风光互补供电系统项目可行性研究报告
目录
第一章项目绪论 (7)
一、项目名称及建设性质 (7)
二、项目承办单位 (7)
三、项目建设选址及用地综述 (7)
四、项目土建工程建设指标 (8)
五、设备选型方案 (9)
六、主要能源供应及节能分析 (9)
七、环境保护及清洁生产和安全生产 (10)
八、项目总投资及资金构成 (11)
九、资金筹措方案 (11)
十、项目预期经济效益规划目标 (11)
十一、项目建设进度规划 (12)
十二、综合评价及 (13)
第二章报告编制总体说明 (16)
一、报告编制目的及编制依据 (16)
二、报告编制范围及编制过程 (18)
第三章项目建设背景及必要性 (21)
一、风光互补供电系统产业发展规划背景 (21)
二、项目建设背景 (22)
三、项目建设的必要性 (25)
第四章建设规模和产品规划方案合理性分析 (28)
一、建设规模及主要建设内容 (28)
二、产品规划方案及生产纲领 (29)
第五章项目选址科学性分析 (30)
一、项目建设选址原则 (30)
二、项目建设区概况 (30)
三、项目用地总体要求 (31)
第六章工程设计总体方案 (32)
一、工程地质条件 (32)
二、工程规划设计 (32)
三、建筑设计方案 (34)
四、辅助设计方案 (35)
五、防水和防爆及防腐设计 (36)
六、建筑物防雷保护 (37)
七、主要材料选用标准要求 (37)
八、采用的标准图集 (38)
九、土建工程建设指标 (38)
第七章原辅材料供应及成品管理 (40)
一、原辅材料供应及质量管理 (40)
二、原辅材料采购及管理 (41)
第八章工艺技术设计及设备选型方案 (42)
一、原料及成品路线原则及工艺技术要求 (42)
二、项目工艺技术设计方案 (43)
三、设备选型方案 (44)
第九章环境保护 (46)
一、项目建设区域环境质量现状 (46)
二、运营期废水影响分析及防治对策 (48)
三、运营期固废影响分析及防治对策 (49)
四、综合评价及建议 (50)
第十章节能分析 (52)
一、节能法规及标准 (52)
二、项目所在地能源消费及能源供应条件 (53)
三、能源消费种类和数量分析 (54)
四、项目节能措施 (55)
第十一章组织机构及人力资源配置 (57)
一、法人治理结构 (57)
二、人力资源配置 (57)
第十二章项目实施进度计划 (59)
一、项目建设期总体设计 (59)
二、项目实施保障措施 (59)
第十三章投资估算与资金筹措 (61)
一、项目总投资估算 (61)
二、资金筹措与投资计划 (62)
第十四章经济评价 (63)
一、基本假设及基础参数选取 (63)
二、经济评价财务测算 (64)
三、项目盈利能力分析 (67)
第十五章项目招投标方案 (68)
一、招标依据和范围 (68)
二、招标组织方式及招投标要求 (70)
三、招标委员会的组织设立 (71)
四、项目招投标要求 (72)
五、项目招标方式和招标程序 (74)
六、招标费用及信息发布 (75)
第十六章综合评价 (77)
报告摘要
投资可行性报告咨询服务分为政府审批核准用可行性研究报告和融资用可行性研究报告。审批核准用的可行性研究报告侧重关注项目的社会经济效益和影响；融资用报告侧重关注项目的盈利能力。具体概括为：政府立项审批、产业扶持、银行贷款、融资投资、投资建设、境外投资、上市融资、中外合作、股份合作、组建公司、征用土地、申请高新技术企业等各类可行性报告。
为了积极响应国家关于促进风光互补供电系统产业发展的政策要求，某某有限公司通过科学调研、合理布局，计划在德州新建“风光互补供电系统生产建设项目”；预计总用地面积40380.18平方米（折合约60.54亩），其中：净用地面积40380.18平方米；项目规划总建筑面积63800.68平方米，计容建筑面积63800.68平方米；根据总体规划设计测算，项目建筑系数79.72%，建筑容积率1.58，建设区域绿化覆盖率6.52%，固定资产投资强度183.64万元/亩。
根据谨慎财务测算，项目总投资15421.63万元，其中：固定资产投资11117.57万元，占项目总投资的72.09%；流动资金4304.06万元，占项目总投资的27.91%。在固定资产投资中建筑工程投资5659.93万元，占项目总投资的36.70%；设备购置费4573.06万元，占项目总投资的29.65%；
其它投资费用884.58万元，占项目总投资的5.74%。
项目建成投入正常运营后主要生产风光互补供电系统产品，根据谨慎财务测算，预期达纲年营业收入32470.00万元，总成本费用25832.76万元，税金及附加115.73万元，利润总额6637.24万元，利税总额7717.36万元，税后净利润4977.93万元，达纲年纳税总额2739.43万元；达纲年投资利润率43.04%，投资利税率50.04%，投资回报率32.28%，全部投资回收期4.60年，提供就业职位625个，达纲年综合节能量20.65吨标准煤/年，项目总节能率22.89%，具有显著的经济效益、社会效益和节能效益。
第一章项目绪论
本章作为可行性研究报告的首章，主要在于综述报告中各章节的主要内容和问题及研究结论，并对项目建设的可行与否提出综合建议。该报告从项目建设的必要性和依据、项目选址、设备选型方案、环境保护、投资方案及资金筹措、建设规模、建设内容、项目建设选址、项目总投资匡算、建设进度初步安排等各个方面对即将展开的项目进行数据详实与合理的分析，为某某有限公司“风光互补供电系统生产建设项目”建设决策和政府部门对该投资项目进行审核提供依据。
一、项目名称及建设性质
（一）项目名称
项目名称：风光互补供电系统生产建设项目。
（二）项目建设性质
本期工程项目属于新建工业项目，主要从事风光互补供电系统的研制开发与制造业务。
二、项目承办单位
承办单位名称：某某有限公司。
三、项目建设选址及用地综述
（一）项目建设选址
本期工程项目选址在德州，项目拟定建设区域地理位置优越，交通便利，规划电力、给排水、通讯等公用设施条件完备，非常适宜本期工程项目建设。
（二）项目用地性质
本期工程项目计划在德州建设，用地性质为建设用地。
（三）项目用地规模
项目拟定建设区域属于工业项目建设占地规划区，建设区总用地面积40380.18平方米（折合约60.54亩），净用地面积40380.18平方米（红线范围折合约60.54亩），土地综合利用率100.00%；项目建设遵循“合理和集约用地”的原则，按照风光互补供电系统行业生产规范和要求进行科学设计、合理布局，符合风光互补供电系统制造和经营的规划建设要求。
（四）项目用地控制指标
该工程规划建筑系数79.72%，建筑容积率1.58，建设区域绿化覆盖率6.52%，固定资产投资强度183.64万元/亩，建设场区土地综合利用率100.00%；根据测算，本期工程项目建设完全符合《工业项目建设用地控制指标》（国土资发【2008】24号）文件规定的具体要求。
四、项目土建工程建设指标
本期工程项目净用地面积40380.18平方米，建筑物基底占地面积32191.08平方米，总建筑面积63800.68平方米，其中：规划建设主体工程
47896.74平方米，项目规划绿化面积4158.30平方米，土地综合利用面积40380.18平方米。
五、设备选型方案
本期工程项目计划购置生产及检测设备共计160台（套），设备购置费4573.06万元。
六、主要能源供应及节能分析
（一）主要能源供应
1、本期工程项目生产用电为三级负荷，年用电量441329.18千瓦?时，折合54.24吨标准煤。
2、根据测算年总用水量18568.68立方米，折合1.59吨标准煤，主要是生产补给水和办公及生活用水；本期工程项目用水由德州市政管网供给，在项目区内建设的给水管网，采用管径DN250㎜的PE管接入场外预留接口，即可保证项目的日常用水。
（二）项目节能分析
