新能源發(fā)電與傳輸技術(shù)

新能源發(fā)電與傳輸技術(shù)匯報(bào)人：2024-01-14REPORTING2023WORKSUMMARY目錄CATALOGUE新能源發(fā)電技術(shù)概述太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)海洋能發(fā)電技術(shù)新能源傳輸技術(shù)新能源發(fā)電與傳輸系統(tǒng)優(yōu)化與集成PART01新能源發(fā)電技術(shù)概述新能源是指除了傳統(tǒng)化石能源以外的可再生能源和清潔能源，包括太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮艿?。定義新能源可分為可再生能源和清潔能源兩大類?？稍偕茉窗ㄌ?yáng)能、風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能等；清潔能源包括核能、氫能等。分類新能源定義及分類利用光伏效應(yīng)，將太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能。光伏電池是光伏發(fā)電的核心部件，其基本原理是光生伏特效應(yīng)。光伏發(fā)電利用風(fēng)力驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生電能。風(fēng)力發(fā)電的核心部件是風(fēng)輪機(jī)和發(fā)電機(jī)。風(fēng)力發(fā)電利用水流驅(qū)動(dòng)水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生電能。水力發(fā)電的核心部件是水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)。水力發(fā)電利用生物質(zhì)能燃燒產(chǎn)生的熱能，通過(guò)熱力循環(huán)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。生物質(zhì)能發(fā)電的核心部件是鍋爐和發(fā)電機(jī)。生物質(zhì)能發(fā)電新能源發(fā)電技術(shù)原理目前，全球新能源發(fā)電裝機(jī)容量和發(fā)電量不斷增長(zhǎng)，新能源發(fā)電技術(shù)不斷成熟，成本不斷降低。各國(guó)政府也紛紛出臺(tái)政策扶持新能源發(fā)展，推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。發(fā)展現(xiàn)狀未來(lái)，新能源發(fā)電將繼續(xù)保持快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，光伏、風(fēng)電等可再生能源將成為主導(dǎo)能源。同時(shí)，隨著技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，新能源發(fā)電的效率和穩(wěn)定性將不斷提高，成本將進(jìn)一步降低。此外，新能源與傳統(tǒng)能源的融合發(fā)展也將成為重要趨勢(shì)，如風(fēng)光互補(bǔ)、水光互補(bǔ)等。發(fā)展趨勢(shì)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)PART02太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)指光照在半導(dǎo)體材料上，使其產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。光伏電池利用此原理將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能。光伏效應(yīng)光伏電池主要由半導(dǎo)體材料（如硅）構(gòu)成，包括P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體，形成PN結(jié)。當(dāng)太陽(yáng)光照射到電池表面時(shí)，光子能量被半導(dǎo)體吸收，激發(fā)出電子-空穴對(duì)，在內(nèi)建電場(chǎng)作用下分離并收集到電池兩極，從而產(chǎn)生電流。電池結(jié)構(gòu)光伏電池原理及結(jié)構(gòu)系統(tǒng)組成光伏系統(tǒng)主要由光伏電池板、控制器、逆變器、蓄電池等組成。其中，光伏電池板負(fù)責(zé)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為直流電能；控制器用于保護(hù)電池板和蓄電池，防止過(guò)充和過(guò)放；逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，供給負(fù)載使用；蓄電池則用于儲(chǔ)存電能。分類根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合和規(guī)模，光伏系統(tǒng)可分為離網(wǎng)型、并網(wǎng)型和混合型。離網(wǎng)型系統(tǒng)獨(dú)立于電網(wǎng)運(yùn)行，適用于偏遠(yuǎn)地區(qū)或獨(dú)立用電場(chǎng)合；并網(wǎng)型系統(tǒng)與電網(wǎng)相連，可將多余電能饋入電網(wǎng)；混合型系統(tǒng)則兼具離網(wǎng)和并網(wǎng)功能。光伏系統(tǒng)組成與分類逆變器類型光伏并網(wǎng)逆變器主要分為單相逆變器和三相逆變器。單相逆變器適用于小功率場(chǎng)合，而三相逆變器則適用于大功率場(chǎng)合?？刂撇呗怨夥⒕W(wǎng)逆變器的控制策略主要包括最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）和并網(wǎng)電流控制。