风光互补发电技术

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1、大連过；大莩网络教育学院《新能源发电》课程设计题目：风光互补发电技术学习中心：安徽阜阳奥鹏学习中心层次：专升本专业：电气工程及其自动化年级：2014年春季学141407309220学生：王瑞瑞辅导教师：康永红完成日期：2016年2月15日风光互补发电技术总则：风光互补发电系统可以根据用户的用电负荷情况和资源条件进行系统容量的合理配置，既可保证发电系统的供电可靠性，乂可降低发电系统的造价，是一种经济合理的供电方式。一.风光互补发电系统的结构、工作原理、基本要求以及优缺点1.1风光互补发电系统的结构风光互补发电系

2、统主要由风力发电机组、太阳能光伏电池组、控制器、蓄电池、逆变器、交流直流负载等部分组成。该系统是集风能、太阳能及蓄电池等多种能源发电技术及系统智能控制技术为一体的复合可再生能源发电系统。1.2风光互补发电系统的工作原理及运行模式风力发电部分是利用风力机将风能转换为机械能，通过风力发电机将机械能转换为电能，再通过控制器对蓄电池充电，经过逆变器对负载供电；光伏发电部分利用太阳能电池板的光伏效应将光能转换为电能，然后对蓄电池充电，通过逆变器将直流电转换为交流电对负载进行供电；逆变系统由几台逆变器组成，把蓄电池中的直

3、流电变成标准的220v交流电，保证交流电负载设备的正常使用。同时还具有自动稳压功能，可改善风光互补发电系统的供电质量；控制部分根据R照强度、风力大小及负载的变化，不断对蓄电池组的工作状态进行切换和调节：一方面把调整后的电能直接送往直流或交流负载。另一方面把多余的电能送往蓄电池组存储。发电量不能满足负载需要时，控制器把蓄电池的电能送往负载，保证了整个系统工作的连续性和稳定性；蓄电池部分由多块蓄电池组成，在系统屮同时起到能量调节和平衡负载阿大作用。它将风力发电系统和光伏发电系统输出的电能转化为化学能储存起来，以备

4、供电不足时使用。风光互补发电系统根据风力和太阳辐射变化情况，可以在以下三种模式下运行：风力发电机组单独向负载供电；光伏发电系统单独向负载供电；风力发电机组和光伏发电系统联合向负载供电。1.3风光互补发电系统的优缺点风光互补发电比单独风力发电或光伏发电有以下优点：(1)利用风能、太阳能的互补性，可以获得比较稳定的输出，系统有较高的稳定性和可靠性；(2)在保证同样供电的情况下，可大大减少储能蓄电池的容量；(3)通过合理地设计与匹配，可以基本上由风光互补发电系统供电，很少或基本不用启动备用电源如柴油机发电机组等，可

5、获得较好的社会效益和经济效益。风光互补发电系统可以根据用户的用电负份情况和资源条件进行系统容量的合理配置，无论是怎样的环境和怎样的用电要求，风光互补发电系统都可做出最优化的系统设计方案来满足用户的要求，即可保证系统供电的可靠性，乂可降低发电系统的造价。应该说，风光互补发电系统是最合理的独立电源系统。太阳能和风能虽然存在上述一些优点，但是也有不足之处：(1)能量密度低太阳能和风能相对丁•火电、水电、核电等传统能源，其能量密度偏低，对于太阳能发电需要足够的受热面积，而风力发电机如果要提高输出功率，则必须要增加风轮

6、的尺寸和整个风场的规模，冰能达到我们所需要的电量，这都需要占用大而积土地资源。(2)间歇性、不稳定性和不可控性传统能源我们可以根据需求来调节供应，而太阳能只有在晴天和白天时xT能，风机只冇在风力达到要求时冰能发电，且根据风速的大小风机输出的电量也随时都在变化，太阳能和风能的这种问性和不稳定性直接导致了不可控性，所以要有效利用太阳能和风能，储能是必不可少的。由丁•这些不利的因素，太阳能或风能单独的经济可靠地使用就遇到许多技术问题。随着科学技术的发展，将太阳能和风能综合利用，组成一个互补系统成为一种实用的方式，使

7、得我们可以更加稳定可靠经济合理地使用这无穷无尽的风光资源。一.风光互补发电系统的发展过程及现状最初的风光互补发电系统，就是将风力机和光伏纟11件进行简单的纟11合，因为缺乏详细的数学计算模型，同时系统只用于保证率低的用户，导致使用寿命不长。近儿年随着风光互补发电系统应用范围的不断扩大，保证率和经济性要求的提高，W外相继幵发出一些模拟风力、光伏及其互补发电系统性能的大型工具软件包。通过模拟不同系统配置的性能和供电成本可以得出最佳的系统配置。在国外对于风光互补发电系统的设计主要有W种方法进行功率的确定：一是功率匹

8、配的方法，即在不同辐射和风速下对应的光伏阵列的功率和风机的功率和大于负载功率，只耍用于系统的优化控制：另一是能量匹配的方法，即在不同辐射和风速下对应的光伏阵列的发电量和风机的发电量的和大于等于负载的耗电量，主要用于系统功率设计。据国内有关资料报道，目前运行的风光互补发电系统食：两藏纳曲乡离格村风光互补发电站、用于气象站的风能太阳能混合发电站、太阳能风能无线电诏离转台电源系统、内蒙微型风光互补发电系统