电力系统中新能源发电的应用研究

摘要：近年来，随着社会进步以及人们生活水平的不断提高，对于电能的需求日益增多，且火力发电所需要的煤炭等资源的日渐枯竭，故新能源发电已经逐渐成为我国电力系统中的“新宠儿”。当然，新能源发电正在一步步实践中，技术还不算成熟，为此要努力钻研相关科技，加强对于新能源发电技术的研发。

关键词：新能源发电技术;电力系统;应用效果

引言

随着人们特别是城市人口生活水平的提高，城市内资源消耗的速度加快。而在未来这个数值会随着发展中国家人民生活水平的提高而猛增，以此态势发展下去，资源将在本世纪内全面耗尽。发电工程作为耗能的一大组成，其对于热能消耗巨大，所以推行和发展可持续的可再生能源发电设计是本世纪电力工程人员需要面临的主要问题。本文主要探讨了我国目前新能源发电技术在电力系统中的应用效果。

1发电工程中的新能源发电技术类型

1.1太阳能

太阳能是新能源发电技术中应用较为广泛的可再生能源，因为太阳能获取方便同时也较为稳定，在实际应用上可以直接进行能量转换，通过太阳能电池板以及太阳能热水器等直接完成太阳能向电能、水能等的转换。但目前的太阳能利用效率有着一定的上限，需要科学的不断发展和推进才能继续增加太阳能的能量使用效率。

1.2风能

风能在新能源发电工程中通常作为机械能以及电能的转换来使用。西欧地区很早就开始使用风车来进行一些农业和工业活动，其原理主要是将风能转化为机械能进行人们生产生活中的机械能供给。在现代社会，风能通常被用于转化为电能进行使用，系统的风力发电设备可以安装在大型建筑设计中进行电能的提供，并且在一定程度上提高了建筑的美观性，使得人与自然的建筑理念更加深入人心。

1.3地热能

地热能的主要来源是地球内部的热能。地球内部温度较高，但是在实际使用中人类受限于科学技术难以直接取用，地热能利用是在地球的地热温度较高的地区进行热能直接取用的能源利用方式，其能量能够直接转移成人类所需要的热能，并且可以简单转换为电能等。

2电力系统中新能源发电的应用

2.1风力发电的应用

如今，风力发电在我国的运用已经非常普遍、技术已经成熟，并且还在不断发展，这一技术已经逐渐成为我国电力系统中最不可或缺的一部分。风力发电技术在我国的运用相当普遍，并且随着不断发展，相比于过去的风力发电系统来说，如今的风力发电系统已经能够调控风力发电功能参数输出作业，这对于我国电力系统而言十分重要。（1）风力发电技术优点在于：能源丰富且不会枯竭;风能是洁净能源，不用担心污染环境;建设规模灵活且周期较短;发展前景巨大。（2）风力发电技术缺点在于：占用大量土地资源;对于地理环境要求大，部分地区无法使用;工作时会造成噪音污染;对于鸟类生存造成干扰。

2.2太阳能发电的运用

由于常规资源的日益枯竭，人们开始追寻新型能源用来发电。我国过去的发电技术大致分为四种：核电技术、水电技术、火电技术以及近些年发展起来的风力发电技术，每种技术都各有优缺点。火力发电技术成效显著，但是所需能源不足以及污染严重;核电发电量巨大且较洁净，可一旦发生泄露后果十分严重。因此，可再生、安全、洁净的能源逐渐受到人类重视。继人类开发风能发电后，太阳能发电成为下一个攻克目标。太阳能发电技术的工作过程是通过太阳能电池与能量转化装置，将太阳能转化为电能，再将电能调节转化并接入电网。太阳能发电技术还不算成熟，在我国还在初步使用阶段，它有优点同时也存在缺点，这值得人们注意。（1）优点：①太阳能资源取之不尽且随处可得，十分有利于电能的转化获取;②太阳能发电能量转化过程简单，并且本身十分清洁，不会产生环境污染以及噪音污染;③工作性能稳定可靠，获取的能量十分稳定;④规模灵活，且装置简单。（2）缺点：①获取能量的密度不足，能量收集较困难;②因为能量的密度较低，所以想要更好地收集太阳能，系统占地面积就会较大;③工作的间歇性。由于太阳能发电所需要的太阳能只在白天才有，因此在夜晚无法工作;④一般的地理环境虽然也可以收集太阳能，但成果却不显著，且受气候因素影响大;⑤由于技术的不成熟，因此目前的太阳能发电转换效率较低且成本高。如今我国在太阳能发电方面技术还不够成熟，对于太阳能的收集与使用还不够完善，成本较高与效率较低的问题亟待解决。终有一天，安全、洁净的太阳能发电会占主导地位，为我国电力系统予以最大助力。

