電力系統(tǒng)中新能源發(fā)電的運用探析

樊東星

摘要：中國是一個人口大國，我國正面臨較危機(jī)的資源儲備量短缺問題，國民未來的生活離不開大量能源資源的供應(yīng)。僅依靠傳統(tǒng)能源物質(zhì)的開采已經(jīng)不能滿足國家的需求，所以開發(fā)新能源物質(zhì)迫在眉睫，同時這也是全世界共同關(guān)注的熱點。電能是其他能源經(jīng)過轉(zhuǎn)化而產(chǎn)生的在生活及生產(chǎn)活動中發(fā)揮關(guān)鍵作用的能源，它的出現(xiàn)與普及使用是人類發(fā)展史的重要章節(jié)。目前在電力系統(tǒng)中也在進(jìn)行不斷的進(jìn)行，新能源發(fā)電逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源發(fā)電方式，這極大程度上降低了發(fā)電對傳統(tǒng)不可再生能源的需求量。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);新能源發(fā)電;運用

引言

市場經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，加快了我國的工業(yè)化進(jìn)程，生產(chǎn)生活中的電能需求逐年增加。如果單純依賴傳統(tǒng)的發(fā)電技術(shù)與方式，往往難以滿足電能使用需求，還會造成更加大的能源與環(huán)境問題。當(dāng)前，新能源發(fā)電技術(shù)在電力系統(tǒng)中逐步得到了普遍的應(yīng)用，與傳統(tǒng)的發(fā)電技術(shù)相比，新能源發(fā)電更為清潔，能夠大大減少能源的消耗與環(huán)境的污染問題，促進(jìn)電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，新能源發(fā)電技術(shù)將逐步成為電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)。

1新能源發(fā)電的主要特點

1.1 可持續(xù)利用

可持續(xù)利用是指新能源的來源十分簡單，容易對其加以獲得。對新能源物質(zhì)的探求主要就是因為傳統(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)太陽能會被用盡。即使對太陽能不加利用，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)利用這一特點對于新能源來說至關(guān)重要，較好解決了人類對能源物質(zhì)需求的壓力，從而促進(jìn)社會的積極發(fā)展。

1.2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，短時間內(nèi)不可能使其得到再生。能源物質(zhì)的枯竭對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面臨枯竭的嚴(yán)重問題。

2新能源發(fā)電技術(shù)及其應(yīng)用

2.1風(fēng)電技術(shù)

風(fēng)力資源是自然界中的重要資源，其儲量極其豐富，這也為風(fēng)能資源的利用創(chuàng)造了良好的前提條件。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)下，主要是將風(fēng)能資源轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的機(jī)械能資源，借助于風(fēng)力發(fā)電機(jī)，最終將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能。

2.1.1風(fēng)機(jī)類型

風(fēng)力發(fā)電技術(shù)條件下，風(fēng)機(jī)是其中的主要設(shè)備。一般情況下，根據(jù)風(fēng)機(jī)裝機(jī)容量的大小，其主要包含了大、中、小類型。風(fēng)機(jī)選擇時，需要結(jié)合風(fēng)力發(fā)電要求，來進(jìn)行風(fēng)機(jī)類型的選擇。風(fēng)機(jī)容量與槳葉長度之間存在著緊密的聯(lián)系。以發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為劃分標(biāo)準(zhǔn)，風(fēng)機(jī)主要包含了變速、恒速與多態(tài)定速類型;而以風(fēng)能驅(qū)動作為劃分標(biāo)準(zhǔn)，風(fēng)機(jī)有順風(fēng)與逆風(fēng)、高速與低速之分。

2.1.2設(shè)備的組成和功能

風(fēng)力發(fā)電機(jī)的基本構(gòu)成。輪轂、塔筒等都是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的核心構(gòu)件，其中，葉輪葉片、輪轂與變槳系統(tǒng)是構(gòu)成了風(fēng)輪子系統(tǒng)，整個發(fā)電機(jī)的運行過程中，葉輪葉片的形狀直接決定著整個發(fā)電機(jī)對風(fēng)能的吸收程度。如果切出風(fēng)速在風(fēng)機(jī)風(fēng)速以下，其氣動制動是經(jīng)由葉尖的旋轉(zhuǎn)運動來實現(xiàn)的，如果在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運行過程中，葉片無法維持其正常的運行狀態(tài)，要及時采取必要的防護(hù)措施，避免葉片異常運動所引發(fā)的各種問題。

2.1.3風(fēng)機(jī)控制技術(shù)

當(dāng)前，在電力系統(tǒng)中，風(fēng)電技術(shù)是一種重要的并網(wǎng)技術(shù)，其并網(wǎng)主要是借助于變速異步發(fā)電機(jī)、雙饋異步發(fā)電機(jī)、雙速異步發(fā)電機(jī)來實現(xiàn)的。相比較而言，如果要發(fā)揮風(fēng)機(jī)并網(wǎng)的最大作用，必須要保障風(fēng)機(jī)并網(wǎng)的機(jī)組功率、轉(zhuǎn)速，而這兩個指標(biāo)的實現(xiàn)往往是通過槳距的調(diào)整來進(jìn)行，在此過程中，最大功率追蹤法的應(yīng)用，使得風(fēng)電轉(zhuǎn)換功率大大提升，風(fēng)機(jī)并網(wǎng)在電力系統(tǒng)中發(fā)揮了應(yīng)有的作用，提升了供配電的整體質(zhì)量。

