新能源发电技术在电力系统中的有效应用

发表时间:2020/7/30   来源:《当代电力文化》2020年第7期   作者:章亚文
[导读] 市场经济的快速发展,加快了我国的工业化进程,生产生活中的电能需求逐年增加。
        摘要:市场经济的快速发展,加快了我国的工业化进程,生产生活中的电能需求逐年增加。如果单纯依赖传统的发电技术与方式,往往难以满足电能使用需求,还会造成更加大的能源与环境问题。当前,新能源发电技术在电力系统中逐步得到了普遍的应用,与传统的发电技术相比,新能源发电更为清洁,能够大大减少能源的消耗与环境的污染问题,促进电力行业的可持续发展。因此,新能源发电技术将逐步成为电力系统中的关键技术。
        关键词:新能源;电力系统
        1 发电工程中的新能源发电技术类型
        1.1 太阳能
        太阳能作为当前应用最为广泛的一种清洁能源,其在新能源发电技术中的应用能够取得理想的技术应用效果。与其他的能源资源相比较,太阳能的获取与利用相对便捷与稳定,在具体的应用中,直接应用相应的技术,就可以实现太阳能向电能的转化,比如,经由太阳能电池板。但是,当前的太阳能利用中,其利用率有限,未来需要加大技术研发,提高太阳能的能源利用率。
        1.2 风能
        风能发电也极为常见,其在具体的应用中,可以借助于专业技术,实现风能向机械能、电能的转化。相比较而言,西欧风能利用技术相对成熟,在农业与工业活动中,风车的使用实现了风能的转化,满足了生产生活需求。在风能发电技术下,将风力发电设备安装于相应的建筑结构中,不仅可以提高建筑的功能效益,还能够实现自然界风能资源的利用,增加电力系统中的电能供给。
        1.3 地热能
        地热能主要产生于地球内部的热能资源。但是,地热能的应用中,其技术相对复杂,主要是由于地球内部的温度极高,直接获得地热资源加以利用显然是不现实的。而地热能的利用主要是将地热能转化为电能资源,提高地热资源的利用率。
        2 新能源发电技术及其应用
        2.1 风电技术
        风力资源是自然界中的重要资源,其储量极其丰富,这也为风能资源的利用创造了良好的前提条件。风力发电技术下,主要是将风能资源转化为相应的机械能资源,借助于风力发电机,最终将风能转化为电能。
        2.1.1 风机类型
        风力发电技术条件下,风机是其中的主要设备。一般情况下,根据风机装机容量的大小,其主要包含了大、中、小类型。风机选择时,需要结合风力发电要求,来进行风机类型的选择。风机容量与桨叶长度之间存在着紧密的联系。以发电机转速为划分标准,风机主要包含了变速、恒速与多态定速类型;而以风能驱动作为划分标准,风机有顺风与逆风、高速与低速之分。
        2.1.2 设备的组成和功能
        轮毂、塔筒等都是风力发电机的核心构件,其中,叶轮叶片、轮毂与变桨系统是构成了风轮子系统,整个发电机的运行过程中,叶轮叶片的形状直接决定着整个发电机对风能的吸收程度。如果切出风速在风机风速以下,其气动制动是经由叶尖的旋转运动来实现的,如果在风力发电机的运行过程中,叶片无法维持其正常的运行状态,要及时采取必要的防护措施,避免叶片异常运动所引发的各种问题。
        2.1.3 风机控制技术
        当前,在电力系统中,风电技术是一种重要的并网技术,其并网主要是借助于变速异步发电机、双馈异步发电机、双速异步发电机来实现的。
        相比较而言,如果要发挥风机并网的最大作用,必须要保障风机并网的机组功率、转速,而这两个指标的实现往往是通过桨距的调整来进行,在此过程中,最大功率追踪法的应用,使得风电转换功率大大提升,风机并网在电力系统中发挥了应有的作用,提升了供配电的整体质量。
        2.1.4 无功电压控制技术
        风力发电技术中,由于电力系统内对于并网有着较高的要求,在实际的应用中,风电并网点与无功补偿的电压稳定性相同,这就使得风电场能够以无功补偿为基础,借助于无功补偿设备,实现良好的无功电压控制,这种补偿控制具有明显的动态性,优化了电力系统的电力输送环境。


