中国电力期刊浅谈新能源发电技术

　　中国电力期刊投稿杂志推荐《华东电力》办刊宗旨：根据电力工业的发展，及时介绍发电、输配电、供用电、电力建设、科研、运行、设备制造和电力市场等领域的技术成果和成功经验，传播华东和全国电网的技术信息，消化和吸收国外先进技术。论文强调创新性、实用性、兼顾可读性。
　　【摘要】能源与环境已经成为影响社会发展的重要问题。新能源比常规能源在环境保护，节能减排方面更具有优势，而新能源发电技术具有广阔的发展空间。基于此文章详细阐述了风力发电技术及生物质能发电技术，以供相关工作人员参考借鉴。

　　【关键词】新能源,风能,生物质能,发电技术

　　1 风力发电技术

　　1.1 风电系统的控制技术

　　风电发电系统按照其运行方式来看，主要包括三种类型。分别是：独立型、并网型以及联网型。其中，并网型主要是由风机、风机控制器、传动装置、励磁调节器、发电机、变频器和变压器等组成。风电机组中的风机是将风能转换成机械能的能量转换装置，它由风轮、迎风装置和塔架等组成。按结构不同，风力机可分为水平轴式和立轴式两种;按功率调节方式不同，风力机可分为定桨距失速、变桨距和主动失速3种。风电机组中的发电机是将机械能转化为电能的装置，发电机在并网时必须输出恒定频率(一般为50Hz)的电能。按照发电机转速的不同，发电机可分为恒速和变速两类，其中变速需要通过变频器来实现。变频器采用电力电子变流技术和控制技术，将发电机发出的频率变化交流电转换为与电网频率相同、能与电网柔性连接的交流电，且能实现最大风能跟踪控制。

　　1.2 风电系统举例分析

　　1.2.1 基于DFIG的风电系统

　　基于双馈式异步发电机(doubly fed induction generator，DFIG)的变速风电系统。风力机采用变桨距调节，双馈发电机的转子采用绕线式结构，定子侧直接接电网，转子侧通过双向变频器连接到电网，可对转子进行交流励磁;通过控制转差频率，可实现发电机的双馈调速。该系统通过调节转子电流的频率、相位和功率来调节定子侧输出功率，使之与风力输出功率相匹配，使风机运行在最大功率点附近。其优点是：①转子侧变频器容量仅为发电机容量的30%左右，大大降低了变换器的损耗、造价和体积;②转子能量没有被消耗掉，转子绕组端口的功率根据电机运行状态可以实现双向流动;③电网侧及直流侧滤波电感、电容功率减小，电磁干扰降低;④电网侧变换器可提供无功补偿，便于实现电压调节，平滑并网电流，变频控制灵活，调节性良好;⑤具有良好的动态和暂态特性，实现有功和无功的解耦控制。

　　1.2.2 基于DSPMG的风电系统

　　双凸极永磁发电机(doubly salient permanent magnet generator，DSPMG)是一种将SRG的简单结构与高性能永磁材料相结合的新型发电机。这种发电机的定子和转子均为凸极齿槽结构，定子齿上安放集中式绕组，绕组端部短、用料量少、损耗小。永磁体被置于定子轭部，具有独特的聚磁效应，使激励磁场受定子极弧面尺寸限制较少。使用时，只需增加凸极数量，就可满足风电直驱的需要。其优点是：①其结构简单、便于控制、功率和效率较高;②转子是由纯铁打造，没有绕组以及永磁体，从而更加的坚固耐用，转动时惯性小、动作反应快，可靠性明显增强;③可单拍或双拍运行，控制参数多，由于定子具有永磁体，绕组电感小，电流换向容易，动态响应良好;④采用永磁材料励磁，能量转换率高，损耗低;⑤采用直接驱动方式，无需齿轮箱，电机和功率变换电路各相独立，容错性能好，利用了可产生转矩的两个区，功率密度较高。

　　2 生物质能发电技术

　　2.1 生物质锅炉直接燃烧发电

　　振动炉排秸秆直燃炉的工艺流程：粗处理后的燃料经给料机送入炉堂，燃料自然落入炉排前部，在此处由于高温烟气和一次风的作用逐步预热、干燥、着火、燃烧。燃料边燃烧边向炉排后部运动，直至燃尽，最后灰渣落入炉后的除渣口。

　　直燃炉易存在的问题：由于秸秆灰中碱金属和氯的含量相对较高，因此，烟气在高温时(450℃以上)对过热器具有较高的腐蚀性。此外，飞灰的熔点较低，易产生结渣的问题。如果灰分变成固体和半流体，运行中就很难清除，就会阻碍管道中从烟气至蒸汽的热量传输。严重时甚至会完全堵塞烟气通道，将烟气堵在锅炉中。针对这些问题各锅炉厂家在锅炉设计上，在锅炉结构、锅炉材料等方面采取了相应措施来解决这些问题，效果仍需实际运行中不断检测改进。

　　2.2 生物质～煤混合燃烧发电

　　循环流化床是一种新型的环保锅炉，它主要采取了炉内物料循环、低温燃烧、可进行炉内脱硫的新技术。由于它采取了炉内物料循环，对燃料的适应性强，它可以燃用低位发热值2000～7000kcal/kg的矸石、原煤、煤泥和洗中煤等;还可以燃用热值比较低的糖渣、木霄、各种生物质秸秆及各种垃圾等。

　　该炉虽然有燃用各种燃料的特性，但是在燃烧的过程中却有不同的效果，或多或少对锅炉都有一定的影响。掺烧糖渣、木屑、各种生物质秸秆及各种垃圾，需要重新计算风量等，并有稳定的燃料来源，相对固定的掺烧比例。循环硫化床锅炉对燃料的适应性非常强，无论燃烧哪种燃料首先要核算经济性，而后计算掺烧量、最后再进行人员培训、注意事项、运行调整等。

　　2.3 生物质气化发电

　　生物质气化发电技术的基本原理是把生物质转化为可燃气，再利用可燃气推动燃气发电设备进行发电。它既能解决生物质难于燃用而又分布分散的缺点，又可以充分发挥燃气发电技术设备紧凑而污染少的优点，所以是生物质能最有效最洁净的利用方法之一。气化发电过程包括三个方面，一是生物质气化，把固体生物质转化为气体燃料;二是气体净化，气化出来的燃气都带有一定的杂质，包括灰份、焦炭和焦油等，需经过净化系统把杂质除去，以保证燃气发电设备的正常运行;三是燃气发电，利用燃气轮机或燃气内燃机进行发电，有的工艺为了提高发电效率，发电过程可以增加余热锅炉和蒸汽轮机。目前国际上采用的生物质气化发电技术有生物质整体气化联合循环(B/IGCC)和CAPS-II/250MT型热分解系统。

　　3 结语

　　随着人类社会的不断发展，促进了新能源发电技术日益完善，从未来发展的前景来看，火电、水电、风电、核电的成本和效率提高空间有限，而太阳能发电方面技术和成本改进空间大，相信随着科技的发展，太阳能发电在行业内的比重将会越来越高。

　　参考文献：

　　[1]张伟波，潘宇超，崔志强.我国新能源发电发展思路探析[J].中国能源，2012，(04).

　　[2]于三义.浅谈新能源发电技术[J].中国电力教育，2011，(15).

　　[3]汪缪华.新能源发电技术的现状与发展趋势分析[J].机电信息，2011，(21).