2.1.4無功電壓控制技術(shù)

風(fēng)力發(fā)電技術(shù)中，由于電力系統(tǒng)內(nèi)對于并網(wǎng)有著較高的要求，在實際的應(yīng)用中，風(fēng)電并網(wǎng)點與無功補(bǔ)償?shù)碾妷悍€(wěn)定性相同，這就使得風(fēng)電場能夠以無功補(bǔ)償為基礎(chǔ)，借助于無功補(bǔ)償設(shè)備，實現(xiàn)良好的無功電壓控制，這種補(bǔ)償控制具有明顯的動態(tài)性，優(yōu)化了電力系統(tǒng)的電力輸送環(huán)境。

2.2光伏發(fā)電應(yīng)用

太陽與地球運動使得太陽能不斷將其能量輻射于地球，這種輻射能量極大，這種太陽能資源經(jīng)由合理的利用，能夠創(chuàng)造出巨大的效益，改變傳統(tǒng)的能源利用結(jié)構(gòu)。

2.2.1光電效應(yīng)

光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用中，光電效應(yīng)是其中最為重要的部分。當(dāng)相關(guān)的物質(zhì)長期受到電磁波照射時，其物質(zhì)內(nèi)部的電子就會在電磁波的作用下被激發(fā)，PN結(jié)構(gòu)出現(xiàn)光生伏效應(yīng)，半導(dǎo)體光照是引發(fā)此效應(yīng)的直接原因[4]。而不穩(wěn)定的電子始終處于移動狀態(tài)下，形成了相應(yīng)的電勢。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)主要是應(yīng)用光電效應(yīng)，來實現(xiàn)太陽能向電能的轉(zhuǎn)化的。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，蓄電池、電池控制器、光伏電池組、直交流逆變器是重要組成，在發(fā)電系統(tǒng)運行時，各個部分發(fā)揮著重要的作用。

2.2.2電池組

目前來說，使用的太陽能電池類型很多。應(yīng)用較為廣泛的晶硅電池，主要包括單晶電池和多晶電池。從應(yīng)用效能方面來說，硅基薄膜光伏電池的能效略有不足;化合物薄膜電池的應(yīng)用，存在著污染以及危害問題，因此應(yīng)用很少;聚光光伏電池的應(yīng)用，需要配置散熱器以及聚光系統(tǒng)，成本較高，還需要加大成本控制的研究。

2.2.3選擇光伏陣列方式

使用單抽式支撐光伏組件，可將系統(tǒng)工作效率提高20%;使用固定式組件，可將系統(tǒng)工作效率提高25%;使用雙軸跟蹤組件，可將系統(tǒng)工作效率提高30%，為了保證效能的實現(xiàn)，要做好安裝環(huán)節(jié)的把控。

2.2.4逆變器

不用類型的逆變器，優(yōu)勢差異。例如組串式，MPPT路數(shù)多;最高配比組件為1：1;采購成本高;維護(hù)點位多;設(shè)備提供商多;適用于山地以及屋面。

3新能源發(fā)電在電力系統(tǒng)中的發(fā)展趨勢

新能源發(fā)電在電力系統(tǒng)中有無可比擬的優(yōu)勢，但是在應(yīng)用上要注重技術(shù)的發(fā)展，保證技術(shù)的應(yīng)用可行性。對于新能源發(fā)電的發(fā)展趨勢，首先要重視科學(xué)發(fā)展，優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高技術(shù)水平。要從環(huán)境保護(hù)、技術(shù)可靠、成本三個方面考慮，為實踐應(yīng)用打下基礎(chǔ)，還要注重實踐技術(shù)的選用，拓寬發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用工作范圍，以提高電力系統(tǒng)的運行效率。其次要把控電力系統(tǒng)中對于新能源發(fā)電的應(yīng)用過程，對于應(yīng)用中的設(shè)計、建設(shè)、維護(hù)都做出精細(xì)化的管理，保證新能源發(fā)電技術(shù)可以得到有效應(yīng)用。精細(xì)化管理可以降低新能源發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用風(fēng)險，提升應(yīng)用效果，同時在精細(xì)化管理下需要發(fā)展信息化，提升發(fā)電效率，減少工作損耗。最后則要針對新能源發(fā)電技術(shù)的可行性進(jìn)行分析，積極研發(fā)解決新能源發(fā)電技術(shù)的弊端措施或方法，提高發(fā)電效率，使新能源發(fā)電能夠成為發(fā)電主力，改變當(dāng)前的發(fā)電構(gòu)成，促進(jìn)綠色發(fā)電思想的落實，也讓技術(shù)水平能夠得到有效提升。

結(jié)束語

新能源發(fā)電對于人類發(fā)展來說是一個重要的變革，對于維持社會和諧及生產(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。

參考文獻(xiàn)

[1]邵勇.新能源發(fā)電技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用效果淺談[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2018（7）：4.

[2]田蓬勃.新能源發(fā)電技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用效果研究[J].中國設(shè)備工程，2018（22）：214-215.