并网型风光互补发电系统的研究现状
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风光互补供电系统市场调研报告1. 引言风光互补供电系统是一种将风电和光伏发电系统结合起来,以实现能源互补、提高发电效率和稳定性的系统。
本报告通过市场调研,分析了风光互补供电系统在能源行业中的应用现状和发展趋势,以及市场规模和竞争态势。
通过该调研报告,为相关企业提供决策参考和市场竞争优势分析。
2. 技术原理风光互补供电系统利用风电和光伏发电系统的互补性,通过能量转换和储存技术实现能源的高效利用和供应。
风电系统和光伏发电系统分别利用风能和太阳能产生电能,通过输电线路将电能输送到互补系统的中央控制器中,再经过配电系统供应给用户。
3. 应用现状3.1. 国内市场目前国内风光互补供电系统市场处于初级发展阶段,受到政府政策的扶持和鼓励。
许多地方政府鼓励投资兴建风光互补供电系统,并提供相应的补贴和优惠政策。
在农村地区,风光互补供电系统应用较为广泛,可以解决传统电网供电不稳定的问题。
3.2. 国际市场国际市场对风光互补供电系统的需求也在逐渐增长。
一些发展中国家和地区在能源供应方面面临较大压力,风光互补供电系统成为其解决能源短缺问题的有效途径。
一些先进国家也在加大对风光互补供电系统的投资和研发力度,提高系统的效率和可靠性。
4. 发展趋势4.1. 技术趋势随着科技进步和成本下降,风光互补供电系统的技术将不断改进。
高效转换器和储能技术的应用,为系统的性能提升提供了可能。
此外,智能化控制系统的研发和成熟将进一步提高系统的稳定性和可靠性。
4.2. 市场趋势随着可再生能源的重视和推广,风光互补供电系统市场将保持稳定增长。
政府对可再生能源的政策支持和补贴将吸引更多企业进入该市场。
同时,用户对环保和可持续发展的需求将推动风光互补供电系统的市场需求增加。
5. 市场规模和竞争态势5.1. 市场规模目前风光互补供电系统市场规模较小,但有良好的发展前景。
根据市场调研数据显示,2019年全球风光互补供电系统市场规模约为XX亿美元,预计到2025年将达到XX亿美元。
2024年风光互补系统市场前景分析引言随着能源需求的增长和对环境保护的重视,可再生能源逐渐得到关注和应用。
风光互补系统作为一种整合风能和太阳能的混合能源系统,具有优势互补、可持续性等特点。
本文将对风光互补系统市场前景进行分析,探讨其发展趋势和商机。
市场规模和增长潜力风光互补系统市场目前呈现稳步增长的趋势。
根据市场研究数据,2019年全球风光互补系统市场规模达到XX亿美元,在未来几年内预计将以XX%的复合年增长率增长。
风光互补系统市场的增长主要受以下因素影响:1.政策支持:各国政府对可再生能源的支持度逐渐增加,鼓励投资和采用风光互补系统。
政策的利好将推动市场的发展。
2.环境压力:全球环境问题日益凸显,减少碳排放成为各国必须面对的任务。
风光互补系统作为清洁能源的代表,将成为一种可行的解决方案。
3.技术进步:风力发电和光伏发电技术不断创新和改进,提高了风光互补系统的效率和可靠性。
技术的进步将进一步推动市场的发展。
市场应用领域风光互补系统具有广泛的应用领域,主要包括以下几个方面:1.农业领域:农村地区常常面临电力供应不足的问题,风光互补系统可以安装在农场和农户上,为农业生产提供稳定的电力供应。
2.工业领域:工业厂房对能源的需求量较大,采用风光互补系统可以减少传统能源的使用,降低生产成本,同时也减少对环境的影响。
3.居民领域:随着人们对环境保护意识的提高,越来越多的居民选择安装风光互补系统,以满足日常用电需求,并降低能源消耗。
4.城市化进程:随着城市化的不断推进,城市建筑的能源消耗持续增长。
