小型水风光互补系统设计

小型风光互补系统设计方案小型风光互补供电系统是由小型风力发电机组、太阳能光伏电池组、蓄电池、控制一逆变器等组成(见图4—2)。

根据不同地区的风能、太阳能资源及不同的用电需求，用户可配置不同的供电模式。

小型风光互补供电系统的控制一逆变器上设置了风力机和太阳能光电板两个输入接口，风力发电机和太阳能光伏电池发出的电，通过充电控制器向蓄电池组充电，然后将从蓄电池出来的直流电通过逆变器转换为适合通用电器的220伏、50赫兹交流电。

小型风光互补供电系统的优点是可以同时利用当地的风力资源和太阳能资源，起到多能互补的作用。

目前，小型风光互补供电系统中风电与光电的匹配比例一般为3：1左右。

例如：300瓦的风力发电机可以配用100瓦的光电板；500瓦的风力发电机可以配用150—200瓦的光电板；1千瓦的风力发电机可配用300～350瓦的光电板。

洪湖地区32户渔民应用了400瓦的风光互补发电系统，供电更加充足，取得了成功的经验。

二、微水能综合利用微水能综合利用技术是指利用微型水利资源的动能作功的技术，包括微型水力发电(简称微水电)、水轮泵、水碾、水磨等多种以水流为动力的工作技术。

由于有了水电之后，其他各种水力机械都可以用电动机械代替，并且更加方便，所以其他水力机械的应用逐步减少。

因此，现在的微水能利用一般只讨论微型水力发电技术的利用。

(一)概述1．微水电的定义微型水力发电简称微水电，是指将小溪、小河水(即微水能资源)的位能转换成符合民用电要求的电能设施和设备组成的系统。

其工作原理和小水电基本相同，但装机容量较小。

目前，世界各国对微水电的装机容量规定不一，总的格局是工业发达的国家趋于大。

英国规定微水电的最大装机容量为l 000千瓦，其次是美国和法国规定微水电的最大装机容量为500千瓦，我国现行标准规定微水电的最大装机容量为100千瓦。

微水电系统主要由蓄水引水建筑、微水电站和供电系统三部分组成。

蓄水引水建筑包括水坝、取水口、引水渠等；微水电站包括机房、微型水力发电机组、配电装置、压力前池、拦污排污设施、引水管道、机组尾水排放渠道等；供电系统主要由变电设备、输电线路、线路安全保护装置构成。

风光互补发电系统的应用及优化设计摘要：随着我国经济不断发展，对能源的需求也在不断增加，而传统的矿物能源存量有限且不能再生，因此研究和开发新能源技术是趋势所在。

风光互补发电系统是利用风能和太阳能互补性强的特点，由风力发电机、太阳能电池、控制器、蓄电池组、逆变器等组成的一个发电系统，可将电力供给负载使用。

风电互补发电系统的应用主要是因为太阳能及风能之间的天然互补优势，使得该系统成为有着资源条件较好及能源匹配度较高的独立电源系统。

风电互补发电系统具备可再生能源、绿色能源、设备安装简单、性价比高以及维护方面等优点，使得其具备了更大的竞争优势，在各个行业中的推广程度也在大范围的增加。

关键词：风光互补发电系统；问题；优化；应用1、风光互补发电系统控制风光互补发电系统中风力发电与光伏发电起到核心的作用，准确实现风光互补，分析如下：1.1风力发电控制风力发电控制较为复杂，由于其在互补发电系统中较容易受到外界因素的干扰，所以稳定性偏弱，产生耦合干扰，需着重控制风力发电的过程，才可保障其在风光互补发电系统中的控制性。

例如：风力发电机组的功率控制，如果实际风速大于额定设置，此时需要严谨控制机组功率，确保风力发电控制在额定状态，保障风力发电的功率稳定，才可确保风光互补发电系统处于高效控制的状态中，相反风速小于额定设置时，需要启动机组功率控制的变桨距，以此来对比输出与额定数值，调节并控制风力发电的功率，通过变桨距的角度控制，提供适度的功率需求。

1.2光伏发电控制光伏发电子系统是风光互补发电的另外一部分，共同控制风光发电的系统功率。

分析风光互补发电系统的功率可以得出，维持系统最大的功率状态，必须实现负载阻抗与光伏发电的电阻相等，由此保障光伏发电的功率处于最大化[2]。

如果光伏发电的功率最大，就需要适当的控制方法，调控系统的发电功率。

光伏发电的系统利用了跟踪控制的方法，分析外界环境因素对光伏发电系统的影响，随时跟踪光伏发电功率的变化，通过控制负载阻抗，提高系统功率输出的能力，满足系统控制的需求，即使光伏发电系统未处于适当的天气环境中，也可以在跟踪控制的作用下，保持最大功率的效益。

