電力電子技術(shù)在新能源領(lǐng)域中應(yīng)用探究

李曉東

青島臨空建設(shè)發(fā)展有限公司 山東青島 266300

1 新能源發(fā)電的優(yōu)勢(shì)

相比較于傳統(tǒng)化石能源的集中發(fā)電模式，新能源發(fā)電電網(wǎng)形式適合于分布式發(fā)電。新能源發(fā)電的優(yōu)勢(shì)很多。采用新能源發(fā)電有助于緩解傳統(tǒng)化石能源的大量消耗以及化石能源燃燒對(duì)于大氣環(huán)境的污染，符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。其次，由于新能源發(fā)電量較少，適用于孤島運(yùn)行，解決孤島的供電問題。當(dāng)孤島電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，對(duì)整個(gè)大電網(wǎng)的影響也小[1]。從工程和運(yùn)行維護(hù)角度講，新能源發(fā)電廠址的選址較為容易，受地域限制小。風(fēng)力發(fā)電可建設(shè)在海上或陸地上；太陽能發(fā)電只要是陽光充足之地均可建設(shè)光伏發(fā)電站；生物質(zhì)電廠建設(shè)在農(nóng)田附近，對(duì)秸稈的回收、加工和利用；北京新建的垃圾焚燒電站可選擇在垃圾回收站點(diǎn)就近建設(shè)。由于新能源發(fā)電體量小，運(yùn)行維護(hù)所需的人工成本和耗材都非常的小。

2 優(yōu)化新能源行業(yè)中電子電力技術(shù)的應(yīng)用策略

2.1 做好故障管控

在故障管控工作中，達(dá)到更好的研究效果，可以選擇一個(gè)更加簡(jiǎn)單以及更加典型的控制策略。在開展故障檢測(cè)工作之后，對(duì)電壓會(huì)發(fā)生的故障情況進(jìn)行排除，幫助電力系統(tǒng)進(jìn)行有功功率恢復(fù)，保證新能源向電能有效轉(zhuǎn)化。隨著科技的發(fā)展，無功功率控制策略也變的越來越多，無功功率和有功功率在對(duì)光伏電源以及風(fēng)扇控制時(shí)，尤其是對(duì)風(fēng)扇直接驅(qū)動(dòng)對(duì)風(fēng)能創(chuàng)造時(shí)候，其實(shí)沒有多少差別。用來對(duì)故障發(fā)生概率控制的電子電力設(shè)備比較多，保證了電能向安全的電能轉(zhuǎn)化。電力設(shè)備按照規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合理應(yīng)用，才能保證新能源轉(zhuǎn)化過程的安全性。

2.2 增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性

傳統(tǒng)的電力資源來源于燃煤應(yīng)用發(fā)電，對(duì)空氣造成嚴(yán)重的污染，綠色能源的開發(fā)利用將不會(huì)向空氣中排放大量的廢氣，避免對(duì)空氣的污染，對(duì)保護(hù)自然環(huán)境是有利的。在人們的日常生活中所接觸的新能源較多的是對(duì)太陽能的廣泛應(yīng)用，太陽能電池具有較低的轉(zhuǎn)化效率，價(jià)格相對(duì)比較昂貴，系統(tǒng)缺乏穩(wěn)定性，無法在各個(gè)領(lǐng)域大規(guī)模地推廣應(yīng)用。研究人員將更多的研究經(jīng)費(fèi)投入在太陽能的材料、電子光伏等方面，提高太陽能電池的轉(zhuǎn)化率，增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.3 提高能源利用的性價(jià)比

在電壓轉(zhuǎn)換時(shí)，高頻逆變電源主要就是對(duì)大功率晶體管以及高頻逆變器的應(yīng)用，改變電壓的功率以及頻率，達(dá)到實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。在電子電力相關(guān)的新技術(shù)中，不斷提高新能源技術(shù)的研究，利用強(qiáng)弱功率的組合，進(jìn)一步提高能源利用的性價(jià)比，大大減少污染釋放，達(dá)到節(jié)能的功效。在新能源應(yīng)用領(lǐng)域中，利用電力電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)電子電器和新能源技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展對(duì)接。綠色能源和電力想要實(shí)現(xiàn)對(duì)接，需要滿足較高的要求。使用綠色能源要實(shí)現(xiàn)有效的能源轉(zhuǎn)化，考慮如何增強(qiáng)能源轉(zhuǎn)化效率。通過降低電力電子技術(shù)的能耗以及功耗，才能夠讓綠色電源具有較好的實(shí)際應(yīng)用效果。