        2.2 光伏发电技术
        太阳与地球运动使得太阳能不断将其能量辐射于地球,这种辐射能量极大,这种太阳能资源经由合理的利用,能够创造出巨大的效益,改变传统的能源利用结构。
        2.2.1 光电效应
        光伏发电技术的应用中,光电效应是其中最为重要的部分。当相关的物质长期受到电磁波照射时,其物质内部的电子就会在电磁波的作用下被激发,PN结构出现光生伏效应,半导体光照是引发此效应的直接原因。而不稳定的电子始终处于移动状态下,形成了相应的电势。太阳能光伏发电系统主要是应用光电效应,来实现太阳能向电能的转化的。太阳能光伏发电系统中,蓄电池、电池控制器、光伏电池组、直交流逆变器是重要组成,在发电系统运行时,各个部分发挥着重要的作用。
        2.2.2 电池组
        太阳能光伏发电系统内,电池组是其中不可获取的组成部分。由太阳能电池组的类型相对较多,在实际的应用中,应结合发电系统运行要求,保障电池组选用的科学性。以晶硅电池为例,其有单晶与多晶之分。而硅基薄膜光伏电池与其他类型的太阳能电池相比,其工作效率相对较低,而化合物薄膜电池的应用,会产生严重的污染,危害人体健康,因此,在光伏发电系统内,这类电池基本的应用极少。当前,聚光光伏电池的应用频率相对较高,这种电池与其他类型的电池相比,其聚光效果更好,但是其成本相对较高,在应用时,往往还需要配备相应的散热器与聚光系统。
        2.2.3 选择光伏阵列方式
        光伏阵列方式的选择,直接关系着光伏发电的整体效率。通常情况下,光伏发电系统内,支撑光伏组件包含了单轴、固定与双轴跟踪类型。在电力系统内,应用这些光伏组件,有效保障了其发电效率,但是,需要保障安装倾角的大小。
        2.3 地热发电
        近年来,随着技术的进步,地热资源的应用越发普遍,地热资源在发电、供暖与空调制冷方面都有着广泛的应用。以地热发电技术为例,其在应用时,主要是能源的转化过程,地热能经历了向机械能与电能的转化过程。这种地热发电技术相对简单,其应用有效缓解了我国的能源消耗困境。
        3 新能源发电技术的应用与发展建议
        3.1 明确各方责任,全方位促进发展
        虽然新能源发电技术在电力系统中发挥着越来越重要的作用,具有明显的技术优势,但是,在具体的应用中,由于参与部门相对较多,为保障新能源发电方式符合电力增长需求,必须要在技术应用中明确各方的责任,实施全方位管理与监督,保障新能源发电技术应用中责任制度的落实,实现新能源的高效开发与利用,改善传统的电力网络结构。
        3.2 加强新能源发电统筹工作
        新能源发电技术在电力系统中的应用,还需要做好相应的统筹工作:(1)各级政府部门需要结合区域内的电力系统结构、电力增长需求,制定完善的新能源发电总体规划,将此规划作为未来新能源发电技术应用的重要指导,保障电力资源供应。(2)相关部门要结合区域现状,制定可行的新能源发电目标,严格安排相应的电网建设任务,保障电力系统的优化。
        4 结束语
        近年来,新能源发电技术成为电力网络中的核心技术,通过这些发电技术,不仅实现了太阳能、风能等可再生资源的有效利用,还大大缓解了我国的能源危机,发电量满足了电力增长的需求,维持了正常的生产生活活动,创造了巨大的经济与社会效益,因此,要加大在新能源发电技术方面的投入,促进电力行业的现代化发展。
        参考文献
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        [2]郑雷涛,尹柳.特色专业建设中新能源发电技术的应用分析[J].通讯世界,2017(17).
        [3]田蓬勃.新能源发电技术在电力系统中的应用效果研究[J].中国设备工程,2018(22):214-215.
        [4]赵晋京.新能源发电技术在电力系统中的有效应用[J].电子技术与软件工程,2019(22):235-236.
       
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