毕业设计（论文）题目小型水风光互补系统设计学生姓名学号专业班级指导教师评阅教师完成日期:2015年10月22日毕业设计（论文）开题报告题目：小型水风光互补系统设计学生姓名：专业：电力系统及自动化指导老师：一、课题来源煤、石油、天然气等不可再生能源的使用量在世界各国不断上升，能源危机将成为人类最主要，最大的危机，发展可再生能源越来越成为世界各国的主攻研发方向和竞争目标，谁能领先，谁就会成为未来新贵，新霸主。

电力作为重要的二次清洁能源，它的生产将主要依托可再生能源，从而如何利用可再生能源发电将是一个重大课题。

二、研究目的及意义1、利用水能、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，可以基本上由水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，可获得较好的社会效益和经济效益。

三、研究的内容、途径及技术线路水风光互补发电系统主要由水力发电机组、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，系统结构图见附图。

该系统是集水能、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、水力发电部分是利用水能机将水能转换为机械能，通过水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;2、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;3、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;4、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;5、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。

电气工程与自动化Gongcheng yu Zidonghua小型风光互补发电系统的搭建朱高伟（贵州电子信息职业技术学院，贵州黔东南556000）摘要:概述了小型风光互补发电系统的基本结构，阐述了系统各模块的组成和作用；分析了上位机监控系统的搭建方法、组态画面的设计思路，并介绍了一种上位机与PLC和各接口板卡、通信的配置方法。

关键词：风光互补;监控系统;发电系统0引言的和技的进步，可再生的利用己成为的研究热点。

光伏和风电作为的可再生能源，光互的和方，对力业业和的进作用。

发与风能，小型的风光互补发系统，我的可发展具有一的进作用。

1系统设计1.1系统组成1，风光互补发电系统光伏发电装置、光伏发电控制器、风力发电控制器、风力发电、电组、逆组成。

光伏电光伏发电的基本组成，可光为电，光、光、、的风力发电风力发电机，力学流动的风为电光伏发电系统和风力发电系统发的电存在电，通逆变系统电的直流电变为交流电，供给负载使用。

图1风光互补发电系统框图1.2模块介绍光伏发电光伏电板、光线传感控制器、水平和俯仰机构、可编程逻辑控制、接近关、微关、底座支设备和组成;光伏电池板接收光，通过光线传感控制器对光方位的检测自调节水平和俯仰运动机构，使光伏电板最大电风力发电风力发电机、可编逻辑控制、测速、测风偏航机构、微关、接近关、塔架和基础等组成;风力发电机利用尾舵被迎风航，测速检测风速时，测风偏航机构自调节尾舵，从而使风力发电机转速变慢或进入制状态。

光伏发电控制和风力发电控制分别用采集光伏发电和风力发电的信息、电的工作状态信息，电池组的充放电功逆逆控制组成，逆控制接收电组件输入的直流电，并将其变为220V、50Hz的交流电输出。

1.3设计要素本文针小型化的风光互发电系统，在功的提下，尽可考虑济性指标电池组可选择阀控密封式铅酸蓄电池，容量12V/18Ah/20HR,尺寸345mm X 195mm X20mm，可编程逻辑控制器可以选用西门子的S7-200CPU。

