集成电路设计基础——发展史

集成电路设计系列第2章集成电路发展史

本章概要

2.1 集成电路的发明

2.2 微处理器的发展

2.3 摩尔定律

2 2.4 今天的IC

年德国科学家Ferdinand 1874年,德国科学家Ferdinand Braun 发现在一定的条件下,晶体能够单向传导电流并将这种现象能够单向传导电流,并将这种现象称为“整流(rectification )。

年意大利人G i l M i

3

1895年,意大利人Gugielmo Marconi 发明了利用电波传输信号的新技术,成为无线通信的开端晶体探测器首成为无线通信的开端。晶体探测器首次被用于无线电接收机中,用于从载波中提取有用信号称之为“检波”波中提取有用信号,称之为检波。

1904年,英国科学家John Ambrose

Fleming,发明了第一只电子管,被称为

Fleming Valve。

“Fleming Valve”

4

这只电子管只有阴极和阳极两个电极。他通过研究

,将个有用信号调制到从阴极到阳极的

Edison Effect,将一个有用信号调制到从阴极到阳极的

直流电流之上。

5

1906年,美国科学家Lee de Forest

给电子管加一个电极(称为栅极),

从而使电子管具有了放大的能力,

可以视作为晶体管的前身。

机械计算装置

英国剑桥大学教授

Charles Babbage于1932

Ch l B bb

年设想,1934年开发

被称为差动引擎

(Difference Engines)

采用十进制

6

可完成加、减、乘、除

有25000个机械部件,总

成本17470英镑

1946年美国宾州大学开发,美国军方

48万美元资助

命名为ENIAC,用于求解大炮弹道发

射非线性方程

7 100英尺长、8.5英尺高、3英尺宽,

重30吨

含有18800个真空管,功耗140kW

2.1集成电路的发明第一台电子计算机(续)

8

那时的“程序设计”,需要拔N多的插头。但可完成平方、立方、正弦、余弦等

那时的“程序设计”需要拔多的插头但可完成平方立方正弦余弦等

复杂运算,每秒可作5000次加法,而人脑只能算5次

2.1集成电路的发明第一只晶体管:实物照片

9

10

第一只晶体管是在1947年由美国AT&T Bell实验室的John Bardeen、William

Shockley和Walter Brattain三位发明的,他们共同获得1956年的诺贝尔物理奖。

第一只可用的商用晶体管,型号为

第一只可用的商用晶体管型号为

RAYTHEON CK703,1948年完成

11

第一只成功的商用晶体管,型号为

RAYTHEON CK722

RAYTHEON CK722,锗pnp小功率

晶体管,1953年完成

12

第块集成电路年美国发明为个集成振 第一块集成电路,1958年,美国TI公司的Jack Kilby发明,为一个集成振荡器,只有4个晶体管。他也因此获得诺贝尔奖

第块双极型逻辑集成电路年电路) 第一块双极型逻辑集成电路,1962年,TTL电路(之后发明了ECL电路),美国仙童公司

M t l

Motorola公司于1966年开

发的3输入ECL逻辑门

6个晶体管

7个端口(V1、V2、V3

是输入端,Vo1、Vo2是13

输出端是

输出端,Vcc、Vbb是电

源端)

2.1集成电路的发明

Intel公司诞生

Intel :Inte grated

t i

14

E l ectronics 创立者:摩尔、诺

宜斯葛洛夫均宜斯、葛洛夫,均来自仙童公司

2.1集成电路的发明MOS器件及电路

年加拿大加拿大提的概念 1925年加拿大人J.Lilienfeld(加拿大人)提出IGFET的概念,1935年英格兰人Q.Heil也独立提出这一原理

1970‘s解决了MOS器件稳定性及工艺复杂性之后,MOS数字集成电路开始成功应用

最早提出的MOS IC是CMOS的,但第一个实用的MOS IC却是

PMOS的,目前普遍应用的MOS IC又是CMOS的

15

在功耗集成度工艺的规范及简单程度方面比双极有更大 MOS在功耗、集成度、工艺的规范及简单程度方面比双极有更大的优势

Intel4004

Intel 4004

1971年,美国Intel公司

用NMOS实现

2300个晶体管,主频1MHz

全定制手工设计

16

17

运算能力比4004强2倍。

1974年,Intel公司

性能是4004的2倍

16位地址总线和8位数据总线,包含7个

8位寄存器,支持16位内存

18

基于8080芯片的计算机Processor

Technology Sol-20

1978年,Intel 公司年公 标志着x86王朝的开始29 2.9万只晶体管 时钟频率4.77MHz

位地

内部与外部数据总线均为16位,地址总线为20位,可寻址1MB 内存

IBM PC

19

8086的简化版8088被用于IBM PC XT 个人电脑中,标志着PC 时代的到来

8086

8087

2.2集成电路的发明80286:PC市场由此打开

基于80286

的PC AT个

人电脑

20

1982年,Intel公司。6年内销售了1500万台286PC

143万只晶体管主频→20MH支持硬盘和

14.3万只晶体管,主频6→20MHz,支持硬盘和VGA显示

80286

数据总线为16位,地址总线24位,可寻址16MB内存

数字集成电路设计_笔记归纳..

第三章、器件 一、超深亚微米工艺条件下MOS 管主要二阶效应: 1、速度饱和效应:主要出现在短沟道NMOS 管,PMOS 速度饱和效应不显著。主要原因是 TH G S V V -太大。在沟道电场强度不高时载流子速度正比于电场强度(μξν=) ,即载流子迁移率是常数。但在电场强度很高时载流子的速度将由于散射效应而趋于饱和,不再随电场 强度的增加而线性增加。此时近似表达式为:μξυ=(c ξξ<),c s a t μξυυ==(c ξξ≥) ,出现饱和速度时的漏源电压D SAT V 是一个常数。线性区的电流公式不变,但一旦达到DSAT V ,电流即可饱和,此时DS I 与GS V 成线性关系(不再是低压时的平方关系)。 2、Latch-up 效应:由于单阱工艺的NPNP 结构,可能会出现VDD 到VSS 的短路大电流。 正反馈机制:PNP 微正向导通,射集电流反馈入NPN 的基极,电流放大后又反馈到PNP 的基极,再次放大加剧导通。 克服的方法:1、减少阱/衬底的寄生电阻,从而减少馈入基极的电流,于是削弱了正反馈。 2、保护环。 3、短沟道效应:在沟道较长时,沟道耗尽区主要来自MOS 场效应,而当沟道较短时,漏衬结(反偏)、源衬结的耗尽区将不可忽略,即栅下的一部分区域已被耗尽,只需要一个较小的阈值电压就足以引起强反型。所以短沟时VT 随L 的减小而减小。 此外,提高漏源电压可以得到类似的效应,短沟时VT 随VDS 增加而减小,因为这增加了反偏漏衬结耗尽区的宽度。这一效应被称为漏端感应源端势垒降低。

