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能源与动力论文写作模板 新能源在电力系统的发展及应用

2018-11-17 14:00:13来源:组稿人论文网作者:婷婷

  摘 要:随着我国经济的大力发展,环境问题也日益严重,太阳能、风能、核能源的大力应用和推广,新能源的发展异常迅速,新能源发电优势是无污染、无公害、可再生,这为可持续发展的生态理念营造了良好的基础。我国在新能源发电方面也取得了一系列的成果,但是在出成果的同时也面临了很多的问题,本文就新能源发电过程中存在的问题进行分析,并提出合理化建议。

  关键词:新能源发电;电力系统;应用

  1 前言

  根据中国新能源产业调研与投资方向研究报告,新能源通常是指在新技术的基础上开发利用的可再生能源,主要包括潮汐能、洋流能、波浪能、地热能、风能、水能、生物质能和太阳能等,以及海洋深层与表面之间的冷热循环产生的能力等。除此之外,新能源还包括甲醇、酒精、沼气和氢能等,对于那些已经得到广泛使用的天燃气、煤炭和石油等则被称为常规能源。常规能源在世界的发展过程中,使用的频率非常高,随着各国工业的发展速度逐渐加快,常规能源得到广泛的使用,常规能源在使用过程中随之而来的环境问题也越来越严重,以可再生和环保为主要特质的新能源越来越受到人们的青睐。

  根据专业部门的统计,太阳每年辐射到地球的太阳能大约为17.8亿千瓦,其中可以被人们开发利用的太阳能大约有500-1000亿度。然而太阳能分布比较分散,导致太阳能利用的效率非常低。海洋能主要包括海水温差能、潮汐能和波浪能等,海洋能的理论储量非常大,局限于开发技术,目前依旧处于小规模开发阶段,地热能主要是指陆地下5000米深度内的水体和岩石的总含热量,全球陆地部分3公里深度内、150℃以上的高温地热资源约为140万吨标准煤,很多国家已经开始进行大规模的商业开发利用。世界潜在的风能大约为3500亿千瓦,由于风力断断续续,且比较分散,难以被大规模的利用,在日后的科研工作中,如若对风能的储能技术加以改善,风力的利用效率将会大大的提升。由于受限于新能源利用技术的局限,导致新能源的利用效率不高,但是新能源的开发利用价值巨大,相关部门必须尽快解决新能源利用问题,促进新能源的推广和普及。

  2 新能源发展现状

  新能源电力相对传统的常规能源,有点非常突出,具有可持续、清洁环保、分布广泛和资源存储量巨大等优点,但是对开发的技术要求比较高。目前,新能源电力系统主要开发的能量资源有水能、地热能、核能、太阳能和风能等。由于新能源电力发展时间相对短,在电力储存、稳定等方面都还需要进一步的技术支撑,也需要有大量的资金投入,但是随着新能源技术的快速发展,新能源电力成本也将会逐步降低,与传统资源电力系统相比的,优势也会逐步凸显出来。

  新能源电力系统发展仍然存在薄弱环节。一是技术支撑有待提高。目前,我国太阳能、核能等新能源研发上技术相比国外仍然有一定差距,国外的技术垄断也使得我国不得不自己进行技术研发。但是技术研发需要大量的资金投入,前期发展新能源电力的成本要远远高于传统的电力供应。同时,技术自主研发也需要时间、人才、设备等,这些条件目前我国虽然有了很大改善,但是研发效果与社会迫切需求相比仍然存在差距,相关部门必须尽快提升新能源的开发技术,提升新能源的使用效率。。二是必须采取相关措施完善新能源管理机制。由于我国非常重视新能源电力的发展,在资金和政策方面出台了一系列的支撑政策,然而在新能源的管理上并没有形成一整套科学、可持续发展的政策环境,这就导致以需求利益为主的各类企业大规模地涌入新能源电力行业中,虽然看起来新能源电力企业欣欣向荣,但是许多企业资质不够,研发能力薄弱,大量的企业融入导致许多资源的浪费,同时新能源电力效益并没有得到有效提高。同时,各种新能源电力缺乏统一的标准与规划,各行其是,导致分配不均、接轨不通等问题,影响了新能源电力系统的整体建设。