风光互补系统可以应用于城市建筑物的照明和供电,为城市的可持续发展提供支持。
市场竞争态势目前,风光互补系统市场竞争较为激烈,主要存在以下几个竞争因素:1.技术优势:企业的技术实力和创新能力是在市场上取得竞争优势的重要因素。
技术领先的企业可以提供更可靠、高效的风光互补系统,吸引更多客户。
2.价格竞争:市场上存在各种规模的企业,规模较大的企业可以通过规模效应降低成本,提供更具竞争力的价格。
2024年风光互补发电市场分析现状摘要风光互补发电是指将风能和太阳能两种可再生能源相互补充利用,以提高发电效率和稳定性。
本文对风光互补发电市场的现状进行了分析,并探讨了存在的问题和发展趋势。
引言随着经济的发展和能源需求的增加,传统能源已经难以满足人们的需求,可再生能源成为了解决能源短缺和环境问题的重要途径之一。
风光互补发电作为可再生能源领域的重要研究方向之一,具有利用风能和太阳能的优势,得到了广泛关注。
现状分析1. 市场规模风光互补发电市场在过去几年间取得了快速发展。
根据数据统计,2019年全球风光互补发电市场规模达到xxx亿美元。
预计未来几年,随着技术的进步和政策的支持,市场规模将继续扩大。
2. 技术发展风光互补发电技术的进步是推动市场发展的关键。
目前,风光互补发电技术已经初步成熟,不断有新的技术被应用于实践中。
例如,柔性光伏发电技术和双面光伏发电技术的应用,使得太阳能发电效率提高了很多。
3. 政策支持政府的政策支持对于风光互补发电市场的发展起到了重要作用。
各国纷纷制定出台了鼓励可再生能源发展的政策,包括提供补贴和减免税收等优惠政策,以吸引投资者进入风光互补发电领域。
存在的问题虽然风光互补发电市场取得了一定的进展,但仍然存在一些问题需要解决。
1. 技术瓶颈风光互补发电技术仍存在一定的瓶颈,例如,发电效率不高、能量储存技术尚未完善等。
这些技术瓶颈限制了风光互补发电的进一步发展。
2. 经济可行性风光互补发电的成本较高,尚未实现经济可行性。
目前,风光互补发电主要依靠政府补贴才能维持运营。
如何降低成本,提高经济可行性是当前亟待解决的问题。
发展趋势1. 技术突破随着科技的进步,风光互补发电技术将会得到更大的突破。
新材料、新技术的应用将提高风光互补发电的效率和稳定性。
2. 政策支持持续政府的政策支持将会继续存在,促进风光互补发电市场的发展。
随着时间的推移,政策的完善将为风光互补发电提供更加稳定和可靠的发展环境。
风光互补发电市场前景分析1. 引言随着可再生能源技术的发展和应用,风光互补发电作为一种新兴的能源发电模式,受到了越来越多的关注。
本文通过对当前风光互补发电市场的分析,探讨其未来的市场前景。
2. 风光互补发电的优势风光互补发电是指将风力发电和太阳能发电相结合,在同一个区域内共同发电的一种模式。
相比单一的风力发电或太阳能发电,风光互补发电具有如下优势:•提高发电效率:在同一地区,风力发电和太阳能发电可以互相补充,利用不同的天气条件来提高发电效率。
•减少发电成本:通过共享基础设施和减少设备投资,风光互补发电可以降低发电成本。
•改善电网稳定性:风光互补发电可以提高电网的稳定性,减少对传统能源的依赖。
3. 目前的风光互补发电市场现状目前,风光互补发电市场还处于初级阶段,但已经取得了一些进展。
以下是目前的市场现状:•市场规模扩大:随着政府对可再生能源的支持政策的出台,风光互补发电市场规模逐渐扩大。
•技术进步:风力发电和太阳能发电技术不断改进,降低了生产成本,提高了发电效率。
•市场竞争加剧:随着市场规模的扩大,越来越多的企业进入风光互补发电市场,竞争日益激烈。
4. 风光互补发电市场的前景在未来,风光互补发电市场有着广阔的前景。
以下是分析所得:•政策支持:随着各国对可再生能源的支持力度不断加大,风光互补发电市场将受到更多政策的支持,激发市场的发展。
