新能源发电的前景范文

时间:2023-09-21 10:19:20

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新能源发电的前景

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0引言

自第三次工业革命以来,人类社会在经济和科技方面取得了空前的发展,伴随而来的是常规化石能源的大量消耗及其引起的环境污染和资源短缺等一系列问题,迫使人类不得不开始寻找清洁的可再生能源,也即新能源。相对于传统的煤、石油、天然气等化石能源,新能源普遍具有污染少、储量大的特点,对于解决当今世界日益严重的环境污染和资源匮乏等问题具有十分重要的意义[1]。资源与环境的压力也给电力系统带来了新的挑战,利用新能源逐步取代传统能源进行发电将是今后电力工业发展的趋势,可见新能源发电具有良好的发展前景和实用价值。

1 新能源发电的类型及其原理特点

新能源发电主要包括太阳能发电、风力发电、生物质能发电、地热发电、潮汐发电等方面。

1.1太阳能发电

太阳能是指太阳内部连续不断的核聚变反应过程所产生的能量,它是一个巨大的能源,据估计,我国陆地面积每年接收到的太阳能辐射能相当于亿吨煤[2]。太阳能发电又叫光伏发电,它的基本原理是利用光伏效应,通过光照产生电动势,进而输出电能,实现光电转换。简单地说,太阳能发电就是通过太阳能电池直接将太阳光转换成电能,太阳能电池是由各种具有不同电子特性的半导体材料薄膜制成的平展晶体,可以产生强大的内部电场[2],主要包括单晶硅电池、多晶硅电池和非晶硅电池三种类型。免费论文参考网。

常见的太阳能发电系统由太阳能电池、控制器和逆变器三部分构成,按其运行方式可分为独立太阳能发电系统和并网太阳能发电系统,其中后者是目前的主流发展趋势,即太阳能电池发出的直流电,通过逆变装置转换成交流,进而并入电网使用。太阳能发电安全可靠,具有许多优点,如能源充足,太阳能无处不在,不受地域限制;建设周期短,运行成本低;不需要消耗燃料,无环境污染;结构简单,维护方便,适合无人值守。但是,太阳能发电受气候条件影响,具有间歇性,且价格昂贵。

1.2 风力发电

风力发电是将风能转换成机械能,再转换为电能,其基本原理是利用风吹动风轮,通过风轮的机械转动驱动发电机转子旋转,进而产生电能。风能是清洁的可再生能源,风力发电与常规发电相比,具有能源充足、不消耗燃料、无环境污染、占地面积小、工程建设周期短、发电技术成熟等优点。在当今世界的新能源开发技术中,风力发电是最成熟、最有商业利用价值的发电方式,其装机容量正在不断扩大,全球风电发电量占总发电量的比例也在逐步增加。

1.3生物质能发电

生物质能是绿色植物通过光合作用,将太阳能转化为化学能而储存在生物质内部的一种能量形式,是一种资源丰富、无污染的能源。生物质能发电包括农林废弃物燃烧发电、生物质燃气发电、城市垃圾焚烧发电、沼气发电等方面。生物质能发电具有电能质量好、可靠性高等优点,具有较高的经济价值。

1.4 地热发电

地球内部蕴藏着巨大的热能,地热能就是地球内部的热释放到地表的能量,地热发电就是将地热能转变为机械能,再将机械能转变为电能,它是利用地下热水和蒸汽为动力源的一种新型发电技术,其原理与火力发电基本一样,即将蒸汽的热能通过汽轮机转变为机械能,然后带动发电机发电[2]。

1.5潮汐发电

潮汐能,顾名思义,就是潮汐所蕴含的能量,同样是一种取之不尽、用之不竭的新能源。潮汐发电,就是利用海水涨落及其引起的水位差来推动水轮机,由水轮机带动发电机进行发电,其原理与一般的水力发电差别不大。即在海湾或有潮汐的河口修建大坝,构成水库,利用坝内外涨潮、落潮时的水位差进行发电。潮汐发电受潮汐周期变化的影响,具有间歇性。

2 中国新能源发电的前景展望

改革开放以来,我国经济高速发展,经济规模跃居世界前列,与此同时,能源消费结构的不合理引起的资源环境问题日益突出,大力发展新能源发电技术,是调整能源结构、促进节能减排、实现可持续发展的要求。我国可再生能源资源丰富,通过近年来的发展,新能源发电已经取得了一定进展,已经形成了一定规模、体系相对完善的新能源产业。中国新能源发电虽然刚刚起步,但是却有着广阔的发展前景。免费论文参考网。

(1)风力发电和太阳能发电发展迅速。中国风能资源丰富且风力发电技术较为成熟,目前正在以“建设大基地,融入大电网”的方式进行规划和布局。太阳能发电同样也具有较好的发展前景,我国的太阳能电池制造水平较高,应该大规模推广太阳能发电。免费论文参考网。根据国家能源局制定的《新能源产业振兴发展规划》,到2011年,新能源在能源结构中的比重达到2%(含水电为10%),新能源发电占电力总装机容量的比重达到5%(含水电为25%)。而风电装机容量将达到3500万千瓦(陆地风电3000万千瓦,海上风电500万千瓦),太阳能发电装机容量将达到200万千瓦[1]。除此之外,《2008年中国风电发展报告》预言,到2020年末,全国风电开发建设规模有望达到1亿kW。

(2)生物质能发电优势明显,前景较好。相对于风力发电和太阳能发电的间歇性特点,生物质能发电具有突出的优点,经济价值较高。2002年,我国可再生能源发电装机容量3234.6万kW,其中生物质能发电装机容量80万kW,在众多新能源和可再生能源发电中仅次于小水电。预计到2020年,可再生能源发电将达0.9~1亿kW,其中生物质能发电为1000万kW;另一种估计结果是2020年可再生能源发电装机容量将达到1.21亿kW,其中生物质能为2000万kW。

(3)在有条件的区域发展地热发电和潮汐发电。受地理条件的限制,地热发电和潮汐发电均具有地域性。目前,中国高温地热电站主要集中在西藏地区,总装机容量为27.18MW,其中羊八井地热电站装机容量25.18MW,其发电量已经占到拉萨电网的40%以上,对缓和拉萨地区电力紧缺的情况起到了重要的作用。今后,可继续在西藏地区大力发展地热发电。我国潮汐能蕴藏量中可开发利用部分的92%集中在经济发达、能源需求迫切的华东沿海地区[3],发展潮汐发电可缓解这些地区的电力不足。但是,潮汐发电由于开发成本较高和技术上的原因,目前发展并不是很快,我国江厦潮汐电站装机容量为3200kW,年发电量1070万kWh[4],今后可视情况适当发展潮汐发电。

3 结语

能源短缺和环境恶化已经成为威胁人类生存的全球化问题,发展新能源是实现人类可持续发展的必经之路,中国应该加快开发利用新能源的步伐,大力发展新能源发电,逐步实现从常规能源向清洁能源转变。目前,我国的新能源发电已经取得了一定的进展,但同时还存在着一些亟待解决的问题,主要表现在技术基础薄弱、相关体制尚不规范等方面。为此,提出一些建议:(1)制定发展目标,科学规划布局。新能源发电必须进行合理规划和布局,有必要将其纳入国家经济社会发展总体规划。(2)加快体系建设,规范行业发展。对于新能源发电的设备要求和并网技术标准,应该尽快制定相关准则。(3)加大投资力度,鼓励自主创新。目前,我国新能源研究力量分散,缺乏跨学科的交流,有必要对各类科研机构进行整合。除此之外,新能源发电是智能电网的一个重要组成部分,必须构建全国统一的新能源电网,以促进我国智能电网的建设。

参考文献

[1] 赵新一. 新能源发展展望[J]. 电力技术,2009,10(10):7-14.

[2] 孙元章,李裕能. 走进电世界——电气工程与自动化(专业)概论[M]. 北京:中国电力出版社.2009.

[3] 刑运民,张文娟. 新能源与可再生能源发电技术的发展[J]. 西华大学学报,2007,1(26):50-52.

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风能:领军新能源

中国风力资源极为丰富,风能发电很可能作为可再生能源的主力军在今后能源产业中起到领军作用。中国气象科学院研究员朱瑞兆提供的数据显示,中国风能资源仅次于美国和俄罗斯,居世界第三。已探明的中国风能理论储量为32.26亿千瓦,可利用开发为2.53亿千瓦。风能如果能够全部利用起来,将满足当前能源需求的近1/4。

陆上风电市场化竞争效果显著,规模经济引领风能成本大大下降。中国风能市场从2003年开始推进市场化运营,经过7年的高速发展,陆上风能已经全面开发。风能资源最丰富的内蒙古、新疆及东北地区的一级城市风力发电的招投标及建设工作已经完成。目前风能开发工作已经开始向风力资源较为丰富的二三级城市发展。

海上风能尚处于起步阶段,有着巨大的发展空间,将成为未来5年的投资热点。中国拥有十分丰富的近海风资源,我国近海10米水深的风能资源约1亿千瓦,近海20米水深的风能资源约3亿千瓦,近海30米水深的风能资源约4.9亿千瓦。另一方面,东部沿海地区经济发达,能源紧缺,开发丰富的海上风能资源将有效改善能源供应情况。

风能电力的并网问题将成为今后几年风力发电的瓶颈。风能由于风速、风量的不可控因素导致其电力为低质量电力。风能资源丰富的地区多处于中国西北等偏远地区,当地对于电力的需求较小,已有的电网建设较为薄弱。不稳定的风力发电的电能上网时对电网的冲击很可能导致整体电网的瘫痪。智能电网的发展可能解决风力发电上网的难题,但智能电网的建设在中国尚处于起步阶段。

已投入运营的风机质量问题将在今后5年凸显出来,对未来风力发电的发展带来困扰。风力发电在最近几年发展过快,国外成熟市场中一台风机从研发、实验到实际进入市场开始发电需要5~10年的时间。而中国市场最近5年风力发电市场的急速发展导致众多风机从研发到实际运行的时间大大缩短为1~3年。风机在运行中的不稳定和研发时期的准备不足导致的一系列问题将在今后几年中暴露出来,成为风力发展的主要障碍。

其他新能:有瓶颈 待发展

太阳能光伏发电最近几年受到专家质疑,其发电成本难以在短时间降低,发展前景不容乐观。光伏发电的主要材料多晶硅本身对环境的污染和破坏将难以抵消用其发电带来的节约,这将成为制约太阳能发电的最关键的问题。太阳能光热发电可以规避多晶硅的制造环节而成为太阳能发电的新宠。然而光热发电的目前技术瓶颈尚未解决,其发展前景并不明朗。太阳能发电目前的成本比水电和火电发电成本高出四倍,基本靠国家补贴进行发展。如果太阳能发电未能在早期形成规模性发展,其成本很难得到实质性的降低,不可能和风能一样形成有效竞争,将很难替代传统能源。