4、漏端感应源端势垒降低(DIBL): VDS增加会使源端势垒下降,沟道长度缩短会使源端势垒下降。VDS很大时反偏漏衬结击穿,漏源穿通,将不受栅压控制。 5、亚阈值效应(弱反型导通):当电压低于阈值电压时MOS管已部分导通。不存在导电沟道时源(n+)体(p)漏(n+)三端实际上形成了一个寄生的双极性晶体管。一般希望该效应越小越好,尤其在依靠电荷在电容上存储的动态电路,因为其工作会受亚阈值漏电的严重影响。 绝缘体上硅(SOI) 6、沟长调制:长沟器件:沟道夹断饱和;短沟器件:载流子速度饱和。 7、热载流子效应:由于器件发展过程中,电压降低的幅度不及器件尺寸,导致电场强度提高,使得电子速度增加。漏端强电场一方面引起高能热电子与晶格碰撞产生电子空穴对,从而形成衬底电流,另一方面使电子隧穿到栅氧中,形成栅电流并改变阈值电压。 影响:1、使器件参数变差,引起长期的可靠性问题,可能导致器件失效。2、衬底电流会引入噪声、Latch-up、和动态节点漏电。 解决:LDD(轻掺杂漏):在漏源区和沟道间加一段电阻率较高的轻掺杂n-区。缺点是使器件跨导和IDS减小。 8、体效应:衬底偏置体效应、衬底电流感应体效应(衬底电流在衬底电阻上的压降造成衬偏电压)。 二、MOSFET器件模型 1、目的、意义:减少设计时间和制造成本。 2、要求:精确;有物理基础;可扩展性,能预测不同尺寸器件性能;高效率性,减少迭代次数和模拟时间 3、结构电阻:沟道等效电阻、寄生电阻 4、结构电容: 三、特征尺寸缩小 目的:1、尺寸更小;2、速度更快;3、功耗更低;4、成本更低、 方式: 1、恒场律(全比例缩小),理想模型,尺寸和电压按统一比例缩小。 优点:提高了集成密度 未改善:功率密度。 问题:1、电流密度增加;2、VTH小使得抗干扰能力差;3、电源电压标准改变带来不便;4、漏源耗尽层宽度不按比例缩小。 2、恒压律,目前最普遍,仅尺寸缩小,电压保持不变。 优点:1、电源电压不变;2、提高了集成密度 问题:1、电流密度、功率密度极大增加;2、功耗增加;3、沟道电场增加,将产生热载流子效应、速度饱和效应等负面效应;4、衬底浓度的增加使PN结寄生电容增加,速度下降。 3、一般化缩小,对今天最实用,尺寸和电压按不同比例缩小。 限制因素:长期使用的可靠性、载流子的极限速度、功耗。

飞轮储能技术的现状和发展前景

飞轮储能技术的现状和发展前景 飞轮储能系统(FESS)又称飞轮电池或机械电池,由于它与化学电池相比所具有 的巨大优势和未来市场的巨大潜力,引起了人们的密切关注。它结合了当今最新的磁悬浮技术、高速电机技术、电力电子技术和新材料技术,使得飞轮储存的能量有了质的飞跃,再加上真空技术的应用,使得各种损耗也非常小。 飞轮电池的发展开始于20 世纪70 年代,当时正处于石油禁运和天然气危机时期。此时,美国能量研究发展署(ERDA) 及其后的美国能源部(DoE) 资助飞轮系统的应用开发,包括电动汽车的超级飞轮的研究。 Lewis 研究中心(LeRC) 在ERDA 的 协助和美国航空航天局(NASA) 的资助下专门研究用于真空下的机械轴承和用于复合车辆的飞轮系统的传动系统。NASA 同时也资助Goddard 空间飞行中心(GSFC) 研究适用于飞行器动量飞轮的电磁轴承。80 年代,DoE 削减了飞轮储能研究的资助,但NASA 继续资助GSFC 研究卫星飞轮系统的电磁轴承,同时还资助了Langley 研 究中心(LaRC) 及Marshall 空间飞行中心(MSFC) 关于组合能量储存和姿态控制的动量飞轮构形的研究。 近10 年来,一大批新型复合材料和新技术的诞生和发展,如高强度的碳素纤维 复合材料(抗拉强度高达8. 27 GPa) 、磁悬浮技术和高温超导技术、高速电机/ 发电机技术以及电力电子技术等,使得飞轮能够储存大量的能量,给飞轮的应用带来了新的活力。它可应用于国防工业(如卫星、电磁炮和电热化学枪、作战侦察车辆等) 、汽车工业(电动汽车) 、电力行业(如电力质量和电力负载调节等) 、医疗和电信业(作UPS 用) 等1NASA 的应用有航天器(宇宙飞船) 、发射装置、飞行器动力系统、不间断电源(UPS) 和宇宙漫步者。

