风光互补发电系统优势构成框图

2021-07-02 14:31科隆宏大 CrownDA LED

风光互补发电系统优势构成框

(1)风光互补发电系统优势

风光互补发电系统是一种将光能和风能转化为电能的装置,由于太阳能与风能的互补性强,风光互补发电系统弥补了风能与太阳能独立发电系统在资源上的间断不平衡性、不稳定性,可以根据用户的用电负荷情况和资源条件进行系统容量的合理配置,既可保证供电的可靠性,又可降低发电系统的造价,不受地域限制,既环保又节能。

风光互补发电系统按是否并入公共电网系统可分为并网风光互补发电系统和离网风光互补发电系统。离网风光互补发电系统是独立于公共电网、自发自用的发电系统,常用于为边远无电用户供电;并网风光互补发电系统是为公共电网提供电力的发电系统。通常离网风光互补发电系统容量在100W~100kW级,并网风光互补发电系统容量可达数百千瓦甚至兆瓦级。

优化配置的风光互补发电系统可保证系统供电的可靠性,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**化的系统设计方案来满足用户的要求。应该说,风光互补发电系统是最合理的独立电源系统。这种合理性表现在资源配置最合理,技术方案最合理,性能价格最合理。正是这种合理性保证了风光互补发电系统的高可靠性。目前,推广风光互补发电系统的**障碍是中小型风力发电机的可靠性问题。

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综合利用了风能、太阳能的风光互补发电系统,不仅能为电网供电不便的地区,提供低成本、高可靠性的电源,而且也为解决当前的能源危机和环境污染开辟了一条新路。风光互补发电系统是科学利用自然资源的新成果,它有如下诸多优势:

1)   利用风能、太阳能的互补性,弥补了独立风力发电和独立光伏发电系统的不足,可以获得比较稳定的和可靠性高的电源。

2)   充分利用土地资源。风力发电设备利用高空风能,光伏发电设备则利用风力机下的地面太阳能,实现地面和高空的有效结合。

3)   在保证同样供电的情况下,可大大减少储能蓄电池的容量。

4)   对风光互补发电系统进行合理的设计和匹配,可实现由风光互补发电系统可靠供电,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。

5)   由于风光互补发电系统共享一套配电设备,降低了工程造价;共享一批管理和工程技术人员,提高了劳动效率,降低了运行成本。

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(2)风光互补发电系统构成

风光互补发电系统作为合理的独立电源系统,开创了一条综合开发风能和太阳能资源的新途径,标志着开发利用可再生能源发电进入了新的阶段。风光互补发电系统不仅适用于缺电的边远地区,因其利用可再生能源,无污染,且成本低、效率高,所以在条件具备的地方都有很好的开发应用前景。所以综合开发利用风能、太阳能,发展风光互补发电有着广阔的前景,受到了很多国家的重视。

早期的风光互补发电系统仅是简单地将风力发电系统和太阳能发电系统组合在一起,并没有考虑系统匹配、优化等问题。要进行风光互补发电系统设计、充分发挥风光互补发电的优势,首先要调查当地太阳能和风能资源状况,然后在基础资源数据的基础上,对互补系统进行优化设计,风光互补发电系统建成后,应对其进行系统匹配测试和发电量等性能参数的实际测试,并进行评价。

根据不同地区的风能、太阳能资源,以及不同的用电需求,用户可配置不同的风光互补发电模式。做到完全利用自然资源自主发电,为照明或动力设备提供稳定的电能。从理论上来讲,利用风光互补发电,在设计上以风电为主,光电为辅是**匹配方案,前提是,要做到风能和太阳能的无缝对接,要做到无缝对接转换,也就是不停电,同时要能对抗恶劣天气,安全性能好。并且,在设计中还要考虑应用地的气候、日照时间、最高最低风速、噪音等一系列外部因素,优化配置风力发电机和太阳能电池,以充分利用太阳能和风能。一方面降低发电系统设备制造成本,另一方面,增加了利用自然能源的时间,则减少使用蓄电池的时间,提高蓄电池使用寿命。

目前,国外在风光互补发电系统的设计上,主要有两种方法来确定功率:一是功率匹配法,即在不同辐射和风速下对应的太阳能电池阵列的功率和风力发电机的功率之和大于负载功率,并实现系统的优化控制。另一是能量匹配的方法,即在不同辐射和风速下对应的太阳能电池阵列的发电量和风力发电机的发电量之和大于等于负载的耗电量,主要用于系统功率设计。目前,国内在风光互补发电系统进行研究的领域有:风光互补发电系统的优化匹配计算、系统优化控制等。


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