论文部分内容阅读
【摘要】在能源消耗中，电力资源消耗占据了很大的比重，如何减少电力的消耗，开发新的电气能源，是我国目前面临的重大课题。本文就电气节能措施与电力新能源的开发问题进行了深入探讨。
【关键词】电气 节能 新能源 开发
中图分类号：F407文献标识码： A
前言
电力在我国国民经济发展中有着重要的作用，随着我国经济的快速发展，我国的能源问题面临的危机频频出现。电力资源消耗的能源占到我国能源的很大比重，如何将电能消耗降到最低，进一步开发和利用电气新能源，是相关专家目前面临的重大研究课题。我国在开发新能源的同时，要进一步挖掘电力节能的措施，有针对性的采取相应的对策来最大化的降低能源消耗，为我国经济的可持续发展提供良好的保障。
一、电力节能方法
1、运用新型节能技术减少电能消耗
（1）分布式供电技术
分布式供电是相对于集中式供电而言的，是指将发电系统以小规模(数千瓦至50MW 的小型模块式)、分散式的方式布置在用户附近，可独立地输出电、热或(和)冷能的系统。较传统的集中供电，分布式供电没有或者很低的输电损耗；另外分布式供电可以利用可再生能源发电，既节能又环保。
2、电力蓄能节能技术
电力蓄能节能技术是电力需求侧管理中的一项重要内容，通过对以中央空调蓄冷技术、中央空调余热回收蓄热技术、空气源热水热泵蓄热技术和电炉锅蓄热技术为代表的蓄能节能技术的应用，把电转换为其他能量储存起来，供需要的时候使用。电力蓄能节能技术，可把用电低谷时的电能转换成其他能量储存起来，在用电高峰时释放使用，有效解决资源浪费问题，提高发电设备利用率。
3、通过改造电氣设备减少电能消耗
（1）变压器的改造
推广使用低耗损变压器。在整个电网当中，为了适用不同用户对电力的需求，必须要用电压器将电压分级输入，大量的变压器的使用，必然造成总功率的损耗。因此将变压器的损耗降到最低是实现供电系统的节能措施之一。采用非晶合金铁芯的变压器，噪音低、损耗低，空载损耗是常规变压器的20％，而且维护简单，运行费用低，因此推广适用低耗损变压器可是有效降低总功损耗。变压器参数优化。在传输电量相同的条件下，通过择优选取最佳运行方式和调整负载，是降低变压器电能损失的有效途径之一。选择参数好的变压器和最佳组合参数的变压器运行，可以降低能耗损失，达到节能目的。
（2）优化电网配置
在电网中通常会有大量无功电流，这直接导致线路损耗增大，变压器利用率降低，用户电压不稳定。无功补偿是利用技术措施降低线路损耗的重要措施之一，在有功功率合理分配的同时，做到无功功率的合理分布。无功补偿优化是通过调整电网中无功电流的分布，从而达到降低网络的有功功率损耗，并使电压水平保持最好的目的。随着计算机技术的不断发展，在高压无功补偿技术方面，开发出的新型低压和高压无功动态补偿装置，已经研制成功并应用到大中小型变电所。新型动态补偿装置，计算机系统控制，实现了无接点化，不产生谐波，无合闸同流；同时有效减小电压闪变和防止系统振荡，并可分相补偿，从而达到减少电网能量消耗，提高供电质量的效果。
（3）用变频调速装置节能
对供电系统的基本电气设备进行节能改造的同时，为了切实做到节能环保，用电企业通过对使用的电气设备进行技术改造，可以节省大量煤电资源消耗。不仅为国家节约了资源，而且为企业自身带来更多经济效益。数据证明，当风量减少风机转速下降时，其电动机输入功率迅速降低，例如风量下降到80％，转速(n)也下降到80％时，其轴功率则下降到额定功率51％；若风量下降到50％，轴功率将下降到额定功率13％，功耗降低幅度很大，其节电潜力非常大。上述原理也基本适用于水泵。对风量流量调节范围较大风机水泵，采用调速控制来代替风门或阀门调节，是实现节电的有效途径。在风机泵类环境下，使用变频调速器可以节电40％以上，因此采用变频调速装置改造风机、水泵运行方式，是目前企业节约电能，提高经济效益的重要措施之一。
