新能源发电技术在电力系统中的应用

新能源发电技术在电力系统中的应用

黄光辉

安徽淮南平圩发电有限责任公司 安徽淮南 232089

摘要：随着自动化程度的不断提高以及安全生产标准化和三标体系的应用和改进，发电企业管理体系不断完善，企业管理越来越规范，使安全生产风险得到有效控制，但发生安全事故的可能性依然存在。本文对新能源发电技术在电力系统中的应用进行分析，以供参考。

关键词：新能源发电；电力系统；应用

引言

改革开放以来，我国的工业一直处于迅速发展当中，人们的生活水平和生产水平显著提高，但是过快的发展速度造成了严重的能源问题。随着城市化进程的不断加快，各行业对能源的消耗也在逐渐增加，环境问题和能源危机威胁到了人们的生活。火力发电的发电原理是通过燃料的燃烧释放热能，再将热能转化为电能。传统的火力发电存在技术方面的问题，如能源利用转化率较低，还会释放出过多的污染。传统的发电技术无法从根本上解决我国能源消耗问题，需要将新能源发电技术应用于电力系统，以此推动我国电力行业的发展。

1新能源发电企业

所谓的新能源发电企业，一般是利用生物能、太阳能以及风能等新能源进行发电的企业，同以往传统的发电形式相比，新能源发电企业所应用的能源具备较强的优势，如可以再生，并且，具备较强的情节性。以往使用的石化能源，实际燃烧过程中，会有大量的污染物质排放出来，对空气环境造成污染等问题。为更好地满足日渐增长的用电需求，应不断朝向新能源发电的方向发展。当前，我国逐渐加大了对新能源的发展力度，也使得新能源发电企业面临较大的竞争压力，因此，需要通过有效的内控手段，促进企业良好发展。

2新能源发电在电力系统中的应用探讨

2.1风力发电技术的运用

风能资源丰富，分布广泛，可利用的潜力巨大，是一种清洁的可再生能源。在风电开发中，风力发电技术的运用主要体现在两个方面：（1）提高风能的转化效率。风力发电是通过机械设备将空气压缩后产生的能量转换为电能，其输出功率一般不超过额定风速的10%左右，从而大大减少了电网的压力和线路的长度。（2）增加输电的可靠性与稳定性。由于风力发电的随机性和间歇性，因此，对输电线路的要求较高，并且受天气的影响较大。在大风、雷雨天等恶劣的环境下，电力系统的安全性就显得尤为重要，而防雷击的措施又会直接关系到电力系统的稳定运行。所以，在进行电力系统的设计时，要考虑到可能出现的各种情况，并采取有效的防雷、防过电压的举措以确保电力系统的安全可靠。清华大学的徐晓明教授就曾提出，目前可再生能源的发电效率是比较低的；如果将太阳能的发电技术运用到风能的生产过程中，可以有效地降低风能的成本；对于风电的接入也能够起到很好的效果；而最近的一项研究表明，风力发电的上网费用是比较大的（约占总投资的5%)，但其运行的稳定性较好，并且具有良好的环保性能。因此，国内的一些大型的企业已经开始大规模地使用风电来代替部分的常规电源。

2.2海洋能发电技术的运用分析

海洋能发电技术的应用主要是指利用海洋资源开发海上潮汐发电、海水光伏发电、风电等新能源。（1）海洋光伏发电技术的原理是通过使用太阳能电池板，将太阳辐射能量转换为电能，再经过滤波电路和稳压电路，将直流电源的电压进行稳压输出，从而实现了光伏的最大功率跟踪。（2）海洋能源发电技术的特点：①海洋能源发电的成本较低，而且不会对环境产生污染；②海洋能源的发电量大，可充分利用水力资源，解决了我国水资源匮乏的问题；③海洋的分布式电源可以有效地提高供电效率，降低了电网的建设投资。（3）海洋能发电的发展前景广阔，在未来，随着科学技术的进步以及人类的不断研究，将会有越来越多的人开始从事海洋生物的探索工作。在这方面，美国已经完成了商业化的生产和运营。

2.3生物质发电技术的应用

生物质发电技术可以将生物质转化为可燃气体，通过可燃气体的燃烧发电。生物质发电技术具有较高的清洁性，应用生物质发电技术能够保护生态资源。生物质能的分布较广泛，而且种类较多，其中燃烧发电技术指的是将生物质放入锅炉中，通过燃烧产生的热蒸汽的热能可以在设备的作用下转化为电能，从而实现燃烧发电。生物质发电系统的组成主要包括内燃机发电机、气化炉、燃气净化器等，相应根据相关标准对生物质原料进行加工和处理，将处理后的材料投入设备。生物质发电技术与传统的直燃技术相比，更加可靠、高效和清洁，因此应用更加广泛。材料投入设备后的燃烧存在两种可能：（1）生物质完全燃烧，应用气化炉、净化装置和冷却装置、内燃机发电；（2）生物质未完全燃烧，通过气化炉燃烧生物质，气化气体通过冷却装置冷却，然后通过净化装置进行净化和发电。沼气发电技术是一种常见的生物质发电技术，该技术可以利用城市中的污水、垃圾、禽畜粪便等有机废物，通过厌氧发酵生成沼气，然后将沼气转化为电能，主要流程如图1所示。应用这一技术不仅能够处理我国大量的废弃物，还能够产生大量的电能，而且这一技术还具有节能环保的特点，能够解决我国环境保护问题和电能供应不足问题。

图1 沼气发电流程

3新能源发电技术在电力系统中的应用实例—以光伏发电为例

我国西部某电厂所在地光照充足，属于太阳能资源丰富地区，多年平均太阳辐射量为4128.6MJ/m2，具有较高的开发利用价值。厂区虽没有平整的大面积区域，但是厂房设施比较多，因此，考虑在建筑屋顶布置光伏发电系统。根据厂内的建筑物布置情况，选定四周无遮挡、无高耸建筑物的干煤棚安装光伏发电系统。

光伏组件的功率和尺寸越大，发电量越大，但同时荷载也比较大。因为是在棚顶安装，荷载过大会影响干煤棚的建筑结构，因此，组件的功率不宜过大。光伏发电系统选用的是单晶硅光伏组件，尺寸为2092mm×1038mm×35mm（长×宽×高）、最大额定功率为425W、开路电压为48.30V、工作电压为40.50V、短路电流为11.23A、工作电流为10.50A、工作电压为40.50V、组件效率为19.60%。逆变器选用的是组串式光伏逆变器，该逆变器的电压输入匹配性良好，可以降低因为组件匹配不当造成的损失。需要注意的是，逆变器的容量要与光伏组件匹配，确保交流输出特性满足用电系统要求。光伏组件串联数量按照《光伏发电站设计规范》（GB50797—2012）计算得出，组件数在7～22个时能满足逆变器MPPT电压要求。结合厂区实际及工程布置容量，确定组件数为20个，即每台逆变器连接的光伏组串为20串。布置光伏阵列时，根据干煤棚的钢型结构利用固定方式安装，20块光伏组件构成1个光伏组串，相邻组件间距设计成20mm，单个方阵长10.56m，宽4.22m，每个干煤棚装机容量为1964W

结束语

传统火力发电方式不仅需要大量的煤炭资源作为原料，发电过程还会产生污染，影响环境质量。在当前“双碳”背景下，应该加大对新能源发电技术的研发力度，克服新能源利用过程中的难题，更好地发挥新能源的价值。需要大力发展、推广新能源发电技术，使其成为可靠且高效的发电方式，更好地满足人们的用电需求。

参考文献

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