新能源发电技术在电力系统中的应用
赵广鑫 院晓涛
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赵广鑫 院晓涛,. 新能源发电技术在电力系统中的应用[J]. 电力技术学报,20223. DOI:10.12721/ccn.2022.157029.
摘要: 社会的发展使得对于能源的需求量在不断增多,能源危机问题已经引起了人们的广泛关注。电力,作为当前我国社会发展过程中依赖的主要能源种类,关系到社会生产生活的各个方面。传统的发电方式主要以火力发电为主,但是在化石能源日益枯竭的今天,如何采用新的能源进行发电成为研究的一个重要方向,在发展的过程中,逐渐形成了新能源发电技术。该技术通过采用风力、光伏等新型发电方式,可以有效解决对化石能源的依赖性。本文将就新能源发电技术在电力系统中的应用情况进行分析研究。
关键词: 新能源发电技术;电力系统;应用情况;分析研究
DOI:10.12721/ccn.2022.157029
基金资助:

引言:

随着近些年能源危机日益严重,寻找可替代能源成为各国研究的重点方向。电力作为当前使用的主要动力能源,传统方法产生电力需要消耗大量的化石能源,同时会产生较大的污染物质。为了确保可持续发展,必须采用新型发电方式。我国当前经济发展速度较快,对于能源的需求量也相对较高,化石能源发电已经无法适应当前我国的发展趋势。在近些年的研究过程中,人们逐渐采用各种新型清洁能源,如太阳能、潮汐能等。但是,在采用新能源发电过程中,往往需要建立起一些小型发电站,但是小型发电站产生的电流往往不够稳定,会整个电力系统会产生各种影响。因此,需要强化对系能源发电技术在电力系统的应用,从而获得良好的应用效果。本文将就此进行分析。

1.新能源发电对电力系统产生的影响研究

随着近些年我国积极发展新能源发电,其对电力系统产生的影响也在日益突出。造成这一情况产生的主要原因是由于一些地区在应用新能源发电的过程中,由于发电站规模较小,机组容量同传统发电站相比容量较小,只能采用没有独立励磁装置的异步发电机。这些发电机产生的电能在并入电网之前不具有电压,而并网之后由于增加电压,其电流会增大五到六倍,这就使得电网受到冲击。尤其是对于一些小规模电网而言,数量较多的异步发电机同时并网会使得电网整体电压下降,在实际应用时不可避免的会对电气设备造成较大影响,使得电网的安全性和稳定性下降。

新能源发电除了会由于电压影响对电网造成冲击这一情况之外,还会造成电力系统稳定性下降。以风力发电为例。传统的大型电网都配备有备用电容和其他调节电力的相关设备,因而风力发电不会对电网造成过大的影响。但是,当风力发电产生的电流并入小规模电网时,由于并网产生的电压变化和频率变化在该电网上就会产生明显的影响。而当多个风力发电机产生的电流同时并网时,这种影响会进一步加大,电网电压会在短时间内急剧下降。同时,由于风力不会受到人力控制,如果超出切出值,风力发电机会自动退出并网,这一情况对电网产生的影响会进一步加大,因此,电网的稳定性会不断降低,甚至会造成一些严重的后果。

2.新能源发电技术在电力系统中的应用研究

2.1风力发电在电力系统中的应用

风力由于不存在幅射和污染物,因此是当前世界公认的一种清洁能源。在实际操作过程中,通过利用自然界的风力带动风车叶片转动。但是自然风不可控,在风力较小时不会产生可用的电流,因此当前一般在风车上加装增速机,从而使得风车叶片转动的速度加快,从而产生电流。风力发电的原理是通过利用风力产生电磁转矩的变化从而控制机组转速频率实现发电。 随着技术的发展,当前风力发电系统可以通过利用电力电子背靠背变频技术对风力发电的各种参数输出进行调整和控制,这就使得风力发电产生的电流在并网过程中对于电网产生的影响降低。