小水电受水利资源及地理位置的限制,具有不可扩张性,这限制了它在新能源发展中的地位。小水电是指容量5万千瓦以下的水电站,小水利发电由于其对生态环境的基本没有破坏,因而,被列为新能源的发展之列。中国的小水电资源分布广泛,特别是广大农村地区和偏远山区,适合因地制宜开发利用,解决当地人民用电困难的问题。小水电的技术已经相当成熟,小水电站投资小、风险低、效益稳、运营成本比较低,在国家各种优惠政策的鼓励下,全国掀起了一股投资建设小水电站的热潮。水利资源具有不可扩张性,因此,今后,小水电资源很难像风能、太阳能资源等成规模并不断扩张。

生物质能有待成熟的、真正能够运用到市场的技术研发,才能形成规模化发展。生物发电可以利用垃圾、废物进行发电,对环境的净化有很大的帮助,因而最为符合低碳经济发展的主旨。中国现有条件下,生物质能面临能量转化效率低、中间成本高、外部性显著、原料“稀缺”等难题。这些技术难题难以逾越,突破性技术尚未形成,严重制约其发展前景。

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0 引言

两次科技革命过后,我们的科技程度与生产力进步程度都有了大幅的提高。随之而来的,也有负面影响。比如,化石能源等不可再生资源越来越少,环境污染也越来越严重。长此以往,地球上的化石资源等终将枯竭,届时人类的生存将面临严峻考验。不管是从我们赖以生存的自然环境,还是从我们无法离开的能源资源角度,找到可再生资源来取代传统的不可再生资源都是当务之急。一些国家和地区已经在着手计划以新能源来代替化石能源,并有了一定成效。我国的社会建设与人民群众的日常生活一样离不开电力供应,从环保与成本等方面考量,新能源发电技术代替传统化石能源技术必将成为主流。我国电力系统结构也将面临大的调整。但由于我国新能源研究较晚,技术方面并不是特别成熟,新能源发电技术还是小范围存在,没有成大规模投入使用,所以新能源发电技术的研究与发展还是当前需要工作人员继续努力推进的重点项目。

1 新能源并网发电系统的关键技术

1.1 新能源发电技术主要方式

新能源发电技术主要方式是分布式。分布式新能源发电技术主要突出了分布式和新能源两个特点。首先发电规模小,其次和电力用户距离不远,第三可单独给电力用户供电的形式就是分布式。传统能源以外的各种环保的、清洁的、可再生的能源都是新能源。新能源主要靠发电技术与储能技术两者结合的方式给电力用户提供电能。

1.2 新能源发电系统结构及关键部件

新能源发电系统中含有多个小型的新能源发电单元,这些小型的发电单元中可能包含风能发电、太阳能光伏发电、潮汐能发电等多种能源发电形式。这些供电设备需经过逆变器,然后以并联的方式接入大电网,才能保证主网的安全稳定运行。

新能源发电系统的关键部位包括:并网逆变器、静态开关、电能质量控制装置。

1.3 新能源并网发电系统关键技术

新能源发电多以微网形式存在,下面主要分析微网技术。

1.3.1 微网的运行

微网的抗扰动能力不强,且我们无法控制自然资源。比如风力的大小,出现的时间,出现的频率等,这就导致微网的安全性不稳,需对其加强控制。

1.3.2 微网的故障检测与保护

微网系统中不仅存在单向潮流,也会包括双向潮流,传统的保护措施不再有效,可研发在不同于常规模式下运行的故障检测与保护控制系统。

2 新能源并网发电系统的发展趋势

我国的发电总量在世界上是名列前茅的,但因为我国人口众多,基数过大,人均电量就难以到达令人满意的水平。从另一方面来说,我国的人均用电量还有很大的上升空间,大力发展新能源并网发电技术,解决人民群众生产生活用电需求,既可填补用电缺口,又有利于综合国力的提升。目前环保问题已是全球性问题,能源问题亦然。传统的化石能源必然会被可再生新能源替代。所以说,新能源发电技术必将成电力发展的主流方向,以下就是几种新能源发电技术的发展趋势分析:

2.1 太阳能光伏发电

太阳能的最大优势在于方便廉价,存在面积广,只要有太阳的地方都可以利用,还可以分散到各家各户采用单独供电的方式。也可采用大规模发电方式并网运行。太阳能无污染无噪音,是一种重要的清洁能源。

我国76%的国土光照充沛,全年辐射重量约917-2333kWh/m2,理论总储量约为147*108GWh/a,且光照资源分布较为均匀,可以说是资源优势得天独厚,就基础条件来讲,我国的太阳能光伏发电前景是非常广阔的。目前,我国能源供应中所占比例最大的就是煤炭,占主导地位,其消耗量巨大,所带来的环境问题更是日益严峻。所以,不管是从环境角度,还是从能源角度,我国政府都在着手计划并已经初步采取措施来研制以可再生新能源来逐渐替代传统能源的技术。2007年我国制定的《可再生能源中长期发展规划》指出,截止2020年,太阳能光伏发电总容量将达到180万kW,且按有关专家预测,这一数字或有望达到1000万kW。从市场需求角度看,我国很多边远地区仍处于缺电甚至无电状态,电力缺口很大,加之我国经济发展迅速,可以预见,并网型太阳能光伏电站不日将进入市场,且发展潜力巨大。

2.2 风能发电

风能是一N可再生清洁能源,无污染、能量较大、发展前景良好。风能得到了各国的认同与重视。且风力发电在众多的可再生能源中属于成本较低的类型,即可并网运行,也可独立运行,又能与其他技术互补组成混合型发电系统。近年来,风力发电技术日趋完善,并网型风力发电机单机额定功率最大已经达到5MW,叶轮直径已达到126m。截止到2005年,全球装机容量为58982MW,其中风力发电量占总数的1%。中国已成为亚洲风电产业发展的助推者之一,总装机容量位居世界第八。日后,不论国内还是国外,风力发电技术与产业发展速度都会大大提升。

2.3 地热发电

地热发电也是新能源的一种,但其易受环境影响,利用方面小,对于大面积供电并不适合,但对于有地热资源的地方来讲,这又是一种福音。地热发电的开发和利用有利于拥有该资源的地区的经济文化发展,所以,地热资源也是一种不可忽略的新能源。

2.4 海洋能发电

利用海洋能发电主要是在海上,对人们的生产生活影响不大,且我国海域资源辽阔,海岸线长,所以,海洋能发电也是一种主要发电形式。

2.5 生物质能发电

我国是农业大国,每年都会有大量的农副产品遗留,且随着社会的发展,人民生活水平的提高,所产生的生活垃圾也是日渐增多。这些东西都可以作为发电的生物质能资源,既保护了环境又可以解决电力需求,所以,生物质能资源也有较大的发展空间。

3 结束语

综上所述,虽然新能源发电技术目前有一定成绩的取得,但是受种种因素的制约,可再生新能源的并网发电发展不是特别理想。为了走可持续发展的道路,要逐渐减少发电企业对传统的不可再生化石能源的依赖,大力发展可再生新能源的并网发电技术。将新能源研究纳入大电网的总体规划研究框架中。在坚强电网的高级配电运行框架下,新能源的发电并网一定能够快速发展并发挥重要作用。

【参考文献】

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中图分类号:F123

一、引言

新能源是指常规能源以外的所有能源。包括:风能、太阳能、生物质能、地热能、海洋能、水能、核能等。近年来我国新能源产业发展取得了令人瞩目的成就,这对于促进能源结构调整、减轻环境压力、促进国家经济与社会可持续发展起到了积极的作用。新能源资源成本低,但开发利用的技术水平要求高。新能源发电由于存在投资大,成本高,技术不成熟,与输电不配套,政策措施不到位,经验不足等诸多方面的问题。新能源的发展在技术、经济、市场、管理体制、政策、资源环境等方面都存在着一定的风险。因此,对新能源发电存在的风险进行分析,避免盲目投资,提高投资决策水平具有重要意义。

二、新能源发电风险指标体系

所谓风险是指不确定性,实际结果与预期结果存在差异,或者说有损失的可能性。由于不确定性给新能源发电投资者可能带来的负面影响,并由此引发的投资损失。

新资源的分散性、不稳定性和利用的高成本性,严重影响新能源发电项目的发展。这些关于资源、技术、经济、管理、市场等方面的问题,使得新能源发电项目和传统发电项目相比,面临着更多样化和复杂化的投资建设和运行管理环境,投资建设和管理模式存在着诸多差异和不确定性,由此带来新能源发电的风险,主要风险指标体系见表1所示。

三、新能源发电风险分析

新能源发电存在以下几方面的风险。

(一)技术风险分析

新能源是传统能源之外的能源,是指以新技术、新工艺为基础特征,发电技术相对不成熟,正在研究开发过程中,尚不能被人们大规模利用的资源。

风电技术相对成熟,但我国风电单机容量偏小,发电能力差;陆地风电的开发和海上风电大型机组的自主研发技术比较落后;风电并网已成为制约风电发展的核心问题,建设智能电网以期实现电网的最优控制及解决风电上网技术等问题还有待于进一步研究。太阳能光伏发电核心技术依赖国外,尽管少数高端设备国内可以生产,但质量差距还很大,晶体硅电池的转换效率不到20%;太阳能热发电和海洋能发电只是示范阶段,不具备大规模开发的条件。地热发电技术基本成熟,我国中温地热发电技术领域没有显著的应用进步,与世界先进水平存在差距。

(二)经济风险分析

新能源资源丰富,资源成本低,但是开发成本高,发电成本高于传统能源。新能源发电只有靠政府补贴获得盈利,而补贴政策的不稳定性,支持补贴的政策落实不到位等因素存在,新能源在经济上不具备竞争力。

生物质能发电原料成本增长快,导致2012年生物质发电全面亏损;风力发电由于上网电量不能保证,弃风严重,使风电企业利润下降。太阳能热发电投资大,不具备推广条件;潮汐和地热发电投资大,成本高。水电投资不确定性大,移民、补偿等因素有很大不确定性,风险也较大。

从成本角度,相对常规能源,新能源产业发电成本高,如风电发电成本约为0.5元/度,太阳能发电成本约0.8元~1元/度,而火电发电成本仅有0.25元/度。与常规能源相比,新能源在成本上不具优势。

