风光互补发电系统
风光互补发电系统的优化与调度
风光互补发电系统的优化与调度1. 引言随着全球能源危机的加剧，清洁能源的开发和利用越来越受到人们的关注。
风能和太阳能作为两种重要的可再生能源，具有广泛的应用前景。
风光互补发电系统将风能和太阳能两种能源进行集成，既能弥补单一能源的不足，又能提高发电系统的可靠性和稳定性。
本文将讨论风光互补发电系统的优化与调度问题。
2. 风光互补发电系统的组成风光互补发电系统由风力发电系统、太阳能发电系统和储能系统组成。
2.1 风力发电系统风力发电系统利用风能转化为电能。
其中主要包括风力发电机组、变流器和配电网。
风力发电机组通过转动风轮产生机械能，再经过转子与发电机直接产生电能。
变流器将电能转化为交流电并注入配电网中。
2.2 太阳能发电系统太阳能发电系统利用太阳能转化为电能。
其中主要包括光伏电池组件、逆变器和配电网。
光伏电池组件通过吸收太阳光转化为直流电能，逆变器将直流电转化为交流电并注入配电网中。
2.3 储能系统储能系统用于存储多余的电能，以应对风力发电和太阳能发电的间歇性和不稳定性。
常用的储能设备包括电池组、超级电容器和储水器等。
3. 风光互补发电系统的优化为了最大程度地发挥风光互补发电系统的优势，需要对其进行优化。
优化的目标是提高发电系统的能源利用率和经济性。
3.1 智能预测与调度基于历史数据和气象预报，可以利用智能算法对风力发电和太阳能发电进行预测，以确定未来一段时间内的发电量。
根据预测结果，可以合理安排风力发电机组和太阳能发电系统的运行模式，并动态调整储能系统的充放电策略，从而最大程度地利用可再生能源。
3.2 优化匹配由于风力发电和太阳能发电具有一定的间歇性和时空不均匀性，需要合理匹配两种能源供给。
通过优化匹配策略，可以在不同的时间段内实现风力发电和太阳能发电的互补，从而提高整个发电系统的可靠性和稳定性。
3.3 多能源协同调度风光互补发电系统通常与传统电网相连，可以通过多能源协同调度来实现能源的有效利用。
多能源调度算法可以根据电网的负荷需求和能源供给情况，合理调度风力发电、太阳能发电和储能系统的运行状态，以最大程度地减少对传统电网的依赖。
风光互补发电系统工作原理
风光互补发电系统工作原理嗨，朋友！今天咱们来唠唠这个超酷的风光互补发电系统。
你知道吗？这可是一种超级聪明的发电方式呢。
先来说说这个风光互补发电系统里的风这部分。
风，那可是大自然的小调皮鬼，整天跑来跑去的。
风力发电呢，就是利用风的这个好动的特性。
你看那些高高大大的风力发电机，就像一个个巨大的风车。
当风吹过来的时候，它的叶片就开始转动啦。
这叶片一转，就带动了发电机里面的一些小零件（其实是很精密的啦，但咱们就简单这么理解）。
就好像你用手转动一个小玩具的齿轮，然后这个齿轮又带动其他东西转起来一样。
风越大，叶片转得就越快，发电机产生的电也就越多。
你可以想象风就像一个大力士，在用力推着叶片这个大圆盘，然后这个圆盘把风的力量转化成了电能。
再说说光这部分。
太阳公公可是个大暖男，每天都无私地散发着光和热。
在风光互补发电系统里，有太阳能电池板。
这些电池板可神奇了，就像一个个小魔法板。
它们是由好多小的太阳能电池组成的。
当阳光照射到这些电池板上的时候，就像是给它们注入了能量。
太阳能电池里面有一些特殊的物质，阳光一照，这些物质就开始活跃起来，电子就开始跑来跑去，这样就产生了电流。
就好比一群小蚂蚁，本来在休息，阳光一照，就都开始忙忙碌碌地搬运东西，这个搬运的过程就产生了电。
那这风发电和光发电怎么就互补了呢？这就更有趣了。
你想啊，风有时候大，有时候小，它可没准头了。
有时候一整天都没什么风，那风力发电机就歇菜了。
但是太阳公公可不管风的事，只要是白天，就有阳光。
所以在没风的时候，太阳能电池板就开始工作，产生电能。
反过来呢，有时候天阴沉沉的，太阳能电池板就不能很好地工作了，但是风可不管天气阴不阴，它该吹还是吹。
这时候风力发电机就可以大显身手了。
它们两个就像两个好伙伴，互相弥补对方的不足。
在整个风光互补发电系统里，还有一个很重要的部分，就是储能装置。
这个就像是一个小仓库。
不管是风力发电机产生的电，还是太阳能电池板产生的电，要是一下子用不完，就可以存到这个小仓库里。
风光互补发电系统研究综述
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。
什么是风光互补 风光互补系统的优缺点
什么是风光互补风光互补系统的优缺点