中国古代建筑发展史

(1) 原始住居与建筑雏形的形成 早在五十万年前的旧石器时代,中国原始人就已经知道利用天然的洞穴作为栖身之所,北京、辽宁、贵州、广东、湖北、浙江等地均发现有原始人居住过的崖洞。到了新石器时代,黄河中游的氏族部落,利用黄土层为墙壁,用木构架、草泥建造半穴居住所,进而发展为地面上的建筑,并形成聚落。长江流域,因潮湿多雨,常有水患兽害,因而发展为杆栏式建筑。对此,古代文献中也多有「构木为巢,以避群害」、「上者为巢,下者营窟」的记载。据考古发掘,约在距今六、七千年前,中国古代人已知使用榫卯构筑木架房屋(如浙江余姚河姆渡遗址),黄河流域也发现有不少原始聚落(如西安半坡遗址、临潼姜寨遗址)。这些聚落,居住区、墓葬区、制陶场,分区明确,布局有致。木构架的形制已经出现,房屋平面形式也因造做与功用不同而有圆形、方形、吕字形等。这是中国古建筑的草创阶段。 西元前二十一世纪夏朝建立,标志着原始社会结束,经过夏、商、周三代,而春秋、战国,在中国的大地上先后营建了许多都邑,夯土技术已广泛使用于筑墙造台。如河南偃师二里头早商都城遗址,有长、宽均为百米的夯土台,台上建有八开间的殿堂,周围以廊。此时木构技术较之原始社会已有很大提高,已有斧、刀、锯、凿、钻、铲等加工木构件的专用工具。木构架和夯土技术均已经形成,并取得了一定的进步。西周兴建了丰京、镐京和洛阳的王城、成周;春秋、战国的各诸侯国均各自营造了以宫室为中心的都城。这些都城均为夯土版筑,墙外周以城濠,辟有高大的城门。宫殿布置在城内,建在夯土台之上,木构架已成为主要的结构方式,屋顶已开始使用陶瓦,而且木构架上饰用彩绘。这标志着中国古代建筑已经具备了雏形,不论夯土技术、木构技术还是建筑的立面造型、平面布局,以及建筑材料的制造与运用,色彩、装饰的使用,都达到了雏形阶段。这是中国古代建筑以后历代发展的基础。 (2) 中国古代建筑发展史上的第一个高潮 西元前221年,秦始皇吞并了韩、赵、魏、楚、燕、齐六国之后,建立起中央集权的大帝国,并且动用全国的人力、物力在咸阳修筑都城、宫殿、陵墓。今人从阿房宫遗址和始皇陵东侧大规模的兵马俑列队埋坑,可以想见当时建筑之宏大雄伟。此外,又修筑通达全国的驰道,筑长城以防匈奴南下,凿灵渠以通水运。这些巨大工程,动辄调用民力几十万,几乎都是同时并进,秦帝国终以奢欲过甚,穷用民力,二世而亡。 汉代继秦,经过约半个多世纪的休养生息之后,又进入大规模营造建筑时期。汉武帝刘彻先后五次大规模修筑长城,开拓通往西亚的丝绸之路;又兴建长安城内的桂宫、光明宫和西南郊的建章宫、上林苑。西汉末年还在长安南郊建造明堂、辟雍。东汉光武帝刘秀依东周都城故址营建了洛阳城及其宫殿。 总秦、汉五百年间,由于国家统一,国力富强,中国古建筑在自己的历史上出现了第一次发展高潮。其结构主体的木构架已趋于成熟,重要建筑物上普遍使用斗栱。屋顶形式多样化,庑殿、歇山、悬山、攒尖、囤顶均已出现,有的被广泛采用。制砖及砖石结构和拱券结构有了新的发展。 (3) 传统建筑持续发展和佛教建筑传入 两晋、南北朝是中国历史上一次民族大融合时期,此期间,传统建筑持续发展,并有佛教建筑传入。西晋统一中国不久,就爆发了「八王之乱」,处于西北

全球储能技术发展现状与应用情况

全球储能技术发展现状与应用情况 一、储能技术分类、技术原理、主要特征 针对电储能的储能技术主要分为三类:电化学储能(如钠硫电池、液流电池、铅酸电池、锂离子电池、镍镉电池、超级电容器等) 、物理储能(如抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等)和电磁储能(如超导电磁储能等)。 也可以分为功率型和能量型,功率型的特点是功率密度大、充放电次数多、响应速度快、能量密度小的特点,例如飞轮、超级电容、超导;能量型的特点是能量密度大、响应时间长、充放电次数少、功率密度低等特点。例如蓄电池。 从目前的情况来看,两种储能设备混用会产生更大的效果,混用比单一使用更有利于降低成本。(最近的一篇论文介绍的模型计算结果是在微网中使用超级电容和蓄电池两种混合储能成本是单一储能成本的33.8%。) (一)电化学储能技术 1、钠硫电池 钠硫电池的正极活性物质是液态的硫(S);负极活性物质是液态金属钠(Na),中间是多孔性瓷隔板。它利用熔融状态的金属钠和硫磺在300℃以上高温条件下,进行氧化-还原反应,完成充放电过程。 钠硫电池的主要特点是能量密度大(是铅蓄电池的3倍)、充电效率高(可达到80%)、可大电流、高功率放电、循环寿命比铅蓄电

池长。然而钠硫电池在工作过程中需要保持高温,有一定安全隐患。由于钠硫电池中所用的储能介质金属钠和硫磺均为易燃、易爆物质,对电池材料要求十分苛刻,目前只有日本(NGK)公司实现产品的产业化生产。 图1 钠硫电池储能系统原理 (来源:美国储能协会) 2、液流电池 液流氧化还原电池(Redox flow cell energy storage systems),简称液流蓄电站或液流电池,与通常蓄电池活性物质包含在阳极和阴极不同,液流电池作为氧化-还原电对的活性物质分别溶解于装在两个大储液罐中的溶液里,各用一个泵使溶液流经液流电池堆中高选择性离子交换膜的两侧,在其多孔炭毡电极上发生还原和氧化反应。电池堆通过双极板串联,结构类似于燃料电池。目前还发展有在一个或两个电极上发生金属离子(及非金属离子)溶解/沉积反应的液流电池。 由于液流电池的储能容量由储存槽中的电解液容积决定,而输出功率取决于电池的反应面积,通过调整电池堆中单电池的串连数量和电极面积,能够满足额定放电功率要求。两者可以独立设计,因此系

集成电路设计基础复习

1、解释基本概念:集成电路,集成度,特征尺寸 参考答案: A、集成电路(IC:integrated circuit)是指通过一系列特定的加工工艺,将晶体管、二极管等有源器件和电阻、电容等无源器件,按照一定的电路互连,“集成”在一块半导体晶片(如硅或砷化镓)上,封装在一个外壳内,执行特定电路或系统功能的集成块。 B、集成度是指在每个芯片中包含的元器件的数目。 C、特征尺寸是代表工艺光刻条件所能达到的最小栅长(L)尺寸。 2、写出下列英文缩写的全称:IC,MOS,VLSI,SOC,DRC,ERC,LVS,LPE 参考答案: IC:integrated circuit;MOS:metal oxide semiconductor;VLSI:very large scale integration;SOC:system on chip;DRC:design rule check;ERC:electrical rule check;LVS:layout versus schematic;LPE:layout parameter extraction 3、试述集成电路的几种主要分类方法 参考答案: 集成电路的分类方法大致有五种:器件结构类型、集成规模、使用的基片材料、电路功能以及应用领域。根据器件的结构类型,通常将其分为双极集成电路、MOS集成电路和Bi-MOS 集成电路。按集成规模可分为:小规模集成电路、中规模集成电路、大规模集成电路、超大规模集成电路、特大规模集成电路和巨大规模集成电路。按基片结构形式,可分为单片集成电路和混合集成电路两大类。按电路的功能将其分为数字集成电路、模拟集成电路和数模混合集成电路。按应用领域划分,集成电路又可分为标准通用集成电路和专用集成电路。 4、试述“自顶向下”集成电路设计步骤。 参考答案: “自顶向下”的设计步骤中,设计者首先需要进行行为设计以确定芯片的功能;其次进行结构设计;接着是把各子单元转换成逻辑图或电路图;最后将电路图转换成版图,并经各种验证后以标准版图数据格式输出。 5、比较标准单元法和门阵列法的差异。 参考答案:

