新能源發(fā)電技術(shù)在電力系統(tǒng)中的有效應(yīng)用

中國能源建設(shè)集團(tuán)規(guī)劃設(shè)計有限公司 王焯楠

無論是經(jīng)濟(jì)建設(shè)還是社會生產(chǎn)力的發(fā)展，都離不開電力的支撐與保障作用，人民群眾工作生活也需要電力維持和保障。傳統(tǒng)發(fā)電形式存在很多局限和弊端，由于煤炭屬于不可再生資源，如不加以節(jié)制就會造成能源枯竭問題。不僅如此，社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展與國家繁榮昌盛都需要依靠電力維持平衡，傳統(tǒng)煤炭發(fā)電方式很難適應(yīng)大規(guī)模用電需求。在社會經(jīng)濟(jì)向前發(fā)展的潮流趨勢當(dāng)中，傳統(tǒng)資源發(fā)電形式面臨替代和淘汰，新能源發(fā)電成為當(dāng)下著重研發(fā)和探索的領(lǐng)域，力求緩解用電負(fù)擔(dān)和壓力，徹底改變電力系統(tǒng)生產(chǎn)供應(yīng)不足的現(xiàn)狀。新能源發(fā)電技術(shù)的產(chǎn)生與應(yīng)用是對電力系統(tǒng)的更新和完善，能為人類生產(chǎn)生活提供強(qiáng)有力的保障，同時帶動社會經(jīng)濟(jì)繁榮穩(wěn)步增長。

傳統(tǒng)電力生產(chǎn)方式主要依靠煤炭供應(yīng)和支持，借助火力發(fā)電等相關(guān)設(shè)備實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)換目標(biāo)。在這種條件下，由于煤炭等自然資源不具備可再生性，從煤炭燃燒到能量轉(zhuǎn)化會產(chǎn)生相應(yīng)損失和消耗，對自然資源造成很大浪費。而且不可再生資源的過度開發(fā)和利用，會導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重破壞受損，不利于氣候條件、水資源和土壤等的保護(hù)，危害人類身體健康與生命安全，資源過度開發(fā)給社會環(huán)境造成的危害是致命的。不僅如此，煤炭等化石燃料燃燒過程中會產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，加劇溫室效應(yīng)危害。基于此，為落實推廣節(jié)能環(huán)保與經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)理念，要加大對新能源技術(shù)的開發(fā)與運用，改善人類居住條件和生存環(huán)境，提高環(huán)境質(zhì)量水平和成效，大量引進(jìn)太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等環(huán)?？萍?，守護(hù)生態(tài)環(huán)境和人類賴以生存的場所不被侵害。

新能源發(fā)電技術(shù)在電力系統(tǒng)中的運用效果

一、太陽能發(fā)電

太陽能發(fā)電是依靠光伏電池等裝置把太陽輻射能轉(zhuǎn)化為電能。太陽能發(fā)電需運用半導(dǎo)體材料組成的光伏電池來實現(xiàn)，最終實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化和遷移。換句話說，運用太陽能發(fā)電技術(shù)能有效彌補(bǔ)電力系統(tǒng)的不足和缺失?，F(xiàn)階段電力系統(tǒng)對太陽能的開發(fā)利用程度不夠大，仍舊存在很大提升和填補(bǔ)空間。與傳統(tǒng)煤炭發(fā)電方式相比較，太陽能獲取來源廣泛且清潔環(huán)保，能有效節(jié)省開發(fā)輸送等時間和成本。

與此同時，隨著太陽能發(fā)電技術(shù)的推廣普及和大規(guī)模應(yīng)用，不可再生資源得到有效保護(hù)，人類生存環(huán)境也獲得明顯改觀。依靠太陽能進(jìn)行發(fā)電既清潔又環(huán)保。有關(guān)調(diào)查顯示，太陽輻射到地球表面的能量非常大，與煤炭燃燒所產(chǎn)生的電能相差十萬八千里。在這種條件下，太陽能發(fā)電技術(shù)的探索不能停滯，合理利用太陽能進(jìn)行發(fā)電，能有效保障電力生產(chǎn)和輸送效果，填補(bǔ)我國電力領(lǐng)域的缺失，滿足經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求和人類生產(chǎn)生活消耗，為人類正常生活創(chuàng)造更多便利條件。

