关于火电和新能源发展思绪

刘岩熙

新疆天富能源股份有限公司 新疆石河子 832000

1 火电的发展

在所有的发电方式中，火力发电是最古老也是最重要的一种。它是利用煤、石油、天然气等固体、液体、气体燃料燃烧产生的热能，通过发电装置转化为电能的一种发电方式。最早的火力发电是1875年在巴黎北站热电厂实现的。随着发电机和汽轮机制造技术的提高，输变电技术的提高，特别是电力系统的出现和社会电气化对电能的需求，火力发电自20世纪30年代以来进入了一个大发展时期。火力发电机组的容量正在逐渐增加。大型机组和电厂大大提高了火力发电的热效率，建设投资和每千瓦发电成本也在降低。

火力发电系统主要由燃烧系统（以锅炉为核心）、汽水系统（主要由各种泵、给水加热器、冷凝器、管道、水冷壁等组成。），电气系统（主要是汽轮发电机、主变压器等。），以及控制系统等。火力发电有三种能量转换过程：燃料化学能蒸汽热能机械能电能。简单来说就是利用燃料产生热量，加热水，形成高温高压的过热蒸汽，然后蒸汽沿着管道进入汽轮机继续膨胀做功，冲击汽轮机转子的高速旋转，带动发电机转子（电磁场）旋转。定子线圈切割磁力线并产生电能，然后由升压变压器升至系统电压，与系统相连并接入电网。最后，冷却后的蒸汽由水泵进一步升压并送回锅炉，反复参与上述循环过程。

图1 火电厂生产过程示意图

2 电厂的现状

由于火电机组燃料的储量越来越小，运输成本越来越高，导致发电成本与之俱增，另外加上环保的压力，电力企业利润也随之降低，目前全球火电基本向着大机组发展，比如1000MW，它更节能，更有效的节约资源，煤炭的利用率更高。火电走集中式大型路线，一般大型的火电厂都集中建设在偏远地区，距离煤矿近，节约了运输成本。在大型火电厂附近，也会建立远程输送电的高压直流变电站，降低电能输送损失，在保障热电厂正常运行的前提下，获得更多的经济效益和社会效益。

3 新能源发电在电力系统中的发展前景

电能作为人们生活的基础，无论是从能源还是从自身特点来看，对我们社会的经济发展和人民生活水平的提高都具有重要意义。当今社会，随着人们生活水平的提高，用电量越来越大。各国越来越重视发展低碳环保能源。利用新能源发电必将成为未来的发展趋势。目前，风能和太阳能已经进入市场。通过市场的测试，得出其竞争力不是很好，发电效率低，成本高，导致其发展缓慢。不能作为基本负荷，只能解决民用级用电，比如屋顶太阳能。

新能源最大的优势是可再生性。利用新能源发电可以节约传统资源，保证煤炭、石油等战略物资储备，调整能源消费结构，保护生态环境，提高人民生活质量。但是目前新能源发电也有很大的困难：①稳定性低，对外界条件依赖性大，这些外界条件很难被人为因素改变；②基础设施建设不足，新能源发电场地往往远离人群密集的地方。因此，要想充分利用这些新能源，需要建立完善的电力储备和运输系统。

如果每个家庭都是一个小型的太阳能和风力发电厂，会是什么结果？特别是在郊区和农村地区，家庭自己发电。如果电力过剩，可以上传到国家电网，国家电网统一分配，就像银行存贷款一样，让大部分家庭解决用电问题，节约大量成本[3]。如何实现这一点，需要我们共同研究：一是开发新的太阳能、风力发电机组，适合每个小家庭的小机组；然后每个单元建立一个有一定容量的电池，保证自己供电72小时；另一端接入国家电网，每个家庭产生的多余电量可以上传到国家电网。当用户不足时，可以随时从国家电网中提取电力用于应急；最后，为了防止国家电网崩溃，可以设置专门的设备来管理客户的大规模取电或上传电。通过这样的研究，每个家庭都可以实现用电自给。

虽然我国新能源发电还存在很多问题，但新能源的发展潜力已经体现在今天的能源短缺上，充分挖掘这一潜力还有很长的路要走。总结以下几点：

（1）因地制宜发展新能源。根据中国多变的地形和各种地方习俗，在实施新能源产业时，需要根据不同的地区选择合适的建设方案和政策。

（2）产业互补和合理布局。新能源发电要做到各行业之间互相供应，互相消耗，这样产生的电能才能得到充分利用。

（3）完善电网设计，完善电网线路。只有建立完善的输电线路、储电设施，将个体用户纳入电网，才能真正充分利用每一度电。

4 结语

快速发展的同时，新能源也面临一些新的问题。国家能源局法制和体制改革司司长朱明表示：“‘十三五’新能源发展面临的最大问题就是消纳的问题，‘十四五’新能源发展面临消纳和接入两个问题并存。”新能源的消纳与接入涉及电力系统发、输、配、用多个环节，与发展规划、技术进步、市场交易、政策措施等密切相关，实现新能源高效消纳，既需要技术驱动，也需要政策引导和市场机制配合。