光伏新能源光伏发电技术应用的思考

安菊萍

新疆丝路坤元能源有限责任公司 新疆维吾尔自治区哈密市 839000 

摘要：当前，社会能源资源长期处于紧缺态势，再叠加环境污染问题，新能源的开发利用迫在眉睫。“碳达峰·碳中和”战略的提出，为清洁新型能源发展指明道路，在以电为中心的现代能源体系中，将有愈来愈多的新能源接入其中，但要解决风光发电等技术弊端，推动可再生资源高效开发，还需依靠政策与市场驱动，持续加大新能源发电技术研发力度，促进新能源发电效益不断提升，进而建立更加稳定、更加智能并以新能源为主的新型电力系统。下面将对新能源发电技术具体应用、技术难点以及发展建议加以详述。

关键词：电力系统；新能源；发电

引言

在产业格局升级调整、市场经济平稳运行的背景下，我国先进制造业、高新技术产业、云计算产业等迎来新兴发展契机，这在激发区域经济活力的同时，也加重了社会用电总负担。传统火力发电技术落后且清洁性极差，化石能源必须先经过热能转化才能进一步产生电能，平均利用率仅有35%～38%，即使当前开发出超临界机组、流化床燃烧等先进科技，整体利用率也只有约40%，燃烧过程中产生的废气、废渣等还可能带来新的环境污染问题，难以适应我国当前发展形势，因此，新能源发电工程建设已经成为不可逆转的时代潮流。

1新能源发电工程的作用

1.1助推节能减排战略

伴随能源问题日益尖锐，我国已经将节能减排任务列入国家战略层面，并提出了“碳达峰、碳中和”的长远目标，林业、工业等相关主体纷纷变革经营形式，致力于推动减排事业的发展，而新能源发电产业环境友好优势显著，可以有效分担化石能源消耗量，减少碳排放总量，进而达到改善大气质量、缓解温室效应的目的。

1.2改善环境污染现状

化石能源燃烧环节污染严重，而地热、风能、太阳能、海洋能等新能源技术发电基地远离城区，噪声、振动等干扰问题较为轻微，也不存在粉尘、固体废弃物污染情况，几乎可以实现零排放，有助于改善环境污染问题，保障水环境、大气环境质量。

2新能源光伏发电技术应用

2.1风力发电技术

作为资源储量最高的新能源之一，风力一直都是重点发展领域，其储量超出水资源10倍之多，而且获取难度也小。风力发电技术原理简单，借助风机中的机械装置，将风能转化为机械能，再经由发电机最终转换为电能。（1）风力发电机类型。风机在结构体型上，通常会随其装机容量增大，而有更大的体型的风机设备、更大长度的风机桨叶，按其容量从小到大有：小型、中型、大型、特大型等4类风机。根据其轴向不同，又有水平轴、垂直轴风机之分。根据其功率调节方式的不同，又有定桨、变桨以及失速型等多种风机类型。根据风机所处陆海环境差异，有陆上风电、海上风电两类。以风机发电机设计转速区分，又包含有变速、恒速、多态定速等不同类型。（2）设备组成和功能。通过对风机结构进行拆解，具体涉及基础、塔筒、机舱、风轮等几大构造。风轮是风能获取装置，包含有轮毂、叶片、变桨系统等，其中关系风能吸收能力的关键在于风机叶片。若风机实际风速超出限值，则需要借助叶尖所产生的制动效应，对其转速加以控制。但也因叶片裸露在环境中，风机叶片会受腐蚀、覆冰等影响，其自身也可能产生裂纹，严重威胁风机运行安全，为此叶片的防护很是关键。（3）风机控制技术。通常来讲，并入电网的风机主要存在3种发电机：变速、双馈、双速异步等。为精准控制风机转速及输出功率，需采取相应控制技术，一般会采取最大功率追踪策略，可有效达成风电功率的输出控制。伴随新的风机控制技术改进，衍生出多种更高效的并网技术，较为典型的如模糊控制技术，也就是借助智能算法，对叶片桨距进行高精准控制，并且还能用于风轮气动性能预估，对于提升风机性能很有帮助。（4）无功电压控制技术。要想维持风机正常运行，在风机控制同时，需重点关注电压稳定及无功补偿。一般来讲，在电力系统中，风机运行会吸收无功，为确保电网稳定，维持正常电压水平及输出功率稳定，应当采取科学的SVG补偿策略，在风电场运行中进行动态补偿。

