新能源發電在電力系統中的應用

任健銘

【摘要】：隨著我國經濟的大力發展，環境問題也日益嚴重，太陽能、風能、核能源的大力應用和推廣，新能源的發展異常迅速，新能源發電優勢是無污染、無公害、可再生，這為可持續發展的生態理念營造了良好的基礎。我國在新能源發電方面也取得了一系列的成果，但是在出成果的同時也面臨了很多的問題，本文就新能源發電過程中存在的問題進行分析，并提出合理化建議。

【關鍵詞】：新能源發電；電力系統；應用

1、國新能源發電發展現狀

目前，在中國新能源和可再生能源一般是指除常規化石能源和大中型水力發電及核裂變發電之外的太陽能、風能、小水電、生物質能、地熱能和海洋能等一次能源以及氫能、燃料電池等二次能源。這些能源不僅可循環再生，清潔無污染，而且在中國資源豐富，分布廣泛，是最具有前景的替代能源，將成為未來世界能源的基石。

經過近10年的艱苦努力，中國新能源發展已經走在了世界前列。2012年風電累計并網容量位居全球第一，2013年光伏發電累計并網容量位居世界第二，新能源開發利用水平與歐美等先進國家相當。2014年中國新能源發電發展勢頭依然強勁，累計并網容量突破1億kW，占全部發電裝機容量的9.8%；全年發電量超過2000億kW·h，占全部發電

量的3.9%，相當于節約6900萬t燃煤，減排1.7億t二氧化碳。截至2014年底，中國新能源發電并網容量約13440萬kW，同比增長30%。其中風電并網容量9581萬kW，太陽能發電并網容量2807萬kW，其他新能源發電并網容量約952萬kW，分別占新能源發電并網容量的72%，21%，7%。2014年中國新能源發電并網裝機容量約占中國全部發電機容量的9.8%，比2013年提高了1.6個百分點。

2014年，中國新能源發電量約為2190億kW·h，同比增長18%。其中風電發電量1563億kW·h，太陽能發電量208億kW·h，其他新能源發電量約418億kW·h，分別占新能源發電量的71%、10%、19%。2014年中國新能源總發電量約占全部發電量的3.9%，比2013年提高0.5個百分點。

2、新能源發電在電力系統中的應用

2.1利用風力發電

槳葉、升壓變壓器、發電機、機械傳動系統和電力電子裝置等構成風力發電系統，風力發電系統發電過程是能量的轉換過程，當槳葉捕獲風的動能之后，把動能轉化為機械能，機械傳動系統把機械能傳遞給發電機，利用發電機把機械能轉換為電能，直接或間接接入電網。恒速恒頻和變速恒頻是主要的風力發電技術，其中，變速恒頻發電技術，具有可靈活調節系統的有功功率、最大限度的捕獲風能、轉速運行范圍較寬等的優點，并且逐漸成為當前風力發電的主流技術。

2.2利用海洋能發電

（1）波浪發電

波浪發電需要利用轉換裝置，把波浪能轉化為機械、氣壓或液壓的能量，以催動機械的運行。其中廣東油尾建成的100千瓦的振蕩水柱式波浪發電站是我國較為典型的波浪發電案例，而其他的波浪發電地區，如海南、福建，也取得了良好的研究成果，并且把建設100千瓦以上的波浪發電站，作為建設目標。盡管波浪發電技術存在著難度大、資金投入多等問題，但是卻符合我國經濟市場的發展需要，具有廣闊的發展空間。

（2）潮汐發電

潮汐是海洋水位受太陽和月球等天體的引力影響，發生變化，進而產生水位波動的一種自然現象。因而，潮汐發電的方式是：利用潮水漲落產生的水位差，創造勢能，把勢能轉化為電能，來投入使用。可再生、存儲量大、生產成本少是潮汐能的最大優勢，同時，潮汐能是一種清潔能源，不會引起環境污染，把潮汐能發電水庫建立在河口或海灣，不會占用地區的耕地。但是，在潮汐能發電方面，我國存在著電價高、成本高等問題，給潮汐能的推廣和運用帶來不利影響。

2.3利用太陽能發電

而今，太陽能發電受到許多國家的關注和青睞，當煤炭、石油、天然氣等常規能源的存儲量嚴重不足時，利用太陽能發電，可以有效解決能源問題。為了合理開發和充分利用太陽能資源，國家專門建立了金太陽示范工程、并且制定和頒布了相關的法律法規，以鼓勵和引導光伏發電產業的發展，而且把2020年的光伏發電目標，從1.6萬瓦提高到20萬瓦，這一系列的政策和規劃，拓寬了我國太陽能發電的發展道路。目前，光熱發電和光伏發電是太陽能的兩種主要發電方式。

（1）利用光熱發電

光熱發電是利用聚光器收集太陽能，把液態工作物質轉變為氣態工作物質，推動汽輪發電機發電。蝶式、槽式、塔式是光熱發電系統的3種基本形式，其中，槽式光熱發電技術，是太陽能發電的主流方向，但是，由于技術條件有限，在光熱發電方面，我國的研究進展比較緩慢，雖然科學研究所全力研究光熱發電技術，但是，取得的成果較少。

（2）光伏發電

科學技術的高速發展和快速進步，推動了光伏發電技術的更新和發展，進而極大的提高了電能生產效率，加快了各種能源的應用、轉換的步伐。我國的光伏發電技術起步較早，并且，經過不斷的研究和發展，我國生產太陽能電池組件的能力較強，取得了許多豐碩的成果，有效的緩解了我國的能源危機的壓力。離網型光伏發電、并網型光伏發電是光伏發電領域的兩種基本發電形式，其中，離網型光伏發電系統，可以直接或者間接把太陽能電池發出的電流，轉化為電能，而與電網相連的光伏發電系統，則是并網型光伏發電系統，按照配備的儲能裝置進行分類，并網型光伏發電系統包括可調度式和不可調度式兩種，區別在于前者含有儲能裝置，而后者位含有儲能裝置。

2.4利用生物能發電

生物能主要蘊藏在生物質中，通過綠色植物的光合作用，把太陽能直接或間接轉化為化學能，固定、儲藏生物體內，然后利用化學能來發電，生物質能具有可再生、分布廣和低污染等特點，當前，主要通過化學法、生化法、熱化學法，直接燃燒和物理化學法等方式運用生物質。

結語

總而言之，隨著科學技術水平的高速發展，合理開發和利用新能源，提高能源的利用率，成為解決能源問題，推動我國經濟可持續發展的有效途徑，因此，廣泛利用新能源發電技術，提高能源的利用率，減少能源污染，保護自然環境，以促進人與自然的和諧發展。

【參考文獻】：

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