浅谈电力生产技术的发展趋势

摘 要：面临着我国社会经济发展，科学技术水平的提高，电子设备及技术迈入新纪元。新设备与新技的出现，为电能质量控制问题的解决提供了新的技术支持，促进了电力企业的发展。本文浅谈了太阳能、燃料电池、交流输电、电能储存、电能质量控制、城市供电等电力生产技术的现状及未来发展趋势，希望有助于资源合理配置，促进社会经济发展。

关键词：电力生产;技术;发展趋势

随着社会经济发展及不断增长的物质需求，电力能源消耗与能源需求急剧增长，逐渐成为日常必需品，为大众的日常生活提供服务。科学技术、计算机水平、多媒体设备及信息技术的大跨步发展，使电力生产及配电系统涌入了大量的新兴电子技术和设备，改善了电能质量控制问题。本文就我国目前的电力生产技术，简要探讨电力生产技术的未来发展趋势。

1 关于太阳能发电技术

太阳能作为清洁能源与可再生资源，应用广泛且利用效率高。根据不同地区经纬度的差异而所受到的太阳辐射的不同，相应产生的太阳能有较大差异。按照相关转换计算公式可知，一般地区十五平方米的太阳能电池可满足一般居民的家庭用电。太阳能发电技术主要分为光伏发电与太阳热发电两种。光伏发电可直接将太阳光转换为电能，直接使用，最适合使用于大规模的工业生产中，因此被广泛关注。虽然目前光伏发电规模较小，但产量增长较快，平均每几年产生翻倍变化。预计不久的将来，光伏发电技术将会得到长足发展，几年内的使用价格就会与常规能源持平，广泛应用企业工厂及日常生活。

2 关于燃料电池发电技术

燃料电池发电技术对于环境产生的破坏较少，在不进行燃烧时，对环境产生零污染排放。同时燃料电池发电效率较高，正常情况下，功率不低于70%。燃料电池是直接将燃料的化学能转变为电能的装置。如果高温燃料电池联合循环，效率可达85%。而且，效率受燃料电池规模和负荷大小影响较小。燃料电池发电能快速跟踪负荷变化，速度可达每秒变化全负荷的 50%，调峰能力极强。燃料电池另一个优点是省水。这对水资源缺乏的我国而言极为重要。此外，燃料电池发电尚有适合分布式供电、节省输电投资、模块结构、便于扩建等优点。早期的燃料电池式碱性燃料电池，曾用于宇航。现再商用的多为磷酸燃料电池(PAFC)。正在开发研究融熔碳酸盐燃料电池(MCFC)，固体氧化物燃料电池(SOFC)和质子交换薄膜燃料电池等被认为是最有希望取得大规模应用的新型燃料电池。煤的氧化装置于固体氧化物燃料电池内进行，不需外加燃料，这种全新的组合方式构成未来以煤燃料的清洁高效的新型发电设备。现在全球已有150 座以上燃料电池发电厂在运行，主要是硫酸燃料电池。容量最达为11MW。

3 关于交流输电技术

交流输电系统近年来在全世界上发展迅速。专家们预计未来这项技术将在电力输送和分配方面引起重大变革，对于充分利用现有电网资源和实现电能的高效利用，将会发挥重要作用。所谓"交流输电技术"是指采用大功率电子器件作为大功率高压开关，与其他电力设备组成FACTS 设备，以实现对电力系统参数，如线路阻抗、相位角、功率潮流的连续调节控制，从而大幅度提高输电线路输送能力和提高电力系统稳定水平，降低输电损耗。世界上第一台 500KV的全可控的串联补偿装置(TCSC)已于 1994 年 12 月在美国开始商业化运行。目前，美国以及中国、法国、日本、德国、巴西、印度等国的电业部门均在积极研究在超高压输电工程中应用 TCSC 及其他 FACTS 技术的可行性和具体实施方案

4 关于电能储存技术

电能储存是实现电能高效利用的重要途径。除了抽水蓄能方式以外，实用的储能系统为电池储能(BESS)。它的核心部件是蓄电池和GTO-类的器件组成的交直流变换器。电池蓄能系统既可作为备用，也可作为调峰和调频电源，或直接安装在重要用户内，作为大型的不间断电源。同时，BESS还具有无功调节的功能。目前，全世界已有近 20 余个BESS 在系统中运行。例如，美国加州 CHINO 变电站安装有 10MW 的BESS，在洛杉矶的 VERNON 安装有 5MW 的 BESS。在波多黎各有一座20MW 的 BESS 投运，用于旋转备用和调频。BESS 在电力系统中大规模应用的主要技术关键是提高蓄电池的储能密度，降低价格以及延长寿命。目前的蓄电池储能密度达到 100- 200W/KG，寿命为 10 年，BESS 的总体造价约为 900 美元/KW。镍-锌电池、钠-硫电池、聚合物薄膜电池、锌-空气�池等新型电池正在研究之中，倘若研究取得重大突破，则不仅对电动汽车的普及化有重要意义，对于电能的高效利用来说也将产生重要的影响。此外，超导储能也在积极研究和试验之中。

5 关于电能质量控制技术

社会发展对于电能需求扩大的同时，就要求提高电能的有效利用率，逐渐提高供电的可靠性和电能质量。在现代企业工厂生产中，驱动器、机器人及自动化生产设备等加工机器和信息系统的普遍使用，对于电能质量控制的要求逐渐提高，因为这些高新设备对于电源波动的感应较为灵敏，不符合标准的供电质量会使相应的产品质量达不到要求，造成经济损失。随着近年来电力科技的发展，高新电子设备融入电网系统中，有效解决了电能质量控制的问题。用户电力技术的发展，配电电力装置的研发，提高了持续供电能力，改善了电能质量控制问题。例如固态高压开关的使用，有效解决了常规机械开关不能解决的问题，使故障供电线路可以在短时间内想完好的线路转化，有助于供电设备正常运行。

6 关于城市供电技术

企业发展与工程建设对于电力企业的供电要求逐步提高，要求保证供电可靠的同时，提供更高质量的电力能源。社会发展，城市的用电总需求加大，供电方式也逐渐多样化，因此电力企业要灵活发展，不断适应和满足不同用电者的供电需求，提供更高的技术需求。例如：配电网紧凑化技术，包括新型 GIS设备，配电设备的集成技术，配电网保护临近设备的集成技术。

7 结束语

科学技术水平和社会经济的发展为电力能源发展提供基础，电力能源的发展又反过来促进科学技术和社会经济的提高，但我国的电能供应和可持续发展依旧存在诸多问题。国家电力企业及相关单位在电力核心技术问题、重点设备升级、建设智能电力网络系统、重点工程学习、建立实验体系等工程上取得了长足的进步和重大突破。关于我国能源问题的解决要着眼于国内全面的发展，严格按照基本方针政策执行，不仅对于核电、水电等常规能源坚持发展，对于太阳能等新兴清洁能源也要积极开发，合理优化资源配置，促进能源可持续健康发展。大力建设智能电力网络系统，为能源开发与保护提供助力，有助于应对全球气候问题，促进社会经济长足发展。

参考文献

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