摘要:新能源发电技术是解决电力生产消耗过多煤炭等战略资源的最佳途径。本文以新能源发电形式为研究对象,着眼于电力系统运用实际情况,将简单阐述一下新能源对电力系统的影响,并对现行的几种新能源发电技术进行简单点的介绍。
关键词:新能源发电;原则;电力系统;应用
引言
能源危机日益严重的今天,人们迫切需要找到新的方法来进行发电,在相关的研究人员的努力下,分布式发电同新能源发电应运而生。为确保电力系统能够在整个现代经济社会建设发展中得到长时间且可持续性的发展,展开有关新型能源在电力系统中的应用研究势在必行。所以,随着我国能源需求的逐渐提高,新能源发电逐渐获得了政府的支持和人们的关注。利用新能源进行发电解决了传统发电过程中对环境的污染问题,并且减少了不可再生的化石燃料的使用,取而代之的是可再生的清洁的新能源,比如风能、太阳能等。但是在利用新能源进行发电的过程中,多个小型的发电站所产生的电流对电力系统会不可避免的产生一定的影响,所以,本文首先分析新能源发电对电力系统的影响,进而提出几种新能源发电技术。
一、新能源发电对电力系统的影响
在新能源发电的电力并入国家电网的过程中会对电力系统造成一定的冲击,这是因为由于部分地区的新能源发电机组容量有限,只能采用异步发电机,这种发电机因为缺少相对独立的励磁装置,所以在发电机所发出的电能并入电网之前发电机自身是没有电压的。在发电机并网前后其电压电流必然会出现一定范围内的波动。根据相关的数据资料记载,在并网时会出现大概比额定电流大5-6倍的并网冲击电流。在并网过程中,特别是对于容量较小的电网而言,数量比较大的异步发电机同时并入电网的瞬时会将电网电压大幅拉低,瞬间降低的电压会对在同一电网上运行的其它电气设备造成一定的影响,达到一定程度之后就会威胁到整个电网的运行安全和稳定。
在新能源发电的电力并网过程中,除了上文所介绍的对电力系统造成冲击以外,新能源电力并网还会对电力系统的稳定性造成一定的影响。当风力发电的电能并入大型电网的过程中,由于大型电网所配备的备用电容和调节电力的设备比较充足,因而风电并网不会对电网造成太大的影响。但是风电所并入的电网并不都是具有相当调节能力的大型电网,当风电将要并入小型电网的时候,并网所造成的频率改变和对电网的稳定性造成的影响不容忽视。同上文所介绍的情况一样,当多台大型风力发电机将其所发的电量同时并入电网中的时候,会造成电网电压的瞬间降低。风力发电过程中,风速是不稳定的,当风速超过切出值的时候,风力发电机就会从额定出力状态自动退出并网状态。由于风电的并入而造成的电网电压的下降无疑会对电网运行的稳定性带来一定的威胁。
二、新能源发电在电力系统的应用
1、利用开发风能发电
在目前的电力电子背靠背变频技术的支持下,风力发电系统能够对发电功率的各个参数的输出作业进行有效的调整和控制,风力发电的目标也是通过控制电磁转矩控制机组转速频率来实现的。风能在利用过程中因为没有产生辐射、也不会对空气产生污染是一种公认的清洁的可再生能源,风力发电基本原理,利用自然界的风力带动发电企业安装的风车叶片旋转,通过增速机把风车旋转的速度加快,从而带动发电机发电。
2、利用海洋能发电
(1)波浪发电
波浪发电需要利用转换装置,把波浪能转化为机械、气压或液压的能量,以催动机械的运行。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其中,我国最典型的波浪发电案例,应该是广东油尾建成的100千瓦的振荡水柱式波浪发电站,当然,还有一些地区也取得了很好的效果,如海南、福建,现如今,很多沿海城市已经把建设100千瓦以上的波浪发电站,作为建设目标。虽然说波浪发电技术难度大、需要耗费大量资金,但是却符合我国经济市场的发展需要,具有广阔的发展空间。
(2)潮汐发电
潮汐是海洋水位受太阳和月球等天体的引力影响,发生变化,进而产生水位波动的一种自然现象。因而,潮汐发电的方式是:利用潮水涨落产生的水位差,创造势能,把势能转化为电能,来投入使用。可再生、存储量大、生产成本少是潮汐能的最大优势,同时,潮汐能是一种清洁能源,不会引起环境污染,把潮汐能发电水库建立在河口或海湾,不会占用地区的耕地。但是,在潮汐能发电方面,我国存在着电价高、成本高等问题,给潮汐能的推广和运用带来不利影响。
3、太阳能发电技术
目前世界储备量最多的自然资源就属太阳能了,当电力、煤炭、石油等资源存储量耗尽时,太阳能发电将成为解决能源危机的最佳方法。在地球外层空间建立太阳能发电基地是太阳能技术的基本构想,产生的电能将通过微波传输到地面上太阳能接受装置里。然后在经过相应的处理把太阳能从液态变为气态,用于汽轮发电机发电。其中太阳能发电形式包括:光伏发电和光热发电:光伏发电光伏技术随着科学技术的发展而不断得到更新,这不仅提升了电能产生的效率,同时各种能源的转化运用也得到了加快。由于光伏发电领域在国内起步比较早,所以经过长期的研究发展在太阳能电池组件的生产能力等方面取得了诸多成就,对于缓解国内能源危机提供了很有效的方式。太阳能电池把太阳能转变成电能的部件主要运用了光伏效应。太阳光的光子在电池里激发出点子空穴对,电子和空穴则会移动到了电池的两端,如果外部存在通路就会有电流的出现,最终生成电能;光热发电技术是指将自然界中所有的光能聚集在一起,然后结合聚光器汇集太阳能。由于受技术的限制,国家在研究光热发电方面进展迟缓,对光热发电能源尽管进行了全力研究但还是没有取得很突出的成绩。
4、利用生物质能发电
生物质发电时蕴含在生物中的能量,具有可再生、低污染、分布广等特点,在能源资源中占有比例重,是第四大能源。在中国,农村地区秸秆等资源丰富,大部分都是经过燃烧处理掉,造成了资源的严重浪费,如果将其利用与发电上,将会创造大量的电能。同样,在一部分的林区,可以实施林业生物质直燃的方式进行发电。在甘蔗种植面积较大的区域,可以变废为宝,利用蔗渣进行直燃发电。另外,在人口密集,土地资源匮乏的地区,可以利用垃圾焚烧进行发电,既能够有效解决发电问题,还可以同时解决了垃圾处理问题。最后,在大型养殖区域,可以利用建立牲畜废弃物沼气池建设,利用沼气发电。一方面改善了周围地区环境,另一方面也实现了新能源发电。总之,各个地区都有其独特的特点,抓住其资源特点,充分利用丰富的生物质能来进行发电,既环保经济,又可以为当地发展带动力量,还可以有效解决传统能源发电问题。
结语
总之,国内的新能源发电已经逐步进入到了新的发展时期,需要在技术创新和产业化发展方面取得一定的进步。为了促进新能源发电的发展,政府应该为新能源行业提供一定的政策支持,大力开发太阳能、风能、生物质能、潮汐能等可再生能源利用技术,对于国家的能源建设、环保事业、可持续发展战略具有深远的历史意义。当下,我国传统能源的资源有限,在环境污染、战略储备、人们普遍倡导的低碳生活的多重压力下,对其开发与利用受到局限。因此,寻找可替代传统能源的新能源,在我国乃至全球正在如火如荼的开展。
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论文作者:李翔波
论文发表刊物:《电力设备》2017年第4期
论文发表时间:2017/5/16
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