新能源發電技術在電力系統中的有效應用

劉曉琳　張陽玉　褚淵

摘要：近年來，隨著各行各業的快速發展，電力資源逐步成為不可或缺的資源。傳統的發電技術不僅無法滿足日益增長的電力需求，還存在能源消耗與環境污染問題，成為制約電力行業發展的重要因素。在可持續發展理念的推進下，新能源的開發與利用成為主流趨勢，新能源發電技術逐步成為電力網絡中一種重要的發電方式，其電能資源滿足了電力需求。

Abstract： In recent years， with the rapid development of all walks of life， power resources have gradually become indispensable resources. Traditional power generation technology not only cannot meet the growing power demand， but also has energy consumption and environmental pollution problems， which has become an important factor restricting the development of the power industry. With the promotion of the concept of sustainable development， the development and utilization of new energy has become the mainstream trend， and new energy power generation technology has gradually become an importantmethod in the power network， which can meet the power demand.

關鍵詞：新能源發電技術;電力系統;有效應用

Key words： new energy power generation technology;power system;effective application

中圖分類號：TM73? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）12-0218-02

0? 引言

市場經濟的快速發展，加快了我國的工業化進程，生產生活中的電能需求逐年增加。如果單純依賴傳統的發電技術與方式，往往難以滿足電能使用需求，還會造成更加大的能源與環境問題。當前，新能源發電技術在電力系統中逐步得到了普遍的應用，與傳統的發電技術相比，新能源發電更為清潔，能夠大大減少能源的消耗與環境的污染問題，促進電力行業的可持續發展。因此，新能源發電技術將逐步成為電力系統中的關鍵技術。

1? 發電工程中的新能源發電技術類型

1.1 太陽能

太陽能作為當前應用最為廣泛的一種清潔能源，其在新能源發電技術中的應用能夠取得理想的技術應用效果[1]。與其他的能源資源相比較，太陽能的獲取與利用相對便捷與穩定，在具體的應用中，直接應用相應的技術，就可以實現太陽能向電能的轉化，比如，經由太陽能電池板。但是，當前的太陽能利用中，其利用率有限，未來需要加大技術研發，提高太陽能的能源利用率。

1.2 風能

風能發電也極為常見，其在具體的應用中，可以借助于專業技術，實現風能向機械能、電能的轉化。相比較而言，西歐風能利用技術相對成熟，在農業與工業活動中，風車的使用實現了風能的轉化，滿足了生產生活需求。在風能發電技術下，將風力發電設備安裝于相應的建筑結構中，不僅可以提高建筑的功能效益，還能夠實現自然界風能資源的利用，增加電力系統中的電能供給。

1.3 地熱能

地熱能主要產生于地球內部的熱能資源。但是，地熱能的應用中，其技術相對復雜，主要是由于地球內部的溫度極高，直接獲得地熱資源加以利用顯然是不現實的。而地熱能的利用主要是將地熱能轉化為電能資源，提高地熱資源的利用率。

2? 新能源發電技術及其應用

2.1 風電技術

風力資源是自然界中的重要資源，其儲量極其豐富，這也為風能資源的利用創造了良好的前提條件。風力發電技術下，主要是將風能資源轉化為相應的機械能資源，借助于風力發電機，最終將風能轉化為電能[2]。

2.1.1 風機類型

風力發電技術條件下，風機是其中的主要設備。一般情況下，根據風機裝機容量的大小，其主要包含了大、中、小類型。風機選擇時，需要結合風力發電要求，來進行風機類型的選擇。風機容量與槳葉長度之間存在著緊密的聯系。以發電機轉速為劃分標準，風機主要包含了變速、恒速與多態定速類型;而以風能驅動作為劃分標準，風機有順風與逆風、高速與低速之分。

2.1.2 設備的組成和功能

風力發電機的基本構成如圖1所示。輪轂、塔筒等都是風力發電機的核心構件，其中，葉輪葉片、輪轂與變槳系統是構成了風輪子系統，整個發電機的運行過程中，葉輪葉片的形狀直接決定著整個發電機對風能的吸收程度。如果切出風速在風機風速以下，其氣動制動是經由葉尖的旋轉運動來實現的，如果在風力發電機的運行過程中，葉片無法維持其正常的運行狀態，要及時采取必要的防護措施，避免葉片異常運動所引發的各種問題[3]。

2.1.3 風機控制技術

當前，在電力系統中，風電技術是一種重要的并網技術，其并網主要是借助于變速異步發電機、雙饋異步發電機、雙速異步發電機來實現的。

相比較而言，如果要發揮風機并網的最大作用，必須要保障風機并網的機組功率、轉速，而這兩個指標的實現往往是通過槳距的調整來進行，在此過程中，最大功率追蹤法的應用，使得風電轉換功率大大提升，風機并網在電力系統中發揮了應有的作用，提升了供配電的整體質量。