“风光互补供电系统生产建设项目”在设计过程中，对生产工艺、电气设备、建筑等方面采取有效节能措施，年用电量441329.18千瓦?时，年总用水量18568.68立方米，项目年综合总耗能量（当量值）55.83吨标准煤/年。根据测算，与其他备选生产工艺技术相比，达纲年综合节能量20.65吨标准煤/年，项目总节能率22.89%，因此，该项目属于能源利用效果较
好的项目。
七、环境保护及清洁生产和安全生产
（一）环境保护
本期工程项目符合德州发展规划，选用生产工艺技术成熟可靠，符合德州产业结构调整规划和国家的产业发展政策；项目建成投产后，在全面采取各项污染防治措施和加强企业环境管理的前提下，对产生的各类污染物都采取了切实可行的治理措施，严格控制在国家规定的排放标准内，所以，本期工程项目建设不会对区域生态环境产生明显的影响。
（二）清洁生产
本期工程项目设计中采用了清洁生产工艺，应用清洁原材料，生产清洁产品，同时采取完善和有效的清洁生产措施，能够切实起到消除和减少污染的作用；因此，本期工程项目建成投产后，各项环境指标均符合国家和地方清洁生产的标准要求。
（三）安全生产
本期工程项目采用了先进、成熟、可靠的风光互补供电系统生产技术，在设计中严格执行国家有关劳动安全卫生政策，并根据实际情况采取完善的安全卫生措施，预计本期工程项目在建成后将有效防止火灾、雷电、静电、触电、机械伤害、噪声危害等事故的发生。
本期工程项目主体工程火灾危险类别为丙类，建筑耐火等级为二级；
项目设计中除了各专业严格按照有关规范进行消防措施设计外，还按规范要求设置了各类消防设施，主要包括消防给水管网、消火栓、干粉灭火器等，因此，本期工程项目消防系统具有较高的安全可靠性。
八、项目总投资及资金构成
按照《投资项目可行性研究指南》的要求，本期工程项目总投资包括固定资产投资和流动资金两部分，根据谨慎财务测算，本期工程项目预计总投资15421.63万元，其中：固定资产投资11117.57万元，占项目总投资的72.09%；流动资金4304.06万元，占项目总投资的27.91%。
九、资金筹措方案
该项目投资均由企业自筹。
十、项目预期经济效益规划目标
（一）达纲年经济效益目标值
1、项目达纲年预期营业收入（SP）：32470.00万元（含税）。
2、年总成本费用（TC）：25832.76万元。
3、税金及附加：115.73万元。
4、达纲年利税总额：7717.36万元。
5、项目达纲年利润总额（PFO）：6637.24万元。
6、项目达纲年净利润（NP）：4977.93万元。
7、项目达纲年纳税总额：2739.43万元。
（二）达纲年收益增益目标
1、达纲年投资利润率：43.04%。
2、达纲年投资利税率：50.04%。
3、达纲年投资回报率：32.28%。
（三）经济效益评价目标
1、全部投资回收期（所得税后）（Pt）：4.60年（含建设期）。
2、产投资回收期：4.60年。
十一、项目建设进度规划
“风光互补供电系统生产建设项目”按照国家基本建设程序的有关法规和实施指南要求进行建设，本期工程项目建设期限规划12个月，即从2018年8月开始至2021年8月正式投产止，包含：项目建设前期准备工作、勘察设计、土建施工、设备采购安装和调试、人员培训及竣工验收等工作阶段。目前，某某有限公司已经完成前期的各项准备工作，包括：市场调研、建设规模确定、项目选址、用地预审、资金筹措等项事宜，现在正在办理项目备案工作。
本期工程项目计划从可行性研究报告的编制到工程竣工验收、投产运营共需12个月的时间，自2018年8月开始进行项目备案、环境影响评价、节能评估、安全评价、土建施工、设备安装调试、试生产到竣工验收，至2021年8月正式投产止；项目申报、土建工程等前期筹备工作从2018年
8月开始实施，待资金到位后开始正式动工建设。
十二、综合评价及
1、本期工程项目符合国家产业发展政策和规划要求，符合德州及德州风光互补供电系统行业布局和结构调整政策；项目的建设对促进德州风光互补供电系统产业结构、技术结构、组织结构、产品结构的调整优化有着积极的推动意义。
2、“风光互补供电系统生产建设项目”属于《产业结构调整指导目录（2011年本）》（2013年修正）鼓励类发展项目，符合国家产业发展政策导向；项目的实施有利于加速我国风光互补供电系统的国产化进程，推动风光互补供电系统制造产业调整和行业振兴；有助于提高某某有限公司自主创新能力，增强企业的核心竞争力；因此，本期工程项目的实施是必要的。
3、某某有限公司为适应国内外市场需求，拟建“风光互补供电系统生产建设项目”，本期工程项目的建设能够有力促进德州经济发展，为社会提供就业职位625个，达纲年纳税总额2739.43万元，可以促进德州区域经济的繁荣发展和社会稳定，为地方财政收入做出积极的贡献，由此可见，本期工程项目的实施具有显著的社会效益。
4、项目拟建设在德州内，工程选址符合德州土地利用总体规划，保证项目用地要求，而且项目建设区域交通运输便利，可利用现有公用工程
设施，水、电、气等能源供应有保障。
5、项目场址周围大气、土壤、植物等自然环境状况良好，无水源地、自然保护区、文物景观等环境敏感点；某某有限公司对建设期和生产经营过程中产生的“三废”进行综合治理达标排放，对环境影响程度较小，职工劳动安全卫生措施有保障。
6、本期工程项目采用国内先进的生产、环境、检测控制装备，对节约能源、环境保护、生产优质风光互补供电系统均可得到有力支撑，成熟的工艺技术及先进的生产设备为项目的实施提供了强力的技术保障，同时，生产过程符合环境保护、清洁生产、节能减排等标准要求。
7、项目配套条件成熟。本期工程项目在德州内组织实施，实施地周边道路四通八达，原料及产品运输方便，项目建设区域内配套建有完善的水、电、气、通讯工程设施等有利条件。
8、根据谨慎财务测算，本期工程项目达纲年投资利润率43.04%，投资利税率50.04%，全部投资回报率32.28%，全部投资回收期4.60年（含建设期12个月），固定资产投资回收期4.60年（含建设期），因此，本期工程项目经营非常安全，说明项目具有较强的盈利能力和抗风险能力。
9、本期工程项目利用现有土地，计划总建筑面积63800.68平方米（计容建筑面积63800.68平方米）；购置先进的技术装备共计160台（套），项目建设规模合理、经济技术实施方案可行。
10、本期工程项目通过对主要生产工艺和设备从投资经济性和先进性
两方面进行综合比较、分析，选用的设备均具有当今国内外先进水平，具有生产效率高、性能稳定可靠等优点。
11、本期工程项目总投资15421.63万元，其中：固定资产投资11117.57万元，，流动资金4304.06万元；经测算分析，项目建成投产后达纲年营业收入32470.00万元，总成本费用25832.76万元，年利税总额7717.36万元，其中：税后净利润4977.93万元；纳税总额2739.43万元，其中：增值税964.39万元，税金及附加115.73万元，年缴纳企业所得税1659.31万元；年利润总额6637.24万元，全部投资回收期4.60年，固定资产投资回收期4.60年，本期工程项目可以取得较好的经济效益。
综上所述，通过本章上述所做的技术、经济、环境保护、安全等方面分析结果表明，“风光互补供电系统生产建设项目”技术上可行、经济上合理；本报告认为：该项目所提供的风光互补供电系统市场前景良好，投资方向正确，资本结构合理，技术方案设计优良，经济效益突出且财务比率好，有利于第三方投资或融资及招商引资；因此，本期工程项目的投资建设和实施无论是经济效益、社会效益还是环境保护、清洁生产都是积极可行的。
第二章报告编制总体说明
依据国家有关项目建设的法律、法规、技术规范和德州等当地政府的有关政策、规定文件的要求，对本期工程项目的投资建设进行了全面、详细的研究分析论证，结合德州的自然条件、资源条件、基础设施条件和建设环境要求，依据某某有限公司对本期工程项目总体规划设想方案，认真编制《风光互补供电系统生产建设项目可行性研究报告》，现将报告编制情况说明如下。
一、报告编制目的及编制依据
（一）报告编制目的
