新能源發(fā)電與電力質(zhì)量問題的措施探析

邱凱 張海 陳志勇

摘 要：新能源符合我國低碳環(huán)保的理念，不僅可以節(jié)約資源，還可以改善居民的居住環(huán)境。目前，我國各地區(qū)都需要供電系統(tǒng)來進(jìn)行供電，因此我國常出現(xiàn)電力緊缺的問題，而新能源的使用，可以有效的改變這一現(xiàn)狀，優(yōu)化電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。基于此，本文首先闡述了新能源的主要發(fā)電形式，然后對(duì)新能源發(fā)電的發(fā)展情況和問題進(jìn)行分析，最后提出一些合理性的建議，希望為相關(guān)人士提供有價(jià)值的參考。

關(guān)鍵詞：新能源發(fā)電；電力；質(zhì)量問題；措施

中圖分類號(hào)：F426.61 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）18-0169-02

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，對(duì)電力的需求也逐漸增加，現(xiàn)階段傳統(tǒng)的發(fā)電方式無法滿足人們發(fā)展的需求，在保證供電質(zhì)量的同時(shí)，也要注意新能源的使用，在21世紀(jì)，我國已經(jīng)改變了傳統(tǒng)的發(fā)電形式，在發(fā)電時(shí)廣泛應(yīng)用了風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電等新能源發(fā)電形式，但是在采用新能源進(jìn)行發(fā)電的過程中仍然具有諸多的問題，需要采取適當(dāng)?shù)拇胧┻M(jìn)行解決，由此可見，對(duì)新能源發(fā)電與電力質(zhì)量問題進(jìn)行探討具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 簡(jiǎn)述新能源發(fā)電形式

1.1 風(fēng)力發(fā)電

風(fēng)能屬于大自然的一種可再生資源，人們利用風(fēng)能進(jìn)行發(fā)電符合我國可持續(xù)發(fā)展的觀念，因此風(fēng)力發(fā)電機(jī)成為我國現(xiàn)階段一種主要的新能源發(fā)電形式，風(fēng)力發(fā)電主要的工作原理就是將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，之后再由機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。風(fēng)力發(fā)電主要是利用風(fēng)力來帶動(dòng)風(fēng)車葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)，之后再運(yùn)用提高速度的機(jī)械來增加葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的速度，現(xiàn)階段我國風(fēng)力發(fā)電只需具有每秒三米的轉(zhuǎn)速就可以進(jìn)行發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電依賴于風(fēng)力動(dòng)車組，風(fēng)力動(dòng)車組主要為三部分組成，即風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)、鐵塔，其中風(fēng)輪為主要部分，風(fēng)輪主要是由兩只以上的葉輪組成，葉輪的形狀主要為螺旋槳型，當(dāng)槳葉在風(fēng)力的作用下，就可以帶動(dòng)風(fēng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。通常情況下，風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速較低，并且風(fēng)力也在不停的改變，這就很難保證風(fēng)輪轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性，所以通常要在發(fā)電機(jī)被帶動(dòng)之前，安裝一個(gè)齒輪變速和調(diào)速機(jī)械，進(jìn)而保證風(fēng)力發(fā)電的穩(wěn)定性能[1]。鐵塔的重要作用是支撐風(fēng)輪，是一種構(gòu)架，在建設(shè)鐵塔時(shí)，盡量將鐵塔修建在較高的位置，使其獲得較大的風(fēng)力。發(fā)電機(jī)的主要作用就是保持風(fēng)輪轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性。

