风光储互补发电系统
描述风光互补发电系统的组成及其功能
描述风光互补发电系统的组成及其功能
描述风光互补发电系统的组成及其功能
风光互补发电系统是采用风能和太阳能共同发电的节能、环保发电系统。
它指通过利用风能和太阳能共同发电，实现电能供应可靠性和可再生替代能源的更加可靠、低成本、高效率的发电技术系统。
该系统是由风能发电机和太阳能发电机组成，它们会根据天气情况相互补充，以达到最大发电效率。
一般情况下，风光互补发电系统主要由以下几个部分组成：
1、风力发电机：用以提取风能，通过风轮旋转驱动发电机，将风能转换为机械能，再转换为电能。
2、太阳能发电机：太阳能发电机是用太阳能驱动的一种发电机，它可以将太阳能转换为电能。
3、控制器：控制器是风光互补系统的大脑，它可以根据风能和太阳能的变化情况，自动调整发电机的转速，以达到最佳发电效率。
4、储能装置：储能装置可以存储由风力发电机和太阳能发电机发出的电能，让其不会被浪费掉。
风光互补发电系统的主要功能是利用风能和太阳能进行发电，它可以使发电系统具有高度的可靠性。
风能发电系统可以在无太阳能的情况下仍然发电，而太阳能发电系统可以在白天发电；控制器可以自动调节风能发电机和太阳能发电机的转速，将其实现最佳发电效率；储能装置可以存储风力发电机和太阳能发电机发出的电能，以便在无风或无太阳能的情况下提供电能。
总之，风光互补发电系统的组成及其功能是利用风能和太阳能发电，以达到最佳发电效率，具有高度的可靠性和可再生替代能源的发电技术系统。
《2024年风光互补发电系统的建模与仿真研究》范文
《风光互补发电系统的建模与仿真研究》篇一摘要：随着对可再生能源需求的增长和对环境可持续发展的追求，风光互补发电系统因其在地理和能源来源上的优势受到了广泛的关注。
本文着重介绍了风光互补发电系统的建模、仿真以及相关的研究成果，通过对系统结构、运行机制及模拟方法的深入研究，旨在为进一步推动可再生能源领域的技术创新和优化提供理论支持。
一、引言风光互补发电系统，即利用风能和太阳能进行发电的系统，具有无污染、可持续、分布广泛等优点。
随着全球能源结构的转变，风光互补发电系统已成为未来能源发展的重要方向。
因此，对其建模与仿真研究具有重要的理论和实践意义。
二、风光互补发电系统的建模1. 系统结构模型风光互补发电系统的结构模型主要包括风力发电机组、太阳能光伏板、储能装置（如电池组）以及控制系统等部分。
通过建立各部分的数学模型，可以描述系统的运行特性和能量转换过程。
2. 能量转换模型能量转换模型主要描述风力和太阳能如何被转换成电能的过程。
风力发电机组和太阳能光伏板的工作原理和性能参数是建模的关键。
此外，还需要考虑环境因素如风速、光照强度等对能量转换效率的影响。
三、仿真方法及工具1. 仿真方法仿真方法主要采用物理建模和数学建模相结合的方式。
通过建立系统的物理模型，可以更直观地了解系统的运行机制；而数学建模则可以通过数学方程描述系统的行为，为后续的仿真分析提供基础。
2. 仿真工具仿真工具的选择对于提高仿真效率和准确性具有重要意义。
常用的仿真软件如MATLAB/Simulink等，具有强大的建模和仿真功能，可以有效地用于风光互补发电系统的建模与仿真。
四、仿真结果与分析通过仿真，我们可以得到以下结果：1. 系统输出特性仿真结果可以清晰地展示风光互补发电系统的输出特性，包括在不同风速和光照强度下的发电量，以及系统的日、月、年发电量等。
2. 系统性能评价通过对比不同配置和参数下的系统性能，可以评价系统的稳定性和经济性等指标，为实际工程提供参考依据。
风光互补发电系统简述
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年，新能源在能源结构中的占到的比重达到2％(含水电为l％)，新能源发电容量占总电力装机容量的比重将会达到5％(含水电为25％)。
其中风电装机容量将会达到3500万千瓦(陆地风电3000万千瓦，海上风电500万千瓦)，太阳能发电装机容量达到200万千瓦[2]。
风光储互补发电系统
风力发电机组类型
根据发电机类型，风力发电机组可分为异步发电机组 和同步发电机组。异步发电机组的发电机与电网并联 运行，而同步发电机组的发电机则与电网串联运行。