本报告编制的目的是对“风光互补供电系统生产建设项目”进行技术可靠性、经济合理性及实施可能性的方案分析和论证，在此基础上选用科学合理、技术先进、投资费用省、运行成本低的建设方案，最终使得某某有限公司建设项目所产生的经济效益和社会效益达到协调、和谐统一。
（二）报告编制依据
1、《某某有限公司风光互补供电系统生产建设项目可行性研究报告》编制委托书。
2、《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划》。
3、《中华人民共和国土地管理法》。
4、《中华人民共和国环境保护法》。
5、《中华人民共和国安全生产法》。
6、《限制用地项目目录（2012年本）》。
7、《禁止用地项目目录（2012年本）》。
8、《产业结构调整指导目录（2011年本）》（2013年修正）。
9、《投资项目可行性研究指南（试用版）》。
10、《建设项目经济评价方法与参数（第三版）》。
11、《建设项目经济评价细则》（2010年本）。
12、《建设项目可行性研究报告编制内容深度规定》。
13、《国民经济行业分类》（GB/T4754-2002）。
14、《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》。
15、《工业项目建设用地控制指标》（国土资发【2008】24号）
16、《德州工业和信息化发展“十三五”规划》。
17、《德州技术改造投资导向目录（2016-2018年）》。
18、《德州“十三五”战略性新兴产业暨高技术产业发展专项规划》。
19、《德州“十三五”发展总体规划》。
20、《德州工业项目规划设计条件》。
21、国家现行的有关法律、法规、产业发展政策及相关设计规范、标准和规定等。
22、某某有限公司提供的《项目投资计划书》以及与本期工程项目有关的工艺技术资料、财务数据等基础资料。
23、某某有限公司现场勘察及市场调查收集的有关资料。
24、报告编制人员调查收集德州的社会经济、交通运输及自然条件等资料。
25、某某有限公司提供的其他与项目相关的基础数据以及对《风光互补供电系统生产建设项目可行性研究报告》的具体要求等。
二、报告编制范围及编制过程
（一）报告编制范围
1、项目建设背景和必要性分析：依据国家产业发展政策、风光互补供电系统行业“十三五”发展规划、地方经济发展状况和产业发展趋势，同时，根据某某有限公司已经具体的资源条件、建设条件并结合企业发展战略，阐述本期工程项目建设的背景及必要性。
2、市场供需分析：根据我国风光互补供电系统行业市场需求的变化趋势，分析本期工程项目风光互补供电系统的发展前景，论证风光互补供电系统的国内外市场需求并确定项目的目标市场、价格定位，以此分析市场风险，确定风险防范措施等。
3、项目建设方案：根据风光互补供电系统市场分析并结合某某有限公司资金、技术和经济实力确定项目的生产纲领和建设规模；分析选择项目的技术工艺并配置生产设备，同时，分析原辅材料消耗及供应情况是否合理。
4、项目工程方案：初步了解项目建设区域范围、面积、工程地质状况、外围基础设施等条件，对项目建设条件进行分析，提出项目工程建设方案，内容包括：场址选择、总图布置、土建工程、辅助工程、配套公用工程、环境保护工程及安全卫生、消防工程等。
5、项目节能、环境保护与安全卫生：针对项目的特点，分析本期工程项目能源消费情况，计算能源消费量并提出节能措施；分析项目的环境污染、安全卫生情况，提出建设与运营过程中拟采取的环境保护和安全防护措施。
6、项目组织管理和实施进度计划：根据项目实际情况，提出项目组织、建设管理、竣工验收、经营管理等初步方案；结合项目特点提出合理的总体及分年度实施进度计划。
7、项目投资估算：根据项目工程量及投资估算指标，按照国家和德州及德州的有关规定，对拟建工程投资进行初步估算，编制项目总投资表，按工程建设费用、工程建设其他费用、预备费、建设期固定资产借款利息等列出投资总额的构成情况，并提出各单项工程投资估算值以及与之相关的测算值。
8、资金筹措方案：根据项目建设进度及某某有限公司能够提供的资本金等情况，提出建设项目资金筹措方案，编制建设投资估算筹措表和分年度资金使用计划表。
9、项目经济效益分析：根据项目的经营特点，对项目进行定量的财
务分析，测算项目投产期、达纲年营业收入和总成本费用，计算项目财务效益指标，结合融资方案进行偿债能力分析，并开展项目不确定性分析等。
风光互补发电系统 技术方案
风光互补发电系统技术方案 五寨县恒鑫科技发展有限公司 04月20日
项目背景： 本项目产品小型风力发电机组是离网用户最佳的独立电源系统。 风光互补独立供电系统是当前最广泛应用独立电源系统。风光互补独立供电系统的广泛应用在于它的合理性。 太阳能是地球上一切能源的来源，太阳照射着地球的每一片土地。风能是太阳能在地球表面的另一种表现形式，由于地球表面的不同形态（如沙土地面、植被地面和水面）对太阳光照的吸热系数不同，在地球表面形成温差，地表空气的温度不同形成空气对流而产生风能。因此，太阳能与风能在时间上和地域上都有很强的互补性。白天太阳光最强时，风很小，晚上太阳落山后，光照很弱，但由于地表温差变化大而风能加强。在夏季，太阳光强度大而风小，冬季，太阳光强度弱而风大。太阳能和风能在时间上的互补性使风光互补发电系统在资源上具有最佳的匹配性，风光互补发电系统是资源条件最好的独立电源系统。单独的风机或太阳能发电系统由于受资源条件的限制，对蓄电池组充电时间较短，蓄电池组长时间处于亏电状态而导致蓄电池组的损坏。而风光互补发电系统充电时间较均衡，能够保证蓄电池组处于浮充状态，提高蓄电池组的充电质量并延长了蓄电池组的寿命。 风力发电机和太阳能电池的充电特性不一样，风机的充电特性较硬，而光伏电池的充电特性较软，风光互补电对激活离子运动，防止蓄电池极板硫化有好处，可延长蓄电池组的寿命。 风机和太阳能电池的储能和逆变系统能够共用，且风机的单位造价只有太阳能电池的三分之一左右，因此风光互补发电系统的整体造价能够降低。同时，由于风机和太阳能电池的发电时间上互补，能够减少储能的蓄电池组
风光互补发电系统 方案
光伏发电系统在别墅中的应用方案 1.项目概况 1.1项目背景及意义 本项目拟先设计一个独立系统，安装在别墅屋顶上，用于演示光伏发电系统在别墅中应用的情况，为日后大面积推广提供参考。 1.2光伏发电系统的要求 本项目设计一个5kWp的小型系统，平均每天发电25kWh,可供一个1kW的负载工作25小时。能够满足别墅正常见电的需要（一般家庭每天用电量在10kWh左右）。 2.系统方案 2.1现场资源和环境条件 长春北纬43 °05’～45 °15’；东经124 °18’～127 °02’。长春市年平均气温 4.8°C，最高温度39.5°C，最低温度-39.8°C,日照时间2,688小时。夏季，东南风盛行，也有渤海补充的湿气过境。年平均降水量522至615毫米，夏季降水量占全年降水量的60%以上；最热月（7月）平均气温23℃。秋季，可形成持续数日的晴朗而温暖的天气，温差较大，风速也较春季小。 2.2太阳能光伏发电系统原理 太阳能光伏发电是一种新型的发电方式, 基本原理是光生伏特
效应原理, 也就是当太阳光照射在某些特殊材料上, 会引起材料中电子的移动, 形成电势差, 从而由太阳光能直接转换为电能。这其中的特殊材料也就是光伏发电的的最基本元件被称为太阳电池半导体, 即太阳能电池(片), 它包括有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。光伏发电系统主要由太阳能电池阵列、蓄电池、逆变器、控制器等几大部分组成, 由这些电子元器件构成的系统, 安装维护简便, 运行稳定可靠。白天太阳能电池组件将太阳辐射出的光线转变为电能, 储存在蓄电池里, 在夜间或需要时, 从蓄电池里将电能释放出来, 用于照明和其它用途。太阳能电池组件是发电设备, 蓄电池是储能设备, 控制器、逆变器是充放电控制保护和直交流变换设备。 2.3太阳能光伏发电主要部件 (1) 太阳能电池板： 太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。 (2) 太阳能控制器： 太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其它附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项。
