新能源发电技术在电力系统中的有效应用
郝悦
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郝悦,. 新能源发电技术在电力系统中的有效应用[J]. 发电技术与研究,2023.3. DOI:10.12721/ccn.2023.157431.
摘要: 能源结构发展至今,我国目前的能源结构依旧是以传统能源为消费主体。同时对于传统能源的消耗量也在日益地增加,由于传统能源大多属于不可再生能源,因此调整能源结构,利用新的技术优化能源消耗结构,让新能源代替传统能源,以此来更好地满足当今市场的需求。
关键词: 新能源;发电技术;电力系统
DOI:10.12721/ccn.2023.157431
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1 新能源发电技术在电力系统中应用的现状

1.1 新能源决策

新能源一般是指基于太阳能、生物质能、水电、风能、地热能、波浪能、潮汐能、潮汐能、海洋表层和深层热循环等新技术开发和应用的可再生能源,以及氢气、沼气、酒精等等,例如,风能,水能,氢能已经成为可再生能源的主要来源。由于传统能源的有限性和环境问题的日益重要,许多国家越来越重视环境友好型的新能源和可再生能源。

1.2 新能源技术的发展

新能源的发展根据技术的成熟度和技术改造的程度可分为四个阶段:研发、示范、推广和产业化。核电、太阳能热发电、沼气等技术已进入产业化成熟阶段,而太阳能发电、风力发电、生物质能发电、地热发电和生物燃料等技术大多成熟,处于产业化初期或中期。地热泵和大中型沼气炉正处于融资阶段,因为需要规模经济来降低成本。乙醇纤维素、天然气水合物的勘探和生产、可控核聚变等仍处于研发阶段,但还需进一步完善。

2 新能源发电技术在电力系统中的有效应用

目前,新的发电技术从规模、范围和技术安全性等方面进行分析,其中最成熟的是风电和太阳能发电。

2.1 风力发电技术

风能是世界上最重要的资源之一,其储量是目前人类可利用的其他资源的十倍以上。风能的产生是将风转化为机械能,驱动风再通过风力发电机将机械能转化为电能。

1)风力发电机的类型。根据装机容量的不同,风力发电机可分为小型、中型、大型和特大型。风力发电机的容量越大,叶片就越长。根据风力发电机的设计,可分为纵轴结构和横轴结构两类。根据功率控制方式的不同,可分为变攻角汽轮机、主动齿轮箱汽轮机和固定攻角汽轮机。根据发电机转速的不同,可以分为恒速风力发电机、变速风力发电机和恒速风力发电机。不同的能源形式可以分为海上风电和陆上风电两类。风能可分为高速和低速风力发电机,上游可分为风力发电机和风力发电机。

2)设备配置和功能。风力发电机主要由风机、短舱、基础和塔筒组成。风机通常由叶片、轮毂和插接系统组成,叶片的形状决定了风能吸收多少能量。如果风机的风速高于静止风速,则高度依赖旋转叶片的末端进行空气制动。如果风机叶片因结霜、腐蚀、裂纹等情况而不能正常运行,需要及时对风机叶片进行保护和防护。

3)风机控制装置。由于新技术的快速发展,新的网络连接技术采用了被广泛使用的控制模式,通过神经网控制叶片对风力发电机的转速和功率进行控制。风电场还必须配备SVG等无功补偿器,以预测风机的空气动力特性和风机与电网的距离,以获得良好的效果。

4)被动式能源管理技术。由于风电场并网运行会消耗无功,因此稳定风电场的网络电压与平衡无功同样重要。

2.2 太阳能发电技术

太阳辐射其实是地球上最重要的能源。太阳的能量不断地释放到地球上,每秒钟释放的能量相当于500万t标准煤。

1)光电效应。PN耦合的光电效应,当特定物质的电子受到特定电磁波的照射时,刺激形成电子,主要是来自半导体的光,形成不稳定的井对,不稳定的井对在电动势的影响下迁移,井的P侧和N侧的电子形成势。光伏系统由太阳能电池、蓄电池控制器、蓄电池和AC/DC转换器组成。

