电力系统中新能源发电的运用探讨

发表时间:2020/9/24   来源:《当代电力文化》2020年13期   作者:李滨 孙彦硕
[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
        李滨 孙彦硕
        国网枣庄供电公司  山东 枣庄 277000
        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。
        关键词:电力系统;新能源发电;措施分析
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新能源发电形式
        随着全球经济的快速发展,煤、石油、天然气等传统能源的储备日益减少,并且由于化石燃料燃烧产生的温室气体、酸性气体对于地球生态的破坏日益严重,新能源发电引起了电力人的关注。
2.1新能源发电的优势
        相比较于传统化石能源的集中发电模式,新能源发电电网形式适合于分布式发电。新能源发电的优势很多。首先,采用新能源发电有助于缓解传统化石能源的大量消耗以及化石能源燃烧对于大气环境的污染,符合可持续发展的战略目标。其次,由于新能源发电量较少,适用于孤岛运行,解决孤岛的供电问题。并且,当孤岛电网发生故障时,对整个大电网的影响也小。从工程和运行维护角度讲,新能源发电厂址的选址较为容易,受地域限制小。风力发电可建设在海上或陆地上;太阳能发电只要是阳光充足之地均可建设光伏发电站;生物质电厂建设在农田附近,便于对秸秆的回收、加工和利用;北京新建的垃圾焚烧电站可选择在垃圾回收站点就近建设。由于新能源发电体量小,运行维护所需的人工成本和耗材都非常的小。
2.2新能源发电的劣势
        虽然新能源发电与传统化石能源发电相比具有很多优势,但其能源形势决定了新能源发电具备一些先天性的不足。新能源发电的第一个缺点就是间歇性。新能源的间歇性并非是由于光伏发电器件或风力发电系统的不稳定,而是源于天气(如日照、风力)的不稳定。由于各种新能源最终都是被转换为电力的形式被人们利用,而电力供应最大的要求就是稳定及可靠性。目前,采取发电侧并网的地面电站,完全依赖主干电网进行调节,当光伏发电的容量逐步增大时,瞬间的大容量波动会给电网造成较大的冲击。新能源的第二个缺点,是光伏和风力发电的能量密度较低。这是由于日照强度和风能密度本身就不高的缘故,这会导致光伏发电的占地面积较大。


3电力系统中新能源发电的具体应用
3.1风力发电技术
        提起新能源发电,首先不得不介绍的就是风力发电,这一技术在设备组成、技术控制以及系统运行方面较易实现,所以是当前阶段普遍应用的发电技术之一。风能是一种丰富的自然能源,是大自然给与人类的宝贵馈赠,将风力中蕴含的能量经过一系列转化变为电能已经得到很好的实现与应用。根据不同地区风力大小的差异,风力发电所选择的风机也不尽相同,一般而言分为小型、中型、大型以及特大型四种机型。对风力发电机组的结构进行分析,包括风轮、机舱等,其中风轮的叶片形状对风能的吸收有着不同的效果。不同地区由于气候条件基地型结构的影响,其风向与风速大小在一年四季有一定的特点,所以风力发电机组在选择风轮叶片形状时要对这些因素综合考虑,从而利用最合适的叶片高效的捕获风能。在并网发电机的选择中一般有几个常见类型,具体为双速异步机、双馈机及变速风力发电机。目前在发电机控制中模糊控制技术发挥了有效作用,既保证风发电机的转速及功率能得到有效调节,同时还能预测风轮气动特性。这种控制技术在发电系统运行过程中减少无用功的产生,对优化运行状态及加强经济效益有着积极影响。
3.2太阳能光伏发电技术
        太阳是一颗一直不断都在发生燃烧反应的恒星,在燃烧过程中不断释放大量的辐射,地球作为距太阳较近的行星受到了一部分太阳辐射。对于人类而言,拥有大气层的保护,进入到地球大气层内部的太阳辐射已经是极少量,但是这一部分辐射能也足以供人类生存的利用。太阳能光伏发电就是一个利用太阳能的实例,将太阳能进行捕获通过光伏电池组等设备转化为电能,这种新型的发电方式不仅环保,同时还能增加电力企业的经济效益。由于太阳能的特殊性,想要对其进行捕获具有一定难度,当前出现的太阳能电池种类较多,但在实际应用中却不是所有类型都能发挥有效作用。例如化合物薄膜电池在使用过程中会产生一定的化学污染,对生态环境起到负面的影响。同时太阳能发电系统还涉及到设备成本、发电能效等相关问题,在实际应用中都需要详细考虑。太阳能发电机组主要包括几个基本的构成部分,光伏阵列、逆变器、SVG调压技术等,这些部分的协调工作保证了发电系统的运行。在实际应用中常出现光伏组件性能降低的状况,引发这一现象的主要原因就是工作电压较高,且运行时间较长,这种现象就称之为PID效应。想要降低PID效应对发电系统的影响,就要从优化光伏组件及工作环境条件控制来入手,使太阳能发电的环境控制在湿度较低温度较低的条件下,这种从多方面控制才能有效降低PID效应的危害。
3.3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。
3.4 SVC无功补偿
        既然风力发电、光伏发电等发电形式受到天气变化的影响很大,而电能是实时平衡的,因此新能源发电会导致发出电能不稳定的特点。为了提高风力发电、光伏发电的效率,很多电站会将新能源输出功率模式设置为有功功率模式,即保证有功功率的稳定输出。但是这样做会带来一个问题,一旦系统中投入了对无功功率需求较大的负荷时,无功功率调节问题就显得尤为重要了。SVC的出现使得这一问题得到了很好的解决。传统的并联电容器无法自主调节无功功率的大小,且随着系统电压的降低,并联电容器发出的无功也会降低,从而导致系统电压进一步的降低,最终导致电压崩溃。而SVC通过控制晶闸管的导通与管断实现对电抗器和电容器的投切,可以灵活的调节无功功率。
4 结束语
        综上所述,为了促进新能源与传统能源的协调发展,电力企业需要注重新能源设备资源和技术资源的利用,做好新能源发电设备管理工作,不断进行技术创新,转化为企业核心竞争力,进而促进企业的可持续健康发展。
参考文献:
[1]段展翔. 新能源发电在电力系统中的应用[J]. 中国高新科技, 2018, 000(013):P.97-99.
[2]武林杰, 李春艳. 电力系统中新能源发电的应用研究[J]. 住宅与房地产, 2019(18).
[3]范英隆, 林浩. 电力系统中新能源发电的应用研究[J]. 轻松学电脑, 2019, 000(011):1-1.
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: