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风光互补发电系统PPT课件

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风力发电PPT

风力发电PPT

电路中，电流源电流Iph为光生电流，和光照强度 S 成 正比，并受到温度 T 的影响；ID为二极管电流，I0为光 伏电池内部等效反向二极管饱和电流。考虑到电池板本 身材料的电阻率，引入 Rs作为串联电阻，一般情况下 Rs小于 1 欧姆，I 为光伏电池输出电流。考虑到电池边 缘和电极可能会因为工艺和长期折旧损耗而产生微小的 阻值相对较大，一般为几千欧姆，Ish为并联电阻电 流。Uoc为电池的开路电压；RL为负载电阻。
风光互补发电系统的发展历程
• 1981年，丹麦的N.E.Busch和KΦllenbanch提出了太阳能和风能混合利 用的技术问题。 • 随后美国的C.I.Aspliden研究了太阳能-风能混合转换系统的气象问题； 前苏联的N.Aksarni等人根据概率原理，统计出近似的太阳能-风能潜力 的估计值，为风光互补发电系统的研究和利用提供了科学的数据支持。 • 1982年，我国的余华扬等提出了太阳能-风能发电机的能量转换装置， 风光互补发电系统的研究从此进入实际利用阶段。 • 在软件开发方面，主要有西班牙Zaragoza大学Rodolfo Dufo Lopez等人 用C++语言开发了一套用于风光，光柴油机等互补发电系统的基于遗 传算法的优化系统。 • 其中Colorado State University和National Renewable Energy Laboratory(美国可再生能源实验室)合作开发了hybrid2应用软件
风光互补发电系统的结构及特点
• 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；

风光互补发电技术ppt

风光互补发电技术ppt

谢谢各位老师
3、在太阳能、风能资源、比较丰富.且 互补性好的情况下， 对系统的部件配置、运行模式及负荷调度方法等进行优化 设计后。系统负载只靠风光互补系统发电即可获得连续、 稳定的供电，备用柴油发电机组可以不启动或很少启动。 这样风光互补发电系统会有更好的社会和
1、系统优化设计数学模型较复杂，求解困难； 2、蓄电池的工作状态不合理。其一，充放电控 制策略得选择不合理，实际充电曲线与蓄电池 固有电特性相差甚远，导致蓄电池寿命降低； 其二，它的电荷状态检测不够精准； 3、控制器集成化程度低，影响产业化发展； 4、新型风力发电机用于实际系统中较少。因而， 如何改进存在的问题，是风能-太阳能光伏互 补发电技术研究的重要关键点。
风光互补发电系统实例
风光互补发电优点
1、风光互补发电系统同时利用太阳能和风能发电，对气象 资源的利用更加充分，可实现昼夜发电。在合适的气象资 源条件下。风光互补发电系统风光互补控制器可提高系统 供电的连续性、稳定性和可靠性。
2、单位容量的系统初投资和发电成本均低于独立的光伏系 统。如果太阳能和风能资源互补性好，则可适当减少蓄电 池组容量
风光互补发电技术
风能、太阳能都具有能量密度低、稳定性差的弱点， 并受地理分布、季节变化、昼夜变化等因素影响。中国 属于季风气候区，春季、冬季风力强，太阳辐射弱，夏 季、秋季风力弱，太阳辐射强，两者能量变化趋势相反， 因而可以组成能量互补系统，并使电能输出比较稳定。 利用自然能源的互补特性，增加了供电的可靠性，并使 风力发电机组和太阳能电池方阵的容量都较单独使用时 小。风力—光伏发电系统最常采用的方式是同时运行： 风力发电机组和太阳能电池方阵同时向蓄电池组充电， 这样可以充分发挥两者的效能，系统效率高。
风光互补发电技术与现状研究

