賀奕銘　李坤

【摘 要】我國(guó)電力系統(tǒng)發(fā)電所需能源種類眾多，近年以風(fēng)力發(fā)電和太陽能光伏發(fā)電等新能源發(fā)電為主。基于此，本文將著重介紹風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、氫能發(fā)電以及生物質(zhì)能發(fā)電，并對(duì)其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行闡述，希望對(duì)新能源發(fā)電的應(yīng)用提供有效參考。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)；新能源發(fā)電；發(fā)電形式

前言：目前，我國(guó)能源消耗總量不斷增加，傳統(tǒng)能源依舊占據(jù)消耗總體地位。因此，要想改變能源現(xiàn)狀，就應(yīng)選擇開發(fā)利用包括太陽能、風(fēng)能等可再生能源。可再生資源不同于傳統(tǒng)的煤炭、石油、天然氣等常規(guī)能源，具有持續(xù)使用性，并且不會(huì)造成環(huán)境污染。

1.新能源發(fā)電形式

為了環(huán)境保護(hù)和能源的可持續(xù)發(fā)展 ，應(yīng)逐步采用新能源進(jìn)行發(fā)電。主要有以下四種形式：第一，風(fēng)力發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電是實(shí)用性最高的發(fā)電方式之一，因?yàn)槠滟Y源豐厚，相當(dāng)于水資源的十倍左右。風(fēng)力發(fā)電是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，其原理是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，再通過增速機(jī)提升旋轉(zhuǎn)速度，促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。第二，合理利用太陽能光伏發(fā)電。地球每天承受太陽的輻射，其每秒輻射的能量就相當(dāng)于常規(guī)能源煤炭燃燒500噸產(chǎn)生的能量[1]。因此，對(duì)其合理規(guī)劃，不僅可減少常規(guī)能源使用，還能達(dá)到環(huán)保的目的。由于目前正處于起步階段，國(guó)家應(yīng)給予一定的資金與技術(shù)支持。第三，氫能是通過化學(xué)手段制取出來、不依賴其余化學(xué)燃料就可以燃燒的可再生能源，其燃燒熱值高。據(jù)資料顯示，在同等條件下，每千克氫燃料燃燒產(chǎn)生的熱量約為汽油的三倍、焦炭的四倍多，其燃燒的產(chǎn)物除了水和少量處理得當(dāng)不會(huì)造成污染的化學(xué)物質(zhì)外，不會(huì)產(chǎn)生其它任何有害物質(zhì)。第四，生物質(zhì)能發(fā)電。主要包括農(nóng)林廢棄物的燃燒發(fā)電、沼氣發(fā)電等等。其原理是將生物質(zhì)直接放到鍋爐中進(jìn)行燃燒，利用其燃燒產(chǎn)生的蒸汽帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。目前，我國(guó)對(duì)新能源發(fā)電的重視程度逐漸加大，使其具有很大的發(fā)展空間。

2.新能源發(fā)電在電力系統(tǒng)中的運(yùn)用分析

2.1風(fēng)力發(fā)電的應(yīng)用

在進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電時(shí)，可將風(fēng)機(jī)按照不同標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃分。例如：按能源類型可以分為海上風(fēng)電機(jī)和路堤風(fēng)電機(jī)兩種；按照容量進(jìn)行分類，可劃分為小型、中型、大型和特大型四種，容量越大，葉片長(zhǎng)度越長(zhǎng)[2]。葉片的長(zhǎng)度和形狀還對(duì)風(fēng)能的吸收起到?jīng)Q定性作用，因此，要做好對(duì)葉片的保護(hù)措施，防止其出現(xiàn)腐蝕、裂紋等狀況。在使用風(fēng)機(jī)控制技術(shù)時(shí)，可接觸到三種發(fā)電機(jī)：雙饋發(fā)電機(jī)、雙速異步發(fā)電機(jī)和變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)。風(fēng)機(jī)的發(fā)電使用是通過改變漿距控制轉(zhuǎn)速和風(fēng)機(jī)功率，將風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，再將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的過程。隨著技術(shù)的發(fā)展，研發(fā)出新的并網(wǎng)技術(shù)，通過完整的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)葉片漿距進(jìn)行控制，使風(fēng)力發(fā)電效果最大化，同時(shí)，還能保證環(huán)境清潔，改善電網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)環(huán)境。

