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        電力系統(tǒng)中新能源發(fā)電的運(yùn)用探析

        2020-10-29 18:06:20樊東星
        關(guān)鍵詞:新能源發(fā)電電力系統(tǒng)運(yùn)用

        樊東星

        摘要:中國(guó)是一個(gè)人口大國(guó),我國(guó)正面臨較危機(jī)的資源儲(chǔ)備量短缺問題,國(guó)民未來的生活離不開大量能源資源的供應(yīng)。僅依靠傳統(tǒng)能源物質(zhì)的開采已經(jīng)不能滿足國(guó)家的需求,所以開發(fā)新能源物質(zhì)迫在眉睫,同時(shí)這也是全世界共同關(guān)注的熱點(diǎn)。電能是其他能源經(jīng)過轉(zhuǎn)化而產(chǎn)生的在生活及生產(chǎn)活動(dòng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用的能源,它的出現(xiàn)與普及使用是人類發(fā)展史的重要章節(jié)。目前在電力系統(tǒng)中也在進(jìn)行不斷的進(jìn)行,新能源發(fā)電逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源發(fā)電方式,這極大程度上降低了發(fā)電對(duì)傳統(tǒng)不可再生能源的需求量。

        關(guān)鍵詞:電力系統(tǒng);新能源發(fā)電;運(yùn)用

        引言

        市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,加快了我國(guó)的工業(yè)化進(jìn)程,生產(chǎn)生活中的電能需求逐年增加。如果單純依賴傳統(tǒng)的發(fā)電技術(shù)與方式,往往難以滿足電能使用需求,還會(huì)造成更加大的能源與環(huán)境問題。當(dāng)前,新能源發(fā)電技術(shù)在電力系統(tǒng)中逐步得到了普遍的應(yīng)用,與傳統(tǒng)的發(fā)電技術(shù)相比,新能源發(fā)電更為清潔,能夠大大減少能源的消耗與環(huán)境的污染問題,促進(jìn)電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此,新能源發(fā)電技術(shù)將逐步成為電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)。

        1新能源發(fā)電的主要特點(diǎn)

        1.1 可持續(xù)利用

        可持續(xù)利用是指新能源的來源十分簡(jiǎn)單,容易對(duì)其加以獲得。對(duì)新能源物質(zhì)的探求主要就是因?yàn)閭鹘y(tǒng)能源物質(zhì)的數(shù)量有限,經(jīng)過多年的開采其數(shù)量已經(jīng)減少到一定程度,對(duì)于人來的未來發(fā)展是一種警示。具體來看,太陽(yáng)能就是一種重要的新能源物質(zhì),在利用太陽(yáng)能發(fā)電的過程中,不用擔(dān)心短期內(nèi)太陽(yáng)能會(huì)被用盡。即使對(duì)太陽(yáng)能不加利用,進(jìn)入到大氣層中的太陽(yáng)能也輻射也是一種消耗。具備可持續(xù)利用這一特點(diǎn)對(duì)于新能源來說至關(guān)重要,較好解決了人類對(duì)能源物質(zhì)需求的壓力,從而促進(jìn)社會(huì)的積極發(fā)展。

        1.2可再生

        傳統(tǒng)能源物質(zhì)的生成是經(jīng)過無數(shù)年地質(zhì)的結(jié)構(gòu)變化與物質(zhì)積累而產(chǎn)生的,它們的存在見證了地球的形成與發(fā)展,所以一旦將其過度開采,短時(shí)間內(nèi)不可能使其得到再生。能源物質(zhì)的枯竭對(duì)于人類來說十分可怕,這些物質(zhì)是重要的生活及生產(chǎn)原料,所以需求可以再生的新能源物質(zhì)已經(jīng)成為全球化一致認(rèn)同的關(guān)鍵任務(wù)。在新能源這一概念得到提出后,其中最重要的特點(diǎn)之一就是要滿足可再生,避免這類能源像傳統(tǒng)能源一樣在不久的將來仍會(huì)面臨枯竭的嚴(yán)重問題。

        2新能源發(fā)電技術(shù)及其應(yīng)用

        2.1風(fēng)電技術(shù)

        風(fēng)力資源是自然界中的重要資源,其儲(chǔ)量極其豐富,這也為風(fēng)能資源的利用創(chuàng)造了良好的前提條件。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)下,主要是將風(fēng)能資源轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的機(jī)械能資源,借助于風(fēng)力發(fā)電機(jī),最終將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能。

