新能源发电技术在电力系统中的有效应用 付佩祺

发表时间:2020/3/17   来源:《电力设备》2019年第21期   作者:付佩祺
[导读] 摘要:近年来,我国工业化进程迅速,工业化加速在使得人们生产生活水平的同时,也因其过快的发展速度使得能源问题越来越严重。
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        摘要:近年来,我国工业化进程迅速,工业化加速在使得人们生产生活水平的同时,也因其过快的发展速度使得能源问题越来越严重。同时,随着城市化进程提高以及人们生活水准的提升,人类生活对于能源的消耗越来越大,在能源的不断消耗下,能源危机以及环境问题逐渐的威胁到了人们的生产生活。火力发电厂主要的发电原理是通过燃料燃烧释放热能,通过转子将热能转化为电能。传统的火力发电厂存在一些节能上的问题,例如能源利用率以及转化率不足,释放出过多的污染物等。传统的发电工程并不能在根本上整治我国目前的能源消耗现状,因而在发电过程中实现可再生能源利用、低能量消耗以及清洁发电成为了建筑设计领域内的热门讨论话题。
        关键词:新能源;发电技术;电力系统;应用
        引言
        随着电力系统中广泛的应用新能源发电技术,通过对设备的设计、选型、对比等有效掌握,分析生产和运营新能源过程中的难点,并制定针对性的措施,同时还要根据当前生产模式,对电力系统中新能源发电技术的作用加强研究,并通过新设备和技术的及时更新,促进电力系统的发展。
        1.发电工程中的新能源发电技术类型
        1.1太阳能
        太阳能是新能源发电技术中应用较为广泛的可再生能源,因为太阳能获取方便同时也较为稳定,在实际应用上可以直接进行能量转换,通过太阳能电池板以及太阳能热水器等直接完成太阳能向电能、水能等的转换。但目前的太阳能利用效率有着一定的上限,需要科学的不断发展和推进才能继续增加太阳能的能量使用效率。
        1.2风能
        风能在新能源发电工程中通常作为机械能以及电能的转换来使用。西欧地区很早就开始使用风车来进行一些农业和工业活动,其原理主要是将风能转化为机械能进行人们生产生活中的机械能供给。在现代社会,风能通常被用于转化为电能进行使用,系统的风力发电设备可以安装在大型建筑设计中进行电能的提供,并且在一定程度上提高了建筑的美观性,使得人与自然的建筑理念更加深入人心。
        1.3地热能
        地热能的主要来源是地球内部的热能。地球内部温度较高,但是在实际使用中人类受限于科学技术难以直接取用,地热能利用是在地球的地热温度较高的地区进行热能直接取用的能源利用方式,其能量能够直接转移成人类所需要的热能,并且可以简单转换为电能等。
        2.新能源发电技术及其应用
        2.1风电技术
        风力资源在全球都占有重要的地位,其储量高于人类所能掌握的任何能源。风力发电指的是利用风能形成相应的机械能,可以有效驱动风力,而把机械能向电能转化则靠的是风力发电机。第一,风机类型。从装机容量来看,可以大、中、小不同类型对风机进行划分,并且在某种程度上风机容量与桨叶长度存在密不可分的关系。而水平轴和垂直轴的风轮是按照其结构划分的;以相关功率为基础对定浆、主动失速、变桨风机进行系统调节;而变速、恒速、多态定速风机则是以发电机的转速进行划分的;根据风能驱动主要包括顺风与逆风、低速与高速等类型的风机。第二,设备的组成和功能。机舱、塔筒以及风轮等是风力发电机的基础组成部分,其中,就是风轮又涵盖多子系统,如,轮毂、叶片以及变桨系统,而叶片的形状又对其吸收风能的程度起着决定性的作用。假如切出的风速小于风机的风速时,它主要利用叶尖的旋转完成了气动制动。如果叶片的运行出现异常,要及时的针对裂纹、腐蚀、覆冰等现象对风机叶片做好防护和保护。第三,无功电压控制技术。

由于风电并网点和无功补偿两者在电压稳定性方面趋于一致,因此在实际并网过程中,风电场在无功吸收的基础上,将无功补偿装置安装于风电场设备之上,以此完成对其动态性补偿,使系统由于输送功率造成的震荡情况有效降低,也是电网运行环境得以改善的重要途径。
