浅谈新能源发电技术

浅谈新能源发电技术

陈亭,张元发

黔东电力有限公司      贵州市557705

摘要：电力行业的“碳达峰，碳中和”和进度对双碳目标的实现和影响较大，因此必须加快构建以新能源为主题的新型电力系统。基于以新能源为主体的新型电力系统体系构建后，风电和光伏发电将会迎来发展的挑战和机遇，由于风电和光伏发电具有间歇性和波动性的特征，而储能是解决新能源发电不稳定的重要工具，所以未来储能发展是必然的趋势。

关键词：新能源；发电技术；应用要点

我国的新能源资源和各地的能源需求呈现逆向分布的特征，且储量丰富。生物质能资源年产出8.99亿tce，据统计，波浪能资源的储量为1285万kW，潮汐能资源储量为1.1亿kW，潮流能为1.4亿kW。从资源分布来看，风能较丰富的地区除了东部沿海之外，其它的主要集中在内蒙古、新疆以及甘肃和华北的北部。而太阳能资源只要分布在西藏、青海、新疆南部和内蒙古的西部。但是我国75%以上的能源需求都是在东部和中部地区，所以资源需求和分布逆向性较明显。

1新能源发电类型

1.1风能发电

风能资源既包括陆地资源，又包括近海岸资源。目前来看，风能发电是非水可再生能源发电中技术相对比较成熟且开发规模较大的一种发电方式，也是现在新能源发电的一个重点发展方向。风力发电系统离不开桨叶、机械传动系统、发电机、电力电子装置、升压变压器等这几个部件。我国风能资源十分丰富，我国的风力发电技术虽然与发达国家相比还有一些差距，但是也取得了一些进步。目前，我国的风电场的数量已有上百个，装机总容量高达260万千瓦。2015年我国的风能发电计划达到1500万千瓦，2020年将达到3000万千瓦。

2.2太阳能发电

太阳能是地球上永恒的一种能源，我国陆地面积每年接收的太阳辐射热量较多，属于太阳能资源比较丰富的国家。太阳能发电系统主要包括电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）以及逆变器几个部分组成。太阳能发电形式主要有两种：光伏式和光热式。光伏发电系统按照是否接入电网又分为离散型和并网型发电系统。离散型是可以直接利用直流电来供电，并网型则需利用一些装置将直流电变为交流电后才能供电。光热发电是首先将太阳能由低密度转为高密度，再利用传热装置将太阳能转化为电能。

2.3海洋能发电

海洋能发电是利用海洋中储存的大量能量来发电。海洋能属于可再生资源，主要包括潮汐能、波浪能、海水温差能、海流能等。海洋能对环境无污染，蕴藏量大，但是其能量密度较低，具有很强的地域性，限制了对其的开发，目前海洋能发电得到实际应用的有潮汐发电和波浪发电。潮汐发电是利用潮起潮落形成的水位差冲击水轮机来带动发电机进行发电。这种发电方式规律性较强，能量稳定，便于电网的发电和配电的管理，但是由于成本较高，电价也高，我国的潮汐发电站还不多。波浪发电方式是将波浪能转换成机械、气压或液压的能量，然后再利用传动机带动发电机发电。我国的波浪能主要分布在广东浙江等沿海地区。

2.4生物质发电

生物质能是蕴含在生物质中的能量，生物质能发电方式是一种以农作物秸秆和木屑为燃料的火力发电方式。生物质能是直接或者间接地利用植物的光合作用，将太阳能转为化学能储存在生物体内的能量。它与传统的火力发电相比的优势在于实现了二氧化碳的零排放，既环保又节能，因此，越来越受关注。并且，生物质能分布很广泛，从储量上来说，总量仅次于地球上的煤、石油和天然气。现在利用生物质能发电的方式有多种，包括直燃发电、混燃发电、沼气发电等。

2.5地热能发电

地球本身就是一个非常大的热仓库，据推算，全球的地热能源总量约为现在全球能耗的45万倍。地热能也属于一种较清洁的可再生资源。地热发电是利用高出沸点的中、高地热（蒸汽）来推动汽轮机，从而带动发电机来发电，或者是通过热交换用地热来给一些沸点低的流体加热，使其变成蒸汽后再同以上原理一样来发电。我国的地热资源十分丰富，现在已经发现的热点高达5000处，地热田有45个。已在广东、湖南、西藏等地建立了地热电站，其中的西藏羊八井地热电站是目前我国最大的地热电站。

