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电力工程中新能源并网技术的研究与发展

秦竹梅
  
天卓梵尔媒体号
2025年19期
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摘要:随着全球对清洁能源的需求不断增长以及环境保护意识的日益增强,新能源在电力工程中的应用愈发广泛。新能源并网技术作为实现新能源大规模应用的关键环节,其研究与发展具有重要意义。本文深入探讨了新能源并网技术的相关内容,包括常见新能源发电形式及并网技术特点,并阐述了其发展趋势,旨在为推动新能源并网技术的进一步发展提供理论参考。

关键词:电力工程;新能源并网技术;发展趋势

一、引言

在应对气候变化和能源转型的大背景下,新能源发电技术已成为全球电力工程领域的研究热点。新能源如风能、太阳能、生物能等具有清洁、可再生等诸多优势,对于减少温室气体排放、改善环境质量以及促进能源结构的多元化和可持续发展具有不可替代的作用。然而,要实现新能源在电力系统中的高效、稳定应用,新能源并网技术是关键。只有解决好新能源并网过程中的各种技术问题,才能确保新能源电力能够安全、可靠地融入现有电力系统,为社会提供稳定的电力供应。因此,深入研究电力工程中新能源并网技术的研究与发展具有重要的现实意义。

二、常见新能源发电形式及并网技术特点

(一)风能发电并网技术

风能发电技术近年来取得了显著进展,具有风能资源广泛、排放零污染等优势。随着技术的发展,大型风力发电机组的设计、制造和运维技术不断完善,海上风电技术也逐渐成熟。

风能发电并网技术的特点在于其输出功率具有间歇性和波动性。由于风力的大小和方向随时变化,导致风力发电机的输出功率不稳定。这就要求在并网过程中,需要采用特殊的控制策略和技术手段来平滑功率波动,以满足电网对电能质量和稳定性的要求。例如,通过引入先进的功率预测系统,提前预测风能发电的功率变化,以便电网合理安排调度;采用储能装置,在风力发电功率过剩时储存能量,在功率不足时释放能量,从而提高风能发电的稳定性和可靠性。

(二)太阳能发电并网技术

太阳能发电技术以其清洁、可再生的特点,在电力工程中发挥着越来越重要的作用。太阳能发电主要分为太阳能光伏发电和太阳能热发电。在光伏发电方面,高效晶硅电池、薄膜电池等新型光伏材料的研发与应用,提高了太阳能电池的转换效率。

太阳能发电并网技术同样面临间歇性问题,其输出功率受光照强度和时间的影响较大。此外,光伏发电系统的输出特性与传统电网的供电特性存在差异,需要通过电力电子变换装置将直流电转换为交流电,并实现与电网的同步和功率匹配。在并网过程中,要确保逆变器的性能良好,能够对输出电能进行精确控制,同时还要满足电网的接入标准,如电压、频率等方面的要求。

(三)生物能发电并网技术

生物能发电技术利用生物质燃料产生电能,具有资源丰富、可再生的特点。生物质能发电形式多样,包括生物质能发电、生物质气化等技术。

生物能发电并网相对风能和太阳能发电,具有一定的稳定性。但生物能发电也需要解决燃料供应的稳定性和可持续性问题。在并网技术方面,生物能发电系统需要与电网进行有效的功率协调和控制,确保其输出电能符合电网质量标准。同时,生物能发电还可以与其他新能源发电技术相结合,形成多元化的能源供应体系,提高能源供应的可靠性和稳定性。

三、新能源并网技术的发展趋势

(一)智能化与数字化

随着信息技术的不断发展,新能源并网技术将逐步实现智能化与数字化。通过引入大数据、云计算、物联网等先进技术,可以实现对新能源发电设备的远程监控、故障诊断和优化运行。例如,利用大数据分析技术对新能源发电设备的运行数据进行深度挖掘,提前预测设备故障,实现精准维护;借助云计算平台实现对大规模新能源发电数据的高效处理和分析,为电网调度提供准确依据。智能电网的建设也将为新能源并网提供更强大的支撑,实现新能源与电网之间的智能互动和协调运行。