所以,对于发电企业来说主要的经济风险在于发电量不能保证,政府补贴不能按时到位,及政府的补贴政策缺乏稳定性。

(三)市场风险分析

市场风险又存在着以下5方面的风险。

1.需求风险

我国宏观经济持续高速增长,对能源需求不断提升,新能源主流能源地位的趋势越来越明显,新能源发展潜力大,具有较强的市场成长能力。但是要掌握好发展节奏,发展过快也会带来风险。如“三北”地区,火电装机相对较大,电力供给较为充分,而经济社会电力需求严重不足,并且受气候等自然条件制约,冬季风能较好,而冬季又有热电厂供暖刚性要求。

2.上游风险

新能源发电的主要上游企业是设备和原材料供应,我国设备生产能力不断提高,目前新能源发电设备供应出现生产能力过剩,风电和太阳能光伏发电等设备价格都不断下降,这对于发电投资商是有利的,因此上游设备供应风险较低;对于生物质发电存在原料供应问题,原料存在生产分散、运输不便、成本过高等问题,已经成为制约我国生物质能发电企业盈利的主要因素,因此生物质发电原料风险较高。对于核电,我国铀矿资源比较丰富,预测资源量超过200万吨,但探明程度较低,铀资源的供给能力不足。随着我国进口铀资源的不断增加,对外依存度加大,未来铀资源缺口将会更大,进口数量的剧增和进口渠道的拓宽必将成为行业发展的重要难题。

3.下游风险

新能源发电主要是下游电网接纳风险,新能源发电的不稳定性对电力系统产生影响,新能源发电的比例受到限制,同时也受到电网优化调度的影响。以电力需求环境来看,未来能够给行业带来最大风险的是电网行业,新能源发电是否有足够的配套送出电网是一个制约性的问题,除了技术风险问题外,电网企业是否有动力贯彻落实国家促进新能源发展政策,也是不容忽视的问题。

电网企业已经进行电网配套建设,并能够按照可再生能源发展规划及时建设、改造可再生能源发电配套电网设施,为新能源发电机组的电力送出提供必要的网络条件。但我国很难在较短时间内改进电网规划,新能源发展和电网建设不协调的情况将在较长一段时间内存在。

我国薄弱的电网结构是风电和太阳能发电发展的主要障碍,绝大部分的电网无法承担不稳定电源上网带来的冲击。昂贵的电网接入系统,在新能源建设投资中占有很高的比重。尽管我国的相关政策要求电网企业制定可再生能源发电配套电网设施建设规划,并纳入国家和省级电网发展规划。但是电网规划和建设的速度远不及新能源装机发展的速度,因此,存在着发电设备运行小时数低,达不到预期的发电量,是新能源发电的主要风险。

4.进入风险

由水电开发引发的生态环境问题日益得到关注,市场进入难度也因此提高,投资者面临着较大的政策风险,需要重点关注环保、移民等问题。

5.公众认识风险

从经济角度上讲,核能发电也是合算的,与常规燃科、特别是燃煤发电相比,具有相当大的优势。核电成本比煤电低10%~25%。由于核电的风险较大,一些国家的公众强烈反对核电发展,迫使一些国家放弃核电。

(四)政策风险

新能源发电第一位的特性是补贴性,最根本的原因就是其成本长期居高不下,经济性差,发电上网价格不具有竞争力,需要巨额补贴。为了促进新能源发展,国家出台了《中华人民共和国可再生能源法》、《可再生能源发电价格与费用分摊管理试行办法》、《可再生能源“十二五”规划》等一系列政策有几十项,这些政策的出台,是新能源发展的助推器,有利于降低新能源的风险。

补贴政策成为新能源发电发展的关键,补贴政策是否科学、合理和稳定直接决定了新能源发电能否可持续发展。并且必须根据形势的发展,及时调整和完善有关补贴政策,补贴资金是否能落实到位,仍然存在着一定风险。

对于核电,国际社会存在两种对立的观点,福岛核危机事故对日本新能源产业,特别是核能产业的发展造成了重大的影响。危机发生后,各国对于核能安全和核能产业的发展都采取了不同的应对措施。总体说来,可以分为以日、德为代表的“弃核派”和以中、美为代表的“核改派”两大阵营。沿海核电已经重启,给我国核电行业的发展提供了重要机遇,其所能创造的经济价值和社会价值很快便能显现出来。但是,沿海核电和内陆核电之间有非常大的区别,内陆核电对安全条件要求更高,对水资源需求更多。在技术条件尚不太过关的情况下,盲目上马内陆核电并将对我国核电行业的长期发展造成重大不良影响。

(五)自然风险

新能源发电受资源条件的影响,总体来说,我国资源丰富,但分布不均衡,厂址选择受限制,适宜开发的优质资源有限,且新能源资源密度低,厂址的选择存在风险,受资源条件、地质条件、场址稳定性、征地、拆迁、移民安置、生态环境保护等多种因素影响。自然地质灾害、气候变化、洪涝、飓风、雪灾、干旱、地震、风暴潮、海啸等,将会对新能源发电企业电量的实现造成不利影响。

(六)管理风险

由于管理方法,管理能力,责任心等原因导致的组织安排,人力资源,协调沟通等造成的风险。新能源开发规划不科学、盲目投资、项目论证不充分、电源布局不合理等组织管理问题带来一定风险。

四、新能源发电发展建议

尽管新能源发电存在着诸多风险,发展新能源是世界各国能源发展的必然趋势,也是我国能源发展方向。因此,对于发电企业来说,应该统筹规划,合理布局,优化结构,发挥优势,率先布置。新能源发展过程中坚持以下原则:

一是优势原则。能源结构的多样性,可以降低风险,因地制宜,充分发挥各地区的资源优势和长处。

二是经济性原则。经济性原则是最重要原则之一,尽管国家政策补贴和支持,不同新能源的经济性有很大差异,加快完善国家对新能源的补贴政策。

三是协调性原则。新能源发电与电网建设的相互协调,与地区能源结构协调。

五、结论

发展新能源是我国能源发展的国策,是保障能源安全、保护生态环境、履行国际承诺的必由之路,今后几十年内,大力发展新能源将成为我国未来发展能源的趋势。新能源具有资源丰富、清洁、环保和可持续发展的特点,有政府政策和财政的支持,发展前景广阔。

新能源发展受多方面因素的影响,包括技术、政策、市场、经济、竞争、资源等多个因素影响,发展新能源应综合权衡各种类影响因素。发展新能源不应盲目追风,要统筹规划,科学定位,合理布局,优化结构,发挥优势,有序发展。

新能源发展前景广阔,发展势在必行,在未来电源结构中将占有重要地位,但是要把握合适的步伐和节奏。

参考文献:

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关键词:

太阳能;光伏发电;电池板;发电系统;蓄电池组;逆变器

石油能源的可采储量在逐年减少,而且石油能源的利用会对环境造成严重的污染,这些问题迫切地要求人们追求新能源的开发和利用。太阳能具有资源丰富、可再生的特点,因此,太阳能的开发和利用是我们摆脱石油能源的有效途径。采用合理有效的手段对太阳能源进行开发和利用,获取取之不尽用之不竭的新能源,是我们研究太阳能资源的目的。太阳能光伏发电是合理开采和利用太阳能的有效方法。太阳能光伏发电系统中的太阳能电池板能将太阳能转化为电能,太阳能电池板是一种半导体光电二极管,当太阳光照射在二极管上时,能够吸收阳光并将其转化为电能,从而产生电流。当多个电池通过串联或者并联就能实现较大功率的电池方阵。太阳能光伏发电具有安全、环保、寿命长、操作简单、资源丰富、可再生等特点。近几年,太阳能光伏发电已被各行各业所应用。

1太阳能光伏发电前景

太阳能光伏发电作为本世纪的新兴技术已被广泛应用,太阳能光伏发电能够通过太阳能电池板将太阳能吸收并转化为电能。太阳能光伏发电不需燃料消耗,无有害气体排放,因此太阳能光伏发电具有安全、环保、寿命长、操作简单、资源丰富、可再生等特点。由于具备这些优势,因此,太阳能光伏发电被广泛应用于各行各业中。通过国外先进技术的引进和太阳能光伏发电技术的创新,太阳能光伏发电技术提升速度十分迅速。随着国家能源产业的发展,绿色低碳能源的发展已经成为我国能源发展的趋势,目前,我国的太阳能光伏发电产业受国家政策的扶持,发展十分迅速,而且其发展空间大、市场前景广阔。

2太阳能光伏发电存在的问题分析

2.1太阳能光伏发电成本高

随着科学技术的进步和发展,虽然太阳能发电已被广泛应用,但是太阳能发电的高成本投入严重阻碍了太阳能发电的普及。太阳能的储存问题是降低成本的关键途径,电池储存和压缩空气是目前太阳能储存技术的主要方法。但是,目前国内多硅晶的生产成本高于国外,质量远不如国外,所以多硅晶的进口量逐年增加。光电薄膜技术主要采用碲化镉,其中,碲主要从金属铜中提炼而来,目前碲的价格成本上涨速度过快从而抑制了薄膜太阳能电池的生产。

2.2太阳能光伏发电质量差距大

目前,我国多晶硅的生产技术跟发达国家相比存在一定的差距,而且其生产成本高、还有较多杂质,因此,要想提高多晶硅的国际市场竞争力,就应该提升多晶硅的生产技术,保证多晶硅的生产质量,降低生产成本。

2.3太阳能光伏发电原料进口率高

太阳能光伏发电在我国的发展时间较短,而且其核心技术源于国外。目前,太阳能光伏发电的原材料基本从国外进口,其中太阳能光伏发电的核心材料多晶硅的进口率已高达98%。多晶硅的生产加工技术水平落后,造成我国多晶硅生产成本高,而且质量差。所以,太阳能光伏发电在国内的发展受到原材料的限制,导致我国的太阳能光伏发电发展滞后。

2.4太阳能光伏发电能耗高

太阳能光伏发电环保卫生、安全可靠,但是,太阳能光伏发电的能耗大,其原材料多晶硅的生产成本高,同时我国的生产技术水平落后,生产加工质量低,导致太阳能电池加工原材料多晶硅的生产耗电量高,同时,太阳能电池的加工工艺复杂,所以太阳能光伏发电能耗更高。

3太阳能光伏发电发展的促进措施分析

3.1降低太阳能光伏发电生产成本

目前,我国的多晶硅生产工艺复杂、技术落后、生产成本高、质量低,因此应该引进先进的多晶硅提炼技术,提高多晶硅生产质量,降低多晶硅的生产成本。将四氯化硅氢转化为三氯化硅,这样能够有效的降低加工温度,降低能耗,缩减加工成本投入,提高市场竞争力。