1.2 太陽能發(fā)電

太陽能的能源主要是太陽中氫原子核在高溫狀態(tài)下所產(chǎn)生的能量，現(xiàn)階段我國利用太陽能發(fā)電主要有兩種形式，即太陽能光發(fā)電、太陽能熱發(fā)電。太陽能光發(fā)電的工作原理就是將光能直接轉(zhuǎn)化為電能，我國常用的太陽能光發(fā)電方式為光伏發(fā)電，除此之外也有光化學(xué)發(fā)電、光感應(yīng)發(fā)電等[2]。光伏發(fā)電就是利用相應(yīng)的半導(dǎo)體器件來吸取太陽輻射的能力，之后在將其轉(zhuǎn)化為電能，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中主要包含以下裝置，即太陽能電池、蓄電池、控制器等，其中太陽能電池是其主要的部分。太陽能熱發(fā)電的主要原理為先將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，再將熱能轉(zhuǎn)化為電能，這種轉(zhuǎn)換方式主要兩種，一種是直接轉(zhuǎn)換，另一種是間接轉(zhuǎn)換，直接轉(zhuǎn)換主要由一些半導(dǎo)體或者是金屬材料的溫差進(jìn)行發(fā)電，間接轉(zhuǎn)換是中間需要通過汽輪機(jī)等裝置來帶動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，這種工作原理與熱力發(fā)電相同，只不過其熱能是通過太陽能，而不是來自傳統(tǒng)的生物質(zhì)燃料。太陽能光伏發(fā)電和太陽能熱發(fā)電相比，具有其獨(dú)有的優(yōu)點(diǎn)，首先太陽能光伏發(fā)電的安全性能更強(qiáng)，不受其它因素的干擾，其次太陽光隨處可見，更易儲(chǔ)存，對(duì)一些偏遠(yuǎn)地區(qū)，太陽能光伏發(fā)電仍然適用，除此之外，太陽能光伏發(fā)電的運(yùn)行成本較低，可以使電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益得到最大的發(fā)揮，由此可見，太陽能光伏發(fā)電的發(fā)展?jié)摿σ笥谔柲軣岚l(fā)電[3]。

2 新能源發(fā)電的發(fā)展情況及問題

2.1 發(fā)電質(zhì)量

2.1.1 閃變

通過對(duì)我國某地區(qū)利用新能源發(fā)電狀況進(jìn)行調(diào)查得知，新能源發(fā)電首先存在的質(zhì)量問題為閃變問題，閃變是衡量電壓波動(dòng)危害程度的主要指標(biāo)，在利用風(fēng)力這種新能源進(jìn)行發(fā)電的過程中，采用并網(wǎng)方式的發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電時(shí)，極易引起沖擊性電流的大量產(chǎn)生，這種現(xiàn)象就會(huì)使新能源在發(fā)電時(shí)出現(xiàn)閃變問題，進(jìn)而影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。新能源發(fā)電中所存在的閃變問題主要體現(xiàn)在如果進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電，必然會(huì)引起所有的裝置一起運(yùn)行，在這一過程中就會(huì)對(duì)整個(gè)配網(wǎng)產(chǎn)生一定的沖擊性，增加配網(wǎng)的承受壓力，進(jìn)而使電力系統(tǒng)出現(xiàn)癱瘓[4]。

2.1.2 諧波

“諧波”最早起源于聲學(xué)，而電力系統(tǒng)的諧波則是在二十世紀(jì)二三十年代之間引起了人們廣泛關(guān)注，諧波具有較強(qiáng)的不穩(wěn)定性，通常會(huì)隨著電力環(huán)境的變化而變化，并且在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的過程中，諧波也會(huì)釋放強(qiáng)大的諧振性，這就會(huì)在一定程度上對(duì)電力系統(tǒng)造成較強(qiáng)的損害，影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，進(jìn)而導(dǎo)致一系列安全事故的發(fā)生。

2.2 目標(biāo)不穩(wěn)定

在對(duì)新能源發(fā)展過程中，我國并沒有確立一個(gè)穩(wěn)定的目標(biāo)，目前，我國新能源發(fā)電的目標(biāo)要根據(jù)國家的實(shí)際情況以及政策的變化進(jìn)行隨時(shí)的調(diào)整，這就是使得我國電力企業(yè)很難確立一個(gè)穩(wěn)定的發(fā)展目標(biāo)，這就使的在進(jìn)行專項(xiàng)規(guī)劃的過程中出現(xiàn)脫節(jié)的現(xiàn)象，使得發(fā)電和電網(wǎng)在進(jìn)行配合的過程中，對(duì)于發(fā)電計(jì)劃不能進(jìn)行統(tǒng)一處理，除此之外，在利用新能源發(fā)電和市場(chǎng)之間也存在脫軌的現(xiàn)象，究其原因都是缺乏一個(gè)完善的新能源發(fā)電規(guī)劃，使得新能源發(fā)電和電網(wǎng)發(fā)電不能協(xié)調(diào)統(tǒng)一的進(jìn)行[5]。