2.2水上光伏技术

以往，我国的光伏电站基本上都建于陆地上，这就对建设地点以及电网可接入性提出了较高的要求。而采用水上光伏技术，在水上建设电站，能够获得广阔的建设空间，并减少对环境的不良影响。根据现有研究，水面的反射率可以达到0.69%，明显超出地面反射率。由于水上的温度较低，这就有利于组件的散热，能够保障其持续工作。当前，采用这一技术主要有以下方式：一是采用桩基固定电站的方式，这与在地面上建设电站类似，但其桩基固定在水下，具有成本较高、建设不易的缺陷。（2）适用于深水的漂浮电站。这种电站在水下没有桩基，组件则安设在水上的浮动模块中。采用这种方式，可以较好地保持浮动光伏组件的稳定性。由于我国各地水域在自然气候条件方面存在较大差异，光伏技术的应用需要协调多方面因素，如考虑浮体的受力、浮体的耐久等。

2.3独立光伏发电系统

这是一种方便快捷的应用，能够进行独立的运行，不与电网合并就能够使用，通过建立一套系统，保证了其独立自主运行。独立自主运行能够避免出现公共电网冲突，特别是对于相对偏远的地区、边防哨所通信基站等用电方面，发挥了重要的作用。这种独立设备不在大电网系列中，根据条件自由移动，也是一种可移动的设备。移动设备电源能够满足各行各业的需求，适用于各个方面的工作需求，对于恶劣环境更具有适应性。发电过程主要集中在白天太阳光充足的情况下，独立光伏发电技术不但需要有储能原件，而且还要确保环境稳定，偏远地区现在一直在使用这种能源，保证居民正常照明。

2.4储能技术

在新能源发电技术发展中，储能技术扮演关键性角色，可用于解决风光发电所面临的波动性、间歇性、难调度等问题。储能技术的作用主要体现如下。（1）可平滑新能源出力波动，受新能源自身特点影响，很难保证持续稳定供电，而且为保证风光利用率，对其电站出力不应随意调整，所以，在风光电站设计之初，要配合打造储能系统，这样电站出力在高峰期可输向储能系统，而在无光或无风时期，可经储能系统反向输出电能，进而维持出力稳定。（2）可提高跟踪计划发电能力，要知道电网稳定依靠计划性发电，但因风光出力影响因素多，风光电站发电曲线难以预估，所以，需依靠储能系统来加以补偿，有效平衡电站实际与预测出力，使风光发电更加可控可调。（3）可减少弃光弃风现象，尽管说新能源发电快速扩张，但因为电网调峰调频需要，往往会出现大面积弃光弃风现象，而储能技术的发展，可有效应对调峰调压需要，通过对其充放电加以控制，能有效避免弃光弃风情况，甚至在电压瞬时跌落时，也能够即刻进行无功支撑，减少脱网解列问题发生，进行提升新能源场站经济性。现阶段，该技术已发展多种储能手段，如抽水蓄能、超级电容、电化学储能，在风光电站中以电化学储能为主，并有着广阔的发展空间。

结语

综上所述，新能源发电工程环境保护性能良好，可以有效缓解能源耗竭危机，改善环境污染现状，工程建设环节要加强高新技术开发与应用，优化新能源燃料电池技术，工程策划阶段应做好太阳电池、逆变器等的选型工作，加强储能系统的研发与使用，引进先进的冷热电联产系统，做好异步电机选型工作，同时关注风力发电中机组拓扑结构选择、风速选择问题，为新能源发电工程的高质建设和平稳运行奠定扎实基础。

参考文献

[1]杨卧龙.国外新能源发电技术开发及应用的方式对我国的启迪分析[J].中国设备工程,2020(13):236-237.

[2]谭建,李先锋.探讨新能源发电技术在电力系统中的有效应用[J].建材与装饰,2020(07):256-257.