2.2光伏發(fā)電的應(yīng)用

近年來，太陽能光伏發(fā)電技術(shù)得到了迅猛發(fā)展，是目前利用率最高的發(fā)電方式。其具有并網(wǎng)光伏發(fā)電與獨(dú)立光伏發(fā)電兩種。其中并網(wǎng)光伏發(fā)電裝置主要有太陽能電池板、控制器、逆變器三種。而獨(dú)立光伏發(fā)電由太陽能電池組件、控制器、蓄電池三種設(shè)備組成，在進(jìn)行發(fā)電工作時(shí)要對(duì)其進(jìn)行區(qū)分。目前，國(guó)內(nèi)很多高校和技術(shù)部門也在多有關(guān)技術(shù)進(jìn)行研究與改善，使光伏發(fā)電逐步走向世界先進(jìn)水平。但仍應(yīng)注意光伏組件PID效應(yīng)，組件長(zhǎng)期保持高壓運(yùn)行，使組件性能迅速減弱，可從三方面進(jìn)行有效控制：第一，在系統(tǒng)方面。可在夜間改變電壓方向，施加反向電壓，利用新技術(shù)，減弱其影響。第二，在組件方面。高濕是產(chǎn)生PID效應(yīng)的主要因素，因此，為避免這種情況出現(xiàn)，要提高組件的密封性。在生產(chǎn)工藝上進(jìn)行原料篩選，優(yōu)化生產(chǎn)原料，提高EVA對(duì)組件的保護(hù)作用。第三，在電池方面。電池是抵抗PID的關(guān)鍵因素，可以考慮在發(fā)射級(jí)與SIN減反層上進(jìn)行改變，但這兩項(xiàng)技術(shù)會(huì)對(duì)發(fā)電效率以及設(shè)備造價(jià)產(chǎn)生影響。

2.3氫能發(fā)電的應(yīng)用

大型發(fā)電過程都是將發(fā)出的電送至電網(wǎng)，然后由電網(wǎng)統(tǒng)一輸送給用戶。但是由于用戶對(duì)于電量的負(fù)荷不同，電量到達(dá)的時(shí)間也會(huì)有所差異。因此，氫能發(fā)電的重要性就顯現(xiàn)出來，因?yàn)槠潆娋W(wǎng)啟動(dòng)比其它發(fā)電站的速度快，發(fā)電站的使用也較為靈活。目前，最新的發(fā)電方式是使用氫燃料電池進(jìn)行發(fā)電，將氫氣和氧氣經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)直接產(chǎn)生電能，不需要進(jìn)行燃燒，減少化學(xué)物質(zhì)的生成，能源轉(zhuǎn)化率也可達(dá)到70%左右。這種裝置的好處在于其污染少、噪音小、使用靈活?？茖W(xué)技術(shù)發(fā)展至現(xiàn)在，氫電池由原來的高造價(jià)、工藝復(fù)雜，改良成現(xiàn)在的造價(jià)低、實(shí)用性強(qiáng)。氫電池的種類繁復(fù)，包括：磷酸鹽燃料電池、固體氧化物性電池等等。其中，磷酸鹽燃料電池是最早的燃燒電池，如今工藝已經(jīng)成熟。例如：美國(guó)和日本已經(jīng)利用其發(fā)展技術(shù)建造了商用電站，燃料以氫氣、甲醇為主，空氣為氧化劑，但目前發(fā)電成本較高，與發(fā)展中國(guó)家以及不發(fā)達(dá)國(guó)家的發(fā)展前景不符。

2.4生物質(zhì)能發(fā)電的應(yīng)用

生物質(zhì)能是一種取之不盡用之不竭的可再生能源。生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)主要方式為直接燃燒和生物轉(zhuǎn)換。其中直接燃燒是最簡(jiǎn)單、最方便、最直接的方式，但是由于其生物密度低，通常運(yùn)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)的廢料處理上，在發(fā)電過程中，必須保證其轉(zhuǎn)化設(shè)備安全可靠，維修保養(yǎng)方便。我國(guó)的生物質(zhì)能發(fā)電主要出現(xiàn)在南方地區(qū)，其生物質(zhì)能發(fā)電系統(tǒng)主要有氣化系統(tǒng)、冷卻過濾系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)四個(gè)組成部分，其工作流程為：將生物質(zhì)，如秸稈放在氣化爐中充分燃燒，將其燃燒產(chǎn)生的燃?xì)膺M(jìn)行過濾和冷卻處理后再送入煤氣發(fā)動(dòng)機(jī)，將燃?xì)獾臒崮苻D(zhuǎn)化為機(jī)械能帶動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，再由發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能送入電網(wǎng)。

結(jié)語：綜上所述，新能源發(fā)電在電力系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，由于其具有污染小、發(fā)電快、可持續(xù)發(fā)電的的特性，使我國(guó)技術(shù)部門對(duì)其高度重視，并進(jìn)行深入研發(fā)與探討，在降低成本的基礎(chǔ)上將其廣泛應(yīng)用，這項(xiàng)任務(wù)任重而道遠(yuǎn)，愿技術(shù)部門對(duì)運(yùn)營(yíng)中的難題進(jìn)行專題分析，盡快制定對(duì)策，促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]田蓬勃.新能源發(fā)電技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用效果研究[J].中國(guó)設(shè)備工程，2018（22）：214-215.

[2]李廣濟(jì).電力系統(tǒng)中新能源發(fā)電的運(yùn)用研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018（05）：71.

（作者單位：華能云南富源風(fēng)電有限責(zé)任公司）