新能源发电技术在火力发电厂中的应用

李超

国能东北新能源发展有限公司国能彰东风电场 辽宁 阜新 123000

引言

对于传统电力系统来说，其能源供给大多为煤炭、石油等的一次能源，虽然能较好地满足系统运转的基本需求，但却为行业发展带来了一定的压力，同时也加剧了我国能源紧张的严重性。但近年来，随着国家总体科技水平的提升，新能源电力系统逐渐成为电力行业市场上的主力军，可再生能源代替了煤炭等一次能源作为原料，现已被广泛运用于社会生产生活当中。与传统电力系统相比，新能源系统最大优势在于加快能量的转换，提高能量利用率，但其稳定性和不确定性却远远低于前者，这是新能源系统在发展中急需打破的困境。

1 新能源发电技术的特点

在制定新能源的发电计划时，应全面分析出新能源发电工作的应用优势及基本特点，确定技术研发工作的方向，为推动供电工作的可持续发展奠定坚实的基础。从技术应用特点来看：新能源发电技术充分利用了清洁型、可再生的能源来进行发电工作，整个工作环节当中不会产生污染物质，对于环境保护工作有着重要意义。基于发电技术水平的不断提高，可以用于发电的新能源种类也不断增多，这主要得益于基础设施的不断完善以及技术人员对新能源综合利用能力的逐渐提升。目前，符合新能源发电工作要求的能源主要有风能、太阳能以及水资源，这些能源的利用率比较高，应用范围也比较广。具体在选择发电方式时，应结合经济成本和当地的自然环境、地势等因素进行分析，并应当充分确保发电工作的稳定性及安全性。

2 新能源发电技术在火力发电厂中的应用

2.1 风力发电技术在火力发电厂中的应用

2.1.1 风功率预测技术。风电场所生产的电能最终需要并入到电网中，但是由于风力发电的功率并不稳定，因此在接入风电后，电网调度存在较大的难度，在这种情况下，就需要对风功率进行预测，根据预测的结果，提前对电网调度进行调整，一方面能够提升电网的稳定性，另一方面能够让电网接收更多的风电。目前针对风功率预测有不同的预测模型以及不同的预测周期要求，需要采取不同的预测技术，提升预测的准确性。如果根据预测的周期进行分类，可以将风功率预测方法分为超短期预测方法、短期以及中长期预测方法。超短期预测主要应用于风电的实时调度环节；短期预测方法主要对于对风机组的安排以及调度；而中长期预测主要应用于对区域风力资源评估的过程中。如果根据预测模型对风功率预测方法进行分类，可以分为物理法、统计法以及组合模型法3种。物理法主要从气象学理论出发，对风电场区域的气候情况进行模拟，在这个过程中风向、风速、气压以及空气密度等都是重要的模拟要素，根据模拟的结果来建立预测的模型，通过这种方法建立的预测模型，需要结合风电机组的功率模型，实现对风电功率的预测。

2.1.2 风电机组的监控与保护。风电机组主要选用集中控制的方法，监控期间要在电厂的单元控制室中装设微机监控系统，有利于对风力发电机组的设备进行遥控、遥信和遥测。在保护、监控过程中，需要在开关柜内设置相应的保护装置。风力发电机组的监管系统主要功能如下[1]：①风力发电机组监管系统能够对每台风力发电机实施监管，并将相关参数直接显示在监控屏幕上。监管过程中，10kV母线和发电机均由计算机进行控制，同时可以利用键盘和打印机等设备完成人机对话的控制效果。工作人员通过利用键盘对风力发电机的工作情况进行管控，手动开、关机，对风力发电机的转向进行调节，有助于掌握风力发电机实际的运行情况，能够有效提高风力发电机运行的可靠性和安全性。②在每台风力发电机组中放置监控柜，可以使用计算机对风力发电机组进行直接控制。风力发电机的监测和保护主要以升温保护形式、电网故障保护形式、负荷保护形式、振动超限保护形式以及传感器保护形式为主。当系统装置启动后，运行保护功能，利用选择性振动发电机出口的断路器设备，发起对应的操作信息。

2.1.3 风电无功电压自动控制技术。该技术具有较高的自动化水平，在实现该技术的过程中，需要多个系统共同参与，主要包括风电无功电压自动控制子站及相关的监控系统等。在该技术体系下子站可以集成到监控系统中，也可以通过外挂的形式，保证子站具有一定的独立性。在风电机组运行的过程中，子站能够对设备的无功电压进行监测，所获取的无功电压数据能够通过通信线路反馈到综合监控系统中[2]。系统对于无功电压的控制方式可以分为两种，一种是远程控制方式，另一种是现场控制方式。在远程控制方式下，子站能够对无功电压控制的目标进行自动化的追踪，而在现场控制方式下，子站主要是根据对预定的并网点电压目标曲线进行控制。在该技术体系下，可以通过人工的方式对子站的运行进行控制，同时也可以利用人工的方式对风电场中各种设备进行开启以及闭锁，通过采取人工干预与自动化系统结合的方式，保证风电场设备运行的稳定性。在使用该技术的过程中，子站能够发挥巨大的作用，促进风电机组自身无功调节能力的发挥，确保无功电压处于合理的区间内。如果风电机组自身的无功调节能力不足以对无功电压进行调整，动态无功补偿装置则会发挥作用，对无功电压进行调节，在这个过程中，子站还能进一步对无功补偿的状态进行调整，这就在很大程度上保证了无功流动的合理性。

