摘 要：面臨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平的提高，電子設(shè)備及技術(shù)邁入新紀(jì)元。新設(shè)備與新技的出現(xiàn)，為電能質(zhì)量控制問題的解決提供了新的技術(shù)支持，促進(jìn)了電力企業(yè)的發(fā)展。本文淺談了太陽能、燃料電池、交流輸電、電能儲(chǔ)存、電能質(zhì)量控制、城市供電等電力生產(chǎn)技術(shù)的現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢(shì)，希望有助于資源合理配置，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電力生產(chǎn);技術(shù);發(fā)展趨勢(shì)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及不斷增長(zhǎng)的物質(zhì)需求，電力能源消耗與能源需求急劇增長(zhǎng)，逐漸成為日常必需品，為大眾的日常生活提供服務(wù)。科學(xué)技術(shù)、計(jì)算機(jī)水平、多媒體設(shè)備及信息技術(shù)的大跨步發(fā)展，使電力生產(chǎn)及配電系統(tǒng)涌入了大量的新興電子技術(shù)和設(shè)備，改善了電能質(zhì)量控制問題。本文就我國(guó)目前的電力生產(chǎn)技術(shù)，簡(jiǎn)要探討電力生產(chǎn)技術(shù)的未來發(fā)展趨勢(shì)。

1 關(guān)于太陽能發(fā)電技術(shù)

太陽能作為清潔能源與可再生資源，應(yīng)用廣泛且利用效率高。根據(jù)不同地區(qū)經(jīng)緯度的差異而所受到的太陽輻射的不同，相應(yīng)產(chǎn)生的太陽能有較大差異。按照相關(guān)轉(zhuǎn)換計(jì)算公式可知，一般地區(qū)十五平方米的太陽能電池可滿足一般居民的家庭用電。太陽能發(fā)電技術(shù)主要分為光伏發(fā)電與太陽熱發(fā)電兩種。光伏發(fā)電可直接將太陽光轉(zhuǎn)換為電能，直接使用，最適合使用于大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)中，因此被廣泛關(guān)注。雖然目前光伏發(fā)電規(guī)模較小，但產(chǎn)量增長(zhǎng)較快，平均每幾年產(chǎn)生翻倍變化。預(yù)計(jì)不久的將來，光伏發(fā)電技術(shù)將會(huì)得到長(zhǎng)足發(fā)展，幾年內(nèi)的使用價(jià)格就會(huì)與常規(guī)能源持平，廣泛應(yīng)用企業(yè)工廠及日常生活。

2 關(guān)于燃料電池發(fā)電技術(shù)

燃料電池發(fā)電技術(shù)對(duì)于環(huán)境產(chǎn)生的破壞較少，在不進(jìn)行燃燒時(shí)，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生零污染排放。同時(shí)燃料電池發(fā)電效率較高，正常情況下，功率不低于70%。燃料電池是直接將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。如果高溫燃料電池聯(lián)合循環(huán)，效率可達(dá)85%。而且，效率受燃料電池規(guī)模和負(fù)荷大小影響較小。燃料電池發(fā)電能快速跟蹤負(fù)荷變化，速度可達(dá)每秒變化全負(fù)荷的 50%，調(diào)峰能力極強(qiáng)。燃料電池另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是省水。這對(duì)水資源缺乏的我國(guó)而言極為重要。此外，燃料電池發(fā)電尚有適合分布式供電、節(jié)省輸電投資、模塊結(jié)構(gòu)、便于擴(kuò)建等優(yōu)點(diǎn)。早期的燃料電池式堿性燃料電池，曾用于宇航。現(xiàn)再商用的多為磷酸燃料電池(PAFC)。正在開發(fā)研究融熔碳酸鹽燃料電池(MCFC)，固體氧化物燃料電池(SOFC)和質(zhì)子交換薄膜燃料電池等被認(rèn)為是最有希望取得大規(guī)模應(yīng)用的新型燃料電池。煤的氧化裝置于固體氧化物燃料電池內(nèi)進(jìn)行，不需外加燃料，這種全新的組合方式構(gòu)成未來以煤燃料的清潔高效的新型發(fā)電設(shè)備。現(xiàn)在全球已有150 座以上燃料電池發(fā)電廠在運(yùn)行，主要是硫酸燃料電池。容量最達(dá)為11MW。

3 關(guān)于交流輸電技術(shù)

交流輸電系統(tǒng)近年來在全世界上發(fā)展迅速。專家們預(yù)計(jì)未來這項(xiàng)技術(shù)將在電力輸送和分配方面引起重大變革，對(duì)于充分利用現(xiàn)有電網(wǎng)資源和實(shí)現(xiàn)電能的高效利用，將會(huì)發(fā)揮重要作用。所謂"交流輸電技術(shù)"是指采用大功率電子器件作為大功率高壓開關(guān)，與其他電力設(shè)備組成FACTS 設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)參數(shù)，如線路阻抗、相位角、功率潮流的連續(xù)調(diào)節(jié)控制，從而大幅度提高輸電線路輸送能力和提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定水平，降低輸電損耗。世界上第一臺(tái) 500KV的全可控的串聯(lián)補(bǔ)償裝置(TCSC)已于 1994 年 12 月在美國(guó)開始商業(yè)化運(yùn)行。目前，美國(guó)以及中國(guó)、法國(guó)、日本、德國(guó)、巴西、印度等國(guó)的電業(yè)部門均在積極研究在超高壓輸電工程中應(yīng)用 TCSC 及其他 FACTS 技術(shù)的可行性和具體實(shí)施方案