二、風(fēng)能發(fā)電

風(fēng)能也是一種環(huán)保清潔型能源，它由空氣流動和碰撞所產(chǎn)生。我國風(fēng)能資源豐富，適合開發(fā)利用的風(fēng)能非常充足。從能量轉(zhuǎn)化和生產(chǎn)情況分析，風(fēng)能與太陽能的開發(fā)是對電力供應(yīng)的維護(hù)保障，能替代傳統(tǒng)發(fā)電方式所產(chǎn)生的缺失和不足。風(fēng)能蘊藏量豐富且易開發(fā)利用，在科技手段的作用推動下，可實現(xiàn)由機(jī)械能向電能的完美轉(zhuǎn)變。風(fēng)力發(fā)電過程的研究探索，實質(zhì)是了解發(fā)電裝置如何進(jìn)行風(fēng)力收集并帶動機(jī)器正常運轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生電能。這種電能生產(chǎn)形式，既能加強(qiáng)風(fēng)力資源開發(fā)利用效果，也能降低對不可再生資源的過度開發(fā)和利用。

不僅如此，風(fēng)力發(fā)電的推廣普及，對不可再生能源進(jìn)行有效替代，生態(tài)環(huán)境污染問題也得到有利控制，同時不影響人類社會正常用電需求。新能源發(fā)電技術(shù)的探索和研發(fā)并不成熟，風(fēng)力發(fā)電也存在一定瓶頸和局限。在這種條件下，有關(guān)人員要加強(qiáng)能源開發(fā)和利用效果，合理科學(xué)的進(jìn)行風(fēng)力資源探索，給社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供強(qiáng)大后盾，推動人類社會進(jìn)步發(fā)展。

三、燃燒電池發(fā)電

隨著科技進(jìn)步和能源開發(fā)，燃燒電池發(fā)電技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用程度更加頻繁。燃燒電池發(fā)電主要是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程。燃燒電池和普通電池基本相同，不同之處在于燃燒電池的正負(fù)極不包含活性物質(zhì)。燃燒電池發(fā)電時氧化劑會與燃料產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，最終釋放電能。燃燒電池發(fā)電技術(shù)主要依靠氧化劑和燃料供應(yīng)生產(chǎn)電能，且不存在間斷或失誤現(xiàn)象，這種能源轉(zhuǎn)化方式理論上可達(dá)到百分之百，在現(xiàn)實環(huán)境下也能達(dá)到很高的能源利用效果。

例如，固體氧化物燃燒電池耐高溫性較強(qiáng)，對環(huán)境適應(yīng)能力也很可觀，能輕松實現(xiàn)化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)變，屬于清潔環(huán)保、高效節(jié)能型資源。其中固體氧化物燃燒電池的燃料構(gòu)成主要源自一氧化碳、天然氣、煤氣等。由于燃燒電池工作環(huán)境溫度比較高，所產(chǎn)生的余熱也十分龐大，因此可結(jié)合蒸汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等機(jī)器設(shè)備，組成聯(lián)動循環(huán)發(fā)電體系。這種組合方式能大大提升發(fā)電水平和利用效果，是普通燃燒電池和發(fā)電手段不能比較和實現(xiàn)的。

