电力系统中新能源发电的应用研究 张东成

电力系统中新能源发电的应用研究张东成

发表时间：2018-08-21T16:23:17.180Z 来源：《电力设备》2018年第15期作者：张东成

[导读] 摘要：现阶段，我国社会经济不断发展，在这样的发展背景下，环境、能源等问题已经成为了社会各界广泛关注的问题。

（武汉联动设计股份有限公司湖北省武汉市 430070）

摘要：现阶段，我国社会经济不断发展，在这样的发展背景下，环境、能源等问题已经成为了社会各界广泛关注的问题。所以，为了最大限度的缓解能源压力对社会经济发展产生的影响，确保社会经济的长期稳定发展，必须加强新能源开发与利用的力度。文章主要是就新能源发电技术在电力系统中的应用效果进行了分析与探讨。

关键词：电力系统；新能源；发电；应用

引言

人们的生活和工业生产离不开电能，可以说电能是支撑我国经济发展的重要能源。随着人民生活水平的提高以及工业生产的进步，未来阶段内我国用电数量会逐年增长，而发电需要消耗大量的能源，过去中，我国发电普遍使用的是化石燃料，如碳煤以及石油等，而这些化石燃料并非可再生资源，用多少就消耗多少，如果一直使用化石燃料的话，必然会导致化石燃料的枯竭。在这样的背景下，研究新能源的应用具有十分重要的意义。

1新能源在电力系统的发展现状

能源供应与经济发展和人民生活紧密相关，过去很长时间，世界能源消费主要依赖石油和煤炭等化石能源。为了应对全球气候变化，地球变暖等日益严重的环境问题，世界各国都在研究减少化石能源的使用，大力发展低碳、无污染的新能源。随着技术的发展和进步，各类新能源在生产、生活中得到了越来越普遍的应用，世界一次能源消费呈现出低碳化、无碳化发展的趋势。在能源利用的发展趋势下，电力系统能源结构也发生了巨大的变化。从终端能源消费看，电力消费从9.4%增加到18.1%。随着电力消费的增长，化石能源发电占比下降了8.5个百分点，非化石能源发电占比增加了8.5个百分点。根据《巴黎协定》，预计到2040年全球化石能源消费占比由2014年的81%下降至74%。在电力系统方面，电力需求保持较高速的增长，可再生能源逐步成为电力增长主力，预计到2040年化石能源电量占比将下降至52%，而生物质、风电、光伏等电量占比则上升至12%。随着风电和光伏设备制造成本的逐年下降，以及储能技术的突破，风电、光伏发电等新能源发电技术将得到越来越广泛的应用。近年来，我国非常重视新能源发电技术的发展，政府颁布了一系列的政策引导新能源在电力系统的发展及应用。截止2015年底，我国风电、光伏年发电量分别为1661亿kWh、377亿kWh。蒙西、冀北、吉林、甘肃等风电日电量占日发电总量比例最大分别达到24.6%、30.5%、30.6%、28.4%，与国际先进水平相当。但是由于地区发展不均衡，缺乏统筹规划，仍然存在不少问题。①技术支撑有待提高。目前，我国太阳能、风能等新能源研发技术相比国外仍然有一定差距。②新能源管理机制不够完善。随着新能源发电技术在电力系统的快速发展和应用，并没有相应的形成科学、可持续发展的新能源管理策略，导致各类企业大规模涌入新能源电力行业。无序规划、无序并网等问题日益突出，甚至影响电力系统的安全稳定运行，影响新能源电力系统的整体建设。

2电力系统中新能源发电的应用

2.1风力发电技术应用

风力发电技术的运用较为成熟，而随着该项技术的不断发展，现阶段已经可以在传统风力发电系统上实现可调控的发电功能参数输出作业。风力发电的原理如下：自然风吹动桨叶，会使桨叶旋转，而旋转的桨叶会为发电机带来所需要的动能，发电机再把这种动能转化为所需要的电能，从而实现风力发电。基于这种原理下的风力发电系统，主要包含桨叶、机械传动系统以及发电机和各类装置。

2.2太阳光伏发电技术运用

以光生伏特效应为基础，充分利用太阳能电池元件，将太阳能转化为电能的技术，就是我们所说的光伏发电。由于半导体硅在加入了不同特性的半导体材料，最终导致半导体内部出现了多余的空穴或者自由电子。分布式光伏发电是除了风力发电外在发电中光伏应用的新能源发电技术之一。其主要是通过将光伏发电接入风电场用电系统中，负责照明电力的需求，这种新能源技术已经得到了的大范围的推广和应用。我们常说的光伏发电，实际上就是日常生活中常见的太阳能发电，风电场采取在综合办公楼、材料库等建筑物安装太阳能电池板的方式，采取就近接入或者分散接入的方式将光伏发电接入发电站用电系统中。为了确保就近接入、分散接入的顺利进行，发电站必须在确保自身建筑配电间配有光伏并网逆变器的基础上，将光伏发电电流有效的转化为符合发电站用电要求的电能。就目前而言，国内外普遍采用的是直接电流控制火灾间接电流控制等几种类型的逆变器控制策略。如果采取直接电流控制的话，则电流控制器在通过电力反馈闭环直接对电流输出进行调节，不仅不会影响电网电压的稳定性，同时也确保了电流的稳态与动态等各方面性能。但是，其对于电流控制器性能的要求相对较高。而间接电流控制，虽然对控制器要求较低，结构简单且不需要引入反馈电流，但是由于间接电流控制的稳定性较差，电路的动态响应较慢，因此应用这一方式就会导致并网电流跟踪精度的下降。

2.3燃烧电池发电技术运用

燃烧电池也是现代新能源技术的一种，通过燃烧电池可以把化学能给转化为电能。它可传统意义上的电池一样，拥有正负极，同时也具备电解质，但不同于传统意义上的电池，它没有在电池的正负极放置一定量的活性物质。在燃烧电池运作的过程中，供给的燃料会和氧化剂产生反应，从而产生所需要的电能。在燃烧电池技术下，只需要对内输送供给燃料和氧化剂，那么就可以产生源源不断的电能。这种发电技术，对于能源的使用理论上来说可以达到百分之百，但在现实理想状态下，对于能源的利用能达到百分之八十。

2.4潮汐发电技术运用

潮汐主要是因为海洋水位在太阳、月球等天体的引力作用下，发生变化后而出现的水位波动的自然现象。所以，潮汐发电就是通过利用潮水涨落过程中产生的水位差，将创造出的势能转化为电能，然后用于日常生产中。经过长期的实践应用后发现，潮汐最大的特点就是其可再生且存储量大、生产成本低，再加上潮汐能作为一种清洁能源，在实际应用的过程中不会造成环境污染。但是，就目前而言，我国潮汐能发电因为存在着电价高、成本高等各方面的问题，所以对其推广和应用造成了不利的影响。

3新能源发电的发展趋势

在当前可持续发展的主旋律上，电力系统中新能源发电未来必然会成为主流趋势。而且，随着技术的不断发展以及人民群众、国家领导的不断重视，传统火力发电会逐渐推出历史的舞台，而低污染、环保、可持续发展的新能源发电会成为主要发电力量。目前，由于思想和技术方面的限制，新能源发电的发展还有很长的路要走。就现阶段而言，风力发电受环境、地理位置的影响，还需要占据一定的空间，