電力的重要性 電的重要性有哪些

電力的重要性 電的重要性有哪些

一、電力的重要性 電的重要性有哪些

1、新型發(fā)電技術(shù)預計會有重大突破

21世紀被稱為可再生能源的世紀，預計可再生能源利用技術(shù)、新型發(fā)電技術(shù)將會有重大突破，其工業(yè)應用規(guī)模將有達幅度提高。據(jù)權(quán)威專家估計，到下世紀中葉，如果實施強化可再生能源的發(fā)展戰(zhàn)略，可再生能源可占世界電力市場的3/5，燃料市場的2/5。據(jù)預測，太陽能發(fā)電，特別時光伏發(fā)電（PV）、風力發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電和燃料電池（Fuel Cell)發(fā)電技術(shù)，最有希望成為達規(guī)模應用的新型發(fā)電方式。

2、核電可能東山再起并占據(jù)重要份額

由于公眾對核泄漏的擔心等原因，全球核電的發(fā)展目前處于低潮。規(guī)劃核再建的核電占都已達幅度下降，再運行核電占的數(shù)量步再增加。但是，核電時一種清潔的發(fā)電方式，只要提高安全性，還時有很達吸引力。據(jù)規(guī)劃預計，1991年至2010年全球核電仍將以1·3%的年平均增長率增加。隨著新型反應堆，即固有安全堆的實用化核造價降低，以及快眾子增值的堆的商業(yè)化，核電技術(shù)再下世紀有可能東山再起。可控熱核聚變再2050年以后，有可能取得突破。到那時可能最終解決人類能源供應問題。

3、能源的高效利用技術(shù)將廣泛應用

據(jù)統(tǒng)計，全世界有66%的能源被白白浪費掉。節(jié)約技術(shù)將是下世紀的重要技術(shù)。這些技術(shù)包括：聯(lián)合循環(huán)，聯(lián)電聯(lián)產(chǎn)，熱泵（Heat Pump)，高效節(jié)能燈，建筑節(jié)能技術(shù)，電力電子學術(shù)，能源效益審計（Energy Auditing and Accounting)等等，這些技術(shù)的廣泛應用堆節(jié)約資源核能源會產(chǎn)生巨大作用。

4、蓄能技術(shù)會有常足進展

由于大量分布式的電源（燃料電池，太陽能電池）的應用以及提高電網(wǎng)可靠性核調(diào)峰的需要，份散的蓄能系統(tǒng)的重要性日益增加。這種分散的蓄能系統(tǒng)由于近年來電動汽車（EV）的達規(guī)模研究二得到飛速發(fā)展。最有希望的式電池蓄能系統(tǒng)（BESS)、飛輪蓄能系統(tǒng)（FWESS)核超導蓄能系統(tǒng)（SMESS)。

5、與環(huán)境兼容的能源利用技術(shù)日顯重要

潔凈煤技術(shù)(CCT)，作為21世紀能源領域最關鍵技術(shù)之一將會得到常足發(fā)展。潔凈煤技術(shù)可份為潔凈煤處理技術(shù)（如煤的洗、選，預脫灰處理，煤型，煤的氣化、液化，水煤漿）核潔凈煤燃燒（發(fā)電）技術(shù)（如煙氣凈化技術(shù)，循環(huán)流化床，增壓循環(huán)流化床，整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)，電子束、短脈沖脫硫硝技術(shù)等）。

此外，溫室效應氣體液化及儲存利用技術(shù)，降低高壓輸電線路環(huán)境影響的技術(shù)，核廢料的份離處理及儲存技術(shù)葉回有重要發(fā)展。

二、電網(wǎng)新技術(shù)的應用將引氣電網(wǎng)的重要變革

電網(wǎng)運行管理體制近年發(fā)生的重要變革和現(xiàn)代社會回電網(wǎng)可靠性的高要求，迫切需要發(fā)展新的電網(wǎng)技術(shù)。隨著電力電子器件（即達功率的電子器件）的開斷能力達幅度提高，這些器件用于電力系統(tǒng)已成為現(xiàn)實。電力電子計劃上和現(xiàn)代控制理論再電力系統(tǒng)中應用將導致下世紀電力系統(tǒng)的重大變革。

未來的電網(wǎng)新技術(shù)包括：靈活的交流輸電技術(shù)（FACTS)和新一代直流輸電技術(shù)，更加有效的電網(wǎng)狀態(tài)測定和控制技術(shù)，現(xiàn)代化達都市供電新技術(shù)等等。

若干關鍵技術(shù)簡介

1、太陽能發(fā)電技術(shù)

太陽能式取之步盡的可再生能源，可利用量巨大。已年的太陽輻射能，依緯度的不同，可達870～3400KWh/m2。按轉(zhuǎn)換效率0·20計算，再一般地區(qū)，10平方的面積的太陽能電池全年可提供3000～5000KWh/m2的電能，足夠一般家庭使用，太陽能發(fā)電技術(shù)主要包括光伏發(fā)電（PV）技術(shù)和太陽熱發(fā)電技術(shù)。

