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新能源与可再生能源发电技术的发展

发表时间：2021/6/29 来源：《基层建设》2021年第6期作者：黄超

[导读] 摘要：目前，传统能源勘探难度在增大，化石能源储量也在减少，产量也不如前，面临着能源短缺的情况，全球环境问题愈演愈烈，空气质量下降，全球变暖，有毒气体的排放导致人类生活空间前所未有的挑战。

        湖北能源集团新能源发展有限公司湖北武汉 430000
        摘要：目前，传统能源勘探难度在增大，化石能源储量也在减少，产量也不如前，面临着能源短缺的情况，全球环境问题愈演愈烈，空气质量下降，全球变暖，有毒气体的排放导致人类生活空间前所未有的挑战。在化石能源减少的背景下，价格在升高，这对社会发展有不小的影响。所以可再生能源的发展要求越来越多。提前做好充分的准备，尽快寻求新的替代能源。
        关键词：新能源；可再生能源；发电技术
        1新能源电力系统的特点及发展现状
        1.1特征
        新能源电力系统的中心意义就是实现真正的“纵向垂直互补，垂直网络负载能源存储协调”的帮助下相关的技术手段，减少一次性能源的使用，增加新能源在电力系统的比重，最后逐步使可再生能源占据电力资源结构的主要位置。新能源发电系统具有随机性和波动性、受温度的影响较大的特点，新能源集成产生的振荡对电力系统的安全运行有着重要的影响。因此，新能源比例越高，振荡问题就越严重，新能源的普及不仅会影响电力系统的安全稳定运行，而且会对新能源电力系统的运行率产生重大影响。选择将传统煤燃发电系统转化成新能源电力系统最主要的原因就是，新能源系统本身所具有的可再生性、可重复性及可利用性。风能、核能、太阳能和水能等新能源的开发利用是现阶段新能源发展的重要组成部分。前，清洁改造电力基础设施的配套能力有待进一步提高，新能源电力系统深入渗透率高，导致对新能源电力系统的控制有着严重的不稳定性。特别是分布式发电的“弱调度”特性，使高渗透电力系统的运行难以控制。因此，研究多资源、多总体目标以及多约束的协调控制技术是十分必要的。新能源电力的另一个重要特征是其低能量密度。例如，风速为3m/s时，其能量密度约为20W/m2，即使天气晴朗时正午时分的太阳能，垂直于地球表面的太阳的能量密度也仅为1000W/m2，这使新能源个发电设备的独立容量不能太大。大量小容量发电机组并网，使电力系统台受控发电机组呈现爆炸性增长趋势。
        1.2发展现状
        （1）目前，我国燃煤发电系统缺乏灵活性和调节能力，电网调度运行模式相对僵化，已成为制约可再生能源高比例接入电网的瓶颈。在目前中国的电力规划中，电源侧的灵活性资源配置落后于可再生能源的发展速度，现存煤电机组灵活性改造仍有较大空间，丰富能源资源地区水利发电、蓄水储能、核能发电等具有调节性能的灵活电源比例不足。（2）“三北”地区是我国重要的风电基地，但由于当地吸收能力不足，需要通过电网进行大规模的远距离输电，这也带来了一些经济和技术问题。为了大规模推动风电技术，调峰问题是需要解决的[1]。并且还要知道风能、太阳能资源集中在“三北”地区，水资源集中在西南地区，电力负荷集中在华北、华东、华中和华东地区，占全国用电量的80%以上。这就决定了西部北部的大量清洁能源需要向东部和中部转移，对电网的输送能力提出了更高的要求。（3）可再生能源在时间长度上具有显著的季节变化和间歇性，并具有区域水汽与风能互补、跨河水力互补和跨区域风能与太阳能互补的特征。因此，通过广泛互联的新发电系统，可以实现全网的多能量互补、时空互助和友好接纳。
        2新能源电力系统关键技术
        总之，有别于欧美地区发达国家，我国能源低碳转型和发展所面临的压力与挑战极大，但同时，也给电力系统的创新带来了更多的机遇。对科学界、学术界和工业领域而言，如何进行电力系统的基础研究、关键技术及新型电力设备的产品研发，都是迫切需要开展的工作。
        2.1建立实时预测系统
        为解决可再生资源消耗比例高的问题，必须提高与电力相关的新能源技术水平，确保电网安全运行。因此，在未来几年，有必要不断提高新能源调度的技术水平，研究并建立具体的风电机组仿真模型，即风电场、光伏发电模块和光伏变电站，仿真分析平台建设，新能源发电网发电系统；产品开发电站实时检测系统，实现风电场资源的实时信息和运行监控；产品研发可应用于平原、盆地及山地等地形，以及暖温带季节性气候、大陆性气候、热带季节性风力发电预测系统。