风光互补技术是利用太阳能电池和风力发电机发电，将风能和太阳能转化为电能，经蓄电池储能，再用于照明的装置，两沖发电系统在同一个装置内互为补充，给设备供电的一种新技术。
关于“什么是风光互补风光互补系统的优缺点”的详细说明。
1.什么是风光互补
风光互补技术是利用太阳能电池和风力发电机发电，将风能和太阳能转化为电能，经蓄电池储能，再用于照明的装置，两沖发电系统在同一个装置内互为补充，给设备供电的一种新技术。
我国许多地区风能和太阳能随季节变化显著，时空分布不均，在夏季太阳辐射强烈，太阳能资源丰富；而在冬季则风速大，风能资源丰富。
采用单一的风能或太阳能发电，往往出现某些月份供电不足。
风光互补技术正是利用了这两种资源的季节互补特性，将太阳能电池和风力发电机组合成一个系统，可以充分发挥两者的特性和优点，最大限度地利用太阳能和风能，从而克服了由于风能、太阳能随季节变化而造成供电不均衡的缺陷，可以保证一年四季均衡供电，使自然资源得到充分利用。
2.风光互补系统的优缺点
优点
1.昼夜互补--中午太阳能发电，夜晚风能发电。
2.季节互补--夏季日照强烈，冬季风能强盛。
3.稳定性高--利用风光的天然。
4.互补性，大大提高系统供电稳定性。
缺点
对比:单纯的风能与太阳能供电有显著的缺陷
1.季节性障碍无法克服
2.供电不稳定
3.公用设施供电不适宜。
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。
风光互补发电系统
风光互补发电系统4.10.1 风光互补供电系统额定功率900W、蓄电池容量900Ah。
4.10.2 系统在连续没有风没有太阳能补充能量的情况下，保持正常持续向同一物理位置的固定摄像机、遥控摄像机、远端光综合接入设备能持续供电≥3天。
4.10.3 具有蓄电池组过放电保护、过充电保护功能。
4.10.4 风光互补供电系统应安装在周围没有高建筑物、树木、电杆等遮挡太阳光的处所，以便充分获得太阳光的能量。
4.10.5 工作温度：-30℃～+60℃（无保温箱）。
4.10.6 设备防护性能：满足IP65。
4.10.7 风机要求适用的风速范围为2.5-35m/s。
4.10.8 立杆双层镀锌，抗风等级为≥12级。
4.10.9 风机转动噪音≤35dB。
4.10.10 输出为220V 交流电。
4.10.11 配有600W 以上逆变器。
4.10.12 所有风光设备组件具有抗风、抗震、防腐蚀，20年不生锈，不影响设备正常运转。
4.10.13 系统所有设备采用模块儿化组装，后期维护简单易操作。
4.10.14 所有设备组件及芯片均达到工业级标准（重要组件为军工标准）。
4.10.15 风机要求采用垂直轴旋转模式，叶片采用单叶螺旋式。
专用环保蓄电池4.12.1 采用优质、高纯度高锡铅多元合金及超纯电解液，电池自放电小。
4.12.2 深度放电恢复性能，专利极板技术，可以有效提高电池的低温性能及接收充电能力，电池适用温度宽广，可在-30℃～55℃范围内使用，电池最佳工作温度为25℃。
4.12.3 独特技术处理的防水型引线蓄电池，为整个系统的稳定运行提供可靠的保障。
4.13 风力发电设备控制箱4.13.1 风力发电控制箱长×宽×高为1500×1200×800mm（可按实际工程要求定制）。
4.13.2 控制箱由供电部门箱变提供电源回路，具体控制箱设置地点可根据有关部门要求作调整。
4.13.3 箱体表面要求采用静电喷塑。
风光互补供电系统的经验总结与成果展望
风光互补供电系统的经验总结与成果展望随着能源需求的不断增长和环境问题的日益凸显，可再生能源已成为全球范围内的热门话题。
在可再生能源中，太阳能和风能被广泛认可为最具潜力和可持续利用的能源之一。
为了有效利用这些资源并提供可靠的电力供应，风光互补供电系统应运而生。
本文将对风光互补供电系统的经验进行总结，并展望其未来可能的成果。
一、风光互补供电系统的概念风光互补供电系统是一种将太阳能光伏和风能发电系统结合起来的可再生能源系统。
它能够在不同的气象条件下，利用风能和太阳能光照来发电，从而提供稳定可靠的电力供应。
二、风光互补供电系统的运行原理风光互补供电系统的运行原理基于太阳能光伏和风能发电系统的互补性。
当阳光充足时，太阳能光伏系统会优先发电并储存电能；而在夜晚或天气阴暗时，风能发电系统则可补充电力不足。
通过这种方式，风光互补供电系统能够实现全天候的电力供应。
三、风光互补供电系统的经验总结1. 高效利用可再生能源资源风光互补供电系统充分利用了风能和太阳能光伏资源，提高了能源的利用效率。
