新能源发电技术在电力系统中的应用
周奕同
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周奕同,. 新能源发电技术在电力系统中的应用[J]. 发电技术与研究,2022.8. DOI:10.12721/ccn.2022.157157.
摘要: 电力系统在能源企业中发挥着重要作用,直接影响着企业的经济效益和健康发展。然而,电力系统的运行不仅存在严重的资源消耗问题,而且还破坏了生态环境,这与中国的生态理念严重不符。为了有效解决这一问题,本文通过对文献的实际调查和分析,探讨了新能源发电技术在能源系统中的应用,并分析了该技术应用过程的优化方法,提高新能源发电的应用效果,为能源产业的可持续发展奠定基础。
关键词: 新能源;发电技术;电力系统;应用
DOI:10.12721/ccn.2022.157157
基金资助:

目前,我国能源消费总量不断增加,能源供需差距不断扩大,能源生产消费结构不合理,传统能源消费仍然是主体。因此,中国必须改变能源消费现状,减少能源消费矛盾:解决办法之一是系统开发和利用可再生能源,不断提高能源供给的多样性和可持续性。由于新能源具有污染少、储量大、可持续发展的特点,新能源技术的创新与进步已成为全球能源发展的重要方向和领域。通过技术进步,有效利用资源,扩大市场需求,培育新的经济增长点,实现经济与环境保护协调发展。

一、新能源发电技术概述

新能源是指通过应用水电、风能、太阳能、地热能等新技术可以有效利用的可再生能源;这些能源包括甲醇、酒精、沼气和氢能。例如,石油、天然气和煤炭等广泛使用的能源被称为常规能源。由于常规能源有限,也会造成严重的环境问题,各个国家和地区都致力于研究和开发环境友好型可再生能源。在相关科研技术成果转化中,新能源技术的发展主要分为以下四个阶段:研发阶段、示范阶段、推广阶段和生产阶段。目前,一些新能源技术的开发已逐步进入完善和成熟阶段,如核电、太阳能热水器、沼气等,而生物质发电、太阳能光伏发电、地热发电等也在不断研发成熟。燃料电池、氢处理和储存、潮汐发电和太阳能热发电在技术上取得了成功,但仍有很大的改进空间。目前正在开展进一步的示范工作。其中还包括天然气水合物、纤维素乙醇的提取和勘探等工作,以及受控核聚变等技术的研究和开发。

二、浅谈新能源发电在能源系统中的应用

(一)风能技术

风能资源在世界上发挥着重要作用,其储量高于人类所能控制的任何能源。风力发电是指利用风能形成相应的机械能,能够有效地驱动风力,而机械能转化为电能则取决于风力涡轮机。就装机容量而言,风机可分为大、中、小三种类型,风机容量与叶片长度在一定程度上有着不可分割的关系。水平和垂直风力涡轮机根据其结构进行划分;根据相关性能,系统地调整恒定螺距、主动稳定螺距和螺距风扇;变速、恒速和多状态恒速风扇除以发电机转速;根据风力驱动,主要包括顺风和逆风、低速和高速风机。机舱、塔架和风力涡轮机是风力涡轮机的基本部件。其中,风力机包括轮毂、电铲和变桨系统等多个子系统,叶片形状对风能的吸收起着至关重要的作用。如果切割风速小于风机的风速,则主要利用叶尖的旋转来完成气动制动。如果叶片运行异常,应及时保护风机叶片,防止出现裂纹、腐蚀、结冰等现象。   

一般来说,并网发电机主要分为三种不同类型:变速异步发电机、双电源异步发电机、双速异步发电机。风电机组并网对机组功率和转速的控制效果主要取决于等离子体距离的变化。最大功率跟踪法可用于尽可能多地转换风能。基于新技术的支持和模糊控制模式的优化应用,新的电源连接技术可以在很大程度上调整系统的速度和性能。利用神经网络对风力机的气动特性进行合理预测,控制叶片倾角,具有广泛的应用前景。由于风电并联电网的电压稳定性和无功补偿趋于一致,在实际并网过程中,风电场在风电场设备上安装基于无功吸收的无功补偿装置,以完成其动态补偿,有效地降低振动,这是由系统的传输功率引起的,也是改善电网运行环境的重要途径。

