淺析電力系統(tǒng)新能源發(fā)電技術(shù)的發(fā)展摘要：本文對新能源技術(shù)的發(fā)展情況進行了分析，并對新能源技術(shù)的原理進行了介紹，分析研究了電力系統(tǒng)新能源的熱點技術(shù)，重點介紹了風(fēng)力發(fā)電的智能微電網(wǎng)技術(shù)，并闡述了對未來風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展前景和新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向的思考關(guān)鍵字：新能源風(fēng)力發(fā)電智能微電網(wǎng)技術(shù)引言：在新時代的背景下，新能源是解決國際氣候問題、化石能源短缺和保障國民生產(chǎn)的重要替代能源，為了保證國家和世界的可持續(xù)發(fā)展，我們必須堅定不移地發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)。新能源產(chǎn)業(yè)高度依賴于國家政策和技術(shù)革新，心呢管發(fā)電技術(shù)上如果取得突破，將會極大帶動該領(lǐng)域發(fā)展，我國在當(dāng)下的時間節(jié)點需要把握機會，全力發(fā)展。1.新能源領(lǐng)域發(fā)展現(xiàn)狀現(xiàn)階段，中國的電力系統(tǒng)新能源行業(yè)還不成熟，在不確定性中摸索前進，目前中國影響力最大的新能源分別是風(fēng)電，光伏發(fā)電和核電。對于風(fēng)電行業(yè)風(fēng)電上網(wǎng)電價下調(diào)對風(fēng)電場運營商影響有限，受第一輪風(fēng)電價格降低，2015年中國迎來了一波風(fēng)電裝機熱潮，千年并網(wǎng)風(fēng)機裝機容量達(dá)到32GW左右，根據(jù)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)，可以大致預(yù)測中國累計風(fēng)電裝機容量年均負(fù)增長率有望達(dá)到13%[1]，風(fēng)電的小型的供貨商將逐漸被市場取代，逐漸向大型化、專業(yè)化發(fā)展，核電行業(yè)：對于中國現(xiàn)在的核電市場，確定性較高的核電運營商更加值得被看好，基于比較豐富的數(shù)據(jù)和項目分析，我們預(yù)計未來五年國內(nèi)累計在運核電裝機容量年均符合增長率可以達(dá)到14%，光伏行業(yè)市場潛力巨大，短期來看，政府的大力支持仍是重要主題，電網(wǎng)評價和具有競爭力的發(fā)電成本將帶動長期的可持續(xù)增長，我國的光伏發(fā)電還不夠成熟，還存在許多問題亟需解決，包括上游生產(chǎn)端的產(chǎn)能過剩、下游發(fā)電端的棄光限電和補貼款的推遲問題，這些問題會在新階段很大地影響光電行業(yè)的發(fā)展。但從長期來看，隨著光電行業(yè)的技術(shù)發(fā)展，管理成熟，成本會大大降低，整體的發(fā)展前景十分廣闊。光伏發(fā)電技術(shù)：據(jù)國際能源機構(gòu)(IEA)統(tǒng)計，2019年全球光伏市場發(fā)展良好，掀起了新的一輪裝機熱潮，新增裝機容量115GW，國家比例如圖1所示；累裝機的容量計達(dá)到627GW，各國的裝機容量總比例如圖所示。[1]圖SEQ圖\*ARABIC1世界2019年光伏發(fā)電新增裝機容量比例（%）圖SEQ圖\*ARABIC2世界2019年光伏發(fā)電裝機總?cè)萘勘壤?）通過全球光伏的累計裝機容量趨勢圖可見，近二十年來光伏裝機容量持續(xù)穩(wěn)步上升。這主要是由于光伏技術(shù)的創(chuàng)新，促進了光伏產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，使光伏市場的發(fā)展前景更加廣闊。圖SEQ圖\*ARABIC32001-2019年全球光伏累計裝機容量趨勢(GW)。太陽能電池技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，進一步提高其效率的重點只能是新材料和新涂層的突破。此外，光伏發(fā)電技術(shù)的研究熱點還包括薄膜電池技術(shù)、浮動光伏技術(shù)、雙面光伏技術(shù)和跨行業(yè)技術(shù)集成。在光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展中，歐洲還繼續(xù)保持其領(lǐng)先的地位。德國有機薄膜太陽能電池制造商Heliatek利用OPV多結(jié)電池技術(shù)創(chuàng)造了13.2%轉(zhuǎn)化效率的新記錄，這也為Heliatek在塑料film兇上的小分子真空蒸發(fā)獨特技術(shù)提供了進一步的驗證；目前太陽能電池的發(fā)展趨向于更薄更靈活風(fēng)力發(fā)電技術(shù)：根據(jù)全球風(fēng)能理事會(GWEC)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，全球風(fēng)電市場逐漸回暖，裝機容量進一步大大增加，裝機的容量新增60.3GW，比2018年增長19。