通过在不同的气象条件下进行能源选择和转换，系统能够灵活地提供电力，并减少对传统能源的依赖。
2. 稳定可靠的电力供应由于风能和太阳能光伏的资源具有一定的波动性，对于单独的风能发电系统或光伏发电系统而言，电力供应的稳定性有一定的挑战。
然而，通过风光互补供电系统的结合运行，可以有效平衡电力输出，提供更稳定可靠的电力供应，从而满足用户的需求。
3. 减少环境污染和碳排放与传统的燃煤发电和化石能源相比，风光互补供电系统具有明显的环境优势。
可再生能源的利用不会产生显著的二氧化碳排放和污染物，能够有效降低大气污染和温室气体排放，保护生态环境。
4. 降低能源成本尽管建立风光互补供电系统的初期投资相对较高，但是长期来看，它可以降低电力生产的成本。
太阳能光伏和风能发电系统的运行成本相对较低，并且可再生能源的价格趋于稳定。
因此，风光互补供电系统有望降低能源成本，提升能源可持续性。
风光互补发电系统
风光互补发电系统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;也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;更认识到常规能源利用过程中对环境和生态系统的破坏..各国纷纷开始根据国情;治理和缓解已经恶化的环境;并把可再生、无污染的新能源的开发利用作为可持续发展的重要内容..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;具有很好的应用前景..中文名称风光互补发电系统外文名称Scenery complementary power generation system拼音fengguanhubufadianxitong目录1 简介2 发展过程3 结构4 应用前景5 解决方案5.1 应用场景5.2 对策5.3 方案特点6 总结7 发电分析8 互补控制简介风光互补;是一套发电应用系统;该系统是利用太阳能电池方阵、风力发电机将交流电转化为直流电将发出的电能存储到蓄电池组中;当用户需要用电时;逆变器将蓄电池组中储存的直流电转变为交流电;通过输电线路送到用户负载处..是风力发电机和太阳电池方阵两种发电设备共同发电..发展过程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..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..其中colorado state university和national renewable energy laboratory 合作开发了hybrid2应用软件.. hybrid2本身是一个很出色的软件;它对一个风光互补系统进行非常精确的模拟运行;根据输入的互补发电系统结构、负载特性以及安装地点的风速、太阳辐射数据获得一年8760小时的模拟运行结果..但是hybrid2只是一个功能强大的仿真软件;本身不具备优化设计的功能;并且价格昂贵;需要的专业性较强..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;主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..目前;国内进行风光互补发电系统研究的大学;主要有中科院电工研究所、内蒙古大学、内蒙古农业大学、合肥工业大学等..各科研单位主要在以下几个方面进行研究:风光互补发电系统的优化匹配计算、系统控制等..目前中科院电工研究所的生物遗传算法的优化匹配和内蒙古大学新能源研究中推出来的小型户用风光互补发电系统匹配的计算即辅助设计;在匹配计算方面有着领先的地位;而合肥工业大学智能控制在互补发电系统的应用也处在前沿水平..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、太阳能风能无线电话离转台电源系统、内蒙微型风光互补发电系统等..结构风光互补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;系统结构图见附图..该系统是集风能、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;2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;3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;4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..