淺析幾種不同發(fā)電形式

耿若楠 姚昆鵬

摘要：本文主要介紹了變電站設(shè)備配置，電廠實(shí)際的接線形式，設(shè)備的參數(shù)及其技術(shù)發(fā)展方向，全面總結(jié)了火電廠的生產(chǎn)過程和減少污染的方法，風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電等新能源發(fā)電的現(xiàn)狀和發(fā)展前景。同時(shí)描述了一次設(shè)備、二次設(shè)備在調(diào)度中的作用、判斷設(shè)備是否發(fā)出有功功率或無功功率等。

關(guān)鍵詞：電氣設(shè)備;清潔能源;繼電保護(hù);火力發(fā)電

目前我國常見的發(fā)電方式主要有四種，主要利用的能量依然是自然界的水能、熱能、光能和風(fēng)能，本文就這四種常見的發(fā)電形式展開討論，在討論之前先介紹一下電力系統(tǒng)中重要的組成部分——變電站。

一、變電站

以鐵嶺市世紀(jì)電力設(shè)備有限公司為例，該單位主要從事電力設(shè)備的研發(fā)，每年能夠生產(chǎn)1000臺(tái)真空斷路器、3000組戶外高壓交流隔離開關(guān)、24000支復(fù)合絕緣子。講解變電站選用2臺(tái)90MVA的三繞組變壓器，廠用變壓器容量180kVA。

現(xiàn)在電站基本上采用無人值班的模式，保證了工作的安全性。在廠房的側(cè)面是控制柜，基本上都是用電腦監(jiān)控、檢測和控制的?？刂乒駥?shí)行密碼控制模式，只有上級(jí)調(diào)度發(fā)布命令時(shí)相應(yīng)的值班人員才會(huì)執(zhí)行操作，為了防止誤操作設(shè)置密碼控制，此外如果遇到緊急情況會(huì)打開緊急按鈕，保證問題處理的及時(shí)性。隔離開關(guān)的作用是改變運(yùn)行方式，保證安全距離，在檢修和維修時(shí)斷路起到隔離作用，沒有滅弧能力，而斷路器有滅弧能力。

二、火力發(fā)電

計(jì)算機(jī)技術(shù)在火電廠發(fā)展中有非常重要的作用，目前火電廠向著更清潔方向發(fā)展。近年來，上海第三火電廠引發(fā)我們的關(guān)注，全世界最清潔的煤電廠——上海第三火電廠是效率最高、用煤最多，但排放量最少的火電廠。馮教授介紹，他們將燃燒后的煙氣再利用，實(shí)現(xiàn)零能耗，減少了處理煤的過程，在環(huán)保的道路上拓寬思維實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

我國火力發(fā)電仍為主要發(fā)電方式，其生產(chǎn)過程利用了能量轉(zhuǎn)換的原理，煤的化學(xué)能經(jīng)過燃燒變?yōu)闊崮??；痣姀S的冷卻塔中水是循環(huán)冷卻劑，常見造型是雙曲線，它的建筑大小由生產(chǎn)情況決定，工作原理是將吸收的熱量排放到大氣中，與空氣流動(dòng)接觸后進(jìn)行冷熱交換，由此起到散熱的目的?；痣姀S中高壓缸和中壓缸內(nèi)蒸汽方向相反，這是為了平衡軸向推力。其排出的“白煙”不是污染物而是水霧，是可以不用消除的?；痣姀S電源采用蓄電池，配套自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)，主控室是整個(gè)電廠的中心。大型機(jī)組都設(shè)置有前置泵，小型汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)，備用泵用小型電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，燃料燃燒情況用工業(yè)電視監(jiān)控，功率頻率用數(shù)碼管監(jiān)視。

此外，華能秦嶺公司擁有660MW超臨界機(jī)組，其額定出力622.511MW。上海第三火電廠指電廠三期，容量是：2×1000MW，同時(shí)配套建設(shè)煙氣脫硫設(shè)施。

三、風(fēng)力發(fā)電

這里主要參考國網(wǎng)許繼集團(tuán)，主要研究對(duì)象是電力裝備，擁有多個(gè)500kV換流站，秦山核電站，并在電動(dòng)汽車充電樁方面和智能電網(wǎng)方面有創(chuàng)新性研究。

隨著各國綠色可持續(xù)發(fā)展政策的推進(jìn)，風(fēng)能的發(fā)展越來越重要，成為電網(wǎng)主要能源之一，對(duì)其研究發(fā)展有利于進(jìn)一步減少環(huán)境污染，降低風(fēng)能發(fā)電成本。最早開始應(yīng)用風(fēng)力是發(fā)明風(fēng)箏的韓信，但是真正利用風(fēng)力是在宋代，南方大量各地建造大量風(fēng)車幫助人們提水，而將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換裝置是蘇聯(lián)100kW的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。但是風(fēng)能的轉(zhuǎn)換率很低，大約為56.7%。風(fēng)能作為重要清潔能源，提高轉(zhuǎn)換效率，提升利用率是主要發(fā)展方向。

