電力系統(tǒng)中新能源發(fā)電的運(yùn)用探析

黃珊

（國網(wǎng)廈門供電公司，福建 廈門361000）

經(jīng)過各國對(duì)能源物質(zhì)不懈努力的研究下，現(xiàn)階段已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多種能夠起到發(fā)電作用的新能源物質(zhì)。風(fēng)能、太陽能、新型燃燒電池等都是得到驗(yàn)證并在實(shí)際發(fā)電工作中進(jìn)行應(yīng)用的新能源物質(zhì)，在發(fā)電系統(tǒng)中這一類新能源物質(zhì)具有多方面的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也存在一些有待解決的問題與不足。

1 新能源發(fā)電的產(chǎn)生背景及發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 新能源發(fā)電的產(chǎn)生背景。一直以來能源物質(zhì)都是許多國家間產(chǎn)生爭端的主要原因，能源之爭不僅是為了國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，同時(shí)更是滿足本國民基本生存的基礎(chǔ)。近些年全球多個(gè)國家共同面對(duì)的難題就是能源儲(chǔ)備量日益減少，這對(duì)于國家的未來是極大的挑戰(zhàn)。所以降低對(duì)傳統(tǒng)能源物質(zhì)的開采才能從源頭上緩解這一難題?；仡^去看以往的發(fā)電過程都是以石油或者煤炭作為原材料進(jìn)行燃燒發(fā)電，這種發(fā)電方式不僅需要大量不可再生能源物質(zhì)為前提條件，同時(shí)在發(fā)電過程中還會(huì)產(chǎn)生較大的污染物排放量，對(duì)于生態(tài)環(huán)境來說也造成了不容忽視的負(fù)擔(dān)。在迫切尋找新型能源物質(zhì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源發(fā)電的要求下，太陽能及風(fēng)能等被相關(guān)學(xué)者發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過對(duì)發(fā)電設(shè)備的改進(jìn)，可以利用這些新型能源物質(zhì)轉(zhuǎn)化為需求量不斷增大的電能。

1.2 新能源發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀。不是現(xiàn)階段所有應(yīng)用于發(fā)電的新型物質(zhì)都能稱之為新能源，對(duì)于這一稱號(hào)來說需要具備一些特質(zhì)。新能源物質(zhì)必須是污染物氣體排放量少，可再生且具有較高儲(chǔ)備量的綠色能源物質(zhì)。經(jīng)過不斷的理論研究與實(shí)際應(yīng)用，新能源發(fā)電已經(jīng)能夠較好的展現(xiàn)出發(fā)電穩(wěn)定性，所以正逐步對(duì)傳統(tǒng)發(fā)電方式進(jìn)行代替。經(jīng)過對(duì)具體數(shù)據(jù)的分析可以發(fā)現(xiàn)，新能源發(fā)電量也在穩(wěn)步的提升，占發(fā)電總量的比例也表現(xiàn)為增加的趨勢，這種現(xiàn)象對(duì)于電力企業(yè)的改革與進(jìn)步起到積極推動(dòng)作用。但是在保持良好發(fā)展態(tài)勢的同時(shí)，也不能對(duì)相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新與改進(jìn)掉以輕心，由于新能源發(fā)電與傳統(tǒng)發(fā)電相比應(yīng)用了更多的新型技術(shù)手段，所以在技術(shù)的穩(wěn)定性表現(xiàn)中還有一定進(jìn)步空間。針對(duì)現(xiàn)有問題對(duì)技術(shù)合理改良，已達(dá)到不斷成熟化發(fā)展的目的，使新能源發(fā)電的效率與質(zhì)量得到顯著提升。

2 新能源發(fā)電的主要特點(diǎn)

2.1 可持續(xù)利用?？沙掷m(xù)利用是指新能源的來源十分簡單，容易對(duì)其加以獲得。對(duì)新能源物質(zhì)的探求主要就是因?yàn)閭鹘y(tǒng)能源物質(zhì)的數(shù)量有限，經(jīng)過多年的開采其數(shù)量已經(jīng)減少到一定程度，對(duì)于人來的未來發(fā)展是一種警示。具體來看，太陽能就是一種重要的新能源物質(zhì)，在利用太陽能發(fā)電的過程中，不用擔(dān)心短期內(nèi)太陽能會(huì)被用盡。即使對(duì)太陽能不加利用，進(jìn)入到大氣層中的太陽能也輻射也是一種消耗。具備可持續(xù)利用這一特點(diǎn)對(duì)于新能源來說至關(guān)重要，較好解決了人類對(duì)能源物質(zhì)需求的壓力，從而促進(jìn)社會(huì)的積極發(fā)展。