3.2淘汰太阳能光伏发电中的高污染企业

多晶硅对环境没有任何污染,但是在其加工过程中,如果存在技术水平落后,产品加工管理不严格,会在其加工过程中造成严重的环境污染,所以在多晶硅的加工过程中,应加大管理力度,提高多晶硅的加工工艺,从而达到国家环境要求的标准,对环境污染严重的多晶硅加工企业应该及时关闭和淘汰。

3.3企业和政府联合

在太阳能光伏发电研究和应用过程中,企业应该和政府联合,以产业联盟的方式促进太阳能光伏发电的发展。其中,政府应该给予一定的政策和资金支持,确保太阳能光伏发电的快速稳健发展;企业应该用高标准严格要求自己,提高多晶硅的生产质量,降低环境污染,组建研发团队,提高产业发展能力和水平,并对研发成果进行共享,减少重复性研究,避免资源浪费,加快太阳能光伏发电的发展速度和水平。

3.4太阳能光伏发电作为战略储备产业

目前,新能源的发展前景广阔,发展市场大。但是,我国目前的太阳能光伏发电正处于初级阶段,发展技术还不够成熟,大力提倡和推广太阳能光伏发电成本投入过高,我国大规模的推广和应用太阳能光伏发电不符合实际。因此,目前我国应该将太阳能光伏发电作为战略储备产业,加快太阳能光伏发电技术研发,从而降低其生产成本,提高其市场竞争力。

4结语

综上所述,虽然太阳能光伏发电在我国的发展前景广阔,但是由于太阳能光伏发电技术还存在技术瓶颈,因此,在太阳能光伏发电研究和应用中,必须重视太阳能光伏发电存在的问题,利用科学的手段,科学合理的提高太阳能光伏发电的发展速度,从而使太阳能光伏发电能为人类创造更多的财富。

参考文献:

[1]郭瑞.太阳能光伏发电存在的问题及促进措施[J].电子世界,2014(10):451~452.

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中图分类号:TM61 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)09-0167-01

1 引言

为了能够有效的解决能源紧张的问题,减少对自然环境的破坏,维护生态的稳定,对清洁、再生、污染小的新能源的需求也随之越来越明显。新能源是指在科学技术上开发和利用的非常规性,绿色能源是未来发展中的主要能源,如:太阳能、风能、海洋能等。是无污染的,取之不尽用之不竭的。为确保电力系统能够在整个现代经济社会建设发展中得到长时间且可持续性的发展,展开有关新型能源在电力系统中的应用研究势在必行。所以,随着我国能源需求的逐渐提高,新能源发电逐渐获得了政府的支持和人们的关注。

新能源是指在新技术的推动下,系统的开发利用的可再生资源。相对于传统的化石能源,新能源具备突出优点便是可再生,同时它还有储量丰富、污染少的优点。新能源发电主要包括太阳能发电、风力发电、生物质能发电、地热发电、潮汐发电等形式。而新能源电力系统是指用科学新技术将新能源进行发电、输电、配电和用电的系统。发电企业具备的生产特点是在电力生产中清洁、无污染、零排放、可再生。

2 新能源发电基本形式

2.1利用自然界的风能发电

在目前的电力电子背靠背变频技术的支持下,风力发电系统能够对发电功率的各个参数的输出作业进行有效的调整和控制,风力发电的目标也是通过控制电磁转矩控制机组转速频率来实现的。风能在利用过程中因为没有产生辐射、也不会对空气产生污染是一种公认的清洁的可再生能源,风力发电基本原理,利用自然界的风力带动发电企业安装的风车叶片旋转,通过增速机把风车旋转的速度加快,从而带动发电机发电。

2.2太阳能光伏发电技术在电力系统中的运用

光伏发电技术不断进步,成本逐渐降低,世界上很多国家都制定了相关的激励政策,大大推动了光伏发电的发展。我国在光伏发电领域起步较早,目前已经在太阳能电池组件的生产能力上走在世界前列,很多科研院所也逐步开展相关技术的研究。光伏发电在电力系统中的主要应用形式有户用电源、独立光伏发电系统和光伏并网发电系统。户用电源是最简单的一种应用形式,其发电容量小,一般的用途是缓解边远地区的居民缺电状况。独立光伏发电系统相对于户用电源来说容量较大,但是结构仍比较简单,其作用是对某一区域进行供电。并网光伏发电系统是未来太阳能光伏发电的主流,它是将电能输送至电网的光伏系统。

2.3利用生物质能发电

生物质发电时蕴含在生物中的能量,具有可再生、低污染、分布广等特点,在能源资源中占有比例重,是第四大能源。目前我国的生物质发电主要表现有:直燃发电、混燃发电、气化发电、沼气发电等。生物质能发电较传统的能源发电优势是在环保、节能又可以再生,因其无污染、见效快、也可以减少对环境的破坏,增加农民的收入备受人们的关注与青睐。且生物质能分布广,储量大是替代煤、石油、天然气等传统能源的新能源。当前,生物质能发电形式主要有秸秆发电、沼气发电等形式。

2.4海洋能发电

海洋能发电主要是通过海洋中的可再生能量进行发电,清洁无污染,但是海洋能具有区域性和局域性,只有在特地的范围内才能对海洋能进行利用。利用海洋能发电主要是潮汐发电、波浪发电。海洋中储存的大量能量来发电对于缓解传统能源的消耗意义重大。其中潮涨潮落形成的动能可以带动水轮机使发电机运行工作达到发电的目的。其发电方形式能量比较稳定、电力输送配送比较简单、便于管理。

3 新能源发电发展的意义与前景

3.1使我国电网覆盖面得以提高

“受煤炭市场不景气影响,煤价自2012年5月以来持续下跌,未来煤电上网电价仍存较强的下调预期。”厦门大学中国能源经济研究中心主任林伯强讲到,这相当于增加了新能源发电的利用成本,传统能源发电在价格方面有了更多比较优势。在我国由于地理环境的复杂性传统能源的发电方式基本是的电网广距离远途输送配电,然而所形成的电网覆盖面受到复杂地形、地貌环境的制约,在部分偏远地区还没有通电。电力输送不到的区域其经济发展、生活质量都受到了极大是限制。而风能、太阳能等能源发电后形成的微电网系统,则为没有通电的地区带来了福音,实现了微电网供电。新能源发电无疑提高了我国电网的覆盖面积,提升了部分区域的生活品质。

3.2促进新能源发电技术的发展

国家能源局新能源司处长董秀芬说道,能源局目前正在协调有关部门,针对补贴资金来源等进行沟通,针对性提出对策,并在未来逐步进行完善。但在补贴资金不能无限量增长的现阶段,可再生能源补贴政策将出现微调,一些被证明行之有效的政策会继续保留,确保给企业一个合理的利润空间,实现新能源从规模扩张型向质量效益型发展、从高补贴政策依赖模式向低补贴竞争力提高模式的两个转变。

3.3明确各方责任,全方位促进发展

就目前来看,想要促进新能源发电的快速发展,还需要获得政府的扶持。一方面,在新能源发电上网价格上,为了使新能源发电能够与常规能源竞争,政府需要为电网企业提供一定的财政补贴。另一方面,在增值税方面,新能源发电产品不需要使用燃料和其他材料,所以不应该收取增值税。而解决新能源发电的税负问题,则可以更好的促进新能源发电的发展。最后,政府应该实行优惠信贷政策,以便使新能源发电的市场竞争力得到提升。我们在政府部门、监管部门、发电企业、电网企业、制造企业、行业协会应该履行《可再生能源法》赋予的责任,进而促进全方位发展。

3.4加强新能源发电科学统一规划

科学制定规划,明确相对稳定的发展目标。新能源最大优势具有可再生性、分布的广大性、均衡性、资源巨量性。开发利用新能源,利用新能源发电对于节约传统资源保障煤炭、石油等战略资源的储备、调整能源消费结构、护佑生态、呵护环境、提升人们的生活质量、扩大、拉动内需、涵养新的经济增长点、提供更多的工作岗位、是我国经济建设和社会发展必然选择。新能源发电技术在我国基本属于成熟阶段。建议能源主管部门按照安全、经济、绿色、和谐原则,根据全国能源需求与可再生能源资源实际状况,对水电、煤电、核电和天然气发电等进行统筹优化,制定可再生能源开发利用中长期总量目标。

4 结语

总之,国内的新能源发电已经逐步进入到了新的发展时期,需要在技术创新和产业化发展方面取得一定的进步。为了促进新能源发电的发展,政府应该为新能源行业提供一定的政策支持,大力开发太阳能、风能、生物质能、潮汐能等可再生能源利用技术,对于国家的能源建设、环保事业、可持续发展战略具有深远的历史意义。当下,我国传统能源的资源有限,在环境污染、战略储备、人们普遍倡导的低碳生活的多重压力下,对其开发与利用受到局限。因此,寻找可替代传统能源的新能源,在我国乃至全球正在如火如荼的开展。

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(一)技术风险分析新能源是传统能源之外的能源,是指以新技术、新工艺为基础特征,发电技术相对不成熟,正在研究开发过程中,尚不能被人们大规模利用的资源。风电技术相对成熟,但我国风电单机容量偏小,发电能力差;陆地风电的开发和海上风电大型机组的自主研发技术比较落后;风电并网已成为制约风电发展的核心问题,建设智能电网以期实现电网的最优控制及解决风电上网技术等问题还有待于进一步研究。太阳能光伏发电核心技术依赖国外,尽管少数高端设备国内可以生产,但质量差距还很大,晶体硅电池的转换效率不到20%;太阳能热发电和海洋能发电只是示范阶段,不具备大规模开发的条件。地热发电技术基本成熟,我国中温地热发电技术领域没有显著的应用进步,与世界先进水平存在差距。

(二)经济风险分析新能源资源丰富,资源成本低,但是开发成本高,发电成本高于传统能源。新能源发电只有靠政府补贴获得盈利,而补贴政策的不稳定性,支持补贴的政策落实不到位等因素存在,新能源在经济上不具备竞争力。生物质能发电原料成本增长快,导致2012年生物质发电全面亏损;风力发电由于上网电量不能保证,弃风严重,使风电企业利润下降。太阳能热发电投资大,不具备推广条件;潮汐和地热发电投资大,成本高。水电投资不确定性大,移民、补偿等因素有很大不确定性,风险也较大。从成本角度,相对常规能源,新能源产业发电成本高,如风电发电成本约为0.5元/度,太阳能发电成本约0.8元~1元/度,而火电发电成本仅有0.25元/度。与常规能源相比,新能源在成本上不具优势。所以,对于发电企业来说主要的经济风险在于发电量不能保证,政府补贴不能按时到位,及政府的补贴政策缺乏稳定性。

