新能源和可再生能源的资金可获得量、当前利用量与政策以及资金投入量密切相关。以生物能为例，秸秆、畜禽粪便和林木薪柴等可收集利用的数量与可作为沼气、秸秆发电、气化液化等利用的规模的大小，不仅与农业政策有关，而且还与政府给予的资金、技术支持有关。
2.3能源结构的低碳化 由于目前国内外未将水电、核电以外的可再生能源列入能源消费核算体系，改变以煤为主的中国能源消费结构，需要相当长的时间，需要付出巨大的人力、物力和财力，才可能实现“发展”和“低碳”两个目标。制定规划的任务就是在发展与减排之间求得一个平衡点。
2.4 继续调整能源产业结构 优先开发水电，适度控制煤炭产能增长，是调整现阶段能源结构的主要任务。我国是世界上煤炭生产规模最大的国家，农业生产结构中，煤炭占70%。我国电力结构特别是电源结构明显不合理，水火电比例为1∶5，火电比重偏大，需要继续贯彻优先开发水电的方针，并加快发展核电，加快优化电源结构。
2.5 做好地质勘探等前期工作，制定科学规划和开发方案 在充分摸清煤、油、气、田的地址构造特征、赋存状况、储量规模及分布等的基础上，制定科学开发方案，是今后开发过程中能够实现低碳化的关键。
3 .促进新能源产业健康发展的建议
3.1政府应出台战略计划，加强产业引导 根据我国国情，考虑新能源与可再生能源市场的运行，建立和完善新能源和节能政策体系，建立能源管理机构和咨询机构，使得政策对新能源和节能产业的制度保障具有综合性和战略性。
3.2加大技术创新和投资力度 技术创新是新能源与可再生能源发展的关键。中国目前的新能源技术创新能力较低。因此要加大核心技术的自主研发力度，从人才方面注重新能源研发的技术性专业人才的培养。对于投资巨大、外部性明显的新能源技术研发，必须以国家投入为主、社会资本参与的方式，建立公共研发平台和检测平台，成立工程技术中心，在技术研发、风险投入、上市融资等方面加大政策倾斜，形成集研发应用于一体的产学研技术创新体系。
3.3坚持实用性第一的原则 基础设施的完善。如电网布局、新能源汽车赖以运行的充电站建设等，通过完善基础设施，为新能源的应用提供基本条件；完善补贴机制。需要在补贴领域和补贴方法上进行扩展，如财税支持等；调整能源利益结构。通过补贴或绩效考核等途径，对现有能源利益结构进行调整。
3.4促进经济发展与新能源及可再生能源的供需平衡 调整国内的能源消费政策，鼓励使用新能源与可再生能源，大规模启动国内市场，建立绿色能源的民族品牌。