风光互补系统方案摘要风光互补系统方案是一种利用太阳能和风能相互补充的可再生能源发电系统。

本文将介绍风光互补系统的基本原理、构成和优势，并重点讨论了系统的设计、安装和维护。

最后，我们还将分析该系统在实际应用中的一些问题和挑战，并提出相关解决方案。

1. 引言可再生能源的利用是解决能源短缺和环境污染问题的重要途径之一。

风能和太阳能是两种最常见、最广泛利用的可再生能源。

然而，由于天气和地理条件的限制，单独利用太阳能或风能并不能满足能源的稳定需求。

因此，将两种能源相互补充使用已成为一种非常有潜力的解决方案，即风光互补系统。

2. 系统原理风光互补系统是通过同时利用太阳能和风能来满足能源需求的一种系统。

太阳能主要通过光伏发电板转化为电能，而风能则通过风力发电机转化为电能。

这两种能源分别具有不同的特点和工作原理，但可以相互补充使用，以实现能源的稳定供应。

3. 系统构成风光互补系统主要由以下几个组成部分组成：3.1 太阳能发电部分太阳能发电部分主要包括光伏发电板、电池组和逆变器。

光伏发电板将太阳能转化为直流电能，然后经过电池组储存，最后通过逆变器将直流电能转化为交流电能，以供电网或其他设备使用。

3.2 风能发电部分风能发电部分主要包括风力发电机、风轮和控制系统。

风力发电机通过风轮转动产生机械能，然后通过发电机转化为电能。

控制系统可以根据风速和风向调整风力发电机的转速，以达到最佳发电效果。

3.3 能量储存部分能量储存部分主要包括电池组和储能设备。

电池组可以储存太阳能和风能转化的电能，并在需要时释放，以满足电能需求。

储能设备可以吸收并储存多余的能量，以便在能量供应不足时提供补充。

3.4 控制与管理部分控制与管理部分主要包括集中控制系统和监测设备。

集中控制系统可以实时监控和控制风光互补系统的运行状态，以确保系统的稳定和可靠运行。

监测设备可以收集系统的各种数据，并提供对系统性能的评估和分析。

4. 系统设计与安装风光互补系统的设计与安装需要考虑多个因素，包括能源需求、环境条件和经济效益等。

风光互补发电系统的设计与性能评估风光互补发电系统的设计与性能评估随着可再生能源的重要性日益凸显，风光互补发电系统作为一种绿色能源解决方案逐渐受到人们的关注。

风光互补发电系统利用风力和太阳能光电效应生成电能，在光照和风力条件不同的情况下实现能源的互补和稳定供应。

本文将重点探讨风光互补发电系统的设计原则和性能评估方法。

风光互补发电系统的设计需要考虑以下几个方面。

首先，根据设备布局和环境条件，选择合适的风力和光电设备组合。

通常情况下，风力发电设备在较强的风力条件下效果较好，而光电设备则需充分接收太阳光照。

因此，在选择风力设备类型和数量时，需要考虑风速和风向，以保证最大的风能捕获效果。

此外，还需要根据太阳辐射情况和地形条件，选择合适的光电设备类型和布置方式。

其次，设计风光互补发电系统时需要考虑能量的互补和负载需求匹配。

由于风力和太阳能的时空变化性，风光互补发电系统可以在不同的条件下分别提供能源。

在能量互补方面，可以通过光电发电设备将太阳能转化为电能，并利用风力发电设备将多余的风能储存起来。

另外，还可以通过设备控制和能量转换装置，将风力和太阳能的能量输出协调一致，以满足负载的需求。

最后，对风光互补发电系统的性能进行评估是设计过程中至关重要的一步。

常见的性能评估指标包括风力发电设备的风能捕获率和发电效率，光电发电设备的光电转换效率和发电量，以及系统的整体能量利用率等。

通过这些指标的评估，可以了解风光互补发电系统的发电能力和性能稳定性，并进行系统的优化和改进。

除了上述设计原则和性能评估方法，风光互补发电系统还需要考虑其他因素，例如可靠性、安全性和经济性。

在实际应用中，需要根据具体的场地条件和需求进行综合评估和优化设计。

总之，风光互补发电系统作为一种可再生能源解决方案，具有很大的发展潜力。

通过合理的设计和性能评估，可以实现风力和光电的互补利用，稳定供应从而推动可持续发展。

《小型风光互补供电提水系统建模与仿真研究》篇一摘要：随着科技的不断发展，绿色、环保和高效的能源系统在农业生产、水资源利用等方面显示出巨大的潜力。

本文着重对小型风光互补供电提水系统进行建模与仿真研究，通过对风光互补系统的组成、建模过程以及仿真分析，为该类系统的设计与应用提供理论依据。

一、引言在农村及偏远地区，电力供应和水资源利用一直是制约当地经济发展的重要因素。

传统的提水系统往往依赖于单一的电力供应方式，如电网电力或柴油机驱动，存在能耗高、污染重以及覆盖面窄等局限性。

随着风光互补技术的发展，一种新型的、绿色环保的供电提水系统——小型风光互补供电提水系统应运而生。

本文旨在通过建模与仿真研究，为该系统的优化设计提供理论支持。

二、风光互补供电提水系统的组成小型风光互补供电提水系统主要由风力发电机、太阳能电池板、充电控制器、蓄电池以及提水设备等部分组成。

风力发电机和太阳能电池板分别将风能和太阳能转化为电能，通过充电控制器对蓄电池进行充电，再由蓄电池为提水设备提供电力。

三、建模过程1. 数学建模：根据系统各组成部分的工作原理和特性，建立数学模型。

包括风力发电机、太阳能电池板、充电控制器、蓄电池以及提水设备的数学模型。

2. 参数设定：根据实际需求和系统特点，设定各组成部分的参数，如风力发电机和太阳能电池板的额定功率、蓄电池的容量等。

3. 模型整合：将各部分数学模型进行整合，形成完整的小型风光互补供电提水系统模型。

四、仿真分析利用仿真软件对建立好的模型进行仿真分析，包括：1. 能量输出分析：模拟不同风速和光照条件下的能量输出情况，分析系统的能量稳定性和可靠性。

2. 供电性能分析：分析系统在不同条件下的供电性能，包括电压稳定性、电流波动等。

3. 提水性能分析：模拟提水设备的运行情况，分析系统的提水效率和能耗情况。

五、结果与讨论通过仿真分析，得出以下结论：1. 小型风光互补供电提水系统在风能和太阳能资源丰富的地区具有较高的能量输出稳定性和可靠性。