(三)市场风险分析市场风险又存在着以下5方面的风险。1.需求风险我国宏观经济持续高速增长,对能源需求不断提升,新能源主流能源地位的趋势越来越明显,新能源发展潜力大,具有较强的市场成长能力。但是要掌握好发展节奏,发展过快也会带来风险。如“三北”地区,火电装机相对较大,电力供给较为充分,而经济社会电力需求严重不足,并且受气候等自然条件制约,冬季风能较好,而冬季又有热电厂供暖刚性要求。2.上游风险新能源发电的主要上游企业是设备和原材料供应,我国设备生产能力不断提高,目前新能源发电设备供应出现生产能力过剩,风电和太阳能光伏发电等设备价格都不断下降,这对于发电投资商是有利的,因此上游设备供应风险较低;对于生物质发电存在原料供应问题,原料存在生产分散、运输不便、成本过高等问题,已经成为制约我国生物质能发电企业盈利的主要因素,因此生物质发电原料风险较高。对于核电,我国铀矿资源比较丰富,预测资源量超过200万吨,但探明程度较低,铀资源的供给能力不足。随着我国进口铀资源的不断增加,对外依存度加大,未来铀资源缺口将会更大,进口数量的剧增和进口渠道的拓宽必将成为行业发展的重要难题。3.下游风险新能源发电主要是下游电网接纳风险,新能源发电的不稳定性对电力系统产生影响,新能源发电的比例受到限制,同时也受到电网优化调度的影响。以电力需求环境来看,未来能够给行业带来最大风险的是电网行业,新能源发电是否有足够的配套送出电网是一个制约性的问题,除了技术风险问题外,电网企业是否有动力贯彻落实国家促进新能源发展政策,也是不容忽视的问题。电网企业已经进行电网配套建设,并能够按照可再生能源发展规划及时建设、改造可再生能源发电配套电网设施,为新能源发电机组的电力送出提供必要的网络条件。但我国很难在较短时间内改进电网规划,新能源发展和电网建设不协调的情况将在较长一段时间内存在。我国薄弱的电网结构是风电和太阳能发电发展的主要障碍,绝大部分的电网无法承担不稳定电源上网带来的冲击。昂贵的电网接入系统,在新能源建设投资中占有很高的比重。尽管我国的相关政策要求电网企业制定可再生能源发电配套电网设施建设规划,并纳入国家和省级电网发展规划。但是电网规划和建设的速度远不及新能源装机发展的速度,因此,存在着发电设备运行小时数低,达不到预期的发电量,是新能源发电的主要风险。4.进入风险由水电开发引发的生态环境问题日益得到关注,市场进入难度也因此提高,投资者面临着较大的政策风险,需要重点关注环保、移民等问题。5.公众认识风险从经济角度上讲,核能发电也是合算的,与常规燃科、特别是燃煤发电相比,具有相当大的优势。核电成本比煤电低10%~25%。由于核电的风险较大,一些国家的公众强烈反对核电发展,迫使一些国家放弃核电。

(四)政策风险新能源发电第一位的特性是补贴性,最根本的原因就是其成本长期居高不下,经济性差,发电上网价格不具有竞争力,需要巨额补贴。为了促进新能源发展,国家出台了《中华人民共和国可再生能源法》、《可再生能源发电价格与费用分摊管理试行办法》、《可再生能源“十二五”规划》等一系列政策有几十项,这些政策的出台,是新能源发展的助推器,有利于降低新能源的风险。补贴政策成为新能源发电发展的关键,补贴政策是否科学、合理和稳定直接决定了新能源发电能否可持续发展。并且必须根据形势的发展,及时调整和完善有关补贴政策,补贴资金是否能落实到位,仍然存在着一定风险。对于核电,国际社会存在两种对立的观点,福岛核危机事故对日本新能源产业,特别是核能产业的发展造成了重大的影响。危机发生后,各国对于核能安全和核能产业的发展都采取了不同的应对措施。总体说来,可以分为以日、德为代表的“弃核派”和以中、美为代表的“核改派”两大阵营。沿海核电已经重启,给我国核电行业的发展提供了重要机遇,其所能创造的经济价值和社会价值很快便能显现出来。但是,沿海核电和内陆核电之间有非常大的区别,内陆核电对安全条件要求更高,对水资源需求更多。在技术条件尚不太过关的情况下,盲目上马内陆核电并将对我国核电行业的长期发展造成重大不良影响。

(五)自然风险新能源发电受资源条件的影响,总体来说,我国资源丰富,但分布不均衡,厂址选择受限制,适宜开发的优质资源有限,且新能源资源密度低,厂址的选择存在风险,受资源条件、地质条件、场址稳定性、征地、拆迁、移民安置、生态环境保护等多种因素影响。自然地质灾害、气候变化、洪涝、飓风、雪灾、干旱、地震、风暴潮、海啸等,将会对新能源发电企业电量的实现造成不利影响。

(六)管理风险由于管理方法,管理能力,责任心等原因导致的组织安排,人力资源,协调沟通等造成的风险。新能源开发规划不科学、盲目投资、项目论证不充分、电源布局不合理等组织管理问题带来一定风险。

二、新能源发电发展建议

尽管新能源发电存在着诸多风险,发展新能源是世界各国能源发展的必然趋势,也是我国能源发展方向。因此,对于发电企业来说,应该统筹规划,合理布局,优化结构,发挥优势,率先布置。新能源发展过程中坚持以下原则:一是优势原则。能源结构的多样性,可以降低风险,因地制宜,充分发挥各地区的资源优势和长处。二是经济性原则。经济性原则是最重要原则之一,尽管国家政策补贴和支持,不同新能源的经济性有很大差异,加快完善国家对新能源的补贴政策。三是协调性原则。新能源发电与电网建设的相互协调,与地区能源结构协调。

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中图分类号:TM62 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)03(c)-0003-02

全球海洋中潮汐能的理论蕴藏量约有27亿kW,可开发利用的约为5400万kW。我国潮汐能资源丰富,理论蕴藏量约为1.1亿kW,可开发利用的约为2179万kW。近几年我国经济高速发展,用电量增速很快,最高增速15%以上。尤其近两年全国大范围频发雾霾,环境恶化严重,在保证电力供应的同时,开发新能源发电,降低石油等非再生资源的消耗,减少环境污染,是解决目前能源和环境问题的有效方法。潮汐能是一种蕴藏量丰富且无污染的可再生能源,对其开发利用不会给人类带来污染和灾难。

1 潮汐发电概述

1.1 潮汐发电原理

潮汐发电,就是利用海水涨落及其所造成的水位差来推动水轮机,再由水轮机带动发电机发电。假如建一条大坝,把大海与临近的海湾隔开,形成一个水库,安装上水轮发电机组,那么涨潮时,海水从大海流进水库,冲击水轮机转动,从而带动发电机发电;而在落潮时,海水又从水库流入大海,则又可从相反的方向带动发电机组发电。这样,海水一涨一落,电站就可源源不断地发出电来。

1.2 潮汐发电的形式

潮汐能电站又可按其开发方式的不同分为如下三种型式。

(1)单库单向型。涨潮时打开水库闸门,海水进入水库,平潮时关闸;落潮后,当外海与水库有一定水位差时打开闸门,驱动水轮发电机组发电。海水仅在落潮时单方向通过水轮发电机组发电。优点是设备简单,投资较少,缺点是潮汐能利用率低,发电有间断。

(2)单库双向式型。向水轮机引水的管道有两套,可独立控制,在涨潮和落潮时,海水分别从各自的引水管道进入水轮机发电。单库双向式潮汐能发电站不管是在涨潮时或是在落潮时均可发电。优点是潮汐能利用率高,缺点是投资较大。

(3)双库单向式型。需要两个水力相联的水库,涨潮时,海水进入高水库;落潮时,水由低水库排入大海,利用两水库间的水位差,使水轮发电机组连续单向旋转发电。优点是可实现连续发电;缺点是投资大需要两个水库,工作水头有所降低。

2 潮汐发电的现状及主要技术问题

2.1 潮汐发电的现状

潮汐发电实际开始于20世纪初,德国建造了胡苏姆潮汐电站。1966年1月在法国圣马洛附近朗斯河口建造的朗斯潮汐电站,1967年全部竣工投入运行,朗斯潮汐发电站是当时最大的潮汐电站,该电站装机24台,每台容量1万kW,总装机容量为24万kW,现年均发电能力约为6亿kW・h。近几年,潮汐能开发朝大容量发展,如俄罗斯的美晋潮汐电站设计容量为1500万kW,英国塞汶河河口电站的设计容量为720万kW,加拿大东南沿海的芬地湾潮汐电站设计容量为380万kW。预计到2030年,世界潮汐电站的年发电能力将达600亿kW・h。我国潮汐能发电始于50年代后期,迄今建成潮汐电站8座,总装6120 kW,其中最大的是浙江江厦潮汐试验电站,为3900 kW。我国自己研制了单机容量500 kW和700 kW的灯泡贯流式水轮发电机组。表1列出世界各国已建和研究中的大型潮汐电站概况。

2.2 潮汐发电的主要技术问题

潮汐发电目前存在的主要技术问题有:工程投资较大,机组造价较高;水头低,机组耗钢多;发电不连续;在工程技术上有泥沙淤积问题,机组金属结构和海工建筑物易被海水及海生物腐蚀及污黏问题,需要进一步研究解决。

2.2.1 降低潮汐能发电站造价

降低潮汐能发电站的造价首先要降低水轮发电机组的造价,水轮发电机组的造价约占电站总造价的一半,而且机组的设计制造安装制约着电站的建设工期。法国朗斯电站采用的灯泡贯流式机组属于潮汐发电中的第一代机型,单机容量为10 MW。1984年加拿大研制成功了新型的全贯流式水轮机组,安装于安那波利斯潮汐电站,较灯泡贯流式机组造价节省了17%,运行效率达95%。全贯流式机组比灯泡贯流式机组的体积小、质量轻、管道短、效率高,已被广泛采用。全贯流式机组比灯泡贯流式机组的造价可降低15%~20%。总的来讲,目前潮汐能发电机组的技术已经成熟,朗斯潮汐能发电站的机组已正常运行达35年,江厦潮汐能发电站的机组也已工作达20年。而这些机组都是基于20世纪60、70年代的技术制造的,今后利用更先进的制造技术、材料技术和控制技术以及流体动力技术设计,潮汐能发电机组的技术性能必将有很大的改进和提高,其成本将会进一步下降,效率也将会有进一步地提高。

