新能源在电力系统中的应用

相关推荐

新能源在电力系统中的应用

1、新能源概述

新能源又称非常规能源。是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。

1.1 新能源的定义

1980年联合国召开的“联合国新能源和可再生能源会议”对新能源的定义为：以新技术和新材料为基础，使传统的可再生能源得到现代化的开发和利用，用取之不尽、周而复始的可再生能源取代资源有限、对环境有污染的化石能源，重点开发太阳能、风能、生物质能、潮汐能、地热能、氢能和核能等。

《2017-2017年中国新能源产业调研与投资方向研究报告》新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源，包括太阳能、生物质能、水能、风能、地热能、波浪能、洋流能和潮汐能，以及海洋表面与深层之间的热循环等；此外，还有氢能、沼气、酒精、甲醇等，而已经广泛利用的煤炭、石油、天然气、等能源，称为常规能源。随着常规能源的有限性以及环境问题的日益突出，以环保和可再生为特质的新能源越来越得到各国的重视。

1.2 新能源概况

据估算，每年辐射到地球上的太阳能为17.8亿千瓦，其中可开发利用500～1000亿度。但因其分布很分散，能利用的甚微。地热能资源指陆地下5000米深度内的岩石和水体的总含热量。其中全球陆地部分3公里深度内、150℃以上的高温地热能资源为140万吨标准煤，一些国家已着手商业开发利用。世界风能的潜力约3500亿千瓦，因风力断续分散，难以经济地利用，今后输能储能技术如有重大改进，风力利用将会增加。海洋能包括潮汐能、波浪能、海水温差能等，理论储量十分可观。限于技术水平，现尚处于小规模研究阶段。当前由于新能源的利用技术尚不成熟，故只占世界所需总能量的很小部分，今后有很大发展前途。

2、

用于发电的新能源主要包括太阳能、风能和核能等。近年来，世界各国对新能源的开发利用取得了实质性的进展。本文仅就利用风能、太阳能、地热能和潮汐能这些新能源在发电方面的发展近况作—综述。

2.1 风力发电

风中包含着巨大的能量，是地球上重要的能量来源之一，它比人类迄今已掌握的能量还要高得多。据估计，地球上可利用的风能为20TW，相当于水能资源

的l0倍。风力发电就是将风力转变为回转的机械力，再驱动发电机组发电。风力发电机组主要由转子、升速系统、发电机、控制系统、调速系统、支撑铁塔和电气系统等组成。

风力发电和其他发电方式相比，建设周期一般很短（1台风机的安装时间不超过3个月)，1个50万千瓦级的风力发电厂建设期不到1年，而且安装1台投入运行1台，装机规模灵活。目前风电厂造价为8000-9000元/千瓦，其中，机组(设备)占75%，基础设施占20%，其他为5%；风能利用小时数在2700-3200小时/年，其风电成本约0.45-0.6元/千瓦时。风电机组的设计寿命一般为20-25年，其运行和维护费用一般相当于风电机组成本的3%-5%。

我国的风力资源主要分布在两大风带：一是三北地区(东北、华北和西北地区)。包括东北3省和河北、内蒙古、甘肃、青海、西藏、新疆等省区近200千米宽的地带，可开发利用的风能储量约2亿千瓦，约占全国可利用储量的79%。该地区风电场地形平坦，交通方便，没有破坏性风速，是我国连成一片的最大风能资源区，有利于大规模地开发风电场。二是东部沿海陆地、岛屿及近岸海域。冬春季的冷空气、夏秋的台风，都能影响到沿海及其岛屿，是我国风能最佳丰富区，年有效风功率密度在200瓦/平方米以上。如台山、平潭、东山、南鹿、大陈、嵊泗、南澳、马祖、马公、东沙等，可利用小时数约在7000至8000小时。这一地区特别是东南沿海，由海岸向内陆丘陵连绵，风能丰富地区仅在距海岸50千米之内。另外，内陆地区还有一些局部风能资源丰富区。

2.2 太阳能发电

能源和环境问题是近十几年来世界关注的焦点，为了能源和环境的可持续发展，各国都将光伏发电作为发展的重点，特别是20世纪90年代以来，随着美国国家光伏发展计划、百万太阳能屋顶计划的实施以及日本、欧洲光伏应用市场需求的迅速增长，全球光伏产业发展迅速。