另一方面把多余的电能送往蓄电池组存储..发电量不能满足负载需要时;控制器把蓄电池的电能送往负载;保证了整个系统工作的连续性和稳定性;5蓄电池部分由多块蓄电池组成;在系统中同时起到能量调节和平衡负载两大作用..它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..风光互补发电系统根据风力和太阳辐射变化情况;可以在以下三种模式下运行:风力发电机组单独向负载供电;光伏发电系统单独向负载供电;风力发电机组和光伏发电系统联合向负载供电..风光互补发电比单独风力发电或光伏发电有以下优点:●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;●通过合理地设计与匹配;可以基本上由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..应用前景缺电生活中国现有9亿人口生活在农村;其中5%左右目前还未能用上电..在中国无电乡村往往位于风能和太阳能蕴藏量丰富的地区..因此利用风光互补发电系统解决用电问题的潜力很大..采用已达到标准化的风光互补发电系统有利于加速这些地区的经济发展;提高其经济水平..另外;利用风光互补系统开发储量丰富的可再生能源;可以为广大边远地区的农村人口提供最适宜也最便宜的电力服务;促进贫困地区的可持续发展..我国已经建成了千余个可再生能源的独立运行村落集中供电系统;但是这些系统都只提供照明和生活用电;不能或不运行使用生产性负载;这就使系统的经济性变得非常差..可再生能源独立运行村落集中供电系统的出路是经济上的可持续运行;涉及到系统的所有权、管理机制、电费标准、生产性负载的管理、电站政府补贴资金来源、数量和分配渠道等等..但是这种可持续发展模式;对中国在内的所有发展中国家都有深远意义..室外应用世界上室外照明工程的耗电量占全球发电量的12%左右;在全球日趋紧张的能源和环保背景下;它的节能工作日益引起全世界的关注..基本原理是:太阳能和风能以互补形式通过控制器向蓄电池智能化充电;到晚间根据光线强弱程度自动开启和关闭各类led室外灯具..智能化控制器具有无线传感网络通讯功能;可以和后台计算机实现三遥管理遥测、遥讯、遥控..智能化控制器还具有强大的人工智能功能;对整个照明工程实施先进的计算机三遥管理;重点是照明灯具的运行状况巡检及故障和防盗报警..道路照明●车行道路照明工程快速道/主干道/次干道/支路;●小区广义道路照明工程小区路灯/庭院灯/草坪灯/地埋灯/壁灯等..目前已被开发的新能源新光源室外照明工程有:风光互补led智能化路灯、风光互补led小区道路照明工程、风光互补led景观照明工程、风光互补led 智能化隧道照明工程、智能化led路灯等..航标应用我国部分地区的航标已经应用了太阳能发电;特别是灯塔桩;但是也存在着一些问题;最突出的就是在连续天气不良状况下太阳能发电不足;易造成电池过放;灯光熄灭;影响了电池的使用性能或损毁..冬季和春季太阳能发电不足的问题尤为严重..天气不良情况下往往是伴随大风;也就是说;太阳能发电不理想的天气状况往往是风能最丰富的时候;针对这种情况;可以用以风力发电为主;光伏发电为辅的风光互补发电系统代替传统的太阳能发电系统..风光互补发电系统具有环保、无污染、免维护、安装使用方便等特点;符合航标能源应用要求..在太阳能配置满足春夏季能源供应的情况下;不启动风光互补发电系统;在冬春季或连续天气不良状况、太阳能发电不良情况下;启动风光互补发电系统..由此可见;风光互补发电系统在航标上的应用具备了季节性和气候性的特点..事实证明;其应用可行、效果明显..监控电源目前;高速公路道路摄像机通常是24小时不间断运行;采用传统的市电电源系统;虽然功率不大;但是因为数量多;也会消耗不少电能;采用传统电源系统不利于节能;并且由于摄像机电源的线缆经常被盗;损失大;造成使用维护费用大大增加;加大了高速公路经营单位的运营成本..应用风光互补发电系统为道路监控摄像机提供电源;不仅节能;并且不需要铺设线缆;减少了被盗了可能;有效防盗..但是我国有的地区会出现恶劣的天气情况;如连续灰霾天气;日照少;风力达不到起风风力;会出现不能连续供电现象;可以利用原有的市电线路;在太阳能和风能不足时;自动对蓄电池充电;确保系统可以正常工作..通信应用目前;国内许多海岛、山区等地远离电网;但由于当地旅游、渔业、航海等行业有通信需要;需要建立通信基站..