风光互补发电系统的发展与应用 (2)
第4期(总第161期)
山 西 电 力
N o.4(Ser.161) 2010年8月
SH A NX I ELECT RIC P OW ER
A ug.2010
收稿日期:2009 12 20,修回日期:2010 05 24
作者简介:孙 楠(1981 ),女,内蒙古赤峰人,2006年毕业于
爱尔兰都柏林国立大学环境工程专业,助教,研究方向为环境污染控制及新能源利用;
邢德山(1960 ),男,山西大同人,2008年毕业于华北电力大学热能工程专业,教授,研究方向为新能源利用;
白静利(1985 ),男,山西阳泉人,2008年毕业于华北电力大学热能工程专业,助教,研究方向为新能源利用。
风光互补发电系统的发展与应用
孙 楠,邢德山,杜海玲
(山西大学工程学院,山西太原 030013)
摘要:指出了风光互补发电系统作为独立电源系统和清洁的供电系统,有着广泛的应用,分析了风光互补发电系统在资源利用以及系统配置的合理性,概括叙述了风光互补发电系统在国内外的发展和应用情况,包括相关软件的开发、系统的优化设计和合理配置、对我国已有电站的调查分析及研究现状;提出了今后的研究方向,如特定区域气象资料的测量与统计、系统各组分的动态特性研究、应用领域的开拓等。
关键词:风能;太阳能;风光互补;发电系统
中图分类号:TM 914.4 文献标识码:A 文章编号:1671 0320(2010)04 0054 03
1 风光互补发电系统的合理性
1.1 资源利用的合理性
太阳能和风能是最普遍的自然资源,也是取之不尽的可再生能源。太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量,风能是太阳能在地球表面的一种表现形式,由于地球表面的不同形态(如沙土地面、植被地面和水面)对太阳光照的吸收能力不同,所以在地球表面形成温差,从而形成空气对流而产生风能。太阳能和风能在时间分布上有很强的互补性。白天太阳光最强时,风很小,到了晚上,光照很弱,但由于地表温差变化大而风能有所加强;在夏季,太阳光强度大而风小,冬季,太阳光强度弱而风大。太阳能和风能在时间上的互补性使得风光互补发电系统在资源利用上具有很好的匹配性[1]。
1.2 系统配置的合理性
风光互补发电系统是由风电系统与光电系统组成的联合供电系统。
风电系统是利用风力发电机将风能转换成电
能,然后通过控制器对蓄电池充电,通过逆变器对用电负荷供电的一套系统。光电系统是利用太阳电池板将太阳能转换成电能,然后通过控制器对蓄电池充电,通过逆变器对用电负荷供电的一套系统。风电系统发电量较高,系统造价较低,但是可靠性较差。光电系统供电可靠性高,但成本高。两套系统一旦建成其运行维护成本均比较低
[2]
。
单独的风能、太阳能发电系统很难保证稳定的能量输出,从而会引起系统的供电和用电负荷的不平衡,导致蓄电池处于亏电状态或过充电状态,长
期运行会降低蓄电池的使用寿命,增加系统的维护投资[3]。所以一种新型的风光互补发电系统被提出来解决单独的风能、太阳能发电系统存在的问题。
风光互补发电系统可以利用风能、太阳能的互补特性,获得比较稳定的总输出,提高发电系统的稳定性和可靠性;在供电量相同的情况下,可大大减少储能蓄电池的容量,并提高蓄电池使用寿命;通过合理的设计与匹配,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发电机组等,节省投资
[4]
。
2 风光互补发电系统的研究与发展状况
1981年,丹麦的N.E.Busch 和K llenbach 提出了太阳能和风能混合利用的技术问题。最初的风光互补发电系统只是将风力机和光伏组件进行简单的组合[5]。随后美国的C.I.Aspliden 研究了太阳能 风能混合转换系统的气象问题;前苏联的
N.Aksarni等人根据概率原理,统计出近似的太阳能 风能潜力的估计值,为风光互补发电系统的研究和利用提供了科学的数据支持;1982年,我国的余华扬等提出了太阳能 风能发电机的能量转换装置,风光互补发电系统的研究从此进入实际利用阶段[6]。
随着风光互补发电系统研究的深入,产生了一批初步的研究成果。在软件方面的开发,主要有西班牙Zaragoza大学Rodo lfo Dufo Lopez等人用C++语言开发了一套用于风光、光柴油机等互补发电系统的基于遗传算法的优化系统(软件)[7]。Co lorado State U niversity和N ational Renew able Energy Labo rato ry(美国可再生能源实验室)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,根据输入的混合发电系统结构、负载特性以及安装地点的风速、太阳辐射数据获得1年8760h的模拟运行结果[8]。