从上世纪70年代起，许多国家掀起了太阳能光伏发电热潮，美国、日本、欧盟、印度等国家纷纷制定雄心勃勃的中长期发展规划推动光伏技术和光伏产业的发展，推动这一新能源产业的发展。目前，世界光伏产业正以31.2%的平均年增长率高速发展，是全球增长率最高的产业，己成为当今世界最受关注、增长幅度最快的能源产业之一。自上个世纪90年代以来，国外发达国家掀起了发展“屋顶光伏发电系统”的研发高-潮，屋顶光伏发电系统不单独占地，将太阳电池安装在现成的屋顶上，非常适应太阳能能量密度较低的特点，而且其灵活性和经济性都大大优于大型光伏并网发电，有利于普及，有利于战备和能源安全，所以受到了各国的重视。

《新能源在电力系统中的应用》全文内容当前网页未完全显示，剩余内容请访问下一页查看。

（1）德国

2011年，全球光伏电池总产量为64GW，其中，德国光伏电池产量占全球光伏电池总量的37% （24.8GW）。截至2011年底，德国建造了大约100万座光伏电站。2011年，德国光伏电池产生的电能满足了德国全国3%的用电需求。2011年，全球可再生能源产生的电能满足了世界20%的用电需求。2011年德国光伏电池产生的电能达到19太瓦时（TWh），由此而减少二氧化碳排放大约10 Mio.t。光伏发电系统的功能得到很大提高，在过去的15年间，功率由70%上升至85%。

德联邦统计局日前发布的最新统计结果显示，2012年德国总发电量为6176亿千瓦时，较上年微增1.4%。从电力来源看，煤炭发电量（褐煤、石煤）占比44.8%，可再生能源22.1%，核能16.1%，天然气11.3%。2012年，光伏发电占德国发电总量的比重升至4.5%，达到280亿千瓦时，较2011年和2017年分别增长45%和139.3%。

（2）日本

日本是最早推行太阳能政策的国家。20世纪70年代第一次石油危机以后，为了改善能源结构，减轻对石油的依赖，日本就开始寻找替代能源。1974年日本执行了"阳光计划"，把太阳能、地热、煤炭、氢能源等4个领域作为石油替代能源的重点进行开发研究，光伏发电以50%的补助额度鼓励居民使用太阳能发电。由于政府的推动，日本光伏产业发展迅速，以每年超过60%的速度增长，占全球市场的40%。截至2017年底，累计装机达到340万kW，同比增长29%，约是2000年的10倍。

日本光伏产业的基本情况是，生产成本持续降低，产量不断扩大，产业迅速发展。据OFweek行业研究部最新出版的《2017年日本光伏发电市场调查报告》显示，截至2011年底，日本光伏累计装机容量4914MW，其中2011年新增1296MW。在2011年3月福岛核电站事故后，日本加大了在光伏发电领域的投资与建设力度。预计到2017年日本累计装机将超18.5GW，2012-2017年需新增光伏装机14GW左右。

（3）澳大利亚

由于政府鼓励、气候变化及其他原因，澳大利亚的分布式发电发展迅速，预测在2030年分布式发电量将满足40%的能源需求，而光伏并网发电为主要的分布式发电形式。光伏系统的快速发展和负载线的变化使人们关心分布式网络的影响，特别是供应给消费者的电能质量。

据最新统计数据显示，澳大利亚2011年光伏安装为700MW，同比增长119%，

累计装机达到1.2GW。2012年市场需求预计将较前一年萎缩30%，然而市场预期将在2017年随着大型地面型安装系统的发展而重振旗鼓。澳洲光伏补贴政策的削减造成许多下游安装商经营艰难，并有一部分的企业停止营运。

（4）国内发展现状

经过十多年的努力，我国光伏发电技术有了很大的发展，光伏电池技术不断进步，与发达国家相比虽然有差距，但差距在不断缩小。光伏电池转换效率不断提高，目前单晶硅电池实验室效率达20%，批量生产效率为14%，多晶硅实验室效率为12%。在2000年之后，多晶硅产品逐步走出实验室，开始形成规模生产，其效率与发达国家相比，差距在不断缩小。