全球储能技术的发展现状及前景分析

全球储能技术的发展现状及前景分析 北极星储能网讯:一直以来,储能技术的研究和发展备受各国能源、交通、电力、电讯等部门的高度关注,尤其对发展新能源产业具有重大意义。受 环境约束,各国纷纷大力提倡发展新能源,然而由于新能源发电具有不稳定性 和间歇性,大规模开发和利用将使供需矛盾更加突出,全球弃风、弃光问题普遍存在,严重制约了新能源的发展。因此,储能技术的突破和创新就成为新能源能 否顺利发展的关键。从某种意义上说,储能技术应用的程度将决定新能源的发 展水平。 (一)全球各储能技术装机情况 近年来,储能市场一直保持较快增长。据美国能源部全球储能数据库(DOEGlobalEnergyStorageDatabase)2016 年8 月16 日的更新数据显示,全球累计运行的储能项目装机规模167.24GW(共1227 个在运项目),其中抽水蓄能161.23GW(316 个在运项目)、储热3.05GW(190 个在运项目)、其他机械储能1.57GW(49 个在运项目)、电化学储能1.38GW(665 个在运项目)、储氢 0.01GW(7 个在运项目),具体见全球累计运行的储能项目装机量以抽水蓄能占 比最大,约占全球的96%。按照总装机量,中国成为装机位列第一的国家,日 本和美国次之,三国装机分别为32.1GW、28.5GW 和24.1GW,共占全球装机 总量的50%。全球累计运行储能项目装机排名前十的主要是亚洲和欧洲国家, 详见表1。 (二)全球储能技术区域分布情况 全球的储能项目装机主要分布在亚洲、欧洲和北美,见按照储能技术类 型分布来看,抽水蓄能装机占比最大,主要分布在中国、日本和美国。与2014

数字集成电路知识点整理

Digital IC:数字集成电路是将元器件和连线集成于同一半导体芯片上而制成的数字逻辑电路或系统 第一章引论 1、数字IC芯片制造步骤 设计:前端设计(行为设计、体系结构设计、结构设计)、后端设计(逻辑设计、电路设计、版图设计) 制版:根据版图制作加工用的光刻版 制造:划片:将圆片切割成一个一个的管芯(划片槽) 封装:用金丝把管芯的压焊块(pad)与管壳的引脚相连 测试:测试芯片的工作情况 2、数字IC的设计方法 分层设计思想:每个层次都由下一个层次的若干个模块组成,自顶向下每个层次、每个模块分别进行建模与验证 SoC设计方法:IP模块(硬核(Hardcore)、软核(Softcore)、固核(Firmcore))与设计复用Foundry(代工)、Fabless(芯片设计)、Chipless(IP设计)“三足鼎立”——SoC发展的模式 3、数字IC的质量评价标准(重点:成本、延时、功耗,还有能量啦可靠性啦驱动能力啦之类的) NRE (Non-Recurrent Engineering) 成本 设计时间和投入,掩膜生产,样品生产 一次性成本 Recurrent 成本 工艺制造(silicon processing),封装(packaging),测试(test) 正比于产量 一阶RC网路传播延时:正比于此电路下拉电阻和负载电容所形成的时间常数 功耗:emmmm自己算 4、EDA设计流程 IP设计系统设计(SystemC)模块设计(verilog) 综合 版图设计(.ICC) 电路级设计(.v 基本不可读)综合过程中用到的文件类型(都是synopsys): 可以相互转化 .db(不可读).lib(可读) 加了功耗信息

中国建筑发展史

中国建筑发展史 施红雅 (09给水排水1班0938220012) 摘要:按中国的年表一一介绍中国建筑的发展史,从三个大的方面讲,其中又分小的方面,具体到朝代,让大家对中国的建筑有一个系统的了解。了解了中国建筑的发展史,也就知道了中国的历史发展。 关键词:中国古代建筑发展史,中国近代建筑发展史,中国现代建筑发展史。 建筑是历史和文化的浓缩,从建筑的发展史中能看出历史和文化的发展,也能反映一个朝代的兴与衰,而建筑也见证了一个个朝代的兴衰。 何为建筑?建筑是人们用土、石、木、钢、玻璃、芦苇、塑料、冰块等一切可以利用的材料,建造的构筑物。 1;中国古代建筑发展史 了解了什么是建筑,我们就可以来谈谈中国建筑的发展史了。 1.1原始社会时期的建筑 “中国建筑之原始,究起自何时,殆将永远笼罩于史前之玄秘中”。[1] 在新石器时代的后期,人类从栖息于巢与穴,进步到有意识地建造房屋。出现了干阑式与木骨泥墙的房屋。姜寨有五座“大房子”共同面向一个广场,每座“大房子”周围环绕着若干或圆或方的小房子,其布局反映了母系氏族社会聚落的特色。龙山文化时期的居住遗址以西安客省庄的一座吕字形平面的房屋为例,房屋面积比仰韶时期的变小,室内有供存贮的窖穴,表现了父系氏族社会私有财产的出现。 1.2奴隶社会时期的建筑 1.2.1商 商代是我国奴隶社会大发展的时期,建筑技术明显提高,安阳殷墟是最早发掘的商代城市,经过数十年断断续续的工作,殷墟大致的面目,已约略可知。[2]宫殿建筑,建筑上已大量应用夯土技术,殿顶应是最为尊贵的重檐,庑殿顶由殿堂、庭院、廊庑和大门组成的宫殿建筑格局达到了一定的水平,对后世很有影响。 1.2.2西周 西周最具代表性的建筑遗址是陕西岐山风雏村的“中国第一四合院”,是一处二进院的宗庙建筑。[3]这种四合院式的建筑形式,规整对称,中轴线上的主体建筑具有统率全局的作用,使全体具有明显的有机整体性,体现一种庄重严谨的性格。院落又给人以安定平和的感受;这种把不大的木结构建筑单体组合成大小不同的群体的布局,是中国古代建筑最重要的群体构图方式,得到长久的继承。 1.2.3春秋 春秋时期宫殿建筑的特色是“高台榭、美宫室”。这一方面是高台建筑有利于防刺客、防洪水、可供帝王享受登临之乐,另一方面也是由于建筑技术的原因,当时要修建高大的建筑,要依傍土台才能建造成功。 1.3封建社会初期的建筑