其中陸上新增裝機容量為54.2GW，海上新增裝機容量為6.1GW。從圖4(a)和圖4(b)可以看出每個國家的比例；累計裝機容量超過650GW，比2018年增加10。其中，陸上風(fēng)電累計裝機容量為621GW，海上風(fēng)電累計裝機容量為29.1GW，如圖5(a)和圖5(b)所示)圖SEQ圖\*ARABIC42019年全球風(fēng)電新裝機容量的比例（%）圖SEQ圖\*ARABIC52019年全球風(fēng)電總裝機容量的比例（%）關(guān)于2001年至2019年全球風(fēng)力發(fā)電新裝機容量和累計裝機容量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)見圖5和圖6?？梢娖涑手鹉赀f增趨勢。這主要是由于風(fēng)電的不斷創(chuàng)新和進步圖SEQ圖\*ARABIC62001-2019年全球風(fēng)電累計裝機目前，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)主要包括陸上、海上和高空三種類型。陸上風(fēng)電技術(shù)在世界上相對成熟。大多數(shù)國家陸上小容量風(fēng)力渦輪機已達(dá)到商業(yè)化水平。國外海上風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展已進入大型海上風(fēng)電機組的研究和設(shè)計階段。國內(nèi)對于海上風(fēng)力發(fā)電機組的研究與工程設(shè)計協(xié)調(diào)與國際技術(shù)水平仍存在較大差距。高空風(fēng)力發(fā)電技術(shù)正處于世界范圍內(nèi)探索的初步階段，還沒有專門的風(fēng)力渦輪機出來。目前風(fēng)電技術(shù)的研究熱點主要集中在跨行業(yè)和轉(zhuǎn)型方面跨能源技術(shù)。在這方面，國外的研究比國內(nèi)更活躍，在基礎(chǔ)理論、基本技術(shù)和材料應(yīng)用方面處于領(lǐng)先地位。2.新能源發(fā)電技術(shù)基本原理2.1風(fēng)力發(fā)電技術(shù)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的基本原理就是將自然產(chǎn)生的風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機械能，讓風(fēng)力通過風(fēng)力發(fā)電機將發(fā)電機扇葉的機械能轉(zhuǎn)化為可電能，當(dāng)然這時的電能還不能直接入網(wǎng)，需要經(jīng)過一系列的變頻和調(diào)壓之后才可以入網(wǎng)。在發(fā)電機組運行時，風(fēng)力會帶動風(fēng)車龐大的葉片旋轉(zhuǎn)，通過風(fēng)輪把風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機械能，需要注意，此時風(fēng)輪轉(zhuǎn)動的速度很慢，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到發(fā)電機發(fā)電的需求，這里就需要通過增速器（變速機組）把輸入到發(fā)電機的轉(zhuǎn)速大大提高，最后發(fā)電機完成能量轉(zhuǎn)換的最后一步，直接輸出電能。當(dāng)然，現(xiàn)實生活中風(fēng)力發(fā)電機組的結(jié)構(gòu)還會復(fù)雜很多，其中一種結(jié)構(gòu)如圖7所示圖SEQ圖\*ARABIC7風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)圖由于新技術(shù)并不斷產(chǎn)生，網(wǎng)絡(luò)的連接技術(shù)不斷地發(fā)生更迭，現(xiàn)階段使用最廣泛的控制模式以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為架構(gòu)，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制發(fā)電機的功率和轉(zhuǎn)速。同時，為了獲得更好的效果風(fēng)電廠需要準(zhǔn)確計算各個風(fēng)機與電網(wǎng)的距離，還需要盡可能的預(yù)測出風(fēng)機的空氣動力學(xué)特征，SVG等無功功率補償器成為了電網(wǎng)必不可缺的設(shè)備。在并網(wǎng)過程中，無功功率的消耗不容忽視，因此穩(wěn)定風(fēng)電場的網(wǎng)絡(luò)電壓與平衡無功同樣重要。