新能源的发展慢慢成为了各个国家的重点发展项目，目前应 用最多发展最快的新能源主要有两种就是光能和风能，而对这两 种能源的利用方式是将其转换成电能，但是由于新能源技术还不 十分完善，所以还存在着一定的问题。
一、风力发电的工作原理、问题、未来发展介绍
1.1 风力发电的工作原理 可利用的风能主要是参照有效风能的密度和有效风速年累计的小时数。我国地域幅原辽阔，其风能密度大约可以达到每平方 米三百瓦以上，风速每秒三到二十余米，年累计有效风时数超过 六千小时以上，其中可以利用的风能储备量大约为二点五亿千瓦， 全部算下来大约有十亿左右的风能储备量；风能是绿色的能源， 是取之不尽、用之不竭的可再生能源，合理的开发利用风能可以 避免能源枯竭的危机。风力发电主要是利用风力带动叶轮转动， 将风能转变为机械能，发电机在风轮轴的带动下将机械能转换为 电能。风力发电机组主要由叶片、轮毂、偏航等调向系统、变桨 等限速的安全机构、发电机、塔架、控制系统等几部分组成。
1.2 风力发电的问题 风力发电本身的特点决定了其对电网动态稳定的不利影响。风力发电作为电源具有间歇性和难以调度的特性。风力发电机组 并入电网运行时，需要电力系统启动备用容量来补偿风电的波动。 而在中国，风资源丰富地区一般都远离负荷中心，电网结构也比 较薄弱，补偿能力有限，系统的动态响应能力不足以跟踪风电功 率的大幅度、高频率的波动，系统的稳态电能质量和暂态电能质 量都将受到显著影响，这些因素反过来会限制系统准入的风电功 率水平。随着电力电子技术的发展，大量新型大容量风力发电机 组开始投入运行，目前我国已具备包括 3MW 级以上风电机组总体 设计和制造能力，风电技术正朝着单机大型化方向发展，风电场 装机达到可以和常规机组相比的规模，这样一来，随着更大、更 多的风电场投入运行，风电装机在电网中所占比例不断增大，对 电网的电压偏差、无功控制、有功调整、静态稳定和动态稳定等 影响越来越大。
1.3 风力发电的未来发展趋势在新能源发电中，风力发电是主要能源之一，占新能源发 电的比重较大。2000 年，全世界的风力发电装机容量大概只 有 8000MW，到 2010 年全世界的风力发电装机容量达到 100GW， 到 2013 年全世界的风力发电装机容量已达到 310GW。通过对近 几十年全世界风力发电装机容量的分析，预计在未来的 20 年里 它将会以每年 30％的装机容量递增。2017 年，我国的风力发电 装机容量已达到 163.67GW，清洁能源风力发电为我国电力事业 做出了巨大的贡献，更为人们日常生活、生产以及工作创造了更 多的电力能源。预计我国到 2020 年风力发电装机容量有望达到 260GW。
二、太阳能发电
2.1 太阳能发电原理 太阳能是氢原子核在超高温时聚变释放的巨大能量，就目前的资料显示，我国的陆地表面主要接收太阳的总辐射已经和一点 七万亿吨标煤相当，具有很大的开采空间及利用价值。目前，太 阳能发电中主要有光伏发电和光热发电两种，其中光伏发电的技 术更为成熟，因此国内外太阳能发电项目多采用光伏发电技术。 光伏发电的能量转换元件为太阳能电池板，太阳能电池板由半导 体材料制作而成，在受到太阳光照射后，电池板内电子将会由正 电极向负电极移动，而空穴也将会由负电极向正电极移动，从而 形成电流，实现太阳能发电。太阳能发电系统主要由太阳能电池板、汇流设备、逆变器等部分组成。
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2.2 光伏发电的问题
大规模并网光伏发电站在电网结构所处位置类似于风电场， 由于某一地区的光照辐射强度及利用小时数的相对稳定，光伏发 电站的电能质量、稳定性和规律性略优于风力发电。但是，太阳 能属于能量密度低、调节能力差的能源，且太阳光的日夜交替变 化导致光伏并网发电站只能间歇工作，因此光伏电站并网发电后， 会对当地电网安全稳定以及电网的供电质量造成一定影响。
2.3 太阳能发电的未来 太阳能与风能一样都是世界新能源之一。相比之下太阳能发电要比风力发电应用更广泛。风力发电大多数都用于发电厂，而 太阳能电不仅局限在发电厂，同时还通过高科技研发出太阳能电 池，被人们广泛应用。尤其是美国推出光伏计划以及日本推出新 能源计划以来，太阳能发电的发展更为迅速。2013 年，全世界太 阳能光伏发电装机容量已达到 18GW，截止 2017 年底，全世界太 阳能光伏发电装机容量也已达到 403.5GW，预计到 2020 年，全 世界光伏发电装机容量将超过风电，成为第四大发电资源。截止 2017 年底，我国太阳能光伏发电装机容量也已达到 130.25GW，预 计到 2020 年我国太阳能光伏发电装机容量将突破 250GW，这无 疑会给我国电力事业的发展做出巨大的贡献。
三、风能与太阳能发电质量问题控制
3.1 风力发电电能质量问题的控制 在风力发电过程中，需要对各个环节的质量问题给予必要的控制，减少各类突发问题出现的可能性，从而最终保证发电厂自 身的利益不受损失。虽然在风力发电过程中，对发电过程进行了 严格的管控，但是仍会出现一些问题，例如谐波问题就需要我们 给予必要的重视，它的出现不仅容易给电场带来较大程度的损害， 还将影响到整个电力系统的发电情况，因此，我们在对各个环节 的控制过程中，需要保证谐波电流的大小得到相应监管。
3.2 太阳能发电电能质量问题控制 在光伏发电过程中，我们需要各个环节加以控制，并为了更好的保证运行过程中的安全性，还应当对细节部分给予一定程度 的重视，而电流源控制策略较为适用于传统的光伏电源，在光伏 电站的正常运行过程中，主要采取电压源主动调控的方针来对系 统内部的电压以及具体频率实施调节。对于光伏电源来说，它除 了具备基本的电源性能外，还具有根据实际运行情况自动调节的 功能，这就跟传统的同步发电机较为类似。但是从另一个角度分析， 即便在实际工作中能够对部分装置实施调控，但是一旦发生过载 现象将使得这一功能失效，从而出现电压稳定性受到影响，最终 导致电压崩溃。因此，光伏电源的输出功率不能过大，当超出其 自身能够承受的范围时，需要对立即对频率进行降低，并将多余 部分进行必要的转移。
四、结束语
总而言之，随着时代的不断发展，新能源的应用已经成为一 种趋势，所以解决新能源发电中存在的问题显得尤为重要，对社 会的发展有着积极的推动作用。特别是随着大容量储能技术的研 发和应用，将会大大提高电能质量，大幅减轻电网的调整压力， 促进新能源产业更好地发展。
参考文献：
[1] 李通 . 关于新能源发电的安全稳定与电能质量问题研究 [J]. 工程技术 : 全文版 , 2017(2).
[2] 单新锐 , 史彩艳 . 新能源发电的安全稳定与电能质量问题 研究 [J]. 华东科技 : 学术版 , 2016(7).
论文作者:刘景龙
论文发表刊物:《大众科学》2017年11期
论文发表时间:2018/8/1
标签：风力发电论文; 装机容量论文; 光伏论文; 风能论文; 新能源论文; 电能论文; 电网论文; 《大众科学》2017年11期论文;