新能源发电技术在电力系统中的有效应用

新能源发电技术在电力系统中的有效应用

林博 王伟 欧阳星

湖北能源集团新能源发展有限公司 湖北 襄阳 441800

摘要：社会经济在不断发展的过程中，环境、能源等问题已经成为了社会各界广泛关注的问题。所以，为了最大限度的缓解能源压力对社会经济发展产生的影响，确保社会经济的长期稳定发展，必须加强新能源开发与利用的力度。文章主要是就新能源发电技术在电力系统中的应用效果进行了分析与探讨。

关键词：新能源；发电技术；应用效果

引言

目前，我国能源消费总量在不断增加，能源供需缺口在不断增大，而能源生产消纳结构不合理，传统能源消费仍然占主体。因此，我国需要改变能源消费现状，缓解能源消费矛盾，解决途径之一便是系统开发利用可再生能源，不断完善能源供给侧结构的多样性和可持续性。由于新能源具有污染少、储量大、永续性等特点，因此新能源技术的革新进步已经成为世界能源发展的重要方向和领域。通过技术进步高效利用资源，扩大市场需求，培育新的经济增长点，实现经济与环保的协同发展。

一、新能源发电技术在电力系统中应用的现状

1.1新能源决策

新能源一般是指基于太阳能、生物质能、水电、风能、地热能、波浪能、潮汐能、潮汐能、海洋表层和深层热循环等新技术开发和应用的可再生能源，以及氢气、沼气、酒精等等，例如，风能，水能，氢能已经成为可再生能源的主要来源。由于传统能源的有限性和环境问题的日益重要，许多国家越来越重视环境友好型的新能源和可再生能源。

1.2新能源技术的发展

新能源的发展根据技术的成熟度和技术改造的程度可分为四个阶段：研发、示范、推广和产业化。核电、太阳能热发电、沼气等技术已进入产业化成熟阶段，而太阳能发电、风力发电、生物质能发电、地热发电和生物燃料等技术大多成熟，处于产业化初期或中期。地热泵和大中型沼气炉正处于融资阶段，因为需要规模经济来降低成本。乙醇纤维素、天然气水合物的勘探和生产、可控核聚变等仍处于研发阶段，但还需进一步完善。

二、新能源发电技术在电力系统中的有效应用

目前，新的发电技术从规模、范围和技术安全性等方面进行分析，其中最成熟的是风电和太阳能发电。

2.1风力发电技术

风能是世界上最重要的资源之一，其储量是目前人类可利用的其他资源的十倍以上。风能的产生是将风转化为机械能，驱动风再通过风力发电机将机械能转化为电能。

（1）风力发电机的类型。根据装机容量的不同，风力发电机可分为小型、中型、大型和特大型。风力发电机的容量越大，叶片就越长。根据风力发电机的设计，可分为纵轴结构和横轴结构两类。根据功率控制方式的不同，可分为变攻角汽轮机、主动齿轮箱汽轮机和固定攻角汽轮机。根据发电机转速的不同，可以分为恒速风力发电机、变速风力发电机和恒速风力发电机。不同的能源形式可以分为海上风电和陆上风电两类。风能可分为高速和低速风力发电机，上游可分为风力发电机和风力发电机。

（2）设备配置和功能。风力发电机主要由风机、短舱、基础和塔筒组成。风机通常由叶片、轮毂和插接系统组成，叶片的形状决定了风能吸收多少能量。如果风机的风速高于静止风速，则高度依赖旋转叶片的末端进行空气制动。如果风机叶片因结霜、腐蚀、裂纹等情况而不能正常运行，需要及时对风机叶片进行保护和防护。

（3）风机控制装置。由于新技术的快速发展，新的网络连接技术采用了被广泛使用的控制模式，通过神经网控制叶片对风力发电机的转速和功率进行控制。风电场还必须配备SVG等无功补偿器，以预测风机的空气动力特性和风机与电网的距离，以获得良好的效果。

（4）被动式能源管理技术。由于风电场并网运行会消耗无功，因此稳定风电场的网络电压与平衡无功同样重要。

2.2太阳能发电技术

太阳辐射其实是地球上最重要的能源。太阳的能量不断地释放到地球上，每秒钟释放的能量相当于500万t标准煤。

（1）光电效应。PN耦合的光电效应，当特定物质的电子受到特定电磁波的照射时，刺激形成电子，主要是来自半导体的光，形成不稳定的井对，不稳定的井对在电动势的影响下迁移，井的P侧和N侧的电子形成势。光伏系统由太阳能电池、蓄电池控制器、蓄电池和AC/DC转换器组成。