MPPT用于實(shí)時(shí)調(diào)整光伏電池板的工作狀態(tài)，使其輸出最大功率；并網(wǎng)電流控制則確保逆變器輸出電流與電網(wǎng)電壓同頻同相，實(shí)現(xiàn)安全并網(wǎng)。濾波設(shè)計(jì)為了降低并網(wǎng)電流中的諧波含量，提高電能質(zhì)量，光伏并網(wǎng)逆變器需要進(jìn)行濾波設(shè)計(jì)。常見(jiàn)的濾波方法包括L型、LC型和LCL型濾波器等。其中，LCL型濾波器具有更好的諧波抑制效果，但設(shè)計(jì)難度相對(duì)較高。光伏并網(wǎng)逆變器設(shè)計(jì)PART03風(fēng)力發(fā)電技術(shù)通過(guò)對(duì)特定地區(qū)的風(fēng)速、風(fēng)向、空氣密度等氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè)和統(tǒng)計(jì)分析，評(píng)估該地區(qū)的風(fēng)能資源潛力和開(kāi)發(fā)價(jià)值。選擇風(fēng)能資源豐富、地形地貌適合、交通便利、電網(wǎng)接入條件良好的地區(qū)進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)建設(shè)。風(fēng)能資源評(píng)估與選址選址原則風(fēng)能資源評(píng)估風(fēng)力發(fā)電機(jī)組成主要包括風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)、塔筒、控制系統(tǒng)等部分。風(fēng)輪負(fù)責(zé)捕捉風(fēng)能并將其轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，發(fā)電機(jī)則將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。工作原理當(dāng)風(fēng)吹過(guò)風(fēng)輪時(shí)，風(fēng)輪葉片受到風(fēng)力作用產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)并產(chǎn)生電能?？刂葡到y(tǒng)則負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)和調(diào)整風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，確保其安全、高效地運(yùn)行。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組成及工作原理并網(wǎng)控制目標(biāo)確保風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的電能與電網(wǎng)的電壓、頻率和相位保持一致，以實(shí)現(xiàn)安全、穩(wěn)定的并網(wǎng)運(yùn)行?？刂撇呗圆捎孟冗M(jìn)的電力電子技術(shù)和控制算法，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率、電壓和頻率進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，使其滿足并網(wǎng)要求。同時(shí)，還需考慮低電壓穿越、無(wú)功補(bǔ)償?shù)容o助功能，以提高風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)控制策略PART04海洋能發(fā)電技術(shù)潮汐能、波浪能等海洋能資源特點(diǎn)潮汐能由月球和太陽(yáng)引力作用產(chǎn)生的海水周期性漲落現(xiàn)象所蘊(yùn)含的能量。具有可預(yù)測(cè)性、穩(wěn)定性好、儲(chǔ)量巨大等特點(diǎn)。波浪能海洋表面波浪運(yùn)動(dòng)所蘊(yùn)含的能量。具有分布廣泛、能量密度高、可再生等特點(diǎn)。海洋能發(fā)電裝置類型及工作原理利用潮汐水位差，通過(guò)水輪發(fā)電機(jī)組將潮汐能轉(zhuǎn)化為電能。主要包括單庫(kù)單向、單庫(kù)雙向和雙庫(kù)單向等類型。潮汐能發(fā)電裝置通過(guò)捕捉波浪的起伏運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。主要包括振蕩水柱式、越浪式、鴨式等類型。波浪能發(fā)電裝置

海洋能并網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)并網(wǎng)逆變器技術(shù)將海洋能發(fā)電裝置輸出的直流電轉(zhuǎn)換為與電網(wǎng)同頻同相的交流電，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)運(yùn)行。最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)實(shí)時(shí)調(diào)整海洋能發(fā)電裝置的運(yùn)行狀態(tài)，使其始終輸出最大功率，提高發(fā)電效率。電網(wǎng)適應(yīng)性技術(shù)針對(duì)電網(wǎng)的電壓波動(dòng)、頻率變化等問(wèn)題，采取相應(yīng)的控制策略，確保海洋能發(fā)電裝置的安全穩(wěn)定運(yùn)行。PART05新能源傳輸技術(shù)利用直流電在高壓下的低損耗特性，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、大容量電能的傳輸。高壓直流輸電原理減少輸電損耗，提高輸電效率；節(jié)省輸電走廊，降低建設(shè)成本；易于實(shí)現(xiàn)異步聯(lián)網(wǎng)，提高電網(wǎng)穩(wěn)定性。HVDC技術(shù)優(yōu)勢(shì)適用于遠(yuǎn)距離、大容量輸電場(chǎng)景，如跨海輸電、跨國(guó)輸電等；在可再生能源并網(wǎng)、城市電網(wǎng)增容等領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用。