三、电气新能源的开发分析
1、风力发电
与其它新能源相比，风电具有建设周期短、投入运营快的特点，其技术相对较为成熟，发电成本接近火电成本，因此近年来我国风电装机以每年超过100％的速度增长。但是风电具有随机性强、不易调控调度的特点，在现有的技术条件下大规模风电接入时将对容量小、结构弱的电网产生不利影响，因此，风电装机不能超过电网容量一定比例，目前国内外普遍认为以不超过10％ 为宜。
2、太阳能光伏发电
目前光伏发电应用比较普遍的是硅基光伏电池，而代表其未来发展方向的是聚光型光伏CPV。硅基光伏发电目前无论从技术成熟度、发电成本、设备利用小时数以及单位投资看都不足以满足大规模应用的条件，其电价构成中受原材料（多晶硅）价格波动影响大，发电成本不确定性强，发电稳定性低，不易调控，对电网运行有干扰。目前各国对光伏发电都采取政府补贴方式支持其发展，但金融危机后补贴力度逐渐降低，表面看是受金融危机影响国家财力降低，其实质是硅基光伏发电较其他新能源发电而言技术进步带来的成本大幅降低的可能性较小，未来发展空间有限。
3、水力发电
水电建设具有投资金额巨大、工期较长和资金回收较慢的特点。大型水电的周期一般是5-10年，而火电30万千瓦主力机组准备工期需要半年到1年。正是由于水电建设时间较长且成本较高，因此水电企业给投资人财务压力较大，同时带来的效益较晚，如果考虑建设期，则水电股东一般于第一笔大规模投资8年后，才能获取资本金收益。与水电建设的高投入不同，水电的运营成本较低。由于水电采用水利作为能源，不需要消耗煤炭等原材料，因此其可变的运营成本较低，水电一度电运营成本约为0.06-0.09元，远低于火电，因此随着债务的逐渐偿还完毕，水电企业的运营情况会日益好转。
4、核电
核电站只需消耗很少的核燃料，就可以产生大量的电能，每千瓦时电能的成本比火电站要低20％ 以上。核电站还可以大大减少燃料的运输量。例如，一座100万千瓦的火电站每年耗煤三四百万吨，而相同功率的核电站每年仅需铀燃料三四十吨。核电的另一个优势是干净、无污染，几乎是零排放，对于发展迅速环境压力较大的中国来说，再合适不过。现在核电采用的是原子核裂变。氢核聚变所放出的能量比核裂变更大，太阳本身的能量就是靠氢核聚变来的，但太阳实现氢核聚变有两大天然的条件，第一是太阳的质量非常大，引力非常强，它能够将氢核束缚在表面，而不会逃逸出去；另一方面，太阳的温度非常高，而高温是实现氢核聚变所必备的条件。但这两点在地球上实现起来就比较困难，因为地球没有那么大的质量和温度。现在关于核聚变在国际上有两种方法，一类是以美国为代表的激光核聚变，一类是欧洲国家采用的惯性约束核聚变。我们国家和美国采用的方法类似。但相应的研究目前仅停留在实验阶段，距离商业实现还是遥遥无期。所以目前主要采用的还是核裂变来发电。
结论
电力节能与电气新能源的开发已经成为各行各业普遍关注的重要问题，我国经济的高速发展，对能源的需求日益增加，电气设计人员要综合考虑多方面的因素，将先进的节能技术应用到电气照明设计中，进一步保证照明质量，提高照明的效率，从而达到节约能源的目的。我国要不断研究电力节能的措施，将电力节能与电气新能源的开发结合在一起，为我国经济的可持续发展提供良好的环境，促进我国社会主义和谐社会的建设。
参考文献
[1]代红才，李琼慧，汪晓露.新能源与智能电网协调发展评价指标体系研究[J].能源技术经济，2011(05):117-119.