2.2 清潔環(huán)保。與石油等傳統(tǒng)能源相比，新能源在進(jìn)行發(fā)電過程中可以極大程度上降低產(chǎn)生的有害氣體。傳統(tǒng)發(fā)電主要以燃燒發(fā)電為主，利用燃燒過程將能源中所含的能量轉(zhuǎn)化為電能，這一過程不可避免的會(huì)發(fā)生一系列副反應(yīng)，各種元素在不同的條件下與氧反應(yīng)生成氣體物質(zhì)，其中就包括多種對(duì)大氣及生態(tài)環(huán)境都有害的氣體。所以以往發(fā)電的同時(shí)要產(chǎn)生嚴(yán)重的代價(jià)，使原本平衡和諧的生態(tài)環(huán)境遭到破壞，影響了人類的生活環(huán)境及物種多樣性。風(fēng)能等新能源的發(fā)電很好避免了這一問題，不依賴物質(zhì)燃燒進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化，從而達(dá)到清潔環(huán)保的目的。

2.3 可再生。傳統(tǒng)能源物質(zhì)的生成是經(jīng)過無數(shù)年地質(zhì)的結(jié)構(gòu)變化與物質(zhì)積累而產(chǎn)生的，它們的存在見證了地球的形成與發(fā)展，所以一旦將其過度開采，短時(shí)間內(nèi)不可能使其得到再生。能源物質(zhì)的枯竭對(duì)于人類來說十分可怕，這些物質(zhì)是重要的生活及生產(chǎn)原料，所以需求可以再生的新能源物質(zhì)已經(jīng)成為全球化一致認(rèn)同的關(guān)鍵任務(wù)。在新能源這一概念得到提出后，其中最重要的特點(diǎn)之一就是要滿足可再生，避免這類能源像傳統(tǒng)能源一樣在不久的將來仍會(huì)面臨枯竭的嚴(yán)重問題。

3 電力系統(tǒng)中新能源發(fā)電的具體應(yīng)用

3.1 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)。提起新能源發(fā)電，首先不得不介紹的就是風(fēng)力發(fā)電，這一技術(shù)在設(shè)備組成、技術(shù)控制以及系統(tǒng)運(yùn)行方面較易實(shí)現(xiàn)，所以是當(dāng)前階段普遍應(yīng)用的發(fā)電技術(shù)之一。風(fēng)能是一種豐富的自然能源，是大自然給與人類的寶貴饋贈(zèng)，將風(fēng)力中蘊(yùn)含的能量經(jīng)過一系列轉(zhuǎn)化變?yōu)殡娔芤呀?jīng)得到很好的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用。根據(jù)不同地區(qū)風(fēng)力大小的差異，風(fēng)力發(fā)電所選擇的風(fēng)機(jī)也不盡相同，一般而言分為小型、中型、大型以及特大型四種機(jī)型。對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，包括風(fēng)輪、機(jī)艙等，其中風(fēng)輪的葉片形狀對(duì)風(fēng)能的吸收有著不同的效果。不同地區(qū)由于氣候條件基地型結(jié)構(gòu)的影響，其風(fēng)向與風(fēng)速大小在一年四季有一定的特點(diǎn)，所以風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在選擇風(fēng)輪葉片形狀時(shí)要對(duì)這些因素綜合考慮，從而利用最合適的葉片高效的捕獲風(fēng)能。在并網(wǎng)發(fā)電機(jī)的選擇中一般有幾個(gè)常見類型，具體為雙速異步機(jī)、雙饋機(jī)及變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)。目前在發(fā)電機(jī)控制中模糊控制技術(shù)發(fā)揮了有效作用，既保證風(fēng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速及功率能得到有效調(diào)節(jié)，同時(shí)還能預(yù)測風(fēng)輪氣動(dòng)特性。這種控制技術(shù)在發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行過程中減少無用功的產(chǎn)生，對(duì)優(yōu)化運(yùn)行狀態(tài)及加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)效益有著積極影響。