2.2海洋能发电在电力系统中的应用研究

当前可用于发电的海洋能主要有两种,即波浪发电和潮汐能发电。下文对其应用情况进行具体分析。

海浪是一种较为常见的能力,该能量要用于发电首先要能量转换,利用转换装置,可以将波浪能转化为机械能或气、液能,然后对转换后的能量加以应用,催动发电站中的发电机工作,从而产生电能。我国广东省已经建成了百千瓦级波浪发电站,产生了良好的发电效果。在近些年我国沿海各个省市相继建设了百千瓦级的波浪发电站。但是,由于不同地区海浪情况不同,其技术要求相对较高,前期投入相对较大,但是对于国家未来发展而言具有重要意义,因此成为近些年研究的一个重要方向。

潮汐是海洋中存在的另一种常见的自然现象,由于受到太阳和月球天体引力的影响,海洋水位会产生规律性的波动。而水位涨落必然会产生一定的势能,因而潮汐能发电就是将这些势能转化为电能的方式。这一发电方法可再生,需要的电力生产成本低,环境友好性较强。潮汐能发电站一般建于海湾或者河口,不会占用耕地。但是,潮汐能发电由于电价高、产生的成本也较高,因此在推广和使用过程中依然存在一定的难度。

2.3太阳能发电在电力系统中的应用研究

太阳能发电是发展较为成熟的新能源发电技术,同时也是应用较早的一种新型发电技术。在化石能源日益枯竭的今天,太阳能发电无疑是一种较佳的选择。当前,较为先进的太阳能发电构想是在太空中建立发电基地,利用外层空间的太阳能发电,然后将产生的电能以微波的方式传输到地球。当前,光伏发电和光热发电已经得到推广应用。近些年光伏发电技术也在不断发展,使得该技术的发电效率不断提升。我国在光伏发电方面的研究时间较长,在长期的发展过程中相关电池组件等配套设备也有了长足的进步,当前光伏发电已经在很大程度上为我国提供了较多的电力,有效的缓解了当前国家面临的能源危机和环境问题。光热发电则是采用聚光器汇聚太阳能实现光能的聚集,然后将光能进行转化。但是,光热发电由于对于技术要求较高,而当前我国对于该项技术的研究相对滞后,因此发展较为缓慢,成熟度较低。

2.4生物能发电在电力系统的应用

生物能发电利用的生物在生长繁殖过程中产生的能量进行发电,该发电技术由于污染少、可再生等优势,在实际应用过程中可以产生良好的发电效果,被成为第四大能源。其中,对秸秆加以利用进行发电是其中的典型代表。我国农村大部分地区对于秸秆的处理方式以焚烧为主,这无疑是对资源的极大浪费。而通过对秸秆进行发酵等方式可以实现对其中生物能的利用,将其用于发电可以获得一定的电能,从而实现资源再生的效果。除此之外,我国东北地区的林区可以利用生物直燃的方式进行发电。同样的,我国南方地区利用甘蔗渣进行发电,同样取得了良好的效果。此外,在我国一些大中型城市,每天产生的城市垃圾较多,通过焚烧垃圾同样可以进行发电。在解决了城市垃圾的同时也实现了发电的目的,一举两得。

对于一些大型养殖场,利用牲畜粪便兴建沼气池进行发电。这种发电方式一方面可以有效改善周围地区环境,同时还能实现发电的效果。总之,对于生物能发电而言,不同地区都在利用当地的实际情况,对一些生物物质进行再次利用进行发电,在实现环保的同时产生良好的经济效益,为当地发展提供助力的同时解决能源问题。

3.总结

新能源发电无疑是当前发展的一个重要趋势,因此,在后续的发展过程中,要积极开展技术研究和应用,不断强化创新,使得新能源发电能够在电力系统中充分发挥作用,为解决我国能源问题和环境问题提供助力,进一步推动国家发展和社会进步。

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