•节能环保:风光互补发电是一种清洁能源发电模式,符合当前环保节能的要求,受到越来越多人的关注和认可。
•应用扩展:风光互补发电可以应用于农村地区和偏远地区等没有电网覆盖的地方,满足电力供应需求,具有广泛的应用前景。
5. 风光互补发电市场的挑战尽管风光互补发电市场前景广阔,但仍面临一些挑战:•技术限制:风力发电和太阳能发电仍存在技术限制,如天气条件的不稳定性和设备的维护难度等。
•成本压力:虽然风光互补发电可以降低发电成本,但初期投资仍较高,需要政府和企业的支持。
6. 结论综上所述,风光互补发电作为一种新兴的能源发电模式,具有巨大的市场前景。
2024年风光互补发电市场环境分析1. 市场概述风光互补发电市场是指利用风能和光能进行发电的市场。
随着环境保护意识的增强和新能源政策的出台,风光互补发电市场得到了快速发展。
该市场以风能和光能作为主要的发电资源,通过互补运用,实现能源的高效利用和减少排放。
风光互补发电市场涉及的主要产品包括风力发电机组和光伏发电设备。
2. 市场竞争态势目前,风光互补发电市场存在激烈的竞争。
主要的竞争因素包括技术创新、产品质量、价格和服务。
一方面,主要企业通过不断创新技术和产品来提高竞争力。
另一方面,市场竞争还受到政策影响,各地的补贴政策和产业政策也对市场竞争产生了影响。
3. 市场机遇与挑战风光互补发电市场具有广阔的发展前景,同时也面临着一些挑战。
市场机遇主要表现在以下几个方面:•新能源政策的出台:随着我国不断加大新能源发展的力度,风光互补发电市场将得到政策的支持和扶持。
•环境保护需求的增加:随着环境保护意识的增强,社会对清洁能源的需求也在不断增加,这将为风光互补发电市场带来更多的机会。
市场挑战主要体现在以下几个方面:•高成本压力:由于风力发电和光伏发电设备的成本较高,导致风光互补发电市场的投资成本较大。
•技术难题:目前,风力发电和光伏发电技术还存在一些问题,如低效率和不稳定性,需要进一步研究和解决。
4. 市场发展趋势风光互补发电市场在未来将呈现以下几个发展趋势:•技术进步:随着科技的不断进步,风力发电和光伏发电技术将不断提高,效率将得到提升,成本将逐渐降低。
•产业升级:随着风光互补发电市场的逐渐成熟,产业将从初级阶段向规模化和智能化方向发展,提高整体效益和竞争力。
•国际合作:风光互补发电市场具有全球性的发展潜力,我国将加强与国际市场的合作和交流,共同推动风光互补发电技术的发展。
5. 总结风光互补发电市场具有较广阔的发展前景,但同时也面临一定的挑战。
在政府政策的支持下,市场机遇将逐渐增多。
不过,市场竞争也将日趋激烈,企业需要不断创新和提高产品质量,以保持竞争力。
2024年风光互补供电系统市场需求分析1. 引言随着可再生能源的快速发展,风能和光能作为两种主要的可再生能源形式,正在逐渐成为人们关注的焦点。
在这一背景下,风光互补供电系统作为一种新型的能源供应方式,备受关注并逐渐广泛应用。
本文旨在对风光互补供电系统市场需求进行分析,并提供相关的市场前景和发展趋势。
2. 风光互补供电系统的概念与优势风光互补供电系统是将风能和光能相互补充利用的一种综合性供电系统。
其基本原理是通过风能发电和光能发电设备的结合,能够有效应对能源供应的波动性和不可预测性,从而提高能源利用率并减少对传统能源的依赖。
其优势包括:高可靠性、环境友好、经济效益显著等。
3. 2024年风光互补供电系统市场需求分析3.1 市场规模与增长趋势近年来,全球范围内对可再生能源的需求不断增加,使得风光互补供电系统市场得到快速发展。
根据市场研究报告,全球风光互补供电系统市场规模在过去几年内呈现稳定增长的态势,并预计在未来5年内将保持较高的增长率。
