自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)在新能源行業(yè)的應(yīng)用及發(fā)展

張盛豐　唐悅寧

摘要：隨著我國(guó)對(duì)于保護(hù)環(huán)境的重視，新能源行業(yè)在我國(guó)的發(fā)展前景也變得越來(lái)越好，但任何一種發(fā)展趨勢(shì)都不會(huì)是一成不變的，如果新能源想要長(zhǎng)期如此，就必須涉足于其他領(lǐng)域，開(kāi)辟新的發(fā)展方向。開(kāi)發(fā)并利用自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)對(duì)于新能源行業(yè)經(jīng)久不衰的發(fā)展能夠起到相當(dāng)顯著的作用。本文將以新能源為主題，對(duì)自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)在新能源行業(yè)的具體應(yīng)用進(jìn)行具體的闡述，并對(duì)其未來(lái)發(fā)展提出相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化設(shè)備技術(shù) 新能源 產(chǎn)業(yè)基地

1新能源行業(yè)在我國(guó)的發(fā)展

新能源主要包括太陽(yáng)能、水能、風(fēng)能、生物能等一些來(lái)自于太陽(yáng)輻射的能量，還有一些來(lái)自于地球內(nèi)部的核能、地?zé)崮艿?，以及與天體引力能相關(guān)的潮汐能等各種能量。洋流能溫差能等都屬于海洋能源。換句話(huà)講，各種各樣的可再生能源加上核能就構(gòu)成了新能源。新能源以一定的利用形式在我國(guó)不斷地發(fā)展并逐漸建設(shè)，我國(guó)常見(jiàn)的新能源發(fā)電方式包括風(fēng)力發(fā)電、水力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電等。目前為止，我國(guó)在風(fēng)力發(fā)電方面的投入相對(duì)于其他發(fā)電方式而言較大，太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)緊迫著風(fēng)電的腳步，并且不斷更新著年裝機(jī)容量的增長(zhǎng)速度;水力發(fā)電在眾多新能源發(fā)電中有著源遠(yuǎn)流長(zhǎng)的歷史背景，發(fā)電技術(shù)也算是最成熟的，并且還具有成本低、發(fā)展規(guī)模大等特點(diǎn);另外，我國(guó)還有很多其他的新能源正處于萌芽階段，類(lèi)似于沼氣能、蒸汽能、波浪發(fā)電等都還在不斷地摸索前進(jìn)中。

2新能源行業(yè)對(duì)于自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

2.1風(fēng)力發(fā)電

發(fā)電機(jī)子系統(tǒng)、變流子系統(tǒng)是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中兩個(gè)重要的功能系統(tǒng)。構(gòu)成風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功能系統(tǒng)可以被細(xì)分成不同的控制系統(tǒng)，各個(gè)控制系統(tǒng)在不同領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮著不同的作用。舉例來(lái)說(shuō)：在自控子系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用的變槳控制系統(tǒng)，不但具有成本低的優(yōu)點(diǎn)，而且能夠?qū)C(jī)組起到一定的保護(hù)作用。我國(guó)的風(fēng)力發(fā)電主要以并網(wǎng)風(fēng)電為主，但是并網(wǎng)風(fēng)電自身的局限性會(huì)帶來(lái)許多問(wèn)題，因?yàn)椴⒕W(wǎng)在技術(shù)問(wèn)題上要求很高，所以在進(jìn)行并網(wǎng)風(fēng)電時(shí)首先需要避免的問(wèn)題就是合理規(guī)劃開(kāi)發(fā)途徑，如何對(duì)風(fēng)電進(jìn)行調(diào)度也應(yīng)是優(yōu)先考慮的問(wèn)題。為了解決一系列有關(guān)預(yù)測(cè)風(fēng)電短期、超短期功率問(wèn)題、分析風(fēng)電運(yùn)行數(shù)據(jù)等問(wèn)題，必須在最短的時(shí)間內(nèi)開(kāi)發(fā)出多功能風(fēng)電調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。但是，諸如并網(wǎng)風(fēng)電在很大程度上會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成干擾等問(wèn)題依然會(huì)成為風(fēng)電發(fā)展的阻礙問(wèn)題，如果這一技術(shù)性問(wèn)題無(wú)法解決，那么在風(fēng)電發(fā)展方面并不會(huì)比想象中簡(jiǎn)單。在我國(guó)大部分規(guī)模較大的風(fēng)電場(chǎng)中，局部消納能力不足屬于普遍存在的問(wèn)題，所以，對(duì)于自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)的應(yīng)用與革新迫在眉睫，以便于能夠?qū)︼L(fēng)電機(jī)組進(jìn)行更好地檢測(cè)和維護(hù)。改變風(fēng)電場(chǎng)傳統(tǒng)的運(yùn)行模式也能夠?qū)⑸鲜鰡?wèn)題輕松化解，將大型風(fēng)電場(chǎng)與抽水蓄能電站聯(lián)結(jié)到一起，同時(shí)運(yùn)行調(diào)度便是當(dāng)下倡導(dǎo)的新型運(yùn)行模式之一。除此之外，技術(shù)人員應(yīng)著重研究自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行和控制，可以將側(cè)重點(diǎn)放在分布式的小型風(fēng)電場(chǎng)方面，將與之有關(guān)的蓄熱裝置聯(lián)合運(yùn)行變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)中可以運(yùn)用的系統(tǒng)。

