新能源发电技术在电力系统中的应用论文_唐黎晨

新能源发电技术在电力系统中的应用论文_唐黎晨

(国网冀北电力有限公司赤城县供电分公司 河北省张家口市 075599)

摘要:目前,我国能源消费总量在不断增加,能源供需缺口在不断增大,而能源生产消纳结构不合理,传统能源消费仍然占主体。因此,我国需要改变能源消费现状,缓解能源消费矛盾,解决途径之一便是系统开发利用可再生能源,不断完善能源供给侧结构的多样性和可持续性。由于新能源具有污染少、储量大、永续性等特点,因此新能源技术的革新进步已经成为世界能源发展的重要方向和领域。通过技术进步高效利用资源,扩大市场需求,培育新的经济增长点,实现经济与环保的协同发展。

关键词:新能源;发电技术;电力系统;应用

1新能源发电技术分析

1.1新能源的定义

新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源,包括太阳能、生物质能、水能、风能、地热能、波浪能、洋流能和潮汐能,以及海洋表面与深层之间的热循环等;此外,还有氢能、沼气、酒精、甲醇等,而已经广泛利用的煤炭、石油、天然气等能源,称为常规能源。随着常规能源的有限性以及环境问题的日益突出,以环保和可再生为特质的新能源越来越得到各国的重视。

1.2我国新能源发电现状

现代意义上的新能源指的是那些可再生资源,如太阳能、水利、风力等,这些能源不同于化石燃料用多少就消耗多少,在自然界中这些可再生资源是无穷尽的。除了可再生能源之外,分布式能源也是现代意义上的新能源。而现阶段,我国新能源发电技术较为成熟的就是风力发电以及太阳能发电。从数据上来看,我国目前风力发电装机总容量在120000MW以上,已经超出世界上绝大多数国家,而且近些年来我国风力发电发展十分快,且没有明显放缓的趋势。而我国太阳能发电较于风力发电还有很多不成熟的地方,目前仍然处于研究阶段,而太阳能光伏发电装机总容量和世界平均水平仍然具有很大的差距。近些年来,随着国家领导的高度重视,也制定了很多关于太阳能光伏发电的扶持政策,在这种背景下,我国太阳能光伏发电必然会呈现高速发展的状态。

2新能源发电技术应用

2.1光伏发电技术

(1)光电效应。在某一特定电磁波的照射下,某些物质内部的电子会被激发出来,形成电子。PN结的光生伏打效应主要由半导体光照,不稳定的电子—空穴对形成,不稳定的电子—空穴移动,在电势影响下,P侧的空穴和N侧的电子形成电势。太阳能光伏发电系统主要由光伏电池组、电池控制器、蓄电池、交直流逆变器等组成。

(2)电池组。太阳能电池一般分为晶硅电池、硅基薄膜电池、化合物薄膜电池、有机半导体光膜电池、聚光光伏电池。晶硅电池有单晶和多晶之分,硅基薄膜光伏电池效率低,化合物薄膜电池对环境污染、人身危害较大,暂不考虑。有机半导体光膜电池正处于发展阶段,国内没有应用的先例。聚光光伏电池为目前效率最高的电池,但需要配备聚光系统和散热器,为保证聚光效率所增加的设备投资,要大于多发电量产生的效益,所以聚光电池转入商业运行还有很长的路要走。

2.2太阳能发电

太阳能发电系统的主要设备是太阳能电池板。目前太阳能热水器在我国阳光充足的地区已经得到了较大规模的应用,其利用形式也各不相同。太阳能电池板在持续集热的集热方式下提供的电能水平较低,因此在利用太阳能进行能量转换时就可以使用这些低能量供应的设备进行供暖等,实现太阳能到电能再到热能的转换,降低实际生活中的用电量。在实际生活中,太阳能是在具备阳光条件时发电的首选,同时在企业生产过程中对电能要求不高的情况下也可以使用太阳能发电设备。

太阳能房是指利用太阳能转化来供给人们常规生活中的各种能源如热能、电能等。通过太阳能电池板等设备将太阳能转化为室内的电能,可以使室内保持一定的电力供应,从而可以在高原地区阳光充足但温度不稳定的条件下使用。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但是由于目前科技水平下,对于太阳能的利用效率开发程度还不够,所以太阳能房目前还未得到较大规模的实际应用。