3.2 市场驱动因素3.2.1 环境压力传统能源的消耗对环境造成了严重的污染和破坏,而风光互补供电系统作为一种清洁能源供应方式,能够有效减少对环境的影响,因此受到了环境压力的驱动。
3.2.2 政策支持各国政府为了降低对传统能源的依赖并实现可持续发展,纷纷出台了各种支持可再生能源发展的政策和措施,包括补贴、税收减免、法规制定等,这些政策支持也为风光互补供电系统的市场需求提供了强力支持。
3.2.3 经济利益风光互补供电系统能够有效降低能源成本,提高能源利用效率,减少对传统能源的依赖,从而在经济上获得显著利益,这也成为市场需求的一个主要驱动因素。
3.3 市场前景与机遇由于风光互补供电系统具有较高的可靠性和经济性,并且能够有效应对能源供应的波动性和不可预测性,使得其在能源领域具有广阔的应用前景。
尤其在偏远地区和无法接入传统能源的地方,风光互补供电系统能够为当地提供稳定可靠的能源供应,填补了能源供应的空白。
风光互补发电技术研究现状及发展前景_许文娟
风光互补发电是指利用风能和光伏能综合利用,实现多能源配置,达到有效的利用可再生能源的技术。
在实现节能减排的背景下,风光互补发电技术也受到越来越多的关注。
目前,风光互补发电技术的研究存在一定程度上的不完善。
在发电设施建设和环境安全方面,被少量的文献及报道关注,技术上缺乏对传统能源发电设施研制的支持,促使研究成果的落地实施受阻。
另外,风光互补发电机组的安装需求是需要一定投资的,但其受益将有一定的延迟。
现有研究表明,目前发电厂经济运行效益下降等问题也造成了风光互补发电技术在实际应用中的阻碍。
尽管风光互补发电技术存在一定的不足,但未来发展前景依然可期。
首先,发展风光互补发电技术将深刻地改变可再生能源方面的发电建设,例如水电、太阳能、地热等可再生能源,提高可再生能源发电的网络结构和整体性能。
其次,随着社会经济发展水平的不断提高,对能源利用技术的研发需求也越来越高,风光互补发电技术也必将得到进一步深入研究和发展。
最后,国家加大投入力度,让更多的城乡用户受益,将实现社会各界对可再生能源的利用提升到新的水平。
综上所述,风光互补发电技术在未来有着广阔的发展前景,这将是一条可以利用可再生能源开发可再生能源发展的可行之路,具有重要的社会价值意义和保护环境的重要社会意义。
在今后的发展中,国家、地方政府以及科学研究部门应加大科研力度,共同推动风光互补发电技术的发展。
风光互补供电系统技术研究的前沿领域与挑战随着全球对可再生能源的需求不断增加,风能和光伏能源作为两种主要的可再生能源形式,在能源行业中扮演着越来越重要的角色。
风光互补供电系统技术的研究因此成为了目前科学领域中备受关注的前沿课题。
风光互补供电系统技术是将风能和光伏能源有机结合的一种电力供应系统,以实现能源的有效利用和稳定性的提高。
该技术通过同时利用风能和光能,将其优势相互补充,从而缓解可再生能源波动性和间歇性的问题,提高系统的稳定性和可靠性。
在风光互补供电系统技术的研究领域,目前存在着一些关键的挑战。
首先,如何合理地配置风能和光伏能源的比例是一个重要的问题。
由于风能和光伏能源的特性不同,其随机性和波动性也不同,因此如何根据实际需求和资源条件来确定两者之间的配比,是一个需要深入研究的问题。
其次,风光互补供电系统技术在能源转换和能量储存方面仍面临一定的难题。
由于风能和光伏能源的波动性,系统需要具备一定的能量储存能力,以便在能源供应不足或波动时进行调节。
目前,如何选择合适的能量储存技术,以及如何实现能量的高效转换仍是一个研究的焦点。
此外,风光互补供电系统技术在电网接入和运营方面也存在一些挑战。
例如,如何将风能和光伏能源顺利地接入电网,并确保系统的稳定性和安全性,是一个亟待解决的问题。
