淺析幾種不同發電形式

耿若楠 姚昆鵬

摘要：本文主要介紹了變電站設備配置，電廠實際的接線形式，設備的參數及其技術發展方向，全面總結了火電廠的生產過程和減少污染的方法，風力發電和光伏發電等新能源發電的現狀和發展前景。同時描述了一次設備、二次設備在調度中的作用、判斷設備是否發出有功功率或無功功率等。

關鍵詞：電氣設備;清潔能源;繼電保護;火力發電

目前我國常見的發電方式主要有四種，主要利用的能量依然是自然界的水能、熱能、光能和風能，本文就這四種常見的發電形式展開討論，在討論之前先介紹一下電力系統中重要的組成部分——變電站。

一、變電站

以鐵嶺市世紀電力設備有限公司為例，該單位主要從事電力設備的研發，每年能夠生產1000臺真空斷路器、3000組戶外高壓交流隔離開關、24000支復合絕緣子。講解變電站選用2臺90MVA的三繞組變壓器，廠用變壓器容量180kVA。

現在電站基本上采用無人值班的模式，保證了工作的安全性。在廠房的側面是控制柜，基本上都是用電腦監控、檢測和控制的。控制柜實行密碼控制模式，只有上級調度發布命令時相應的值班人員才會執行操作，為了防止誤操作設置密碼控制，此外如果遇到緊急情況會打開緊急按鈕，保證問題處理的及時性。隔離開關的作用是改變運行方式，保證安全距離，在檢修和維修時斷路起到隔離作用，沒有滅弧能力，而斷路器有滅弧能力。

二、火力發電

計算機技術在火電廠發展中有非常重要的作用，目前火電廠向著更清潔方向發展。近年來，上海第三火電廠引發我們的關注，全世界最清潔的煤電廠——上海第三火電廠是效率最高、用煤最多，但排放量最少的火電廠。馮教授介紹，他們將燃燒后的煙氣再利用，實現零能耗，減少了處理煤的過程，在環保的道路上拓寬思維實現節能。

我國火力發電仍為主要發電方式，其生產過程利用了能量轉換的原理，煤的化學能經過燃燒變為熱能。火電廠的冷卻塔中水是循環冷卻劑，常見造型是雙曲線，它的建筑大小由生產情況決定，工作原理是將吸收的熱量排放到大氣中，與空氣流動接觸后進行冷熱交換，由此起到散熱的目的?；痣姀S中高壓缸和中壓缸內蒸汽方向相反，這是為了平衡軸向推力。其排出的“白煙”不是污染物而是水霧，是可以不用消除的?；痣姀S電源采用蓄電池，配套自動化監測系統，主控室是整個電廠的中心。大型機組都設置有前置泵，小型汽輪機驅動，備用泵用小型電動機驅動，燃料燃燒情況用工業電視監控，功率頻率用數碼管監視。

此外，華能秦嶺公司擁有660MW超臨界機組，其額定出力622.511MW。上海第三火電廠指電廠三期，容量是：2×1000MW，同時配套建設煙氣脫硫設施。

三、風力發電

這里主要參考國網許繼集團，主要研究對象是電力裝備，擁有多個500kV換流站，秦山核電站，并在電動汽車充電樁方面和智能電網方面有創新性研究。

隨著各國綠色可持續發展政策的推進，風能的發展越來越重要，成為電網主要能源之一，對其研究發展有利于進一步減少環境污染，降低風能發電成本。最早開始應用風力是發明風箏的韓信，但是真正利用風力是在宋代，南方大量各地建造大量風車幫助人們提水，而將風能轉換為電能，設計轉換裝置是蘇聯100kW的風力發電機。但是風能的轉換率很低，大約為56.7%。風能作為重要清潔能源，提高轉換效率，提升利用率是主要發展方向。

我國風能資源最豐富的的地方在西藏、內蒙以及沿海地區，風能的應用對當地的地勢和氣候條件有較高要求，除此之外，還要考慮對野生動物的保護。風能發電作為電網能量運用的一種，應滿足電網的統一調控，這就需要網絡的普及和分區域“個性化”調節。讓我們記憶猶新的是：2013年蒙網單風力發電大于市場需求的過剩問題和北方冬天供應小于需求，調峰不能滿足的問題。

四、光伏發電

以國電投平頂山姚孟發電有限責任公司中的遼寧朝陽500MW光伏發電項目為例。該項目位于遼寧省，功率500MW，天氣晴朗時，發電量可供上萬戶家庭用電一個月，每年可以節約煤炭消耗近40萬噸，減少二氧化碳排放67萬噸。

一般情況下，光伏板位于山頂，每個組塊有22個光伏板，每個有60塊電池。安裝時要注意逆變器和光伏板的接地，不然逆變器輸出交流電在陰天時很容易造成工作人員觸電。匯流箱是16進1出，廠區內，選用輸電線路是電纜線。每一個開關上都有一個間隔保護裝置，保護一次設備，減少故障范圍，電壓互感器只進不出。

太陽能光伏板發的電可以存入國家電網或者蓄電池，分別叫并網系統和離網系統。太陽能光伏板和其配合使用的專用電線，使用年限都是25年，光伏板根據每個地方不同的地理位置與光照角度都有特定的朝向。由于光能是可再生能源，且其具備充分的清潔性和普遍性，這一技術現在在我國能源行業有著十分重要的地位。它將光能轉化為電能的中間流程中不需要通過熱過程，這也是其非常重要的優越性。光光伏板發的電為直流電，需要逆變器轉化為交流電，穩壓穩流。離網系統在生活中用的很多，比如太陽能路燈、太陽能充電寶等。

五、總結

雖然目前火力發電仍然是主要發電形式，但是在文明環保的新時代下，我們要進一步學習知識，在做好環境保護的同時增加對節能新能源的應用。我國西北部太陽能資源豐富但發電能力小，這是因為這些地區需求小、產能低，需求促進發展創新，光伏發電的未來可期。光伏發電利用的是光電效應，相對風力發電受區域影響較小，有地面和屋頂兩種方式。光伏電站的一般運行周期為25年，那么到達周期后光伏板會如何處理，光伏板的裝配會不會影響氣候環境，這是值得我們進一步思考的問題。

合理的利用大自然機遇我們的能量，與大自然互利共贏是電力事業持續發展的目標。目前風能是最清潔的能源，利用方式是發電和提水。解決不同地區風能利用矛盾性問題可增強儲能措施，這就要求儲能技術的進一步提升。

參考文獻：

[1]陳前進.火力發電廠電氣節能降耗技術措施探討[J].通信電源技術，2019，36（02）：265-266.