HVDC技術(shù)應(yīng)用高壓直流輸電（HVDC）技術(shù)通過(guò)電力電子裝置對(duì)交流輸電系統(tǒng)的電壓、電流、功率等參數(shù)進(jìn)行快速、連續(xù)、靈活的控制，以提高輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。柔性交流輸電原理提高輸電線路的輸送能力；提高電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性；降低輸電損耗，提高輸電效率。FACTS技術(shù)優(yōu)勢(shì)適用于交流輸電系統(tǒng)的各種場(chǎng)景，如輸電線路、變電站、配電網(wǎng)等；在可再生能源并網(wǎng)、城市電網(wǎng)增容等領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用。FACTS技術(shù)應(yīng)用柔性交流輸電（FACTS）技術(shù)智能電網(wǎng)與新能源傳輸?shù)慕Y(jié)合01智能電網(wǎng)通過(guò)先進(jìn)的傳感、測(cè)量、控制等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)新能源發(fā)電和傳輸?shù)膶?shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、調(diào)度和控制，提高新能源的利用率和電網(wǎng)的運(yùn)行效率。智能電網(wǎng)在新能源傳輸中的優(yōu)勢(shì)02提高新能源發(fā)電的預(yù)測(cè)精度和調(diào)度水平；優(yōu)化新能源發(fā)電和傳輸?shù)倪\(yùn)行方式，降低棄風(fēng)、棄光率；提高電網(wǎng)對(duì)新能源的接納能力和運(yùn)行穩(wěn)定性。智能電網(wǎng)在新能源傳輸中的應(yīng)用案例03國(guó)內(nèi)外多個(gè)地區(qū)已經(jīng)建成了基于智能電網(wǎng)的新能源傳輸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)風(fēng)能、太陽(yáng)能等新能源的高效利用和傳輸。智能電網(wǎng)在新能源傳輸中應(yīng)用PART06新能源發(fā)電與傳輸系統(tǒng)優(yōu)化與集成分布式能源與微電網(wǎng)集成將分布式能源（如光伏、風(fēng)電等）與微電網(wǎng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)局部區(qū)域內(nèi)的能源優(yōu)化和自給自足。智能調(diào)度與控制技術(shù)運(yùn)用先進(jìn)的智能調(diào)度和控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多能源互補(bǔ)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、調(diào)度和控制，確保系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。風(fēng)光水火儲(chǔ)多能互補(bǔ)利用風(fēng)能、太陽(yáng)能、水能、火能和儲(chǔ)能等多種能源之間的互補(bǔ)性，構(gòu)建一個(gè)高效、穩(wěn)定的多能互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)。多能源互補(bǔ)系統(tǒng)構(gòu)建方法根據(jù)實(shí)際需求，設(shè)計(jì)合理的微電網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)，包括電源、負(fù)荷、儲(chǔ)能、控制等部分。微電網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)分布式電源接入與管理微電網(wǎng)運(yùn)行控制策略微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)將分布式電源（如光伏、風(fēng)電等）接入微電網(wǎng)，并實(shí)現(xiàn)對(duì)其的有效管理，確保微電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。制定微電網(wǎng)的運(yùn)行控制策略，包括并網(wǎng)運(yùn)行、孤島運(yùn)行等模式，確保微電網(wǎng)在不同模式下的穩(wěn)定運(yùn)行。建立微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)微電網(wǎng)內(nèi)各種能源的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、調(diào)度和控制，提高能源利用效率。微電網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與運(yùn)行管理區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建思路能源互聯(lián)網(wǎng)概念及架構(gòu)闡述能源互聯(lián)網(wǎng)的基本概念、架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)，為構(gòu)建區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)提供理論支撐。區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)根據(jù)區(qū)域?qū)嶋H情況，制定區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)