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新能源发电在电力系统中的应用

董博

陕西明拓电力工程设计咨询有限公司,陕西西安,710061

摘要: 结合电力系统的功能特性及运行要求,重视新能源发电应用,可降低电力生产对环境污染程度,实现多种能源综合利用的同时,提高环保效益,降低碳排放,实现电力企业可持续发展目标。因此,在对电力生产研究分析时,如何利用新能源增强发电过程中的环保性,就成为新能源综合利用的关键,因此应给予新能源发电应用更多的关注,实施好相应的研究规划,避免对发电效果、生产效益等产生不利影响,确保电网运行可靠,发电企业运行稳定。
关键词: 新能源发电;电力系统;应用
DOI:10.12721/ccn.2021.157004
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随着我国经济发展全面提速,社会对能源需求日益增长,但随之而来的环境问题和能源供给与安全矛盾也逐渐凸显出来,如何开辟新的能源供应增长点,在保障能源供应的同时,将能源消耗对环境负面影响降到最低,成为当前面临的首要问题。

一、新能源发电在电力系统中的应用探讨

1.1风能发电的应用

(1)充分考虑风力资源丰富的地区实际情况,加大资金投入力度,设置性能可靠的风力发电设备,实现对风能资源的高效开发利用,满足用电需求,减少电力系统中对不可再生资源的依赖程度,在完成发电计划的同时,提高风力发电在电力生产中的利用率。

(2)基于风能发电的电力系统运行,应对相应的发电技术适用性、发电装置的工作性能等进行科学分析与评估,使风能发电的应用优势得以充分发挥,实现电力生产效益最大化的长远发展目标,并使其环保成效更加显著,满足新能源发电科学应用要求。

(3)电力系统中运用风能发电技术时,为使其发电计划实施中的技术内涵更加丰富,应注重对双馈、双速异步、变速风力发电机的合理选择及使用,利用风机并网控制方式,控制好风电机组转速和功率,提高风电转换效率。同时,应重视对模糊控制与神经网络控制方式的配合使用,避免引发风电机组对电网产生的冲击。

1.2太阳能发电的应用

(1)太阳能发电应用中,可在太阳能电池及其它能量转化装置的支持下,实现光电转化,将得到的电能输入到电网中,实现其发电目标,丰富此项技术手段,提高能源转化率。

(2)结合电力系统应用状况及新能源发电要求,加强太阳能光伏发电、光热发电等技术应用,构建好性能稳定、转换效率高、智能化、少维护的光电系统,实现对太阳能的转化及利用,满足电力系统中的安全稳定运行要求。在此期间,技术人员应通过对电流源电压控制、电压源电流控制及二者整合利用这三种不同结构类型的考虑,实现对太阳能光伏发电系统的高效利用,优化其系统结构,为太阳能发电技术应用范围的扩大打下基础;

(3)太阳能发电技术支持下的电力系统应用,在未来的实践过程中应充分考虑如何降低成本、提高发电效率、设备寿命和建设投资等方面的问题,促使这类新能源发电技术应用价值能够得到充分体现,给予电力系统高效生产方面更多的技术支持。

1.3其它新能源发电的应用

(1)燃料电池发电的应用。燃料电池也是现代新能源技术的一种,可将化学能直接转化为电能,减少了旋转机械等中间环节。同时,利用其主要设备静态运行,负荷调整速率高等特性,对电网安全稳定运行提供有力支撑。

(2)海洋能发电的应用。随着新能源应用与研究的深入,海洋能源的综合利用也应纳入。具体表现为:加强波浪发电技术研发与应用;加大对海洋温差发电的研究力度;重视潮汐发电技术应用。通过对海洋能源的综合利用,丰富能源危机应对手段。

(3)地热能发电的应用。在采暖、空调等基础应用同时,满足发电等方面的需求,因地制宜综合加以利用。在选用电力系统中的新能源发电技术时,应深入思考地热能发电的应用,了解其应用状况,避免引发电力系统运行中的发电问题,高效地完成新能源发电计划。

二、我国新能源发电发展思路

随着能源工业绿色化、碳排放中和化的大趋势,传统的火电生产生存空间必然进一步受到制约,而水电受到地域性、季节性差异,无法满足我国能源需求。纵观国内外发展趋势,加大新能源研发与应用投入是必然的。考虑到我国能源储备与能源消耗分布的差异,综合各项新能源技术,合理分配新能源发电比重,进而有效替代传统火电就成为科学合理利用新能源的核心。

2.1风力发电

在风电资源的开发过程中,需要考虑诸多原则。首先,规范合理建设风电基地,为风电资源的采集提供良好的基础,实现风电装机集中高电压接入。其次,充分利用内陆分散风能资源,实现发电靠近负荷的分散低电压能级接入,避免远距离传输,占用电网容量。最后,根据我国沿海地区实际情况发展海上风电项目,但应注意加强前期考查,合理的评估与分析,确保项目实施后的效益。

2.2太阳能发电

太阳能发电与风电需求较不相似,需要结合“集中开发,高电压远距离输送”与“分散开发,低电压就地消纳”双重原则开发。例如,对西藏、青海等西北内陆光资源丰富、土地贫瘠地区宜使用集中开发原则,形成新的大容量能源供给点;而在我国中、东、南部光资源中等、土地资源较为紧张的地区宜使得分散开发原则,如屋顶光伏发电、建筑发电一体化等方式,就地生产、就地消纳,缓解中、东、南部地区电力资源需求与电网传输能力的矛盾。

2.3生物质与垃圾发电

生物质与垃圾发电按现有生产工艺可归为传统火电,但由于其具有火电不具备的中和碳排放特点,应予特殊考虑:第一是农林生物质。我国农业面临的最严峻问题是农业生产秸秆禁止就地焚烧与土地无法完全消纳的矛盾,采用秸秆燃烧发电就是一条解决此矛盾的有效途径;而在林区要根据生态特点,将多余作物合理处理利用,进行生物质发电建设。第二畜牧生物质。我国是农业大国的同时也是畜牧大国,畜牧生物质主要为鸡、猪、牛、羊的粪便,由于具有含水率高的特点,不宜采用同农林生物质类似的焚烧发电的处理工艺,可将其投入沼气池,产生沼气供发电或燃烧使用,可对天然气形成循环替代关系。第三垃圾资源。随着城市建设的不断发展,人们生活质量的提升,人均垃圾产生量不断增加,多地因此面临“垃圾围城”的窘境,加之国家近年大力推进垃圾分类,因此因地制宜建设一批垃圾焚烧电站不仅能够有效减少资源浪费,同时对于维护城市环境有着重要意义。

三、结语

近些年来,“碳减排”、“碳中和”的呼声越来越高,随着环保压力的日益增大,新能源发电技术必将逐渐成为了电力能源的核心技术。通过对这些技术的合理综合应用,以实现对现有资源的合理利用,对新型环保能源的高效利用,以确保国家能源安全,解决我国电力供给与环境保护两方面的问题,进而实现我国在2020年9月22日第七十五届联合国大会一般性辩论上的讲话提出的“中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。”的国家能源战略。

参考文献:

[1]刘晓琳,张阳玉,褚渊.新能源发电技术在电力系统中的有效应用[J].价值工程,2020,39(12):218-219.

[2]谭建,李先锋.探讨新能源发电技术在电力系统中的有效应用[J].建材与装饰,2020,(7):256-257.