自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)在新能源行業(yè)的應(yīng)用于發(fā)展

虞益明 杜天龍

摘 要：近來幾年我國(guó)科技發(fā)展迅猛，取得了很大的成就。我國(guó)的經(jīng)濟(jì)消費(fèi)水平也隨之得到提高。環(huán)保減排也受到人們的重視，因此新能源行業(yè)也得到了突破性的發(fā)展。而新能源行業(yè)想要繼續(xù)保持這種迅猛發(fā)展的勁頭，就需要積極的尋找新的發(fā)展點(diǎn)，如把自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)應(yīng)用到新能源行業(yè)中，以便以此來促進(jìn)自身的發(fā)展。本文在新能源行業(yè)發(fā)展的角度，又進(jìn)一步探索了自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)在新能源行業(yè)的應(yīng)用與發(fā)展。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)；新能源行業(yè)；應(yīng)用與發(fā)展

引言：

目前，就當(dāng)前的社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r來說，我國(guó)的自動(dòng)化設(shè)備在新能源行業(yè)中的應(yīng)用仍然處于初始階段，在理論知識(shí)上的應(yīng)用受到很多因素的阻礙，無法將其作用最大的發(fā)揮出來。從新能源發(fā)展的戰(zhàn)略基礎(chǔ)來看，我國(guó)需要對(duì)自動(dòng)化設(shè)備在新能源行業(yè)中的應(yīng)用給予積極的引導(dǎo)，并輔以相對(duì)的政治、經(jīng)濟(jì)策略，給自動(dòng)化設(shè)備在新能源行業(yè)的發(fā)展提供更多的機(jī)會(huì)。

1、我國(guó)新能源行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

新能源有很多種，大概包括有太陽能、水能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮堋⒑四芎秃Ｑ竽?。而海洋能又包含了潮汐能、波浪能、溫差能、鹽差能、洋流能，除此之外，新能源還有“可再生能源衍生出來的生物燃料和氫所產(chǎn)生的能量”簡(jiǎn)而言之，各種可再生能源和核能都屬于新能源。

而目前我國(guó)有所涉及的新能源領(lǐng)域、太陽能、水能、海洋能、地?zé)崮?。其中?yīng)用最為廣泛的是水能、太陽能、以及地?zé)崮?。其利用形式又多是用來發(fā)電。其中，水力發(fā)電在我國(guó)應(yīng)用時(shí)間最長(zhǎng)，也最為普遍，可以說是悠久而又亙古。最近幾年太陽能光伏發(fā)電也有所涉及，也有了一定的發(fā)展。但從整體上來說，這些都尚且處于初步探索和起步的階段。

2、自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)在新能源行業(yè)的應(yīng)用

處于信息及技術(shù)快速發(fā)展的今天，自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)也得到發(fā)展與應(yīng)用，自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)也憑借其自身的優(yōu)勢(shì)在新能源行業(yè)得到廣發(fā)的應(yīng)用。對(duì)新能源行業(yè)的發(fā)展有著極大的推動(dòng)作用。

2.1在風(fēng)力發(fā)電方面的應(yīng)用

風(fēng)力發(fā)電機(jī)是由多個(gè)系統(tǒng)組合而成的，主要由空氣動(dòng)力子系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)子系統(tǒng)、變流子系統(tǒng)、自控子系統(tǒng)等組成。自控子系統(tǒng)是由變槳控制系統(tǒng)、偏航控制系統(tǒng)、變流控制系統(tǒng)等組合而成的。在我國(guó)應(yīng)用最廣泛的發(fā)電形式是并網(wǎng)發(fā)電，然而這一系統(tǒng)也不是盡善盡美的，也存在一些缺陷。因?yàn)轱L(fēng)電并網(wǎng)比重上的上升，所以會(huì)引發(fā)出一系列的安全問題，比如供電質(zhì)量得不到保證。為此，我國(guó)積極的研究開發(fā)出多功能的風(fēng)電調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，使風(fēng)電短期及超短期功率預(yù)測(cè)、風(fēng)電運(yùn)行數(shù)據(jù)分析的預(yù)想得以實(shí)現(xiàn)。但是，盡管如此在我國(guó)的風(fēng)電發(fā)展方面仍然存在一些技術(shù)上的問題，至今沒有得到很好的解決。例如，風(fēng)電大規(guī)模并網(wǎng)威脅電網(wǎng)的穩(wěn)定。進(jìn)而一些棄風(fēng)的現(xiàn)象也越來越多的出現(xiàn)，在風(fēng)能發(fā)電中自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)的引入顯得尤為迫切。風(fēng)機(jī)的出口總量占據(jù)全國(guó)的百分之七十，所以即使風(fēng)能源行業(yè)遭遇的困難有很多也不能放棄，而是要去解救。在風(fēng)能源相關(guān)問題的解決措施中，自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)的引入是主要手段之一。