2.2太陽能發(fā)電技術(shù)光電效應(yīng)：P節(jié)和N節(jié)耦合所產(chǎn)生的光電效應(yīng)，當(dāng)某一種特定種物質(zhì)的電子受到某種特定電磁波照射，就將會收到激勵形成電子，該電磁波大多是來自半導(dǎo)體的光，形成不穩(wěn)定的井對，不穩(wěn)定的井對在電動勢的影響下遷移，在井的P側(cè)和N側(cè)的電子形成勢。光伏系統(tǒng)的組成包括太陽能電池、蓄電池控制器、蓄電池和AC/DC轉(zhuǎn)換器。要確保提高效率和資本投資的收益大于增加發(fā)電量的收益，還有很多工作要做，聚光器太陽能電池的商業(yè)化還需要較長時間光伏板的選擇。選取太陽能模塊時要注意對于太陽能模塊設(shè)計方法的比較，因為不同的設(shè)計，其中有關(guān)的發(fā)電增益、成本增幅、占地面積、以及支架維護量都會有不同的區(qū)別，從中選取適合的設(shè)計才是正確的選擇。變頻器是太陽能發(fā)電最重要的設(shè)備。在選擇變頻器時，要考慮功率、效率、直流輸入電壓范圍、保護功能、監(jiān)控功能和數(shù)據(jù)采集功能。2.3新能源技術(shù)的重要技術(shù)當(dāng)下\t"C:/Users/28027/AppData/Local/Temp/BNZ.60c0c710adf93a4/PaperPass-%E6%97%97%E8%88%B0%E7%89%88-%E6%A3%80%E6%B5%8B%E6%8A%A5%E5%91%8A/htmls/word/right"，\t"C:/Users/28027/AppData/Local/Temp/BNZ.60c0c710adf93a4/PaperPass-%E6%97%97%E8%88%B0%E7%89%88-%E6%A3%80%E6%B5%8B%E6%8A%A5%E5%91%8A/htmls/word/right"地\t"C:/Users/28027/AppData/Local/Temp/BNZ.60c0c710adf93a4/PaperPass-%E6%97%97%E8%88%B0%E7%89%88-%E6%A3%80%E6%B5%8B%E6%8A%A5%E5%91%8A/htmls/word/right"熱能發(fā)電\t"C:/Users/28027/AppData/Local/Temp/BNZ.60c0c710adf93a4/PaperPass-%E6%97%97%E8%88%B0%E7%89%88-%E6%A3%80%E6%B5%8B%E6%8A%A5%E5%91%8A/htmls/word/right"技術(shù)、\t"C:/Users/28027/AppData/Local/Temp/BNZ.60c0c710adf93a4/PaperPass-%E6%97%97%E8%88%B0%E7%89%88-%E6%A3%80%E6%B5%8B%E6%8A%A5%E5%91%8A/htmls/word/right"\t"C:/Users/28027/AppData/Local/Temp/BNZ.60c0c710adf93a4/PaperPass-%E6%97%97%E8%88%B0%E7%89%88-%E6%A3%80%E6%B5%8B%E6%8A%A5%E5%91%8A/htmls/word/right"生\t"C:/Users/28027/AppData/Local/Temp/BNZ.60c0c710adf93a4/PaperPass-%E6%97%97%E8%88%B0%E7%89%88-%E6%A3%80%E6%B5%8B%E6%8A%A5%E5%91%8A/htmls/word/right"物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)\t"C:/Users/28027/AppData/Local/Temp/BNZ.60c0c710adf93a4/PaperPass-%E6%97%97%E8%88%B0%E7%89%88-%E6%A3%80%E6%B5%8B%E6%8A%A5%E5%91%8A/htmls/word/right"、燃料電池技術(shù)\t"C:/Users/28027/AppData/Local/Temp/BNZ.60c0c710adf93a4/PaperPass-%E6%97%97%E8%88%B0%E7%89%88-%E6%A3%80%E6%B5%8B%E6%8A%A5%E5%91%8A/htmls/word/right"、\t"C:/Users/28027/AppData/Local/Temp/BNZ.60c0c710adf93a4/PaperPass-%E6%97%97%E8%88%B0%E7%89%88-%E6%A3%80%E6%B5%8B%E6%8A%A5%E5%91%8A/htmls/word/right"太\t"C:/Users/28027/AppData/Local/Temp/BNZ.60c0c710adf93a4/PaperPass-%E6%97%97%E8%88%B0%E7%89%88-%E6%A3%80%E6%B5%8B%E6%8A%A5%E5%91%8A/htmls/word/right"陽能發(fā)電技術(shù)、\t"C:/Users/28027/AppData/Local/Temp/