4 關(guān)于電能儲(chǔ)存技術(shù)

電能儲(chǔ)存是實(shí)現(xiàn)電能高效利用的重要途徑。除了抽水蓄能方式以外，實(shí)用的儲(chǔ)能系統(tǒng)為電池儲(chǔ)能(BESS)。它的核心部件是蓄電池和GTO-類的器件組成的交直流變換器。電池蓄能系統(tǒng)既可作為備用，也可作為調(diào)峰和調(diào)頻電源，或直接安裝在重要用戶內(nèi)，作為大型的不間斷電源。同時(shí)，BESS還具有無功調(diào)節(jié)的功能。目前，全世界已有近 20 余個(gè)BESS 在系統(tǒng)中運(yùn)行。例如，美國(guó)加州 CHINO 變電站安裝有 10MW 的BESS，在洛杉磯的 VERNON 安裝有 5MW 的 BESS。在波多黎各有一座20MW 的 BESS 投運(yùn)，用于旋轉(zhuǎn)備用和調(diào)頻。BESS 在電力系統(tǒng)中大規(guī)模應(yīng)用的主要技術(shù)關(guān)鍵是提高蓄電池的儲(chǔ)能密度，降低價(jià)格以及延長(zhǎng)壽命。目前的蓄電池儲(chǔ)能密度達(dá)到 100- 200W/KG，壽命為 10 年，BESS 的總體造價(jià)約為 900 美元/KW。鎳-鋅電池、鈉-硫電池、聚合物薄膜電池、鋅-空氣?池等新型電池正在研究之中，倘若研究取得重大突破，則不僅對(duì)電動(dòng)汽車的普及化有重要意義，對(duì)于電能的高效利用來說也將產(chǎn)生重要的影響。此外，超導(dǎo)儲(chǔ)能也在積極研究和試驗(yàn)之中。

5 關(guān)于電能質(zhì)量控制技術(shù)

社會(huì)發(fā)展對(duì)于電能需求擴(kuò)大的同時(shí)，就要求提高電能的有效利用率，逐漸提高供電的可靠性和電能質(zhì)量。在現(xiàn)代企業(yè)工廠生產(chǎn)中，驅(qū)動(dòng)器、機(jī)器人及自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備等加工機(jī)器和信息系統(tǒng)的普遍使用，對(duì)于電能質(zhì)量控制的要求逐漸提高，因?yàn)檫@些高新設(shè)備對(duì)于電源波動(dòng)的感應(yīng)較為靈敏，不符合標(biāo)準(zhǔn)的供電質(zhì)量會(huì)使相應(yīng)的產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)不到要求，造成經(jīng)濟(jì)損失。隨著近年來電力科技的發(fā)展，高新電子設(shè)備融入電網(wǎng)系統(tǒng)中，有效解決了電能質(zhì)量控制的問題。用戶電力技術(shù)的發(fā)展，配電電力裝置的研發(fā)，提高了持續(xù)供電能力，改善了電能質(zhì)量控制問題。例如固態(tài)高壓開關(guān)的使用，有效解決了常規(guī)機(jī)械開關(guān)不能解決的問題，使故障供電線路可以在短時(shí)間內(nèi)想完好的線路轉(zhuǎn)化，有助于供電設(shè)備正常運(yùn)行。

6 關(guān)于城市供電技術(shù)

企業(yè)發(fā)展與工程建設(shè)對(duì)于電力企業(yè)的供電要求逐步提高，要求保證供電可靠的同時(shí)，提供更高質(zhì)量的電力能源。社會(huì)發(fā)展，城市的用電總需求加大，供電方式也逐漸多樣化，因此電力企業(yè)要靈活發(fā)展，不斷適應(yīng)和滿足不同用電者的供電需求，提供更高的技術(shù)需求。例如：配電網(wǎng)緊湊化技術(shù)，包括新型 GIS設(shè)備，配電設(shè)備的集成技術(shù)，配電網(wǎng)保護(hù)臨近設(shè)備的集成技術(shù)。

7 結(jié)束語

科學(xué)技術(shù)水平和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展為電力能源發(fā)展提供基礎(chǔ)，電力能源的發(fā)展又反過來促進(jìn)科學(xué)技術(shù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的提高，但我國(guó)的電能供應(yīng)和可持續(xù)發(fā)展依舊存在諸多問題。國(guó)家電力企業(yè)及相關(guān)單位在電力核心技術(shù)問題、重點(diǎn)設(shè)備升級(jí)、建設(shè)智能電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、重點(diǎn)工程學(xué)習(xí)、建立實(shí)驗(yàn)體系等工程上取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步和重大突破。關(guān)于我國(guó)能源問題的解決要著眼于國(guó)內(nèi)全面的發(fā)展，嚴(yán)格按照基本方針政策執(zhí)行，不僅對(duì)于核電、水電等常規(guī)能源堅(jiān)持發(fā)展，對(duì)于太陽能等新興清潔能源也要積極開發(fā)，合理優(yōu)化資源配置，促進(jìn)能源可持續(xù)健康發(fā)展。大力建設(shè)智能電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，為能源開發(fā)與保護(hù)提供助力，有助于應(yīng)對(duì)全球氣候問題，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)足發(fā)展。

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