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有助于提升电力网的调节控制力，增加电力网运转的灵活性，通过区域电力网的互联互通，发挥相连电力网的间接储能功效，以实现资源调优利用，并降低系统总成本，同时，也要通过集中型和分布式储能技术相结合，统筹协调性来增加电力网孤网能力。
        2.2电力系统以及电瓶车的相融
        将新能源电力系统与电瓶车相融合，运用更多的清洁能源，随着电瓶车的普及，越来越多的电瓶车开上街道，那么，作为必要的基础设施，发展也必须得跟上。另外，如何高效化地把它们相融到电力系统中，也是一个探索[2]。各个国家的合作能帮助我们在这方面完成“1+1=2”的功效。同时，让我们也要在各个行业，在有利益相关的方面，包括交通领域、电能领域密切合作。让我们相信新能源汽车以及电力系统，不论是在电力网方面还是在地方，通过一系列的技术性解决方案能紧密融合。在市场监管这方面政策的适应，也将能使这样的融合迅速发生。
        3新能源与可再生能源发展前景
        3.1新能源积极发展
        新能源对经济的影响，开拓海外市场以及加强对外合作。相互学习，相互学习，弥补缺点，充分认识到新能源和可再生能源在我国发展中的重要性。中国的能源发展在许多方面正在逐步扩大，为促进中国的可持续，健康的新能源发展以实现经济增长而全力以赴[3]。此外，积极发展可再生能源在节约能源，减少排放，应对低碳经济，改善我国现有能源结构，保护生态环境以及促进可持续的经济和社会发展也很重要。
        3.2核电前景
        核电具有巨大的能量。如果能够充分利用它，就可以有效地解决能源危机，并具有良好的发展前景。未来六年，我国核电站的市场总规模将达到1000亿元，预计到2020年将超过1万亿元。因此，我国的核能发电仍处于起步阶段，任重而道远。
        3.3风力发电前景
        在风力发电方面，我国将提供更加便利的条件，积极支持市场上的风力发电。克服长距离传输带来的技术挑战[4]。可以看出，未来六年，我国的海上风力发电将进入快速发电时期，风力发电将有更大的空间。
        3.4太阳能未来展望
        根据国家能源局网站的统计，截至2016年底，中国新增太阳能发电厂装机容量为34.54GW，累计装机容量为77.42GW，是全球新增装机和累计装机量最大的国家。就发电而言，中国目前是世界上最大的太阳能发电国，但就人均发电量而言，它不如德国，日本和美国等先进国家。目前，太阳能仅占中国年总发电量的百分之1。国家能源局计划到2020年将新安装的太阳能发电容量增加到1.1亿千瓦。因此，我国是太阳能资源丰富的国家之一，三分之二的国家拥有超过2000小时的日照时间。
        结束语：
        总之，我国新能源的发展仍然存在许多技术问题需要改进，但我国的能源储备非常充足，发电的前景十分广阔，应该对我们的国家有更多的期望。因此，我们现在需要改善能源结构并进行资源开发。在未来的新能源测试中做得好，以帮助中国的电力研究人员应对停滞的能源短缺这一现实。
        参考文献：
        [1]丁霞.新能源与可再生能源政策与规划研究[J].现代工业经济和信息化，2020，10（11）：54-56+59.
        [2]夏晓.电力新能源行业如何把握发展机会[J].中国对外贸易，2020（09）：30-31.
        [3]姚春妮.可再生能源与清洁能源利用协同发展建筑节能工作拓展新思路新领域[J].建设科技，2020（15）：1.
        [4]简晓敏.新能源和可再生能源在暖通空调系统中的应用[J].江西建材，2020（04）：78-79.