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新能源发电论文新能源发电技术论文

作者:cp彩票 发布时间:2020-03-27 23:12 点击:

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  新能源发电论文新能源发电技术论文 电力电子与新能源发电技术 摘要:文章主要探讨了几种新型能源的发电形式,以及集成供电系统 的电源变换、智能管理及安全控制等问题,并希望在未来的新能源电 力发展中,我们能克服困难,实现电子电力技术的新发展。 关键词:电力电子;能量管理系统;电能质量控制 Power Electronics and New Energy Power Generation Technology Yang Lin (Institute of Electrical Engineering,Northwest University for Nationalities,Lanzhou730030,China) Abstract:This paper discusses several new forms of energy generation and integrated power supply system transformation,control,intelligence management and safety issues,and hope in the future development of new energy power,we can overcome difficulties and achieve electronic power of new development. Keywords:Power electronics;Energy management system;Power quality control 我们已进入 21 世纪,这是一个全新的时代,经济的高速发展给 人们的生活带来了很多的便利,但随之而来的却是能源的耗竭,原本 丰富的能源如今已变得匮乏,并危及到人们未来的生产生活。与此同 时,毫无顾忌的能源利用还造成了大气的严重污染,从而又引发能源 危及,这样的恶性循环会直接危及到人类的发展,甚至威胁人类的健 康和繁衍。因此,开拓新能源,减少能量源浪费成为当今世界最为关 注的话题。 一、新能源的发电方式 (一)太阳能发电 太阳能发电开始于上世纪 50 年代,当时,第一块实用的硅太阳 电池研制成功,如今,太阳能发电技术已经经历了半个世纪的发展, 其技术也在日益成熟。目前,占主流的太阳电池仍然是硅太阳电池, 主要分为单晶硅太阳电池、多晶硅太阳电池和非晶硅太阳电池。典型 的太阳能供电系统结构如图 1 所示,太阳电池阵列进行光电转换,把 太阳能变为电能,再由功率变换器将太阳电池输入到直流电中,最后 转换成用户所要使用的电源模式。根据用户的需求,功率变换器可以 选择直流斩波器进行 DC/DC 变换,或采用逆变器进行 DC/AC 变换。而 功率变换装置还应包括蓄电池系统,主要是为了平衡电流。如果太阳 光充足,可以利用太阳能,并利用蓄电池充电;如果在夜晚或者阳光 不充足时,就可以使用蓄电池供电。 (二)风力发电 如今,风力的主要运用方式就是风力发电,它的发展速度最快, 也最受全世界关注。风力发电主要有 3 种运转方式: 1.独立运行方式, 利用一台小型的风力发电机向需要的用户提供 电能,它还可以通过蓄电池充电,预防无风时影响发电效果; 2.风力发电与其他发电方式相结合的联合供电方式, 主要向交通 不便或偏远山区供电,以及地广人稀的草原牧场提供电力; 3.并网型风力发电运行方式, 将风力发电网安装在条件较好的地 区,常常是一处风场安装几十台甚至几百台风力发电机,这也是风力 发电的主要发展方向。风力发电机组在不同风速的条件下运行,其发 电机输出的电压的幅值和频率是变化的,所以,通常要配置电力电子 功率变换器, 通过这种装置控制电流, 保证输出的电压是平衡稳定的。 (三)燃料电池发电系统 燃料电池(Fuel Cell)是将反应物如氢气等的化学能直接转化 为电能的电化学装置。它通过燃料(通常是氢气)和氧气结合所发生 的光电反应来发电。燃料电池发展了这么久,根据电介质的不同,主 要分为 5 种燃料电池:碱性燃料电池(Alkaline Fuel Cell,AFC); 质子交换膜燃料电池 (Proton ExchangeMembrane Fuel Cell, PEMFC) ; 磷酸燃料电池(Phosphoric Acid Fuel Cell,PAFC);熔盐燃料电 池(Molten Car-bonate Fuel Cell,MCFC);固体氧化物燃料电池 (Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)。 实际上,燃料电池也有其优点,例如:发电效率高:发热少;噪 音低,污染小;功率密度高。目前,燃料电池发电主要集中在以下几 个方面:燃料电池特性研究;燃料电池发电系统结构和高效功率变换 的研究;能量管理技术;孤岛检测和保护技术,并网电流控制;并网 运行与独立运行之间的无缝切换控制技术。 燃料电池所输出的电压会随着电压的变化,发生较大范围的变 化。 燃料电池的输出电压在负载发生突变时还要经过一段时间才能停 止反应,对于质子交换模燃料电池响应延迟达 2 秒。因此,燃料电池 一般与负荷动态的具体要求无法很好的匹配。 二、电力储能技术 可再生能源发电装置所产生的电能主要还存在无法预测的周期 性变化,例如风能、光伏发电等,如果将其电能直接输入普通电网, 将会对电流带来不良影响, 而电力储备装置就可以平衡能源发电输入 与电网之间的矛盾。电力储能技术有蓄水蓄能、压缩空气储能、飞轮 储能、电池储能等它们都各具特点,各有优势,但它们的正常运行主 要是依靠电子电力技术。 蓄水储能与压缩空气储能主要是对电力高峰期进行调节, 但是对 地理条件的要求较高。电池储能的精密性高,需要在技术成熟的条件 下进行,理论上可以用于电力调峰,单电池使用寿命有效,这成为蓄 电技术的难点。飞轮储能的储能量有限,运行复杂,一般用于电能质 量调节。 三、电能质量控制 (一)电源谐波检测和分析技术 谐波的测量和分析都是以

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