(二)储能技术的创新与突破

未来,储能技术将迎来创新与突破。一方面,传统储能技术如电池储能将不断提高能量密度、降低成本、延长寿命。新型电池技术如固态电池、锂硫电池等有望取得更大进展,为新能源并网提供更可靠的储能保障。另一方面,新的储能概念和技术也将不断涌现,如液流电池、热储能等。储能技术与新能源发电的深度融合将成为发展趋势,通过合理配置储能系统,实现对新能源发电的有效调节和存储,提高新能源在电力系统中的占比。

(三)多能互补与协同发展

新能源并网将朝着多能互补与协同发展的方向前进。不同类型的新能源具有各自的特点和优势,通过将风能、太阳能、生物能等多种新能源进行互补融合,并与传统能源进行协同发展,可以有效提高能源供应的稳定性和可靠性。例如,在风力不足时,利用太阳能发电补充电力;在光照较弱的时段,依靠生物能发电或其他能源维持电网稳定。

(四)加强国际合作与交流

随着全球化进程的加速和能源转型的深入推进,新能源并网技术的国际合作与交流将日益频繁。各国在新能源并网技术研发、项目建设和运营管理等方面具有不同的经验和优势。通过加强国际合作,可以共享研发成果和成功经验,加速技术的创新和应用普及。例如,各国可以共同开展新能源并网技术的联合研究项目,共同制定国际标准和规范,促进新能源发电项目的跨国合作和互联互通。

四、促进新能源并网技术发展的策略

(一)加强政策引导与扶持

政府应加大对新能源并网技术的政策扶持力度。通过制定税收优惠、补贴政策等措施,降低新能源发电企业的投资成本,提高其市场竞争力。例如,对新能源发电项目给予税收减免、财政补贴等支持,鼓励企业加大对新能源并网技术的研发和应用投入。同时,政府还应加强对电网企业的监管,要求其积极配合新能源并网工作,为新能源发电提供公平的接入条件和消纳保障。

(二)推动产学研深度融合

加强产学研之间的合作与交流,是推动新能源并网技术发展的重要途径。高校和研究机构应积极开展新能源并网技术的基础研究和技术攻关,为企业提供技术支持和人才培养。企业则应加强与高校和研究机构的合作,将科研成果转化为实际生产力,共同推动新能源并网技术的产业化应用。例如,建立产学研联合创新平台,共同开展项目研发,共享资源和成果,形成良好的创新生态系统。

(三)提升公众认知与参与度

加强新能源并网技术的宣传与普及,提高公众对新能源并网技术的认知度和接受度。通过举办科普讲座、开展公众体验活动等方式,让公众更加了解新能源并网技术的优势和应用价值。同时,鼓励公众参与到新能源发电项目的建设和运营中来,如参与分布式光伏发电项目的建设,不仅可以增加新能源发电的规模,还可以提高公众对新能源的认同感,推动新能源并网技术的广泛应用。

结束语

新能源并网技术在电力工程中的发展至关重要,对于实现全球能源转型和可持续发展具有深远意义。尽管目前新能源并网技术面临着电能质量、电网稳定性、储能技术瓶颈以及技术标准不完善等诸多挑战,但随着智能化与数字化技术的应用、储能技术的创新突破、多能互补与协同发展模式的推进以及国际合作的加强,新能源并网技术将迎来更加广阔的发展前景。通过政府的政策引导、产学研的深度融合以及公众的积极参与,相信新能源并网技术将不断完善和成熟,为构建清洁、高效、稳定的能源体系做出更大贡献。在未来的研究和实践中,还需要不断探索和创新,以解决新能源并网过程中出现的新问题,推动新能源并网技术持续健康发展。

参考文献

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[2]吉艾德. 新能源在城市电力工程施工中的应用与推广研究[J]. 城市建设理论研究(电子版), 2024, (26): 10-12.

[3]于乐岭, 郭师洋. 电力工程中新能源发电技术的发展路径与应用实践[J]. 电工技术, 2024, (08): 39-42.

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