风光互补发电系统 第一章绪论 1.1 能源与环境问题 能源是是国民经济发展与社会文明进步的基石，能源可持续发展是人类社会可持续发展的重要保障之一。从原始社会开始，化石能源逐步成为人类所用能源的主要来源，这种状况一直延续至科技发达的现代社会。随着人类对能源需求的日益增加，化石能源的储量正日趋枯竭。此外，大量使用化石燃料己经为人类生存环境带来了严重的后果，全世界每天产生约1亿吨温室效应气体，己经造成极为严重的大气污染、温室效应、酸雨等环境影响。开发利用可再生新能源以实现能源可持续发展是人类应对能源问题的有力方法之一。 1.2 新能源发展现状 当前，世界各国普遍重视能源技术创新，技术研发与制度创新越来越受到推崇。美提出培育世界领先水平的科技人员，建设世界一流的能源科技基础设施，整合基础研究和应用研究，加快研究电力储备、智能电网、超导输电、二氧化碳捕获、先进电池、纤维素乙醇、氢燃料以及清洁煤、核能、太阳能和风能等先进发电技术。日本也提出了引导未来能源技术的战略，从2050年、2100年超长期视点出发，展望未来能源技术，制定2030年科技战略。我国也看到新能源发展的紧迫性，加快建立法律法规，积极扶持新能源发展，新能源在我国的发展速度很快。 在新能源体系中，可再生能源是自然界中可以不断再生、永续利用的资源，它对环境无害或危害极小，而且资源分布广泛，适宜就地开发利用，主要包括风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等。 1.3 互补发电的概念 很多可再生新能源因其资源丰富、分布广泛，而且在清洁环保方面具有常规能源所无 法比拟的优势，因而获得了快速的发展。尤其是小规模的新能源发电技术，可以很方便地就地向附近用户供电，非常近合在无电、少电地区推广普及。不过由于风能、太阳能等可再生新能源本身所具有的变化特性，所以独立运行的单一新能源发电方式很难维持整个供电系统的频率和电压稳定。 考虑到新能源发电技术的多样性，以及它们的变化规律并不相同，在大电网难以到达的边远地区或隐蔽山区，一般可以采用多种电源联合运行，让各种发电方式在个系统内互为补充，通过它们的协调配合来提供稳定可靠的、电能质量合格的电力，在明显提高可生能源可靠性的同时，还能提高能源的综合利用率。这种多种电源联合运行的方式，就称为互补发电。
风光互补发电系统现状及发展状况 高洁琼 (ft西大学 ft西·太原030013) 摘要:本文介绍了风光互补发电系统的结构、工作原理和优缺点,以及风光互补发电系统的发展过程及现状,同时说明其应用前景。太阳能和风能之间互补性很强， 由这两者结合而来的风光互补发电系统在资源上具有最佳的匹配性。 关键词: 风能太阳能风光互补系统 1.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 部分根据日照强度、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，在系统中同时起到能量调节和平衡负载两大作用。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
风光互补发电系统技术方案 五寨县恒鑫科技发展有限公司 2017年04月20日
项目背景： 本项目产品小型风力发电机组是离网用户最佳的独立电源系统。 风光互补独立供电系统是目前最广泛应用独立电源系统。风光互补独立供电系统的广泛应用在于它的合理性。 太阳能是地球上一切能源的来源，太阳照射着地球的每一片土地。风能是太阳能在地球表面的另一种表现形式，由于地球表面的不同形态（如沙土地面、植被地面和水面）对太阳光照的吸热系数不同，在地球表面形成温差，地表空气的温度不同形成空气对流而产生风能。因此，太阳能与风能在时间上和地域上都有很强的互补性。白天太阳光最强时，风很小，晚上太阳落山后，光照很弱，但由于地表温差变化大而风能加强。在夏季，太阳光强度大而风小，冬季，太阳光强度弱而风大。太阳能和风能在时间上的互补性使风光互补发电系统在资源上具有最佳的匹配性，风光互补发电系统是资源条件最好的独立电源系统。单独的风机或太阳能发电系统由于受资源条件的限制，对蓄电池组充电时间较短，蓄电池组长时间处于亏电状态而导致蓄电池组的损坏。而风光互补发电系统充电时间较均衡，可以保证蓄电池组处于浮充状态，提高蓄电池组的充电质量并延长了蓄电池组的寿命。 风力发电机和太阳能电池的充电特性不一样，风机的充电特性较硬，而光伏电池的充电特性较软，风光互补电对激活离子运动，防止蓄电池极板硫化有好处，可延长蓄电池组的寿命。 风机和太阳能电池的储能和逆变系统可以共用，且风机的单位造价只有太阳能电池的三分之一左右，所以风光互补发电系统的整体造价可以降低。同时，由于风机和太阳能电池的发电时间上互补，可以减少储能的蓄电池组容量，使发电系统造价降低。经济上更趋于合理，随着我国4G通信网的开通，可实现大范围的无线传输图像资料，风光互补监控系统将在森林防火、防盗猎监控、城市乡村的防犯罪监控、古墓群的防盗墓监控、边防地区的防偷渡监控、生态保护区的防盗猎监控、旅游地区的安全监控和矿产资源的防乱开采监控等领域得到广泛的应用，这种监控系统体系不仅能大大降低管理成本，而且能实现有效及时和安全的防护体系。对降低森林火灾，减少资源破坏，提高破案率都有非常极的意义。技术的进步可以促进社会管理手段的进步，同时，新技术的广泛应用才能进一步促进新技术产业的发展。
风光互补供电系统项目可行性研究报告 目录 第一章项目绪论 (7) 一、项目名称及建设性质 (7) 二、项目承办单位 (7) 三、项目建设选址及用地综述 (7) 四、项目土建工程建设指标 (8) 五、设备选型方案 (9) 六、主要能源供应及节能分析 (9) 七、环境保护及清洁生产和安全生产 (10) 八、项目总投资及资金构成 (11) 九、资金筹措方案 (11) 十、项目预期经济效益规划目标 (11) 十一、项目建设进度规划 (12) 十二、综合评价及 (13) 第二章报告编制总体说明 (16) 一、报告编制目的及编制依据 (16) 二、报告编制范围及编制过程 (18) 第三章项目建设背景及必要性 (21) 一、风光互补供电系统产业发展规划背景 (21) 二、项目建设背景 (22)
三、项目建设的必要性 (25) 第四章建设规模和产品规划方案合理性分析 (28) 一、建设规模及主要建设内容 (28) 二、产品规划方案及生产纲领 (29) 第五章项目选址科学性分析 (30) 一、项目建设选址原则 (30) 二、项目建设区概况 (30) 三、项目用地总体要求 (31) 第六章工程设计总体方案 (32) 一、工程地质条件 (32) 二、工程规划设计 (32) 三、建筑设计方案 (34) 四、辅助设计方案 (35) 五、防水和防爆及防腐设计 (36) 六、建筑物防雷保护 (37) 七、主要材料选用标准要求 (37) 八、采用的标准图集 (38) 九、土建工程建设指标 (38) 第七章原辅材料供应及成品管理 (40) 一、原辅材料供应及质量管理 (40) 二、原辅材料采购及管理 (41) 第八章工艺技术设计及设备选型方案 (42) 一、原料及成品路线原则及工艺技术要求 (42) 二、项目工艺技术设计方案 (43) 三、设备选型方案 (44)
风光互补发电系统技术方案 五寨县恒鑫科技发展有限公司 2017年04月20日
