電力生產技術發(fā)展前景分析

鄧勇

摘 要：隨著經濟的快速發(fā)展電力現(xiàn)今已經成為了全世界最重要的基礎性能源。電力需求的不斷增加對電力的生產和輸送提出了嚴峻的考驗。為滿足不斷增加的電力需求需要在加強電力生產技術創(chuàng)新方面的投入，通過新技術的的應用提升我國電力生產的效率和質量?，F(xiàn)今在我國電力生產的過程中需要注意做好在環(huán)保方面的投入，為我國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供良好的保障。而為實現(xiàn)上述目標離不開電力生產技術的創(chuàng)新和發(fā)展。文章在分析電力生產技術發(fā)展前景的基礎上對電力生產技術的發(fā)展趨勢進行了分析介紹。

關鍵詞：電力生產技術；發(fā)展；創(chuàng)新；前景

中圖分類號：TM61 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）23-0183-02

前言

電力現(xiàn)今已經成為了我國最重要的基礎性能源。長期以來我國的電力供需矛盾長期存在，巨大的電力需求和電力供應缺口之間的矛盾長期存在，嚴重制約著我國的經濟發(fā)展。新時期以來我國通過加強電廠的建設和輸配電線路的建設使得我國的電力供應緊張的矛盾得到了極大緩解。但是占據(jù)發(fā)電半壁江山的火力發(fā)電廠所排放的有害顆粒物會對我國的生態(tài)環(huán)境造成極大的影響。為解決這一矛盾，應當加大在電力生產技術方面的投入，通過對電力生產技術進行不斷創(chuàng)新從而使得我國在滿足電力生產需要的同時保障我國的生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)我國可持續(xù)發(fā)展。

1 我國電力生產中所存在的問題分析

隨著我國經濟的快速發(fā)展對于各種能源尤其是電能的需求在不斷增加。電能現(xiàn)今是我國經濟發(fā)展、人民生活的基礎性能源。隨著國家加大了對電力產業(yè)的投入我國的電力生產進入了高速發(fā)展期。但是在我國的電力生產中仍存在著諸多問題影響著我國電力產業(yè)的發(fā)展：（1）電力供需矛盾加劇。根據(jù)國際上相關研究數(shù)據(jù)表明，人均GDP和電力的消耗量呈正比，雖然我國的人均GDP和國際發(fā)達國家仍有著較大的差距但是我國的經濟正在經歷一個高速發(fā)展期，在這一時期中，我國經濟的快速發(fā)展需要消耗大量的電力。按照我國原有的長期規(guī)劃來看，到2050年我國的裝機容量將達到15億kW，這一數(shù)據(jù)是現(xiàn)今我國裝機容量的近6倍，實現(xiàn)這一目標是極為困難的，而采用傳統(tǒng)的電力生產技術將意味著要消耗大量的煤炭、石油、天然氣等一次化石能源。因此，在我國的電力生產中應當采用更為現(xiàn)今的電力生產技術以提高發(fā)電效率。（2）發(fā)電資源消耗極大。在我國的電力能源結構中，以煤炭燃燒為代表的火力發(fā)電設備占據(jù)著我國發(fā)電市場的半壁江山。這一發(fā)展模式導致我國成為世界上煤炭消耗最大的國家，采用燃燒煤炭的發(fā)電技術不但消耗大而且對于生態(tài)環(huán)境的污染較大。此外，我國在水利資源的開發(fā)上已經趨于飽和，現(xiàn)存的水利可開發(fā)的發(fā)電容量不足3.7億kW，這一電力發(fā)展模式嚴重制約了我國電力的可持續(xù)發(fā)展。（3）我國現(xiàn)今大量使用的火力發(fā)電模式為我國的生態(tài)環(huán)境帶來了極大的影響?；鹆Πl(fā)電廠所排出的廢氣、廢水中包含有大量的有害物質，以一座裝機容量在240kW的小型火力發(fā)電廠為例，如未能對火力發(fā)電廠的有害物排放加以控制，則該廠每天會產生約7-12t的SO2以及約80t的廢煙廢塵，這些排放入大氣中的有害物質容易隨著降水形成酸雨等的有害形式會對地表建筑、各類植物、地表水等造成嚴重的污染和危害，嚴重影響生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。為改變這一現(xiàn)狀，實現(xiàn)電力生產可持續(xù)發(fā)展應當加大對于電力生產技術的資金和技術投入，通過研發(fā)更為先進的電力生產技術，通過電力生產技術的發(fā)展和創(chuàng)新以實現(xiàn)我國電力生產的清潔化、可持續(xù)化，實現(xiàn)我國電力生產的可持續(xù)發(fā)展。