新能源储能系统发展现状及未来发展趋势

新能源储能系统发展现状及未来发展趋势 目录 第一章新能源储能系统相关论述 (1) 1.1新能源相关论述 (1) 1.1.1新能源定义 (1) 1.1.2新能源分类 (1) 1.2储能技术相关论述 (1) 1.2.1储能技术的定义 (1) 1.2.2储能技术的分类 (1) 第二章国内外新能源储能系统的发展动态分析 (2) 2.1日本新能源储能系统的发展动态分析 (2) 2.1.1新能源储能电池的发展现状及未来发展趋势 (2) 2.1.2新能源储能系统的未来发展趋势 (3) 2.1.3新能源储能系统在实际中的应用 (3) 2.2美国在新能源储能系统的应用中漫漫求索 (4) 2.2.1政策与投资力度 (4) 2.2.2储能技术的经济性瓶颈 (5) 2.3我国新能源储能系统的现状 (5) 2.3.1储能是构建智能电网的关键环节 (6) 2.3.2商业模式不成熟制约储能发展 (6) 第三章国内外在相关新能源储能技术上的发展现状 (8) 3.1新能源储能系统的实际应用 (8) 3.2创能、节能与储能的完美搭配 (9) 3.3国内新能源储能技术瓶颈解析 (10) 3.3.1新能源科技发展的核心—储能技术 (10) 3.3.2新能源无"仓库储能"的尴尬 (10) 3.3.3储能技术的突破效应 (11) 3.3.4"不能等肚子饿了才去种麦子" (12) 第四章新能源储能系统的发展趋势 (13) 4.1日本新能源储能系统的发展趋势 (13) 4.1.1储能电池的发展趋势 (13) 4.2我国新能源储能系统的发展趋势 (13) 4.2.1我国智能电网带动储能产业发展态势研究分析 (13) 4.2.2新能源并网储能市场发展前景预测分析 (14)

储能技术的发展及分析

【摘要】储能技术已被视为电网运行过程中中的重要组成部分。系统中引入储能环节后可以有效地利用电力设备,降低供电成本,提高系统运行稳定性、调整频率、补偿负荷波动。储能技术的应用将在电力系统设计、规划、调度、控制等方面带来重大变革。 【关键词】储能技术;现状;前景;应用 1 储能技术在电力系统中的应用 储能技术已被视为电网运行过程中“采――发――输――配――用――储”六大环节中的重要组成部分。系统中引入储能环节后,可以有效地实现需求侧管理,消除昼夜间峰谷差,平滑负荷,可以更有效地利用电力设备,降低供电成本,也可作为提高系统运行稳定性、调整频率、补偿负荷波动的一种手段。储能技术的应用必将在传统的电力系统设计、规划、调度、控制等方面带来重大变革。 2 储能技术原理及特点 储能系统一般由两大部分组成:由储能元件(部件)组成的储能装置;由电力电子器件组成的电网接入系统。主要实现能量的储存、释放或快速功率交换。 储能系统的容量范围宽,从几十千瓦到几百兆瓦;放电时间跨度大,从毫秒级到小时级;应用范围广,贯穿发输变配用电系统。 储能系统的主要作用如下:(1)用于电力调峰,解决用电矛盾;(2)用于用户侧,提高供电可靠性;(3)用于可再生能源优化,推动可再生能源开发应用;(4)用于电力系统稳定控制,提高电网安全性。 大规模储能技术是对传统“即发即用”的电力模式的革命性突破,它可以减少用于发电设备的投资,提高电力设备的利用率,安装在用电设备附近可以降低线损,安装在大城市附近可以提高供电可靠性。 3 储能技术研究现状 电能储存的形式可分为四类:机械储能(如抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等)、化学储能(如钠硫电池、液流电池、铅酸电池、镍镉电池、超级电容器等)、电磁储能(如超导电磁储能等)和相变储能(如冰蓄冷等)。 长久以来,电力系统中储能技术的研究集中于大规模储能技术以解决系统调峰问题。近来,储能电池、超级电容器、超导电磁储能和高效率飞轮等中小规模储能技术取得长足的进步,有力拓展了储能技术的应用范围。凭借这些不同规模的储能技术,其应用可贯穿电力系统发输变配用电各个环节,以全面提升电力系统的运行效率、可靠性、电能质量和资产价值。 4 电力储能方式和发展现状 4.1 压缩空气储能电站 4.2 超导磁储能系统 超导磁储能系统(superconducting magnetic energy storage,smes)利用超导体制成的线圈储存磁场能量,功率输送时无需能源形式的转换,具有响应速度快,转换效率高、比容量/比功率大等优点,可以实现与电力系统的实时大容量能量交换和功率补偿。smes可以充分满足输配电网电压支撑、功率补偿、频率调节、提高系统稳定性和功率输送能力的要求。 4.3 飞轮储能 飞轮储能系统由高速飞轮、轴承支撑系统、电动机/发电机、功率变换器、电子控制系统和真空泵、紧急备用轴承等附加设备组成。谷值负荷时,飞轮储能系统由工频电网提供电能,带动飞轮高速旋转,以动能的形式储存能量;出现峰值负荷时,高速旋转的飞轮作为原动机拖动电机发电,经功率变换器输出电流和电压。飞轮储能功率密度大,效率高,循环使用寿命长,无污染,维护简单,可连续工作,主要用于不间断电源/ 应急电源、电网调峰和频率控制。

