试探电力生产技术现状及其发展趋势

试探电力生产技术现状及其发展趋势

刘佳徐峰李强黄煜郭荣荣

（国网山西省电力公司临汾供电公司山西省临汾041000）

摘要：现阶段，在国内科技不断发展的前提下，人们的生活水平有了质的提高。但对于电能的需求量也在不断增加，所以，为了稳定电力能源的供给，需要从电力生产技术入手对供电单位的发展进一步规划。要以节能环保理念为原则，创新生产要求。对于相关从业人士而言，要认识到其发展前景、优势和劣势，合理地对电力生产技术未来的发展进行规划。

关键词：电力生产；自动化技术；发展趋势

引言

电力是社会发展前进中重要的能源，在社会经济快速发展过程中，对电能的需求量不断增加，也给电力生产技术提出了新的要求。信息技术、计算机技术等为电力生产技术发展提供了新的契机，越来越多的电子设备运用到电力领域，为电力生产效率、质量以及安全做出了巨大的贡献。基于此，加强对电力成产技术现状及其未来发展趋势的研究具有十分现实的意义。

1电力生产技术现状

1.1交流输电技术

交流输电技术在世界范围内使用。可以确定的是未来这项技术将在电力输送和分配方面会引起很大的变革，对于现有电网资源和实现电能的高效利用，这将带来巨变。“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、法国等国的电业部门均在重点研究在超高压输电工程中应用TCSC和其他FACTS技术的可行性实施方案。

1.2电能质量控制技术

另一个重要内容就是电能的高效利用，它可以向用户提供可靠的、稳定的电能。现代社会的发展对提高供电的可靠性要求十分的高，它恰恰满足了电能质量越来越高的要求。企业在不断地变革，由于变频调速驱动器以及机器人等精密的加工工具的采用，同时由于可编程控制器、计算机信息系统在广泛的普及运用，这就对现在的电能质量提出了极为严格的要求。这些设备对电源的波动以及干扰十分灵敏，任何供电质量的恶化均有可能会造成产品质量的不佳，甚至可以导致重大的经济损失。电力电子技术的发展进一步推动了电力电子设备开始进入配电系统并为解决电能质量控制提供了相应的技术手段。“用户电力技术”这一概念逐渐为人所知，使用电力电子技术提高供电可靠性和实现电能质量严格控制。现在已经开发出用于配电网的电力电子装置。

1.3燃料电池发电技术

燃料电池就是直接地将燃料的化学能转变为电能的装置。燃料电池发电的效率最高可以达到70%以上，高温燃料电池联合循环效率甚至达到了85%。与此同时，燃料电池规模和负荷大小对效率的影响十分小。燃料电池发电能具有跟踪负荷变化快速的特点，速度是变化全负荷的50%，而且调峰能力强。环境污染小是燃料发电的最大优点，没有燃烧过程，这完全实现了零排放目的。省水是燃料电池所具有的另一个优点。我国水资源极度匮乏，这对保护水资源有很大好处。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，曾用于宇航上。现在商用的多为磷酸燃料电池（PAFC）。

2电力生产技术未来发展的趋势

2.1太阳能发电技术

太阳能作为一种可再生能源，取之不尽用之不竭，同时根据太阳辐射的维度不同，太阳辐射能一般在870~3400kwh/㎡。基于转换效率的角度来说，每十五平方米的太阳能电池一年就可以提供将近3500~5500kwh电能，一个普通的家庭正常使用完全够用。太阳能发电技术主要是利用太阳热发电技术以及光伏发电技术等，所谓的光伏发电技术就是将太阳能直接转换为电能的技术，使用的设备为太阳能电池，是目前可再生能源转换为电能方面主流的方式。近年来，我国能源问题日益严重，加强对太阳能发电技术的研究，对保护我国自然环境，提高电能供应量等都具有积极地意义，其必然是未来我国电力生产技术的主流方向。