其次,水工建筑的造价约占电站总造价的45%,也是降低潮汐能发电站造价的重要因素。水工建筑传统的方法是采用重力结构的钢筋混凝土坝或当地材料坝,造价较高,工程量也较大。目前有一种预制浮运钢筋混凝土沉箱的结构的方法,可以减少工程量,降低造价,前苏联的基斯拉雅潮汐能发电站采用了这种方法,效果很好。我国一些潮汐能发电站也采用这种方法建造了一些设施,如水闸等,效果也不错。

2.2.2 提汐能发电站运行水平

提汐能发电站的运行水平可以降低电站运行成本。如何有效利用海面与水库的水位差,有效的提高电站出力是一项水平要求较高的技术。有一种叫泵唧的技术,朗斯潮汐能发电站采用这种技术可使电站的年发电量增加约10%。泵唧的工作过程是,在单库双向电站中,退潮发电刚结束之后,用泵把库面水位抽低l m左右,从而增加涨潮发电的水头。由于泵唧是在很低的水头下进行的,而其后的发电则是在高的水头下进行的,所以提高水头增加的发电量远大于抽水的耗电量,因而可以得到很大的净能量收益。

2.2.3 防治泥沙淤积

潮汐电站一般建设在海湾或临近大海的河口。海湾底部或大海的泥沙,容易被潮流和风浪翻起带到海湾的库区,也有一些泥沙由河流从上游带来。这些泥沙都会淤积在库区内,从而使水库的容积减小,发电量减少,并且加重对水轮机叶片的磨损,使其寿命减少,对正常运行影响很大。因此,必须根据当地泥沙的含量、类型、运动方向、沉降速度等,研究泥沙的运动规律,找出防治泥沙淤积的有效措施。

2.2.4 水工结构物的防腐蚀和防海洋生物附着

潮汐电站的水工结构物长期浸泡在海水中,海水对水工结构物中的金属部分腐蚀非常严重。同时,海水中的生物也会附着在水工结构上,如牡蛎等,有的厚度可达10 cm,这些附着物不会被水冲掉。附着物会使水工结构流通部分的流通面积减小、阻塞,活动部分卡涩或失灵。因此,必须重视对这些问题的研究。对金属结构物防腐蚀问题,有的电站采用外加电流阴极保护措施,取得了很好的效果。防止海洋生物附着问题,这与当地的地理条件、海洋生物种类及生活规律有关,应具体问题具体分析,研究有效的防治措施。

2.2.5 有效解决电力的补偿问题

在潮汐电站运行时,电站的发电出力会随着潮汐的涨、落而变化。当潮位涨到顶峰或落到低谷时,潮位与水库内的水位差大,电站的发电出力就大;当潮位接近于库内水位时,电站便停止发电,造成间断性的发电。目前有如下一些途径解决间断性发电问题:(1)采用双水库;(2)在潮汐能发电站附近另建一座抽水蓄能电站;(3)在潮汐能发电站内另外配置相当容量的火力发电机组;(4)使潮汐能发电站与其他有相当容量的河川水电站联合运行;(5)使潮汐能发电站与较大的电力系统联通;(6)调整某些可以适应间断性供电的用电负荷,以适应潮汐能发电的特性。以上这些方式在技术上已经成熟并有成功应用的实例,因此,各潮汐能发电站可以根据自身情况,通过综合分析比较,研究采用。

3 我国潮汐能发电的发展前景

开发潮汐能一般在水深20 m、30 m、距海岸一千米以内的近海海域。我国幅员辽阔海岸线长,有长达18000 km的大陆海岸线和6500多个海岛海岸线,岸线长度超过32000 km。我国沿海地区海岸分两种,一种是平原型海岸,主要由厚而松散的粉砂或淤泥组成,潮差较小,岸线较平直,适合潮汐发电的坝址较少,此类海岸一般分布在杭州湾以北(除山东半岛和辽东半岛);另一种是基岩港湾型海岸,水深潮大,海岸坡度陡,岸线曲折,有适合潮汐发电的坝址,一般分布在杭州湾以南,可建万kW级电站的港址有杭州湾、象山湾等数十处。

近几年经济发展迅速,但环境污染加重,在保证电力供应的同时,开发新能源发电,降低石油等非再生资源的消耗,减少环境污染,是解决目前能源和环境问题的有效方法。潮汐能作为一种可再生资源,蕴藏量大,运行成本低,对环境影响小,发电没有废气、废渣、废水的排放,对其开发利用不会给人类带来污染和灾难。在有条件利用潮汐能的沿海国家和地区,建设潮汐电站不失为缓解能源危机和减少环境污染的一种有效方案。

4 结论

随着我国经济的不断发展, 环境污染、能源及电力供应不足的问题已越来越严重,这些问题在经济发展较快的沿海地区尤为明显。沿海地区能源需求大,常规能源储量很少,雾霾等环境问题严重,但潮汐能蕴藏量大。因此,我国应大力发展潮汐能发电,以减轻对常规能源的依赖,减少雾霾的发生及环境污染。

总之,潮汐能是可再生能源,无污染,发电可作长期准确的预报,经过这些年来世界各国对潮汐电站的试验、研究和建设,积累了大量的经验,不仅在技术上日渐成熟,在减少投资、提高经济效益方面也取得了很大的进展,开发潮汐能前景广阔。

参考文献

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当今,随着经济的快速发展,人们生活水平的提高,对绿色风能的需求也逐渐增加。风能相比传统能源煤炭、石油、天然气等能源相比具有绿色、低碳、环保、清洁等方面的优势。风能作为新能源,日益受到各国重视。风能主要应用于风能发电,因此,充分研究我国风能发电现状,以国家层面出台相关政策重视风能发电,推动我国风能发电健康、快速发展。

一、发展风力发电的重要性

(一)保障国家能源安全

近年来,世界并不安稳,因为能源危机导致战争时有发生。中东国家因为能源争夺爆发的战争问题一直困扰着世界各国,给世界各国增添了诸多的不稳定因素。世界各国也开始认识到单一依靠这种传统的能源是不能长久,开始开发新能源,来维护本国的能源安全,甚至上升到国家安全。风力发电作为新能源,逐渐受到国家重视,将发展风力发电作为维护本国能源安全的重要选择。

(二)提高经济和社会效益

近年来,随着技术的发展,风力发电技术获得突飞猛进的发展,风电成本逐渐降低。从成本上考虑,一般情况下,我国风电上网电价比煤电高出0.3~0.4元/千瓦时,风电一般位于相对偏远的地方,作为周边的电力用户,就近建风力发电可减少电网设施的投入,极大地降低成本,提高效益。从社会效益来分析,我国是能源消费大国,我国能源开发规模大,资源开采浪费严重,因为过度开发导致的环境问题也日益突出。因此,在常规能源日渐匮乏的今天,充分利用大自然馈赠的风能,对人类来说是十分宝贵的财富。对节约合理利用资源、保护环境,保护人们身体健康具有重要意义。

二、我国风力发电现状及存在的问题

我国风力发电经过多年的发展,形成了一定的规模。正确认识我国风力发展现状,为今后推动风力发电提供客观依据。

(一)发展迅速,技术仍较落后

20世纪的50年代我国风力发电开始发展,最初是在我国的东北和西北地区。直到70年代人们开始对能源安全的重视,开始专门研究新能源,研究开发新能源的设备,技术研究有很大提高。进入80年代,迅速建成我国第一座并网运行的风力发电。到了90年代,全国已经建立了多座并网型风力发电,总的装机容量为36.1MW,最大的单机容量达到了500KW,2000年后这个数据不断被刷新,后来逐步达到1500KW。

虽然风力发电发展迅速,但是我国风力发电的技术仍较落后,主要表现在设备,风力发电机组的制造技术上等等。我国在吸收国外先进技术,进行自主研发需要进一步加强。国外的风电机组已经达到兆瓦级,我国在这一技术上处于落后位置,还不具备独自研发制造特大型风电机组的能力,机组的总体设计、技术、材料等方面都落后于其他国家。国际上的大型风机设备被丹麦、意大利垄断,国内风力发电技术面临着严峻的挑战。

(二)国家出台扶持政策,但政策执行运用不够

国家为鼓励风力发电出台了一系列的政策,《风力发电场运行规程》从电价方面对风力发电进行支持,明确给出对风力发电的电价补贴,给予风力发电一定的利润空间。从宏观政策上也给风力发电一定的支持,明确将风力发电作为新能源和可再生能源的重要发展方向。国家不仅从政策上对风力发电进行倾斜,在资金方面也对风力发电进行大力支持。国家在“十五”期间投资20亿元,用于风力发电的需要,并且在随后的几年逐步加大投入。

虽然从国家层面出台了一系列支持风力发电的政策措施,但是在具体的政策执行力度和运用上面存在一定的问题,制约了风力发电的发展。国内风力发电融资渠道狭窄,在融资贷款的利息方面没有优惠,导致风力发电技术研究缺乏资金,科研经费不足,造成风力发电人才稀缺,这与发达国家存在很大的差距,严重制约了风力发电的发展。

(三)风力资源勘探不足,成本高

发展风力发电需要有好的选址,需要对有意向选址的地方进行严格测量,包括风速、风力、持续的时间都要严格丈量。不同的地方差异很大,合理的选址对提高风力发电的经济效益至关重要。但从我国现在的风力测量来看,远远达不到使用标准,对风力测量、风力资源的分布都很粗糙,无法满足风力发电选址参考,需要进一步细化,为风力发电选址提供好的区位条件。

风力发电成本高主要体现在固定资产的投入上,由于国内风力发电设备较落后,一般采用的是全进口的国外设备,在购买、运输、安装、维护等方面要投入大量的人力、物力和财力。因此,在成本上面就需要大量的前期投入,在一定程度上为企业增加了负担。

三、推动风力发电健康发展的对策

(一)提高风力发电的技术水平

世界各国都在研究风力发电,国外对风力发电研究已经达到一个新的水平。我国的风力发电要利用国外先进的技术,明确自身存在的差距,走出国门多与发达国家交流,学习国外技术,结合自身国内发展的实际,研究制定推动风力发电的技术发展规划,提高自身风力发电的技术水平。在风力发电设备的选择上大胆利用国产设备,为我国国产设备提供巨大的市场前景,让我国风电发电机组80%的实现国产化。同时将我国的风力发电纳入国家科技发展规划和高技术产业发展规划,并安排资金支持可再生能源开发利用的科学技术研究、应用示范和产业化发展,促进可再生能源开发利用的技术进步,促进我国风力发电产业的健康发展带来重大机遇。