2 我國電力生產技術的發(fā)展前景和趨勢分析

2.1 做好對于太陽能發(fā)電技術的研發(fā)和投入

太陽能是迄今為止分布最廣也是取之不盡、用之不竭的清潔能源。我國地域遼闊有著廣闊的太陽能發(fā)電裝機前景。在利用太陽能發(fā)電的過程中，根據(jù)所處緯度的不同輻射在地表上的太陽能能量最高可以達到超過70-3400kWh/m2，現(xiàn)今所廣泛采用的太陽能發(fā)電設備對于太陽能的轉換率最高能夠達到約28%，據(jù)相關研究表明，通過鋪設約占15m2的太陽能發(fā)電板所提供的3500-5500kWh/m2·a的電量已經能夠滿足一個家庭的日常用電需求。以此，太陽能發(fā)電技術有著極為廣闊的發(fā)展前景，隨著材料技術和太陽能發(fā)電設備對于太陽轉換率的提高將會使得單位面積的太陽能發(fā)電板能夠獲得更多的發(fā)電量?，F(xiàn)行的太陽能發(fā)電技術主要包括有光伏發(fā)電技術和太陽能熱能發(fā)電技術，前者是通過太陽能發(fā)電板將太陽能直接的進行電能的轉換，而后者則利用太陽能板所聚合的太陽能轉換成熱能發(fā)電。兩種發(fā)電技術現(xiàn)今在發(fā)電建設中都有著良好的應用。其中前者直接利用太陽板進行發(fā)電轉換的發(fā)電技術是被廣泛認為的能夠在二十一世紀中后期大規(guī)模工業(yè)生產中可供廣泛利用的可再生能源之一?，F(xiàn)今由于光伏發(fā)電在轉換率方面的制約使得光伏發(fā)電在我國的發(fā)電體系中所占比的比重較低，而光伏發(fā)電這一發(fā)電技術為世界各國所看重，都投入了大量的資金用于對光伏發(fā)電技術進行研發(fā)以期通過光伏技術的創(chuàng)新和進步來推動電力生產的進步和發(fā)展。在光伏發(fā)電技術的發(fā)展和應用過程中需要消耗大量的太陽能電池和光伏面板。據(jù)相關統(tǒng)計和研究表明，隨著光伏發(fā)電技術的進步和發(fā)展，全球對于光伏發(fā)電設備的需求呈現(xiàn)出逐年翻倍增長的態(tài)勢，隨著光伏發(fā)電技術的發(fā)展和進步，預計到本世紀中后期，太陽能光伏發(fā)電技術將會在我國的發(fā)電體系中占據(jù)較大的比重。此外，隨著光伏發(fā)電技術的發(fā)展將會使得光伏發(fā)電設備的價格逐漸回落并最終能夠與現(xiàn)行的常規(guī)發(fā)電技術進行市場競爭。

