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科技论文

新能源发电技术类型

引言


在“双碳”的目标下,新能源取代传统能源的步伐只会越来越快。在市场和政策的双重作用下,新能源发电将成为能源消费结构的支柱。


1新能源发电技术类型


(1)风能。风能在中国非常普遍,特别是在西北地区,具有高质量的风能资源,储量大,分布广泛。风能发电的载体主要是电力电子技术,可以合理调整和控制电机组的参数,以达到第一风能发电的目的。(2)太阳能。与其他新能源相比,太阳能资源的获取和利用更加方便和稳定,资源丰富。太阳能发电技术是利用特殊的太阳能电池将太阳能转化为电能。(3)地热能。地热能主要是从地球内部提取的天然热能,也是一种可再生能源。发电技术主要基于能量转换原理,将地热能转化为机械能,然后将机械能转化为电能。


2新能源发电技术


2.1并网光伏发电技术


近年来,“生态优先、绿色发展”的概念逐渐深深扎根于人们的心中,大力发展可再生能源,加快能源转型发展已成为全球共识,风电、光伏等新能源本身的波动性和间歇性决定了灵活性,将是以新能源为主体的新电力系统的重要组成部分。储能作为一种灵活的调节资源,在新电力系统中起着至关重要的作用,是新能源成为主电源后系统调节的必然选择。新能源电站储能技术的应用场景主要包括峰谷、能量转移、跟踪计划贡献、稳定波动、峰值调节、频率调节、电压支持、新能源储能技术户外实证、混合储能等,根据光伏发电系统的应用场景,如地理条件等因素,可适当配置压缩空气储能,为系统提供惯性支持;在频率调节应用场景中,可适当配置飞轮储能技术,为系统提供频率和电压支持。


2.2新能源发电侧储能技术


现代储能方式分为物理储能和化学储能。物理储能的主要工作包括飞轮储能、超电容储能、超导储能、电磁储能、压缩空气储能等机械储能,化学储能主要是指电池储能。现代新能源侧储能运行系统大多采用化学储能。同时,日常生活中常见的新能源储能包括液流电池、铅酸电池、锂离子电池等。主要区别在于化学物质存在显著差异,其中铅酸电池最为常见,具有技术成熟、成本低、安全指数高、电压稳定等诸多优点。电网侧新能源发电侧储能系统的综合经济效益主要由调峰、峰谷、备用容量、延缓电网设备升级建设、减少网络损失和残值等经济效益组成。峰值调整可获得价格补偿;峰谷表现为低价充电和高价放电;备用容量可保证突发事件后平静供电;延迟电网设备升级建设主要是指新能源侧储能系统的应用可以降低电网负荷;减少网络损失主要是指充放电过程中的电力损失:残值主要是指新能源电网侧储能系统达到使用寿命后的剩余再利用价值。


2.3信号分解技术的应用


2.3.1时域分解技术


时域分解技术是指信号完成时域分解和特征提取。根据分解过程中采用的数学原理,时域分解技术可分为迭代算法的时域分解和模型优化算法的时域分解。同时,在实际工程中,为了提高新能源功率预测的效率和精度,研究人员提出了基于时域分解结果的模态数量优化方法。以子模态复杂度为特征值,结合具有相似复杂性的模态重量,减少了实际建模量。


2.3.2频域分解技术


在时域分解过程中,通过提取信号的时域特征,生成模态分量,包括平均值、方差和悬崖的统计特征。为了扩大研究范围,探讨不稳定信号的瞬时频率和频谱能量,引入了频域分解技术。在实际工程中应用频域分解对功率序列的特征提取、分析和噪声去除起着重要的辅助作用。目前,频域分解技术主要包括基于基函数的频域分解技术和基于频谱参数的分解技术。前者主要通过基函数设置频段划分原则,后者根据带宽和中心频率的特征信息进行分解。


2.4太阳能光伏发电技术


太阳能光伏发电技术可以通过自身的努力将太阳能转化为电能,具有一定的能量调节和能量转换功能,在中国整体新能源中占有主要地位,是中国应用最广泛的新能源之一。太阳能转化为电能的主要原因是“光伏特”效应(当太阳能或其他光照射在太阳能电池表面时,太阳能可以通过吸收光产生电能)。经过一系列的变化和化学反应,太阳最终会出现光生电子的离散现象,这可以在一定程度上促进异号电荷驱动光生电子的运动,然后产生电压。此时,如果将太阳能产生的电能两极与负极连接,两个负极之间的连接将产生光生电流,进一步增加功率损失的概率,从而实现从太阳能到电能的转变。由于太阳能光伏发电系统中太阳能电池的整体比例较大,可以根据实际需要开发不同类型和型号的太阳能电池。当太阳辐射集中时,可以促进太阳能电池充分发挥自身作用,保证太阳能转化为电能的转化率。但材料消耗较多,可能导致材料成本迅速上升,进而形成大量现金外流现象。鉴于此,中国一方面可以增加对太阳能光伏发电技术研究的投资,另一方面也可以增加对太阳能光伏发电技术的政策支持,提高我国太阳能光伏发电技术水平,降低材料消耗。


2.5核能发电技术


核能清洁发电及其利用技术及其主要功能特点。核能主要是指利用化石能源和核反应堆燃料释放核能转化剩余物质的热能循环发电形式,是利用反向可再生能源清洁发电的另一种绿色新能源模式。在实施这种新型核能发电模式的过程中,需要和消耗的各种热能原料资源也较少。在负责全球清洁能源系统的循环经济发电系统中,核燃料产生的实际发电资源总成本相对较低,能量转化率较高。在国外,大型民用核反应堆工程施工前考虑的安全环保条件普遍严峻、复杂、苛刻。目前,发电和使用的原料仍主要是放射性铀渣等天然有害放射性物质。裂变反应和过程会产生大量天然有害的放射性高能辐射,对我们和人类环境产生巨大的潜在影响。核反应堆废料如何安全处理自然是一个复杂而棘手的问题。从世界各国经济发展和技术状况的总体分析来看,核能发电等先进技术的应用和推广,特别是在沿海地区,可以在短时间内产生一些较大、可观的综合经济效益。


结语


针对储量丰富的风能、太阳能和地热能,不断优化其控制方法,采用多种控制方法,可有效解决新能源电力系统并网问题,优化资源分配,实现电网高峰和低峰阶段的自由切换。同时,通过先进的信息技术,优化新能源电力系统的运行,充分发挥新能源电力系统的优势,更好地实现新能源发电的目标。


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