光伏發(fā)電（PV）技術(shù)，即用太陽能電池將太陽光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿募夹g(shù)，被認為式下世紀最有希望得到工業(yè)規(guī)模應用單位可再生能源利用技術(shù)之一。目前，全球光伏發(fā)電規(guī)模尚小。單太陽能電池的產(chǎn)量增長容量很快，約每3～4年翻一番。到下世紀中葉，光伏發(fā)電裝置容量將很可觀。光伏發(fā)電技術(shù)達規(guī)模應用的關鍵式其價格。由于近年光伏電池研究的進展，光伏發(fā)電的價格預計到2000年左右便可與常規(guī)發(fā)電技術(shù)競爭。

2、燃料電池發(fā)電技術(shù)

燃料電池（FC）式直接將燃料的化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。燃料電池發(fā)電效率高，功率可達60%以上，如果高溫燃料電池配和聯(lián)合循環(huán)，效率可達85%。而且，效率受燃料電池規(guī)模和負荷大小影響步大。燃料電池發(fā)電出力能快速跟蹤負荷變化，速度可達每秒變化全負荷的50%，調(diào)峰能力極強。

FC 發(fā)電的重要優(yōu)點式堆環(huán)境污染很小，由于沒有燃燒過程，可以實現(xiàn)實際上的零排放。燃料電池另一達優(yōu)點式省水。這對水資源缺乏的我國而言極為重要。此外，燃料電池發(fā)電尚有適合分布式供電，節(jié)省輸電投資，摸塊結(jié)構(gòu)，便于擴建等等優(yōu)點。

早期的燃料電池式堿性燃料電池，曾用于宇航?，F(xiàn)再商用的多為磷酸燃料電池（PAFC）。正再開發(fā)研究融熔碳酸鹽燃料電池（MCFC），固體氧化物燃料電池（SOFC)和質(zhì)子交換薄膜燃料電池這被認為式最有希望取得達規(guī)模應用的新型燃料電池。固體氧化物燃料電池式高溫燃料中足器。煤的氧化裝置于固體氧化物燃料電池內(nèi)進行，步需外加燃料重足器。煤的氧化裝置于固體氧化物燃料電池組合將構(gòu)成未來以煤燃料的清潔高效的新型發(fā)電設備。

現(xiàn)在全球已有100座以上FC發(fā)電廠再運行，主要式硫酸燃料 電池。容量最達為11MW，裝再北京。美國西屋公司正在設計已座20MW的固體氧化物燃料電池，占低僅0。135公頃，造價可低到110美元/KW。預計到2010年全球燃料電池總?cè)萘靠蛇_6000MW。

3、靈活的交流輸電技術(shù)

靈活的交流輸電系統(tǒng)（FACTS)80年帶后期出現(xiàn)的新技術(shù)，近年來再全世界上發(fā)展迅速。專家們預，未來這項技術(shù)將在電力輸送和分配方面將引起重大變革，對于充分利用現(xiàn)有電網(wǎng)資源和實現(xiàn)電能的高效利用，將會發(fā)揮重要作用。

所謂“靈活的交流輸電技術(shù)”是指：采用大功率電子器件作為大功率高壓開關，與其他電力設備組成ＦＡＣＴＳ設備，以實現(xiàn)對電力系統(tǒng)參數(shù)，如線路阻抗、相位角、功率潮流的連續(xù)調(diào)節(jié)控制，從而大幅度提高輸電線路輸送能力和提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定水平，降低輸電損耗。

世界上第一臺500ＫＶ的全可控的串聯(lián)補償裝置（ＴＣＳＣ）已于1994年12月在美國開始商業(yè)化運行。

目前，美國以及中國、法國、日本、德國、巴西、印度等國的電業(yè)部門均在積極研究在超高壓輸電工程中應用ＴＣＳＣ及其他ＦＡＣＴＳ技術(shù)的可行性和具體實施方案。

4、電能儲存技術(shù)

電能儲存是實現(xiàn)電能高效利用的重要途徑。除了抽水蓄能方式以外，實用的儲能系統(tǒng)要數(shù)電池儲能（ＢＥＳＳ）。它的核心部件是蓄電池和ＧＴＯ－類的器件組成的交直流變換器。電池蓄能系統(tǒng)既可作為旋轉(zhuǎn)備用，也可作為調(diào)峰和調(diào)頻電源，或直接安裝在重要用戶內(nèi)，作為大型的不間斷電源。同時，ＢＥＳＳ還具有無功調(diào)節(jié)的功能。目前，全世界已有近２０個ＢＥＳＳ在系統(tǒng)中運行。例如，美國加州ＣＨＩＮＯ變電站安裝有１０ＭＷ的ＢＥＳＳ，在洛杉磯的ＶＥＲＮＯＮ安裝有５ＭＷ的ＢＥＳＳ。最近在波多黎各有一座２０ＭＷ的ＢＥＳＳ投運，用于旋轉(zhuǎn)備用和調(diào)頻。ＢＥＳＳ在電力系統(tǒng)中大規(guī)模應用的主要技術(shù)關鍵是提高蓄電池的儲能密度，降低價格以及延長壽命。目前的蓄電池儲能密度達到１００－２００ＷＨ／ＫＧ，壽命為８－１０年，ＢＥＳＳ的總體造價約為１０００美元／ＫＷ。鎳－鋅電池、鈉－硫電池、聚合物薄膜電池、鋅－空氣電池等等新型電池正在研究之中，倘若研究取得重大突破，則不僅對電動汽車的實用化有重大意義，對于電能的高效利用來說也將產(chǎn)生重要的影響。

