孫國吉

摘要：本文筆者根據(jù)多年工作經(jīng)驗對電力系統(tǒng)中新能源發(fā)電的運用進行簡要闡述。僅供業(yè)內(nèi)同行參考。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；新能源發(fā)電；運用

一、新能源發(fā)電形式分析

為了環(huán)境保護和能源的可持續(xù)發(fā)展，應(yīng)逐步采用新能源進行發(fā)電。主要有以下四種形式：第一，風力發(fā)電。風力發(fā)電是實用性最高的發(fā)電方式之一，因為其資源豐厚，相當于水資源的十倍左右。風力發(fā)電是將風能轉(zhuǎn)化為電能，其原理是利用風力帶動風車葉片旋轉(zhuǎn)，再通過增速機提升旋轉(zhuǎn)速度，促使發(fā)電機發(fā)電。第二，合理利用太陽能光伏發(fā)電。地球每天承受太陽的輻射，其每秒輻射的能量就相當于常規(guī)能源煤炭燃燒500噸產(chǎn)生的能量[1]。因此，對其合理規(guī)劃，不僅可減少常規(guī)能源使用，還能達到環(huán)保的目的。由于目前正處于起步階段，國家應(yīng)給予一定的資金與技術(shù)支持。第三，氫能是通過化學手段制取出來、不依賴其余化學燃料就可以燃燒的可再生能源，其燃燒熱值高。據(jù)資料顯示，在同等條件下，每千克氫燃料燃燒產(chǎn)生的熱量約為汽油的三倍、焦炭的四倍多，其燃燒的產(chǎn)物除了水和少量處理得當不會造成污染的化學物質(zhì)外，不會產(chǎn)生其它任何有害物質(zhì)。第四，生物質(zhì)能發(fā)電。主要包括農(nóng)林廢棄物的燃燒發(fā)電、沼氣發(fā)電等等。其原理是將生物質(zhì)直接放到鍋爐中進行燃燒，利用其燃燒產(chǎn)生的蒸汽帶動發(fā)電機發(fā)電。目前，我國對新能源發(fā)電的重視程度逐漸加大，使其具有很大的發(fā)展空間。

二、電力系統(tǒng)中新能源發(fā)電的應(yīng)用

1.太陽光伏發(fā)電技術(shù)

太陽能源于太陽內(nèi)部的核聚能產(chǎn)生的巨大的能源，太陽能是這個星系內(nèi)部的最豐富的可再生能源。太陽能的開發(fā)潛力極為巨大，一旦人類在未來能夠真正用好太陽能，就可以獲得生產(chǎn)、生活中所需的取之不盡的能源。人類利用太陽能發(fā)電目前仍然處于較低的水平，太陽能發(fā)電的未來前景十分廣闊，雖然以目前的技術(shù)在利潤率方面與其他發(fā)電技術(shù)相比還處于劣勢。

在當前技術(shù)條件下，太陽能發(fā)電技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)的形式可以表現(xiàn)為以下三種類型：第一種為離網(wǎng)型，即整個太陽能光伏系統(tǒng)的控制方式通過電壓源電壓予以實現(xiàn)；第二種為并網(wǎng)型，即整個太陽能光伏系統(tǒng)的控制方式通過電壓源電流予以實現(xiàn)；第三種為并網(wǎng)，獨立型，即實現(xiàn)PV以及UPS的融合，在電壓源控制過程當中實現(xiàn)有效切換動作。在太陽能光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用于整個電力系統(tǒng)的過程中難度最大的環(huán)節(jié)是如何針對電能質(zhì)量進行有效控制。

目前太陽能發(fā)電的材料如果全部采用薄膜電池則可以在現(xiàn)有的發(fā)電水平上至少提高百分之十以上，并且薄膜電池在弱光的情況下也能很好地發(fā)電，極大提高了整體的發(fā)電效率。雖然以目前的現(xiàn)狀來看薄膜電池的裝機量與晶體硅電池的裝機量基本持平，但是由于薄膜電池的優(yōu)勢極為明顯，因此在未來將是薄膜電池一統(tǒng)天下的時代。

2.風力發(fā)電技術(shù)

1）通常情況下，風力發(fā)電機組的控制系統(tǒng)主要由主控制器、調(diào)向系統(tǒng)、以及制動系統(tǒng)裝置等這幾個部分組成，因此，這使得風力發(fā)電的控制系統(tǒng)與常規(guī)發(fā)電控制系統(tǒng)之間存在著較大的差異。在利用雙饋方式來對風力發(fā)電機組進行控制的時候，需要對頻率進行合理的控制，而這一來都是利用對轉(zhuǎn)子交流勵磁頻率開展調(diào)節(jié)來完成的。

2）更重要的一點是，在對風力發(fā)電接到電力系統(tǒng)之后的運行穩(wěn)定性開展研究的時候發(fā)現(xiàn)：一般情況下，當風電接到電網(wǎng)之后，并不會對以往的機電震蕩模式造成太大的影響，而且由于風電機組的裝機容量相對來說非常小，因此，由它所導致的負阻尼震蕩不是特別明顯。此外，當風電接入到電網(wǎng)中之后，基本上不會對其正常運行帶來嚴重的損害，但是會導一部分線路的潮流方向出現(xiàn)變化，因此，應(yīng)當在對線路保護設(shè)置的時候給予重點關(guān)注。