根据风轮的布置方式，风力发电机组可分为水平轴式 和垂直轴式两种类型。水平轴式风力发电机组是最常 见的类型，其风轮叶片在水平面上旋转。垂直轴式风 力发电机组的风轮叶片在垂直面上旋转。
风力发电机组结构
风力发电机组主要由风轮、机舱、塔 筒和控制系统等部分组成。
机舱内装有发电机和齿轮箱等关键部 件，用于将风轮的机械能转化为电能。 发电机产生的电能通过电缆传输到电 网。
风轮是吸收风能的主要部件，由叶片 和轮毂组成。叶片将风能转化为机械 能，通过轮毂传递给机舱。
塔筒是支撑整个风力发电机组的基础 结构，高度可根据不同需求进行调整， 以适应不同高度的风速。
土地资源
风光储互补发电系统需要占用大量的土地资源，可能会对土地生态环境造成影响。需要合理规划用地，尽量选择 荒地、盐碱地等未利用地建设风电和太阳能电站。
噪声和视觉污染
风力发电机和太阳能板在运行过程中可能会产生噪声和视觉污染，影响周边居民的生活质量。需要采取有效的降 噪和遮蔽措施，减少对周边居民的影响。
储能技术的基本原理包括能量转换、能量储存和能量释放三个环节，其中能量转换是将不同形式的能 量转换为电能或化学能等，能量储存是将能量储存起来，能量释放是将储存的能量释放出来供使用。
储能技术类型
按照储能方式的不同，储能技术可以分为物理储能、化学储 能和电磁储能等类型。
物理储能包括抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能等，化学 储能包括铅酸电池、锂离子电池和液流电池等，电磁储能包 括超级电容器储能和超导储能等。
VS
发展前景
风光互补发电系统的应用及优化设计
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。
《2024年风光互补发电系统的建模与仿真研究》范文
《风光互补发电系统的建模与仿真研究》篇一一、引言随着人类对可再生能源的日益重视，风光互补发电系统因其独特的优势，如清洁、可持续、资源丰富等，正逐渐成为电力供应的重要来源。
本文将就风光互补发电系统的建模与仿真进行深入探讨，分析其系统组成、模型建立以及仿真应用等关键领域，旨在为未来风能与光能协同供电的研究与实践提供参考依据。
二、风光互补发电系统的基本构成与原理1. 太阳能光伏系统太阳能光伏系统是利用光生电效应将太阳能转换为电能。
它主要由太阳能电池板、支架、汇流箱、逆变器等部分组成。
当阳光照射在太阳能电池板上时，产生直流电，经逆变器转换成交流电供负载使用。
2. 风力发电系统风力发电系统则通过风车叶片捕捉风能，转化为机械能，再由发电机转换为电能。
它主要由风车叶片、齿轮箱、发电机和控制器等部分组成。
三、风光互补发电系统的建模方法建模是研究和模拟复杂系统行为的关键过程，对风光互补发电系统来说同样如此。
该系统的建模主要包括以下几个步骤：1. 确定模型目标与范围：明确模型需要解决的问题和所涉及的组件。
2. 收集数据：收集风速、光照强度、环境温度等数据，为建模提供基础数据支持。
3. 构建模型：根据系统组成和工作原理，建立数学模型或物理模型。
4. 参数设置与校验：为模型设定参数并进行仿真验证，确保模型的准确性和可靠性。
四、风光互补发电系统的仿真研究仿真研究是评估风光互补发电系统性能的重要手段。
通过仿真软件模拟实际运行环境，可以分析系统的输出功率、效率、稳定性等关键指标。
此外，仿真研究还可以帮助优化系统配置，提高能源利用效率。
五、仿真结果分析与应用通过仿真研究，我们可以得到以下结论：1. 风光互补发电系统在资源丰富地区具有较高的发电效率，能有效提高能源利用率。
2. 系统稳定性好，即使在风速和光照强度波动较大的情况下，仍能保持较高的输出功率。
3. 通过优化系统配置，如调整太阳能电池板和风车叶片的安装角度、数量等，可以进一步提高系统的发电效率。
风光互补发电系统原理
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。
风光互补发电系统总体结构
风光互补发电系统总体结构风光互补发电系统由控制器、永磁发电机、蓄电池、太阳能电池和风力机等组件共同构 成 。
其结构图如下图所示。
风光互补发电系统总体结构图将逆变器用于风光互补发电系统中，其原理为通过对半导体通断状态的控制使直流电转 换为交流电 。