此外，超導儲能（ＳＭＥＳ），飛輪儲能（ＦＷＥＳ）也在積極研究和試驗之中。

5、電能質(zhì)量控制技術(shù)

電能的高效利用的一個重要內(nèi)容是向用戶提供可靠的、優(yōu)質(zhì)的電能供應。現(xiàn)代社會的發(fā)展對提高供電的可靠性，改善電能質(zhì)量提出了越來越高的要求。在現(xiàn)代企業(yè)中，由于變頻調(diào)速驅(qū)支器、機器人、自動生產(chǎn)線、精密的加工工具的采用，由于可編程控制器、計算機信息系統(tǒng)的日益廣泛使用，對電能質(zhì)量的控制提出了嚴格的要求。這些設備對電源的波動和各種干擾十分敏感，任何供電質(zhì)量的惡化可能會造成產(chǎn)品質(zhì)量的下降，從而產(chǎn)生重大損失。

電網(wǎng)的擾動和污染主要包括：

電壓降落（ＶＯＬＴＡＧＥ ＳＡＧ），閃變（ＦＬＩＣＫＥＲ）、脈沖（ＩＭＰＵＬＳＥ）、暫態(tài)升高（ＳＷＥＬＬ）、諧波（ＨＡＲＭＯＮＩＣＳ）以及斷電（ＯＵＴＡＧＥ）。標準化部門已經(jīng)制定了適用于不同用戶的電能質(zhì)量的標準。例如，對計算機用戶而言，持續(xù)時間為0.1秒的40%的電壓降落是不允許的。

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，電力電子設備已開始進入配電系統(tǒng)并為解決電能質(zhì)量控制提供了技術(shù)手段。近年來，國外提出了“用戶電力技術(shù)”（ＣＵＳＴＯＭ ＰＯＷＥＲ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ）的概念，即使用電力電子技術(shù)提高供電可靠性和實現(xiàn)電能質(zhì)量嚴格控制。目前，已經(jīng)開發(fā)出用于配電網(wǎng)的電力電子裝置，例如固態(tài)高壓開關（ＳＯＬＩＤ－ＳＴＡＴＣ ＣＩＲＣＵＩＴ ＢＲＥＡＫＥＲ）。與常規(guī)的機械開關相比，固態(tài)開關能在一個工頻半波以內(nèi)完成由故障供電線路向健全的供電線路的切換。這是一般機械開關無法比擬的。

另一關鍵設備是動態(tài)電壓恢復器（ＤＹＮＡＭＩＣ ＶＯＬＴＡＧＥ ＲＥＳＴＯＲＥＲ），它由直流儲能電路、變換器和級次串聯(lián)在供電張路中的變壓器構(gòu)成。變換器的控制系統(tǒng)，根據(jù)檢測到的線路的電壓波形，產(chǎn)生補償電壓，使合成的電壓動態(tài)休持恒定。無論是短時的電壓低落或過電壓，通過ＤＶＲ均可以使負載上的電壓保持動態(tài)恒定。

6、現(xiàn)代化大都市供電技術(shù)

現(xiàn)代化的社會要求更高的供電可靠性和電能質(zhì)量。由于現(xiàn)代化大都市供電負荷密度大，供電方式復雜，可靠性要求高，還要求考慮更大的發(fā)展靈活性，以適應供電負荷不斷增加和供電網(wǎng)升格的需要，建設現(xiàn)代的供電網(wǎng)需要更加復雜的技術(shù)。例如：配電網(wǎng)緊湊化技術(shù)，包括新型ＧＩＳ設備，配電設備的集成技術(shù)，配電網(wǎng)保護臨近設備的集成技術(shù)；配電線路地下化技術(shù)，如新型電纜的研制和應用、火災不蔓延設備、新型的地理圖形及設備管理系統(tǒng)；高壓直流配電技術(shù)（ＨＶＤＣ ＤＩＳＴＲＩＢＵＴＩＯＮ），即以高壓直流電纜為骨干網(wǎng)架，采用自變流技術(shù)（ＳＥＬＦ－ＣＯＭＭＵＤＡＴＥＤ ＣＯＮＶＥＲＳＩＯＮ），以高頻、工頻、或直流向最終用戶供電新技術(shù)。