新能源發(fā)電技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應用

祝亞飛

摘 要：電力資源對各行各業(yè)的發(fā)展起著關(guān)鍵性作用，在科學技術(shù)快速發(fā)展的背景下，愈發(fā)重視新能源的開發(fā)與利用，在電力網(wǎng)絡(luò)中占據(jù)著重要位置?；诖?，本文對新能源發(fā)電的概念、新能源技術(shù)在發(fā)電系統(tǒng)中的應用等進行了詳細分析，希望能夠?qū)崿F(xiàn)一定的借鑒性意義。

關(guān)鍵詞：新能源發(fā)電技術(shù);電力系統(tǒng);有效應用

市場經(jīng)濟的快速發(fā)展，加快了我國的工業(yè)化進程，生產(chǎn)生活中的電能需求逐年增加。如果單純依賴傳統(tǒng)的發(fā)電技術(shù)與方式，往往難以滿足電能使用需求，還會造成更加大的能源與環(huán)境問題。當前，新能源發(fā)電技術(shù)在電力系統(tǒng)中逐步得到了普遍的應用，與傳統(tǒng)的發(fā)電技術(shù)相比，新能源發(fā)電更為清潔，能夠大大減少能源的消耗與環(huán)境的污染問題，促進電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，新能源發(fā)電技術(shù)將逐步成為電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)。

1 新能源發(fā)電概述

1）新能源介紹。新能源是指通過對新技術(shù)的應用開發(fā)的如水能、風能、太陽能、地熱能等的可以有效利用的再生能源;還包括甲醇、酒精、沼氣、氫能等，如石油、天然氣、煤炭等應用廣泛的能源則被稱作是常規(guī)能源。由于常規(guī)能源是有限的，而因為其也產(chǎn)生了突出的環(huán)境問題，各個國家和地區(qū)紛紛致力于研究和開發(fā)環(huán)保型可再生能源。

2）新能源技術(shù)的發(fā)展。從相關(guān)科研技術(shù)的轉(zhuǎn)化成果來看，新能源技術(shù)的發(fā)展主要分為以下四個階段，研發(fā)階段、示范階段、推廣階段以及生產(chǎn)階段。目前，部分新能源技術(shù)的發(fā)展已逐步進入完善和成熟階段，如，核電、太陽能熱水器以及沼氣等等，并且諸如生物質(zhì)發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電以及地熱發(fā)電等也在不斷的研發(fā)中走向成熟，大中型沼氣池、地源熱泵只有具有一定規(guī)模才能使其成本降低，當前還正在逐步推廣;而燃料電池、氫能制備和儲存、潮汐發(fā)電、太陽能熱發(fā)電已經(jīng)在技術(shù)上獲得成功，但還有較大的提升空間，當前也在做進一步的示范工作等;其中開采和勘探天然氣水合物、纖維素乙醇等工作、受控核聚變等技術(shù)的研發(fā)還正在進行。

2 新能源發(fā)電在電力系統(tǒng)中的應用探討

1）風電技術(shù)。風力資源在全球都占有重要的地位，其儲量高于人類所能掌握的任何能源。風力發(fā)電指的是利用風能形成相應的機械能，可以有效驅(qū)動風力，而把機械能向電能轉(zhuǎn)化則靠的是風力發(fā)電機。（1）風機類型。從裝機容量來看，可以大、中、小不同類型對風機進行劃分，并且在某種程度上風機容量與槳葉長度存在密不可分的關(guān)系。而水平軸和垂直軸的風輪是按照其結(jié)構(gòu)劃分的;以相關(guān)功率為基礎(chǔ)對定漿、主動失速、變槳風機進行系統(tǒng)調(diào)節(jié);而變速、恒速、多態(tài)定速風機則是以發(fā)電機的轉(zhuǎn)速進行劃分的;根據(jù)風能驅(qū)動主要包括順風與逆風、低速與高速等類型的風機。（2）設(shè)備的組成和功能。機艙、塔筒以及風輪等是風力發(fā)電機的基礎(chǔ)組成部分，其中，就是風輪又涵蓋多子系統(tǒng)，如，輪轂、葉片以及變槳系統(tǒng)，而葉片的形狀又對其吸收風能的程度起著決定性的作用。假如切出的風速小于風機的風速時，它主要利用葉尖的旋轉(zhuǎn)完成了氣動制動。如果葉片的運行出現(xiàn)異常，要及時的針對裂紋、腐蝕、覆冰等現(xiàn)象對風機葉片做好防護和保護。（3）風機控制技術(shù)。一般情況下，并網(wǎng)發(fā)電機主要分為三種不同類型：1.變速異步發(fā)電機;2.雙饋異步發(fā)電機;3.雙速異步發(fā)電機。風機并網(wǎng)對機組功率和轉(zhuǎn)速控制效果的實現(xiàn)主要依賴于對漿距的改變，可在此過程中最大限度的利用最大功率追蹤法，轉(zhuǎn)換風電功率?；谛录夹g(shù)的依托，基于優(yōu)化應用模糊控制方式，新型并網(wǎng)技術(shù)能夠在極大程度上系統(tǒng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和功率，通過運用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)合理的預測風輪的氣動特性和控制葉片的槳距，可使其得到最大程度的應用。（4）無功電壓控制技術(shù)。由于風電并網(wǎng)點和無功補償兩者在電壓穩(wěn)定性方面趨于一致，因此在實際并網(wǎng)過程中，風電場在無功吸收的基礎(chǔ)上，將無功補償裝置安裝于風電場設(shè)備之上，以此完成對其動態(tài)性補償，使系統(tǒng)由于輸送功率造成的震蕩情況有效降低，也是電網(wǎng)運行環(huán)境得以改善的重要途徑。