一风光互补发电系统工作原理

一风光互补发电系统工作原理
2、控制器的分类及工作原理 （1）基本原理
（2）类型 并联型控制器 串联型控制器 脉宽调制型控制器 多路控制器 智能型控制器 最大功率点跟踪控制器 太阳能草坪灯控制器
A、并联型控制器
B、串联型控制器
C、脉宽调制型控制器（重点介绍）
D、多路控制器
E、智能型控制器
2、过放保护：当蓄电池电压低于保护电压时，控制器自 动关闭输出以保护蓄电池不受损坏。
3、过压保护：当电压过高时，自动关闭输出，保护电器 不受损坏。
4、蓄电池反接保护：蓄电池“＋”“－”极性接反，熔 断丝熔断，更换后可继续使用。
5、太阳能电池反接保护：太阳能电池“＋”“－”极性 接反，纠正后可继续使用。
二、太阳能光伏带电池的类型
单体
组件
方阵
太阳能电池方阵
一、晶体硅太阳能电池组件的构成及制造工艺 （一）普通型 1、环氧树脂胶封组件
2、透明PET层压板组件
3、钢化玻璃层压板组件
一、晶体硅太阳能电池组件的构成及制造工艺 （二）建材型 1、单面玻璃透光型电池组件
2、夹胶玻璃电池组件
温度降低，氧化还原反应和水的分解都变得困难，其电化 学反应电位升高，此时应当提高蓄电池的充满门限电压， 以保证将蓄电池被充满同时又不会发生水的大量分解。
因此要求控制器具有对蓄电池充满门限电压进行自动温度 补偿的功能。温度系数一般为单只电池-５～-３ｍＶ／℃ （25℃时），即当电解液温度（或环境温度）偏离标准条 件时，每升高１℃，每只电池的门限电压充满向下调整 ３～５ｍＶ；每下降１℃，向上调整３～５ｍＶ。
六、太阳能光伏发电系统控制器
1、控制器的功能
一、太阳能光伏发电系统控制器
1、控制器的功能
1、过充保护：充电电压高于保护电压时，自动关断对蓄 电池充电；此后当电压掉至维护电压时，蓄电池进入浮充 状态，当低于恢复电压后浮充关闭，进入均充状态。均充 保护恢复点电压和浮充保护恢复点电压均有温度补偿。

风光互补发电系统

风光互补发电系统

风光互补发电系统Wind-Solar Photovoltaic Hybrid GenerateGeneration System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；对于富余的电能则送入外电网。

由于是风力发电机和太阳电池方阵两种发电设备共同发电，可以在资源上弥补风电和光电独立系统的缺陷：实现昼夜互补——中午太阳能发电，夜晚风能发电；季节互补——夏季日照强烈，冬季风能强盛；稳定性高——利用风光的天然互补性，大大提高系统供电稳定性。

小型风光互补发电系统小型风光互补发电系统一般由一个或几个中小型风力发电机与若干太阳电池组件组成电力来源，电力送入风光互补控制器，在控制器内先转换成直流电，根据控制需要直流电可向蓄电池组充电与逆变成交流电。

小型风光互补发电系统可以是离网的独立供电系统，发出的交流电供用户自己使用，也可以组成并网系统，把多余的交流电可送向电网。

图1是小型风光互补发电系统组成示意图。

图1 小型风光互补发电系统示意图图2是小型（容量为数千瓦至数十千瓦）风光互补发电系统主电路示意图，在控制器有风电的直流变换电路；光伏输入的直流变换电路；产生工频的逆变电路，以及相关的检测与控制电路。