我國風(fēng)能資源最豐富的的地方在西藏、內(nèi)蒙以及沿海地區(qū)，風(fēng)能的應(yīng)用對(duì)當(dāng)?shù)氐牡貏莺蜌夂驐l件有較高要求，除此之外，還要考慮對(duì)野生動(dòng)物的保護(hù)。風(fēng)能發(fā)電作為電網(wǎng)能量運(yùn)用的一種，應(yīng)滿足電網(wǎng)的統(tǒng)一調(diào)控，這就需要網(wǎng)絡(luò)的普及和分區(qū)域“個(gè)性化”調(diào)節(jié)。讓我們記憶猶新的是：2013年蒙網(wǎng)單風(fēng)力發(fā)電大于市場需求的過剩問題和北方冬天供應(yīng)小于需求，調(diào)峰不能滿足的問題。

四、光伏發(fā)電

以國電投平頂山姚孟發(fā)電有限責(zé)任公司中的遼寧朝陽500MW光伏發(fā)電項(xiàng)目為例。該項(xiàng)目位于遼寧省，功率500MW，天氣晴朗時(shí)，發(fā)電量可供上萬戶家庭用電一個(gè)月，每年可以節(jié)約煤炭消耗近40萬噸，減少二氧化碳排放67萬噸。

一般情況下，光伏板位于山頂，每個(gè)組塊有22個(gè)光伏板，每個(gè)有60塊電池。安裝時(shí)要注意逆變器和光伏板的接地，不然逆變器輸出交流電在陰天時(shí)很容易造成工作人員觸電。匯流箱是16進(jìn)1出，廠區(qū)內(nèi)，選用輸電線路是電纜線。每一個(gè)開關(guān)上都有一個(gè)間隔保護(hù)裝置，保護(hù)一次設(shè)備，減少故障范圍，電壓互感器只進(jìn)不出。

太陽能光伏板發(fā)的電可以存入國家電網(wǎng)或者蓄電池，分別叫并網(wǎng)系統(tǒng)和離網(wǎng)系統(tǒng)。太陽能光伏板和其配合使用的專用電線，使用年限都是25年，光伏板根據(jù)每個(gè)地方不同的地理位置與光照角度都有特定的朝向。由于光能是可再生能源，且其具備充分的清潔性和普遍性，這一技術(shù)現(xiàn)在在我國能源行業(yè)有著十分重要的地位。它將光能轉(zhuǎn)化為電能的中間流程中不需要通過熱過程，這也是其非常重要的優(yōu)越性。光光伏板發(fā)的電為直流電，需要逆變器轉(zhuǎn)化為交流電，穩(wěn)壓穩(wěn)流。離網(wǎng)系統(tǒng)在生活中用的很多，比如太陽能路燈、太陽能充電寶等。

五、總結(jié)

雖然目前火力發(fā)電仍然是主要發(fā)電形式，但是在文明環(huán)保的新時(shí)代下，我們要進(jìn)一步學(xué)習(xí)知識(shí)，在做好環(huán)境保護(hù)的同時(shí)增加對(duì)節(jié)能新能源的應(yīng)用。我國西北部太陽能資源豐富但發(fā)電能力小，這是因?yàn)檫@些地區(qū)需求小、產(chǎn)能低，需求促進(jìn)發(fā)展創(chuàng)新，光伏發(fā)電的未來可期。光伏發(fā)電利用的是光電效應(yīng)，相對(duì)風(fēng)力發(fā)電受區(qū)域影響較小，有地面和屋頂兩種方式。光伏電站的一般運(yùn)行周期為25年，那么到達(dá)周期后光伏板會(huì)如何處理，光伏板的裝配會(huì)不會(huì)影響氣候環(huán)境，這是值得我們進(jìn)一步思考的問題。

合理的利用大自然機(jī)遇我們的能量，與大自然互利共贏是電力事業(yè)持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。目前風(fēng)能是最清潔的能源，利用方式是發(fā)電和提水。解決不同地區(qū)風(fēng)能利用矛盾性問題可增強(qiáng)儲(chǔ)能措施，這就要求儲(chǔ)能技術(shù)的進(jìn)一步提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳前進(jìn).火力發(fā)電廠電氣節(jié)能降耗技術(shù)措施探討[J].通信電源技術(shù)，2019，36（02）：265-266.