（2）电池组。太阳能电池通常分为晶体硅太阳能电池、薄膜太阳能电池、复合薄膜太阳能电池、半导体有机太阳能电池和聚光器太阳能电池。晶硅电池有单晶和多晶点，薄膜硅基太阳能电池效率低，薄膜复合电池具有环境污染小、人身危害大等缺点。有机半导体太阳能电池正在开发中，国内尚无使用实例。聚光型太阳能电池是目前效率最高的，但需要配备聚光系统和散热器。要确保提高效率和资本投资的收益大于增加发电量的收益，还有很多工作要做，聚光器太阳能电池的商业化还需要较长时间。

（3）光伏板的选择。支持太阳能电池组件的方法包括单轴、双轴和三轴筛选，单轴筛选可提高效率20%，双轴筛选可提高效率25%，高精度双轴筛选可提高可以提高30%的效率。选取太阳能模块时要注意对于太阳能模块设计方法的比较，因为不同的设计，其中有关的发电增益、成本增幅、占地面积、以及支架维护量都会有不同的区别，从中选取适合的设计才是正确的选择。

（4）变频器。变频器是太阳能发电最重要的设备。在选择变频器时，要考虑功率、效率、直流输入电压范围、保护功能、监控功能和数据采集功能。

三新能源发电技术的重要技术

3.1风力发电机的低压飞行技术

低压输电（LVT）无疑是风电技术中的一项重要技术。当风电机组的输出电压除LVT外均降低时，风区的风电机组会出现雪崩，最终导致整个正风区瘫痪，危害电力系统的稳定。因此，现在必须对风电机组进行低电压设计，以减轻低电压对风电场安全运行的威胁。为了保证低压风力发电机组的生存能力，在设计电压的基础上，使风机在受到冲击、SVG等压力的地区的输出电压能迅速恢复到正常水平，从而保证低压风力发电机组的生存能力。

3.2SVG-PV装置的电压控制技术

光伏装置，尤其是安装在插座末端的光伏装置，过电压的风险最大，调整的可能性有限；为了使GVS的功率利用率达到最佳，GVS的控制方式有三种：直流电压、恒功率因数和恒无功因数，设定为0.98。在日常运行中，局部控制所需的电压控制基本上是恒功率因数控制，无功功率的变化是动态适应负荷的，如果系统电压超过额定电压的10%，在恒功率控制不能满足要求的情况下，必须启动恒功率控制，如35kV电厂的SVG电压控制方式：当负荷增加时，必须启动桩电压；5kV时，SVG工作在恒压模式（预计电压38kV），如果负荷较低，SVG工作在恒功率因数模式（恒功率因数：0.98）。在低负载时，SVG工作在恒功率因数模式下（恒功率因数：0.98）。随着母线电压的升高，母线电压也会升高。所述设备的总线电压的增加包括对控制器过电压的保护，并将所述设备从列表中移除。

3.3检查太阳能电池组件的PID效应

所谓PID效应，是指光伏组件的电位诱导退化（PID），即组件长期工作在高电压下，由于漏电流和负载积聚的影响，导致组件输出迅速降低。

（1）系统方面。大年夜模块与地之间施加反向电压，并采取新工艺—微波逆变器，降低体系电压，降低PID效应。

（2）模块方面。湿度过高是导致模块内囊性纤维化的主要原因，所以模块的密闭性很重要。

（3）电池。电池是PID抑制的重要因素，SiN发光层和抗反射层的变化会影响发电效率和设备成本。

结语

新能源技术的发展，为人们的生活带来了诸多的便利，它不仅仅是一种技术型的改革，同时也与人们日常的衣食住行有密切的关系，新能源的革命也会成为人们生活方式的一场革命。对于新能源发电技术的研发与升级，注重新能源生产销售过程中的问题进行深入的研究与思考，才是优化电力系统，为人们生活谋福利的正确选择。

参考文献：

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[2]岳世军.新能源发电在电力系统中的应用[J].黑龙江科技信息,2016(06):103.

[3]卢勇.新能源发电在电力系统中的应用[J].云南电力技术,2010,38(03):91-95.