(国网陕西省电力公司宝鸡供电公司)
摘要:由于我国能源的持续紧张,以煤炭为主力的电力供应连年出现数以千万千瓦计的巨大缺口,因此大力发展新能源发电一方面可以弥补电力系统的巨大的电力需求缺口,另一方面可以以科学的发展观走可持续发展的能源道路。
关键词:电力系统;新能源发电;应用
随着时代的发展与社会的进步以及全球经济一体化建设进程的加快,电力系统的发展正面临着巨大的机遇与挑战。新能源发电技术的运用不仅有助于减少电力系统发展中潜存的风险与损失,而且有助于推动我国国民经济的可持续发展。
一、当前常见新能源发电形式简析
严格意义上来说,我们将包括可再生能源以及分布式能源等新型能源形式称为新能源。这也就意味着:首先,新能源多以可再生能源为主;其次,新能源多以分布式能源为主;最后,水能作为一种常规意义上的能源利用形式,属于可再生能源的研究范畴,同时也可以作为分散式或是集中式能源进行综合应用。在当前技术条件支持下,各种类型新能源当中应用最为广泛的能源形式当属风力发电形式以及太阳能光伏发电形式这两种类型。首先,从风力发电形式的角度上来说,现阶段全世界范围内有关风力发电的装机总容量已高于12亿千瓦,其中我国有关风力发电的装机总容量已超过1200万千瓦,位居世界第四位。与此同时,我国对于风力发电这种新型能源的关注及建设力度正呈现出较为显著的发展趋势,有光风力发电这种新能源发电形式的发展目标需要在2020年之前实现装机总容量至亿级单位以上的增长;其次,从太阳能光伏发电形式的角度上来说,我国在有关这种新能源发电形式的研究与应用正处于初级起步阶段,现阶段有关太阳能光伏发电的装机总容量基本达到100兆瓦单位,距离世界范围部分国家超过百万单位级别的发展水平还存在一定差距。但我国政府已逐步加大对太阳能光伏发电形式的规划与扶植力度,要求在2020年之前,有关太阳能光伏发电的装机总容量达到千万单位以上的增长,可以说新能源发电形式潜在空间巨大。
二、电力系统中风力发电技术的运用
随着科学技术的进步,风力发电技术在电力系统中的应用中发挥着至关重要的促进作用。风力发电系统主要借助于当前的电力电子的背靠背变频技术来对发电功率的参数做出有效的控制与调整,并对电磁转矩控制机组的转速频率进行有效控制。在一般状况下,风力发电机组的控制系统主要由调向系统装置、主控制器装置、制动系统装置以及变距系统装置等组成,通过双馈方式对风力发电机组进行并网控制处理时,并网频率控制主要通过调节转子交流励磁频率的参数予以实现,而并网电压的控制主要通过调节转子交流励磁幅值予以实现。
风力发电机组的控制系统的核心器件为主控制器,其特殊的功能为变距系统与调向系统,其并网方式与制动系统与常规电厂具有一定差异性。VSCF主要通过电力电子的背靠背变频技术对发电功率的输出进行有效的调整,从而有效调整电磁专柜中控制机组的转速。定桨距的异步风力发电机组主要运用感应发电机,发电机的励磁无功主要从外界得到吸收,叶轮的节距不能进行调整,当风速大于额定风速之后,需制定额外的保护措施。定桨距的异步风力发电机组的并网控制,其接触器属于闭合状态,旁路为双向晶闸管,且抑制并网过程中的冲击电流与同步转速的双向晶闸管极为接近。双馈的风力发电机组的并网控制主要采取转子交流励磁,具有幅值、频率、相位等三个控制量,并网之后的Q与P解耦控制,有效调节转子的交流励磁频率有助于保障并网后的电压,有效调节转子的交流励磁频率有助于保障并网后的频率。
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三、光伏发电
光伏发电技术不断进步,成本逐渐降低,世界上很多国家都制定了相关的激励政策,大大推动了光伏发电的发展。我国在光伏发电领域起步较早,目前已经在太阳能电池组件的生产能力上走在世界前列,很多科研院所也逐步开展相关技术的研究。
光伏效应是指通过光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。
太阳能电池是利用光伏效应将太阳能直接转换为电能的部件。太阳光照射太阳能电池,太阳光的光子在电池里激发出电子空穴对,电子和空穴分别向电池的两端移动,如果外部构成通路,就形成电流,产生电能。
太阳能电池按照研发时间先后,可以分为三代,第一代晶硅类(单晶硅和多晶硅)、第二代薄膜类和化合物类(非晶类、铜锢镓硒、砷化镓、碲化镉等)、第三代新概念类(染料敏化电池等)。目前比较成熟且广泛应用的是晶硅类太阳能电池。
电池单元是光伏发电的最小单元。将电气性能相近的多个太阳能电池单元并联并进行封装,即组成太阳能电池组件。
四、电力系统中太阳能光伏发电技术的运用
太阳能源于太阳内部的核聚能产生的巨大的能源,太阳能是这个星系内部的最丰富的可再生能源。太阳能的开发潜力极为巨大,一旦人类在未来能够真正用好太阳能,就可以获得生产、生活中所需的取之不尽的能源。人类利用太阳能发电目前仍然处于较低的水平。太阳能的99%还没有被开发出来,所以太阳能发电的未来前景十分广阔,虽然以目前的技术在利润率方面与其他发电技术相比还处于劣势。
五、新能源发电发展建议
5.1明确各方责任,全方位促进发展
我们在政府部门、监管部门、发电企业、电网企业、制造企业、行业协会应该履行《可再生能源法》赋予的责任,进而促进全方位发展。
5.2加强新能源发电科学统一规划
要科学制定规划,明确相对稳定的发展目标。建议能源主管部门按照安全、经济、绿色、和谐原则,根据全国能源需求与可再生能源资源实际状况,对水电、煤电、核电和天然气发电等进行统筹优化,制定可再生能源开发利用中长期总量目标。据此总量目标,制定新能源发电规划,优化提出发展目标、主要任务、区域布局、重点项目、实施进度、配套电网和调峰电源建设、服务体系和保障措施等。这些内容都是《可再生能源法》里规定的,以及发电规划里要包括的内容。同时这个规划要纳入电力工业发展规划,避免出现“两张皮”现象。要实现中央与地方的新能源发展规划相协调和实现新能源发电规划与其他电源规划相协调。新能源发电装机规模需要与其他电源的调解能力以及系统调峰电源的规模相匹配,要在规划中具体明确。还要实现新能源发电规划与电网规划相协调,两个专项规划的协调和有机衔接,在新能源发电规划中具体明确大型新能源发电基地接入电力系统的电网工程,要实现新能源发电规划与消纳市场相协调。
参考文献
[1]徐海勇电力系统中新能源发电的运用[J].科技传播,2012(21).
[2]李建霞分布式发电与新能源发电对电力系统影响的对比研究[J].电子技术与软件工程,2014(20).
作者简介
娄倩,1986年11月,女,汉族,籍贯:河南安阳,职称:助理工程师,学位:本科,电子商务,单位:国网陕西省电力公司宝鸡供电公司。
刘子昂,1987年12月,男,汉族,籍贯:陕西汉中,职称:助理工程师,学位:本科,法学,单位:国网陕西省电力公司宝鸡供电公司。
论文作者:娄倩,刘子昂
论文发表刊物:《电力设备》2015年第11期供稿
论文发表时间:2016/4/26
标签:新能源论文; 太阳能论文; 能源论文; 光伏论文; 太阳能电池论文; 形式论文; 电力系统论文; 《电力设备》2015年第11期供稿论文;