2.2城市化供电技术的发展

在城市现代化发展过程中，对电能质量以及供电的安全可靠性提出了更高的要求。城市化建设过程中，由于人口密度较大，供电负荷密度也随之增加，只有采用更加复杂的供电模式，才能应对供电灵活性的要求。根据现阶段城市化发展中电力负荷的分布特点，以及具体的供电需求，供电网建设对技术要求更加复杂多样。具体来说，城市化供电技术发展体现在：第一，配电线路转移地下。为了保证城市化建设的美观性，提升供电系统的安全与稳定，避免外界环境因素对电力系统造成影响，城市化建设中需要将相关的线路转移地下。包括了设备管理系统以及新型的电缆等等；第二，高压直流配电技术，将高压直流电缆作为骨干网架，在自变流技术基础下，利用工频、直流或者高频的方式为电力用户供电；第三，配网更加的紧密，采用配电设备集成技术、集成技术、GIS设备等等，为城市化供电技术发展奠定基础。

2.3电能储存技术

电能储存方式的合理性是保证电能高效利用的前提，电池蓄能是较为实用的蓄能系统。交直流变换器是其核心部件，交直流变换器由GTO－类的器件以及蓄电池共同构成。电池蓄能系统不仅能够备用，而且能够当成调频以及调峰电源，或者能够作为大型的不间断电源，在关键用户里直接进行安装。而且电池蓄能拥有无功调节的作用。现在，全球运行的电池蓄能系统多于20个。正在探索诸多新型电池，如锌－空气电池、钠－硫电池、镍－锌电池以及聚合物薄膜电池，假如获得重大研究进展，就会促进电动汽车的普及，同时提供电能的高效利用。

3电力生产技术的发展趋势

电力生产技术未来发展的制约性主要体现在以下几个方面：①如何摆脱不可再生资源的约束。从中国变为石油的进口国以来，难以借助于石油发电，且因为技术因素的限制，国内水力发电的推广与应用存在很大的问题，新型风力发电设备虽然在大力扶持建设之中，但是要真正走向市场还有很长的一段路。所以，煤炭将是未来稳定电能供给的重要能源，但我们没有办法解决煤炭资源短缺及其所带来的一系列环境问题。②环境治理任务艰难。由于过于依赖煤炭资源，所产生的一系列环境问题是不可忽视的。目前，国内大气中二氧化碳的浓度是日本的3倍之多，部分地区酸雨对土地以及农作物造成的破坏已经非常严重。即使不消耗煤炭资源的水力发电中在运行中如果控制较差，也会产生大量的渣子等废物。未来，国内电力生产技术的发展应该遵循以下原则：积极发展水电，优化新能源的开发，优化调整开发布局；在可控范围内发展核电，大力推进沿海核电产业的建设；有序发展天然气发电，加速煤炭发电的产业转型。以上原则应该在充分考虑社会实际生产力以及相关技术的情况下分阶段完成，切不可冒进。

结束语

21世纪以来，电力工业随着我国经济的发展逐渐体现迅猛的趋势，这也为我国的经济社会发展奠定了有利的基础，但目前国内保障能源和电力供应的任务依然十分艰难。国家电网在特高压核心技术攻关、关键设备研制、智能电网标准、重点工程示范、试验体系建设等方面取得了重大突破和重要进展。立足国内、多元发展是中国解决能源问题的基本方针，必须在积极发展核电、水电等常规能源的同时，大力发展太阳能、燃料电池等清洁发电，依靠电网智能化配置不断提升我国能源的健康发展，使智能电网建设在促进我国清洁能源发展、保障能源安全、应对气候变化、推动能源和经济社会可持续发展等方面发挥重要的作用。

参考文献：

[1]赵芳谊.电力系统继电保护技术的现状与发展的未来趋势［J］.白城师范学院学报，2016（08）.

[2]刘进军.电能系统未来发展趋势及其对电力电子技术的挑战［J］.南方电网技术，2016（03）.

[3]刘永民.探析电力生产技术同电力安全之间的关系［J］.科技经济市场，2015（08）.