产业化方面，2000年以后，我国光伏产业进入快速发展期，但整体发展水平仍然落后于国际先进水平，参与国际竞争有一定的难度。2003年国内光伏电池的生产能力约20MW，但光伏组件的封装能力约50MW，远大于光伏电池的生产能力。虽然到2002年底，我国己有近20MW的光伏电池生产能力，但实际生产量仅为4MW左右，占世界光伏电池实际生产量的1%左右。在2002-2003年国家实施的总装机容量20MW的“光明工程”项目中，国内生产的光伏电池的应用量不足10%，错过了这一市场时机。近期内我国光伏发电市场仍将是为无电地区供电为主，有一定的市场潜力，但也有局限性。2001年及以前，我国光伏产品的年销售量均保持在3-4MW，其中单品硅产品占80%，非单品硅产品占20%。2017年，光明工程项目使市场年销售量猛增到20MW，光伏系统保有量达到40MW左右。从市场份额上看，光伏发电在2000年前的主要应用领域是：通讯行业占40%一50%，农村电气化行业(主要包括户用光伏系统和乡村级光伏发电)占40%左右，其它领域占10%左右。但2017年当年农村电气化领域的市场份额占到85%以上。目前，国内光电池硅片的生产能力己达4.5M瓦，在西藏7个无水无电县中已全部建成了光伏发电，其中功率最大的100KW。综上所述，我国的光伏市场和光伏企业面临严峻的挑战，如果把我国光伏产业的发展放到国际光伏发展的大环境中考虑，世界光伏产业每年以31%的速度发展，而我国的光伏产业每年只有15%的增长率，光伏企业的发展靠市场，光伏市场的发展靠政策。光伏发电成本高，无法与常规能源竞争，所以更需要政府制定强有力的法规和政策支持以驱动我国光伏产业的商业化发展。然而，我国的光伏企业虽然弱小，但经过努力已经有了一定的基础，当前，对光伏企业的发展来说机遇和挑战并存。另外，我国的太阳能资源非常丰富，据统计，太阳能年辐照总量大于502万千焦/平方米，年日照时数在2200小时以上的地区约占国土面积的2/3以上。

《新能源在电力系统中的应用》全文内容当前网页未完全显示，剩余内容请访问下一页查看。

新能源发电在电力系统中的应用2017-04-22 21:45 | #2楼

1、国新能源发电发展现状

目前，在中国新能源和可再生能源一般是指除常规化石能源和大中型水力发电及核裂变发电之外的太阳能、风能、小水电、生物质能、地热能和海洋能等一次能源以及氢能、燃料电池等二次能源。这些能源不仅可循环再生，清洁无污染，而且在中国资源丰富，分布广泛，是最具有前景的替代能源，将成为未来世界能源的基石。

经过近10年的艰苦努力，中国新能源发展已经走在了世界前列。2012年风电累计并网容量位居全球第一，2017年光伏发电累计并网容量位居世界第二，新能源开发利用水平与欧美等先进国家相当。2017年中国新能源发电发展势头依然强劲，累计并网容量突破1亿kw，占全部发电装机容量的9.8%；全年发电量超过2000亿kwh，占全部发电

量的3.9%，相当于节约6900万t燃煤，减排1.7亿t二氧化碳。截至2017年底，中国新能源发电并网容量约13440万kw，同比增长30%。其中风电并网容量9581万kw，太阳能发电并网容量2807万kw，其他新能源发电并网容量约952万kw，分别占新能源发电并网容量的72%，21%，7%。2017年中国新能源发电并网装机容量约占中国全部发电机容量的9.8%，比2017年提高了1.6个百分点。

2017年，中国新能源发电量约为2190亿kwh，同比增长18%。其中风电发电量1563亿kwh，太阳能发电量208亿kwh，其他新能源发电量约418亿kwh，分别占新能源发电量的71%、10%、19%。2017年中国新能源总发电量约占全部发电量的3.9%，比2017年提高0.5个百分点。