2.2太陽(yáng)能光伏發(fā)電

雖然我國(guó)涉足于新能源領(lǐng)域的時(shí)間不長(zhǎng)，但是通過(guò)我國(guó)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及對(duì)國(guó)外太陽(yáng)能發(fā)電經(jīng)驗(yàn)的借鑒，可以判斷我國(guó)在光伏發(fā)電方面主要是以并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)為主要形式。并網(wǎng)光伏發(fā)電能夠成為主要的發(fā)電系統(tǒng)完全取決于其穿越電壓低、跟蹤控制功率大等發(fā)展優(yōu)勢(shì)。根據(jù)該發(fā)電系統(tǒng)目前的發(fā)展情況可以對(duì)其未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)做出預(yù)測(cè)：并網(wǎng)想要達(dá)逆變器高頻化、智能化以及高效率，前提必須是電網(wǎng)能夠穩(wěn)定且安全的運(yùn)行。如果以常規(guī)的發(fā)電模式作為大型太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程，一但發(fā)生一些棘手的運(yùn)行故障，將會(huì)改變?cè)摪l(fā)電系統(tǒng)預(yù)定的發(fā)展方向。為了解決光伏發(fā)電中產(chǎn)生的大規(guī)模并網(wǎng)和消納等問(wèn)題，將光伏發(fā)電系統(tǒng)和其他發(fā)電系統(tǒng)之間相互協(xié)調(diào)運(yùn)行應(yīng)該成為這種發(fā)電系統(tǒng)未來(lái)的發(fā)展方向。由此可以看出，開(kāi)發(fā)研制與太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)相關(guān)的自動(dòng)化設(shè)備將會(huì)成為炙手可熱的一種技術(shù)。

2.3太陽(yáng)能光熱發(fā)電

風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能光伏發(fā)電，以及即將提到的太陽(yáng)能光熱發(fā)電，都是由各種各樣的子系統(tǒng)而構(gòu)成的發(fā)電形式，太陽(yáng)能光熱發(fā)電主要是聚集太陽(yáng)的能量，將能量聚集到一起之后對(duì)其進(jìn)行加熱，從而達(dá)到用汽輪機(jī)發(fā)電的目的。由于我國(guó)在現(xiàn)階段對(duì)于太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)的研究還有待進(jìn)一步加深，所以對(duì)于規(guī)模較大的太陽(yáng)能光熱發(fā)電自動(dòng)控制系統(tǒng)地了解并不成熟。聚光子系統(tǒng)、集熱、儲(chǔ)熱子系統(tǒng)、汽輪發(fā)電子系統(tǒng)等，都會(huì)根據(jù)其自身的特點(diǎn)建立一套獨(dú)一無(wú)二的運(yùn)行模式，這樣的運(yùn)行模式可以稱(chēng)作完善，但依然還存在著許多細(xì)小的問(wèn)題，比如：在集熱、儲(chǔ)熱子系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行的時(shí)候，很可能會(huì)因?yàn)椴煌墓ぷ鳡顩r、工質(zhì)流量的控制以及溫度等原因而產(chǎn)生明顯的滯后性。雖然現(xiàn)階段我國(guó)大型的太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)還沒(méi)有做到盡善盡美，但是我們堅(jiān)信通過(guò)科研人員夜以繼日的研究，必定會(huì)為該發(fā)電系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)，到時(shí)候我國(guó)的太陽(yáng)能光熱發(fā)電也必定會(huì)邁上一個(gè)新的臺(tái)階。