其中主逆变电路控制着开关管的通断，并且所输出的电压为三相交流电压， 以 满足用户的用电需要[30] 。
在风光互补发电系统中，储能系统中的蓄电池在工作状态时所输出 的电压很不稳定，所以逆变器必须具备抗干扰能力，进而输出稳定的交流电压。
加入整流器就是为了完成电流从交流变为直流的转换，按照系统容量大小可以将整流器 分为两类，一类是可控型整流器，另一类是不可控型整流器。
其中不可控型整流器能够有效 预防电池向发电机反向输送电能[31]。
将系统中各个部分有效结合在一起的元件是控制器，其在系统中有着无法被取代的作用。
控制器可以在其他元件产生波动或者变化时做出与其相对应的控制策略，进而保证系统的稳 定输出[32] 。
控制器的采样电路，用于采集当前的电压信号并检测，依据系统电压、 电流变化 情况，判断其是否在最大功率点处工作。
对两处功率值进行取样，并将取样作差进行多次对 比，不停地变化脉冲改变占空比，以改变输出电压，电流，直至跟踪至两处功率之差等于零， 这时，输出功率就是系统最大的输出功率[33] 。
合理控制蓄电池可以在多变的天气稳定发电系 统的工作状态，所以这一步骤至关重要。
在蓄电池进入浮充状态后，控制器将不再对蓄电池 持续充电，负载所需供电量超过实时发电量的情况下，控制器将高效地进行探测并使蓄电池 对系统充电。
太阳能电池受到光照后将会产生电流，DC/DC 变换器会将产生的一部分电流输送给用户， 并将产生的其余电流在电池中储存起来[34]。
DC/DC 变换器可以完成对光伏发电最大功率点的19永磁发电机 DC/DC 变换器用户太阳能电池 DC/DC 变换器 控制器 蓄电池 逆 整流器风力机追踪。
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式中：E(i)为第i天供电不平衡量；Ql(i)为第i天负荷耗电量。
0 精选课件M N O PL P(i) 1
式中：Pf(ti)、Ppv(ti)、Pbat(ti)分别为风力发电机、光伏电池板以及蓄电池在ti时刻的输出功率；PL(ti) 为第ti时刻用电负荷所需消耗的功率；N为全部计算区间的个数。LPSP越小，代表发电系统的可靠性越 高。
第i天供电不平衡量E(i)的计算公式为：
Ebat(i)为第i天开始时蓄电池所存电量；Wf(i)为第i天风力发电机所发电量； Wpv(i)为第i天光伏电 池板所发电量；Ql(i)为第i天负荷消耗电量。E(i)>0说明当天电量有盈余，反之则说明当天负荷缺电 。 假设该地区重要负荷（第一、二级负荷）所占比重为a，那么若第i天总缺电量超过非重要负 荷的耗电量
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2021/3/3
Байду номын сангаас
13
全年负荷正常工作率
可靠性是对发电系统最基本的要求。风速以及太阳辐射的间歇性、多变性等特性，对于发电系统的发 电量有着直接的影响，导致可靠性问题在风光储互补发电系统中尤为重要。可靠性是指发电系统长时间 向用电负荷提供持续、充足电量的能力。常见的可靠性评价指标为全年负荷损失率（Loss of Power Supply Probability，LPSP）。
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2021/3/3*
1
风力发电 机
AC/DC变 换器
DC母线
DC/AC逆 变器
交流负载
光伏电池 板阵
DC/DC变 换器
直流负载
蓄电池
卸荷电路
1.发电部分：由1台或者几台风力发电机和太阳能电池板矩阵组 成，完成风－电；光－电的转换，并且通过充电控制器与直流 中心完成给蓄电池组自动充电的工作。 2. 蓄电部分：由多节蓄电池组成，完成系统的全部电能储备任 务。 3. 充电控制器及直流中心部分：由风能和太阳能充电控制器、 直流中心、控制柜、避雷器等组成。完成系统各部分的连接、 组合以及对于蓄电池组充电的自动控制。 4.供精电选课部件 分：由一台或者几台逆变电源组2021成/3/3* ，可把2 蓄电池中的 直流电能变换成标准的220V交流电能，供给各种用电器。
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偏远农村的生活生产用电