同时,风光互补供电系统技术在运营过程中需要与传统电力系统进行协调和管理,如何实现有效的系统调度和运维管理也是一个重要的课题。
面对这些挑战,科学家们正在积极寻求解决方案。
在风光互补供电系统技术研究的前沿领域,一些新的理论和技术正在不断涌现。
例如,智能电网和能源互联网的概念为风光互补供电系统技术的发展提供了新的思路和方法。
通过利用先进的信息技术和通讯技术,智能电网可以实现对风能和光伏能源的精确监测和调控,从而提高系统的响应能力和稳定性。
此外,一些新型的能量储存技术也为风光互补供电系统技术的发展带来了新的机遇。
例如,通过利用高密度电池、超级电容器和氢能等储能技术,可以实现对风能和光伏能源的高效存储和释放,提高系统的可调度性和供电质量。
2023年风光互补系统行业市场分析现状风光互补系统是指在能源方面同时利用太阳能和风能的系统。
它通过太阳能光伏板和风力发电机两个设备相互补充,以提供可靠的能源供应。
随着对可再生能源利用的重视和需求的增加,风光互补系统行业市场呈现出快速增长的趋势。
首先,风光互补系统行业市场受益于政府政策的支持。
各国政府纷纷推出鼓励可再生能源发展的激励政策和支持措施,包括提供补贴、降低税收、减少审批时间等。
这样的政策措施刺激了投资者的参与,并提高了风光互补系统的市场需求。
其次,风光互补系统具有广泛的应用场景。
它可以应用在住宅、商业建筑、工业设备等各个领域。
风光互补系统不仅能为用户提供独立的可再生能源供应,还可以实现能源的自给自足,减少对传统燃煤发电等不可持续能源的依赖。
在新能源汽车领域,风光互补系统还可以为电动汽车提供充电服务,解决了充电设施不足的问题。
再次,风光互补系统行业市场迎合了环保意识的提高。
随着人们环境保护意识的增强,对于减少碳排放和降低能源消耗的需求也在不断增加。
风光互补系统作为一种低碳、环保的能源解决方案,符合了人们对可持续发展的追求。
这种环保效益也成为了吸引投资的重要因素。
然而,风光互补系统行业市场也面临一些挑战。
首先,技术瓶颈限制了系统的发展。
目前,风光互补系统的效率和稳定性还有待提高。
在夜间和阴天等无风无光的情况下,系统的能源供应可能受到限制。
因此,改进技术和研究新的能源存储和转换方案是亟待解决的问题。
其次,风光互补系统的成本也是一个考验。
虽然政府提供了一定的补贴和支持,但系统投资和维护成本依然较高。
这使得一些用户对于采用风光互补系统持观望态度。
因此,降低成本,提高系统的经济性和可行性是行业发展的关键。
总的来说,风光互补系统行业市场正处于快速增长的阶段。
政府政策的支持、多种应用场景和环保意识的提高是市场增长的主要驱动力。
然而,技术瓶颈和高成本仍然是行业发展需要克服的挑战。
随着技术的进一步发展和成本的降低,风光互补系统行业市场有望实现更大规模的应用和发展。
2023年风光互补系统行业市场调研报告一、市场现状风光互补系统(PV-Diesel Hybrid Systems)是指在没有电网的情况下,将太阳能光伏(PV)系统与柴油发电机集成,实现日间太阳能能源的利用,夜间则由柴油发电机提供能源的一种系统。
随着太阳能技术的发展和成本的降低,风光互补系统得到了快速发展,应用广泛。
目前,国内风光互补系统市场呈现规模不断扩大,技术不断升级,应用领域不断拓展的趋势。
市场主要分布在西部地区,南疆、西北地区等地,主要应用于偏远山区、沙漠地区、煤矿、油田等场所,极大地方便了当地居民和企业的用电需求。
二、市场瓶颈目前国内风光互补系统市场,仍存在一些瓶颈:1.技术比较成熟,但各地的应用情况、设备配置、运营和维护等方面还存在比较大的差异和局限。
2.配套设施和部件的质量不稳定,使用寿命和可靠性较低,需要换购或更换的情况屡见不鲜。
3.由于风光互补系统的应用环境多为偏远山区、沙漠地区等景点,部分区域缺乏维护人员或维护缺乏经验,导致设备维护保养不完善,出现故障难以及时处理。
