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新能源发电技术在电力系统的应用

期刊目录网电力论文发表2019-11-29 10:18关注(1)

  本文概述了新能源发电技术及其应用和难点,仅供相关研究人士借鉴。

新能源发电技术在电力系统的应用

  【关键词】新能源;发电技术;电力系统;应用

  1概述新能源发电技术

  1.1新能源介绍

  新能源是指通过对新技术的应用开发的如水能、风能、太阳能、地热能等的可以有效利用的再生能源;还包括甲醇、酒精、沼气、氢能等,如石油、天然气、煤炭等应用广泛的能源则被称作是常规能源。由于常规能源是有限的,而因为其也产生了突出的环境问题,各个国家和地区纷纷致力于研究和开发环保型可再生能源。

  1.2新能源技术的发展

  从相关科研技术的转化成果来看,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、推广阶段以及生产阶段。目前,部分新能源技术的发展已逐步进入完善和成熟阶段,如,核电、太阳能热水器以及沼气等等,并且诸如生物质发电、太阳能光伏发电以及地热发电等也在不断的研发中走向成熟,大中型沼气池、地源热泵只有具有一定规模才能使其成本降低,当前还正在逐步推广;而燃料电池、氢能制备和储存、潮汐发电、太阳能热发电已经在技术上获得成功,但还有较大的提升空间,当前也在做进一步的示范工作等;其中开采和勘探天然气水合物、纤维素乙醇等工作、受控核聚变等技术的研发还正在进行。

  2新能源发电技术及其应用

  基于应用程度、规模和技术安全性方面分析新能源发电技术,其中风电和光伏发电技术是相对成熟的,下文就针对这两种技术及其应用做了相关论述。

  2.1风电技术

  风力资源在全球都占有重要的地位,其储量高于人类所能掌握的任何能源。风力发电指的是利用风能形成相应的机械能,可以有效驱动风力,而把机械能向电能转化则靠的是风力发电机。2.1.1风机类型从装机容量来看,可以大、中、小不同类型对风机进行划分,并且在某种程度上风机容量与桨叶长度存在密不可分的关系。而水平轴和垂直轴的风轮是按照其结构划分的;以相关功率为基础对定浆、主动失速、变桨风机进行系统调节;而变速、恒速、多态定速风机则是以发电机的转速进行划分的;根据风能驱动主要包括顺风与逆风、低速与高速等类型的风机。2.1.2设备的组成和功能机舱、塔筒以及风轮等是风力发电机的基础组成部分,其中,就是风轮又涵盖多子系统,如,轮毂、叶片以及变桨系统,而叶片的形状又对其吸收风能的程度起着决定性的作用。假如切出的风速小于风机的风速时,它主要利用叶尖的旋转完成了气动制动。如果叶片的运行出现异常,要及时的针对裂纹、腐蚀、覆冰等现象对风机叶片做好防护和保护。2.1.3风机控制技术一般情况下,并网发电机主要分为三种不同类型:(1)变速异步发电机;(2)双馈异步发电机;(3)双速异步发电机。风机并网对机组功率和转速控制效果的实现主要依赖于对浆距的改变,可在此过程中最大限度的利用最大功率追踪法,转换风电功率。基于新技术的依托,基于优化应用模糊控制方式,新型并网技术能够在极大程度上系统调节转速和功率,通过运用神经网络合理的预测风轮的气动特性和控制叶片的桨距,可使其得到最大程度的应用。2.1.4无功电压控制技术由于风电并网点和无功补偿两者在电压稳定性方面趋于一致,因此在实际并网过程中,风电场在无功吸收的基础上,将无功补偿装置安装于风电场设备之上,以此完成对其动态性补偿,使系统由于输送功率造成的震荡情况有效降低,也是电网运行环境得以改善的重要途径。

