新能源对电力电子提出的新课题

新能源对电力电子提出的新课题

王嘉驹

（威世（中国）投资有限公司上海200031）

摘要：人们的平时工作以及生活都离不开电，全球经济的快速发展也使得用电的需求量逐渐的增大，为了避免用电紧张的问题出现，有越来越多的学者对利用新型能源发电展开了相关的调研。文章结合新型能源用于发电过程中所展现出来的优势，以及当前进行新能源发电的主要方式进行了研究，并简单的阐述了智能电子装置对新能源发电的作用，旨在提高人们对于新能源发电的相关认识。

关键词：新型能源；电力电子；应用技术

前言：世界人口总量的不断增加，提升了生产行业的发展速度。为了满足人们正常的工作生活需要，各个国家以及地区与生产相关的企业，生产规模也在不断的扩大，这使得世界范围内的用电需求量从整体上呈现出了大幅度上升的趋势。然而在发电过程中对不可再生能源的消耗，以及消耗过程中所带来的环境污染等方面的问题逐渐的引起了人们的关注。在保证生态环境可持续发展的大前提之下，科学合理的利用可再生的新型能源进行发电已经成为了一种趋势。

一、将新型能源用于发电过程中所展现出来的优势

全球生产水平的提高增加了能源上的消耗，主要包括对不可再生以及可再生两种能源的消耗上。我国对煤炭这一不可再生资源的使用率较高，但是煤炭在使用过程中对环境所产生的污染问题也愈发的严重。另外，由于受到技术水平以及设备条件上的限制，煤炭的能源转化率较低，这无疑对煤炭资源造成了浪费。

新型能源的提出使得人们将更多的注意力转移到了可再生能源上，新型能源的整体储备量较大。另外，在使用的过程中对环境所造成的污染较小，甚至一些新能源并不会对环境产生污染影响，这与我国所倡导的可持续发展的战略方针是相一致的。新能源所表现出的诸多优势，使得国家在基础能源设施的建设上，更加的侧重于对可再生新型能源的利用上[1]。

二、当前对新型能源进行开发用于发电的主要方式

（一）光能使得发电以及用电变得更加多元

人们对于光能的利用主要体现在太阳能上，尤其针对我国来说太阳能资源较为丰富。在古代很多人就发现了太阳所蕴含的巨大能量，利用光能来风干多余的蔬果及肉类，让食物得以长期的保存，这不仅是人类智慧的体现，也为后人利用太阳能起到引导的作用。我国在二十世纪七十年代开始了利用太阳能进行光伏发电的相关产业研究，经过了四十多年的发展，像太阳能电池板、光能跟踪探测器、用电控制设备等与光伏发电相关的电子原件产量也在逐年的增加，光伏发电应用技术也渐渐的走向了成熟，使得太阳能资源得到了广泛的应用。与此同时也推动了围绕着太阳能的利用而展开的，光电技术与光热技术领域的研究以及发展。在人们的生活中可以找到利用太阳能进行充电的台灯、风扇等小型家用电气，太阳能热水器也同样让人们深刻的体会到了节能生活所带来的好处。

（二）将水流动时所产生的动能转化为电能

水是保证生命活动进行的重要资源，科学水平的不断发展使得人们对于水资源的利用能力逐渐的提高，水能也是我国最先利用新能源来进行发电的能源。我国的三峡发电站就是典型的进行水利发电的重要工程，在这一工程中电力电子相关技术为水利发电起到了一定的支撑作用。

（三）风能让电容量得到了较大幅度的提高

丹麦是最早的利用风力来进行大规模发电的国家，伴随着科学信息的不断交换及传递，很多国家也相继的引入了风能发电的有关技术，并结合国家的风力资源特点对风力发电技术进行了升级和优化。许多沿海的国家具有丰富的海上风力资源，并发现了其中所蕴含的巨大潜力，这使得风力的发电范围由最初的陆地逐渐的延伸到了海上。海上风电技术水平也在逐年的提高，各国也在不断的提高本国海上风电容量所要达到的目标，这使得对风力发电机组的研发也有了更高的要求。另外，利用海上风能所产生的强电压使得电力的输送成为了一定的问题，将电频转换、隔离的相关技术应用到电子变压器里，可以很好的解决海上风力发电过程中的电力输送问题。

（四）将农业废物回收通过生物能进行发电

我国是农作物生产的大国，在进行农业生产的过程中不可避免的会产生一些包括秸秆在内的一些废物。很多农民都会应为秸秆缺乏实际利用的价值，来采取露天焚烧的方式对秸秆进行处理，这不但严重的污染了环境还造成了农业资源上的浪费。我国现在已经开始了对像水葫芦、秸秆等农业废弃物的回收，并统一经过一系列的物理处理，转化为可供发电的生物燃料，通过利用燃烧过程中所产生的蒸汽来进行发电。适当的引用电力电子相关技术，可以在生物发电的过程中提升转化效率，同时降低燃烧污染物的排放量[2]。

（五）利用浅层地表所产生的热能进行发电

目前由太阳的辐射以及地球本身的梯度增温所产生的浅层地热能，被认为是具有一定开发利用价值的新型能源。可以利用先进的电力电子技术，结合水源及地源热泵的采集方法对浅层地热能进行开发利用，在发电的过程中更要对冷热源施行交替性的循环控制，保证浅层地热发电的顺利进行。

三、智能电子装置针对新能源发电所体现出的作用

（一）微电网的建立给新能源发电带来了便利

利用新能源进行发电的使用范围逐渐的扩大，使得微型电网逐渐的建立了起来。而相关的配套电力电子技术，是保证微电网顺利运行的重要保障。直流型的微电网结构是目前使用量最多的类型，无论是在电力传输的稳定性上，还是在输送效率方面，直流微网都展现出了诸多的优势。而在微电网不断的深入发展的过程中，结合新能源发电在电压调节、电功率转换、以及在电网出现故障的时候及时的限制电流等方面的要求，人们对固态变压器的使用效率进行了智能化的改良，来保证电力的顺利传送。

（二）新型的电子装置能提高电网的运行能力

由于利用新型能源进行发电，存在着一定的不稳定性，使得很多国家都采取了不同能源发电的并网措施。这就要求在依靠某种能源发电的过程中，由于某种原因而突然发生电压下降的情况时，电网能够自主的实现穿越式的运行。因此，结合新能源的特点对电网变流器装置进行智能优化是非常有必要的。尤其应该加强对电网运行时所产生的谐振问题上的研究，进一步的增强电网的运行能力[3]。

结论：科学技术的发展使得新型能源进入了人们的视线，尤其是新能源在发电方面所作出的突出贡献，让人们对新型能源的热衷程度也在逐渐的升高。在利用新型能源进行发电的过程中，同样带动了电力电子相关技术的发展，使得与发电相关的电子装置更加趋向于智能化。以提高新型能源的利用率、增加发电量为目标，对电力电子应用技术进行创新，对缓解能源紧张的问题发挥突出的作用。

参考文献：

[1]曾鸣，杨雍琦，刘敦楠，等.能源互联网“源–网–荷–储”协调优化运营模式及关键技术[J].电网技术，2016，01：114-124.

[2]吴作君.基于新型电力电子技术的新能源多能互补发电系统研究[J].通信电源技术，2016，03：90-91.

[3]鲁宗相，李海波，乔颖.含高比例可再生能源电力系统灵活性规划及挑战[J].电力系统自动化，2016，13：147-158.

作者简介：

王嘉驹（1978-）男，山东青岛人，中级工程师，研究方向：半导体、电子