(二)光伏发电技术

太阳和地球的运动使太阳能不断地向地球辐射能量。这种辐射能量非常大。合理利用这一太阳能资源,可以创造巨大的效益,改变传统的能源使用结构。在光伏发电技术的应用中,光电效应是最重要的部分。当相关物质受到电磁波长时间照射时,物质中的电子在电磁波的作用下被激发,PN结构具有光伏效应。半导体照明是这种效应的直接原因。不稳定的电子总是处于运动状态,并形成相应的电势。太阳能光伏发电厂主要利用光电效应实现太阳能向电能的转化。在太阳能光伏发电系统中,电池调节器、光伏电池组和直流逆变器是重要的组成部分,每个部件在发电厂的运行中都起着重要作用。

在太阳能光伏发电系统中,电池组是一个不可触及的部分。由于太阳能电池种类繁多,在实际应用中,应结合发电系统的运行要求,确保电池选择的科学性。硅基薄膜光伏电池很少用于光伏发电厂。目前,聚光光伏电池的应用频率相对较高。与其他类型的电池相比,这些类型的电池具有更好的浓缩效果,但其成本相对较高。在应用中,通常需要配备合适的散热器和浓缩系统。

光伏阵列模式的选择直接关系到光伏发电的整体效率。光伏发电厂配套光伏组件一般分为单轴跟踪、固定跟踪和双轴跟踪。在电力系统中,使用这些光伏组件可以有效地保证发电效率,但必须保证安装倾斜。

(三)其他新能源发电的应用。

燃料电池发电的应用。燃烧电池也是一种现代新能源技术。在应用中,它可以将化学能转化为电能,并将改善电力系统的发电质量转化为新能源。同时,在燃料电池发电技术的支持下,在能源系统的运行中,只需输送合理数量的供给燃料和氧化剂即可获得所需电能,实现对这类新能源的科学响应。

海上发电的应用。为了避免船舶发电系统运行中的能量不足,我们需要考虑这一点,以最大限度地提高发电系统的效率。具体表现为:设置可靠的转换装置,加强波浪发电技术的使用,将其转换为机械能、气动能和液压能,满足相关生产计划顺利实施的要求,在能源系统运行中保持海洋能源的良好利用;重视潮汐发电技术的应用。潮汐是一种自然现象,在太阳、月亮和其他天体的引力作用下,海洋的水位发生变化后会发生波动。在发电过程中,水位差可用于将海洋能源转换为电能。此外,该发电技术具有储量大、成本低的技术优势。因此,电力系统应确保充分利用潮汐发电,实施适当的生产计划,为系统运行中增加储能提供适当的技术支持,并丰富缓解能源危机所需的参考信息。

地热发电的应用。当考虑发电、功能和空调的能耗时,可以考虑地热能的应用。在这种发电技术的应用中,热能可以先转化为机械能,然后再转化为电能,可以满足室内空调、洗浴等的要求。因此,在选择新的发电技术在能源系统中时,应深入考虑地热发电的应用,了解其应用现状,避免能源系统运行中的发电问题,并有效地完成新发电的运行计划。

三、结束语

随着我国社会经济的不断发展和工业化进程的加快,我国人民生产生活对能源的需求不断增加,这对我国发电项目的发电效率提出了重大挑战。传统的火力发电效率低,对环境破坏大。在全球能源和环境问题的背景下,有必要不断开发新的能源发电技术,以取代传统的火力发电技术。目前,国家更加重视发电厂发电系统的节能优化。因此,发电公司应不断更新其发电系统,以提高能源效率和减少污染。以发展节能电厂发电系统为主要目标,降低电厂热耗,进一步提高运行效率。同时,供电系统也要在人们的现实生活中不断创新和改革相关的新能源技术。

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