各电路主要功能如下：为了使系统能满足常用电器的需要，系统多余电量能送入外电网，系统输出为380V 三相交流电，逆变器具有并网功能。

逆变器由三相桥式逆变电路组成，输出有滤波器，滤波器类型根据本地负荷与电网的特性选择；逆变器输出供给本地用户使用，可通过并网开关连接外电网。

逆变器从直流母线输入，为了使逆变器正常工作，直流母线电压应在650V 左右。

较小型逆变器因蓄电池电压较低造成直流母线电压较低，需在逆变器直流输入侧增加升压电路。

一般风力发电机输出为交流输出，1kW以下的微型风力发电机有低压单相交流输出或三相交流输出；1kW以上的小型风力发电机为三相交流输出。

刘斌风光互补发电系统PPT解读

刘斌风光互补发电系统PPT解读

风力发电特点及现状
• 可再生，且清洁无污 染。 • 风速随时变化，风电 机组承受着十分恶劣 的交变载荷。 • 风电的不稳定性会给 电网或负载带来一定 的冲击影响。 • 风电单机容量不断扩 大。 • 风电制造企业集中度 较高（主要风电设备 制造企业集中在欧美 国家）。 • 风电电价快速下降。 • 风力发电比重迅速攀 升。
• 风光互补发电系统是 资源条件最好的独立 电源系统。
• 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、交流和直流负 载等部分组成。
• 光电池发出的直流电
风力发电控制器
• 风力发电控制器是专为风力发电机 控制和蓄电池充电而设计的智能型 控制器，能有效提升风力发电的效 能。一方面把调整后的能量送往直 流负载或交流负载，另一方面把多 余的能量按蓄电池的特性曲线对蓄 电池组进行充电，当所发的电不能 满足负载需要时，控制器又把蓄电 池的电能送往负载。蓄电池充满电 后，控制器要控制蓄电池不被过充 。当蓄电池所储存的电能放完时， 控制器要控制蓄电池不被过放电， 保护蓄电池。控制器采用PWM无级 卸载方式控制风机对蓄电池进行智 能充电。
• 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 发电系统是一种 风能和光能转化为电能 的装置，风光互补路灯 工作原理是利用自然风 作为动力，风轮吸收风 的能量，带动风力发电 机旋转，把风能转变为 电能，经过控制器的整 流，稳压作用，把交流 电转换为直流电，向蓄 电池组充电并储存电能。 利用光伏效应将太阳能 直接转化为直流电，供 负载使用或者贮存于蓄 电池内备用。
太阳能发电现状
• 光电池制作成本逐渐降低，但还不能被大量 广泛和普遍的使用。 • 世界太阳能发电增长迅速。 • 太阳能法定还需解决一些问题，如太阳能的 跟踪、聚集、贮存和转化。 • 太阳能发电转换效率比较低，太阳能发电系 统的工作性能在受到外界环境的影响时表现 的不稳定性，也制约了太阳能发电系统的更 广泛的应用。 • 政府的大力扶持。

风光互补型再生能源供电系统之探讨ppt实用资料

风光互补型再生能源供电系统之探讨ppt实用资料
率。 直/交流轉換器（DC/AC Inverter）
太陽電池全年最佳高度角可發電量預估值 (KW/m2 day)
測試結果分為5下列5個層面來敘述：
0.14
6
3.5
反之，若能因應基地200自1年6然月逐環時平境均風，速(m選/s) 擇適當的再生能源種類，互相整合運轉，則系統整體的電力供給將有所提升。風速
最佳開發。
3-1淡水產出率 3-1淡水產出率
期互補，形成所謂「風水互補」的操作。因此再生
能源應用的另一則思維應該是「多種類、相互補」
的運轉，透過因地制宜、多能互補、綜合利用等模
式，達成基地自然力的最佳開發。
1-2 由建置經驗看未來發展
➢研究團隊在執行能源委員會委託研究「小型風力
發電與地區產業結合之效益評估(I)(II)」的過程中發 在多角化的應用方面，魚塭養殖業的經常用電需求有：曝氣水車、曝氣管、給排水泵、自動餵飼機等，本計畫全期將逐項進行使用評 估圖。3 本研究規劃之Hy現brid發，電系基統示地意圖每日與年度的風力潛能與日射能量恰具互 補性，如圖1、2所示。 在小型再生能源系統的規劃設計上，準確的基地潛能預估是相當重要的，可降低蓄電池的設置容量以及供電不足時跳接商業用電的頻
一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 十一 十二
月月月月月月月月月月
月
月
風力發電電力資料（G廠牌風力發電機@1.2.2 1.8 2.78 1.68 2.44 3.59 3.67 4.12
「風光互補」型再生能源供電 系統之探討
學生：盧建宏
大綱
一、前言
二、系統規劃與設置
三、系統運轉測試
3-1淡水產出率 3-2 AC/DC Inverter的效率 3-3 DC/AC Inverter的效率 3-4能源供給與需求之配置