3 解決措施

3.1 提高電能質(zhì)量的穩(wěn)定性

一般來說，電能質(zhì)量穩(wěn)控有兩種形式，即SVG無功補(bǔ)償、110kV主變采用三繞組+諧波補(bǔ)償裝置。SVG的模塊主要有三種，即檢測(cè)模塊、控制運(yùn)算模塊、補(bǔ)償輸出模塊，主要的工作原理是檢測(cè)系統(tǒng)的電流信息會(huì)在控制芯片上進(jìn)行分析，然后再由控制器給出補(bǔ)償?shù)尿?qū)動(dòng)信號(hào)，最后再由逆變回路將補(bǔ)償電流發(fā)出，SVG具有性能優(yōu)良，支持不平衡負(fù)載等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已在我國得到了廣泛的應(yīng)用。110kV主變采用三繞組+諧波補(bǔ)償裝置的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)只有兩組鐵心并且調(diào)壓精度不準(zhǔn)的問題，這種裝置的應(yīng)用可以有效的保持電能質(zhì)量的穩(wěn)定性，對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行控制。

3.2 控制諧波閃變

諧波、閃變是造成我國新能源發(fā)電質(zhì)量的主要措施，為了降低諧波、閃變對(duì)電廠造成的危害，相關(guān)部門應(yīng)該引起重視，具體可以采取以下措施。在諧波的新能源發(fā)電質(zhì)量問題上，要做好諧波的抑制管理，在注入諧波電流時(shí)首先要遵循規(guī)定的連接方式與發(fā)電廠中的裝機(jī)容量進(jìn)行有效的整合，尤其是針對(duì)一些單一的發(fā)電機(jī)，這類發(fā)電機(jī)極易升高諧波電壓，影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在閃變問題的處理上，首先要對(duì)發(fā)電廠產(chǎn)生閃變的原因進(jìn)行分析，在進(jìn)行分析時(shí)，要使其在允許的范圍內(nèi)進(jìn)行波動(dòng)，不能超過所掌控的范圍，否則會(huì)對(duì)電力質(zhì)量造成影響，其次，在進(jìn)行處理時(shí)，也要對(duì)供電連接位置的總體容量的分配性問題進(jìn)行分析，進(jìn)而有效減少閃變問題的發(fā)生[7]。

3.3 健全各項(xiàng)法律、法規(guī)

在解決新能源的問題時(shí)，我國也要對(duì)于與新能源發(fā)電有關(guān)的法律條例進(jìn)行完善，首先要對(duì)新能源的分配機(jī)制進(jìn)行劃分，盡快實(shí)行配額制，將具體的責(zé)任進(jìn)行有效的落實(shí)，其次，我國也要對(duì)新能源發(fā)電進(jìn)行調(diào)度管理，國家可以出臺(tái)一些與調(diào)度管理相關(guān)的實(shí)施細(xì)則。除此之外，我國也要注重服務(wù)補(bǔ)償機(jī)制的建立，完善與新能源發(fā)電服務(wù)補(bǔ)償機(jī)制的相關(guān)管理?xiàng)l例。最后，國家也要出臺(tái)相關(guān)的工程電價(jià)政策和調(diào)峰電源電價(jià)政策，降低新能源發(fā)電的成本，提高企業(yè)投資的積極性。