2.1.4 無功電壓控制技術

風力發電技術中，由于電力系統內對于并網有著較高的要求，在實際的應用中，風電并網點與無功補償的電壓穩定性相同，這就使得風電場能夠以無功補償為基礎，借助于無功補償設備，實現良好的無功電壓控制，這種補償控制具有明顯的動態性，優化了電力系統的電力輸送環境。

2.2 光伏發電技術

太陽與地球運動使得太陽能不斷將其能量輻射于地球，這種輻射能量極大，這種太陽能資源經由合理的利用，能夠創造出巨大的效益，改變傳統的能源利用結構。

2.2.1 光電效應

光伏發電技術的應用中，光電效應是其中最為重要的部分。當相關的物質長期受到電磁波照射時，其物質內部的電子就會在電磁波的作用下被激發，PN結構出現光生伏效應，半導體光照是引發此效應的直接原因[4]。而不穩定的電子始終處于移動狀態下，形成了相應的電勢。太陽能光伏發電系統主要是應用光電效應，來實現太陽能向電能的轉化的。太陽能光伏發電系統中，蓄電池、電池控制器、光伏電池組、直交流逆變器是重要組成，在發電系統運行時，各個部分發揮著重要的作用。

2.2.2 電池組

太陽能光伏發電系統內，電池組是其中不可獲取的組成部分。由太陽能電池組的類型相對較多，在實際的應用中，應結合發電系統運行要求，保障電池組選用的科學性。以晶硅電池為例，其有單晶與多晶之分。而硅基薄膜光伏電池與其他類型的太陽能電池相比，其工作效率相對較低，而化合物薄膜電池的應用，會產生嚴重的污染，危害人體健康，因此，在光伏發電系統內，這類電池基本的應用極少。當前，聚光光伏電池的應用頻率相對較高，這種電池與其他類型的電池相比，其聚光效果更好，但是其成本相對較高，在應用時，往往還需要配備相應的散熱器與聚光系統[5]。

2.2.3 選擇光伏陣列方式

光伏陣列方式的選擇，直接關系著光伏發電的整體效率。通常情況下，光伏發電系統內，支撐光伏組件包含了單軸、固定與雙軸跟蹤類型。在電力系統內，應用這些光伏組件，有效保障了其發電效率，但是，需要保障安裝傾角的大小。光伏陣列方式的對比如表1所示。

2.3 地熱發電

近年來，隨著技術的進步，地熱資源的應用越發普遍，地熱資源在發電、供暖與空調制冷方面都有著廣泛的應用。以地熱發電技術為例，其在應用時，主要是能源的轉化過程，地熱能經歷了向機械能與電能的轉化過程。這種地熱發電技術相對簡單，其應用有效緩解了我國的能源消耗困境。

3? 新能源發電技術的應用與發展建議

3.1 明確各方責任，全方位促進發展

雖然新能源發電技術在電力系統中發揮著越來越重要的作用，具有明顯的技術優勢，但是，在具體的應用中，由于參與部門相對較多，為保障新能源發電方式符合電力增長需求，必須要在技術應用中明確各方的責任，實施全方位管理與監督，保障新能源發電技術應用中責任制度的落實，實現新能源的高效開發與利用，改善傳統的電力網絡結構。

3.2 加強新能源發電統籌工作

新能源發電技術在電力系統中的應用，還需要做好相應的統籌工作：①各級政府部門需要結合區域內的電力系統結構、電力增長需求，制定完善的新能源發電總體規劃，將此規劃作為未來新能源發電技術應用的重要指導，保障電力資源供應。②相關部門要結合區域現狀，制定可行的新能源發電目標，嚴格安排相應的電網建設任務，保障電力系統的優化。

4? 結束語

近年來，新能源發電技術成為電力網絡中的核心技術，通過這些發電技術，不僅實現了太陽能、風能等可再生資源的有效利用，還大大緩解了我國的能源危機，發電量滿足了電力增長的需求，維持了正常的生產生活活動，創造了巨大的經濟與社會效益，因此，要加大在新能源發電技術方面的投入，促進電力行業的現代化發展。

參考文獻：

[1]邵勇.新能源發電技術在電力系統中的應用效果淺談[J].城市建設理論研究（電子版），2018（07）：4.

[2]鄭雷濤，尹柳.特色專業建設中新能源發電技術的應用分析[J].通訊世界，2017（17）.

[3]田蓬勃.新能源發電技術在電力系統中的應用效果研究[J].中國設備工程，2018（22）：214-215.

[4]趙晉京.新能源發電技術在電力系統中的有效應用[J].電子技術與軟件工程，2019（22）：235-236.

[5]曹海彬，徐波，樊志偉，等.電力電子技術在電力系統中的應用及前景[J].農家參謀，2019，618（09）：242.