浅析几种不同发电形式

耿若楠 姚昆鹏

摘要：本文主要介绍了变电站设备配置，电厂实际的接线形式，设备的参数及其技术发展方向，全面总结了火电厂的生产过程和减少污染的方法，风力发电和光伏发电等新能源发电的现状和发展前景。同时描述了一次设备、二次设备在调度中的作用、判断设备是否发出有功功率或无功功率等。

关键词：电气设备;清洁能源;继电保护;火力发电

目前我国常见的发电方式主要有四种，主要利用的能量依然是自然界的水能、热能、光能和风能，本文就这四种常见的发电形式展开讨论，在讨论之前先介绍一下电力系统中重要的组成部分——变电站。

一、变电站

以铁岭市世纪电力设备有限公司为例，该单位主要从事电力设备的研发，每年能够生产1000台真空断路器、3000组户外高压交流隔离开关、24000支复合绝缘子。讲解变电站选用2台90MVA的三绕组变压器，厂用变压器容量180kVA。

现在电站基本上采用无人值班的模式，保证了工作的安全性。在厂房的侧面是控制柜，基本上都是用电脑监控、检测和控制的。控制柜实行密码控制模式，只有上级调度发布命令时相应的值班人员才会执行操作，为了防止误操作设置密码控制，此外如果遇到紧急情况会打开紧急按钮，保证问题处理的及时性。隔离开关的作用是改变运行方式，保证安全距离，在检修和维修时断路起到隔离作用，没有灭弧能力，而断路器有灭弧能力。

二、火力发电

计算机技术在火电厂发展中有非常重要的作用，目前火电厂向着更清洁方向发展。近年来，上海第三火电厂引发我们的关注，全世界最清洁的煤电厂——上海第三火电厂是效率最高、用煤最多，但排放量最少的火电厂。冯教授介绍，他们将燃烧后的烟气再利用，实现零能耗，减少了处理煤的过程，在环保的道路上拓宽思维实现节能。

我国火力发电仍为主要发电方式，其生产过程利用了能量转换的原理，煤的化学能经过燃烧变为热能。火电厂的冷却塔中水是循环冷却剂，常见造型是双曲线，它的建筑大小由生产情况决定，工作原理是将吸收的热量排放到大气中，与空气流动接触后进行冷热交换，由此起到散热的目的。火电厂中高压缸和中压缸内蒸汽方向相反，这是为了平衡轴向推力。其排出的“白烟”不是污染物而是水雾，是可以不用消除的。火电厂电源采用蓄电池，配套自动化监测系统，主控室是整个电厂的中心。大型机组都设置有前置泵，小型汽轮机驱动，备用泵用小型电动机驱动，燃料燃烧情况用工业电视监控，功率频率用数码管监视。

此外，华能秦岭公司拥有660MW超临界机组，其额定出力622.511MW。上海第三火电厂指电厂三期，容量是：2×1000MW，同时配套建设烟气脱硫设施。

三、风力发电

这里主要参考国网许继集团，主要研究对象是电力装备，拥有多个500kV换流站，秦山核电站，并在电动汽车充电桩方面和智能电网方面有创新性研究。

随着各国绿色可持续发展政策的推进，风能的发展越来越重要，成为电网主要能源之一，对其研究发展有利于进一步减少环境污染，降低风能发电成本。最早开始应用风力是发明风筝的韩信，但是真正利用风力是在宋代，南方大量各地建造大量风车帮助人们提水，而将风能转换为电能，设计转换装置是苏联100kW的风力发电机。但是风能的转换率很低，大约为56.7%。风能作为重要清洁能源，提高转换效率，提升利用率是主要发展方向。

我国风能资源最丰富的的地方在西藏、内蒙以及沿海地区，风能的应用对当地的地势和气候条件有较高要求，除此之外，还要考虑对野生动物的保护。风能发电作为电网能量运用的一种，应满足电网的统一调控，这就需要网络的普及和分区域“个性化”调节。让我们记忆犹新的是：2013年蒙网单风力发电大于市场需求的过剩问题和北方冬天供应小于需求，调峰不能满足的问题。

四、光伏发电

以国电投平顶山姚孟发电有限责任公司中的辽宁朝阳500MW光伏发电项目为例。该项目位于辽宁省，功率500MW，天气晴朗时，发电量可供上万户家庭用电一个月，每年可以节约煤炭消耗近40万吨，减少二氧化碳排放67万吨。

一般情况下，光伏板位于山顶，每个组块有22个光伏板，每个有60块电池。安装时要注意逆变器和光伏板的接地，不然逆变器输出交流电在阴天时很容易造成工作人员触电。汇流箱是16进1出，厂区内，选用输电线路是电缆线。每一个开关上都有一个间隔保护装置，保护一次设备，减少故障范围，电压互感器只进不出。

太阳能光伏板发的电可以存入国家电网或者蓄电池，分别叫并网系统和离网系统。太陽能光伏板和其配合使用的专用电线，使用年限都是25年，光伏板根据每个地方不同的地理位置与光照角度都有特定的朝向。由于光能是可再生能源，且其具备充分的清洁性和普遍性，这一技术现在在我国能源行业有着十分重要的地位。它将光能转化为电能的中间流程中不需要通过热过程，这也是其非常重要的优越性。光光伏板发的电为直流电，需要逆变器转化为交流电，稳压稳流。离网系统在生活中用的很多，比如太阳能路灯、太阳能充电宝等。

五、总结

虽然目前火力发电仍然是主要发电形式，但是在文明环保的新时代下，我们要进一步学习知识，在做好环境保护的同时增加对节能新能源的应用。我国西北部太阳能资源丰富但发电能力小，这是因为这些地区需求小、产能低，需求促进发展创新，光伏发电的未来可期。光伏发电利用的是光电效应，相对风力发电受区域影响较小，有地面和屋顶两种方式。光伏电站的一般运行周期为25年，那么到达周期后光伏板会如何处理，光伏板的装配会不会影响气候环境，这是值得我们进一步思考的问题。

合理的利用大自然机遇我们的能量，与大自然互利共赢是电力事业持续发展的目标。目前风能是最清洁的能源，利用方式是发电和提水。解决不同地区风能利用矛盾性问题可增强储能措施，这就要求储能技术的进一步提升。

参考文献：

[1]陈前进.火力发电厂电气节能降耗技术措施探讨[J].通信电源技术，2019，36（02）：265-266.