熔融盐储能技术及应用现状汇总

熔融盐储能技术及应用现状 随着全球新能源产业的快速发展,风力发电与太阳能等随机性和间歇性很强的发电方式对电网的正常运行管理提出了相当高的挑战,相应地,各类储能(储热)技术也逐渐纳入了人们的视角。熔融盐储能技术是利用硝酸盐等原料作为传热介质,通过新能源发出的热能与熔盐的内能转换来存储或发出能量,一般与太阳能光热发电系统结合,使光热发电系统具备储能和夜间发电能力,满足电网调峰需要,具有很强的经济优势,已经在西班牙、意大利等欧洲地区和部分北美地区等发达国家得到了实际的商业化应用。 一、熔融盐介绍 1.1 熔融盐的特性 熔融盐是盐的熔融态液体,通常说的熔融盐是指无机盐的熔融体,广义上的熔融盐还包括氧化物熔体及熔融有机物。除了单一无机盐外,将同一类熔融盐按照一定比例混合,或者将不同种类的熔融盐按照一定的配方混合,可以形成多种新型混合共晶熔融盐。这些混合熔融盐可以根据成分配比的不同,获得各种熔点和使用温区的熔融盐工质,能够避免硝酸盐使用温度低、氯化盐熔点温度高等缺点,同时保留熔融盐热稳定性和化学稳定性好、饱和蒸汽压低、比热容大等一系列优点,因此在工业上获得了广泛应用。目前,寻找性能优越的混合熔融盐成为熔融盐传热蓄热研究的主要方向之一。 熔融盐有不同于水溶液的诸多性质,主要包括:①熔融盐为离子熔体,通常由阳离子和阴离子组成,具有良好的导电性能,其导电率比电解质溶液高1个数量级;②具有广泛的使用温度范围,通常的熔融盐使用温度在300~1000℃之间,新研发的低熔点混合熔融盐使用温度更是扩大到了60~1000℃;③饱和蒸汽压低,保证了高温下熔融盐设备的安全性;④热容量大;⑤对物质有较高的溶解能力;⑥低粘度;⑦化学稳定性好;⑧原料易获得,价格低廉,与常见的高温传热蓄热介质——导热油和液态金属相比,绝大多数熔融盐的价格都非常低廉,且容易获得。这些优异的特性使熔融盐被广泛用作热介质、化学反应介质以及核反应介质,尤其近些年来在太阳能热发电系统中,熔融盐得到了广泛的应用。

集成电路设计基础 课后答案

班级:通信二班姓名:赵庆超学号:20071201297 7,版图设计中整体布局有哪些注意事项? 答:1版图设计最基本满足版图设计准则,以提高电路的匹配性能,抗干扰性能和高频工作性能。 2 整体力求层次化设计,即按功能将版图划分为若干子单元,每个子单元又可能包含若干子单元,从最小的子单元进行设计,这些子单元又被调用完成较大单元的设计,这种方法大大减少了设计和修改的工作量,且结构严谨,层次清晰。 3 图形应尽量简洁,避免不必要的多边形,对连接在一起的同一层应尽量合并,这不仅可减小版图的数据存储量,而且版图一模了然。 4 在构思版图结构时,除要考虑版图所占的面积,输入和输出的合理分布,较小不必要的寄生效应外,还应力求版图与电路原理框图保持一致(必要时修改框图画法),并力求版图美观大方。 8,版图设计中元件布局布线方面有哪些注意事项? 答:1 各不同布线层的性能各不相同,晶体管等效电阻应大大高于布线电阻。高速电路,电荷的分配效应会引起很多问题。 2 随器件尺寸的减小,线宽和线间距也在减小,多层布线层之间的介质层也在变薄,这将大大增加布线电阻和分布电阻。 3 电源线和地线应尽可能的避免用扩散区和多晶硅布线,特别是通过

较大电流的那部分电源线和地线。因此集成电路的版图设计电源线和地线多采用梳状布线,避免交叉,或者用多层金属工艺,提高设计布线的灵活性。 4 禁止在一条铝布线的长信号霞平行走过另一条用多晶硅或者扩散区布线的长信号线。因为长距离平行布线的两条信号线之间存在着较大的分布电容,一条信号线会在另一条信号线上产生较大的噪声,使电路不能正常工作。、 5 压点离开芯片内部图形的距离不应少于20um,以避免芯片键和时,因应力而造成电路损坏。

IC设计基础笔试集锦

IC设计基础(流程、工艺、版图、器件)笔试集锦 1、我们公司的产品是集成电路,请描述一下你对集成电路的认识,列举一些与集成电路 相关的内容(如讲清楚模拟、数字、双极型、CMOS、MCU、RISC、CISC、DSP、ASIC、FPGA 等的概念)。(仕兰微面试题目) 什么是MCU? MCU(Micro Controller Unit),又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer),简称单片机,是指随着大规模集成电路的出现及其发展,将计算机的CPU、RAM、ROM、定时数器和多种I/O接口集成在一片芯片上,形成芯片级的计算机。 MCU的分类 MCU按其存储器类型可分为MASK(掩模)ROM、OTP(一次性可编程)ROM、FLASH ROM等类型。MASK ROM的MCU价格便宜,但程序在出厂时已经固化,适合程序固定不变的应用场合;FALSH ROM的MCU程序可以反复擦写,灵活性很强,但价格较高,适合对价格不敏感的应用场合或做开发用途;OTP ROM的MCU价格介于前两者之间,同时又拥有一次性可编程能力,适合既要求一定灵活性,又要求低成本的应用场合,尤其是功能不断翻新、需要迅速量产的电子产品。 RISC为Reduced Instruction Set Computing的缩写,中文翻译为精简执令运算集,好处是CPU核心 很容易就能提升效能且消耗功率低,但程式撰写较为复杂;常见的RISC处理器如Mac的Power PC 系列。 CISC就是Complex Instruction Set Computing的缩写,中文翻译为复杂指令运算集,它只是CPU分类的一种,好处是CPU所提供能用的指令较多、程式撰写容易,常见80X86相容的CPU即是此类。 DSP有两个意思,既可以指数字信号处理这门理论,此时它是Digital Signal Processing的缩写;也可以是Digital Signal Processor的缩写,表示数字信号处理器,有时也缩写为DSPs,以示与理论的区别。 2、FPGA和ASIC的概念,他们的区别。(未知) 答案:FPGA是可编程ASIC。 ASIC:专用集成电路,它是面向专门用途的电路,专门为一个用户设计和制造的。根据一 个用户的特定要求,能以低研制成本,短、交货周期供货的全定制,半定制集成电路。与 门阵列等其它ASIC(Application Specific IC)相比,它们又具有设计开发周期短、设计 制造成本低、开发工具先进、标准产品无需测试、质量稳定以及可实时在线检验等优点 3、什么叫做OTP片、掩膜片,两者的区别何在?(仕兰微面试题目)otp是一次可编程(one time programme),掩膜就是mcu出厂的时候程序已经固化到里面去了,不能在写程序进去!( 4、你知道的集成电路设计的表达方式有哪几种?(仕兰微面试题目) 5、描述你对集成电路设计流程的认识。(仕兰微面试题目) 6、简述FPGA等可编程逻辑器件设计流程。(仕兰微面试题目) 7、IC设计前端到后端的流程和eda工具。(未知) 8、从RTL synthesis到tape out之间的设计flow,并列出其中各步使用的tool.(未知) 9、Asic的design flow。(威盛VIA 2003.11.06 上海笔试试题) 10、写出asic前期设计的流程和相应的工具。(威盛) 11、集成电路前段设计流程,写出相关的工具。(扬智电子笔试) 先介绍下IC开发流程: 1.)代码输入(design input) 用vhdl或者是verilog语言来完成器件的功能描述,生成hdl代码 语言输入工具:SUMMIT VISUALHDL MENTOR RENIOR 图形输入: composer(cadence); viewlogic (viewdraw) 2.)电路仿真(circuit simulation) 将vhd代码进行先前逻辑仿真,验证功能描述是否正确 数字电路仿真工具: Verolog:CADENCE Verolig-XL SYNOPSYS VCS MENTOR Modle-sim VHDL : CADENCE NC-vhdl SYNOPSYS VSS MENTOR Modle-sim 模拟电路仿真工具: AVANTI HSpice pspice,spectre micro microwave: eesoft : hp 3.)逻辑综合(synthesis tools) 逻辑综合工具可以将设计思想vhd代码转化成对应一定工艺手段的门级电路;将初级仿真 中所没有考虑的门沿(gates delay)反标到生成的门级网表中,返回电路仿真阶段进行再 仿真。最终仿真结果生成的网表称为物理网表。 12、请简述一下设计后端的整个流程?(仕兰微面试题目) 13、是否接触过自动布局布线?请说出一两种工具软件。自动布局布线需要哪些基本元 素?(仕兰微面试题目) 14、描述你对集成电路工艺的认识。(仕兰微面试题目)