这些基站用电负荷都不会很大;若采用市电供电;架杆铺线代价很大;若采用柴油机供电;存在柴油储运成本高;系统维护困难、可靠性不高的问题..要解决长期稳定可靠地供电问题;只能依赖当地的自然资源..而太阳能和风能作为取之不尽的可再生资源;在海岛相当丰富;此外;太阳能和风能在时间上和地域上都有很强的互补性;海岛风光互补发电系统是可靠性、经济性较好的独立电源系统;适合用于通信基站供电..由于基站有基站维护人员;系统可配置柴油发电机;以备太阳能与风能发电不足时使用..这样可以减少系统中太阳电池方阵与风机的容量;从而降低系统成本;同时增加系统的可靠性..电站应用风光互补抽水蓄能电站是利用风能和太阳能发电;不经蓄电池而直接带动抽水机实行不定时抽水蓄能;然后利用储存的水能实现稳定的发电供电..这种能源开发方式将传统的水能、风能、太阳能等新能源开发相结合;利用三种能源在时空分布上的差异实现期间的互补开发;适用于电网难以覆盖的偏远地区;并有利于能源开发中的生态环境保护..开发条件:●三种能源在能量转换过程中应保持能量守恒;●抽水系统所构成的自循环系统的水量保持平衡..虽然与水电站相比成本电价略高;但是可以解决有些地区小水电站冬季不能发电的问题;所以采用风光互补抽水蓄能电站的多能互补开发方式具有独特的技术经济优势;可作为某些满足条件地区的能源利用方案..向全社会生动展示了风能、太阳能新能源的应用意义;推动我国节能环保事业的发展;促进资源节约型和环境友好型社会的建设;具有巨大的经济、社会和环保效益..解决方案应用场景风光互补发电系统是针对通信基站、微波站、边防哨所、边远牧区、无电户地区及海岛;在远离大电网;处于无电状态、人烟稀少;用电负荷低且交通不便的情况下;利用本地区充裕的风能、太阳能建设的一种经济实用性发电站..对策风光互补发电系统解决方案主要应用于道路照明、农业、牧业、种植、养殖业、旅游业、广告业、服务业、港口、山区、林区、铁路、石油、部队边防哨所、通讯中继站、公路和铁路信号站、地质勘探和野外考察工作站及其它用电不便地区的供电..风光互补发电系统主要由风力发电机、太阳能电池方阵、智能控制器、蓄电池组、多功能逆变器、电缆及支撑和辅助件等组成一个发电系统..夜间和阴雨天无阳光时由风能发电;晴天由太阳能发电;在既有风又有太阳的情况下两者同时发挥作用;实现了全天候的发电功能;比单用风机和太阳能更经济、科学、实用..风光互补发电系统图:方案特点完全利用风能和太阳能来互补发电;无需外界供电;免除建变电站、架设高低压线路和高低压配电系统等工程;具有昼夜互补、季节性互补特点;系统稳定可靠、性价比高;电力设施维护工作量及相应的费用开销大幅度下降;独立供电;在遇到自然灾害时不会影响到全部用户的用电;低压供电;运行安全、维护简单..总结风能和太阳能都是清洁能源;随着光伏发电技术、风力发电技术的日趋成熟及实用化进程中产品的不断完善;为风光互补发电系统的推广应用奠定了基础..风光互补发电系统推动了我国节能环保事业的发展;促进资源节约型和环境友好型社会的建设..总之;相信随着设备材料成本的降低、科技的发展、政府扶持政策的推出;该清洁、绿色、环保的新能源发电系统将会得到更加广泛的应用..发电分析风力发电机风力发电机是将风力机的机械能转化为电能的设备..风力发电机分为直流发电机和交流发电机..1直流发电机..电励磁直流发电机..该类发电机分自励、它励和复励三种形式;小型直流发电系统一般和蓄电池匹配使用;装置容量一般为1000 w以下..永磁直流发电机..这种发电机与电励磁式直流发电机相比结构简单;其输出电压随风速变化;需在发电机和负载间增加蓄电池和控制系统;通过调节控制系统占空比来调节输出电压..由于直流发电机构造复杂、价格昂贵;而且直流发电机带有换向器和整流子;一旦出现故障;维护十分麻烦;因此在实际应用中此类风力发电机较少采用..2交流发电机..交流发电机分:同步发电机和异步发电机..同步发电机在同步转速时工作;同步转速是由同步发电机的极数和频率共同决定;而异步发电机则是以略高于同步发电机的转速工作..主要有无刷爪极自励发电机、整流自励交流发电机、感应发电机和永磁发电机等..目前在小型风力发电系统中主要使用三相永磁同步发电机..三相永磁同步发电机一般体积较小、效率较高、而且价格便宜..永磁同步发电机的定子结构与一般同步电机相同;转子采用永磁结构;由于没有励磁绕组;不消耗励磁功率;因而有较高的效率..另外;由于永磁同步发电机省去了换向装置和电刷;可靠性高;定子铁耗和机械损耗相对较小;使用寿命长..