项目背景： 本项目产品小型风力发电机组是离网用户最佳的独立电源系统。 风光互补独立供电系统是目前最广泛应用独立电源系统。风光互补独立供电系统的广泛应用在于它的合理性。 太阳能是地球上一切能源的来源，太阳照射着地球的每一片土地。风能是太阳能在地球表面的另一种表现形式，由于地球表面的不同形态（如沙土地面、植被地面和水面）对太阳光照的吸热系数不同，在地球表面形成温差，地表空气的温度不同形成空气对流而产生风能。因此，太阳能与风能在时间上和地域上都有很强的互补性。白天太阳光最强时，风很小，晚上太阳落山后，光照很弱，但由于地表温差变化大而风能加强。在夏季，太阳光强度大而风小，冬季，太阳光强度弱而风大。太阳能和风能在时间上的互补性使风光互补发电系统在资源上具有最佳的匹配性，风光互补发电系统是资源条件最好的独立电源系统。单独的风机或太阳能发电系统由于受资源条件的限制，对蓄电池组充电时间较短，蓄电池组长时间处于亏电状态而导致蓄电池组的损坏。而风光互补发电系统充电时间较均衡，可以保证蓄电池组处于浮充状态，提高蓄电池组的充电质量并延长了蓄电池组的寿命。 风力发电机和太阳能电池的充电特性不一样，风机的充电特性较硬，而光伏电池的充电特性较软，风光互补电对激活离子运动，防止蓄电池极板硫化有好处，
可延长蓄电池组的寿命。 风机和太阳能电池的储能和逆变系统可以共用，且风机的单位造价只有太阳能电池的三分之一左右，所以风光互补发电系统的整体造价可以降低。同时，由于风机和太阳能电池的发电时间上互补，可以减少储能的蓄电池组容量，使发电系统造价降低。经济上更趋于合理，随着我国4G通信网的开通，可实现大范围的无线传输图像资料，风光互补监控系统将在森林防火、防盗猎监控、城市乡村的防犯罪监控、古墓群的防盗墓监控、边防地区的防偷渡监控、生态保护区的防盗猎监控、旅游地区的安全监控和矿产资源的防乱开采监控等领域得到广泛的应用，这种监控系统体系不仅能大大降低管理成本，而且能实现有效及时和安全的防护体系。对降低森林火灾，减少资源破坏，提高破案率都有非常极的意义。技术的进步可以促进社会管理手段的进步，同时，新技术的广泛应用才能进一步促进新技术产业的发展。 技术方案 1、设计依据： 系统应用地点资源条件要求： （1）平均风速3.5m/s以上地点； （2）太阳能资源属Ⅲ类以上可利用地区。
2015年全国高职技能大赛 “康尼杯” 风光互补发电系统安装与调试赛项 答题纸（09卷） 工位号: 比赛时间: 2015年06月
1．光伏电池组件开路电压和短路电流的测量 表1 光伏电池组件开路电压和短路电流的测量数据 光伏电池组件 灯1和灯2亮灯1亮 灯1亮且摆杆向东偏移 处于限位位置 开路电压 （V） 短路电流 （A） 开路电压 （V） 短路电流 （A） 开路电压 （V） 短路电流 （A） 1块 2块串联 2串2并 4．简述问题 （1）光伏电池板并联旁路二极管的目的和作用是什么？ （2）在实训中，同学将KNT-WP01型风光互补发电实训系统的2块光伏电池组件串联时，把同极性端输出线连接在一起了。灯1和灯2关闭，用性能良好的万用表测量该串联光伏电池组件的输出电压值为-0.71V；打开灯1，用性能良好的万用表测量该串联光伏电池组件的输出电压值为+13.5V。请叙述可能的原因。
2．绘制S7-200 CPU226输入输出接口图 图3 S7-200 CPU226输入输出接口图
7．光伏电池组件的输出特性测试 表5 摆杆垂直且灯1和灯2亮时的光伏电池组件输出电压和输出电流测量值 组号电压U/V电流I/A功率P/W 组号电压U/V电流I/A 功率P/W 1 7 2 8 3 9 4 10 5 11 6 12 表6 摆杆垂直且灯1亮时的光伏电池组件输出电压和输出电流的测量值 组号电压U/V电流I/A功率P/W 组号电压U/V电流I/A 功率P/W 1 7 2 8 3 9 4 10 5 11 6 12 表7 灯1亮且摆杆向东偏移处于限位位置时的光伏电池组件输出电压和输出电流的测量值组号电压U/V电流I/A功率P/W 组号电压U/V电流I/A 功率P/W 1 7 2 8 3 9 4 10 5 11 6 12
风光互补供电系统： ：风光互补发电是一种将光能和风能转化为电能的装置。该系统无空气污染、无噪音、不产生废弃物。因此风光互补发电系统是一种自然、清洁的能源。目前在世界范围内风力发电和太阳能发电发展非常迅猛，其中丹麦和德国的风力发电已经成为主要的电能来源。人类为使居住环境不再受污染，风能和太阳能将是今后世界能源的必然选择。让太阳照亮夜晚，让清风吹亮公园，美丽的环境增添优雅的风车景观,加上象征太空技术的蔚蓝色的太阳能电池板，相信一定会使世界更加怡人！ 优势： 由于太阳能与风能的互补性强，风光互补发电系统在资源上弥补了风电和光电独立系统在资源上的缺陷。同时，风电和光电系统在蓄电池组和逆变环节是可以通用的，所以风光互补发电系统的造价可以降低，系统成本趋于合理。 ：：风光互补供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，即可保证系统供电的可靠性，又可降低发电系统的造价。无论是怎样的环境和怎样的用电要求，都可作出最优化的系统设计方案来满足用户的要求。应该说，风光互补发电系统是最合理的独立电源系统。这种合理性表现在资源配置最合理,技术方案最合理,性能价格最合理。正是这种合理性保证了风光互补发电系统的高可靠性。 性能： ：风光互补发电系统由太阳能发电板、小型风力发电机组、系统控制器、蓄电池组和逆变器等几部分组成，发电系统各部分容量的合理配置对保证发电系统的可靠性非常重要，供电系统为了满足广大用户的用电要求、为用户提供可靠的电力，会认真分析用户的用电负荷特征以及用户所处区域的太阳能和风能资源状况针对不同用户配置适合用户的一整套系统。 保护和控制，包括过充、过放、过载、过温、短路、反接；对风力发电机实行强风自动限速；对市电进行旁路自动切换；对输出实行多路控制；对负载增加节电控制等等，使保护和控制动作十分安全可靠与稳定。 风光互补发电原理图如下：
风光互补发电系统 概述 能源是国民经济发展和人民生活必须的重要物质基础，在过去的200多年里，建立在煤炭、石油、天然气等化石燃料基础上的能源体系极大的推动了人类社会的发展。但是人类在使用化石燃料的同时，带来了严重的环境污染和生态系统破坏。近年来，世界各国逐渐认识到能源对人类的重要性，更认识到常规能源利用过程中对环境和生态系统的破坏，各国纷纷开始根据国情，治理和缓解已经恶化的环境，并把可再生、无污染的新能源的开发利用作为可持续发展的重要内容。风光互补发电系统是利用风能和太阳能资源的互补性，具有较高性价比的一种新型能源发电系统，具有很好的应用前景。 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组件进行简单的组合，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。 近几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，国外相继开发出一些模拟风力、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。其中colorado state university和national renewable energy laboratory合作开发了hybrid2应用软件。 hybrid2本身是一个很出色的软件，它对一个风光互补系统进行非常精确的模拟运行，根据输入的互补发电系统结构、负载特性以及安装地点的风速、太阳辐射数据获得一年8760小时的模拟运行结果。但是hybrid2只是一个功能强大的仿真软件，本身不具备优化设计的功能，并且价格昂贵，需要的专业性较强。 在国外对于风光互补发电系统的设计主要有两种方法进行功率的确定：一是功率匹配的方法，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，只要用于系统的优化控制；另一是能量匹配的方法，即在不同辐