2）光伏發(fā)電技術(shù)。太陽與地球運動使得太陽能不斷將其能量輻射于地球，這種輻射能量極大，這種太陽能資源經(jīng)由合理的利用，能夠創(chuàng)造出巨大的效益，改變傳統(tǒng)的能源利用結(jié)構(gòu)。（1）光電效應。光伏發(fā)電技術(shù)的應用中，光電效應是其中最為重要的部分。當相關(guān)的物質(zhì)長期受到電磁波照射時，其物質(zhì)內(nèi)部的電子就會在電磁波的作用下被激發(fā)，PN結(jié)構(gòu)出現(xiàn)光生伏效應，半導體光照是引發(fā)此效應的直接原因[2]。而不穩(wěn)定的電子始終處于移動狀態(tài)下，形成了相應的電勢。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)主要是應用光電效應，來實現(xiàn)太陽能向電能的轉(zhuǎn)化的。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，蓄電池、電池控制器、光伏電池組、直交流逆變器是重要組成，在發(fā)電系統(tǒng)運行時，各個部分發(fā)揮著重要的作用。（2）電池組。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)，電池組是其中不可獲取的組成部分。由太陽能電池組的類型相對較多，在實際的應用中，應結(jié)合發(fā)電系統(tǒng)運行要求，保障電池組選用的科學性。在光伏發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)，硅基薄膜光伏電池的應用極少。當前，聚光光伏電池的應用頻率相對較高，這種電池與其他類型的電池相比，其聚光效果更好，但是其成本相對較高，在應用時，往往還需要配備相應的散熱器與聚光系統(tǒng)。（3）選擇光伏陣列方式。光伏陣列方式的選擇，直接關(guān)系著光伏發(fā)電的整體效率。通常情況下，光伏發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)，支撐光伏組件包含了單軸、固定與雙軸跟蹤類型。在電力系統(tǒng)內(nèi)，應用這些光伏組件，有效保障了其發(fā)電效率，但是，需要保障安裝傾角的大小。

3）其它新能源發(fā)電的應用。（1）燃料電池發(fā)電的應用。燃燒電池也是現(xiàn)代新能源技術(shù)的一種，應用中可將化學能轉(zhuǎn)化為電能，提高電力系統(tǒng)在新能源方面的發(fā)電質(zhì)量。同時，在燃料電池發(fā)電技術(shù)的支持下，只需要在電力系統(tǒng)運行中輸送適量的供給燃料和氧化劑，獲取所需的電能，實現(xiàn)對這類新能源的科學應對。（2）海洋能發(fā)電的應用。為了避免電力系統(tǒng)運行中出現(xiàn)能源短缺問題，最大限度地提高豐富海洋能資源的利用效率，則需要對這方面發(fā)電技術(shù)的應用加以思考。具體表現(xiàn)為：設(shè)置好質(zhì)量可靠的轉(zhuǎn)換裝置，加強波浪發(fā)電技術(shù)使用，將其轉(zhuǎn)化為機械、氣及液壓等能量，滿足相應生產(chǎn)計劃順利實施要求，保持電力系統(tǒng)運行中海洋能方面良好的利用狀況;重視潮汐發(fā)電技術(shù)應用。潮汐是一種海洋水位在太陽、月球等天體的引力作用下，發(fā)生變化后而出現(xiàn)水位波動的自然現(xiàn)象。其發(fā)電過程中可利用水位差，將海洋能轉(zhuǎn)化為電能，加上這種發(fā)電技術(shù)應用中具有儲量大、成本低等技術(shù)優(yōu)勢，因此，電力系統(tǒng)中應注重對潮汐能發(fā)電的充分利用，將相應的生產(chǎn)計劃實施到位，為系統(tǒng)運行中的儲能增加提供相應的技術(shù)支持，豐富能源危機緩解中所需的參考信息。（3）地熱能發(fā)電的應用。在滿足發(fā)電、功能及空調(diào)等方面的耗能需求時，可考慮地熱能應用。這種發(fā)電技術(shù)應用中可先將熱能轉(zhuǎn)化為機械能，再通過對電能的轉(zhuǎn)化處理，滿足室內(nèi)空調(diào)、沐浴等方面的要求。因此，在選用電力系統(tǒng)中的新能源發(fā)電技術(shù)時，應深入思考地熱能發(fā)電的應用，了解其應用狀況，避免引發(fā)電力系統(tǒng)運行中的發(fā)電問題，高效地完成新能源發(fā)電方面的作業(yè)計劃。

3 結(jié)束語

綜上所述，在電力系統(tǒng)運行中，必須結(jié)合實際情況，應用各項新型技術(shù)，協(xié)調(diào)電力建設(shè)與環(huán)境保護之間的關(guān)系，提升電力系統(tǒng)的應用水平，實現(xiàn)電力資源的可持續(xù)化利用。同時，必須綜合考慮各項因素，優(yōu)化電力運行系統(tǒng)，強化其使用功能，高效利用新能源資源，充分發(fā)揮出技術(shù)優(yōu)勢。

參考文獻

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