        2.1.1風(fēng)機(jī)類型

        風(fēng)力發(fā)電技術(shù)條件下,風(fēng)機(jī)是其中的主要設(shè)備。一般情況下,根據(jù)風(fēng)機(jī)裝機(jī)容量的大小,其主要包含了大、中、小類型。風(fēng)機(jī)選擇時(shí),需要結(jié)合風(fēng)力發(fā)電要求,來進(jìn)行風(fēng)機(jī)類型的選擇。風(fēng)機(jī)容量與槳葉長(zhǎng)度之間存在著緊密的聯(lián)系。以發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為劃分標(biāo)準(zhǔn),風(fēng)機(jī)主要包含了變速、恒速與多態(tài)定速類型;而以風(fēng)能驅(qū)動(dòng)作為劃分標(biāo)準(zhǔn),風(fēng)機(jī)有順風(fēng)與逆風(fēng)、高速與低速之分。

        2.1.2設(shè)備的組成和功能

        風(fēng)力發(fā)電機(jī)的基本構(gòu)成。輪轂、塔筒等都是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的核心構(gòu)件,其中,葉輪葉片、輪轂與變槳系統(tǒng)是構(gòu)成了風(fēng)輪子系統(tǒng),整個(gè)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行過程中,葉輪葉片的形狀直接決定著整個(gè)發(fā)電機(jī)對(duì)風(fēng)能的吸收程度。如果切出風(fēng)速在風(fēng)機(jī)風(fēng)速以下,其氣動(dòng)制動(dòng)是經(jīng)由葉尖的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的,如果在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行過程中,葉片無法維持其正常的運(yùn)行狀態(tài),要及時(shí)采取必要的防護(hù)措施,避免葉片異常運(yùn)動(dòng)所引發(fā)的各種問題。

        2.1.3風(fēng)機(jī)控制技術(shù)

        當(dāng)前,在電力系統(tǒng)中,風(fēng)電技術(shù)是一種重要的并網(wǎng)技術(shù),其并網(wǎng)主要是借助于變速異步發(fā)電機(jī)、雙饋異步發(fā)電機(jī)、雙速異步發(fā)電機(jī)來實(shí)現(xiàn)的。相比較而言,如果要發(fā)揮風(fēng)機(jī)并網(wǎng)的最大作用,必須要保障風(fēng)機(jī)并網(wǎng)的機(jī)組功率、轉(zhuǎn)速,而這兩個(gè)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)往往是通過槳距的調(diào)整來進(jìn)行,在此過程中,最大功率追蹤法的應(yīng)用,使得風(fēng)電轉(zhuǎn)換功率大大提升,風(fēng)機(jī)并網(wǎng)在電力系統(tǒng)中發(fā)揮了應(yīng)有的作用,提升了供配電的整體質(zhì)量。

        2.1.4無功電壓控制技術(shù)

        風(fēng)力發(fā)電技術(shù)中,由于電力系統(tǒng)內(nèi)對(duì)于并網(wǎng)有著較高的要求,在實(shí)際的應(yīng)用中,風(fēng)電并網(wǎng)點(diǎn)與無功補(bǔ)償?shù)碾妷悍€(wěn)定性相同,這就使得風(fēng)電場(chǎng)能夠以無功補(bǔ)償為基礎(chǔ),借助于無功補(bǔ)償設(shè)備,實(shí)現(xiàn)良好的無功電壓控制,這種補(bǔ)償控制具有明顯的動(dòng)態(tài)性,優(yōu)化了電力系統(tǒng)的電力輸送環(huán)境。

        2.2光伏發(fā)電應(yīng)用

        太陽(yáng)與地球運(yùn)動(dòng)使得太陽(yáng)能不斷將其能量輻射于地球,這種輻射能量極大,這種太陽(yáng)能資源經(jīng)由合理的利用,能夠創(chuàng)造出巨大的效益,改變傳統(tǒng)的能源利用結(jié)構(gòu)。

        2.2.1光電效應(yīng)