高速公路等地的监控设施
路灯照明系统
无人值守的自动气象站
通信基站中的应用
并网发电
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1.风机与光伏分别发出交流电和直流 电，并网前需进行整流、逆变 2.蓄电池性能下降后，会影响电能质 量 3.资源不确定性导致发电与用电负荷 的不平衡
能，有效延长蓄电池的使用寿命系统异常告警保
护功能，RS485通信功能，工作状态和发电数据
可以实时上传，后台（可扩展GPRS无线，
TCP/IP有线通信）光控开灯：天黑自动开灯，
天亮精选课自件 动关灯。
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5
蓄电池组
作用
蓄电池(组)的作用是将太阳能风能 发出的直流电直接储存起来，供负 载使用。在风光互补发电系统中， 蓄电池处于浮充放电状态，当日照 量风量大时，除了供给负裁用电外， 还对蓄电池充电；当日照量风量小 时，这部分储存的能量将逐步放出。
1.昼夜互补：白天太阳能发电，夜间风能发 电；
2.季节互补：夏季日照强烈，冬季风能强盛； 3.稳定性提高：利用风光的天然； 4.互补性强：大大提高系统供电稳定性； 5.零电费、零排放、零污染、节能减排、绿 色环保。
精选课件
2021/3/3*
9
1.风光互补发电系统与单一风力发电或光伏发 电相比，系统设计复杂，对系统的控制和管理 要求较高。 2.由于风光互补发电系统存在着两种类型的发 电单元.与单一发电方式相比增加了维护工作的 难度和工作量。 3.成本较高，在极端恶劣天气下有可能无法正 常供电。
据国内有关资料报道，目前运行的风光互补发电系统有：西藏纳曲乡离 格村风光互补发电站、用于气象站的风能太阳能混合发电站、太阳能风能 无精选课线件 电话离转台电源系统、内蒙微型风光互补2021发/3/3* 电系统等7 。
2014年9月19日，中国第一风光互补绿色新能源 基地（内陆）——宿州埇桥解集乡首期20MW光 伏电站项目正式开工建设。
近几年随着风光互补发电系统应用范围的不断扩大，保证率和经济性要 求的提高，国外相继开发出一些模拟风力、光伏及其互补发电系统性能的 大型工具软件包。通过模拟不同系统配置的性能和供电成本可以得出最佳 的系统配置。
在国外对于风光互补发电系统的设计主要有两种方法进行功率的确定： 一是功率匹配的方法，即在不同辐射和风速下对应的光伏阵列的功率和风 机的功率和大于负载功率，只要用于系统的优化控制；另一是能量匹配的 方法，即在不同辐射和风速下对应的光伏阵列的发电量和风机的发电量的 和大于等于负载的耗电量，主要用于系统功率设计。
特性
1 比较好的深循环能力，有着很好的过充和 过放能力。 2 长寿命，特殊的工艺设计和胶体电解质保 证的长寿命电池。 3 适用不同的环境要求，如高海拔，高温， 低温等不同的条件下都能正常使用的电池。
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最初的风光互补发电系统，就是将风力机和光伏组件进行简单的组合， 因为缺乏详细的数学计算模型，同时系统只用于保证率低的用户，导致使 用寿命不长。
该风光互补绿色新能源基地总装机规模为600MW ，其中光伏装机容量为400MW，风力发电装机容 量为200MW 电站首期20MW投运后，第一年发电量为2559.74 万千瓦时，可供约110万人使用绿色电力，与燃 煤电厂相比可节约标煤192290吨，减少二氧化硫 排放17220吨，减少二氧化碳排放344400吨，相 当于精选课每件 年种植树木20万棵，从而2021/3/3有效改8 善大气环 境质量降低PM2.5值。
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逆变器
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WPVS经济型控制器具有PWM充控制模式充电
具有电池反接、光伏电池反接保护功能，两路负
载过流、短路告警保护功能，两路负载多重控制
模式：光控、时控、全开放功能，电池过充和过
放告警保护功能，两路负载不同电压下保护功能
，光伏输入端防雷保护功能，蓄电池温度补偿功