  3新能源并网存在的技术问题

  现阶段,随着新能源的规模快速扩大,导致输电设施的建设明显滞后,跟不上时代的步骤,致使新能源的发展出现了安全事故频发、能源浪费、设备利用小时下降和“并网难”等相关问题。基于我国当前新能源的发展前景可以得出,电网企业在新能源“并网”和系统安全平稳运行等方面存在很大的问题,例如经常出现系统稳定事故,使超大规模集中并网的新能源对电网运行安全性影响受到关注,大规模限电导致风电项目的经济效益降低,风电设备产能大量积压,产量变化非常大,这也是风电发展速度缓慢的主要原因。

  无论是规模化新能源并网,还是分布式新能源并网,都将对电网的安全稳定运行带来一定的影响,并减弱现有电网运行管理方法的适应性,因此对电网运行的安全性、稳定性和可靠性产生影响。因此,开展电源侧新能源并网关键技术相关研究具有重要意义。表1分析了新能源发电系统并网电源侧的关键技术,所有电源侧关键技术的目的都是为了保证新能源发电系统的平稳出力,以保障新能源电站的稳定高效运行。

  表1 新能源发电系统并网关键技术

  3.1无功和电压问题

  在一般状态下,集中供电的配电网呈现辐射状态。在稳定运行的状况下,电压沿着馈线潮流的方向逐渐减低。在接入光伏电源之后,导致馈线上的传输功率逐渐减少,导致馈线各负荷节点处的电压被逐渐抬高,可能会致使某些负荷节点的电压值偏移超过标准值,其接入光伏电源的位置及总容量大小和电压被抬高多少息息相关。

  3.2谐波问题

  分布式发电通过电力电子逆变器并网,易产生谐波、三相电压/电流不平衡;输出功率随机性易造成电网电压波动、闪变;分布式电源直接在用户侧接入电网,电能质量问题直接影响用户的电器设备安全。

  3.3孤岛问题

  因为线路故障等原因,导致断路器QF3或者QF2跳开,这个时候负载L和分布式电源DG就构成了一个孤岛系统。在孤岛系统中,DG脱离电网后会继续运行,自主的给负载L提供电力支持,称作孤岛运作。非计划的孤岛运作都具有不确定性和偶然性,会对DG本身、系统和用户带来不良的影响。针对电力用户,供电的突然中断会给电力客户带来很多的不便;针对电力发电商,他们的经济利益会受到损害;针对电网,如若分布式电源在孤岛状态下突然退出,当电网重合成功或故障消除后恢复供电,原来由DG提供电能的用户全部由电网供电,加重了电网的负担,在某些情况下可能造成电网的不稳定。所以必须发展合理的孤岛运行,以及更为合理的并网、离网协调控制机制。

  4新能源在电力系统的发展前景

  4.1 太阳能

  当前,光伏发电已经应用在电力系统中,许多农村偏远地区已经通过光伏发电来解决电力资源紧张的问题。太能能电力系统供给不仅能够解决偏远农村地区用电问题,而且在补充传统电力资源、供给工业发展等方面也发挥了重要作用。

  4.2 风能

  风能是我国储备量非常大的可再生能源,目前,许多西方发达国家已经逐步将风力发电量发展至与传统火力发电量相近的水平,我国风力发电起步相对比较晚,国家对风力发电的支持使得风力发电系统在逐步完善,也取得了一定的效果,但是与我国风力储备量相比,仍然存在很大的差距,其中技术保障电力储备、运输、调节成为风力发电的主要制约因素,但是随着我国发电技术的不断研发,风力发电也将更多地进入人们的日常生活。

  4.3 生物能

  生物能主要是发展沼气、作物秸秆以及废弃物等生物质能,这些能源供给原材料我国资源同样丰富。为了更好地推广应用生物能电力资源,目前我国计划建设两百多个生物绿色能源示范县,并且给予一定的政策和资金支撑,这些建设规划以及政策保障对我国发展生物能电力具有重要的推动作用。

  4.4 核能

  目前,我国已经建成了几所规模比较大的核电站,也形成了一定的技术储备,核能电力发挥了巨大的社会效益。随着我国核能技术的进一步完善,核电供电规模也将进一步提高,据市场机构调研,未来我国核电供应量占市场份额将达到4000 亿元。

  结 语

  总而言之,随着科学技术水平的高速发展,提高能源的利用率,合理开发和利用新能源,成为解决能源问题,推动我国经济可持续发展的有效途径,因此,广泛利用新能源发电技术,减少能源的污染,保护自然环境,提高能源的使用效率,以促进人与自然的和谐发展。

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