太阳能光伏电池原理光伏电池是直接将太阳能转换为电能的器件;其工作原理是:当太阳光辐射到光伏电池的表面时;光子会冲击光伏电池内部的价电子;当价电子获得大于禁带宽度eg的能量;价电子就会冲出共价键的约束从价带激发到导带;产生大量非平衡状态的电子-空穴对..被激发的电子和空穴经自由碰撞后;在光伏电池半导体中复合达到平衡..蓄电池蓄电池作为风光互补发电系统的储能设备;在整个发电系统中起着非常重要的作用..首先;由于自然风和光照是不稳定的;在风力、光照过剩的情况下;存储负载供电多余的电能;在风力、光照欠佳时;储能设备蓄电池可以作为负载的供电电源;其次;蓄电池具有滤波作用;能使发电系统更加平稳的输出电能给负载;另外;风力发电和光伏发电很容易受到气候、环境的影响;发出的电量在不同时刻是不同的;也有很大差别..作为它们之间的"中枢";蓄电池可以将它们很好的连接起来;可以将太阳能和风能综合起来;实现二者之间的互补作用..常用蓄电池主要有铅酸蓄电池、碱性镍蓄电池和镉镍蓄电池..随着电储能技术的不断发展;产生了越来越多新的储能方式;如超导储能、超级电容储能、燃料电池等..由于造价便宜、使用简单、维修方便、原材料丰富;而且在技术上不断取得进步和完善;因此在小型风力发电及光伏发电中铅酸蓄电池已得到广泛的应用..本文设计的智能型风光互补发电系统采用铅酸蓄电池作为储能设备..风光互补发电系统风力资源还是太阳能资源都是不确定的;由于资源的不确定性;风力发电和太阳发电系统发出的电具有不平衡性;不能直接用来给负载供电..为了给负载提供稳定的电源;必须借助蓄电池这个"中枢"才能给负载提供稳定的电源;由蓄电池、太阳能电池板、风力发电机以及控制器等构成的智能型风光互补发电系统能将风能和太阳能在时间上和地域上的互补性很好的衔接起来..互补控制风光互补控制器由主电路板和控制电路板两部分组成..主电路板主要包括不控整流器、dc/dc变换器、防反充二极管等..控制电路板中的控制芯片为pic16f877a单片机;它负责整个系统的控制工作;是控制核心部分;其外围电路包括电压、电流采样电路;功率管驱动电路;保护电路;通讯电路;辅助电源电路等..风力发电机输出的三相交流电接u、v、w;经三相不控整流器整流和电容c0稳压后给蓄电池充电..sp、sn分别为太阳能电池板的正、负极接线端子;d1为防反充二极管;其作用是防止蓄电池电压和风力发电机的整流电压对太阳能电池阵列反向灌充;确保太阳能电池的单向导电性..r0是风力发电机的卸荷电阻;当风速过高时;风力发电机输出电压大于蓄电池过充电压;单片机输出脉冲pwm 来控制q3开通;使多余的能量被消耗在卸荷电阻上;从而保护蓄电池..二极管d2和保险丝f1是为了防止蓄电池接反;当蓄电池接反时;蓄电池通过d2与f1构成短路回路;烧毁保险丝而切断电路;从而保护控制器和蓄电池..主电路中间部分是两个输出并联的buck型dc/dc变换器;为了抑制mosfet管因过压、du/dt或者过流、di/dt产生的开关损耗;本设计的dc/dc变换器采用具有缓冲电路的buck变换器..主电路是由两个互相独立输出端并联的buck电路组成;一路是光伏发电系统主电路;一路是风力发电系统主电路..缓冲电路由于电路中存在分布电感和感性负载;当mos管关断时;将会在mos管上产生很大的浪涌电压..为了消除浪涌电压的危害;提高mos管工作可靠性和效率;常用的方法是使用缓冲电路..随着社会的发展和能源的短缺;高科技和新技术得到广泛的应用..新能源的发展和开发是人类发展的趋势..风能和太阳能必将在这个资源稀缺的年代得到大力推广和使用..我国可以在这方面努力;争取在新能源方面走在世界的前列..。
风光互补优缺点
风光互补风光互补技术评析之袁州冬雪创作一、概念及技术原理光电系统是操纵光电板将太阳能转换成电能，然后通过节制器对蓄电池充电，最后通过逆变器对用电负荷供电的一套系统.该系统的优点是系统供电靠得住性高，运行维护成本低，缺点是系统造价高.风电系统是操纵小型风力发电机，将风能转化成电能，然后通过节制器对蓄电池充电，最后通过逆变器对用电负荷供电的一套系统.该系统的优点是系统发电量较高，系统造价较低.缺点是小型风力发电机靠得住性低.风光互补，是一套发电应用系统，该系统是操纵太阳能电池方阵、风力发电机（将交流电转化为直流电）将发出的电能存储到蓄电池组中，当用户需要用电时，逆变器将蓄电池组中储存的直流电转变成交流电，通过输电线路送到用户负载处.是风力发电机和太阳电池方阵两种发电设备共同发电.