3.燃燒電池發(fā)電技術(shù)

燃燒電池也是現(xiàn)代新能源技術(shù)的一種，通過燃燒電池可以把化學能給轉(zhuǎn)化為電能。它可傳統(tǒng)意義上的電池一樣，擁有正負極，同時也具備電解質(zhì)，但不同于傳統(tǒng)意義上的電池，它沒有在電池的正負極放置一定量的活性物質(zhì)。在燃燒電池運作的過程中，供給的燃料會和氧化劑產(chǎn)生反應(yīng)，從而產(chǎn)生所需要的電能。在燃燒電池技術(shù)下，只需要對內(nèi)輸送供給燃料和氧化劑，那么就可以產(chǎn)生源源不斷的電能。這種發(fā)電技術(shù)，對于能源的使用理論上來說可以達到百分之百，但在現(xiàn)實理想狀態(tài)下，對于能源的利用能達到百分之八十。

4.生物質(zhì)能發(fā)電的應(yīng)用

生物質(zhì)能是一種取之不盡用之不竭的可再生能源。生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)主要方式為直接燃燒和生物轉(zhuǎn)換。其中直接燃燒是最簡單、最方便、最直接的方式，但是由于其生物密度低，通常運用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)的廢料處理上，在發(fā)電過程中，必須保證其轉(zhuǎn)化設(shè)備安全可靠，維修保養(yǎng)方便。我國的生物質(zhì)能發(fā)電主要出現(xiàn)在南方地區(qū)，其生物質(zhì)能發(fā)電系統(tǒng)主要有氣化系統(tǒng)、冷卻過濾系統(tǒng)、發(fā)動機與發(fā)電機四個組成部分，其工作流程為：將生物質(zhì)，如秸稈放在氣化爐中充分燃燒，將其燃燒產(chǎn)生的燃氣進行過濾和冷卻處理后再送入煤氣發(fā)動機，將燃氣的熱能轉(zhuǎn)化為機械能帶動發(fā)電機運轉(zhuǎn)，再由發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)化為電能送入電網(wǎng)。

三、新能源發(fā)電發(fā)展建議與趨勢

1.加強新能源發(fā)電科學統(tǒng)一規(guī)劃

要制定出更加科學合理的規(guī)劃，這對于新能源發(fā)電來說至關(guān)重要，此外還需要對最終的發(fā)展目標進行明確。對于能源主管部門而言，在實際工作的時候一定要嚴格按照經(jīng)濟、綠色的原則，并綜合分析目前國內(nèi)的能源實際需求，以及可再生能源的利用情況等，來對水電、以及火電等開展合理的規(guī)劃，并制定出各個時期可再生能源的發(fā)展目標等。當總目標制定好之后，需要對新能源發(fā)電作進一步的規(guī)劃，其中包括主要任務(wù)、項目建設(shè)、以及服務(wù)體系等。在對新能源發(fā)電裝機規(guī)模進行規(guī)劃的時候，應(yīng)當對現(xiàn)階段國內(nèi)電力系統(tǒng)的調(diào)解能力相匹配。通過開展科學統(tǒng)一規(guī)劃，使新能源發(fā)電的發(fā)展過程中有可以遵照的標準，針對建設(shè)中出現(xiàn)的問題，要及時制定出有效的應(yīng)對舉措，這樣才能夠促進新能源發(fā)電更加健康穩(wěn)定的發(fā)展。

2.明確各方責任，全方位促進發(fā)展

為了能夠進一步促進新能源的發(fā)展，我國政府部門、以及監(jiān)管部門必須要制定出統(tǒng)一的執(zhí)行標準，明確各方責任，使各個部門都能夠意識到自身所承擔的責任，只有這樣才能夠推動行業(yè)的發(fā)展，為新能源發(fā)電在國內(nèi)所占的比例得到顯著的提升。

3.新能源發(fā)電的發(fā)展趨勢

在當前可持續(xù)發(fā)展的主旋律上，電力系統(tǒng)中新能源發(fā)電未來必然會成為主流趨勢。而且，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展以及人民群眾、國家領(lǐng)導的不斷重視，傳統(tǒng)火力發(fā)電會逐漸推出歷史的舞臺，而低污染、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的新能源發(fā)電會成為主要發(fā)電力量。目前，由于思想和技術(shù)方面的限制，新能源發(fā)電的發(fā)展還有很長的路要走。就現(xiàn)階段而言，風力發(fā)電受環(huán)境、地理位置的影響，還需要占據(jù)一定的空間，而這種局限性會在未來階段來限制風力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，再如太陽能光伏發(fā)電，只能在白天才可以進行光能裝化，這種局限性也會阻礙太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的推廣和發(fā)展。我國想要推動新能源發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，國家政府方面需要給于一定的支持，同時也需要全體業(yè)界人士的共同努力。

結(jié)束語

隨著世界各個國家對環(huán)境保護的高度重視，新能源的開發(fā)和利用已成為各個國家發(fā)展的戰(zhàn)略。新能源發(fā)電技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，解決了傳統(tǒng)火力發(fā)電下的弊端，可再生能源的利用可解決了能源枯竭的問題。然而，在新能源發(fā)電技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用過程中，仍然存在很多問題需要解決，但隨著技術(shù)的發(fā)展，新能源發(fā)電必然會成為主流。

參考文獻

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（作者單位：江蘇電通電力安裝有限公司）