2)电池组。太阳能电池通常分为晶体硅太阳能电池、薄膜太阳能电池、复合薄膜太阳能电池、半导体有机太阳能电池和聚光器太阳能电池。晶硅电池有单晶和多晶点,薄膜硅基太阳能电池效率低,薄膜复合电池具有环境污染小、人身危害大等缺点。有机半导体太阳能电池正在开发中,国内尚无使用实例。聚光型太阳能电池是目前效率最高的,但需要配备聚光系统和散热器。要确保提高效率和资本投资的收益大于增加发电量的收益,还有很多工作要做,聚光器太阳能电池的商业化还需要较长时间。

3)光伏板的选择。支持太阳能电池组件的方法包括单轴、双轴和三轴筛选,单轴筛选可提高效率20%,双轴筛选可提高效率25%,高精度双轴筛选可提高可以提高30%的效率。选取太阳能模块时要注意对于太阳能模块设计方法的比较,因为不同的设计,其中有关的发电增益、成本增幅、占地面积、以及支架维护量都会有不同的区别,从中选取适合的设计才是正确的选择。

4)变频器。变频器是太阳能发电最重要的设备。在选择变频器时,要考虑功率、效率、直流输入电压范围、保护功能、监控功能和数据采集功能。

3 新能源发电技术的重要技术

3.1 风力发电机的低压飞行技术

低压输电(LVT)无疑是风电技术中的一项重要技术。当风电机组的输出电压除LVT外均降低时,风区的风电机组会出现雪崩,最终导致整个正风区瘫痪,危害电力系统的稳定。因此,现在必须对风电机组进行低电压设计,以减轻低电压对风电场安全运行的威胁。为了保证低压风力发电机组的生存能力,在设计电压的基础上,使风机在受到冲击、SVG等压力的地区的输出电压能迅速恢复到正常水平,从而保证低压风力发电机组的生存能力。

3.2 SVG-PV装置的电压控制技术

光伏装置,尤其是安装在插座末端的光伏装置,过电压的风险最大,调整的可能性有限;为了使GVS的功率利用率达到最佳,GVS的控制方式有三种:直流电压、恒功率因数和恒无功因数,设定为0.98。在日常运行中,局部控制所需的电压控制基本上是恒功率因数控制,无功功率的变化是动态适应负荷的,如果系统电压超过额定电压的10%,在恒功率控制不能满足要求的情况下,必须启动恒功率控制,如35 k V电厂的SVG电压控制方式:当负荷增加时,必须启动桩电压;5 k V时,SVG工作在恒压模式(预计电压38 k V),如果负荷较低,SVG工作在恒功率因数模式(恒功率因数:0.98)。在低负载时,SVG工作在恒功率因数模式下(恒功率因数:0.98)。随着母线电压的升高,母线电压也会升高。所述设备的总线电压的增加包括对控制器过电压的保护,并将所述设备从列表中移除。

3.3 检查太阳能电池组件的PID效应

所谓PID效应,是指光伏组件的电位诱导退化(PID),即组件长期工作在高电压下,由于漏电流和负载积聚的影响,导致组件输出迅速降低。

1)系统方面。大年夜模块与地之间施加反向电压,并采取新工艺—微波逆变器,降低体系电压,降低PID效应。

2)模块方面。湿度过高是导致模块内囊性纤维化的主要原因,所以模块的密闭性很重要。

3)电池。电池是PID抑制的重要因素,Si N发光层和抗反射层的变化会影响发电效率和设备成本。

4 结语

新能源技术的发展,为人们的生活带来了诸多的便利,它不仅仅是一种技术型的改革,同时也与人们日常的衣食住行有密切的关系,新能源的革命也会成为人们生活方式的一场革命。对于新能源发电技术的研发与升级,注重新能源生产销售过程中的问题进行深入的研究与思考,才是优化电力系统,为人们生活谋福利的正确选择。

参考文献

[1]张铁龙.新能源风力发电技术研究[J].技术与场,2020,27(11):116.

[2]全斌.新能源发电在电力系统中的发展前景[J].科技风,2020(29):126-127.

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