技术构成：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，而且通过充电节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. 充电节制器及直流中心部分：由风能和太阳能充电节制器、直流中心、节制柜、避雷器等组成.完成系统各部分的毗连、组合以及对于蓄电池组充电的自动节制.4.供电部分：由一台或者几台逆变电源组成，可把蓄电池中的直流电能变换成尺度的220V交流电能，供给各种用电器，,或者采取小功率led 光源，蓄电池可以直接供电.2、特点A、风光互补发电系统由太阳能光电板、小型风力发电机组、系统节制器、蓄电池组和逆变器等几部分组成，发电系统各部分容量的合理配置对包管发电系统的靠得住性非常重要.B、由于太阳能与风能的互补性强，风光互补发电系统在资源上补偿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，所以风光互补发电系统的造价可以降低，系统成本趋于合理.C、风光互补发电站是针对通信基站、微波站、边防哨所、遥远牧区、无电户地区及海岛，在远离大电网，处于无电状态、人烟稀少，用电负荷低且交通方便的情况下，操纵当地区充裕的风能、太阳能建设的一种经济实用性发电站.3、风光互补的优点A、昼夜互补——中午太阳能发电，夜晚风能发电B、季节互补——夏季日照强烈，冬季风能强盛.C、稳定性高——操纵风光的天然D、互补性，大大提高系统供电稳定性 .对比：单纯的风能与太阳能供电有显著的缺陷A、季节性障碍无法降服B、供电不稳定C、公用设施供电不适宜4、产品及应用A、风光互补公共照明系统完全操纵风和太阳光能为灯具供电（无需外接电网）.系统兼具风能和太阳能产品的双重优点，由风、光能协同发电，电能储于蓄电池中，开关智能节制，自动感应外界光线变更，无须人工操纵，主要用于乡村连系道路、高速公路、城市道路、防洪堤及景观道路 .产品特点：1、零电费、零排放，节能减排、绿色环保、未来照明发展的重要方向之一.2、三免产品：免能耗：操纵自然资源自身发电，无需外界供电；免配套：独立供电，无需其他辅助输电设备；免电费：自身发电，运行不需要电费支出；风光互补公共照明系统应用范围：城市路灯；乡村路灯——“路路亮”高速公路；防洪堤；景观工程；小区公共照明等.B、家庭供电系统：主要用于乡村无电户、别墅度假屋、渔船游艇、家庭并网系统.C、风光互补分布式电站系统：主要应用于分布式电站、用户侧并网、海岛、边防哨所无电村集中供电.D、风光互补离网型独立供电系统：主要应用于通信基站、加油站、收费站、养殖场等.E、风光互补监控指示系统：主要应用于：交通监控、指示；治安国防监控；石油、天然气、电力线监控；森林防火监控等.二、风光互补发电系统技术评价光电系统是操纵光电板将太阳能转换成电能，然后通过节制器对蓄电池充电，最后通过逆变器对用电负荷供电的一套系统.该系统的优点是系统供电靠得住性高，运行维护成本低，缺点是系统造价高.风电系统是操纵小型风力发电机，将风能转化成电能，然后通过节制器对蓄电池充电，最后通过逆变器对用电负荷供电的一套系统.该系统的优点是系统发电量较高，系统造价较低，运行维护成本低.缺点是小型风力发电机靠得住性低.别的，风电和光电系统都存在一个共同的缺陷，就是资源不确定性导致发电与用电负荷的不服衡，风电和光电系统都必须通过蓄电池储能才干稳定供电，但天天的发电量受天气的影响很大，会导致系统的蓄电池组长期处于亏电状态，这也是引起蓄电池组使用寿命降低的主要原因.由于太阳能与风能的互补性强，风光互补发电系统在资源上补偿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，所以风光互补发电系统的造价可以降低，系统成本趋于合理.风光互补发电系统可以根据用户的用电负荷情况和资源条件停止系统容量的合理配置，既可包管系统供电的靠得住性，又可降低发电系统的造价.无论是怎样的环境和怎样的用电要求，风光互补发电系统都可作出最优化的系统设计方案来知足用户的要求.应该说，风光互补发电系统是最合理的独立电源系统.今朝，推广风光互补发电系统最大包管是小型风力发电机的靠得住性问题.几十年来，小型风力发电机技术有了很大的发展，财产发展也取得了一定的成就，但从根本上说，靠得住性问题一直没有得到处理.长期以来，出于成本上的思索，先进的液压节制技术没有在小型风力发电机的限速呵护上采取，只是通过空气动力学原理，采取简单的机械节制方式对小型风力发电机在大风状态下停止限速呵护.