2.2 光伏发电技术在火电发电厂中的应用

与以往传统发电技术相比，光伏发电技术具有很大优势，符合我国电力企业当前以及未来发展需求，电力企业做好传统发电形式的有效改变和优化能够减少成本投入，很好地保护自然环境，有效实现我国电力可持续性发展的目标。光伏发电具有很好的环保性能，是一种新型的清洁能源，在投入使用的过程中不会污染环境，符合当前电力行业可持续发展的目标。光伏发电具有很高的安全性，在同城使用过程中，电力系统的电压小于220V，有效地降低运行过程中的风险性。光伏发电还具有实用性的特点，使用时间较长，具有很好的抵抗能力，被各个国家广泛使用。电力企业需要加大对光伏发电技术的重视程度，进行不断创新和优化，合理运用其优势，更好地促进我国电力行业的发展。

2.3 实时预测系统

为推动新能源发电的可持续发展，维护电网的运行安全，必须做好新能源开发和调度方面的工作。在这方面，相关企业需要将重点放在新能源调度技术的优化上，尽快建立起先进的、完善的风电机组仿真模型，设置新能源并网发电及监测管理系统，实施对整个发电、送电流程的实时化监控，方便及时发现系统运行中的安全隐患。另外，要注重增强各区域电网之间的连通性，确保新能源的及时调度和利用，一方面降低新能源电力系统的运营成本，减少企业的经济损失，另一方面提高电网的调节控制能力，使绿色能源得到合理的运用。同时由于新能源电力系统的运行数据较为复杂，为增加系统运行的协调性，还应加强云计算技术的科学使用，从而全方位地预测和分析电力系统的运行状况，让新能源输电安全有保障，为广大用户提供更优质的供电服务。

2.4 合理降低铁磁能耗

在电力系统的发展运行的过程中，其能量传输的质量，会受到应用导电材料的影响，从而降低用电量。因此，必须要加强对设备导电材料的合理控制，选择优质的导电材料，以有效降低电磁消耗产生的能源损失，技术人员要解决载流导体和设备使用钢材的问题，保证钢结构的选择。通过严格合理对材料进行控制，减少不合格质量的钢材，造成对发电过程产生的影响，避免钢材结构性能发生变化。

3 新能源发电的技术要点

3.1 多种能源的综合利用

实际上，大部分地区都有水资源和太阳能，只是风力大小和风向无法预测。因此，可以考虑将太阳能发电和水力发电的方式融合起来，综合两种技术的应用优势，来提升供电工作的稳定性[3]。通常情况下，由于供电工作会受到多种因素的影响，出现配电装置故障、电流传输工作中断等情况。为了避免对人们日常的电能使用需求产生不良影响，供电公司通常会设置备用电路，并配备备用的供配电装置。在主装置故障后，启动备用装置，以保障供电工作的稳定性。同理，将两种新能源融合起来，目的就是为了避免一种新能源发电技术在运行过程中出现故障，而导致供电工作无法顺利进行。新时期，技术人员还应当重点研究其他清洁型新能源的合理应用方式。例如，潮汐能、生物质能。

3.2 有效控制不必要的能源浪费

对于火电厂来说，发电过程中常见的能源浪费现象主要是由于照明设备和铁磁损耗居多。因此，在进行节能降耗管理的过程中，技术管理人员必须控制照明设备的使用和铁磁损耗。根据公司生产需要，优化照明设备及系统，有效消除照明重叠区域，并使用优质的节能设备，不用的照明设备应尽快关闭，减少能源消耗。对铁磁作用的损耗应采取应对措施，并对铁磁损耗进行综合分析统计，根据实际情况对设备进行隔离处理，避免因磁场问题造成的大量能源浪费。还要应根据电厂情况，增加变频设备的使用。采用变频装置和蒸汽驱动方式，以实现降低能耗的目标。

3.3 电网响应技术

在新能源电力系统的作用下，电网在运行过程中会产生一定的波动，此时新能源电能的传送过程很有可能被打断，继而无法持续供应电能，直接影响到用户的正常用电。而这种现象主要是新能源电力系统的特性使然，新能源集成的效应越强，电力系统的耐受能力和通电能力也就越低[4]。针对这一问题，需要对高压电进行科学的配置和使用，并利用不对称穿越技术来优化整个供电网络，使电网形成特有的惯性，防止出现供电中断的问题。应认真分析当下新能源发电的特点及形势，并结合新能源发电所呈现出的地域性特征，对新型电网架构进行科学的规划，尽快建立起响应速度快、输电效率高的输电网络，实现各地区的新能源电力系统之间的互补，使可再生能源更广泛地出现在不同城市和地区，加快这种新型输电方式的发展。

3.4 合理降低铁磁能耗

在电力系统的发展运行过程中，其能量传输的质量，会受到应用导电材料的影响，从而降低用电量。因此，必须要加强对设备导电材料的合理控制，选择优质的导电材料，以有效降低电磁消耗产生的能源损失，技术人员要解决载流导体和设备使用钢材的问题，保证钢结构的选择。通过严格合理地对材料进行控制，减少因不合格质量的钢材造成对发电过程产生的影响，避免钢材结构性能发生变化。

4 结束语

综上所述，新能源发电技术的主要应用价值就是具有环保属性，发电过程中不会生成有害物质。而且，这类能源具有可再生的特点，能够满足供电公司的电力供应工作需求。基于每个地区的自然气候环境不同，地形、地势也存在差异，所以，需要对新能源发电技术进行合理的选择，并应当注重考虑将多种发电技术融合在一起，来全面提高电力系统的运行稳定性。同时，应做好防水、防雷、防震等处理工作，以安全管理为基础，保证新能源发电工作的安全性。由于发电工作要由专业技术人员来完成，因此，应注重提高人才的创新意识，引导他们不断优化发电流程，降低发电操作的难度。