中国建筑发展历程

影响魏晋南北朝园林发展的因素分析 (16级艺术设计2班陈虹纲) 内容摘要 魏晋南北朝时期是中国古典园林史上重要的转折期。在此期间,不但皇家园林继续发展,同时,私家园林也有了发展,寺观园林等新类型出现。园林的本质也有了新变化,开始追求陶冶情操,安顿心灵的精神需求。中国古典园林的自然山水特征由此显现,为后期的繁盛和成熟奠定了坚实的基础。中国古典园林在这一时期的发展受到诸多方面的影响,包括政治思想,文化艺术,宗教,经济,技术等。本文着重阐述这一时期影响园林发展的因素,以及这一时期各类园林的特征,整体把握这个园林史上重要的历史阶段,深化对中国古典园林的认知。 关键词:魏晋南北朝园林,影响因素,建筑风格,庄园经济。 引言 我国山水式风景园林在秦汉兴起,魏晋南北朝时期有重大发展。一方面由于贵族豪门追求奢华生活,以园林为游宴享乐之所;另一方面,士大夫玄谈玩世,以寄情山水为高雅,从而促进了自然式山水园林的兴盛。南北朝时期,除帝王苑囿外,建屋宇,或重岩复岭,或深溪洞壑,模仿自然山水风景,使之再现于有限空间内的造园手法。 正文 魏晋南北朝是一个朝代频更、社会动荡的时代,国家也处于一个长期分裂的状态。魏、蜀、吴三国鼎立之后,西晋得到短暂的统一,但至东晋以后呐,十六国与南北朝之间,阶级矛盾和名族纠纷错综复杂,战争频繁。在这个大的时代背景下,持续不断的社会动荡,也就引起了社会思想的变化。文人士大夫打破了汉末腐朽的经学束缚,开始关注自身的精神修养与体悟,提倡个性张扬,玄学也就由此诞生了。而儒家思想一统天下的格局也由此受到强烈的冲击,诸家思想在此时期都有了不同程度的发展,思想界呈现出自战国以来又一次自由、活跃的局面。自晋以后,士族文人多鄙视礼教的虚伪而崇尚老庄,追求纵欲放达的生活以及超然物外的精神,清谈之风弥漫一时,玄学盛行,强化了当时人们的思辨特征及理性意思。特别值得注意的是,佛教在这一时期又去统治者的提倡而得到迅速发展,这对当时和之后社会影响深远。另外,这还是一个民族文化大融合的时代,中原之外的不断渗透,丰富了中原文化的传统形态。正是由于上述两个方面的影响,

集成电路设计基础复习要点

集成电路设计基础复习要点 第一章集成电路设计概述 1、哪一年在哪儿发明了晶体管?发明人哪一年获得了诺贝尔奖? 2、世界上第一片集成电路是哪一年在哪儿制造出来的?发明人哪一 年为此获得诺贝尔奖? 3、什么是晶圆?晶圆的材料是什么? 4、晶圆的度量单位是什么?当前主流晶圆尺寸是多少?目前最大晶 圆尺寸是多少? 5、摩尔是哪个公司的创始人?什么是摩尔定律? 6、什么是SoC?英文全拼是什么? 7、说出Foundry、Fabless和Chipless的中文含义。 8、什么是集成电路的一体化(IDM)实现模式? 9、什么是集成电路的无生产线(Fabless)设计模式? 10、目前集成电路技术发展的一个重要特征是什么? 11、一个工艺设计文件(PDK)包含哪些内容? 12、什么叫“流片”? 13、什么叫多项目晶圆(MPW) ?MPW英文全拼是什么? 14、集成电路设计需要哪些知识范围? 15、著名的集成电路分析程序是什么?有哪些著名公司开发了集成电 路设计工具?

16、SSI、MSI、LSI、VLSI、ULDI的中文含义是什么?英文全拼是 什么?每个对应产品芯片上大约有多少晶体管数目? 17、国内近几年成立的集成电路代工厂家或转向为代工的厂家主要有 哪些? 18、境外主要代工厂家和主导工艺有哪些? 第二章集成电路材料、结构与理论 1、电子系统特别是微电子系统应用的材料有哪些? 2、常用的半导体材料有哪些? 3、半导体材料得到广泛应用的原因是什么? 4、为什么市场上90%的IC产品都是基于Si工艺的? 5、砷化镓(GaAs) 和其它III/V族化合物器件的主要特点是什么? 6、GaAs晶体管最高工作频率f T可达多少?最快的Si晶体管能达到多 少? 7、GaAs集成电路主要有几种有源器件? 8、为什么说InP适合做发光器件和OEIC? 9、IC系统中常用的几种绝缘材料是什么? 10、什么是欧姆接触和肖特基接触? 11、多晶硅有什么特点? 12、什么是材料系统?