2新能源发电技术应用要点

2.1优化项目设计

新能源光伏发电站项目建设的基础是设计方案，通过把控新能源光伏发电站项目建设，有利于提高项目运行和维护水平。项目决策者和管理人员需要重视项目设计方案，综合项目周围环境和建设要求等制定详细的项目规划。保障设计工作的科学性，需要综合考虑各方面影响因素，设计人员不能单纯关注设计成本，还要充分考虑后期运营和维护成本，这样有利于降低整体费用成本。对比火力发电项目和水力发电项目，光伏发电需要利用专业技术支持，需要高素质的研究团队和建设团队，并投入充足的人力、物力等。光伏发电项目建设周期比较长，如果发生工作失误，将会引发巨大的经济损失。因此，在资金应用阶段，要遵循“前紧后松”的原则，在施工前期要严格控制成本，避免资金浪费，只有这样，才能为后期施工预留充足的资金，有效应对各种突发情况。

设计人员需要和管理人员考察项目建设区域实际情况，安排勘测人员详细地测绘地形地貌，确保设计方案的科学性。设计人员需要加强与施工单位联系，共同会审设计图纸，帮助施工单位掌握方案内容，针对设计方案，开展专项沟通工作，确定设计方案中存在的危险源，提出危险因素的规避方案，降低安全事故的发生率。新能源光伏发电站项目对周围环境要求特殊，一般多建设在偏僻地区，但偏僻的地区地形地貌条件比较差，施工条件恶劣，存在诸多限制，会增加项目实施的危险性。因此，针对不同的地形地貌，需要优化整个系统，提高发电系统的安全性，保障新能源光伏发电站的可持续发展。

2.2风电功率预测

风电功率预测技术，可根据当前获取的风能情况数据，建立健全的风能功率数学模型，实现对风能有效的预测，对未来风能进行预知，最大化降低风能的不确定性和间歇性问题，确保风电消纳。一般将预测进行时间尺度的划分，可分为超短期、短期及中长期的电能预测。其中，超短期预测是完成低于四小时的电能数据预测；短期则是对三天内电能情况的预测，将天气预报的数据作为输入数据，实现对电力系统调度的优化设置。短期预测主要是借助于统计和物理两种方法，目前将两种方法结合使用是最为常见的预测技术。

2.3建设能源发电设备运行数据库

发电站内电力设备对于能源使用有着决定作用，可依据电力设备情况构建一个与设备有关运行数据库，实时监控有关电力设备，并掌握在不同负荷、电压以及温度、风力、湿度等条件下电力设备实际运行情况数据，在有效探究设备、变压器以及电网等有关电能损耗量的基础上，结合设备厂家所提供各项数据、所整合的数据，运用数据软件分析发电设备、带变压器在不同条件和等级下运行参数以及经济参数，保证电气设备运行效益最大化，确定发电站内部不同设备运行指标。并且通过数据情况来管控电气设备投切的时间段、功率因素以及调压等措施，来有效调整电站内各种电气设备运行效益。

2.4落实项目建设过程管理

在新能源光伏发电站项目开工之前，参建方需要组织专题会议，促使参加方有效融入项目建设过程，优化整体工作氛围，顺利完成新能源光伏发电站项目建设工作。在项目建设过程中，参加方需要根据业主需求高效地推进各项工作。在项目完成之前，参建方需要根据项目运行开展项目竣工验收工作，做好以下项目的控制工作。

2.5电力调度

具体来说，是在原有电网运行方式上对电网各个节点的电力负荷情况进行预测，实现对电源的调节及对潮流的约束，同时可以对机组和设备进行检修，对电力系统的安全边界进行有效调节，经过优化计算出当前的电力情况和接纳情况。但是为实现风电的最大消纳，需通过调度计划（周、日内和日前）避免由于不确定的预测造成的运行风险等问题。一般来说，周优化的目标主要是考虑风电功率、负荷以及电网安全的预测，提高整个电力系统的经济效益。周优化主要是高精度实现对日电力的高效预测，实现时序递进的能源并网运行，增加风电消纳空间。

结束语

新能源光伏发电站有着巨大的发展潜力，受到各个国家的高度重视。在我国，这项行业还处于初级发展阶段，实际建设过程中存在较多问题，因此要求项目建设方加强管理，提高新能源光伏发电站建设水平，实现可持续发展目标，有效支撑电力能源供给，满足人们的用电需求。

参考文献：

[1]吉孝明.风电新能源并网技术研究[J].电子世界，2021（02）：27-28.

[2] 单明泰.论新能源发电技术[J].电力科技，2017，（15）.