譚 建 李先鋒

（中機國際工程設(shè)計研究院有限責(zé)任公司 湖南省長沙市 410000）

近年來，我國大力發(fā)展新能源，推動著新能源發(fā)電技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。從當(dāng)前新能源發(fā)電量的比重來看，處于穩(wěn)步提高的狀態(tài)。根據(jù)2019年前三季度發(fā)布的風(fēng)電和太陽能累計發(fā)電量數(shù)據(jù)顯示，發(fā)電量為4629億kWh，占據(jù)總發(fā)電量的8.7%，同比提升了0.7個百分點。當(dāng)前，風(fēng)電與光伏開發(fā)布局不斷優(yōu)化，新能源發(fā)電技術(shù)釋放著能量，具有較大的發(fā)展前景。

1 新能源的發(fā)展現(xiàn)狀

基于低碳經(jīng)濟的發(fā)展背景，開發(fā)以及利用清潔能源，追求綠色GDP，最核心的是積極發(fā)展清潔能源，通過減少污染氣體的排放，達到綠色發(fā)展的目標(biāo)。新能源為可再生能源，具有儲量的優(yōu)勢。近年來，我國大力發(fā)展新能源，以此保障能源安全，同時推動友好型社會的建設(shè)。以湖南為例，優(yōu)化調(diào)度的同時，優(yōu)先消納風(fēng)能、光伏發(fā)電、水電等清潔能源，2019年8月末新能源并網(wǎng)規(guī)模同比增長23.3%，清潔能源發(fā)電量同比增長57.8%，占全省發(fā)電量的45.0%。不過新能源發(fā)電技術(shù)尚且處于發(fā)展階段，還有很多技術(shù)以及運用不夠成熟，面臨著極大的挑戰(zhàn)，需要不斷創(chuàng)新和探索，推動新能源發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，釋放技術(shù)的能量。

2 新能源發(fā)電技術(shù)在電力系統(tǒng)中的具體應(yīng)用

2.1 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)

從資源的儲量來說，風(fēng)能資源儲量比較高，同水資源相比突出，為水資源儲量的10倍。借助風(fēng)力發(fā)電，主要是將風(fēng)力轉(zhuǎn)換為驅(qū)動風(fēng)力的機械力，借助發(fā)電機進行能源轉(zhuǎn)換，形成電能。

技術(shù)的應(yīng)用分析如下：①風(fēng)機類型。依據(jù)裝機容量指標(biāo)進行劃分，主要包括小型機、中型機、大型機以及特大型機。一般來說，風(fēng)機的容量越大，那么槳葉的長度就越大。根據(jù)發(fā)電機轉(zhuǎn)速指標(biāo)，細化為恒速機、變速機、多態(tài)定速機。②設(shè)備的組成和功能分析。使用的風(fēng)力發(fā)電機組，組成結(jié)構(gòu)為風(fēng)輪、機艙以及基礎(chǔ)等。運行的風(fēng)輪，組成結(jié)構(gòu)包括葉片和變槳系統(tǒng)等。葉片的形狀如何，影響著風(fēng)能的吸收程度。運行時，風(fēng)機風(fēng)速如果大于切出風(fēng)速，利用旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的葉尖，來完成氣動制動。如果葉片處于異常狀態(tài)運行下，那么要及時有效應(yīng)對覆冰或者腐蝕等問題，確保葉片得到有效保護以及防護。③風(fēng)機控制技術(shù)。使用的并網(wǎng)發(fā)電機，類型包括雙饋機、雙速異步機以及變速風(fēng)力發(fā)電機。新的并網(wǎng)技術(shù)，引入了模糊控制技術(shù)，高效調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速以及功率。利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，對葉片漿距進行控制，并且預(yù)測風(fēng)輪氣動特性，有著不錯的效果。當(dāng)風(fēng)電場處于并網(wǎng)運行狀態(tài)時，吸收無功，為了保證運行的效益，為風(fēng)電場配置SVC或者其他無功補償裝置，通過實時動態(tài)補償，減少因為輸送功率引發(fā)的系統(tǒng)振蕩情況，優(yōu)化電網(wǎng)運行狀態(tài)。