3.2 太陽能光伏發(fā)電技術(shù)。太陽是一顆一直不斷都在發(fā)生燃燒反應(yīng)的恒星，在燃燒過程中不斷釋放大量的輻射，地球作為距太陽較近的行星受到了一部分太陽輻射。對(duì)于人類而言，擁有大氣層的保護(hù)，進(jìn)入到地球大氣層內(nèi)部的太陽輻射已經(jīng)是極少量，但是這一部分輻射能也足以供人類生存的利用。太陽能光伏發(fā)電就是一個(gè)利用太陽能的實(shí)例，將太陽能進(jìn)行捕獲通過光伏電池組等設(shè)備轉(zhuǎn)化為電能，這種新型的發(fā)電方式不僅環(huán)保，同時(shí)還能增加電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。由于太陽能的特殊性，想要對(duì)其進(jìn)行捕獲具有一定難度，當(dāng)前出現(xiàn)的太陽能電池種類較多，但在實(shí)際應(yīng)用中卻不是所有類型都能發(fā)揮有效作用。例如化合物薄膜電池在使用過程中會(huì)產(chǎn)生一定的化學(xué)污染，對(duì)生態(tài)環(huán)境起到負(fù)面的影響。同時(shí)太陽能發(fā)電系統(tǒng)還涉及到設(shè)備成本、發(fā)電能效等相關(guān)問題，在實(shí)際應(yīng)用中都需要詳細(xì)考慮。太陽能發(fā)電機(jī)組主要包括幾個(gè)基本的構(gòu)成部分，光伏陣列、逆變器、SVG 調(diào)壓技術(shù)等，這些部分的協(xié)調(diào)工作保證了發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行。在實(shí)際應(yīng)用中常出現(xiàn)光伏組件性能降低的狀況，引發(fā)這一現(xiàn)象的主要原因就是工作電壓較高，且運(yùn)行時(shí)間較長，這種現(xiàn)象就稱之為PID 效應(yīng)。想要降低PID 效應(yīng)對(duì)發(fā)電系統(tǒng)的影響，就要從優(yōu)化光伏組件及工作環(huán)境條件控制來入手，使太陽能發(fā)電的環(huán)境控制在濕度較低溫度較低的條件下，這種從多方面控制才能有效降低PID 效應(yīng)的危害。

3.3 燃燒電池發(fā)電技術(shù)。在新能源發(fā)電技術(shù)不斷創(chuàng)新與完善的過程中，燃燒電池也是其中具有長遠(yuǎn)發(fā)展?jié)摿?，且發(fā)揮積極效能的發(fā)電技術(shù)之一。之所以稱之為燃燒電池是因?yàn)樗灿姓龢O、負(fù)極、電解質(zhì)等組成電池的基本結(jié)構(gòu)。不同的是這種電池在發(fā)電過程中其正負(fù)極不存在活性物質(zhì)，只需對(duì)其輸送燃料與氧化劑就能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。在工作效率上，燃燒電池實(shí)際的能源利用率不能達(dá)到百分之百，在反應(yīng)中難免有一定的損耗，所以從結(jié)構(gòu)上優(yōu)化電池組，降低反應(yīng)過程中的能源損耗是燃燒電池發(fā)展的關(guān)鍵點(diǎn)。

4 加強(qiáng)電力系統(tǒng)中新能源發(fā)電應(yīng)用效果的措施

4.1 提出科學(xué)合理的規(guī)劃。新能源發(fā)電雖然在實(shí)際應(yīng)用中已得到較好的效果，但在技術(shù)方法、系統(tǒng)控制等方面還不夠成熟，所以下階段以科學(xué)合理的規(guī)劃為依據(jù)，促進(jìn)新能源發(fā)電的發(fā)展與進(jìn)步尤為關(guān)鍵。具體而言就是針對(duì)應(yīng)用中的現(xiàn)有難題，利用科學(xué)方法對(duì)其解決，同時(shí)重視技術(shù)的創(chuàng)新，使發(fā)電效能得到進(jìn)一步提升。

4.2 增強(qiáng)政府對(duì)新能源發(fā)電的重視。政府的支持與重視對(duì)于新能源發(fā)電技術(shù)的進(jìn)步起到積極推動(dòng)，這一發(fā)電技術(shù)可以為經(jīng)濟(jì)效益的提升作出有力的貢獻(xiàn)，同時(shí)還符合國家提出的生態(tài)環(huán)境友好發(fā)展，所以政府應(yīng)從技術(shù)、人才、資金等方面鼓勵(lì)電力企業(yè)進(jìn)行新能源發(fā)電技術(shù)的轉(zhuǎn)換。

5 結(jié)論

新能源發(fā)電對(duì)于人類發(fā)展來說是一個(gè)重要的變革，對(duì)于維持社會(huì)和諧及生產(chǎn)穩(wěn)定性意義重大。在現(xiàn)階段完善與加強(qiáng)新能源在電力系統(tǒng)發(fā)電中應(yīng)用的過程中，需要注意保持其原有優(yōu)勢，并提出合理的改進(jìn)措施，這才能使新能源發(fā)電穩(wěn)步發(fā)展。