3建設(shè)與新能源自動(dòng)化設(shè)備有關(guān)的產(chǎn)業(yè)基地

3.1加大對(duì)新能源設(shè)備產(chǎn)業(yè)體系的建設(shè)

優(yōu)先考慮太陽(yáng)能光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電有關(guān)的設(shè)備以及電力自動(dòng)化設(shè)備是建設(shè)新能源設(shè)備產(chǎn)業(yè)體系的第一步，只有這樣才能建設(shè)出一個(gè)集效率節(jié)能于一體的相對(duì)完善的設(shè)備系統(tǒng)。目前為止我國(guó)在光伏發(fā)電、風(fēng)電方面已經(jīng)取得了相當(dāng)大的進(jìn)步，并且對(duì)于產(chǎn)業(yè)的集群建設(shè)，創(chuàng)新尤為重要，所建成的體系也應(yīng)該同時(shí)兼?zhèn)渫暾腿婊?/p>

3.2加快節(jié)能技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的建設(shè)速度

我國(guó)在能源消耗方面，占據(jù)半壁江上的是以電能方式為主的能源消耗，電網(wǎng)在運(yùn)行方面的損耗程度也比較嚴(yán)重，所以應(yīng)該及時(shí)推進(jìn)相關(guān)的技術(shù)改革，將電網(wǎng)運(yùn)行的速度變快，也就可以變相的提高運(yùn)行的效率，同時(shí)還應(yīng)該將能源損耗控制在合理的區(qū)間內(nèi)，鼓勵(lì)戰(zhàn)略支撐技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展。

3.3注重營(yíng)造自主創(chuàng)新的環(huán)境

近年來(lái)，新能源經(jīng)過(guò)不斷地完善而取得了較好的成就，自動(dòng)化設(shè)備也隨著新能源的進(jìn)步而在不斷地更新完善之中，但是所做的一切都應(yīng)該從實(shí)際出發(fā)，構(gòu)建出一種能夠促進(jìn)產(chǎn)業(yè)園建設(shè)的創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新體系，為生產(chǎn)力的發(fā)展做貢獻(xiàn)。國(guó)家應(yīng)該針對(duì)于與此相關(guān)的行業(yè)或機(jī)構(gòu)制訂一套行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，給予必要的發(fā)展扶持和政策約束，為科技提供創(chuàng)新的平臺(tái)，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展創(chuàng)造條件。

3.4建設(shè)新能源互聯(lián)網(wǎng)

能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)能夠促進(jìn)新能源和自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)更好地發(fā)展，在建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)之前，首先應(yīng)該對(duì)政策做出整體規(guī)劃，以便于建設(shè)出針對(duì)性較強(qiáng)的產(chǎn)業(yè)政策來(lái)，也可以使能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展之路更加平坦。具體步驟可以概括為：①制定出與能源互聯(lián)網(wǎng)有關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)②完善能源互聯(lián)網(wǎng)的市場(chǎng)體系③建設(shè)的示范工程應(yīng)具有帶頭作用④投資收益評(píng)估機(jī)制應(yīng)公平合理。

4結(jié)束語(yǔ)

總而言之，我國(guó)的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)在新能源行業(yè)的推動(dòng)下得到了明顯的改善。想要考察一個(gè)國(guó)家或者地區(qū)高新技術(shù)的發(fā)展水平如何，完全可以以該國(guó)或該地區(qū)的新能源產(chǎn)業(yè)作為衡量標(biāo)準(zhǔn)。雖然我國(guó)新能源行業(yè)在使用自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)時(shí)還面臨著許多問(wèn)題，但是，新能源行業(yè)的發(fā)展前景甚好，依舊意味著與之相關(guān)的各種技術(shù)的未來(lái)發(fā)展也將一片光明，齊頭并進(jìn)，使我國(guó)新能源行業(yè)的發(fā)展越來(lái)越好。

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