新能源发电辅导资料十五
主题：第九章互补发电与综合利用（第1-2节）
学习时间：2014年7月7日—7月13日
内容：
我们这周主要学习互补发电与综合利用（第1-2节）
一、学习要求
了解互补发电的概念和特点；
了解常见的互补发电技术；
了解能源综合利用的概念和方式；
理解互补发电与综合利用的意义和发展前景。
二、主要内容
第一节互补发电的概念和特点
（一）互补发电的概念
新能源发电技术有多样性，而且其变化规律不同，多种电源联合运行，各种发电方式在一个系统内互为补充，通过其协调配合来提供稳定可靠的、质量合格的电力，这就是互补发电，既提高可再生能源的可靠性，也可提高能源的综合利用率。
（二）互补发电的特点
1、可再生能源既可充分发挥优势，又能克服本身不足。取自天然、分布广泛、清洁环保等优点仍能体现，季节性、气候性变动造成的能量波动，可以改善。
2、对多种能源协调利用，可提高能源的综合利用率。
3、电源供电质量的提高，对补偿设备的要求降低。单一发电，波动和间歇明显，需大量储能或补偿装置；互补运行，会因相互抵消，降低储能或补偿要求。
4、合理的布局和配置，可充分利用土地和空间。可在有限的面积和空间内最大限度地获取能源。获取相同能量，需占用的土地和空间可大大减少。
5、共用送变电设备和人员，可降低成本，提高运行效率。
多个分散电源统一输配和集中管理，可共用设备和人员，减少建设和运行成本。总的发电能力增加，可降低平均运行维护成本。
第二节风能－太阳能互补发电
（一）风-光互补的基础
我国属季风气候区，很多地区风能和太阳能有天然的季节互补性（分析具体情况），适合采用风-光互补发电系统。
在一些边远农村地区，风能资源丰富，且太阳能资源充足，联合发电运行是解决供电问题的有效途径。
应根据用电情况和资源条件进行容量的合理配置，可共用储能装置和供电线路等。
（二）风-光互补发电系统的结构和配置
风－光互补发电系统，一般由风电机组、光伏电池组、储能装置、电力变换装置、直流母线及控制器等部分构成，向各种直流或交流用电负载供电。风－光互补发电系统的结构示意图如下：
风－光互补发电系统的发电和储能配置，应考虑：
—负荷的用电量及其变化规律；一般需要了解用户的最大用电负荷和平均日用电量。逆变器的容量不能小于最大交流用电负荷平均日发电量可作为选择风电机组、光伏电池和蓄电池组容量的重要依据。
－蓄电池的能量损失和使用寿命；蓄电池等储能装置具有一定范围的功率调节作用。发电量大于用电量时，剩余的电能可以向蓄电池充电，保存起来，发电量不够用时，蓄电池可将存储的电能释放出来，补充发电的缺额。而且，储能装置频繁地经历充电、放电过程，尤其是长期处于亏电状态，使用寿命一般不会太长。所以，要尽量充分利用风能和太阳能资源的互补特性，不要过分依赖储能装置的调节能力。
－太阳能和风能的资源情况。针对用电负荷确定了容量范围之后，要根据风、光资源情况，对风电机组和光伏电池进行合理的配置。
根据风力和阳光的变化情况，有三种可能的运行模式：
风电机组单独向负载供电；
光伏电池单独向负载供电；
风电机组和光伏电池联合向负载供电。
（三）风－光互补发电系统的应用
与单独风电或光伏相比，风光互补发电有以下优点：
－利用资源的互补性，可以获得比较稳定的输出，系统有较高的稳定性和可靠性；
－保证同样供电时，可大大减少储能蓄电池的容量；
－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。
风－光互补是对二者的综合利用，对太阳能和风资源要求都低一些，受自然条件的限制较少，应用地域范围更广。
三、习题
（一）填空题
1.多种电源联合运行的方式称为互补发电，常见的有风能-太阳能互补发电、________、_________、_________等。
答案：风能-水能、风-光-柴互补发电、微型燃气机-燃料电池互补发电。
2.风-光互补发电系统一般由_________、________、_________、_________直流母线及控制器等部分构成。
答案：风力发电机组、太阳能光伏电池组、储能装置、电力变换装置（二）选择题
1.下列各项属于可再生新能源的有（）。
A.燃料电池
B. 生物质能
C.潮汐能
D. 太阳能
答案：B、C、D
2.下列说法正确的是（）。
A.风-光互补就是风力发电和太阳能光伏发电协调互补的联合运行方式
B.风-光互补发电系统无空气污染、无噪声、不产生废弃物
C.利用风能、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，在保证同样供电的情况下，可大大减少储能蓄电池的容量
D. 通过合理地设计风-光互补发电系统，不需要用电源和储能装置就
可获得较好的社会效益和经济效益
答案：A、B、C
（三）简答题
1．简述风－光互补发电系统的发电和储能配置，应考虑的因素。
答案：
风－光互补发电系统的发电和储能配置，应考虑：
1、负荷的用电量及其变化规律；一般需要了解用户的最大用电负荷和
平均日用电量。逆变器的容量不能小于最大交流用电负荷平均日发电
量可作为选择风电机组、光伏电池和蓄电池组容量的重要依据。
2、蓄电池的能量损失和使用寿命；蓄电池等储能装置具有一定范围的
功率调节作用。发电量大于用电量时，剩余的电能可以向蓄电池充电，
保存起来，发电量不够用时，蓄电池可将存储的电能释放出来，补充发
电的缺额。而且，储能装置频繁地经历充电、放电过程，尤其是长期处
于亏电状态，使用寿命一般不会太长。所以，要尽量充分利用风能和太
阳能资源的互补特性，不要过分依赖储能装置的调节能力。
3、太阳能和风能的资源情况。针对用电负荷确定了容量范围之后，要
根据风、光资源情况，对风电机组和光伏电池进行合理的配置。
2．简述根据风力和阳光的变化情况，风－光互补发电系统的运行模式。
答案：
根据风力和阳光的变化情况，有三种可能的运行模式：
1、风电机组单独向负载供电；
2、光伏电池单独向负载供电；
3、风电机组和光伏电池联合向负载供电。
四、知识拓展
（一）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