2.2 光伏發(fā)電技術(shù)

從地球能量的釋放層面來說，太陽輻射為主要部分，通過向地球輻射，為地球提供能量。太陽能每秒鐘輻射產(chǎn)生的能源，相當(dāng)于大約500萬t標(biāo)準(zhǔn)煤。若能夠高效利用太陽能，則會獲得很高的經(jīng)濟效益以及環(huán)保效益。

技術(shù)分析：

（1）光電效應(yīng)。當(dāng)物質(zhì)被特定電磁波照射以后，那么內(nèi)部相應(yīng)的電子將會被激發(fā)，進而形成電子。運行的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，具體由蓄電池和電池控制器以及光伏電池組等裝置組成。

（2）電池組。目前來說，使用的太陽能電池類型很多。應(yīng)用較為廣泛的晶硅電池，主要包括單晶電池和多晶電池。從應(yīng)用效能方面來說，硅基薄膜光伏電池的能效略有不足；化合物薄膜電池的應(yīng)用，存在著污染以及危害問題，因此應(yīng)用很少；聚光光伏電池的應(yīng)用，需要配置散熱器以及聚光系統(tǒng)，成本較高，還需要加大成本控制的研究。

（3）光伏陣列。使用單抽式支撐光伏組件，可將系統(tǒng)工作效率提高20%；使用固定式組件，可將系統(tǒng)工作效率提高25%；使用雙軸跟蹤組件，可將系統(tǒng)工作效率提高30%，為了保證效能的實現(xiàn)，要做好安裝環(huán)節(jié)的把控。

（4）逆變器。不用類型的逆變器，優(yōu)勢差異。例如組串式，MPPT路數(shù)多；最高配比組件為1：1；采購成本高；維護點位多；設(shè)備提供商多；適用于山地以及屋面。

（5）光伏電站SVG的調(diào)壓技術(shù)。運行的光伏電站，尤其是末端電源點電站，極易被電壓因素影響，整個電站的調(diào)整能力不強，需要借助SVC的性能作用進行調(diào)節(jié)。采用的SVG調(diào)節(jié)模式，具體包括恒功率因數(shù)模式、恒電壓模式等。一般來說，電壓省調(diào)的狀態(tài)下，恒功率因數(shù)具體負責(zé)日常運行的控制，同時依據(jù)符合的動態(tài)變化，進行無功變化的調(diào)整。若系統(tǒng)電壓高于額定電壓，高出10%，那么對于電壓的調(diào)整需求，采用恒功率控制措施難以達到，要采取恒電壓模式。

（6）PID效應(yīng)。從光伏組件的使用角度來說，電位處于某種情況下會產(chǎn)生逐漸衰弱的情況。由于長期處于高壓狀態(tài)下運行，受到電荷因素和漏電流因素的影響，使得組件的性能會被影響，出現(xiàn)50%左右的降低情況。如果濕度和溫度等很高，那么PID效應(yīng)會更高。對于PID效應(yīng)，要采取相應(yīng)的治理措施。首先，做好系統(tǒng)方面的處理。利用新工藝以及新設(shè)備，例如設(shè)置逆變器，實現(xiàn)減弱或者降低PID效應(yīng)以及系統(tǒng)電壓，減少對光伏發(fā)電系統(tǒng)運行的影響。其次，做好組件方面的優(yōu)化。從組件PID效應(yīng)的產(chǎn)生原因來說，高濕為主要因素，需要增強組件的密封性能。采取優(yōu)化EVA生產(chǎn)工藝和原材料的配比方式，增強EVA膠膜的抵抗能力，減少PID效應(yīng)的影響。最后，做好電池方面的控制。若想有效抵抗PID，充分發(fā)揮電池的作用，能夠獲得不錯的效果，比如改變SiN減反層以及發(fā)射極。