2.2 做好核能發(fā)電技術的發(fā)展和應用

核能是一個國家高新技術的重要代表，同時也是我國工業(yè)的代表名片。前一段時間隨著我國新一代核電技術“華龍一號”試驗堆的順利封頂，我國的核電發(fā)電技術邁出了堅實的一步。核電發(fā)電技術是一項高技術產業(yè)。相較于傳統(tǒng)的燃煤型火力發(fā)電站，核電所需要的燃料極低，每年僅需要消耗幾十噸的核燃料即可。下一段，我國將會在核電發(fā)展領域中投入更多的資金和研發(fā)力量，實現(xiàn)我國更安全、高效的核電發(fā)展和利用。下一階段我國會通過興建新型核電站的方式加大對于核能的開發(fā)利用，提高核電在我國發(fā)電結構中的占比。此外，相較于傳統(tǒng)的核裂變發(fā)電形式，核聚變這一核電發(fā)展形式更為高效也更為清潔環(huán)保，核聚變發(fā)電技術現(xiàn)今在歐洲的新一期試驗中已經能夠實現(xiàn)了十幾秒的成功點火，僅僅十幾秒的點火時間中所爆發(fā)出來的電能已經能夠滿足像巴黎等的大城市約1小時的用電量。核聚變發(fā)電技術是未來核電技術重要的發(fā)展方向，在核聚變發(fā)電中現(xiàn)今所主要發(fā)展的熱核聚變發(fā)電技術受制于材料或是技術無法實現(xiàn)核聚變反應的長期、穩(wěn)定的運行，熱核聚變所產生的近10000度的高溫使得現(xiàn)今人類所研發(fā)的各種材料都無法承受，今后隨著資金和技術的不斷投入將會使得人類在材料和核聚變發(fā)電技術得到創(chuàng)新和應用，從而使得核聚變發(fā)電逐漸得到發(fā)展應用。endprint

2.3 做好交流輸電技術的應用

電力輸送是電力生產中的重要一環(huán)，同時也是我國電力生產技術中極為重要的一個研發(fā)領域。據(jù)不完全統(tǒng)計，每年所發(fā)電量中有近20%被消耗與電纜輸送中，通過采用高壓、超高壓進行遠距離的電力輸送能夠有效降低電能的消耗。近些年，我國的電力發(fā)展格局呈現(xiàn)西部發(fā)電東部用電的模式，通過采用超高壓輸電線路將西部省份所發(fā)電量輸送至東部用電大省，通過將發(fā)電廠興建于靠近煤炭等發(fā)電資源的地方能夠有效提升能源的利用效率。通過在輸送電中采用“交流輸電技術”能夠實現(xiàn)對于電網資源的高效利用和分配。所謂“交流輸電技術”主要指的是通過采用大功率的電子元件來對大功率的高壓開關進行控制，并通過與其他重要的電力設備來構成FACTS設備，用以實現(xiàn)對于電力系統(tǒng)各輸送參數(shù)的調控（如輸送線路中的線路阻抗、相位角、功率潮流等），通過這一方式大幅提升輸電線路中對于電能的輸送能力并提升輸電過程中電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，從而有效提高電力系統(tǒng)的輸電功率。

2.4 做好對于發(fā)電和輸電過程中電能質量的控制

在電力生產中首要需要做好的是對于發(fā)電電能質量的控制，從而為用戶提供高效、可靠的電能供應。在現(xiàn)今的用電終端中，由于各種高功率設備等的應用會對供配電電網的供電質量造成嚴重的沖擊。此外，現(xiàn)代企業(yè)中所使用的各種高精密設備對于電能質量的控制和發(fā)展提出了更為嚴格的要求。在供配電系統(tǒng)中，國外所提出的“用戶電力技術”，即通過采用電力電子技術對用戶進電進行一定的調節(jié)使得供電治理更為可靠、穩(wěn)定。而這需要加大在地電力生產技術中的研發(fā)投入使其能夠更好滿足現(xiàn)今高質量的供電需求。在“用戶電力技術”中一項極為重要的設備是固態(tài)開關，通過使用固態(tài)開關能夠在一個工頻半波之內完成對于故障供線路的切換，從而使得用戶甚至都無法感覺到。而這一瞬間切換是傳統(tǒng)的機械開關所無法實現(xiàn)的。此外另外一個重要的設備是動態(tài)電壓恢復器，通過這一設備能夠控制變換系統(tǒng)按照已經檢測到的線路電壓中的波形，對線路中的電壓進行補償，從而實現(xiàn)用戶線路負載端上的電壓的動態(tài)穩(wěn)定。此外，在城市供電系統(tǒng)的建設中，在提供供電線路可靠性的同時還要供電系統(tǒng)中留有較大的升級改造空間以滿足現(xiàn)代供電系統(tǒng)所需要的更加復雜、先進的技術。

3 結束語

電力工業(yè)是現(xiàn)代社會發(fā)展的重要能源保障。新時期，應當加大在電力生產技術的研發(fā)投入，在提高發(fā)電效率的同時有效降低各種污染物的排放努力實現(xiàn)清潔發(fā)電，實現(xiàn)我國經濟的可持續(xù)發(fā)展。

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