5.3.1风光互补发电系统设计 风能和太阳能都具有能量密度低、稳定性差的弱点，并受到地理分布、季节变化、昼夜交替等影响．然而太阳能与风能在时间上和地域上一般都有一定的互补性，白天太阳光最强时，风较小，晚上太阳落山后，光照很弱，但由于地表温差变化大而风能加强．在夏季，太阳光强度大而风小；冬季，太阳光强度小而风大。太阳能发电稳定可靠，但目前成本较高，而风力发电成本较低，随机性大，供电可靠性差。若将两者结合起来，可实现昼夜发电．在合适的气象资源条件下，风光互补发电系统能提高系统供电的连续性、稳定性和可靠性，在很多地区得到了广泛的应用．如图5.1为某地10 月份某日典型的太阳能和风资源分布，因此采用风光互补发电系统，可以弥补风能和太阳能间歇性的缺陷。 图5.1 某地10 月份典型日太阳能和风能资源分布图风光互补发电的优势： （1）利用风能和太阳能的互补性，弥补了独立风电和独立光伏发电系统的不足，可以获得比较稳定的和可靠性高的电源。 （2）充分利用土地资源。 （3）保证同样供电的情况下，可大大减少储能蓄电池的容量。 （4）对系统进行合理的设计和匹配，可以基本上基本上由风光互补发电系统供电，获得较好的经济效益。 5）大大提高经济效益。
风光互补发电系统主要组成部分（1）发电部分：由一台或者几台风力发电机和太阳能电池阵列构成风—电、光—电发电部分，发电部分输出的电能通过充电控制器与直流中心完成蓄电池组自动充电工作。 （2）蓄电部分：蓄电部分主要作用是将风电或光电储存起来，稳定的向电器供电。蓄电池组在风光互补发电系统中起到能量调节和平衡负载两大作用。 （3）控制及直流中心部分：控制及直流中心部分由风能和太阳能充电控制器、直流中心、控制柜、避雷器等组成，完成系统各部分的连接、组合及对蓄电池组充放电的自动控制。控制及直流中心具体构成参数由最大用电负荷与日平均用电量决定。 （4）供电部分：供电部分不可缺少的部分是逆变器，逆变器把蓄电池储存的直流电转换为交流电，保证交流负载的正常使用。同时，还有稳压功能，以改善风光互补系统的供电质量。 图5.2 风光互补发电系统 设计一个完善的风光互补发电系统需要考虑多种因素．如各个地区的气候条件，当地的太阳辐照量情况，太阳能方阵及风力发电机功率的选用，作为储能装置蓄电池的特性等．因此，必须选择建立一些先进的数学模型进行多种计算，确定合理的太阳能电池方阵和风力发电机容量，使系统设计最优化． 数学模型计算 1.蓄电池容量计算 蓄电池的容量C 通常按照保证连续供电的天数来计算：
第３７卷第３期２ ０ １ ４年５月 河北农业大学学报 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＡＧＲＩＣＵＬＴＵＲＡＬ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＨＥＢＥＩ Ｖｏｌ．３７Ｎｏ．３ Ｍａｙ．２ ０ １ ４ 文章编号：１０００－１５７３（２０１４）０３－０１１５－０３ ＤＯＩ：１０．１３３２０／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊａｕｈ．２０１４．００７５景观灯小型风光互补发电系统的改进 祁丙宝， 孙维连， 王会强， 孙 铂 （河北农业大学机电工程学院，河北保定０７１０００） 摘要：目前国内风光互补系统快速发展并应用在了各个行业，本研究针对风光互补发电系统在运行当中容易出 现的一些问题进行研究，以达到优化系统的目的。对一些关键电气元件进行有效控制，基于光源随动系统和最 大功率补偿的技术，提高了有效光照时间和系统的稳定性，并且创新性的把此系统应用在了日常生活当中的景 观灯上，为景观灯提供了单独的电源供应系统，简化了工序，降低了成本，是节能环保的一个具体实践应用。 关 键 词：光源随动控制；功率给定；风光互补；节能环保 中图分类号：ＴＫ５１１文献标志码：Ａ Ｗｉｎｄ／ＰＶ ｈｙｂｒｉｄ ｓｙｓｔｅｍ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｏｎ ｌａｎｄｓｃａｐｅ ｌｉｇｈｔｓ ＱＩ Ｂｉｎｇ－ｂａｏ，ＳＵＮ Ｗｅｉ－ｌｉａｎ，ＷＡＮＧ Ｈｕｉ－ｑｉａｎｇ，ＳＵＮ Ｂｏ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｈｅｂｅｉ，Ｂａｏｄｉｎｇ ０７１００１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｗｉｎｄ／ＰＶ ｈｙｂｒｉｄ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｖｅｒ ｓｏｍｅ ｋｅｙ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ．Ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｉｇｈｔ ｓｏｕｒｃｅ ｓｅｒｖｏ ｓｙｓｔｅｍ ｐｒｏｌｏｎｇｓ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｉｌｌｕｍｉｎａ－ ｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ｔｏ ｍａｋｅ ｉｔ ｏｐｅｒａｔｅ ｓａｆｅｌｙ ａｎｄ ｓｔａｂｌｙ．Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ，ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｌｙ ａｐ－ ｐｌｉｅｄ ｔｏ ｄａｉｌｙ ｌａｎｄｓｃａｐｅ ｌｉｇｈｔｓ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｔｈｅｍ ｓｅｐａｒａｔｅｄ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｓｙｓｔｅｍ．Ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｏｃｅ－ ｄｕｒｅ ｉｓ ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ ａｎｄ ｃｏｓｔ ｉｓ ｒｅｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｉｓ ｉｓ ａ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｔｏ ｓａｖｅ ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ ｐｒｏｔｅｃｔ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌｉｇｈｔ ｓｏｕｒｃｅ ｓｅｒｖｏ ｓｙｓｔｅｍ；ｐｏｗｅｒ ｏｆ ｇｉｖｅｎ；ｗｉｎｄ／ＰＶ ｈｙｂｒｉｄ ｓｙｓｔｅｍ；ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｅｒ－ ｖａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ 风能和太阳能作为一种能源多样化，社会可持续发展的能源代表，已经被社会认可，而且两者具有天然的匹配互补性［１－２］。针对风能与太阳能的特点，指出风力与太阳能互补发电比单一发电方式更优越，并介绍风力与太阳能光伏互补发电的研究现状及进一步发展所要做的努力［３］。 传统的风光互补照明系统虽然直接应用了风光互补技术，但是因为受气候，地势的影响，系统的稳定性和系统的工作效率都不够理想，仍然需要连接电网。如果建立单独的电源供应系统不仅加大了施工难度，更重要的是增加了投入成本。因此，要解决长期稳定的可靠供电、不建输电线路、也不做挖路埋线工程，就必须学会地取材，利用自然资源［４］。本研究在分析小型风光混合发电系统的运行结构以及混合发电系统各种控制策略的基础上，选定风力发电机、太阳能电池组件进行优化改进，并把其应用于生活当中的景观灯，以期解决传统风光互补照明系统中存在的问题。 收稿日期：２０１３－１０－２８ 作者简介：祁丙宝（１９８７－），男，河北省张家口人，在读硕士生，主要从事机电一体化研究． 通讯作者：孙维连（１９５６－），男，教授，主要从事机械设计和材料方面的研究．Ｅ－ｍａｉｌ：ｂｄ９９９＠ｅｙｏｕ．ｃｏｍ
