電力系統(tǒng)及其自動化技術(shù)0

電力系統(tǒng)及其自動化技術(shù)電力新技術(shù)和發(fā)展趨勢1.新能源發(fā)電技術(shù)2.微電網(wǎng)新能源發(fā)電技術(shù)太陽能發(fā)電地熱能發(fā)電風力發(fā)電潮汐發(fā)電高爐頂壓發(fā)電原理：高爐煤氣經(jīng)布袋除塵器除塵后，該高壓、高溫、干燥潔凈的煤氣經(jīng)多道閥門進入透平膨脹機；透平膨脹機的第一級靜葉為可調(diào)，用其調(diào)節(jié)流量和壓力；再通過導流器使煤氣轉(zhuǎn)成軸向進入葉柵，煤氣在靜葉柵和動葉柵組成的流道中不斷膨脹作功，壓力和溫度降低，并轉(zhuǎn)化為動能使工作輪(轉(zhuǎn)子及動葉片)旋轉(zhuǎn)，工作輪帶動聯(lián)軸的發(fā)電機發(fā)電。垃圾發(fā)電原理：垃圾發(fā)電是把各種垃圾收集后，進行分類處理。其中：一是對燃燒值較高的進行高溫焚燒（也徹底消滅了病源性生物和腐蝕性有機要物），在高溫焚燒（產(chǎn)生的煙霧經(jīng)過處理）中產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為高溫蒸氣，推動渦輪機轉(zhuǎn)動，使發(fā)電機產(chǎn)生電能。二是對不能燃燒的有機物進行發(fā)酵、厭氧處理，最后干燥脫硫，產(chǎn)生一種氣體叫甲烷，也叫沼氣。再經(jīng)燃燒，把熱能轉(zhuǎn)化為蒸氣，推動渦輪機轉(zhuǎn)動，帶動發(fā)電機產(chǎn)生電能。污泥發(fā)電污泥焚燒是在一定溫度和氧氣存在條件下,使污泥中的有機質(zhì)發(fā)生燃燒反應(yīng),生成CO2、H2O、N2等。焚燒處理的產(chǎn)物是灰渣和煙氣污泥發(fā)電優(yōu)點：污泥厭氧消化產(chǎn)生沼氣發(fā)電污泥消化可以抑制病菌,改善污泥的衛(wèi)生狀況;脫水后的消化污泥還可作為發(fā)電廠或水泥廠的輔助燃料。污水處理廠污泥厭氧消化產(chǎn)生的沼氣,主要組分為CH4和CO2,以及H2S、氨等微量有害氣體。與其他燃氣相比,沼氣是一種性能優(yōu)良的清潔燃料。沼氣發(fā)電以其低排放、低污染、節(jié)約能源、廢物資源化等優(yōu)點而倍受關(guān)注,開發(fā)沼氣發(fā)電成為建設(shè)綠色環(huán)保工程的一項重要措施。高溫巖體發(fā)電原理：顧名思義是深3千米、溫度300℃的地下深處的高溫巖石，其特點是沒有蒸氣或熱水；這種高溫巖體發(fā)電和地熱發(fā)電一樣，其很大的優(yōu)點是本來沒有熱水，而是利用這種高溫熱量人工制作蒸氣，通過渦輪機發(fā)電。具體操作是：在高溫巖體內(nèi)打孔，在巖石中人工挖掘龜裂面，接著鉆2個孔，在一孔中注入水，水流到龜裂面間，周圍高溫巖體的加熱使水成為熱水或水蒸氣，然后，此熱水或蒸氣從另一個孔中出來進行發(fā)電。優(yōu)點：在地下產(chǎn)生熱，注入水產(chǎn)生水蒸氣，對環(huán)境影響少，可大規(guī)模發(fā)電。作為火山之國的日本，高溫巖體十分普遍，該熱能貯藏量十分豐富，作為自然能源，這種發(fā)電方式今后將會具有廣闊的發(fā)展前景。我國西藏也是發(fā)展高溫巖體發(fā)電的理想場所。核聚變發(fā)電核聚變反應(yīng)是指在高溫條件下，兩個輕核以極高的熱速度相互碰撞，發(fā)生核聚變，形成一個較重的原子核，并釋放出能量。因必須在極高的壓力、溫度條件下，輕核才有足夠的動能去克服靜電斥力而發(fā)生持續(xù)的聚變，因此，聚變反應(yīng)也稱“熱核聚變反應(yīng)”或“熱核反應(yīng)”。核聚變的原料主要是氫、氘和氚。氘、氚都是氫的同位素。核聚變是取得核能的重要途徑之一。用核聚變原理造出來的氫彈是靠先爆發(fā)一顆核裂變原子彈而產(chǎn)生的高熱，來觸發(fā)核聚變起燃器，使氫彈得以爆炸。核聚變反應(yīng)堆生物質(zhì)能源資源生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電是指把生物質(zhì)原料送入適合生物質(zhì)燃燒的特定鍋爐中直接燃燒，產(chǎn)生蒸汽，帶動蒸汽輪機及發(fā)電機發(fā)電。已開發(fā)應(yīng)用的生物質(zhì)鍋爐種類較多。