BNZ.60c0c710adf93a4/PaperPass-%E6%97%97%E8%88%B0%E7%89%88-%E6%A3%80%E6%B5%8B%E6%8A%A5%E5%91%8A/htmls/word/right"風(fēng)\t"C:/Users/28027/AppData/Local/Temp/BNZ.60c0c710adf93a4/PaperPass-%E6%97%97%E8%88%B0%E7%89%88-%E6%A3%80%E6%B5%8B%E6%8A%A5%E5%91%8A/htmls/word/right"力\t"C:/Users/28027/AppData/Local/Temp/BNZ.60c0c710adf93a4/PaperPass-%E6%97%97%E8%88%B0%E7%89%88-%E6%A3%80%E6%B5%8B%E6%8A%A5%E5%91%8A/htmls/word/right"發(fā)電技術(shù)\t"C:/Users/28027/AppData/Local/Temp/BNZ.60c0c710adf93a4/PaperPass-%E6%97%97%E8%88%B0%E7%89%88-%E6%A3%80%E6%B5%8B%E6%8A%A5%E5%91%8A/htmls/word/right"、\t"C:/Users/28027/AppData/Local/Temp/BNZ.60c0c710adf93a4/PaperPass-%E6%97%97%E8%88%B0%E7%89%88-%E6%A3%80%E6%B5%8B%E6%8A%A5%E5%91%8A/htmls/word/right"海洋能發(fā)電技術(shù)，成為新能源領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展的幾個主要方向：\t"C:/Users/28027/AppData/Local/Temp/BNZ.60c0c710adf93a4/PaperPass-%E6%97%97%E8%88%B0%E7%89%88-%E6%A3%80%E6%B5%8B%E6%8A%A5%E5%91%8A/htmls/word/right"，\t"C:/Users/28027/AppData/Local/Temp/BNZ.60c0c710adf93a4/PaperPass-%E6%97%97%E8%88%B0%E7%89%88-%E6%A3%80%E6%B5%8B%E6%8A%A5%E5%91%8A/htmls/word/right"本\t"C:/Users/28027/AppData/Local/Temp/BNZ.60c0c710adf93a4/PaperPass-%E6%97%97%E8%88%B0%E7%89%88-%E6%A3%80%E6%B5%8B%E6%8A%A5%E5%91%8A/htmls/word/right"文選擇在電力系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛\t"C:/Users/28027/AppData/Local/Temp/BNZ.60c0c710adf93a4/PaperPass-%E6%97%97%E8%88%B0%E7%89%88-%E6%A3%80%E6%B5%8B%E6%8A%A5%E5%91%8A/htmls/word/right"，\t"C:/Users/28027/AppData/Local/Temp/BNZ.60c0c710adf93a4/PaperPass-%E6%97%97%E8%88%B0%E7%89%88-%E6%A3%80%E6%B5%8B%E6%8A%A5%E5%91%8A/htmls/word/right"潛力巨大的風(fēng)能發(fā)電技術(shù)\t"C:/Users/28027/AppData/Local/Temp/BNZ.60c0c710adf93a4/PaperPass-%E6%97%97%E8%88%B0%E7%89%88-%E6%A3%80%E6%B5%8B%E6%8A%A5%E5%91%8A/htmls/word/right"，\t"C:/Users/28027/AppData/Local/Temp/BNZ.60c0c710adf93a4/PaperPass-%E6%97%97%E8%88%B0%E7%89%88-%E6%A3%80%E6%B5%8B%E6%8A%A5%E5%91%8A/htmls/word/right"重\t"C:/Users/28027/AppData/Local/Temp/BNZ.60c0c710adf93a4/PaperPass-%E6%97%97%E8%88%B0%E7%89%88-%E6%A3%80%E6%B5%8B%E6%8A%A5%E5%91%8A/htmls/word/right"點研究其\t"C:/Users/28027/AppData/Local/Temp/BNZ.60c0c710adf93a4/PaperPass-%E6%97%97%E8%88%B0%E7%89%88-%E6%A3%80%E6%B5%8B%E6%8A%A5%E5%91%8A/htmls/word/right"發(fā)展的熱點技術(shù)。