机械限速布局的特点是小型风机的机头或某个部件处于动态支撑的状态，这种布局在风洞的实验的条件下，可以反映出杰出的限速特性，但在自然条件下，由于风速和风向的变更太复杂，而且自然环境恶劣，小型风力发电机的动态支撑部件不成防止的会引进振动和活动部件的损坏，从而使机组损坏.今朝最好的小型风力发电机只保存了三个运动部件（运动部件越少越靠得住已是大家的共识），一是风轮驱动发电机主轴旋转，二是尾翼驱动风机的机头偏航，三是为大风限速呵护而设的运动部件.前两个运动部件的不成缺少的，这也是风力发电机的基础，实践中这两个运动部件故障率其实不高，主要是限速呵护机构损坏的情况多.要完全处理小型风力发电机的靠得住性问题必须在限速方式上有最好的处理法子.华豫新动力公司研究开辟的限速呵护理念是一种全新的磁电限速呵护，其技术要点在于当风力机处于“过功率”状态时给发电机一个反向磁阻力距，大幅增加发电机所消耗的功率，使之大于风轮输出的功率，从而使风轮转速下降，风轮转速的下降，使风轮的叶尖速比减小，从而降低定桨距风轮的风能操纵率，减小风轮吸收的风能，从而进一步减低风轮转速……为此连锁作用所发生的实际效果是减速而不是限速，而磁电响应的过程，使呵护动作十分平安靠得住.随着传统动力的日益紧缺和低碳生活理念的建议，太阳能的应用将会越来越广泛，尤其太阳能发电范畴在短短的数年时间内已发展成为成熟的向阳财产.下面浅谈太阳能路灯照明的优缺点：1：今朝制约太阳能发电应用的最重要环节之一是价格.2：一些工程商常选用LED灯做为太阳能路灯的照明，但是LED灯的质量层差不齐，光衰严重的LED半年就有能够衰减50%光照度.所以一定要选择光衰较慢的LED灯，或者选用无极灯、低压钠灯等.3：蓄电池的使用寿命也应该思索在整个路灯系统应用中，一般的蓄电池保修三年或五年，但一般的蓄电池在一年、甚至半年以后就会出现充电不满的情况，有些实际充电率有能够下降到50%左右，这势必影响持续阴雨天时期的夜间正常照明，所以选择一款较好的蓄电池尤为重要.4：节制器的选择往往也是被工程商忽略的一个问题，节制器的质量层差不齐，12V/10A的节制器市场价格在100-200元不等，虽然是整个路灯系统中价值最小的部分，但它却是非常重要的一个环节.节制器的好坏直接影响到太阳能路灯系统的组件寿命以及整个系统的推销成本，5:节制器的防水，节制器一般装于灯罩、电池箱中，一般也不会进水，但在实际工程案例中节制器端子的毗连线往往因为雨水顺着毗连线流入节制器造成短路.所以在施工时应该注意将外部毗连线弯成“U”字型并固型，外部毗连线也可以固定为“U”型，这样雨水就无法淋入造成节制器短路，别的还可在表里线接口处涂抹防水胶.6：间隔市区较远的地方还应该注意防盗工作，很多工程商因为施工疏忽，没有停止有效的防盗，导致蓄电池、电池板等组件被盗，不但影响了正常照明，也造成了不需要的财富损失.今朝工程案例中被盗占多数为蓄电池，蓄电池埋于地下用水泥浇筑是一种有效防盗措施，在灯杆上加装蓄电池箱的最好将其停止焊接加固.7：在众多太阳能路灯实际应用中，很多地方的太阳能路灯不克不及知足正常照明需要，尤其在阴雨天更为突出，除使用了质量较差的相关组件外，另外一个主要的原因就是一味降低组件成本，不按需求设计配置，减小电池板和蓄电池的使用尺度，所以导致在阴雨天路灯无法提供照明.。
风光互补发电系统的优化设计
风光互补发电系统的优化设计
本报告旨在对风光互补发电系统的优化设计进行详细的分析。
首先，要在优化设计中充分发挥风能和光能资源的优势，应考虑两者相互补充，避免因单一能源短缺而影响供电安全。
其次，要重视节能减排原则，建立节能优先、多能互补的优化发电模式。
针对上述问题，可以在设备的选型方面提出建议。
例如，可以使用新型风电机组和太阳能光伏系统，其带宽可增大30%，
从而提高系统的负载能力；使用配套的转换技术，可以不断优化发电系统的性能；可以使用交流/直流配电技术，将分散的
配电负载集中在数量少的配电线路中，以降低损耗，提高电压和稳定性。
此外，还可以对控制系统进行优化。
可以设计多级控制系统，通过联网技术，实现远程监控，自动化控制，以保证运行安全；可以引入电能表管理系统，可以实时统计每个用户的电能消耗情况，提高用电效率；可以使用多传感器技术，实现数字化采集控制，改变传统电力传输网络的结构，使之更为灵活，容量更大，可靠性更高，同时可以更好地避免电网故障。
以上是关于风光互补发电系统优化设计的研究与分析报告，本报告仅供参考。
此外，还可以进一步深入研究多向互补发电技术的发展趋势，丰富系统的多功能性，不断提高发电系统的可靠性，确保系统的安全运行与可持续发展。