新能源發(fā)電技術(shù)的障礙

風(fēng)機(jī)低電壓穿越技術(shù)。在風(fēng)力發(fā)電技術(shù)開發(fā)利用過程中，低電壓穿越起到?jīng)Q定性作用。如果機(jī)出口處電壓較低，在低電壓穿越作用的干擾下風(fēng)機(jī)會出現(xiàn)大量脫落情況，從而造成風(fēng)區(qū)癱瘓停滯，不利于電力體系持續(xù)平穩(wěn)運行。因此，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)應(yīng)用與風(fēng)機(jī)設(shè)計規(guī)劃需把低電壓穿越技術(shù)看作重點，降低風(fēng)險隱患發(fā)生的概率。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)風(fēng)機(jī)低電壓穿越能力的控制保障，需依靠電壓恢復(fù)手段和技巧確保風(fēng)機(jī)出口電壓保持平穩(wěn)正常狀態(tài)，把風(fēng)機(jī)低電壓穿越能力和效果發(fā)揮到最大水平。

光伏電站SVG 調(diào)壓技術(shù)。一般情況下電源點末端的電站易遭受危害損失，由于電站調(diào)節(jié)能力有限，因此要合理利用SVG 的調(diào)節(jié)功效，包括恒電壓模式、恒功率因數(shù)和恒無功模式。生產(chǎn)生活過程中，恒功率因數(shù)是主要的調(diào)節(jié)方式，無功變化需根據(jù)負(fù)荷情況進(jìn)行變動；如系統(tǒng)電壓比額定電壓高十個百分點，則恒功率調(diào)節(jié)模式無法適應(yīng)正常需求，需依靠恒電壓模式進(jìn)行調(diào)節(jié)修復(fù)，例如35kV 電站SVG 電壓調(diào)節(jié)工作，如出現(xiàn)負(fù)荷增長、母線電壓為38.5kV 時，SVG 需要進(jìn)行“恒電壓”調(diào)節(jié)模式，如果負(fù)荷降低SVG 進(jìn)行“恒功率因數(shù)”模式調(diào)控，此時母線電壓會出現(xiàn)上升情況，而電站過電壓保護(hù)裝置也會產(chǎn)生相應(yīng)動作。

光伏組件PID 效應(yīng)治理。光伏組件PID 效應(yīng)是指電位誘發(fā)衰減，由于光伏組件運行環(huán)境存在高壓持續(xù)干擾，在電流、電荷不規(guī)則運動情況下，光伏組件作用功效會大幅下降，更有甚者會下降至原來的一半，PID 效應(yīng)容易受溫度、濕度和鹽堿性的影響。PID 效應(yīng)治理主要從以下角度考慮：系統(tǒng)角度。在夜間施加反向電壓，通過先進(jìn)技術(shù)手段和機(jī)器設(shè)備，把系統(tǒng)電壓進(jìn)行縮減，緩解PID 效應(yīng)所產(chǎn)生的危害；組件角度。濕度過大容造成組件PID 效應(yīng)，因此加強(qiáng)密封效果非常必要，把生產(chǎn)技術(shù)水平進(jìn)行改進(jìn)提升，調(diào)整原料配比用量，加強(qiáng)EVA 膠膜對組件抗PID 作用的發(fā)揮；電池角度。電池在抗PID 方面發(fā)揮重要作用和功效，通過改進(jìn)相應(yīng)生產(chǎn)技術(shù)和結(jié)構(gòu)組成，能提高發(fā)電效率并且控制設(shè)備生產(chǎn)成本。

提高新能源發(fā)電技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用成效

從科學(xué)角度探索新能源發(fā)電技術(shù)。首先從基本需求和偏向出發(fā)，從清潔環(huán)保程度和整體性價比考慮，加強(qiáng)新能源發(fā)電技術(shù)檢驗對比力度，降低應(yīng)用風(fēng)險和隱患發(fā)生的概率，為技術(shù)創(chuàng)新升級營造健康發(fā)展環(huán)境；其次加大研發(fā)探索力度，確保技術(shù)應(yīng)用更加先進(jìn)覆蓋普及范圍更廣泛，把新能源發(fā)電技術(shù)未來發(fā)展領(lǐng)域進(jìn)行拓寬和延伸。