[2]焦树建.论21世纪初发电行业发展所面临的几个技术热点问题[J].燃气轮机技术，2000(01):132-135.
【关键词】电气 节能 新能源 开发
中图分类号：F407文献标识码： A
前言
电力在我国国民经济发展中有着重要的作用，随着我国经济的快速发展，我国的能源问题面临的危机频频出现。电力资源消耗的能源占到我国能源的很大比重，如何将电能消耗降到最低，进一步开发和利用电气新能源，是相关专家目前面临的重大研究课题。我国在开发新能源的同时，要进一步挖掘电力节能的措施，有针对性的采取相应的对策来最大化的降低能源消耗，为我国经济的可持续发展提供良好的保障。
一、电力节能方法
1、运用新型节能技术减少电能消耗
（1）分布式供电技术
分布式供电是相对于集中式供电而言的，是指将发电系统以小规模(数千瓦至50MW 的小型模块式)、分散式的方式布置在用户附近，可独立地输出电、热或(和)冷能的系统。较传统的集中供电，分布式供电没有或者很低的输电损耗；另外分布式供电可以利用可再生能源发电，既节能又环保。
2、电力蓄能节能技术
电力蓄能节能技术是电力需求侧管理中的一项重要内容，通过对以中央空调蓄冷技术、中央空调余热回收蓄热技术、空气源热水热泵蓄热技术和电炉锅蓄热技术为代表的蓄能节能技术的应用，把电转换为其他能量储存起来，供需要的时候使用。电力蓄能节能技术，可把用电低谷时的电能转换成其他能量储存起来，在用电高峰时释放使用，有效解决资源浪费问题，提高发电设备利用率。
3、通过改造电氣设备减少电能消耗
（1）变压器的改造
推广使用低耗损变压器。在整个电网当中，为了适用不同用户对电力的需求，必须要用电压器将电压分级输入，大量的变压器的使用，必然造成总功率的损耗。因此将变压器的损耗降到最低是实现供电系统的节能措施之一。采用非晶合金铁芯的变压器，噪音低、损耗低，空载损耗是常规变压器的20％，而且维护简单，运行费用低，因此推广适用低耗损变压器可是有效降低总功损耗。变压器参数优化。在传输电量相同的条件下，通过择优选取最佳运行方式和调整负载，是降低变压器电能损失的有效途径之一。选择参数好的变压器和最佳组合参数的变压器运行，可以降低能耗损失，达到节能目的。
（2）优化电网配置
在电网中通常会有大量无功电流，这直接导致线路损耗增大，变压器利用率降低，用户电压不稳定。无功补偿是利用技术措施降低线路损耗的重要措施之一，在有功功率合理分配的同时，做到无功功率的合理分布。无功补偿优化是通过调整电网中无功电流的分布，从而达到降低网络的有功功率损耗，并使电压水平保持最好的目的。随着计算机技术的不断发展，在高压无功补偿技术方面，开发出的新型低压和高压无功动态补偿装置，已经研制成功并应用到大中小型变电所。新型动态补偿装置，计算机系统控制，实现了无接点化，不产生谐波，无合闸同流；同时有效减小电压闪变和防止系统振荡，并可分相补偿，从而达到减少电网能量消耗，提高供电质量的效果。
（3）用变频调速装置节能
对供电系统的基本电气设备进行节能改造的同时，为了切实做到节能环保，用电企业通过对使用的电气设备进行技术改造，可以节省大量煤电资源消耗。不仅为国家节约了资源，而且为企业自身带来更多经济效益。数据证明，当风量减少风机转速下降时，其电动机输入功率迅速降低，例如风量下降到80％，转速(n)也下降到80％时，其轴功率则下降到额定功率51％；若风量下降到50％，轴功率将下降到额定功率13％，功耗降低幅度很大，其节电潜力非常大。上述原理也基本适用于水泵。对风量流量调节范围较大风机水泵，采用调速控制来代替风门或阀门调节，是实现节电的有效途径。在风机泵类环境下，使用变频调速器可以节电40％以上，因此采用变频调速装置改造风机、水泵运行方式，是目前企业节约电能，提高经济效益的重要措施之一。