2.3海洋能发电技术

现阶段,在对海洋能发电技术进行应用时,其主要表现为两种,即波浪发电、潮汐发电,目前我国对于该项研究仍然处于起步阶段,具有较为广阔发展前景。对于波能发电来讲,潮汐发电的应用相对比较理想,全世界潮汐发电每年可以提供千亿千瓦电能,相信在未来50年左右,此项数据会随之得到显著突破。我国电力系统运行过程,潮汐发电已经占据重要地位,正式投入运营潮汐电站则高达几十座。由此可见,海洋能发电技术具有良好发展前景,将其应用于电力系统中,更是可以发挥其重要作用。对于相关研究人员来讲,加大海洋能发电技术在电力系统中的应用力度,能够更好实现系统稳定运行的目的。

2.4生物质能发电的应用

生物质能是一种取之不尽用之不竭的可再生能源。生物质能发电技术主要方式为直接燃烧和生物转换。其中直接燃烧是最简单、最方便、最直接的方式,但是由于其生物密度低,通常运用于工业、农业的废料处理上,在发电过程中,必须保证其转化设备安全可靠,维修保养方便。我国的生物质能发电主要出现在南方地区,其生物质能发电系统主要有气化系统、冷却过滤系统、发动机与发电机四个组成部分,其工作流程为:将生物质,如秸秆放在气化炉中充分燃烧,将其燃烧产生的燃气进行过滤和冷却处理后再送入煤气发动机,将燃气的热能转化为机械能带动发电机运转,再由发电机将机械能转化为电能送入电网。

3新能源发电发展建议

3.1加强新能源发电科学统一规划

要制定出更加科学合理的规划,这对于新能源发电来说至关重要,此外还需要对最终的发展目标进行明确。对于能源主管部门而言,在实际工作的时候一定要严格按照经济、绿色的原则,并综合分析目前国内的能源实际需求,以及可再生能源的利用情况等,来对水电、以及火电等开展合理的规划,并制定出各个时期可再生能源的发展目标等。当总目标制定好之后,需要对新能源发电作进一步的规划,其中包括主要任务、项目建设、以及服务体系等。在对新能源发电装机规模进行规划的时候,应当对现阶段国内电力系统的调解能力相匹配。通过开展科学统一规划,使新能源发电的发展过程中有可以遵照的标准,针对建设中出现的问题,要及时制定出有效的应对举措,这样才能够促进新能源发电更加健康稳定的发展。

3.2加装无功补偿装置

由于分布式电源单点并网,并网点电压的提升幅度最大。为了控制节点电压在正常范围内运行,优先选择在电源并网点安装合适容量的无功补偿装置,如电抗器等。当分布式电源多点并网时,为了保证无功补偿方案的经济性、合理性,应采用分布式电源接入的最佳无功优化方案,在系统多点配置无功补偿装置。

结论

随着我国社会经济的不断发展以及工业化进程的不断加快,我国人民的生产生活中对电力的需求越来越大,这为我国发电工程的发电效率提出了巨大的挑战。传统的火力发电能源利用效率较低同时对环境危害较大,在如今世界性能源问题以及环境问题的背景下,需要不断的开发新能源发电技术来代替传统的火力发电技术。目前,国家对电厂发电系统的节能优化更为重视,因此发电企业应当不断地更新自己的发电系统来提高能源利用率,同时降低环境污染。以发展节能型的电厂发电系统为主要目标,降低电厂对热量的消耗,进一步提升运行效率。同时,在人们的实际生活中,电力的供应系统也应当不断地进行相关新能源技术的创新和改革。

参考文献:

[1]董自帅.基于多目标微分进化的风力/火电发电系统动态调度[D].郑州大学,2018.

[2]李文升.分布式资源与电网相互作用的机理及其协同调度技术的研究[D].山东大学,2018.

[3]李彦龙.风力发电机变桨距控制技术的研究[D].内蒙古大学,2018.

[4]刁洪君.独立风光互补发电能量变换技术研究[D].哈尔滨理工大学,2018.

论文作者:唐黎晨

论文发表刊物:《电力设备》2019年第13期

论文发表时间:2019/11/22

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