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新能源发电技术在电力系统中的有效应用

范文

刘晓琳　张阳玉　褚渊

摘要：近年来，随着各行各业的快速发展，电力资源逐步成为不可或缺的资源。传统的发电技术不仅无法满足日益增长的电力需求，还存在能源消耗与环境污染问题，成为制约电力行业发展的重要因素。在可持续发展理念的推进下，新能源的开发与利用成为主流趋势，新能源发电技术逐步成为电力网络中一种重要的发电方式，其电能资源满足了电力需求。

Abstract： In recent years， with the rapid development of all walks of life， power resources have gradually become indispensable resources. Traditional power generation technology not only cannot meet the growing power demand， but also has energy consumption and environmental pollution problems， which has become an important factor restricting the development of the power industry. With the promotion of the concept of sustainable development， the development and utilization of new energy has become the mainstream trend， and new energy power generation technology has gradually become an importantmethod in the power network， which can meet the power demand.

關键词：新能源发电技术;电力系统;有效应用

Key words： new energy power generation technology;power system;effective application

中图分类号：TM73? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文献标识码：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章编号：1006-4311（2020）12-0218-02

0? 引言

市场经济的快速发展，加快了我国的工业化进程，生产生活中的电能需求逐年增加。如果单纯依赖传统的发电技术与方式，往往难以满足电能使用需求，还会造成更加大的能源与环境问题。当前，新能源发电技术在电力系统中逐步得到了普遍的应用，与传统的发电技术相比，新能源发电更为清洁，能够大大减少能源的消耗与环境的污染问题，促进电力行业的可持续发展。因此，新能源发电技术将逐步成为电力系统中的关键技术。

1? 发电工程中的新能源发电技术类型

1.1 太阳能

太阳能作为当前应用最为广泛的一种清洁能源，其在新能源发电技术中的应用能够取得理想的技术应用效果[1]。与其他的能源资源相比较，太阳能的获取与利用相对便捷与稳定，在具体的应用中，直接应用相应的技术，就可以实现太阳能向电能的转化，比如，经由太阳能电池板。但是，当前的太阳能利用中，其利用率有限，未来需要加大技术研发，提高太阳能的能源利用率。

1.2 风能

风能发电也极为常见，其在具体的应用中，可以借助于专业技术，实现风能向机械能、电能的转化。相比较而言，西欧风能利用技术相对成熟，在农业与工业活动中，风车的使用实现了风能的转化，满足了生产生活需求。在风能发电技术下，将风力发电设备安装于相应的建筑结构中，不仅可以提高建筑的功能效益，还能够实现自然界风能资源的利用，增加电力系统中的电能供给。

1.3 地热能

地热能主要产生于地球内部的热能资源。但是，地热能的应用中，其技术相对复杂，主要是由于地球内部的温度极高，直接获得地热资源加以利用显然是不现实的。而地热能的利用主要是将地热能转化为电能资源，提高地热资源的利用率。

2? 新能源发电技术及其应用

2.1 风电技术

风力资源是自然界中的重要资源，其储量极其丰富，这也为风能资源的利用创造了良好的前提条件。风力发电技术下，主要是将风能资源转化为相应的机械能资源，借助于风力发电机，最终将风能转化为电能[2]。

2.1.1 风机类型

风力发电技术条件下，风机是其中的主要设备。一般情况下，根据风机装机容量的大小，其主要包含了大、中、小类型。风机选择时，需要结合风力发电要求，来进行风机类型的选择。风机容量与桨叶长度之间存在着紧密的联系。以发电机转速为划分标准，风机主要包含了变速、恒速与多态定速类型;而以风能驱动作为划分标准，风机有顺风与逆风、高速与低速之分。

2.1.2 设备的组成和功能

风力发电机的基本构成如图1所示。轮毂、塔筒等都是风力发电机的核心构件，其中，叶轮叶片、轮毂与变桨系统是构成了风轮子系统，整个发电机的运行过程中，叶轮叶片的形状直接决定着整个发电机对风能的吸收程度。如果切出风速在风机风速以下，其气动制动是经由叶尖的旋转运动来实现的，如果在风力发电机的运行过程中，叶片无法维持其正常的运行状态，要及时采取必要的防护措施，避免叶片异常运动所引发的各种问题[3]。

2.1.3 风机控制技术

当前，在电力系统中，风电技术是一种重要的并网技术，其并网主要是借助于变速异步发电机、双馈异步发电机、双速异步发电机来实现的。

相比较而言，如果要发挥风机并网的最大作用，必须要保障风机并网的机组功率、转速，而这两个指标的实现往往是通过桨距的调整来进行，在此过程中，最大功率追踪法的应用，使得风电转换功率大大提升，风机并网在电力系统中发挥了应有的作用，提升了供配电的整体质量。

