风光互补发电系统的发展与应用

风光互补并网发电系统

一． 目的和意义

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。太阳能与风能在时间上和季节上都有很强的互补性：白天太阳光照好、风小，晚上无光照、风较强；夏季太阳光照强度大而风小，冬季太阳光照强度弱而风大。这种互补性使风／光并网发电系统在资源上具有最佳的匹配性，可实现连续、稳定发电。另外，风力发电和光伏发电系统在蓄电池和逆变器环节上是可通用的。风／光互补发电系统可根据用户用电负荷和自然资源条件进行最佳的合理配置，既可保证系统的可靠性，又能降低发电成本，满足用户用电需求，是最合理，最可靠，最安全，最经济，最环保的供电系统。

二． 系统简介

风光互补发电系统由太阳能电池板、风力发电机组、控制器、蓄电池组和逆变器等几部分组成；其中光电系统和风电系统把太阳能和风能转换成电能，然后通过控制器对蓄电池充电，最后通过逆变器对用电负荷供电。该系统的优点是供电可靠性高，运行维护成本低。由于太阳能与风能的互补性强，风光互补发电系统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，所以可降低风光互补发电系统的造价。

三．系统结构图：

太阳能电池板：在金属支架上用导线连在一起的多个太阳电池组件的集合体。

风力发电机组：由风力机、发电机和控制部件等组成的发电系统。

控制器：系统控制装置。主要功能是对蓄电池进行充电控制和过放电保护。同时对系统输入输出功率起着调节与分配作用，以及系统赋予的其它监控功能。

蓄电池组：由若干台蓄电池经串联组成的储存电能的装置。

逆变器：将直流电转换为交流电的电力电子设备。

交流负载：以交流电为动力的装置或设备。

直流负载：以直流电为动力的装置或设备。

并网控制器：连接逆变器和公用电网，可将多余的电能输向电网或由电网向负载控制器 风力发电机组

蓄电池组 直流负载 逆变器

交流负载 并网控制器

电量计量装置 公用电网 太阳能电池板 供电。

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..w.. 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. ..

风光互补发电系统研究综述

摘要：风能和太阳能是地球上取之不尽,用之不竭的绿色、清洁可再生能源.综合利用风能和太阳能资源,发展风光互补发电技术已成为新能源领域研究和发展的趋势.风光互补发电系统就是将风力发电和太阳能光伏发电组合起来所构成的发电系统,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.阐述了风光互补发电系统的构成及其各部分特点,提出了系统设计中应注意的几点问题.

关键词：风光互补发电；控制；系统

1风光互补发电系统概述

风光互补发电系统通过应用风能和太阳能，并与多种能源发电技术相结合，在智能控制技术的基础上实现发电，为可再生能源发电系统。该系统主要由风力和太阳能发电组件构成，其中蓄电池能存储电能，通过逆变器将直流电转化为交流电，为用户提供电力[1]。该系统能够使风电和光电之间形成互补，可以根据用户用电和资源实际情况分配系统容量，保证持续供电，减少能源浪费。该系统分为两个发电单元，其费用与区域风能和太阳能实际资源有关，同时这两种资源的互补情况也会影响其利用情况，该系统会根据季节、昼夜变化等太阳能和风能的实际变化情况来分配能源，并利用自动控制系统实现充放电和发电。

2风光互补发电系统的资源利用

我国风能资源丰富，可开发利用的风能储量约10亿kW，其中，陆地上风能储量约2.53亿kW（陆地上离地10m高度资料计算），海上可开发和利用的风能储量约7.5亿kW，共计10亿kW。而我国的风能主要存贮是在于新疆、西藏等高原地区，在那些缺水、缺燃料及交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带。同时那些区域也是阳光照射最多的区域，那些地方的植物、植被受到阳光照射是全国最大的区域，在这些区域开发风光互补发电控制系统，将大有可为。因此，在风光互补发电场选址过程中应做好风能、太阳能资源的勘测统计工作，掌握当地风能、太阳能资源和其他天气及地理环境数据，选取风能、太阳能资源丰富的地域开发建设，以保证风能、太阳能资源的合理利用。

风光互补发电系统原理

风光互补发电系统原理是指通过利用风力发电与光伏发电相结合，实现能源的互补和互补利用，以提高发电效率和稳定性。

在风光互补发电系统中，风力发电和光伏发电是独立而又相互协调的两种方式。风力发电利用风能驱动风力发电机转动，产生电能。光伏发电则是通过光能将太阳光转化为电能。两者都属于可再生能源，具有环保、清洁的特点。

风光互补发电系统的运行需要充分考虑风力和光照的变化因素。一般情况下，当风力较强时，风力发电系统将主导能源的生产；而在风力较弱或没有风的情况下，光伏发电系统则发挥主要作用。通过这种互补方式，可以最大程度地充分利用两种能源，提高系统的发电效率。

此外，风光互补发电系统还需要具备适当的能量储存装置，以便在能源生产过剩时储存多余的电能，在风力或光照不足时释放储存的电能。能量储存装置可以采用电池组、储热装置等形式。

风光互补发电系统的优势在于能够有效弥补风力发电和光伏发电各自的不足之处，提高了系统的稳定性和可靠性。同时，风光互补发电系统也能够减少能源依赖、降低碳排放，实现可持续发展。

总之，风光互补发电系统利用风力发电和光伏发电相结合，通过互补和互补利用的方式提高发电效率和稳定性，具有重要的应用前景和环境保护意义。