3 新能源發(fā)電技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用策略

3.1 整合各方力量推動新能源的發(fā)展

從新能源發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用角度來說，還面臨著系列挑戰(zhàn)。若想不斷加快新能源發(fā)電技術(shù)的發(fā)展以及應(yīng)用，需要政府相關(guān)部門能夠協(xié)同作戰(zhàn)，結(jié)合當(dāng)前電力新能源的發(fā)展實際情況，圍繞存在的問題和需求，制定完善的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)以及要求，為電力新能源的發(fā)展提供動力。與此同時，細化明晰各個部門肩負的職責(zé)，推動電力新能源發(fā)展，推廣新能源發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用。通過頒布相應(yīng)的政策，不斷提升新能源發(fā)電的比重，釋放電力新能源的價值和優(yōu)勢。

3.2 科學(xué)規(guī)劃

推動新能源的發(fā)展以及應(yīng)用，當(dāng)前的重要任務(wù)為科學(xué)合理規(guī)劃，這也是發(fā)展電力新能源的基本要求。具體落實方面，需要相關(guān)主管部門能夠堅持經(jīng)濟和綠色的基本原則，深度分析當(dāng)前能源市場的基本需求，除了做好水電和火電的規(guī)劃外，制定符合發(fā)展實際的可再生能源目標(biāo)[1]?；谔岢龅男履茉窗l(fā)展以及利用總目標(biāo)，對新能源發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用，進行合理規(guī)劃，優(yōu)化規(guī)劃方案，并且提出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，為電力新能源發(fā)展和應(yīng)用面臨的問題，提出具體的解決措施，推動新能源發(fā)電技術(shù)的高效發(fā)展。

3.3 增強應(yīng)用可靠性

新能源發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用，并網(wǎng)運行可靠性問題比較突出。隨著新能源技術(shù)的不斷優(yōu)化和完善，電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性得到了有效增強，不過借鑒傳統(tǒng)電力系統(tǒng)建設(shè)和運行的經(jīng)驗，系統(tǒng)運行環(huán)境比較復(fù)雜，若想提供穩(wěn)定的電力服務(wù)，合理規(guī)劃以及控制電路結(jié)構(gòu)，有著重要的意義。建設(shè)新能源發(fā)電系統(tǒng)時，要做好全面的調(diào)查和分析，保證規(guī)劃的科學(xué)性以及合理性，最大程度上保證技術(shù)的應(yīng)用效益[2]。

3.4 著力解決供需矛盾

從新能源發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用分布來說，早期主要布局在中東部，即經(jīng)濟發(fā)達的區(qū)域，因為這些區(qū)域的電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)相對成熟，應(yīng)用新技術(shù)，只需要結(jié)合需求，對電網(wǎng)系統(tǒng)進行相應(yīng)的調(diào)整便能夠達到發(fā)電要求。電力新能源需求不斷增加的背景下，我國需要著力解決上述部分不均衡問題[3]。目前來說，風(fēng)電開發(fā)布局持續(xù)優(yōu)化。2019年前三季度，中東部和南方地區(qū)新增風(fēng)電并網(wǎng)228萬kW，占全國的44.7%。截至2019年9月底，中東部和南方地區(qū)風(fēng)電裝機5826萬kW。結(jié)合實際需求，不斷優(yōu)化電力新能源的部署，滿足多樣化需求。

4 結(jié)束語

綜上所述，新能源發(fā)電技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，依托相應(yīng)的設(shè)備和系統(tǒng)，實現(xiàn)對新能源的有效轉(zhuǎn)化，形成所需的電能，能夠有效替代傳統(tǒng)電力，減少不可再生資源的消耗。文中結(jié)合當(dāng)前新能源發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用情況，提出了推動技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展的策略，具體如下：增強應(yīng)用可靠性；著力解決供需矛盾等。