风光互补发电系统详情介绍

太阳能电池板的作用是在晴天的时候，阳光照在太阳能电池板上就会被光电元件将光能转化成电能，下面我们一起来看看风光互补发电系统详情介绍。

    风光互补发电系统详情介绍

    目前国内大学如中科院电工研究所、合肥工业大学、内蒙古大学、内蒙古农业大学等都在进行风光互补发电系统的研究，主要着手在风光互补发电系统的优化匹配计算、系统控制等方面。其中中科院电工研究所的生物遗传算法的优化和内蒙古大学新能源研究中推出的小型户用风光互补发电系统，在匹配计算方面有着领先的地位。合肥工业大学智能控制在互补发电系统的应用上也处于前沿水平。根据国内相关资料报道，西藏纳曲乡离格村风光互补发电站、太阳能风能无线电话离转台电源系统、用于气象站的风能太阳能混合发电站、内蒙微型风光互补发电系统等已在运行。

    风光互补发电系统是集风能、太阳能及蓄电池等多种能源发电技术和系统智能控制技术为一体的。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。

    光伏发电部分是利用太阳能电池板的光生伏打效应将光能转换为电能，然后对蓄电池进行充电，通过逆变器将直流电转换为交流电对负载供电。蓄电池部分由多块蓄电池组成，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，以备供电不足时使用，在系统中起到能量调节和平衡负载两大作用。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，供交流电负载设备的正常使用。再者还具有自动稳压功能，可以改善系统的供电质量。控制部分根据日照强度、风力大小和负载的变化，不断地对蓄电池组的工作状态进行调节和切换，把调整后的电能直接送往直流或交流负载。此外把多余的电能送往蓄电池组中存储起来，当发电量不能满足负载需求时，控制器把蓄电池的电能送往负载，以确保整个系统连续稳定地工作。

    风光互补发电系统发展前景的探讨

    我国电力事业发展起步较晚，又因人口众多，人均能源占有量远低于世界平均水平。在能源探索多元化、持续化的今天，我们必须要寻求一条既提升人民物质文化水平，又可持续发展的道路。在古代人们便想到了太阳光能与风能的利用，近代的科学家又分别发明制造了太阳能电池板、大型风机以便将其最大化地利用。然而风光互补发电系统的研究却是今年才被人广泛提及。事实上，这两者的结合利用有着得天独厚的优越性。风能与太阳能的本质是一样的，二者都源自于太阳。地表对光照有着不同的吸收能力，又通过温度差异导致空气的对流。在白天光照强，温差小，风能少；晚上温差大，风能大。所以我们可以得到很直观的体验：白天光强、晚上风大；夏季光强、冬季风大。为了维持电网负荷不变，风电系统的电压稳定、低电压穿越能力、光伏电池的寿命都能得到保障，脱网事故也能在一定程度上避免。太阳能与风能的这种匹配性使得风光互补发电得到各国的青睐。

    1.风光互补系统发展历史

    最初的风光互补发电系统仅仅只是把风电与光伏发电系统进行简单的组合，这样组合而成的发电系统不仅利用率低，发电系统故障与事故发生也接踵而至。随着丹麦科学家N.E.Bush、美国科学家C.I.Aspliden、前苏联科学家N.Aksarni等人对大气科学、概率统计、模糊控制等知识研究的深入，科学家不断统计出近似的光能-风能潜力的估计值，在理论上为风光互补的应用提供了有力保障。其发电系统也逐步从科学实验室投入到实际应用。

    2.风光互补系统发展现状

    目前在国外，随着风光互补的深入研究，成果显着，包括基于风光互补发地系统优化软件的开发、仿真运行软件的开发等等。能实现包括实时高精确度仿真运行、负载特性描述以及太阳辐射数据显示等实用重要功能。

    我国风光互补发电系统还处于起步阶段，但发展迅猛。其主要制约因素还是资金缺乏，主要应用在边远通信的中继站、地址勘探考察基地、农牧民、边防等领域。规模较小。科研院所的研究也仅限于电压稳定的控制优化、设备仿真等方面。

    我国的风光互补系统主要仍采用最基本的发电系统。主要包括光伏电池、风机、控制器、逆变器、蓄电池、支撑设备等。主要发电原理是：在光照充足的时候，光伏电板组件产生直流电，风机产生少许交流电，二者通过整流，用控制器加以控制一部分对负载供电，一部分对蓄电池充电备用。在夜间或冬季时，则通过风机与蓄电池的电能逆变供交流负载使用。目前其主要仍应用在孤岛式电力系统中，很少应用于并网。城市里主要将风光互补发电系统应用在城市路灯或灯景中。

    2000年，我国长江源自然保护站安装了一套1000W/400Wp的风光互补发电系统，为一次重要的风光互补发电应用实例。2004年华能集团54MW/100kWp的大型风光互补发电厂并入10kV的当地电网，这标志着我国开创了大型风光互补发电系统并网投产的先河，也是第一个正式商业化运营的风光互补的发电系统。风光系统的投入运营带来了较好的经济效益与巨大的社会推动力。随着国务院公布的21世纪发展计划中明确了发展太阳能、风能联合发展的战略之后，中国的风光互补事业有了决策上的方向。

    3.风光互补系统的优点

    风光互补优点众多，除了上文所述的稳定输出、降低低电压穿越能力设备负担，提高供电可靠性的优点之外，相对于单一的光伏发电，它还可以大大降低蓄电池的储电容量。电能具有不能大量储存的基本特点，风光互补发电也从真正意义上将蓄电池电能的存储变成了电能的中继，从侧面降低了成本。并且对风力发电与光伏发电进行实地与理论上的匹配之后，供电充足，基本上可以保证一个完整系统的电力供应，而无需其他设备。因而，设计电网时，有时可以不必考虑如分布式发电一样的并网难题，无需配备其他电源。

    4.风光互补系统的展望与建议

    我们可以将风光互补发电看成是一次资源的高效利用与优化配置。考虑到优化与节能，并且是牵涉到新能源方面，因而这绝不是电力系统一个方面的知识可以解决的问题。如果要想让我国的风光发电事业得到发展，我们要在气象、勘测、数学等多方面取得突破，方能为此广泛应用取得有力保障。此外，除了降低能源成本，我们还可以通过对发电系统的动态运行特性进行研究，以提高效率，降低运行成本，提高发电质量。以进一步拓宽运营领域，联合微电网与智能电网。为早日实现可再生能源的大规模应用做好准备。