2.2在太陽能光伏發(fā)電方面的應(yīng)用

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)是利用光生伏特效應(yīng)直接將太陽光能轉(zhuǎn)換為電能的裝置系統(tǒng)，以光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)的關(guān)系作為劃分根據(jù)，可分為孤網(wǎng)系統(tǒng)和并網(wǎng)系統(tǒng)，一般包括光伏電池組件、電力電子變換裝置（如逆變器）、控制器和蓄電池組等。在我國(guó)占據(jù)主要應(yīng)用地位的太陽能光伏發(fā)電形式是并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。這種系統(tǒng)本身自帶發(fā)展優(yōu)勢(shì)和基本功能。其自帶的發(fā)展優(yōu)勢(shì)和基本功能為低電壓穿越、最大功率跟蹤控制。就目前這種發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展情況來看，它未來的發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)該是以電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行為基本準(zhǔn)則，從而進(jìn)一步的來實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)逆變器高頻化、高度智能化、高效率。針對(duì)這種發(fā)電系統(tǒng)來說，在未來的發(fā)展趨勢(shì)中可能會(huì)出現(xiàn)許多復(fù)雜的問題，這時(shí)候就需要將自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)引入，來解決此類問題。

2.3在太陽能光熱發(fā)電應(yīng)用

與前文所提到過的風(fēng)力發(fā)電和太陽能光伏發(fā)電相同，太陽能光熱發(fā)電也是由很多個(gè)系統(tǒng)組合而成的。如聚光、集熱、儲(chǔ)熱、汽輪發(fā)電等。就目前我國(guó)國(guó)內(nèi)對(duì)太陽光熱發(fā)電系統(tǒng)的研究來看，太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)處于不成熟的階段。例如就聚光子系統(tǒng)、集熱和儲(chǔ)熱子系統(tǒng)、汽輪發(fā)電子系統(tǒng)而言，它們各自有著自己的運(yùn)行模式和運(yùn)行特點(diǎn)，各自工作，互不相擾。然而其在某個(gè)環(huán)節(jié)的運(yùn)行控制方面仍有不足之處。從某些方面來說，我國(guó)大型太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)還沒有達(dá)到十分完善的地步。在研究人員的不懈努力下這種發(fā)電系統(tǒng)會(huì)取得進(jìn)步，而與此同時(shí)自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)在其中的應(yīng)用也將會(huì)大大普及。

2.4在地?zé)崮馨l(fā)電方面應(yīng)用

2017年年初，隨著《地?zé)崮荛_發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》發(fā)布，中國(guó)的地?zé)嵝履茉从瓉砹怂碌陌l(fā)展機(jī)遇。地?zé)嵊兄柲軣o法替代的優(yōu)點(diǎn)，大力發(fā)展地?zé)幔_中國(guó)許久的環(huán)境問題，霧霾，將會(huì)得到有效解決。預(yù)測(cè)至2020年，地?zé)峁┡拿娣e將會(huì)累積累16億平方米。自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)也將會(huì)被引入應(yīng)用。

3、自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)在新能源行業(yè)中的發(fā)展趨勢(shì)

3.1在風(fēng)力發(fā)電方面的發(fā)展趨勢(shì)

風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)雖然在我國(guó)現(xiàn)階段應(yīng)用最為廣發(fā)，但是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)因?yàn)槠湫问皆?，所以仍然存在一定的安全隱患問題。為了解決這一系列的安全問題，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電在短期內(nèi)的功率預(yù)測(cè)。在技術(shù)方面也該采取相應(yīng)的解決措施，例如，加大風(fēng)電機(jī)組的檢測(cè)與維護(hù)，同時(shí)將自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)更加廣泛的逐漸應(yīng)用于新能源行業(yè)中。未來大型風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)行模式將會(huì)改變相關(guān)的技術(shù)人員也要更加熟練的掌握自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)的運(yùn)用，以及加大對(duì)自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)的研究力度。自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)在此領(lǐng)域?qū)?huì)朝著更加人工智能化發(fā)展。