风光互补课程课件01

风光互补课程课件01

• 2.1.4 电源
• 通常使用的是AC 220V 或DC 24V工作电源，为各功能模块 提供工作电源。 PC
• 2.1.5 外部设备
• 编程器：手持式、计算机
ST XWX
NOT DT/Ld C 8 4 0
FP PROGRAMMER
AN YWY STK IX/IY D
OR RWR TM TSV E A 6 2
程序执行
（ ）
输 出 映 象 寄 存 器
接触器
输 出 电 路
• 2.1.7 CPU的存储区
寄存器：I、Q 存储器V、M、T、C、 SM 、L 高数计数器HC、累加器AC AI、AQ、S
• 2.3 PLC的基本指令系统
2.3.1 基本位逻辑指令
• 2.4 传感器与开关
光线传感器原理：通过光线亮度的变化，控制光敏电 阻的阻值变化，从而实现对输出信号的控制。
（1）风光一体，互补性强，稳定性高。 （2）可减少储能蓄电池的容量。 （3）无污染，社会效益和经济效益好。 （4）适用范围广，适应性强，实用性强。 与光伏发电和风力发电的对比：
• 1.4 风光互补发电系统的应用
第二章 风光互补发电系统中PLC的应用
• 2.1 PLC的基本结构和工作原理
• PLC专为工业场合设计，采用了典型的计算机结构， 主要是由CPU、电源、存储器和专门设计的输入输出接口 电路等组成。下图为一典型PLC结构简图。
2.1.2 存储器
存储器（RAM/ROM）： ROM：存系统程序（CMOS固化监控程序和解释程序） RAM：存用户程序和工作状态数据
2.1.3 输入输出接口：
其是PLC的CPU模块与外部现场之间的桥梁。采用光 电隔离，实现了PLC的内部电路与外部电路的电气隔离， 减小了电磁干扰。 输入接口作用：将按钮、行程开关或传感器等产生的信号， 转换成数字信号送入主机。 输出接口作用：将主机向外输出的信号转换成可以驱动外部 执行电路的信号，以便控制接触器线圈等电器通断电；另 外输出电路也使计算机与外部强电隔离。