三、市场前景1.发展趋势风光互补系统的发展趋势是两条腿走路。
一方面,科技的推动使得PV系统成本仍将持续下降,太阳能电池效率还将进一步提高,所以风光互补技术的成熟度还将不断提高,而且应用场景也将越来越广泛,产品市场将会越来越大;另一方面,随着政府对绿色可再生能源的支持不断增高,太阳能品牌也陆续推出各种补贴政策,也将使得太阳能市场的普及度大大提高。
以上两个因素的影响可以预见:随着风光互补系统的应用场景不断拓宽,市场规模将会持续扩大。
2.市场前景风光互补系统在偏远山区、地壳岩石较为坚硬地区、沙漠地区、海岛地区等环境中有着很大的市场。
尤其是在南疆等地,由于电网建设控制力度的加大,许多地方对于建设风光互补系统非常支持,未来几年内,这个市场的发展将会得到很大推动。
风光互补系统的应用,也将随着能源结构转型和能源消费绿色化要求的不断升温而得到不断拓展。
随着经济的发展以及人口的增加,能源消耗快速增长,从而导致了能源短缺、环境污染、生态恶化等一系列问题。
充分利用可再生能源,实现经济可持续发展,已成为世界各国的共识。
在各种可再生能源中,风能和太阳能的利用最为广泛。
风光互补发电系统(Wind/PV Hybrid Generation System,简称WPHGS)利用风能和太阳能在时间和季节分布上的互补性进行互补发电,输出功率稳定性好,应用前景广阔。
WPHGS分为离网型和并网型2种,前者的研究较多且技术相对成熟,后者的研究才刚刚起步,有大量问题需要深入研究。
本文首先对并网型WPHGS的研究现状进行简单总结,然后重点分析WPHGS并网时存在的问题,进而提出解决的思路。
1并网型WPHGS的系统结构WPHGS主要包括光伏系统、风电系统、储能系统、直流母线、DC/AC等几个主要部分。
光伏系统包括光伏阵列和DC/DC变换器,其中DC/DC变换器用于匹配光伏阵列和直流母线电压,并实现最大功率跟踪。
风电系统包括风机、发电机和AC/DC变换器,其中AC/DC变换器用于将发电机发出的交流电转换成直流电并实现和直流母线电压之间的匹配,同时实现最大功率跟踪。
储能系统包括储能装置和双向DC/DC变换器,其中DC/DC变换器用于匹配储能装置和直流母线电压并实现储能装置的充放电管理。
直流母线用于将系统各个部分集成在一起。
DC/AC变换器用于将直流母线电压转换为交流电,并通过适当控制实现并网发电。
2并网型WPHGS的研究现状最早的并网WPHGS系统由相互独立的并网型风力发电系统和并网型光伏发电系统组成,采用耗能电阻投切抑制风电功率波动[1]。
随后出现了直流耦合并网型WPHGS系统[2],该系统将风力发电机组和光伏电池组通过直流母线连在一起,然后通过逆变器和交流电网连接。
同时,通过另一个逆变器为独立的交流负载供电,直流母线上并联蓄电池作为储能装置,该系统中风光互补系统是电网的后备电源。
另一直流耦合并网型WPHGS系统也采用直流耦合方式[3-5],并且在蓄电池和直流母线间增加了双向DC/DC变换器,交流负载直接连接在并网逆变器的输出端。
风力发电机组采用PWM整流器实现最大功率跟踪,控制方法为功率反馈法。
光伏接入采用DC/DC 变换器实现最大功率跟踪,控制方法为增量电导法。
并网逆变器采用同步dq坐标下的PI控制,直流电压也采用PI控制。
文中首次对并网型WPHGS的工作模式进行了研究,提出了3种工作模式,即普通模式、功率调度模式和功率平均模式。
(1)普通模式下,不需要储能装置,直接将风光输出功率注入电网,这样做系统造价低,但注入电网功率波动大且不受控制。
(2)功率调度模式下,注入电网功率由调度命令确定,调度命令和风光实际输出功率的偏差由储能装置平衡,这样做系统造价高,但对电网冲击小且功率大小受控。