三、电气新能源的开发分析
1、风力发电
与其它新能源相比，风电具有建设周期短、投入运营快的特点，其技术相对较为成熟，发电成本接近火电成本，因此近年来我国风电装机以每年超过100％的速度增长。但是风电具有随机性强、不易调控调度的特点，在现有的技术条件下大规模风电接入时将对容量小、结构弱的电网产生不利影响，因此，风电装机不能超过电网容量一定比例，目前国内外普遍认为以不超过10％ 为宜。
2、太阳能光伏发电
目前光伏发电应用比较普遍的是硅基光伏电池，而代表其未来发展方向的是聚光型光伏CPV。硅基光伏发电目前无论从技术成熟度、发电成本、设备利用小时数以及单位投资看都不足以满足大规模应用的条件，其电价构成中受原材料（多晶硅）价格波动影响大，发电成本不确定性强，发电稳定性低，不易调控，对电网运行有干扰。目前各国对光伏发电都采取政府补贴方式支持其发展，但金融危机后补贴力度逐渐降低，表面看是受金融危机影响国家财力降低，其实质是硅基光伏发电较其他新能源发电而言技术进步带来的成本大幅降低的可能性较小，未来发展空间有限。
3、水力发电
水电建设具有投资金额巨大、工期较长和资金回收较慢的特点。大型水电的周期一般是5-10年，而火电30万千瓦主力机组准备工期需要半年到1年。正是由于水电建设时间较长且成本较高，因此水电企业给投资人财务压力较大，同时带来的效益较晚，如果考虑建设期，则水电股东一般于第一笔大规模投资8年后，才能获取资本金收益。与水电建设的高投入不同，水电的运营成本较低。由于水电采用水利作为能源，不需要消耗煤炭等原材料，因此其可变的运营成本较低，水电一度电运营成本约为0.06-0.09元，远低于火电，因此随着债务的逐渐偿还完毕，水电企业的运营情况会日益好转。
4、核电
核电站只需消耗很少的核燃料，就可以产生大量的电能，每千瓦时电能的成本比火电站要低20％ 以上。核电站还可以大大减少燃料的运输量。例如，一座100万千瓦的火电站每年耗煤三四百万吨，而相同功率的核电站每年仅需铀燃料三四十吨。核电的另一个优势是干净、无污染，几乎是零排放，对于发展迅速环境压力较大的中国来说，再合适不过。现在核电采用的是原子核裂变。氢核聚变所放出的能量比核裂变更大，太阳本身的能量就是靠氢核聚变来的，但太阳实现氢核聚变有两大天然的条件，第一是太阳的质量非常大，引力非常强，它能够将氢核束缚在表面，而不会逃逸出去；另一方面，太阳的温度非常高，而高温是实现氢核聚变所必备的条件。但这两点在地球上实现起来就比较困难，因为地球没有那么大的质量和温度。现在关于核聚变在国际上有两种方法，一类是以美国为代表的激光核聚变，一类是欧洲国家采用的惯性约束核聚变。我们国家和美国采用的方法类似。但相应的研究目前仅停留在实验阶段，距离商业实现还是遥遥无期。所以目前主要采用的还是核裂变来发电。
结论
电力节能与电气新能源的开发已经成为各行各业普遍关注的重要问题，我国经济的高速发展，对能源的需求日益增加，电气设计人员要综合考虑多方面的因素，将先进的节能技术应用到电气照明设计中，进一步保证照明质量，提高照明的效率，从而达到节约能源的目的。我国要不断研究电力节能的措施，将电力节能与电气新能源的开发结合在一起，为我国经济的可持续发展提供良好的环境，促进我国社会主义和谐社会的建设。
参考文献
[1]代红才，李琼慧，汪晓露.新能源与智能电网协调发展评价指标体系研究[J].能源技术经济，2011(05):117-119.
[2]焦树建.论21世纪初发电行业发展所面临的几个技术热点问题[J].燃气轮机技术，2000(01):132-135.