        光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用中,光電效應(yīng)是其中最為重要的部分。當(dāng)相關(guān)的物質(zhì)長(zhǎng)期受到電磁波照射時(shí),其物質(zhì)內(nèi)部的電子就會(huì)在電磁波的作用下被激發(fā),PN結(jié)構(gòu)出現(xiàn)光生伏效應(yīng),半導(dǎo)體光照是引發(fā)此效應(yīng)的直接原因[4]。而不穩(wěn)定的電子始終處于移動(dòng)狀態(tài)下,形成了相應(yīng)的電勢(shì)。太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)主要是應(yīng)用光電效應(yīng),來實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能向電能的轉(zhuǎn)化的。太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)中,蓄電池、電池控制器、光伏電池組、直交流逆變器是重要組成,在發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),各個(gè)部分發(fā)揮著重要的作用。

        2.2.2電池組

        目前來說,使用的太陽(yáng)能電池類型很多。應(yīng)用較為廣泛的晶硅電池,主要包括單晶電池和多晶電池。從應(yīng)用效能方面來說,硅基薄膜光伏電池的能效略有不足;化合物薄膜電池的應(yīng)用,存在著污染以及危害問題,因此應(yīng)用很少;聚光光伏電池的應(yīng)用,需要配置散熱器以及聚光系統(tǒng),成本較高,還需要加大成本控制的研究。

        2.2.3選擇光伏陣列方式

        使用單抽式支撐光伏組件,可將系統(tǒng)工作效率提高20%;使用固定式組件,可將系統(tǒng)工作效率提高25%;使用雙軸跟蹤組件,可將系統(tǒng)工作效率提高30%,為了保證效能的實(shí)現(xiàn),要做好安裝環(huán)節(jié)的把控。

        2.2.4逆變器

        不用類型的逆變器,優(yōu)勢(shì)差異。例如組串式,MPPT路數(shù)多;最高配比組件為1:1;采購(gòu)成本高;維護(hù)點(diǎn)位多;設(shè)備提供商多;適用于山地以及屋面。

        3新能源發(fā)電在電力系統(tǒng)中的發(fā)展趨勢(shì)

        新能源發(fā)電在電力系統(tǒng)中有無可比擬的優(yōu)勢(shì),但是在應(yīng)用上要注重技術(shù)的發(fā)展,保證技術(shù)的應(yīng)用可行性。對(duì)于新能源發(fā)電的發(fā)展趨勢(shì),首先要重視科學(xué)發(fā)展,優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu),提高技術(shù)水平。要從環(huán)境保護(hù)、技術(shù)可靠、成本三個(gè)方面考慮,為實(shí)踐應(yīng)用打下基礎(chǔ),還要注重實(shí)踐技術(shù)的選用,拓寬發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用工作范圍,以提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。其次要把控電力系統(tǒng)中對(duì)于新能源發(fā)電的應(yīng)用過程,對(duì)于應(yīng)用中的設(shè)計(jì)、建設(shè)、維護(hù)都做出精細(xì)化的管理,保證新能源發(fā)電技術(shù)可以得到有效應(yīng)用。精細(xì)化管理可以降低新能源發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn),提升應(yīng)用效果,同時(shí)在精細(xì)化管理下需要發(fā)展信息化,提升發(fā)電效率,減少工作損耗。最后則要針對(duì)新能源發(fā)電技術(shù)的可行性進(jìn)行分析,積極研發(fā)解決新能源發(fā)電技術(shù)的弊端措施或方法,提高發(fā)電效率,使新能源發(fā)電能夠成為發(fā)電主力,改變當(dāng)前的發(fā)電構(gòu)成,促進(jìn)綠色發(fā)電思想的落實(shí),也讓技術(shù)水平能夠得到有效提升。

        結(jié)束語(yǔ)

        新能源發(fā)電對(duì)于人類發(fā)展來說是一個(gè)重要的變革,對(duì)于維持社會(huì)和諧及生產(chǎn)穩(wěn)定性意義重大。在現(xiàn)階段完善與加強(qiáng)新能源在電力系統(tǒng)發(fā)電中應(yīng)用的過程中,需要注意保持其原有優(yōu)勢(shì),并提出合理的改進(jìn)措施,這才能使新能源發(fā)電穩(wěn)步發(fā)展。

        參考文獻(xiàn)

        [1]邵勇.新能源發(fā)電技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用效果淺談[J].城市建設(shè)理論研究:電子版,2018(7):4.

        [2]田蓬勃.新能源發(fā)電技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用效果研究[J].中國(guó)設(shè)備工程,2018(22):214-215.

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