Гидроэнергетика, как возобновляемый, не загрязняющий окружающую среду и чистый источник энергии, давно ценится людьми. В настоящее время крупные и средние гидроэлектростанции широко используются и являются относительно зрелыми технологиями возобновляемой энергии во всем мире. Например, гидроэлектростанция «Три ущелья» в Китае является крупнейшей гидроэлектростанцией в мире. Однако крупные и средние гидроэлектростанции оказывают множество негативных воздействий на окружающую среду, таких как плотины, блокирующие плавный поток естественных рек, блокирующие сброс осадка и изменяющие окружающую среду экосистемы; Строительство гидроэлектростанций также требует обширного затопления земель, что приводит к большому количеству иммигрантов.
Как новый источник энергии, малая гидроэнергетика оказывает гораздо меньшее воздействие на экологическую среду, и поэтому все больше ценится людьми. Малые гидроэлектростанции, как и крупные и средние гидроэлектростанции, являются гидроэлектростанциями. Обычно упоминаемая «малая гидроэнергетика» относится к гидроэлектростанциям или гидроэлектростанциям и энергосистемам с очень малой установленной мощностью, и их установленная мощность варьируется в зависимости от национальных условий каждой страны.
В Китае «малая гидроэнергетика» относится к гидроэлектростанциям и вспомогательным местным электросетям с установленной мощностью 25 МВт или менее, которые финансируются и эксплуатируются местными, коллективными или индивидуальными субъектами. Малая гидроэнергетика относится к неуглеродной чистой энергетике, которая не имеет проблемы истощения ресурсов и не загрязняет окружающую среду. Она является неотъемлемым компонентом реализации Китаем стратегии устойчивого развития.
Развитие возобновляемых источников энергии, таких как малая гидроэнергетика, в соответствии с местными условиями и преобразование гидроэнергетических ресурсов в высококачественную электроэнергию сыграло важную роль в обеспечении национального экономического и социального развития, улучшении качества жизни людей, решении проблемы потребления электроэнергии в районах, где нет дефицита электроэнергии и мощности, содействии управлению речными ресурсами, улучшении экологии, защите окружающей среды и местном социально-экономическом развитии.
Китай обладает обильными запасами ресурсов малой гидроэнергетики, с теоретическим расчетным резервом в 150 миллионов кВт и потенциальной установленной мощностью более 70000 МВт для развития. Это неизбежный выбор для энергичного развития малой гидроэнергетики для улучшения энергетической структуры в контексте защиты окружающей среды с низким уровнем выбросов углерода, энергосбережения и сокращения выбросов, а также устойчивого развития. Согласно плану Министерства водных ресурсов, к 2020 году Китай построит 10 малых гидроэнергетических провинций с установленной мощностью более 5 миллионов кВт, 100 крупных малых гидроэнергетических баз с установленной мощностью более 200000 кВт и 300 малых гидроэнергетических округов с установленной мощностью более 100000 кВт. К 2023 году, как планирует Министерство водных ресурсов, малая гидроэнергетика не только достигнет цели 2020 года, но и получит большее развитие на этой основе.
Гидроэлектростанция — это система генерации электроэнергии, которая преобразует энергию воды в электричество с помощью водяной турбины, а генераторная установка водяной турбины является основным устройством для достижения преобразования энергии в малых гидроэнергетических системах. Процесс преобразования энергии в гидроэлектростанции делится на два этапа.
Первая ступень преобразует потенциальную энергию воды в механическую энергию водяной турбины. Поток воды имеет различную потенциальную энергию на разных высотах и рельефах. Когда поток воды с более высокого положения воздействует на турбину в более низком положении, потенциальная энергия, генерируемая изменением уровня воды, преобразуется в механическую энергию турбины.
На втором этапе механическая энергия водяной турбины сначала преобразуется в электрическую энергию, которая затем передается на электрооборудование через линии электропередачи электросети. После воздействия потока воды водяная турбина приводит во вращение коаксиально соединенный генератор. Вращающийся ротор генератора приводит во вращение магнитное поле возбуждения, а обмотка статора генератора разрезает линии магнитного поля возбуждения, чтобы создать индуцированную электродвижущую силу. С одной стороны, он выводит электрическую энергию, а с другой стороны, он создает электромагнитный тормозной момент в противоположном направлении вращения на роторе. Поток воды непрерывно воздействует на устройство водяной турбины, и вращательный момент, получаемый водяной турбиной от потока воды, преодолевает электромагнитный тормозной момент, создаваемый в роторе генератора. Когда они достигают равновесия, блок водяной турбины будет работать с постоянной скоростью, чтобы стабильно вырабатывать электроэнергию и завершить преобразование энергии.
Гидроэлектрогенераторная установка — это важное устройство преобразования энергии, которое преобразует потенциальную энергию воды в электрическую энергию. Обычно она состоит из водяной турбины, генератора, регулятора скорости, системы возбуждения, системы охлаждения и оборудования управления электростанцией. Краткое введение в типы и функции основного оборудования в типичной гидроэлектрогенераторной установке выглядит следующим образом:
1) Водяная турбина. Существует два наиболее распространенных типа водяных турбин: импульсные и реактивные.
2) Генератор. Большинство генераторов используют синхронные генераторы с электрическим возбуждением.
3) Система возбуждения. В связи с тем, что генераторы, как правило, являются синхронными генераторами с электрическим возбуждением, необходимо управлять системой возбуждения постоянного тока для достижения регулирования напряжения, регулирования активной и реактивной мощности электрической энергии с целью повышения качества выходной электрической энергии.
4) Устройство регулирования и контроля скорости (включая регулятор скорости и устройство давления масла). Регулятор используется для регулирования скорости водяной турбины, чтобы частота выходной электрической энергии соответствовала требованиям электроснабжения.
5) Система охлаждения. Малые гидрогенераторы в основном используют воздушное охлаждение, используя систему вентиляции для рассеивания тепла и охлаждения поверхности статора, ротора и железного сердечника генератора.
6) Тормозное устройство. Гидрогенераторы, номинальная мощность которых превышает определенное значение, оснащаются тормозными устройствами.
7) Оборудование управления электростанцией. Большая часть оборудования управления электростанцией использует компьютерное цифровое управление для выполнения таких функций, как подключение к сети, регулирование частоты, регулирование напряжения, регулирование коэффициента мощности, защита и связь при выработке гидроэлектроэнергии.
Малые гидроэлектростанции можно разделить на деривационный тип, плотинный тип и гибридный тип на основе метода концентрированного напора. Большинство малых гидроэлектростанций в Китае являются относительно экономичными малыми гидроэлектростанциями деривационного типа.
Характеристики малой гидроэнергетики: малый масштаб строительства станции, простота проектирования, простота закупки оборудования и, в основном, самостоятельное использование без передачи электроэнергии в места, удаленные от станции; Малая гидроэнергетическая сеть имеет небольшую мощность, а также малая мощность выработки электроэнергии. Отказ от малой гидроэнергетики имеет сильные локальные и массовые характеристики.
Как чистый источник энергии, малая гидроэнергетика способствовала строительству социалистических новых энергетических деревень в Китае. Мы считаем, что сочетание малой гидроэнергетики и технологий хранения энергии сделает развитие малой гидроэнергетики более привлекательным в будущем!
Время публикации: 11 декабря 2023 г.