2.3燃烧电池技术的应用

燃燒电池是将化学能转化为电能的一种新型能源技术，它和人们所熟知的电池有相同之处，也有不同之处。在燃烧电池的过程中，燃料和氧化剂会产生一系列化学反应，电能也由此而产生。理论上来说效率极高，实际中却由于一些原因，效率比理论上下降20%左右。虽然燃烧电池技术在我国使用还较少，但在我国，燃烧电池技术始于1958年，在20世纪70年代与90年代分别经历过两次高潮，我国科学工作者在基础技术研究等方面也取得了很大进步。由于这些年来，我国对于此技术的资金投入较少，因此在PEMFC、MCFC、SOFC等方面的技术研究相比发达国家还有一定差距。但如今我国不断加大投入力度，专业科研团队也在不断探索研究，随着国家的不断重视与科技的持续发展，我国燃烧电池技术一定会逐步改进，并为社会生产生活所广泛使用。

3新能源发电技术在电力系统中的应用效果分析

3.1太阳能发电

太阳能发电系统的主要设备是太阳能电池板。目前太阳能热水器在我国阳光充足的地区已经得到了较大规模的应用，其利用形式也各不相同。太阳能电池板在持续集热的集热方式下提供的电能水平较低，因此在利用太阳能进行能量转换时就可以使用这些低能量供应的设备进行供暖等，实现太阳能到电能再到热能的转换，降低实际生活中的用电量。在实际生活中，太阳能是在具备阳光条件时发电的首选，同时在企业生产过程中对电能要求不高的情况下也可以使用太阳能发电设备。太阳能房是指利用太阳能转化来供给人们常规生活中的各种能源如热能、电能等。通过太阳能电池板等设备将太阳能转化为室内的电能，可以使室内保持一定的电力供应，从而可以在高原地区阳光充足但温度不稳定的条件下使用。但是由于目前科技水平下，对于太阳能的利用效率开发程度还不够，所以太阳能房目前还未得到较大规模的实际应用。

3.2风力发电

目前风能在我国电力系统中的应用效果还不够明显，通常是在地区较为大型且较为宽阔的条件下安装风力发电机来进行风能向电能的直接转换并给人类日常生活直接供电。

3.3地热发电

地热能可以用于发电、供暖以及空调制冷，其中用于发电是地热能最主要的能量转换方式，和普通发电程序一致，地热能也是先将热能转化为机械能再转化为电能。同时地热能也可以直接用于室内的采暖空调、烹饪、沐浴等，由于其利用方式较为简单，目前已经获得了较为广泛的应用。

结语

新能源发电在电力系统中的应用，已经逐渐在取代常规能源。新能源的安全、洁净、可再生等优点解决了常规能源的弊病，但是仍有许多不足值得我们注意。我们相信，随着技术的不断发展，在未来，新能源发电技术一定会彻底取代常规能源发电，成为主流。

参考文献

[1]董自帅.基于多目标微分进化的风力/火电发电系统动态调度[D].郑州大学，2013.

[2]李文升.分布式资源与电网相互作用的机理及其协同调度技术的研究[D].山东大学，2012.

[3]周欢.新能源电力系统源荷互动关键问题的研究[D].北京：华北电力大学（北京），2016.

作者简介：李长军，男，1969年9月，研究生，电力系统及其自动化，高级工程师，调度自动化应用及管理