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可再生能源好马还要好鞍配

2019-08-14 18:26:51来源:励志吧0次阅读

可再生能源:好马还要好鞍配

能源是经济社会发展的重要物质基础

,现代社会的特点是与电力密切相关的,没有电力就没有现代社会。但电力只是一个载体,本身并不是能源来源,确保电力供应的关键是如何保障一次能源的可持续供应。受化石能源资源有限性和气候变化的双重影响,目前的能源供应体系受到了了严峻挑战,开发利用可再生能源成为了国际社会的共识。目前的能源供应体系是建立在化石能源基础之上的,特别是电力系统主要是由燃煤电站、水电站、核电站等可控电源组成的,电力管理者根据用电需要来安排发电,并保持电力系统供需平衡。可再生能源的特点是资源分布广、能量密度较低,特别是其资源具有随机性和间歇性,如何使可再生能源发电融入现代电力系统,是推动可再生能源开发利用的一项重要任务。由于可再生能源资源特性的不可改变性,要提高可再生能源在能源消费结构中的比重,必须要建立适应可再生能源特点的新型电力系统。

可再生能源带来的挑战

化石能源资源的不断枯竭和气候变化的日趋严重,要求能源供应必须逐步转向以可再生能源为主,相应电力供应也要转向以可再生能源发电为主。建立适应可再生能源特点的新型电力系统,是推动可再生能源发电发展,实现能源供应由以化石能源为主转向以可再生能源为主的重要步骤。

目前的电力系统是以集中的大型电站为主要电源构成的,电源是完全可以调控的,可以根据电力负荷的需要来安排发电,电力的流动方向是固定的,主要是从发电厂输向电力用户,发电厂发电经升压后送往用电地区,再逐级降压至用户需要的电压等级,以满足用户的电力需要。目前电力系统的特点是发电站数量较少,而用户数量很多,电力系统管理者可以根据用电负荷的需要调度发电站,要求发电站增加发电容量或减少发电容量,以保持电力系统的供需平衡,确保电力系统的安全可靠运行。可再生能源的特点是资源分布广、能量密度低,比较适宜于小规模分散开发。如太阳能资源到处都有,都可以建设发电设施,生物质资源也很分散,也只能建设小型发电设施,如目前的沼气发电和气化发电,装机规模只有几百至几千千瓦。此外,风能资源的间歇和随机特性,也给电力系统的管理提出了新的要求。因此,随着可再生能源发电的发展,电力系统将会从目前的以集中电源为主转向集中电源和分散电源相结合的状态,如每个电力用户(包括家庭)都可以安装光伏电站,电力系统会像目前的互联络,每个用户都同时是发电站,既可以从电内得到电力,也可以向电输送电力。风力发电和太阳能发电将是重要的发电技术,广袤的沙漠可能将是未来太阳能发电站最理想的建设场址,今天看似没用的沙漠将来可能是重要的能源来源。可再生能源的这些特性,要求未来的电力系统应尽可能地扩大,以覆盖更多的风电和沙漠太阳能发电,同时也要适应从集中电源向分散电源转变的管理要求。可以设想,未来电力系统将是由众多分散式可再生能源发电为支撑、以灵活运行的水电为补充、以集中抽水蓄能电站和分散式蓄电装置为调节、由坚强输电和配线路相连接的智能化的庞大系统。

为了实现经济社会的可持续发展,必须首先实现能源的可持续供应,从目前的认识水平来看,开发利用再生能源是实现能源可持续供应的重要措施。因此,必须转变观念,从战略的高度来认识发展可再生能源的重要意义,并根据可再生能源的特点,加快构建适应可再生能源发电特点的新型电力系统,重点做好三个方面的技术准备工作。

更新调度运行技术

确保电力系统安全可靠运行是电力系统管理的首要任务,长期以来,电力系统运行管理主要是根据用电负荷来安排发电容量,这是建立在发电机组出力是可以调控基础之上的。但受再生能源资源特性的影响,可再生能源发电是难以控制的,如风电要根据风的情况来发电,风大时发电多,风小时发电少,没风时不发电,而不能根据用电需要来发电,很可能是在需要用电的时候没有风,使风电装机不能发挥作用。太阳能发电也是这样,不能根据用电需要来发电,而只能根据自然条件进行发电。这就需要建立适应可再生能源特点的电力系统运行管理技术,加强对可再生能源资源规律性的研究。实践表明,从统计规律来看,风能、太阳能都是有规律可循的,由此可以对风力发电和太阳能发电的出力进行预测预报,并在此基础上建立新的电力系统运行管理技术,确保可再生能源发电容量可按自然条件进行发电,以发挥可再生能源发电在增加电力系统电量方面的突出作用。

提升布式发电系统并技术

受资源特性的影响,可再生能源发电是最适合分散建设的,如太阳能资源分布十分广泛,地球上任何有太阳照射的地方,理论上讲都可以建设太阳能光伏电站。随着光伏发电技术的进步和成本的降低,太阳能发电会得到广泛的应用,特别是每个家庭都可以建设一定规模的太阳能光伏电站,以满足自身的用电需要。为降低建设成本,发挥太阳能发电的作用,太阳能光伏发电必须联运行,即白天太阳光照强的时候可以向电送电,在夜间没有太阳的时候从电购电,这样的话,在电力系统内将会出现数量众多的小型太阳能光伏发电站系统,给电力系统的运行管理提出了新的要求。解决好小型太阳能光伏发电系统并问题,包括并技术和电力系统管理要求,以保证整个电力系统的安全可靠运行,是推动可再生能源发电发展的重要措施。

开发高效率电力储存技术

解决可再生能源发电与电力需求之间不匹配问题的最佳措施,是研究开发大容量高效率的电力储存技术。目前,可大规模进行电力储存的是抽水蓄能电站,事实上,抽水蓄能电站不是进行电力储存,而是进行能量转换,将电力系统多余的电能通过水泵转化为水的势能,在电力系统需要电力时再由水轮机转化为电能。如果能够开发出真正的电力储存技术,如大容量高效率的蓄电池,把可再生能源在用电低谷时的所发电力储存起来,将会很好地解决可再生能源发电面临的制约问题。如果能够开发出这样的电能储存技术,在每个家庭和用户都安装一定规模的电能储存设施,以解决各自用电不均匀的问题,并可由电力系统管理者进行集中控制,在可再生能源发电多时进行充电,缓解电力系统的供需矛盾问题,将会对推动可再生能源发展起到重要的作用。

国内外实践证明,增加可再生能源发电在电力结构中的比重,从技术上讲是不会有制约的,不会因为可再生能源比重大而影响电力系统的安全运行。但增加可再生能源发电会在经济上付出更多的代价,要求电力系统有更多的发电备用容量,电输送能力也要更大些,电结构更坚强些,整个电力系统发电设备利用小时数会降低,电力系统运行管理的要求会更高,电力用户也需承担更高的电价,也就是说节能与节约是不可能兼得的,要实现能源节约和保证供应须付出更多经济上的代价。从能源可持续发展角度看,这种代价是必须的。总体来看,开发利用可再生能源不仅是当前实现节能减排的需要,更是解决未来能源可持续供应不可替代的措施。从目前能源技术和管理来看,推动可再生能源发电的发展,必须解决好可再生能源发电与现代电力系统的融合问题,要根据可再生能源的特点,构建适应可再生能源发展的新的电力系统,既要保障电力系统的安全可靠运行,又要充分发挥可再生能源清洁环保的作用,以推动能源体系由以化石能源为主向可再生能源为主的转变。

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