火力发电厂中新能源发电技术的应用研究

火力发电厂中新能源发电技术的应用研究

摘要：进入21世纪以来,随着中国经济的持续快速增长,包括电力在内的能源供

应对经济社会发展起到了至关重要的作用。尽管传统的能源建设已加快了发展步伐,但长期以来我国能源结构过分单一,新型能源发展滞后已严重阻碍了我国经济

社会的可持续发展。与此同时,人们对环境的要求越来越高,环境保护和经济发展

被摆在同等重要的位置。在这种大背景下,研究火电厂接入部分新能源发电对于电

力行业节能减排、降低碳排放量有着重要的意义。

关键词：火力发电厂；新能源；发电技术；应用；分析

引言：对于我国近些年各领域的快速发展来说，电力能源在其中发挥着举足

轻重的作用，但由于火力发电仍旧是我国当下电力来源的绝对主力，这就使得我

国能源结构呈现较为单一的特点，这一特点严重阻碍了我国近些年倡导的资源节

约型、环境友好型社会的创建，而为了最大程度上消除这种阻碍，我国政府提出

了将一些有条件火电厂接入新能源发电系统的政策，本文就火力发电厂中新能源

发电技术的应用研究，正是为了实现这一政策而展开的。

1.风力发电机组的选择

第1种是众所周知的“丹麦概念”风电机,它采用的鼠笼式感应(异步)发电机把

机械能转变为电能,由于风机叶轮与发电机的转速不同,需要齿轮箱对两种转速进

行匹配。发电机的滑差随着输出电功率的不同而有微小变化,并不是一个常数。由

于这种发电机转速的变化大约为1%,因而,这种机型通常称为“恒速”风电机或者叫“定速”风电机。由于采用了鼠笼感应发电机,其运行时需要吸收无功,因此通常在风力发电机组中需装设分组投切电容器,来补偿风电机出口的功率因数在滞后0.96

到滞后0.98之间。第2种风电机采用双馈感应发电机来代替鼠笼式感应发电机,

与第1种风电机一样,也需要齿轮箱。这种发电机的定子绕组与电网连接,其转子

绕组接至变频器,现在通常采用具有电流闭环控制的背靠背电压源型变频器。这样

转子的电气和机械频率互不影响,由于变频器通过给转子注入可变频率的电流,使机、电间频率的差别得到了补偿,从而使变速运行成为可能。

2.风力发电为火电机组提供厂用电力

想要应用风力发电为我国火力发电站机组提供厂用电力，我们首先就需要完

成风力发电机组的选择，“丹麦概念”风电机、双馈感应风电机、直驱式风电机这

三种风力发电机组都能够满足我国火力发电站机组厂用电力需求，而通过对三种

风力发电机组单位千瓦造价、无功调节能力、并网冲击、风能利用效率等四种因

素的考虑，笔者建议我国火力发电站选用双馈感应风电机或直驱式风电机，这两

种风电机组在使用中相差不大，所以火力发电厂可以根据市场价格和供货情况完

成具体的风电机组选择。火力发电站在完成风电机组的选择后，就需要将风力发

电机组接入电厂厂用电系统，这一接入正是火力发电厂新能源发电技术应用的难

点所在，这一接入工作我们需要依次完成电气接线、风电机组的监控及保护、无

功补偿等操作，并考虑风电机组对厂用10kV母线短路电流的影响以及电压调整

计算的影响。介于篇幅原因，本文主要对风电机组的监控及保护这一重点进行详

细论述。在火力发电站的风电机组监控与保护中，我们应选择集中控制方式，实

现对风电机组的遥测、遥控、遥信，并需要将这一集中控制纳入厂用电监控系统，而对于风力发电机组配置的监控系统来说，其需要在监控屏幕上显示风力发电机

组的运行、故障类型、电能累加等参数，并为每台风力发电机组塔内设置就地监

控柜。

3.光伏发电提供照明电力

除了风力发电外，光伏发电也能够应用于火力发电站中，将光伏发电接入火

力发电厂的用电系统，使其负责照明电力，同样属于火力发电厂新能源发电技术

的运用。所谓光伏发电，就是我们在日常生活中常提到的太阳能发电，火力发电

厂可以将太阳能电池板安装在综合办公楼、材料库等辅助建筑物楼顶，并采用就

近接入,分散接入的方式将光伏发电接入火力发电站用电系统。为了实现这一就近

接入,分散接入，火力发电站需要保证自身建筑的配电间都配有光伏并网逆变器盘，这样就能够较好的实现光伏发电的电流转换。为了避免光伏发电接入火力发电厂

用电系统后可能出现的一系列影响，笔者建议火力发电厂将光伏发电的容量控制

在上一级变压器容量的20%。虽然光伏发电在火力发电厂中的应用能够较好的实

现火力发电厂的节能减排，但我们也需要清楚认识到光伏发电系统存在的针对过压、频率过低、频率过高等方面的多种保护措施，虽然这些保护措施能够较好的

保证光伏发电系统自身功能的较好发挥，但当火力发电厂出现失电问题时，光伏

发电系统很容易出现“孤岛效应”，即仍然作为独立电源向负载供电，这就有可能

影响维修人员的人身安全，这点需要火力发电厂予以重视。

4.光伏发电为火电厂照明提供保障

4.1光伏发电接入火电厂电力系统

通常情况下，太阳能电池板的安装工作是在辅助建筑物的楼顶完成，如材料库、检修楼和办公楼等。而光伏系统的接入一般是按照就近或分散接入原则执行的。各个建筑物楼顶安装的太阳能电池板进行电流传输时，首先利用集线箱汇集

直流电，然后将汇集后的直流电传输到光伏并网逆变器盘中。这些逆变器主要位

于各太阳能电池板的配电间内部，进而在逆变器转换之下将直流电变为交流电，

最后将交流电输入相应的配电柜。一般情况下，光伏发电系统都安装有监控系统，能够实现实时监测发电接入工作的光照、湿度、温度、变频器功率和发电量等相

关变量，并及时进行记录，便于相关人员了解接入情况。

4.2光伏发电接入对电力系统的影响

光伏发电接入会产生一些因素影响到电力系统。为减小影响，电厂会对光伏

发电的容量进行相应处理，将其控制在上一级变压器容量的20%以内。同时，为

明确光伏发电系统和厂用电力系统的分界点，实现直流电的隔离，需要安装变压

器实现隔离。光伏发电系统装置具有多种保护措施，如针对频率偏高或偏低、电

压不稳以及过流等情况的保护装置。如果在实际工作过程中出现上述问题，这些

保护装置会自行启动，及时切除光伏发电系统，保障电力系统正常运行。此外，

电力系统出现故障时，光伏发电系统可以独立向负载供电。但是，这种独特方式

会影响到相关维修工作人员的安全。

总结：当前，新能源发电技术在火力发电厂的发展中发挥着重要作用。应用

新能源发电技术，可以节约资源，减少对环境产生的危害。可见，新能源的使用

优化了旧能源结构，符合现代化可持续发展战略。新能源技术在火电厂中的使用

仍存在一些问题，需要不断利用新的科学改善相关的应用技术，国家也应该加大

对新能源应用和使用的支持力度，颁布优惠政策促进新能源发展，实现社会效益

和经济效益的统一，为能源可持续发展打下坚实基础。

参考文献：

[1]高贺.火力发电厂热控保护装置检修及维护管理[J/OL].现代工业经济和信息化,2018(13)：105-106+113[2018-10-15].

[2]颜朕.机务检修设备润滑管理常见问题及解决[J].科技风,2018(30)：55.