3 電力電子技術(shù)在新能源開發(fā)中的應(yīng)用

3.1 電力電子技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用

風(fēng)能是可再生能源，也是潔凈能源，對(duì)于環(huán)境沒有任何影響，是儲(chǔ)量巨大的低碳能源，風(fēng)能被有效利用能夠有效緩解傳統(tǒng)能源的開發(fā)壓力和工業(yè)生產(chǎn)用電壓力。風(fēng)能進(jìn)入新能源發(fā)電的行列的歷史可以追溯到20 世紀(jì)70 年代，不少發(fā)達(dá)國家電力電子技術(shù)水平足以支撐風(fēng)能發(fā)電，開始利用這一能源。風(fēng)力發(fā)電也具有巨大的商業(yè)發(fā)展前景，相對(duì)于水能發(fā)電來說，風(fēng)能發(fā)電在技術(shù)成本和實(shí)際可操作性方面，都有巨大的優(yōu)勢(shì)。從技術(shù)層面來看，風(fēng)能發(fā)電發(fā)展起步比較早，相對(duì)于其他發(fā)電方式來說技術(shù)也相對(duì)成熟。發(fā)電技術(shù)當(dāng)中常用的三種運(yùn)行模式包括聯(lián)合供電、獨(dú)立運(yùn)行以及并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電運(yùn)行這三種[2]。絕大多數(shù)可再生能源與發(fā)電系統(tǒng)在進(jìn)行聯(lián)系的時(shí)候，大多數(shù)情況下是無法產(chǎn)生穩(wěn)定的電能的，必須通過特定的電力電子技術(shù)加以穩(wěn)定和調(diào)節(jié)，才能夠真正投入使用。風(fēng)能相對(duì)于太陽能、水能來說，穩(wěn)定性更差一些，對(duì)于風(fēng)能發(fā)電來說，需要更優(yōu)秀的控制穩(wěn)定技術(shù)，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)當(dāng)中必須有儲(chǔ)能環(huán)節(jié)，必須對(duì)儲(chǔ)存的能量進(jìn)行科學(xué)的轉(zhuǎn)化，電力電子技術(shù)在風(fēng)能發(fā)電當(dāng)中的主要應(yīng)用。

3.2 電力電子技術(shù)在太陽能發(fā)電中的應(yīng)用

我國的太陽能投入使用也有幾十年的時(shí)間，太陽能發(fā)電的光伏系統(tǒng)由太陽能電池、蓄電池以及控制器等部位共同組成。最簡(jiǎn)單的獨(dú)立光伏系統(tǒng)是直聯(lián)系統(tǒng)，太陽光照的同時(shí)產(chǎn)生直流電，直接進(jìn)入負(fù)載使用，系統(tǒng)運(yùn)行要保證負(fù)載能夠正常使用就必須保證持續(xù)的光照。網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)則是把太陽能光照形成的直流電通過逆變器進(jìn)行轉(zhuǎn)化，變成交流電之后再投入使用，交流電還并聯(lián)進(jìn)入電網(wǎng)輸送電能的光伏發(fā)電系統(tǒng)當(dāng)中，成為并網(wǎng)系統(tǒng)。這種運(yùn)行模式能夠?qū)⒐庹諘r(shí)間內(nèi)的電能進(jìn)行轉(zhuǎn)化，負(fù)載使用時(shí)不需要持續(xù)光照，使用更為便利，并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)在近年來發(fā)展極為迅速。新能源的開發(fā)使用過程中，電力電子器件的研發(fā)和使用至關(guān)重要，如何把最新的電力電子技術(shù)更好地應(yīng)用到新能源系統(tǒng)當(dāng)中，將新能源更為穩(wěn)定、高效地用于社會(huì)生產(chǎn)是所有業(yè)內(nèi)人士共同思考的問題所在[3]。利用電力電子技術(shù)，有效地提高電能轉(zhuǎn)化，提升電力變換質(zhì)量，同時(shí)降低發(fā)電成本，讓清潔、可再生能源逐漸取代傳統(tǒng)能源。

4 結(jié)語

全球傳統(tǒng)化石能源的緊缺使得新能源發(fā)電走上了時(shí)代的口風(fēng)。新能源發(fā)電的間歇性、能量密度低等問題需要得到改善。電力電子技術(shù)在新能源發(fā)電技術(shù)中的應(yīng)用，有效改善了這些問題，既能使得新能源發(fā)電持續(xù)穩(wěn)定的輸出，調(diào)節(jié)系統(tǒng)無功、治理諧波改善電能質(zhì)量，為新能源發(fā)電提供了良好的發(fā)展前景。