刘斌风光互补发电系统PPT

刘斌风光互补发电系统PPT

• 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；
• 风光互补型路灯结构由太阳 能电池组件、风机、太阳能 大功率LED、LPS灯具、光伏 控制系统、风机控制系统、 太阳能专用免维护蓄电池等 部件组成，还包括太阳能电 池组件支架、风机附件，灯 杆，预埋件，蓄电池地埋箱 等配件。
选用风光互补路灯要注意的问题
• 1风机的选择 风机是风光互补路灯的标志性产品，风机的选择最关键 的是要风机的运行平稳。灯杆是无位索塔，最要小心的是因 风机运行时的振动引起灯罩和太阳能支架的固定件松动。选 择风机的另一个主要因素就是风机的造型美观，重量要轻， 用以减小塔杆的负荷。 • 2供电系统最佳配置的设计 保证路灯的亮灯时间是路灯的重要指标，风光互补路灯 作为一个独立供电系统，从路灯灯泡的选择到风机，太阳能 电池及储能系统容量的配置都有一个最佳配置设计的问题， 需要结合安装路灯地点的自然资源条件来进行系统最佳容量 配置的设计。 • 3灯杆的强度设计 要根据选定的风机及太阳能电池的容量及安装高度要求， 结合当地的自然资源条件进行灯杆强度的设计，确定合理的 灯杆和结构形式 。
• (5)通信基站中的应用
风光互补发电系统 - 风光互补发电系统的应 用前景 • (6)抽水蓄能电站中的应用
• 风光互补抽水蓄能电站的开发至少满足以下两个条件： .三种能源在能量转换过程中应保持能量守恒； .抽水系统所构成的自循环系统的水量保持平衡。
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利用太阳能和风能在时间和地域上都很强的 互补性，阳光最强时一般风很小；而在晚上没 有阳光时，由于温差比较大，空气的流动导致 风的形成。 然而在晴天太阳比较充足而风会相对较少， 在阴雨天气的时候，阳光很弱但是阴雨天气会 伴随着大风，风资源相对较多。
所以根据风光的互补特性，使用风光 互补系统可以很好的解决发电系统的供电 问题，实现连续、稳定地供电
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一、风光互补发电系统的提出 二、风光互补发电系统的原理 三、风光互补发电系统的工作模式 四、风光互补发电系统存在的问题 五、风光互补发电系统的应用及前景
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能源是人类社会存在与发展的物质基础。在过去的200多年中，建立在煤炭、 石油和天然气等化石燃料基础上的能源体系极大地推动了人类社会的发展。 与此同时，地球50万年历史积累下来有限的化石能源正在以惊人的速度被消 耗。据有关资料显示，以目前全世界对能源的需求量和增长速度来看，地球 上已探明的石油储备可维持40余年，天然气60余年，煤炭200余年。人们在 物质生活和精神生活不断提高的同时，也越来越感觉到大规模使用化石燃料 所带来的严重后果：资源日益枯竭，环境不断恶化，还诱发了不少国与国、 地区之间的政治经济纠纷，甚至战争和冲突。因此人类必须寻求一种新的、 清洁、安全、可靠的可持续能源系统。
概率较小
在阴雨天气，叶片在风推动 下发生将机械能转化为电能， 产生电量，提供给负载工作 的能量，同时将多余的能量 储存到蓄电池中。
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风光互补发电系统的结构简图
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四、
风光互补独立发电系统工作模式如下： 1.混合功率模式：光伏阵列与风力发电机同时提
供能量； 2.无风模式：风速不足，风力发电机未启动仅光
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实现了无缝隙供电
白天在有光照的情况下，电池 板在阳光的照射下发生光电转 换，产生电量，提供给负载工 作的能量，同时将多余的能量 储存到蓄电池中。
在夜晚，叶片在风推动下发 生将机械能转化为电能，产 生电量，提供给负载工作的 能量，同时将多余的能量储 存到蓄电池中。
在没有阳光照射而且没有风 力的情况下，则蓄电池中的 电量释放出来供给负载工作。
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青岛奥运帆船中心风能路灯
台湾风光互补路灯工程
澳大利亚风光互补路灯工程
其他国外风光互补工程
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珠海横琴岛风光互补监控系统
青海格尔木风光互补监控系统
福州森林防火风光互补监控系统
茂名海20
前景
1）中小型风力机与太阳能电池结合作为最合理的 独立电源可开发更多的应用领域，包括风光互补便 携式电源、风光互补泵水系统、风光互补增氧系统、 风光互补供暖系统、风光互补海水淡化系统、风光 互补景观照明系统等等。随着中小型风力发电机产 品的多样化，风光互补独立供电系统在市政项目、 边防哨所、偏远地区都有着极广的应用前景。
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在众多可再生能源中，风能和太阳能由于碳的零排放，是21世纪最被看 好的可再生能源。风能、太阳能虽然有取之不尽、用之不竭，就地可取、 无需运输，无环境污染等优点，但无论是风能发电系统还是光伏发电系 统，都受到自然资源的制约；不仅在地域上差别迥异，而且随时间变化 具有很强的随机性。
伏阵列提供负荷与电池组所需能量； 3.无光模式：仅风力发电机工作； 4.电池放电模式：风力发电机与光伏阵列均不工
作，由备用电池组提供负荷所需能量。
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四、存在问题
• 系统优化设计数学模型较复杂, 求解困难。 • 蓄电池的工作状态不合理。 • 控制器集成化程度低, 影响产业化发展。 • 新型风力发电机用于实际系统中较少。
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五、风光互补系统的应用
无电农村的生活、生产用电 半导体室外照明中的应用 航标上的应用 监控摄像机电源中的应用 通信基站中的应用 抽水蓄能电站中的应用
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广州亚运金山大道风光互补监控系统 湖北汉宜高速风光互补监控系统
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政府如何做
a）建立完善的产品质量监督体系。小型风力发电机产业就是被产品 质量拖累的，只有健全产品质量监督体系才能杜绝劣质产品充斥市场， 才能给产业一个公平竞争、健康发展的环境。 b）政府项目为小型风力发电机产品提供一个推广的机会。“送电到 乡”工程采用了太阳能发电系统，我国的小型风力机失去了一个推广 和发展的机会，希望“送电到村”工程能充分考虑采用风光互补发电 系统，为我国的中小型风力发电产业及风光互补新能源提供一个推广 和发展的机会。 c）关注小型风力发电机产业的技术进步。在我国的新能源行业中， 中小型风力发电及风光互补新能源产业是为数不多的与国外技术水平 差距不大的产业，如果能把这个产业做大，就能成为极具国际市场竞 争力的产品，为我国出口创汇做出贡献。
风力发电具有间歇性瞬时变化的特点，光伏发电则具有随季节与天气变 化而变化的特点。资源的不确定性导致了发电与用电负荷的不平衡，必 须对其进行有效的转化、存储与控制才能实际使用。两者相互配合利用， 因地制宜，充分利用它们在多方面的互补性，从而建立起更加稳定可靠、 经济合理的能源系统——风光互补发电系统。风光互补发电系统从一定 程度降低了对资源要求的门槛，使得新能源的应用更加广泛。
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前景
2）中小型风力发电机并网发电系统。大家都知道， 德国和日本的太阳能屋顶计划大大促进了太阳能电 池产业的发展。但在英国等阳光资源不好的国家， 正在推广风力发电机屋顶发电计划。在家庭安装中 小型风力发电机并网发电，可节省输配电系统，改 善电网结构，是分布式电源的理想方式。在国外还 作为夜间照明和独立供电来减少犯罪率的公共设施。