风光互补发电系统 摘要：风光互补发电系统是利用风能和太阳能资源的互补性，具有较高性价比的一种新型能源发电系统。本文通过对风光互补发电系统的动力来源-风能和太阳能资源的初步调研，分析了风光互补发电系统的优势，并总结了国内外风光互补发电系统的研究现状，对其基本的工作原理进行了阐述。最后对举例说明了风光互补发电系统的应用前景。 关键词：风光互补，现状，工作原理，应用前景 1.引言 能源是人类社会发展和进步的物质基础，人类社会的发展和进步离不开优质能源的开发利用和先进的能源技术的不断革新。煤和石油等矿物能源的开发和利用推动了近代工业革命的发展，极大地改变了人类的生活方式。由于煤、石油、天热气等常规能源的储量是有限的，据估计，地球上煤炭最多可用300年，石油最多可维持40多年，天然气还可以维持50多年，不断爆发的能源危机严重阻碍了人类社会的发展进步。为了缓解不断加重的能源危机，世界各国相继加大了对可再生能源的研究。可再生能源是指除常规能源外的包括风能、太阳能、生物质能、地热能、海洋能等能源资源。 为了降低能耗和解决日益突出的环境问题，全球都投入到了可再生发展能源的热潮之中，全球可再生能源发展取得了明显成效。主要表现在：成本持续下降，市场份额不断扩大，其定位也开始由补充能源向替代常规能源的方向转化。近10年来，全球风力发电市场保持了28％的年均增长速度，太阳能光伏发电的年均增长速度超过30％[1]。 进入新世纪以来，中国的可再生能源利用步入了快速发展的轨道，特别是自2006年可再生能源法实施以来，中国可再生能源已经进入快速发展时期。2009年中国可再生能源在一次性能源消费结构中所占的比例已从2008年的8％提升至9％。根据中国国家能源局制定的《新能源产业振兴发展规划》，预计到2011年，新能源在能源结构中的占到的比重达到2％(含水电为l％)，新能源发电容量占总电力装机容量的比重将会达到5％(含水电为25％)。其中风电装机容量将会达到3500万千瓦(陆地风电3000万千瓦，海上风电500万千瓦)，太阳能发电装机容量达到200万千瓦[2]。除此之外，根据(2008年中国风电发展报告》的预测，估计到2020年末，全国风电开发建设总规模有望达到1亿kW。到2020年全国
风光互补发电系统 能源是国民经济发展和人民生活必须的重要物质基础。在过去的200多年里，建立在煤炭、石油、天然气等化石燃料基础上的能源体系极大的推动了人类社会的发展。但是人类在使用化石燃料的同时，也带来了严重的环境污染和生态系统破坏。近年来，世界各国逐渐认识到能源对人类的重要性，更认识到常规能源利用过程中对环境和生态系统的破坏。各国纷纷开始根据国情，治理和缓解已经恶化的环境，并把可再生、无污染的新能源的开发利用作为可持续发展的重要内容。风光互补发电系统是利用风能和太阳能资源的互补性，具有较高性价比的一种新型能源发电系统，具有很好的应用前景。 中文名称 风光互补发电系统 外文名称 Scenery complementary power generation system 拼音 fengguanhubufadianxitong 目录 1 简介 2 发展过程 3 结构 4 应用前景 5 解决方案
5.1 应用场景 5.2 对策 5.3 方案特点 6 总结 7 发电分析 8 互补控制 简介 风光互补，是一套发电应用系统，该系统是利用太阳能电池方阵、风力发电机(将交流电转化为直流电)将发出的电能存储到蓄电池组中，当用户需要用电时，逆变器将蓄电池组中储存的直流电转变为交流电，通过输电线路送到用户负载处。是风力发电机和太阳电池方阵两种发电设备共同发电。 发展过程 最初的风光互补发电系统，就是将风力机和光伏组件进行简单的组合，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。 近几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，国外相继开发出一些模拟风力、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。其中colorado state university和national renewable
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/1617722101.html, 小型风光互补发电系统最大功率控制的研究作者：崔啸鸣,乔燕军 来源：《电脑知识与技术》2011年第21期 摘要：独立运行的风电系统或光伏系统都有其自身的局限性，选择了结合风力发电和光伏发电优点的风光互补发电系统作为研究对象，建立了风光互补发电系统的仿真模型，对最大功率跟踪控制进行仿真研究。结果表明，最大功率跟踪控制可以实现风力发电子系统和光伏发电子系统的最大功率跟踪。仿真结果初步验证了系统集成控制策略的正确性和可行性。 关键词：风光互补发电系统；最大功率跟踪控制；仿真 中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)21-5241-02 Research on Maximum Power Point Tracking Control for Small-scale Wind/PV Hybrid Generation Systems CUI Xiao-ming1, QIAO Yan-jun2 (1.School of Information EngineeringInner Mongolia University of Technology, Hohhot 010051, China ; 2.Beijing Jingneng New Energy Co.Ltd, Hohhot 010070, China) Abstract: Both the stand-alone wind power generation system and photovoltaic generation system have their own limitations, so that the stand-alone wind/PV hybrid generation system which combines wind with PV power generation, the simulation models of components of wind and PV subsystem as well as the whole system have been established, and the simulation study has been carried out to test the maximum power tracking control. The result shows that although solar irradiation and load are changeable, the maximum power tracking control can realize MPPT of wind and PV subsystems. The simulation results verify the correctness and feasibility of the maximum power tracking control strategy. Key words: wind/PV hybrid generating system; maximum power tracking control; simulation 风力发电和太阳能发电具有不枯竭、方便、清洁、无噪音等优点，尤其在广大边远地区，充分利用其优势，对建立独立可靠的能源供应系统有着重大的意义。太阳能和风能在转换过程中受到季节、地理、气候条件等多种因素的制约，而且两者在时间变化分布上有很强的互补性，只有扬其两能各自之长，补其两能各自之短，相互配合利用，因地制宜，才能发挥出最大的作用。太阳能和风能在时间上的互补性使得风光互补发电系统在资源分布上具有很好的匹配性[1-2]。 1 独立运行风光互补发电系统结构