(二)出台国家政策和具体的可行性指导意见

2008 年,国家发改委印发了《可再生能源发展“十一五”规划》。《规划》对风力发电并网、风力发电价格给出了明确的要求。并且明确了财政补贴执行意见,并就政策落实工作提出了具体的要求。在税收扶持上也给予明确的规定,明确地方考核要求,出台激励措施鼓励企业参与风力发电中来。为风力发电提供了制度保障,还出台一系列有针对的指导意见,极大的促进了我国风力发电的发展。在具体的实践操作中还需要结合实际,在具体的措施和规则上还要细化、规范、便于操作,使风电的发展稳步,快速的发展起来。

(三)做好风能资源基础性资料的勘察

风力发电非常重要的一个环节就是选址,选址好坏直接关系到风力发电的成本和经济效益。因此,要想推动我国风力发电迅速发展,就需要从国家层面对我国风力资源的整体状况进行总体了解,掌握真实的情况。国家需要尽快安排普查工作,从人力、物力、资金方面投入,各地要结合自身实际做好风力资源勘察工作,认真调查确定可开发风电场的分布和规模,为我国风力发电选址提供客观依据。

总之,我国的风力发电发展到今天,取得了显著进步。但受于技术、资金、人力等因素的制约,发展面临着诸多困难。近年来,风力发电日益受到政府重视,政府也出台了一系列的政策措施来支持风力发电的发展,这对风电的发展是一个重要的机遇。因此,只有我们抓住这次机遇迅速行动起来,提高我国风力发电技术,形成一套成熟的风力发电产业,必将优化我国能源消费结构,促进人们生活水平提高,保障人民身体健康发挥着重要的作用。

参考文献:

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[2]钟伟强.国内外风力发电概况[J].风机技术,2005(5).

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中图分类号:TM732 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)08-0164-01

1 导言

目前我们国家主要是利用太阳能和风能来发电,其中在可再生能源行业中发展最快的是风力发电,整个社会再风力发电上的研究经费也是花的很多,技术相对来说也是很成熟的,所以风能发电具有很大的发展空间,被列为规模化开发的首位。通过研究新能源发电过程中的参数检测和状态的细致表面特征,是解决问题的方法之一,就我国的燃煤发电机组煤质变化性大的特点以及需要快速响应的深度变负荷特性,在和静电和光、声学检测的理论方法,来探究煤粉的细度和浓度,炉内的三维温度场和气体组成成分、飞灰含碳量邓参数快速检测的方式,和新型融合软测量的锅炉燃烧状态准确表象特质,来构成完备的状态参数检测系统,作为快、准提供信号的寄出。

2 新能源接入对电网的影响及解决办法

2.1 风力发电接入电网的解决办法及其影响

风能发电有着前期工作周期长、资金占用少,建设周期短、投人成本低、并且投资收益也很稳定的特点。人们长期以来忽略了风力发电为高新技术产业带来的产业前景、忽略了风力发电可以促进偏远地区的经济发展,随着经济的发展,风力已经成为目前新能源利用中技术最为最为成熟的一项技术,发展前景也广阔的一种发电方式,风力发电已经开始向着“战略替代能源”开始发展。我国广东现在已建、在建中、准备建设的风电场总规模数量庞大,已经接近认,可以进行开发的占认,风电的发展出现势不可挡的局面,如果我国的风电技术能发展成熟,在未来可以满足世界上们年内的百分之二十的电力需求,要想顺利并人一个国家或者一个地区的电量,离不开电力系统对供电波的反应能力,进行任何评估都要包括其他电站输出电量的数据,有着调整供电能力和系统用电模式、日和年电力负荷变化的功能。

2.2 光伏发电接入电网的解决办法及其影响

光伏发电作为一种可再生能源,它的的应用逐渐得到社会的普遍认可,对开展光伏发电也具有着现实意义,光热转换和光电转换成太阳能的两种基本利用形式,光能转换技术利用半导体材料的光生伏效应原理直接转化成太阳能的一种技术,并且发展较为迅速,近几年,光伏市场的重点是由偏远无电地区逐步向并网光伏发电、光伏建筑集成的方向不断的进行发展,光伏发电对现在能源短缺和环境污染可以起到抑制作用,还增加了就业机会。并网逆变器是光伏并网控制的核心,包含电网信号的检测、输出电流的控制、最大功率电的跟踪,是一个集检测、控制保护一体的装置,并网光伏发电系统还可以根据容量大小对电压等级并网方式进行选择,匕如,云南电网公司在云电科技建设的喻光伏发电采用的是低压并人园区的配电系统。可以通过研究不同容量和不同接人c的光伏系统对电网影响,来探究光伏发电对电压的影响。通过合适的接人容量,来降低光伏发电的损耗,提高电压的稳定性,尽可能减少对系统电压波动的影响。光伏发电作为一项在未来电力系统中的新技术,含有高比例的这类电源系统中更有应用的前景,通过并网变逆器和储备装置相互配合,对能源进行释放和储存,现在能源的调节,抑制电网功率的波动,对系统的静态和暂态有提高作用。现有的并网逆变器的功能并不能够满足大容量介人配电网的要求,所以,需要进行研究新的逆变器这种新型的逆变器要有功率控制、频率控制、电压控制的功能,还要可以进行调度自动化的通信功能。

3 新能源发展现状和趋势

3.1 新能源概念

按照联合国相关会议的定义,可再生新能源有:油页岩、蓄力、太阳能、地热能、潮汐能、风能、海水温差能、木材木炭和生物质转换以及说能。这几大类。当然,每个国家对这些名词的叫法大有不同支出,就我们中国而言,新能源主要指的是:风能、太阳能、地热能和潮汐能、海洋水能等这几类。

3.2 风电的发展现状和趋势

在我国,新疆戈壁、河西走廊、内蒙古草原、河北北部、吉林、黑龙江、山东半岛苏湖沿海、浙江、张北、浙江、福建、广东,这12个地区的风力资源丰富,可以利用的风能资源大概有3亿千瓦,近岸的海域可利用的大概有7亿千瓦左右。风机控制和驱动技术不断的得到升级,其中包括了定桨距失速调节、变速变桨距调节,调节形式包括:双馈式、直驱式、混合式驱动。

3.3 光伏发电发展现状和趋势

我们国家的光能比较强烈的地区在我们国家的西北和西部、西南部地区,这些地方的日照都很强烈,可以很好的利用光能进行发电,可以大规模的开发太阳能。并且,在东部沿海地区,经济比较发达,高楼大厦也比较多的地区,开展了和建筑物一体化的楼顶太阳能利用,并且建设成功了光伏发电的设施。

4 新能源接入后对系统安全性的影响

暂态稳定性。异步发电机不存在功角稳定性问题重点关注:风电场并网后,对系统内同步机之间功角稳定的影响。

故障时,两质块模型中储存的势能释放,转化为惯量较小的发电机转子的功能,不利于系统稳定。

传统的发电计划基于电源的可靠性和负荷的可预测性。结合两者共同分析,如果把风电场看成负荷,那么不具有可预测性,把风电场看成电源,那么它的可靠性是不能保证的。

所以可以配合储能装置或者是快速反应机组来增强可调度性,就是说风和光能、储、水等多样能源互补的运行。

相对传统发电计划,电网新能源系统的智能调节,就分散协调控制理论体系,来探讨下分级分层调节的方式,包括系统级别、场级别、群级别、单元级别等多种等级控制的框架的简历,研究波动功率注入下新能源电力系统潮流计算、电力电量平衡、备用决策的理论方法,来设计发名多种新能源电力系统的多目标优化方法的调度,预测发电的工业,预测负荷量以及同步新能源信息系统的方法,通过这种方式,来成功让系统协调可控,安全性有所提高,运行更加安全有效,真正实现新能源的高效安全运用。

结束语

地球作为我们人类赖以生息的家园,有且并且只有一个,为了我们的家园更好的发展我们必须坚持走可持续发展的道路,建立人与自然和谐相处的氛围,这不仅仅是经济发展和自然环境发展的规律,更是我国大力推进社会主义现代化建设的基本要求。

首先要求电力部门,不断的提高能源的利用效率,对能源的结构进行改善,减少空气中二氧化碳的排放量,大气污染的情况得到改善,实施新能源战略方案,进行节能技术和可再生能源技术的不断开发,改变我国的能源结构,重视起来对水电和光伏的建设,因地制宜的开发各种清洁能源例如,太阳能、生物能、地热能、风能等能源,推展能源的综合利用,在社会主义经济发展的总规划中纳人环境保护规划,在企业中,明确保护环境的各项责任,进行资源节约型发展建设。

参考文献

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[摘要]本文以新能源发电形式为研究对象,着眼于电力系统运用实际情况,由于我国能源的持续紧张,以煤炭为主力的电力供应连年出现数以千万千瓦计的巨大缺口,因此大力发展新能源发电一方面可以弥补电力系统的巨大的电力需求缺口,另一方面可以以科学的发展观走可持续发展的能源道路。围绕电力系统中的新能源发电的运用这一中心问题展开了较为详细的分析与阐述,并据此论证了新能源发电技术的运用在实现电力系统长期可持续发展的过程中所占据的重要地位及其所发挥的关键意义。

关键词 ]电力系统;新能源;风力发电;太阳能光伏发电;运用分析

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2015.35.207

在任何系统中,供应与需求都是一对尖锐的矛盾统一体,这种情况在电力系统中也不例外。为确保电力系统能够在整个现代经济社会建设发展中得到长时间且可持续性的发展,展开有关新型能源在电力系统中的应用研究势在必行。