如木材鍋爐、甘蔗渣鍋爐、稻殼鍋爐、秸稈鍋爐等。其適用于生物質(zhì)資源比較集中的區(qū)域，如谷米加工廠、木料加工廠等附近。因為只要工廠正常生產(chǎn)，谷殼、鋸屑和柴枝等就可源源不斷地供應(yīng)電提供了物料保障。微電網(wǎng)微電網(wǎng)微電網(wǎng)（Micro-Grid）也譯為微網(wǎng)，是一種新型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，是一組微電源、負荷、儲能系統(tǒng)和控制裝置構(gòu)成的系統(tǒng)單元。微電網(wǎng)是一個能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護和管理的自治系統(tǒng)，既可以與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運行，也可以孤立運行。微電網(wǎng)是相對傳統(tǒng)大電網(wǎng)的一個概念，是指多個分布式電源及其相關(guān)負載按照一定的拓撲結(jié)構(gòu)組成的網(wǎng)絡(luò)，并通過靜態(tài)開關(guān)關(guān)聯(lián)至常規(guī)電網(wǎng)。開發(fā)和延伸微電網(wǎng)能夠充分促進分布式電源與可再生能源的大規(guī)模接入，實現(xiàn)對負荷多種能源形式的高可靠供給，是實現(xiàn)主動式配電網(wǎng)的一種有效方式，是傳統(tǒng)電網(wǎng)向智能電網(wǎng)過渡。應(yīng)用技術(shù)微電網(wǎng)是指由分布式電源、儲能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、相關(guān)負荷和監(jiān)控、保護裝置匯集而成的小型發(fā)配電系統(tǒng)。微電網(wǎng)中的電源多為容量較小的分布式電源，即含有電力電子接口的小型機組，包括微型燃氣輪機、燃料電池、光伏電池、小型風力發(fā)電機組以及超級電容、飛輪及蓄電池等儲能裝置。它們接在用戶側(cè)，具有成本低、電壓低以及污染小等特點。微電網(wǎng)是一個可以實現(xiàn)自我控制、保護和管理的自治系統(tǒng)，它作為完整的電力系統(tǒng)，依靠自身的控制及管理供能實現(xiàn)功率平衡控制、系統(tǒng)運行優(yōu)化、故障檢測與保護、電能質(zhì)量治理等方面的功能。智能微電網(wǎng)是規(guī)模較小的分散的獨立系統(tǒng)，是能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護和管理的自治系統(tǒng)，既可以與外部電網(wǎng)運行，也可以孤立運行。它將分布式電源、儲能裝置、能量裝換裝置、相關(guān)負荷和監(jiān)控、保護裝置匯集而成的小型發(fā)配電系統(tǒng)。發(fā)展前景歐美日三地都在進行微電網(wǎng)的技術(shù)研究，其中日本立足于國內(nèi)能源日益緊缺、負荷日益增長的現(xiàn)實背景，展開了微電網(wǎng)研究，但其發(fā)展目標主要定位于能源供給多樣化、減少污染、滿足用戶的個性電力需求。日本學者還提出了靈活可靠性和智能能量供給系統(tǒng)(FRIENDS)其主要思想是在配電網(wǎng)中加人一些靈活交流輸電系統(tǒng)裝置，利用控制器快速、靈活的控制性能，實現(xiàn)對配電網(wǎng)能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，并滿足用戶的多種電能質(zhì)量需求。日本已將該系統(tǒng)作為其微電網(wǎng)的重要實現(xiàn)形式之一。從全球來看，微電網(wǎng)主要處于實驗和示范階段，微電網(wǎng)的技術(shù)推廣已經(jīng)度過幼稚期，市場規(guī)模穩(wěn)步成長。著眼于當下世界范圍的能源和環(huán)境困局以及電力安全需求的長期高企，微電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用前景看好。未來5到10年，微電網(wǎng)的市場規(guī)模、地區(qū)分布和應(yīng)用場所分布都將會發(fā)生顯著變化。國內(nèi)方面，近三年，微電網(wǎng)開始逐漸