太阳能风光互补发电系统 1.问题的提出 如何解决能源危机问题，已经成为全球关注的热点。节能和环保已成为当今世界的两大主题。在当前可利用的几种可再生能源中，太阳能和风能是应用比较广泛的两种。风光互补发电控制系统是为了弥补传统电力的不足而设计的独立发电设备。它是由太阳能电池组件与风力发电机配合而成的一个系统，通过微型计算机的远程控制，并实现了免维护的功能。 2.风光互补发电系统的现状 最初的风光互补发电系统，就是将风力机和光伏组件进行简单的组合，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。 近几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，国外相继开发出一些模拟风力、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两种方法进行功率的确定：一是功率匹配的方法，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，只要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。 目前国内进行风光互补发电系统研究的大学，主要有中科院电工研究所、内蒙古大学、内蒙古农业大学、合肥工业大学等。各科研单位主要在以下几个方面进行研究：风光互补发电系统的优化匹配计算、系统控制等。目前中科院电工研究所的生物遗传算法的优化匹配和内蒙古大学新能源研究中推出来的小型户用风光互补发电系统匹配的计算即辅助设计，在匹配计算方面有着领先的地位，而合肥工业大学智能控制在互补发电系统的应用也处在前沿水平。 3.一个设计好的太阳能风光互补发电的设计框图结构 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。
风光互补发电系统 在当今世界人们对电的依赖越来越强。在远离电网的地区, 独立供电系统就成为人们最需要的电源, 需要低成本、高可靠性的独立电源系统。在此种环境下风光互补供电系统较为合理, 因为现代能源服务尚不能达到的地方往往是盆藏着丰富风能和太阳能资源的地方。而且风、光互补系统本身独有的一些性质也恰好与这些地区的自然条件相吻合。因此对于满足偏远地区能源需要和中国最贫困地区的可持续发展, 风光互补发电是一项关键的能源建设技术手段。风光互补供电系统是由太阳能电池与风力发电机发电, 经蓄电池贮能, 给负载供电的一种新型电源, 目前广泛应用于徽波通信、基站、电台、野外活动、高速公路、无电山区、村庄和海岛. 偏远地区一般用电负荷都不大, 所以用电网送电就不经济, 在当地直接发电最常用的就是采用柴油发电机。但柴油的储运对偏远地区成本太高, 所以柴油发电机只能作为一种短时的应急电源。要解决长期稳定可靠的供电问题, 只能依赖当地的自然能源。太阳能和风能是最普遍的自然资源, 也是取之不尽的可再生能源。太阳能是地球上一切能源之源, 太阳照射着地球的每一片土地。风能是太阳能在地球表面的另外一种表现形式, 由于地球表面的不同形态如沙土地面、植被地面和水面对太阳光照的吸热系数不同, 在地球表面形成温差, 地表空气的温度不同形成空气对流而产生风能。我国西部地区是世界上最大也是世界上最丰富的太阳能资源地区之一, 尤其是西藏地区, 空气稀薄, 透明度高年日照时间长达3400h, 每天日照6h以上年平均天数在275~330天之间, 辐射强度大, 年均辐射总量7000MJ/m,地呈东向西递增分布,呈峰型变化, 资源优势得天独厚, 应用前景十分广阔。我国风能资源丰富储量3200GW, 可开发的装机容量约253GW, 居世界首位与可开发的水电装机容量380GW为同一级。2005年我国风电装机容量超过1GW,2020年风能发电规模预计达30GW。未来风能电能很可能成为和太阳能比肩的新能源行业。我国风能开发利用的潜力很大,属于风能资源可利用区。特别是太阳能与风能在时间上和地城上都有很强的互补性。白天太阳光最强时, 风很小, 晚上太阳落山后, 光照很弱, 但由于地表温差变化大而风能加强。在夏季太阳光强度大而风小冬季, 太阳光强度小而风大。太阳能和风能在时间上的互补性使风光互补发电系统在资源上具有最佳的匹配性, 风光互补发电系统是一个最好的独立电源系统。 光电系统是利用光电板将太阳能转换成电能, 通过控制器对蓄电池充电, 再通过逆变器对用电设备供电的一套系统。该系统的优点是供电可靠性高, 运行维护成本低,但是系统造价高。风电系统是利用小型风力发电机, 将风能转换成电能, 通过控制器对蓄电池充电, 再通过逆变器对用电设备供电的一套系统。该系统的优点是发电较大, 系统造价较低, 运行维护成本低。缺点是小型风力发电机可靠性低。风电和光电系统都存在由于资源的不确定性导致发电与用电负荷的不平衡问题, 风电和光电系统都必须通过蓄电池储能才能稳定供电, 但每天的发电要受天气的影响很大，会导致系统的蓄电池组长期处于亏电状态, 这也是引起蓄电池组使用寿命降低的主要原因。由于太阳能与风能的互补性强, 风光互补发电系统在资源上弥补了风电和光电独立系统在资源上的缺陷。同时, 风电和光电系统在蓄电池组和逆变环节是可以通用的, 所以风光互补发电系统的造价可以降低, 系统成本趋于合理。太阳能电池可以将光能转换成电能。它将太阳能电池组件与风力发电机有机地配合组成一个系统, 可充分发挥各自的特性和优势, 最大限度的利用好大自然踢予的风能和太阳能。对于用电大、用电要求高, 而风能资源和太
1、风光互补发电技术 1.1风光互补发电系统的特点 风力发电系统利用风力发电机，将风能转换成电能，然而通过控制器对蓄电池充电，最后通过逆变器对负载供电。该系统具有日发电量较高，系统造价较低，运行维护成本低等优点。缺点是小型风力发电机可靠性低，常规水平轴风力发电机对风速的要求较高。光伏发电系统利用光电板将太阳能转换成电能，然后通过控制器对蓄电池充电，最后通过逆变器对负载供电。该系统的优点是系统供电可靠性高、资源条件好、运行维护成本低，缺点是系统造价高。发电与用电负荷的不平衡性是风电和光电系统共同存在的一个缺陷，它是由资源的不确定性造成的。风电和光电系统发出电能后都必须通过蓄电池储能才能稳定供电，但是每天的发电量受阳光、风力的影响很大，阳光、风力较弱会导致系统的蓄电池组长期处于亏电状态，这是引起蓄电池组使用寿命降低的主要原因。较风电和光电独立系统，风光互补发电系统具有以下特点：（1）风光互补发电系统弥补了风电和光电独立发电系统在资源上的缺陷，利用太阳能和风能的互补性，提供较稳定的电能； （2）在风光互补发电系统中，风电和光电系统可以共用一套蓄电池组和逆变环节，减少系统造价； （3）整个系统是两种发电系统进行互补运行，因此，在保证同等供电的情况下，可大大减少储能装置的容量； （4）风光互补发电系统可以根据用户需要合理配置系统容量，在不影响供电可靠性的情况下减少系统造价； （5）风光互补发电系统可以根据用户所在地的季节及天气变化情况优化系统设计方案，在满足用户要求的情况下节约资源。 1.2适合风光互补地区分析 太阳能和风能是最普遍的自然资源，也是取之不尽的可再生能源。图1为我国太阳能风能分部情况。