(3)功率平均模式下,注入电网的功率是风光输出功率的平均值,对储能装置容量要求低,但并网功率不受控制。
此外,文中设计了基于485总线的上位机监控系统。
台湾学者[6-7]设计了双端输入直流耦合变换器,该变换器结构简单,控制方便,但对光伏电池输出电压、风机输出整流后的直流电压以及DC/DC变换器的输出电压有严格要求,即光伏电池输出电压>DC/DC变换器输出电压>风机输出整流后的直流电压。
此外,WPHGS的仿真研究也有报道,如直流耦合系统仿真[8]和仿真了交流耦合系统[9],其研究重点是各单元的建模和仿真方法。
3并网型WPHGS存在的问题及解决思路并网型WPHGS注入电网功率的不可预测性和波动性会对电网造成不良影响[1-9],需要配置一定容量的储能装置,目前最常用的是蓄电池。
蓄电池充、放电速度较慢,无法满足抑制风光功率快速波动的要求。
此外,蓄电池充、放电次数有限,频繁地充、放电会缩短蓄电池寿命。
超级电容具有充放电速度快、电流大、次数多等优点,但容量有限。
可以考虑设计蓄电池和超级电容的混合储能系统。
蓄电池和超级电容可以直接并联,也可以通过DC/DC变换器相联。
前一种方法蓄电池和超级电容电压相等,不能充分发挥超级电容的优势;后一种通常用于电动车,不适合在WPHGS中直接应用。
在并网型WPHGS中,应该考虑为蓄电池和超级电容分别设计DC/DC变换器,这样可对充放电电流进行独立控制,也更能充分发挥两者的优势。
并网逆变器的电流控制主要有各种坐标下的PI控制、滞环控制、预测和无差拍控制。
PI控制中,如果选择同步坐标,则参考电流为直流量,PI控制器可以消除基波电流稳态误差。
静止坐标系下,由于PI控制器在基波频率处的增益不是无穷大,所以基波电流存在稳态误差。
对于低次谐波,无论在同步坐标还是静止坐标下,都不是直流量,因此如果电网电压或直流电压存在谐波,则并网电流一定包含相应谐波。
传统的滞环控制由于开关频率不恒定,所以即使没有扰动,并网电流中也存在低次谐波。
恒频滞环控制由于要实时计算滞环宽度,计算量很大,特别当参考电流无法预测时,无法计算滞环宽度。
基于定时采样的限频滞环控制,限制最大开关频率为采样频率的1/2,开关频率不恒定。
预测和无差拍控制的鲁棒性不强。
为此可以设计基于调制技术的滞环控制,基本思路是将滞环比较器的输出进行调制,从而使开关频率恒定,而滞环控制本身对电网畸变和直流电压波动具有很强的鲁棒性,所以这种方法可以消除并网电流的低次谐波。
并网逆变器控制中的另一个问题是同步。
目前常用过零比较、电网电压衰减和锁相环技术进行同步。
过零比较在电网电压畸变时偏差很大,电压衰减在电网电压存在畸变时会引入误差,锁相环技术虽然能够较好地抑制电网电压畸变的影响,但电压不平衡时存在较大误差。
可以考虑采用基于瞬时无功理论的同步方法。
基本思路是建立标准三相正弦波,然后将其作为虚拟电网电流和电网并网型风光互补发电系统的研究现状陈岚1史伟伟2(1.华东电力设计院,上海200001;2.上海交通大学电气工程系,上海200240)摘要:介绍了并网型风光互补发电系统的结构和工作原理,详细论述了其研究和发展现状,在此基础上,分析了目前研究中存在的主要问题并提出了解决这些问题的思路。
关键词:并网型风光互补发电系统;储能;电流控制;同步;保护基金项目:博士点新教师基金编号:20090092120041闵行区———上海交大区校合作专项资金资助Hangye Qianyan◆行业前沿3机电信息2010年第36期总第282期电压一起计算瞬时有功功率和瞬时无功功率,用低通滤波器得到其中的直流分量后,通过反正切运算求得电网电压相角,这样,可以在各种情况下获得准确的同步信号。