中国建筑史发展脉络

第一章中国古代建筑发展概况 第一节原始社会建筑 第二节奴隶社会建筑 第三节封建社会前期建筑 第四节封建社会中期建筑 第五节封建社会晚期建筑 第一节原始社会建筑(六、七千年前——公元前21世纪) 一.旧石器时期的建筑 1.文化背景:上古传说 有巢氏、燧人氏、伏羲氏、神农氏 “中国”——尧舜禹时人们认为自己居住在世界的中心《山海经》 “华夏”——春秋时中国人统称为“华”或者“诸华”,异族人称为“夷”中国西部称为夏,东部称“东夏” ——《中国通史》 “朝代”——一个家族统治天下的一段时间 逐鹿之战——迁徙、战争、聚合中产生 具有多根系、多元性 2.居住状况: ?近水。 ?洞口标高较高,避免水淹 ?洞口较为干燥,以利生存 ?洞口背寒风?a?a极少有朝向北方或东北方的 ?居住使用接近洞口部分,洞内低凹处埋死者 原始社会的建筑处于胚胎期,对后来建筑影响很大,胚胎期研究应用于中西建筑之比较分析 二.新石器时期的建筑遗存 第二节奴隶社会建筑 (B.C 21世纪——B.C 476年) 一.夏(前21世纪——前16世纪) 二.商(前16世纪~前11世纪) 三.西周(前11世纪——前771年) 一、夏(前21世纪?a?a前16世纪) 二、商(前16世纪~前11世纪) 1.历史背景 ?启——太康——后羿——仲康——“少康中兴” 胤甲……商在东方强盛 ?商汤,西亳自称武王:农业进步,商业兴起 王亥:牛车、货币、做买卖 ?盤庚抑奢,迁殷——纣王荒淫,被周武王灭。 2. 建筑状况: ?宫殿、陵墓—居住、厚葬—等级制的结果

例:河南偃师二里头、河南安阳小屯村 ?技术发展——永定柱、夯土技术 科技:青铜器、骨器、皮革、酿酒、舟车、木工、织帛等世传技艺。 ?茅茨土阶 ?艺术特征:青铜器、雷纹、云纹、甲骨文 隶书、象形文字——方正、直线多而圆角少,首尾常露锋芒——线的艺术 ?建筑整齐方正,布局的结构美有所显露但不自觉。传统院落式布局已具雏形。 三、西周(前11世纪——前771年) 1. 历史文化背景: ?世代重农—废除公田制,改收田祖—走向封建制 ?重礼。宗法秩序:分封诸侯——等级制 2.建筑状况: ? <1>城市——“镐京” ? <2>最早的四合院——山西岐山凤雏村遗址 3.建筑技术: ?湖北圻春干阑式建筑 ?斗的形象出现 ?瓦、排水管道的出现 河南偃师二里头商代宫殿复原 第三节封建社会前期建筑 一、东周(前770——前476称为春秋,475——前280称为战国) 秦、楚、齐、燕、赵、魏、韩 1.历史文化背景: ?田地私有制——诸侯国战争 ?天子失学,学在四夷——诸子百家,百家争鸣 ?先秦理性精神 ?老子将人还给自然,孔子将人还给社会——伦理理性的社会 ?色彩寓意“礼楹,天子丹,诸侯黑,大夫苍” 3.建筑特征: ? <1>防御性强 ? <2>礼制 ? <3>线的艺术:(北)理性对称 (南)楚汉浪漫主义,绚烂、神仙世界 二、秦(前221——前207) 1. 阿房宫:上压天宫,下压黎庶 2. 秦始皇修长城、修驰道。 3.临潼秦始皇陵:气势庞大,平面舒展,轴线对称 三、汉(前206——公元220年) 1.艺术风格: 交融——开阔而奔放、自然拙朴、圆润、气魄恢弘庶

新型储能技术发展现状

变电设备SUBSTATION EQUIPMENT [2]B.S.Ram,PhD,CEng .MlEE.Loss and current distribution in foil winding of transformers[J].IEE Proc,gener,1998:1098-1101.[3]曲德宇,刘文里,韩波.干式变压器绕组温度场的二维数值分析[J].变压器,2011(12):21-25. [4]路长柏.干式电力变压器理论与计算[M].沈阳:辽宁科学 技术出版社,2003.[5]曲德宇.干式变压器漏磁场及温度场分布的研究[D].哈尔滨:哈尔滨理工大学,2011.[6]赵峰,王凯.大容量变压器局部过热问题分析[J].变压器,2009(7):74-75.[7]柴建云,大型变压器三维涡流漏磁场计算[D].北京:清华大学,1989.[8]程志光,高生,李琳.电气工程涡流问题的分析与验证[M]. 北京:高等教育出版社.2001.[9]颜寒,郭永基,林兆庄.树脂绝缘干式变压器内部温度场分布仿真研究[J].清华大学学报,1999,39(7):1-4.[10]王世山,王德林,李彦明.大型有限元软件ANSYS 在电磁 领域的使用[J].高压电器,2002(6):27-30.收稿日期:2012-11-18 作者简介: 曲德宇(1984-),硕士,从事变电一次设备的状态评价和 故障分析方面的研究。 (责任编辑喻银凤) 在电力系统中,有近百年历史且目前应用最广的储能技术是抽水蓄能储能,其巨大的能量存储能力能够很好地解决电力系统运行中负荷和可再生能源的调峰需求。最近十多年来,多种新型储能技术在全球范围内,尤其是在美国获得了技术及应用上的长足发展。最新发展起来的储能技术包括锂离子电池、飞轮储能、超级电容、钠硫电池、钒液流电池等,这些储能系统在使用寿命、功率和容量的规模化、运行可靠性、系统制造成本等方面已经获得了突破,具备了进入电力行业应用的基础条件。具体而言,当前世界上先进的储能技术具有了如下几个基本特点:一是功率外特性好,以成熟的电力电子技术为基础,实现快速、精确的有功无功灵活的功率输出;二是系统规模大,单个系统规模已经可以达到20MW 以上,目前在美国西弗吉尼亚投运的最大储能项目规模为32MW ;三是运行寿命长,用于电网AGC 调频的储能系统设计寿命已经可以达到10年以上,其中电力电子设备的设计寿命超过15年;四是运行可靠性高,美国纽约州的20MW 飞轮储能系统投运2年以来,系统可用率已达97%以上。 相对于传统发电机组,储能技术最突出的优点是快速精确的功率响应能力。在电力系统运行中, 自动发电控制(AGC )主要通过实时调节电网中的调频电源的有功出力,实现对电网频率及联络线功率进行控制,解决区域电网的短时随机功率不平衡问题,因此调节速率快、调节精度高的电源能够帮助电网更高效地完成AGC 控制目标。储能系统能够在1s 之内完成AGC 调度指令,与此相对的,由于传 统电源均为具有旋转惯性的机械器件组成,并且将一次能源转换成电能需要经历一系列复杂过程,尤其是火电机组对有功功率的调节响应速度较慢,通常需要1min 以上才能完成调节要求,反应时间相差超过60倍。新型储能技术发展现状42

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