新能源发电在电力系统中的应用

新能源发电在电力系统中的应用

杨义刚

中国电建集团四川工程有限公司 四川 成都 610000

摘要：近年来，我国的电力行业有了很大进展，新能源发电技术也越来越先进。传统的发电技术无法满足日益增长的电力需求，而且会对环境造成污染。新能源发电技术在电力系统中得到应用，可以减少环境污染、推动我国低碳经济的发展。文章就新能源发电在电力系统中的应用进行研究，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新能源的含义

在新能源的概念下，可以将其定义为：新能源是指具有一定能量的清洁的可再生能源，它是一种新型的可持续发展的资源和能源。我国的传统化石能源主要有煤炭，石油和天然气，其中煤的储量占总储量的70%左右，而这些矿物都是不可再生的。而可再生的煤量约占总产量的60%以上，约占全国总产煤量的5%～10%。由于燃烧时产生了大量的污染物（如二氧化硫，NOx,CH4)，导致环境污染严重。因此，开发新型的洁净高效的可替代的清洁环保的电力系统，减少对常规电源的依赖性，实现节能减排，提高电力系统的安全稳定运行，是国家电网公司的重要任务。在传统的电力系统中，主要使用的都是风能、太阳能、水能等。而这些都是电能，它们都不能被替代，所以人们把目光转向了其他的领域一光伏发电。风能作为目前世界上最丰富的可用能源，它也是取之不尽、用之不竭的重要来源。但是，由于其自身存在的局限性，导致了它的开发利用受到很大限制。因此，要想使风力发电的技术得到更好的应用，就需要对其进行更深入的研究与探索。

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

（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生物质能发电技术

生物质能发电技术是将生物质转化为可燃气体，再进行发电的技术，具有污染低、分布范围广等特点。生物质能发电主要分为直接燃烧发电、气化发电、沼气发电等方式。其中，直接燃烧发电是将生物质直接在特定的锅炉（木材锅炉、秸秆锅炉等）内燃烧，产生蒸汽后，可以带动蒸汽轮机及发电机工作，产生电能。气化发电是将生物质转化为可燃性气体，利用可燃性气体燃烧产生的热能发电。基本的工艺流程是处理生物质原料后，通过进料设备输送到气化炉将原料气化，再利用净化设备将可燃性气体进行净化处理后输送到汽轮机和内燃机发电。沼气发电主要利用废弃有机物，在厌氧发酵处理后产生沼气。废弃物发酵后产生的沼气经过气水分离、过滤、压缩、冷却等处理后进入发电机组，可以转换为电能。我国的生物质资源非常丰富，主要包括林业废弃物、农作物秸秆、城市生活垃圾等，为生物质能发电提供了良好的资源基础。加上近几年来，国家对生物质能发电技术的大力支持，出台了相关的发展规划和指导意见，为生物质能发电技术的发展提供了指导。

2.3地热发电技术的应用

应用地热发电技术可以缓解目前我国存在的能源紧缺问题和环境污染问题。地热能源包括干蒸汽和地热水，地热发电技术相应地分为不同发电模式。其中，背压发电技术可以抽取干蒸汽，去除干蒸汽中的杂质，同时引入发电机，最终产生电能。这种发电技术操作简单，而且不需要投入大量成本，但是发电效率较低，更加适合应用到温度较高的地区。凝汽发电技术通常应用于干蒸汽地热田，主要通过蒸汽净化器净化和过滤地热蒸汽，将纯净的蒸汽引入汽轮发电机，可以产生电能。这一技术与背压发电技术相比，具有较高的发电效率。闪蒸发电技术可以将地热水引到闪蒸器，产生一定量的蒸汽，然后通过转换设备将蒸汽转化为电力。所排出的部分蒸汽也可以应用混合式凝汽器凝结成水，一部分送入冷却塔，另一部分含有盐水的送到地下，或者流入闪蒸分离器中二次加工，将低压蒸汽分离出来。我国的地热资源主要分布在四川和西藏地区，近些年我国为了加强能源体系的建设，优化电力系统的消费结构，加强了对地热发电技术的重视，政府针对地热发电技术颁布了管理政策和发展政策，对地热发电技术的应用方向和发展方向进行了规划设计。

2.4太阳能光伏发电技术的运用

太阳能光伏发电是一种利用太阳辐射能的变化来发电的新型技术，它是通过半导体材料的光电效应来工作的。太阳能电池板的结构和原理与传统的铅蓄互补的发电机类似，它具有成本低、效率高、寿命长等优点，但其使用受到限制，所以在实际应用中，技术人员需要将其应用于电网中。光伏发电的工作原理是半导体晶体的光电效应，当太阳光照射pn结时，在半导体内的电子由于获得了光能而释放电子，相应地便产生了电子-空穴对，并在势垒电场的作用下，电子被驱向型区，空穴被驱向P型区，从而使凡区有过剩的电子，P区有过剩的空穴。于是，就在pn结的附近形成了与势垒电场方向相反的光生电场。在这个过程中，太阳能电池的输出端将有一个大的正脉冲，当p的输入值小于n时，就可以驱动负载。目前，世界上最大规模的光伏发电站就是美国的一家公司，它采用了DC/AC结构的直流充电方式。这种电源的特点是，电路简单，成本低，使用方便，可满足电网的要求，其发电量的大小与当地的气象因素和温度有关，因此供电可靠性较好；但也存在着一些问题，例如：对蓄电池的依赖性较大，容易受到环境的影响；对蓄电池的安全性和稳定性的限制较多。

结语

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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