最大功率跟踪是提高系统发电效率的关键,虽没有成熟经验可以参考,但可以借鉴单独并网型光伏系统和风力发电系统的经验,选择适合方法。
光伏发电系统中,常用的最大功率跟踪方法有恒压法、扰动观测法和增量电导法。
恒压法认为光伏电池输出最大功率位于输出电压等于恒值的一条直线上,因此,只要控制光伏电池输出电压等于该值即可实现最大功率跟踪。
该方法的优点是简单、成本低,缺点是精度差。
精度差的原因有2个:(1)认为光伏电池输出最大功率位于输出电压等于恒值的一条直线上,这一看法本身不精确;(2)忽略了温度对光伏电池工作特性的影响。
扰动观测法通过周期性的给光伏电池输出电压(或其他控制量)施加微小的扰动,测量由此带来的输出功率变化,若输出功率值增加,则表示扰动方向正确;若输出功率减小,则说明扰动方向错误,应朝反方向改变控制量。
该方法控制参数少,容易实现。
但当达到最大功率点时,控制量仍不停变化,因此在环境状况不变或变化缓慢的情况下,工作点在最大功率点附近振荡。
当环境因数变化迅速时,利用该方法容易发生误判。
增量电导法通过比较光伏电池的增量电导和瞬时电导确定跟踪方向。
主要缺点是计算中用到微分和除法运算,用单片机实现困难。
微分运算可能引入噪声,并且当传感器精度不够高时,该方法也具有扰动观测法的缺点。
可以考虑在第一种方法基础上进行改进,改进的思路是增加温度矫正分量,从而消除温度变化对最大功率点对应电压的影响。
风力发电系统中,最大功率跟踪主要有2类,一是需要风速测量的,二是不需要风速测量的。
第一类要使用价格昂贵的风速测量装置,并且测量精度很难保证。
第二类方法最常用的是爬山法,这种方法与扰动观测法原理相同。
扰动量一般有发电机转速、发电机转矩和整流后的直流电压。
如果采取转速扰动或转矩扰动,则需要进行转速或转矩检测,这需要昂贵的检测装置和复杂的检测算法,并且必须采用能进行转速和转矩控制的PWM整流器。
整流后直流电压扰动不需要昂贵的检测装置,而且可采用低成本、高可靠性的二极管整流器,因此可以考虑采用这一方法。
并网型WPHGS的各种工作模式中,功率调度模式和功率平均模式都可以削弱并网功率波动[4-5]。
但文中对功率平均模式下的平均方法,即平均的时间长度或低通滤波器时间常数的确定方法未作说明,而这一参数是有效抑制并网功率波动的关键,还需要对风力发电机组和光伏电池以及当地天气特征进行系统研究。
并网型WPHGS结构非常复杂,因此需要完善的保护措施。
可以采用分级保护结构,最上层是由监控系统进行的软件保护,下一层是由DSP局部控制器实现的软件保护、再下一层是硬件电子线路通过比较器实现的硬件保护、最下层则是由断路器、熔断器和压敏电阻实现的功率保护,各层的保护阀值依次递增。
各保护单元中,过流、过压、欠压、过载、过温、短路等保护技术比较成熟,因此重点应该放在孤岛保护和风力发电机组的飞车保护。
孤岛保护可以采用过/欠压、过/欠频保护,风力发电机组的飞车保护则可以通过PWM泄荷电路实现,实现的方法是通过PWM 电路改变泄荷电阻的等效阻值,使发电机的制动转矩最大,如果此时仍不能将发电机制动,则说明风速过大,需要进行机械制动。
最后,在并网型WPHGS设计时,一般按照系统最大可能输出功率设计逆变器容量,由于自然资源本身的原因,逆变器在大多数情况下不能满负荷运行,对系统硬件资源是一种浪费,如果能够在系统发电不足时,利用逆变器对电网进行有源滤波和无功补偿,必将极大地提高系统的性能价格比,扩展其应用空间。
4结语本文对并网型WPHGS的研究现状进行了简单总结,在此基础上深入分析了目前研究中存在的一些问题,针对储能、电流控制、同步、最大功率跟踪、系统保护和功能扩展等几个个方面,提出了研究及解决问题的初步思路。
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