嚴(yán)格監(jiān)管新能源發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用。新能源發(fā)電技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，需通過提高發(fā)電水平和效率得以實現(xiàn)，在具體應(yīng)用過程中要加強(qiáng)監(jiān)管控制力度，主要從以下幾個方面進(jìn)行探索：首先，注重細(xì)節(jié)把握和操控，確保精確性要求貫穿整個發(fā)展過程，改進(jìn)電力系統(tǒng)操控體系，確保電力系統(tǒng)能平穩(wěn)持續(xù)運行，把可能產(chǎn)生的風(fēng)險和隱患消除在萌芽當(dāng)中，維護(hù)新能源發(fā)電技術(shù)正常生產(chǎn)水平；其次，加強(qiáng)應(yīng)用管理意識和觀念培養(yǎng)，適當(dāng)引進(jìn)先進(jìn)科學(xué)技術(shù)做保障，實現(xiàn)電力系統(tǒng)智能化發(fā)展目標(biāo)，把新能源發(fā)電技術(shù)推向更高水平和臺階，增強(qiáng)電力生產(chǎn)的作用效果。

其他方面的改進(jìn)。新能源發(fā)電技術(shù)需具備經(jīng)濟(jì)實用功效，通過科學(xué)規(guī)劃和設(shè)計制定相應(yīng)發(fā)展方案，為新能源技術(shù)應(yīng)用研發(fā)提供參考指導(dǎo)，提高其發(fā)電水平和質(zhì)量成效；加強(qiáng)信息技術(shù)利用效果，新能源發(fā)電技術(shù)要朝著更加科學(xué)智能的方向邁進(jìn)，因此信息技術(shù)水平利用率要不斷加強(qiáng)，確保發(fā)電系統(tǒng)平穩(wěn)健康。可適當(dāng)參考成功方法和經(jīng)驗，提高信息化普及應(yīng)用的準(zhǔn)確性；加大專業(yè)人才培養(yǎng)力度，專業(yè)水平較高的工作人員有利于維護(hù)發(fā)電工作正常運轉(zhuǎn)，確保電力系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)步運行，推動新能源發(fā)電技術(shù)朝著更加先進(jìn)科學(xué)的方向靠攏。

在經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的牽引下，新能源發(fā)電技術(shù)將成為未來電力系統(tǒng)中的中流砥柱，為我國電力生產(chǎn)供應(yīng)創(chuàng)造更多有利條件，科技發(fā)展和社會生產(chǎn)力的提高引發(fā)社會各界對電力系統(tǒng)的關(guān)注和重視，在這種條件下，傳統(tǒng)電力生產(chǎn)方式很難適應(yīng)時代發(fā)展和建設(shè)要求。不僅如此，從新能源發(fā)電技術(shù)所具備的優(yōu)勢出發(fā)，對社會經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境百利而無一害，在電力生產(chǎn)供應(yīng)過程中必將成為主要力量?，F(xiàn)階段新能源發(fā)電技術(shù)的推廣普及面臨很大局限和瓶頸，具有較大的上升發(fā)展空間。同時，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)易受地理位置和氣候環(huán)境的干擾左右。太陽能發(fā)電技術(shù)也存在時間限制。基于此，新能源發(fā)電技術(shù)的探索應(yīng)用要不斷加大資金保障和投入力度，積極推進(jìn)技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新探索領(lǐng)域的前進(jìn)。

目前，環(huán)境問題已成為備受關(guān)注和熱議的話題。新能源開發(fā)利用具有廣闊發(fā)展前景和形勢走向，新能源發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用推廣，是對傳統(tǒng)火力發(fā)電形式的顛覆替代，能有效降低資源損耗和浪費情況。在這種條件下，新能源發(fā)電技術(shù)仍面臨很大瓶頸和發(fā)展障礙。隨著信息技術(shù)的發(fā)展和改進(jìn)，新能源發(fā)電技術(shù)也將獲得明顯改觀，最終成為電力生產(chǎn)供應(yīng)的主體依靠。