3.4 增強(qiáng)財(cái)政支持

在提高新能源發(fā)電的質(zhì)量上，我國需要增加財(cái)政的支持，加大對(duì)科研等項(xiàng)目的投入，這樣國家才會(huì)加強(qiáng)對(duì)核心技術(shù)的掌握，按照國家的要求使新能源發(fā)電朝著科學(xué)化、規(guī)范化的方向發(fā)展。國家在新能源發(fā)電科研等方面具體可以安排專項(xiàng)的資金進(jìn)行支持，加強(qiáng)先進(jìn)科學(xué)設(shè)備的建造，建立一些風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電關(guān)鍵零件的實(shí)驗(yàn)室。為我國一些電力企業(yè)提供出財(cái)力支持，有利于企業(yè)改變傳統(tǒng)的發(fā)電形式，采用新能源發(fā)電方式，進(jìn)而使新能源發(fā)電得到大力的推廣[8]。

3.5 “走出去”

我國在利用新能源進(jìn)行發(fā)電時(shí)，需要走出國門，積極引進(jìn)外國的先進(jìn)技術(shù)，我國在十二五規(guī)劃中指出了新能源電力發(fā)展方向的技術(shù)路線圖，想要加強(qiáng)我國電力企業(yè)掌握新能源發(fā)電的核心技術(shù)，不僅要加大財(cái)政支持，也要“走出去”學(xué)習(xí)外國的先進(jìn)技術(shù)，進(jìn)而有效的提高我國新能源發(fā)電的質(zhì)量，健全我國新能源發(fā)電的產(chǎn)業(yè)鏈，使我國新能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)的在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中可以占有一席之地。

3.6 變換發(fā)展的形式

變換發(fā)展形勢(shì)要以維護(hù)國家利益的角度為主要出發(fā)點(diǎn)，對(duì)于國家關(guān)于電力發(fā)展所制定的戰(zhàn)略進(jìn)行考慮，并且在變換發(fā)展形式時(shí)，也要遵循以下原則：首先要遵循安全性原則，在利用新能源進(jìn)行發(fā)電時(shí)，應(yīng)將安全性生產(chǎn)放在首要地位，對(duì)于發(fā)電過程中出現(xiàn)的問題要及時(shí)的進(jìn)行解決[6]。其次，也要遵循經(jīng)濟(jì)性原則，在保障新能源發(fā)電的基礎(chǔ)上降低電力企業(yè)對(duì)新能源使用的成本。最后，相關(guān)部門也要遵循協(xié)調(diào)性原則，對(duì)新能源的發(fā)展進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，從只重視新能源的發(fā)展速度，轉(zhuǎn)變?yōu)榧茸⒅匦履茉吹陌l(fā)展速度也重視新能源質(zhì)量，從而有效的解決我國新能源發(fā)電質(zhì)量問題。

4 發(fā)展趨勢(shì)

在風(fēng)力發(fā)電上，按照國家規(guī)劃，在未來的15年中，全國的風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)的容量要超過2000萬千瓦，風(fēng)電設(shè)備的市場(chǎng)也將達(dá)到1400億元以上，對(duì)于太陽能發(fā)電而言，我國電網(wǎng)公司在2012年已經(jīng)將太陽能光伏發(fā)電的門檻大大降低，在2050年我國的裝機(jī)目標(biāo)將達(dá)到一億千瓦，在2050年裝機(jī)容量則將達(dá)到十億千瓦，由此可見，在國家的大力支持下，我國太陽能光伏發(fā)電的產(chǎn)業(yè)將得到飛速的發(fā)展。而對(duì)于太陽能熱發(fā)電，國家在十三五規(guī)劃中也將其作為重點(diǎn)內(nèi)容被提及，這就意味著太陽能熱發(fā)電也將慢慢的興起，成為我國新能源發(fā)電的重要形式。

5 結(jié)語

綜上所述，新能源發(fā)電的過程中存在諸多的問題，國家和相關(guān)企業(yè)應(yīng)該引起重視，對(duì)新能源發(fā)電過程中所存在的問題進(jìn)行分析，然后相應(yīng)的措施來提高新能源發(fā)電質(zhì)量，進(jìn)而為新能源發(fā)電創(chuàng)造一個(gè)良好的發(fā)展前景。

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