2.1.4 无功电压控制技术

风力发电技术中，由于电力系统内对于并网有着较高的要求，在实际的应用中，风电并网点与无功补偿的电压稳定性相同，这就使得风电场能够以无功补偿为基础，借助于无功补偿设备，实现良好的无功电压控制，这种补偿控制具有明显的动态性，优化了电力系统的电力输送环境。

2.2 光伏发电技术

太阳与地球运动使得太阳能不断将其能量辐射于地球，这种辐射能量极大，这种太阳能资源经由合理的利用，能够创造出巨大的效益，改变传统的能源利用结构。

2.2.1 光电效应

光伏發电技术的应用中，光电效应是其中最为重要的部分。当相关的物质长期受到电磁波照射时，其物质内部的电子就会在电磁波的作用下被激发，PN结构出现光生伏效应，半导体光照是引发此效应的直接原因[4]。而不稳定的电子始终处于移动状态下，形成了相应的电势。太阳能光伏发电系统主要是应用光电效应，来实现太阳能向电能的转化的。太阳能光伏发电系统中，蓄电池、电池控制器、光伏电池组、直交流逆变器是重要组成，在发电系统运行时，各个部分发挥着重要的作用。

2.2.2 电池组

太阳能光伏发电系统内，电池组是其中不可获取的组成部分。由太阳能电池组的类型相对较多，在实际的应用中，应结合发电系统运行要求，保障电池组选用的科学性。以晶硅电池为例，其有单晶与多晶之分。而硅基薄膜光伏电池与其他类型的太阳能电池相比，其工作效率相对较低，而化合物薄膜电池的应用，会产生严重的污染，危害人体健康，因此，在光伏发电系统内，这类电池基本的应用极少。当前，聚光光伏电池的应用频率相对较高，这种电池与其他类型的电池相比，其聚光效果更好，但是其成本相对较高，在应用时，往往还需要配备相应的散热器与聚光系统[5]。

2.2.3 选择光伏阵列方式

光伏阵列方式的选择，直接关系着光伏发电的整体效率。通常情况下，光伏发电系统内，支撑光伏组件包含了单轴、固定与双轴跟踪类型。在电力系统内，应用这些光伏组件，有效保障了其发电效率，但是，需要保障安装倾角的大小。光伏阵列方式的对比如表1所示。

2.3 地热发电

近年来，随着技术的进步，地热资源的应用越发普遍，地热资源在发电、供暖与空调制冷方面都有着广泛的应用。以地热发电技术为例，其在应用时，主要是能源的转化过程，地热能经历了向机械能与电能的转化过程。这种地热发电技术相对简单，其应用有效缓解了我国的能源消耗困境。

3? 新能源发电技术的应用与发展建议

3.1 明确各方责任，全方位促进发展

虽然新能源发电技术在电力系统中发挥着越来越重要的作用，具有明显的技术优势，但是，在具体的应用中，由于参与部门相对较多，为保障新能源发电方式符合电力增长需求，必须要在技术应用中明确各方的责任，实施全方位管理与监督，保障新能源发电技术应用中责任制度的落实，实现新能源的高效开发与利用，改善传统的电力网络结构。

3.2 加强新能源发电统筹工作

新能源发电技术在电力系统中的应用，还需要做好相应的统筹工作：①各级政府部门需要结合区域内的电力系统结构、电力增长需求，制定完善的新能源发电总体规划，将此规划作为未来新能源发电技术应用的重要指导，保障电力资源供应。②相关部门要结合区域现状，制定可行的新能源发电目标，严格安排相应的电网建设任务，保障电力系统的优化。

4? 结束语

近年来，新能源发电技术成为电力网络中的核心技术，通过这些发电技术，不仅实现了太阳能、风能等可再生资源的有效利用，还大大缓解了我国的能源危机，发电量满足了电力增长的需求，维持了正常的生产生活活动，创造了巨大的经济与社会效益，因此，要加大在新能源发电技术方面的投入，促进电力行业的现代化发展。

参考文献：

[1]邵勇.新能源发电技术在电力系统中的应用效果浅谈[J].城市建设理论研究（电子版），2018（07）：4.

[2]郑雷涛，尹柳.特色专业建设中新能源发电技术的应用分析[J].通讯世界，2017（17）.

[3]田蓬勃.新能源发电技术在电力系统中的应用效果研究[J].中国设备工程，2018（22）：214-215.

[4]赵晋京.新能源发电技术在电力系统中的有效应用[J].电子技术与软件工程，2019（22）：235-236.

[5]曹海彬，徐波，樊志伟，等.电力电子技术在电力系统中的应用及前景[J].农家参谋，2019，618（09）：242.

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