摘要:目前,我国主要的发电形式是火力发电,而煤作为其主要的发电原料是一种会对环境造成污染的不可再生自然资源。为解决我国资源紧缺的问题,在不污染环境的前提下,电力企业应该扩大新能源与可再生资源技术的使用。
关键词:新能源;可再生能源技术;智能电网;应用
一、智能电网的概念
电网公司对中国智能电网有一个概述:智能电网要求发、输、变、配、用电各个环节都能得到实时监控,每个点上的电流和信息得到双向流动,通过通信系统和自动控制系统实现电网上的各个设备及用户无缝连接和实时互动;在发生电力故障时,电网具有足够的自愈能力保障系统的安全运行。
二、新能源发电面临的挑战
(一)供需不平衡问题
新能源发电为居民日常生活提供了便利的条件,有效减少环境污染带来的生态问题,但是新能源在开发的过程中有可能会造成智能电网的不稳定性,导致供需不平衡问题,为了有效改善这种供需不平衡和电网不稳定现象,可以使用水电和火电作为互补能源利用,火电在当前能源使用中占据着重要的地位,因此,结合火电优势可以有效改善新能源使用中供需不平衡的问题。
(二)并网问题
新能源技术创新不仅仅是对新能源本身进行创新,还包括其所应用领域的创新,包括结合该领域的特点为使用新能源对该领域技术的创新。就目前的能源种类来说,风能、太阳能等如果想要转换成电能必须经过一个转换的过程,电能因其使用的便捷性被广泛应用于我们的日常生活以及各种企业的生产工作过程中。目前,火力发电作为我国主要的发电形式,以其作为主要产业的企业通过不断扩大发电装机容量的方式与新能源争夺并网。所以在并网份额有限的基础上,新能源需要首先采取行动,抢占火力发电企业的市场份额,才能确保新能源发电并网。这样竞争激烈的局面不太利于新能源的产业发展。
(三)电网安全问题
由于新能源的大量开发与使用,使电力系统的输出功率不稳定,难以预测,并且电力电子变换器对电网的干扰十分敏感,导致电力系统在运行中容易引发各种安全事故和故障问题,而且有可能会由局部带动到全网,使电力系统安全面临新的挑战。
三、新能源和可再生能源技术在电力企业中的应用策略
(一)太阳能光伏发电
太阳能是新能源中使用频率较高的可再生能源,通过专有设备进行太阳能的储存,再将太阳能转换成电能,为人们的生产生活输送了必不可少的电力。在电力企业中应用的太阳能光伏发电,其发电系统由太阳能电池板、控制器和蓄电池等部件组成。在晴天时将太阳能电池板与蓄电池相连接,阳光照射在电池板上太阳能被储存下来,接着在控制器和逆变器的控制下太阳能在其传输系统中被转换成电能。我们在生产生活中最常见到使用太阳能的例子就是家中的太阳能热水器。通过增加太阳能的使用频率,会起到节能环保的作用。
(二)风力发电
清洁型的可再生资源主要是风能。风能资源的优越性是可以再生、不污染环境、就地可取和分布广泛。广泛的应用范围、较长的使用时间以及较低的成本是风能的特点。但风能的能量密度低、不稳定,并且受地形影响大。
风力发电主要是将风力发电系统通过风的动能带动起来,之后向发电机传递其转化的机械能,通过发电机实现机械能转化为电能。当前AC690V为当前风机输出的电压量,通过对变压器的合理匹配使正常电压的需求得以满足。
太阳辐射的能量在地球表面约有2%转化为风能,风能资源是可供人类开发利用的风能。估计全球风能资源总量为1.3萬亿kW,比可利用的水能总量还要多。中国10m高度层的风能总储量为32.26亿kW,这个储量称作“理论可开发总量”。实际可供开发的量按上述总量的1/10估计,并考虑风能转换装置风轮的实际扫掠面积再乘以面积系数0.785,得到中国10m高度层实际可开发的风能储量为2.53亿kW。
上述数据表明,中国的风能资源丰富,国家参照国际经验对风能发电采取积极的鼓励政策,来推动和促进风能资源的利用。随着科技水平的提高,特别是分布式能源技术的发展,以及风力发电制取氢气技术的日渐成熟,对风能资源利用的进一步发展具有重要的推动作用,将会在全球范围内提高风资源利用率和风资源应用的广度及范围。
(三)核能资源的开发
核能与其他新型能源相比对环境的影响最小,用来转换电能的效率最高。但同时它也存在一个最致命的缺点,它对人存在一定的危险,如果不小心造成核能的泄露,其造成的辐射危害是不可逆的,所以人们在利用该能源的同时还应该加强对其的监查工作,保证其不会对人类的生命安全造成危害。应该将开发核能的重心放在核反应堆的研究中,核能的发电原理是将核反应堆中的核燃料进行裂变反应释放出的裂变能转变成电能。在保障核能安全性能的同时加大对其的利用率,实现核能在转换电方面的高效率,才能真正推动电力企业的快速发展。
(四)生物质能发电
在电能的产生中可以对自然界中的生物进行充分的利用。这种电能产生的原理就是通过对绿色植物光合作用的应用,用化学能代替太阳能,并且储存在生物体内,这就是生物质能。广泛的分布、较低的污染、较多的种类以及清洁等这些都是生物质能所具备的特点。所以,当前新能源研究的一个方向和热点就是生物质能发电技术。通过转化生物质为可燃气,之后再燃烧可燃气来推动燃气发电设备,从而使生物质发电目标得以实现,这就是生物质能发电技术的主要原理。通过生物质能发电技术不仅可以将生物质燃用较为困难和分散分布的问题合理的解决,同时还可以将燃气发电技术较为清洁和设备紧凑的优势充分的发挥出来。使得生物质能发电技术成为有效和洁净的一种新能源发电技术。
(五)大容量储能技术
对于智能电网,大容量储能技术具有非凡意义。从最新的理论研究可知,大容量储能技术在新能源并网及分布式能源整合方面均有突出的优势,具体表现为:(1)大容量储能技术能够应对变化的电力需求;(2)大容量储能技术能够应对可再生能源发电的不稳定性;(3)大容量储能技术能够达到插充式电动汽车的用电要求,满足其用电需求;(4)大容量储能技术能够令输电线路建设推后,尤其是在出现输电线路停电故障时,能够满足用电需求;(5)大容量储能技术可辅助电力交易与电力调动。现阶段储能技术具有多个种类,能够满足不同条件的使用需求,特别是智能蓄能技术,其应用范围正不断扩大,巨型电池与飞轮蓄能都是能够随时支持发电与蓄能的。因此,很多电网企业都青睐此技术。此外,电池技术和新型电力半导体技术的结合也是当前输电技术的发展趋向,如ABB公司推出的轻型静止无功补偿系统,这种交流输电技术的灵活性非常高,能够提升整个输电系统的灵活性与安全性。
四、结论
在智能电网的作用下,整个电网系统能够实现智能交流,在确保安全的情况下,电网系统能够吸纳更多的可再生能力,电力成本及环境压力均能够得到降低。在智能电网中,储能技术为关键性技术,就当前的技术来看,蓄电池为主要的短时储能设备,抽水蓄能为主要的长时间储能设备。可再生能源发电在传输电力的过程中,必须借助智能电网的力量实现调控管理。
参考文献:
[1]张红敏,张博,张依强.智能电网背景下新能源发电的挑战与机遇[J].山东工业技术,2018,(2):155.
[2]廖怀庆,刘东,黄玉辉等.考虑新能源发电与储能装置接入的智能电网转供能力分析[J].中国电机工程学报,2018,32(16):9-16.