电力系统及其自动化技术0

电力系统及其自动化技术电力新技术和发展趋势1.新能源发电技术2.微电网新能源发电技术太阳能发电地热能发电风力发电潮汐发电高炉顶压发电原理：高炉煤气经布袋除尘器除尘后，该高压、高温、干燥洁净的煤气经多道阀门进入透平膨胀机；透平膨胀机的第一级静叶为可调，用其调节流量和压力；再通过导流器使煤气转成轴向进入叶栅，煤气在静叶栅和动叶栅组成的流道中不断膨胀作功，压力和温度降低，并转化为动能使工作轮(转子及动叶片)旋转，工作轮带动联轴的发电机发电。垃圾发电原理：垃圾发电是把各种垃圾收集后，进行分类处理。其中：一是对燃烧值较高的进行高温焚烧（也彻底消灭了病源性生物和腐蚀性有机要物），在高温焚烧（产生的烟雾经过处理）中产生的热能转化为高温蒸气，推动涡轮机转动，使发电机产生电能。二是对不能燃烧的有机物进行发酵、厌氧处理，最后干燥脱硫，产生一种气体叫甲烷，也叫沼气。再经燃烧，把热能转化为蒸气，推动涡轮机转动，带动发电机产生电能。污泥发电污泥焚烧是在一定温度和氧气存在条件下,使污泥中的有机质发生燃烧反应,生成CO2、H2O、N2等。焚烧处理的产物是灰渣和烟气污泥发电优点：污泥厌氧消化产生沼气发电污泥消化可以抑制病菌,改善污泥的卫生状况;脱水后的消化污泥还可作为发电厂或水泥厂的辅助燃料。污水处理厂污泥厌氧消化产生的沼气,主要组分为CH4和CO2,以及H2S、氨等微量有害气体。与其他燃气相比,沼气是一种性能优良的清洁燃料。沼气发电以其低排放、低污染、节约能源、废物资源化等优点而倍受关注,开发沼气发电成为建设绿色环保工程的一项重要措施。高温岩体发电原理：顾名思义是深3千米、温度300℃的地下深处的高温岩石，其特点是没有蒸气或热水；这种高温岩体发电和地热发电一样，其很大的优点是本来没有热水，而是利用这种高温热量人工制作蒸气，通过涡轮机发电。具体操作是：在高温岩体内打孔，在岩石中人工挖掘龟裂面，接着钻2个孔，在一孔中注入水，水流到龟裂面间，周围高温岩体的加热使水成为热水或水蒸气，然后，此热水或蒸气从另一个孔中出来进行发电。优点：在地下产生热，注入水产生水蒸气，对环境影响少，可大规模发电。作为火山之国的日本，高温岩体十分普遍，该热能贮藏量十分丰富，作为自然能源，这种发电方式今后将会具有广阔的发展前景。我国西藏也是发展高温岩体发电的理想场所。核聚变发电核聚变反应是指在高温条件下，两个轻核以极高的热速度相互碰撞，发生核聚变，形成一个较重的原子核，并释放出能量。因必须在极高的压力、温度条件下，轻核才有足够的动能去克服静电斥力而发生持续的聚变，因此，聚变反应也称“热核聚变反应”或“热核反应”。核聚变的原料主要是氢、氘和氚。氘、氚都是氢的同位素。核聚变是取得核能的重要途径之一。用核聚变原理造出来的氢弹是靠先爆发一颗核裂变原子弹而产生的高热，来触发核聚变起燃器，使氢弹得以爆炸。核聚变反应堆生物质能源资源生物质直接燃烧发电是指把生物质原料送入适合生物质燃烧的特定锅炉中直接燃烧，产生蒸汽，带动蒸汽轮机及发电机发电。已开发应用的生物质锅炉种类较多。如木材锅炉、甘蔗渣锅炉、稻壳锅炉、秸秆锅炉等。其适用于生物质资源比较集中的区域，如谷米加工厂、木料加工厂等附近。因为只要工厂正常生产，谷壳、锯屑和柴枝等就可源源不断地供应电提供了物料保障。微电网微电网微电网（Micro-Grid）也译为微网，是一种新型网络结构，是一组微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统单元。微电网是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。微电网是相对传统大电网的一个概念，是指多个分布式电源及其相关负载按照一定的拓扑结构组成的网络，并通过静态开关关联至常规电网。开发和延伸微电网能够充分促进分布式电源与可再生能源的大规模接入，实现对负荷多种能源形式的高可靠供给，是实现主动式配电网的一种有效方式，是传统电网向智能电网过渡。应用技术微电网是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统。微电网中的电源多为容量较小的分布式电源，即含有电力电子接口的小型机组，包括微型燃气轮机、燃料电池、光伏电池、小型风力发电机组以及超级电容、飞轮及蓄电池等储能装置。它们接在用户侧，具有成本低、电压低以及污染小等特点。微电网是一个可以实现自我控制、保护和管理的自治系统，它作为完整的电力系统，依靠自身的控制及管理供能实现功率平衡控制、系统运行优化、故障检测与保护、电能质量治理等方面的功能。智能微电网是规模较小的分散的独立系统，是能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网运行，也可以孤立运行。它将分布式电源、储能装置、能量装换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统。发展前景欧美日三地都在进行微电网的技术研究，其中日本立足于国内能源日益紧缺、负荷日益增长的现实背景，展开了微电网研究，但其发展目标主要定位于能源供给多样化、减少污染、满足用户的个性电力需求。日本学者还提出了灵活可靠性和智能能量供给系统(FRIENDS)其主要思想是在配电网中加人一些灵活交流输电系统装置，利用控制器快速、灵活的控制性能，实现对配电网能源结构的优化，并满足用户的多种电能质量需求。日本已将该系统作为其微电网的重要实现形式之一。从全球来看，微电网主要处于实验和示范阶段，微电网的技术推广已经度过幼稚期，市场规模稳步成长。着眼于当下世界范围的能源和环境困局以及电力安全需求的长期高企，微电网技术应用前景看好。未来5到10年，微电网的市场规模、地区分布和应用场所分布都将会发生显著变化。国内方面，近三年，微电网开始逐渐