  2.2光伏发电技术

  地球能量作为太阳辐射的重要部分,太阳能不断的向地球进行辐射,这种能量每秒钟的辐射大约相等于500万t标煤产生的能量。通过对该部分能量的合理利用,可获得更多的经济和环保效益。2.2.1光电效应物质在接受特定电磁波照射后,内部相关电子被有效激发。由PN结所构成的光生伏效应主要是由于半导体光照所导致。不稳定的电子—空穴对的移动,而电势通过对P与N两侧的电子的影响使其形成相应的电势。太阳能光伏发电系统的组成主要包括蓄电池、电池控制器、光伏电池组、直交流逆变器等。2.2.2电池组因太阳能电池包括的类型较多。晶硅电池可分为两种,一种是单晶电池,另一种为多晶电池;相较于其他类型,硅基薄膜光伏电池在工作效率方面能力表现略显不足,而化合物薄膜电池对环境和人类容易产生严重污染和危害,因此该类型电视使用频率较低。当前最高效率的电池主要是聚光光伏电池,但需要有散热器和聚光系统配备,为对其聚光效率提供保障而投入的设备成本,要比其发电产生的效益大出许多,因此想要在商业方面对聚光电池进行有效的应用还需要对其加强研究。2.2.3选择光伏阵列方式支撑光伏组件主要包括单轴、固定式、双轴跟踪三种。这三种光伏组件可使其工作效率分别提升20%、25%、30%,但应重视安装过程中的倾角问题。表1为光伏组件的阵列对比。2.2.4逆变器其作为重要的光伏发电的一部分,应该在综合分析性能、效率、采集数据、保护功能的基础上对逆变器进行合理的选型。当前可以选择的逆变器形式主要有三种,表2主要比较了逆变器的优缺点。

  3新能源发电技术的难点

  3.1低电压风机穿越技术

  在风里发电技术中比较关键的技术是低电压穿越技术。当降低风机出口的电压时,如果不对低电压的穿越情况进行考虑,造成风区内风机出现大面积的拖网现象,导致正片风区全部发生瘫痪,电力系统也因此出现不稳定的情况。因此当前在设计的时候都对风机的低电压穿越能力有较高的要求,使这种低压运行的影响对风场的安全性的威胁发挥有效控制的效果。此外,在处于低电压状态时,若要保证风机继续保持强大的穿越能力,应以电压本身为切入点,对其进行更加科学合理的设计,如果发生凹陷的电压区域是风机出口,可通过对SVG、AVC等技术的有效应用使其快速接近正常水平,最大限度的为低电压风机穿越性作业的开展提供有利环境。

  3.2光伏电站SVG调压技术

  对于光伏电站而言,特别是末端电源点电站容易受到电压的影响,而电站调整能力相对较低,所以此时有效发挥SVG的性能就显得非常重要。SVG的调节主要分为恒功率因数、恒电压模式、恒无功模式情况下功率因数为0.98的模式等。根据电压省调的模式,恒功率因数主要对其日常的运行实现合理的控制,并按照负荷动态的调整其武功变化情况;假如系统电压相比较于额定电压,有10%的超出量,这时针对电压相应的调整需求恒功率的控制模式是无法实现的,此时便需要投入恒电压模式,例如某电站(35kV)调整SVG电压时,如果把其负荷增加,达到38.5kV的母线电压,在其运行时,SVG应投入目标电压为38kV的“恒电压”模式,在小负荷情况下,其运行时SVG应投入0.98的恒功率因数。

  3.3光伏组件PID效应治理

  所谓PID光伏组件效应主要是指电位在某种程度上出现逐渐衰弱现象,因为在高压下组件的工作时间较长,受集聚的电荷与漏电流的制约,降低了组件的性能,甚至可出现超过50%的下降情况,而且在温度、湿度和盐碱区域较高的情况下PID效应程度更高。关于PID效应的有效治理主要分为以下几个方面:(1)系统方面:针对作业于夜间的电压以及大地反向电压的不断施加,可通过对新工艺和新设备,如逆变器的有效应用,达到减弱和降低PID效应和系统电压的目的;(2)组件方面:因组件PID的诱因是高湿,因此亟需提升组件的密封性,可实现对EVA生产工艺以及原料配比等进行系统强化,从根本上促使EVA胶膜抗PID效果的全面提升;(3)电池方面:电池是十分重要的抵抗PID因素,可以把SiN减反层和发射极改变,但是会影响到发电设备的造价和效率等。

  4结语

  总之,随着电力系统中广泛的应用新能源发电技术,通过对设备的设计、选型、对比等有效掌握,分析生产和运营新能源过程中的难点,并制定针对性的措施,同时还要根据当前生产模式,对电力系统中新能源发电技术的作用加强研究,并通过新设备和技术的及时更新,促进电力系统的发展。

  参考文献

  [1]邵勇.新能源发电技术在电力系统中的应用效果浅谈[J].城市建设理论研究(电子版),2018(07):4.

  [2]田蓬勃.新能源发电技术在电力系统中的应用效果研究[J].2018:214-215.

  [3]李广济.电力系统中新能源发电的运用研究[J].山东工业技术,2018(05):71.

  [4]伍广正.新能源在电力系统的发展及应用[J].低碳世界,2017(33):109-110.

  作者:赵晋京

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