        2.2光伏发电技术
        地球能量作为太阳辐射的重要部分,太阳能不断的向地球进行辐射,这种能量每秒钟的辐射大约相等于500万t标煤产生的能量。通过对该部分能量的合理利用,可获得更多的经济和环保效益。其一,光电效应。物质在接受特定电磁波照射后,内部相关电子被有效激发。由PN结所构成的光生伏效应主要是由于半导体光照所导致。不稳定的电子—空穴对的移动,而电势通过对P与N两侧的电子的影响使其形成相应的电势。太阳能光伏发电系统的组成主要包括蓄电池、电池控制器、光伏电池组、直交流逆变器等。其二,电池组。因太阳能电池包括的类型较多。晶硅电池可分为两种,一种是单晶电池,另一种为多晶电池;相较于其他类型,硅基薄膜光伏电池在工作效率方面能力表现略显不足,而化合物薄膜电池对环境和人类容易产生严重污染和危害,因此该类型电视使用频率较低。当前最高效率的电池主要是聚光光伏电池,但需要有散热器和聚光系统配备,为对其聚光效率提供保障而投入的设备成本,要比其发电产生的效益大出许多,因此想要在商业方面对聚光电池进行有效的应用还需要对其加强研究[1]。
        3.新能源发电技术的难点
        3.1低电压风机穿越技术
        在风里发电技术中比较关键的技术是低电压穿越技术。当降低风机出口的电压时,如果不对低电压的穿越情况进行考虑,造成风区内风机出现大面积的拖网现象,导致正片风区全部发生瘫痪,电力系统也因此出现不稳定的情况。因此当前在设计的时候都对风机的低电压穿越能力有较高的要求,使这种低压运行的影响对风场的安全性的威胁发挥有效控制的效果。此外,在处于低电压状态时,若要保证风机继续保持强大的穿越能力,应以电压本身为切入点,对其进行更加科学合理的设计,如果发生凹陷的电压区域是风机出口,可通过对SVG、AVC等技术的有效应用使其快速接近正常水平,最大限度的为低电压风机穿越性作业的开展提供有利环境[2]。
        3.2光伏电站SVG调压技术
        对于光伏电站而言,特别是末端电源点电站容易受到电压的影响,而电站调整能力相对较低,所以此时有效发挥SVG的性能就显得非常重要。SVG的调节主要分为恒功率因数、恒电压模式、恒无功模式情况下功率因数为0.98的模式等。根据电压省调的模式,恒功率因数主要对其日常的运行实现合理的控制,并按照负荷动态的调整其武功变化情况;假如系统电压相比较于额定电压,有10%的超出量,这时针对电压相应的调整需求恒功率的控制模式是无法实现的,此时便需要投入恒电压模式,例如某电站(35kV)调整SVG电压时,如果把其负荷增加,达到38.5kV的母线电压,在其运行时,SVG应投入目标电压为38kV的“恒电压”模式,在小负荷情况下,其运行时SVG应投入0.98的恒功率因数[3]。
        结论
        简而言之,随着我国社会经济的不断发展以及工业化进程的不断加快,我国人民的生产生活中对电力的需求越来越大,这为我国发电工程的发电效率提出了巨大的挑战。传统的火力发电能源利用效率较低同时对环境危害较大,在如今世界性能源问题以及环境问题的背景下,需要不断的开发新能源发电技术来代替传统的火力发电技术。目前,国家对电厂发电系统的节能优化更为重视,因此发电企业应当不断地更新自己的发电系统来提高能源利用率,同时降低环境污染。以发展节能型的电厂发电系统为主要目标,降低电厂对热量的消耗,进一步提升运行效率。同时,在人们的实际生活中,电力的供应系统也应当不断地进行相关新能源技术的创新和改革。
        参考文献:
        [1]董自帅.基于多目标微分进化的风力/火电发电系统动态调度[D].郑州大学,2018.
        [2]李文升.分布式资源与电网相互作用的机理及其协同调度技术的研究[D].山东大学,2017.
        [3]李彦龙.风力发电机变桨距控制技术的研究[D].内蒙古大学,2018.
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