3.2在太陽能發(fā)電方面的發(fā)展趨勢(shì)

就目前根據(jù)太陽能的發(fā)展?fàn)顩r來看，未來太陽能發(fā)電的趨勢(shì)應(yīng)是將電網(wǎng)安全運(yùn)行放在第一位，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高效率與智能化運(yùn)行。并網(wǎng)光伏發(fā)電是我國(guó)目前主要的發(fā)電系統(tǒng)，對(duì)并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)起決定性作用的是并網(wǎng)逆變器。并網(wǎng)逆變器高頻化、高效率、高功率密度、高可靠性和高度智能化將是未來發(fā)展方向。并網(wǎng)保護(hù)裝置一般裝置在并網(wǎng)逆變器的內(nèi)側(cè)，在發(fā)生問題是能夠快速的做出保護(hù)措施，以便確保并網(wǎng)的安全。

對(duì)于大型太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)來說，除了以上所說的易發(fā)生故障外，還有別的許多障礙。這時(shí)候自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)就顯得尤為重要。自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)的應(yīng)用會(huì)使太陽能光伏發(fā)電站得到保護(hù)，延長(zhǎng)其使用價(jià)值，貢獻(xiàn)更多的綠色能源。

3.3在太陽能光熱發(fā)電的發(fā)展趨勢(shì)

目前，我國(guó)除了太陽能光伏發(fā)電外還研究發(fā)明了太陽能光熱發(fā)電，國(guó)內(nèi)還沒有對(duì)其進(jìn)行大量的廣泛應(yīng)用，所以目前它還處在實(shí)驗(yàn)階段。在太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)的集熱和儲(chǔ)熱子系統(tǒng)中，因?yàn)樘栞椛渚哂胁▌?dòng)性、間歇性與不可控性，所以即使是在普通一天中太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)也存在不穩(wěn)定的現(xiàn)象。太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)尚未完善，其相關(guān)的自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)也會(huì)因其解決問題的需要而快速發(fā)展起來。比如利用自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)的及時(shí)性，可以及時(shí)的根據(jù)太陽輻射的變化而做出相應(yīng)的反應(yīng)。

3.4地?zé)崮芊矫娴陌l(fā)展趨勢(shì)

根據(jù)中國(guó)地質(zhì)研究會(huì)研究表示，因?yàn)槲覈?guó)地質(zhì)條件較為復(fù)雜，所以未來我國(guó)的地質(zhì)勘探將會(huì)面臨很大的困難。民營(yíng)企業(yè)確實(shí)無法全部承擔(dān)起責(zé)任。加大扶持力度，加大資金的投入，培養(yǎng)專業(yè)的相關(guān)技術(shù)人員，出臺(tái)相關(guān)的政策戰(zhàn)略。國(guó)家需要以身作則，作為探險(xiǎn)者，在前方探路，而國(guó)家企業(yè)緊隨其后。而與此相應(yīng)的，自動(dòng)化設(shè)技術(shù)也將會(huì)在地?zé)崮芊矫娴玫胶艽蟮陌l(fā)展。自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)的自身所具備的對(duì)復(fù)雜環(huán)境的應(yīng)變特質(zhì)，在此處會(huì)起到很好的補(bǔ)充作用。自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)在這一新能源行業(yè)，將會(huì)有著十分重要的作用。

4、結(jié)束語

對(duì)于自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)來說，對(duì)其的應(yīng)用不應(yīng)該是只是僅僅單單的停留在理論方面，而應(yīng)該講自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)光泛的應(yīng)用與各行各業(yè)中。我國(guó)的新能源行業(yè)在未來的一段時(shí)間將會(huì)得到重視，大力發(fā)展。我國(guó)的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)也將會(huì)發(fā)生很大的變化。受新能源行業(yè)快速發(fā)展的影響新能源相關(guān)的自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)也將會(huì)迎來很大的發(fā)展前景。雖然，從目前我國(guó)新能源行業(yè)自動(dòng)能設(shè)備技術(shù)利用情況來看，其仍然處于不成熟的起步階段，但是新能源行業(yè)有長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展前景，所以與此相關(guān)的自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)也會(huì)得到長(zhǎng)久的發(fā)展。

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