1现阶段常见新能源发电形式分析

严格意义上来说,我们将包括可再生能源以及分布式能源等新型能源形式称为新能源。这也就意味着:首先,新能源多以可再生能源为主;其次,新能源多以分布式能源为主;最后,水能作为一种常规意义上的能源利用形式,属于可再生能源的研究范畴,同时也可以作为分散式或是集中式能源进行综合应用。在当前技术条件支持下,各种类型新能源当中应用最为广泛的能源形式当属风力发电形式以及太阳能光伏发电形式这两种类型。首先,从风力发电形式的角度上来说,现阶段全世界范围内有关风力发电的装机总容量已高于1.2亿千瓦,其中我国有关风力发电的装机总容量已超过1200万千瓦,位居世界第四位。与此同时,我国对于风力发电这种新型能源的关注及建设力度正呈现出较为显著的发展趋势,有光风力发电这种新能源发电形式的发展目标需要在2020年之前实现装机总容量至亿级单位以上的增长;其次,从太阳能光伏发电形式的角度上来说,我国在有关这种新能源发电形式的研究与应用正处于初级起步阶段,现阶段有关太阳能光伏发电的装机总容量基本达到100兆瓦单位,距离世界范围部分国家超过百万单位级别的发展水平还存在一定差距。但我国政府已逐步加大对太阳能光伏发电形式的规划与扶植力度,要求在2020年之前,有关太阳能光伏发电的装机总容量达到千万单位以上的增长,可以说新能源发电形式潜在空间巨大。

2电力系统中风力发电技术的运用分析

在当前技术条件支持下,典型意义上的风力发电系统借助于现阶段电力电子背靠背变频技术实现对发电功率参数输出作业的有效调整与控制,并在对电磁转矩控制机组转速频率的有效控制过程当中实现风力发电的目的与意义。一般情况下,整个风力发电机组控制系统由主控制器装置、调向系统装置、变距系统装置以及制动系统装置这几个方面所构成,这也就决定了在风力发电技术作用之下整个控制系统的并网方式同传统意义上的常规电厂差异显著。在借助于双馈方式进行风力发电机组并网控制处理的过程当中,并网频率的控制可以通过对转子交流励磁频率参数的调节方式予以实现。与此同时,并网电压的控制可以通过对转子交流励磁幅值的调节方式予以实现。同时,在借助于永磁直驱方式进行风力发电机组并网控制处理的过程当中,并网作业下的跟踪控制目的能够在电力电子器件的正常运行作业下予以实现。在实践工作过程当中,其最为显著的优势在于冲击电流参数较小,且能够实现无功与有功的有效控制。更为关键的一点在于:在有关风力发电接入相对于整个电力系统运行稳定性影响的研究过程中发现:首先,风力发电接入并不对整个电力系统既有的机电振荡模式产生影响,并且受到风力发电机组自身装机容量较小的因素影响,其相对于整个电力系统自身所存在的弱阻尼或是负阻尼震荡问题并不会产生明显影响;其次,风力发电机组的接入并不会造成整个电力系统运行稳定性的受损,但这种接入模式使得整个电力系统当中部分输电线路的潮流方向有明显改变,这需要在线路保护设置中重点考量。

3光伏发电

光伏发电技术不断进步,成本逐渐降低,世界上很多国家都制定了相关的激励政策,大大推动了光伏发电的发展。我国在光伏发电领域起步较早,目前已经在太阳能电池组件的生产能力上走在世界前列,很多科研院所也逐步开展相关技术的研究。

光伏效应是指通过光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。

太阳能电池是利用光伏效应将太阳能直接转换为电能的部件。太阳光照射太阳能电池,太阳光的光子在电池里激发出电子空穴对,电子和空穴分别向电池的两端移动,如果外部构成通路,就形成电流,产生电能。

太阳能电池按照研发时间先后,可以分为三代,第一代晶硅类(单晶硅和多晶硅)、第二代薄膜类和化合物类(非晶类、铜锢镓硒、砷化镓、碲化镉等)、第三代新概念类(染料敏化电池等)。目前比较成熟且广泛应用的是晶硅类太阳能电池。

电池单元是光伏发电的最小单元。将电气性能相近的多个太阳能电池单元并联并进行封装,即组成太阳能电池组件。

4电力系统中太阳能光伏发电技术的运用分析

太阳能源于太阳内部的核聚能产生的巨大的能源,太阳能是这个星系内部的最丰富的可再生能源。太阳能的开发潜力极为巨大,一旦人类在未来能够真正用好太阳能,就可以获得生产、生活中所需的取之不尽的能源。人类利用太阳能发电目前仍然处于较低的水平。太阳能的99%还没有被开发出来,所以太阳能发电的未来前景十分广阔,虽然以目前的技术在利润率方面与其他发电技术相比还处于劣势。

5新能源发电发展建议

5.1明确各方责任,全方位促进发展

我们在政府部门、监管部门、发电企业、电网企业、制造企业、行业协会应该履行《可再生能源法》赋予的责任,进而促进全方位发展。

5.2加强新能源发电科学统一规划

要科学制定规划,明确相对稳定的发展目标。建议能源主管部门按照安全、经济、绿色、和谐原则,根据全国能源需求与可再生能源资源实际状况,对水电、煤电、核电和天然气发电等进行统筹优化,制定可再生能源开发利用中长期总量目标。据此总量目标,制定新能源发电规划,优化提出发展目标、主要任务、区域布局、重点项目、实施进度、配套电网和调峰电源建设、服务体系和保障措施等。这些内容都是《可再生能源法》里规定的,以及发电规划里要包括的内容。同时这个规划要纳入电力工业发展规划,避免出现“两张皮”现象。要实现中央与地方的新能源发展规划相协调和实现新能源发电规划与其他电源规划相协调。新能源发电装机规模需要与其他电源的调解能力以及系统调峰电源的规模相匹配,要在规划中具体明确。还要实现新能源发电规划与电网规划相协调,两个专项规划的协调和有机衔接,在新能源发电规划中具体明确大型新能源发电基地接入电力系统的电网工程,要实现新能源发电规划与消纳市场相协调。

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中图分类号: F407 文献标识码: A

目前我国风电装机必须每年保持在20%的上升势头才能在2020年实现15%非化石能源的目标。国际拟在新疆、甘肃、河北、吉林、内蒙古、江苏建立7各超千万千瓦级的风电基地,总装机容量将超过1.26亿kW。但是在建设过程中出现了电网不稳定、电网建设滞后等众多问题,这也成为新能源发展的主要瓶颈,对此,本文主要开展了以下研究。

一、智能电网破题新能源入网面临的挑战

目前我国能源发展的主要问题是以煤为主的能源结构,在2010年的“2010能源、经济、发展”论坛中,我国现任国家能源局能源节约和科技装备司司长江冰就表示,在面对高比重的煤炭一次消费额的形势下,我国急需优化以煤为主的能源结构。而我国可再生能源学会风能专业委员会副理事长施鹏飞则表示,尽管我国风电工程的建设不断深入,但是却存在电网建设滞后的问题。随着风电规划目标的不断提高,电网的滞后性也不断得到体现。

另外风力属于客观存在的自然现象,具有不可控性,风力的出现和强弱具有随机性,而电源必须要具备稳定性,因此如何将不可控的能源转化为稳定的电源成为我国目前研究的重点。其中涉及的调峰能力也是我国目前技术的薄弱点,同时新能源建设的不断深入也使得调峰问题更加凸显出来。对此有专家提出建立抽水蓄能电站是可行的措施,电站能够在用电量较低的时候将过剩的电力从下水库转移到上水库中并保持起来,在用电高峰阶段再释放出来,从而实现对电力的调度,而这一措施正在付诸实践,为了保证我国电网调峰以及运行的安全和稳定,我国拟在2020年以前在华东、华中、华北地区建设3000万千瓦的抽水蓄能电站,将超过全国规模的57%。另外制定阶梯电价政策能够缓解削峰填谷的问题,即对未来6小时内的期货电价进行预报,以经济来将用户用电的时段转移到低谷电,利用较低的电费让夜晚风力多发的电得到充分的利用。

我国曾向世界承诺,我国将在2020年将非化石能源在一次能源中的比重提升到15%,但是就目前来看,距离这一目标的实现还有较大差距,我国新能源还处于盲目圈地、效率低下、重复建设的阶段,光伏产业与风电产业均面临一定过的问题,目前我对风电的控制比例仅为5%,主要是因为比重过高,那么风电本身的动态变化会导致整个电网的不稳定。

二、大力推进智能电网的建设

为了突破新能源入网瓶颈,最重要的突破口在于建立一个综合水、火、风联合调峰并且具有较高稳定性的智能电网。智能电网可以充分吸纳新能源的发电量,并且完成送出、用下等操作,最终保证入网后的高效调度和安全。我国智能电网的建设预计在2020年得以实现,东北和西北电网将成为主要的输送端,华中、华北、华东特高压同步电网将成为接收端,从而与全国范围内的核电、水电、煤电与可再生能源发电基地相连接,进而完善我国的电网结构。借助智能电网可以同时输送风电与煤电,从而将西北地区丰富的风电资源转移到华北、华东、华东地区,从而让风电在全国范围内得到消化。但是目前智能电网还处于实验和企业规划阶段,为了尽早的实现智能电网的建设,需要把此项公共上升到国家战略的层面,这主要也是因为智能电网的建设涉及众多领域,单一部门难以实现,必须要社会各界相互配合。对此我国第十二个五年规划中会分配出专项的资金用于智能电网的建设。除了资金方面的投入外,还需要采取一定的激励措施提高电网对新能源入网的积极性,我国曾调整了可再生能源法规,但是必须不断的细化和完善才具有实效性。调整之后的条文指出电网企业应该全额保障性的将可再生能源发电上网电量进行回收,而电网企业还可以从上升的成本中获得发展基金的补贴,避免企业的经济效益受到损害。

但是由于可再生资源对技术的要求较高,因此目前可再生资源的价格一直处于较高水平,限制了新能源的利用与推广。对此国家发改委表示可再生能源的生产成本明显高于石化燃料,例如小水电的发电成本是燃煤发电的1.2倍左右,沼气发电以及风力发电分别为燃煤发电的1.5倍和1.7倍,光伏发电更是高达18倍,这导致新能源不具备市场竞争的价格优势,严重限制了其商业利用和市场推广价值。但是在风力发电技术的不断成熟中,发电成本相比以往以及出现了下降趋势,国外一些发达国家的风力发电成本与火力发电成本已经基本相同,另外还可争取到政府的资金补助,其成本甚至低于火电成本,因此风力发电在未来会有更高的应用价值,预计在五年之内我国也能够生产出大量的风力发电机组并投入使用。而太阳能发现也具有广阔的发展前景,预计在10年内取得质的突破,并且发电成本将不断下降,降幅约为没度0.8元。

结束语:

总的来说,国家政府必须认识到新能源开发的重要性,并加强宣传推广工作,与目前经济发展趋势相结合,促进与新能源相符的消费结果转型,加大对生态保护以及拉动经济增长的新能源产业发展,从而为我国取得国际新能源市场奠定坚实的基础,利用产品来提高我国新能源的市场竞争力,利用经济刺激、宣传教育等方式不断扩大新能源的市场占有率。

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