要大幅提高風(fēng)能在能源市場的份額，加快全球能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，就必須對以往的風(fēng)能技術(shù)進行一系列變革，通過跨行業(yè)合作，用能源集成技術(shù)取代單一可再生能源。風(fēng)能和其他能源/能源儲存技術(shù)的結(jié)合是可再生能源行業(yè)的一個關(guān)鍵問題。海上風(fēng)電制氫是跨行業(yè)一體化的關(guān)鍵技術(shù)，受到廣泛的探索。它包括兩個解決方案，如圖8和9所示。（a）（b）圖SEQ圖\*ARABIC8海上風(fēng)能制氫解決方案1[6]圖SEQ圖\*ARABIC9海上風(fēng)能制氫解決方案2[6]光伏技術(shù)的進步給光伏發(fā)電帶來了更多的機遇。風(fēng)能-太陽能柴油聯(lián)合發(fā)電、光伏-生物質(zhì)聯(lián)合發(fā)電等多種能源技術(shù)的集成。使光伏發(fā)電得到更廣泛的應(yīng)用。值得注意的是，浮式光伏電站與水電站的技術(shù)集成是當(dāng)前研究熱點之一。葡萄牙建造的第一座混合浮動太陽能水電站如圖10所示圖SEQ圖\*ARABIC10個混合浮動太陽能水電站安裝在蒙蒂格爾[7]3.發(fā)展前景3.1合理利用西部地區(qū)風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)勢我國西部地區(qū)每年風(fēng)速在3m/s以上的時間接近4000h左右，一些地區(qū)的年平均風(fēng)速甚至達(dá)到6m/s~7m/s以上[3]。從現(xiàn)階段我國風(fēng)電項目基地建設(shè)分布的情況來看，西部和沿海地區(qū)憑借其先天優(yōu)勢，當(dāng)仁不讓的成為風(fēng)電項目的主力軍，西部地區(qū)可利用的土地面積很大，土地資源相對更加便宜，相比于東南沿海優(yōu)勢十分明顯。在我國西部開發(fā)的大背景下，在一帶一路的政策支持下，西部投資發(fā)展利用其新能源是符合國家利益和現(xiàn)實需求的，能得到政策和市場等多方面的支持，在解決東部地區(qū)能源緊張的情況下，帶動西部的經(jīng)濟發(fā)展，可謂一石二鳥，所以我國的風(fēng)力發(fā)電項目一定會向西部發(fā)展，受重視程度會越來越大。3.2加速發(fā)展海上風(fēng)電項目我國海岸線較長且海域面積較大，可供利用的海上風(fēng)能資源儲量十分豐富，而且內(nèi)陸建設(shè)風(fēng)電基地除了技術(shù)成本上的投入很高，和內(nèi)陸相比還完全不需要需要考慮的海洋土地成本，因此，海上風(fēng)電項目是我國風(fēng)力發(fā)電項目另一個重要的發(fā)展方向。相比于陸地，海上的風(fēng)力更足，風(fēng)力資源更加豐富，發(fā)電時間更長，相比于陸地，季節(jié)性變化更小，可預(yù)測性更強，所以，海上風(fēng)電單機的產(chǎn)能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于陸上的風(fēng)機。同時，我國經(jīng)濟發(fā)展地域之間不均衡，沿海經(jīng)濟更發(fā)達(dá)，用電量遠(yuǎn)超內(nèi)陸，電力的運輸成本更低，海上風(fēng)電項目將會極大地節(jié)約風(fēng)電的并網(wǎng)成本，，所以隨著海上風(fēng)電技術(shù)的成熟，風(fēng)力發(fā)電項目將會向海洋進一步發(fā)展。3.3深化系能源體制改革，促進技術(shù)發(fā)展為了防止出現(xiàn)我國搭臺唱戲、發(fā)達(dá)國家賣票收錢的現(xiàn)象[4]XE"[4]"，我國新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展我認(rèn)為應(yīng)該重點“兩步走”，專注于技術(shù)創(chuàng)新和自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)業(yè)化方面。我國擁有極大的能源市場，相比于起步較早的發(fā)達(dá)國家具有明顯的市場優(yōu)勢，應(yīng)該利用市場優(yōu)勢促進我國的知識產(chǎn)權(quán)的能源產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。要加快電力體制改革。我國的電力體制并不完善，改革還在進行重，新能源面臨者體制障礙，一定要加快電力體制改革，更好地服務(wù)適應(yīng)新能源行業(yè)的發(fā)展，以體制變革促進技術(shù)進步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展4.結(jié)語：當(dāng)今的時代是能源、資源的實在，電力系統(tǒng)的新能源是當(dāng)下必須全力發(fā)展