2、

2.1利用风力发电

桨叶、升压变压器、发电机、机械传动系统和电力电子装置等构成风力发电系统，风力发电系统发电过程是能量的转换过程，当桨叶捕获风的动能之后，把动能转化为机械能，机械传动系统把机械能传递给发电机，利用发电机把机械能转换为电能，直接或间接接入电网。恒速恒频和变速恒频是主要的风力发电技术，其中，变速恒频发电技术，具有可灵活调节系统的有功功率、最大限度的捕获风能、转速运行范围较宽等的优点，并且逐渐成为当前风力发电的主流技术。

2.2利用海洋能发电

（1）波浪发电

波浪发电需要利用转换装置，把波浪能转化为机械、气压或液压的能量，以催动机械的运行。其中广东油尾建成的100千瓦的振荡水柱式波浪发电站是我国较为典型的波浪发电案例，而其他的波浪发电地区，如海南、福建，也取得了良好的研究成果，并且把建设100千瓦以上的波浪发电站，作为建设目标。尽管波浪发电技术存在着难度大、资金投入多等问题，但是却符合我国经济市场的发展需要，具有广阔的发展空间。

（2）潮汐发电

潮汐是海洋水位受太阳和月球等天体的引力影响，发生变化，进而产生水位波动的一种自然现象。因而，潮汐发电的方式是：利用潮水涨落产生的水位差，创造势能，把势能转化为电能，来投入使用。可再生、存储量大、生产成本少是潮汐能的最大优势，同时，潮汐能是一种清洁能源，不会引起环境污染，把潮汐能发电水库建立在河口或海湾，不会占用地区的耕地。但是，在潮汐能发电方面，我国存在着电价高、成本高等问题，给潮汐能的推广和运用带来不利影响。

2.3利用太阳能发电

而今，太阳能发电受到许多国家的关注和青睐，当煤炭、石油、天然气等常规能源的存储量严重不足时，利用太阳能发电，可以有效解决能源问题。为了合理开发和充分利用太阳能资源，国家专门建立了金太阳示范工程、并且制定和颁布了相关的法律法规，以鼓励和引导光伏发电产业的发展，而且把2020年的光伏发电目标，从1.6万瓦提高到20万瓦，这一系列的政策和规划，拓宽了我国太阳能发电的发展道路。目前，光热发电和光伏发电是太阳能的两种主要发电方式。

（1）利用光热发电

光热发电是利用聚光器收集太阳能，把液态工作物质转变为气态工作物质，推动汽轮发电机发电。蝶式、槽式、塔式是光热发电系统的3种基本形式，其中，槽式光热发电技术，是太阳能发电的主流方向，但是，由于技术条件有限，在光热发电方面，我国的研究进展比较缓慢，虽然科学研究所全力研究光热发电技术，但是，取得的成果较少。

（2）光伏发电

科学技术的高速发展和快速进步，推动了光伏发电技术的更新和发展，进而极大的提高了电能生产效率，加快了各种能源的应用、转换的步伐。我国的光伏发电技术起步较早，并且，经过不断的研究和发展，我国生产太阳能电池组件的能力较强，取得了许多丰硕的成果，有效的缓解了我国的能源危机的压力。离网型光伏发电、并网型光伏发电是光伏发电领域的两种基本发电形式，其中，离网型光伏发电系统，可以直接或者间接把太阳能电池发出的电流，转化为电能，而与电网相连的光伏发电系统，则是并网型光伏发电系统，按照配备的储能装置进行分类，并网型光伏发电系统包括可调度式和不可调度式两种，区别在于前者含有储能装置，而后者位含有储能装置。

2.4利用生物能发电

生物能主要蕴藏在生物质中，通过绿色植物的光合作用，把太阳能直接或间接转化为化学能，固定、储藏生物体内，然后利用化学能来发电，生物质能具有可再生、分布广和低污染等特点，当前，主要通过化学法、生化法、热化学法，直接燃烧和物理化学法等方式运用生物质。

结语

总而言之，随着科学技术水平的高速发展，合理开发和利用新能源，提高能源的利用率，成为解决能源问题，推动我国经济可持续发展的有效途径，因此，广泛利用新能源发电技术，提高能源的利用率，减少能源污染，保护自然环境，以促进人与自然的和-谐发展。

【新能源在电力系统中的应用】相关文章：

新能源发电技术与应用现状前景05-25

新能源汽车推广应用实施方案范文（精选5篇）12-22

新能源口号02-04