近年来,国内外对风光互补发电系统的研究主要集中在系统的优化设计和合理配置方面。在国外,加拿大Saskatchew an大学Rajesh Karki等人研究了独立小型风光发电系统的成本及可靠性,得出根据负载和风光资源条件合理配置发电系统,是降低发电成本、提高系统可靠性的重要途径,并指出互补发电系统扩容的可行性[7]。在国内,香港理工大学同中科院广州能源所、半导体研究所合作提出了一整套利用CAD进行风光互补发电系统优化设计的方法[3]。该方法采用了更精确地表征组件特性及评估实际获得的风光资源的数学模型,找出以最小设备投资成本满足用户用电要求的系统配置。另外,合肥工业大学能源研究所提出了风光发电系统的变结构仿真模型,用户可以重构多种结构的风光复合发电系统并进行计算机仿真计算,从而能够预测系统的性能、控制策略的合理性以及系统运行的效率等[6]。华南理工大学设计了新型无刷双馈发电机,并通过权值调节方式实现太阳能逆变器最优功率传输[3]。在亚洲的其他一些国家,泰国研究人员利用TRN SYS16暂态仿真软件对风光互补发电系统进行了成本评估[9],马来西亚的研究人员采用遗传算法程序对净成本最低化和配置最优化进行了分析研究[10],孟加拉国研究人员根据拟牛顿算法对风光互补独立发电系统进行了优化配置[11]。
研究人员还对我国已有风光互补电站进行了研究分析,上海交通大学机械与动力工程学院对内蒙古自治区锡林郭勒盟苏尼特右旗牧区户用型可再生能源发电系统(独立风能、独立太阳能和风光互补发电系统的统称)的使用情况、牧民经济条件进行调查,分析了推广户用型可再生能源发电系统过程中所存在的问题及原因,指出系统仍需进一步优化配置来提高整个系统的使用可靠性[12]。中国卫星通信集团公司对青海村村通工程中的风光互补发电系统实际运行情况进行了分析,系统经过1年的运行,完成了计划任务并显现出很好的经济效益,同时也指出系统在准确性和可靠性上仍存在一些问题[13]。
对风光互补发电系统应用领域的研究也有了突破。中海石油中心和中石化西北油田分公司都对风光互补发电系统用于边际油田的开发做了可行性研究,分析了海上油田的特殊性,以及在工程实际应用中需要考虑的几点因素[14 15]。移动通讯方面,中国农业机械化科学研究院、福建邮科通信技术有限公司、新疆新能源股份有限公司都针对某一地区的资源条件以及移动通信建设中设备供电难的问题,给出了风光互补系统用于移动通讯的典型配置[16 18]。在监控方面,广州华南路桥实业有限公司介绍了风光互补发电系统用于我国高速公路监控摄像枪的使用现状,并提出了完善措施[19]。
3 风光互补发电的应用
在我国,风光互补发电场比较少,主要集中在青藏高原、内蒙古自治区等偏远地区,采用独立式发电。1998年和2000年,我国的长江源自然保护站分别安装了600W/400Wp(W p为光伏发电功率)和1000W/400Wp两套独立运行的风光互补发电系统。2004年12月,华能南澳54M W/100 kWp风光互补发电场成功并入当地10kV电网,是我国第一个正式投入商业化运行的风光互补发电系统[20]。
在城市中,风光互补发电系统的应用主要是在城市路灯的使用上。尽管风光互补路灯初投资较高,但是不需要输电线路和开挖路面做埋管工程,不消耗电能,从长远来看,该系统有明显的经济效益[21]。风光互补照明技术在城市道路和景观照明项目上呈现蓬勃发展势头,国务院公布的21世纪发展计划中明确了发展太阳能和风能的战略,从决策上也指明了方向[22]。
风光互补发电系统还可以用在高速公路上的路灯、报警电话或信号和道路标志上;博览会场和活动会场的场外照明或景观点缀;海上的辅助电源,比如海上导航系统,既节省电网建设成本,又降低能源损耗;或是在灾难时作通信用、避难紧急指示灯的辅助电源,以及需要经常移动的野外作业的工
2010年8月 孙 楠,等:风光互补发电系统的发展与应用 发电技术
作站等[1]。
在用电负荷比较小、用电可靠性要求不高的远离电网的农村牧区以及海岛,一般来说,采用电网供电不太现实,从整个社会经济看也是一种浪费。建立小型风光互补发电独立电源系统就可以解决一般的照明、家电产品或者提水等生活和生产用电[23]。
在我国,离网型风光互补发电系统被广泛地运用于通信系统的中继站。在西北广袤的土地上,通信系统的中继站的电源问题在过去一直存在着维护难和可靠性低的问题。小型风光互补发电独立电源系统技术的日益成熟从根本上解决了这一问题,使得通信系统中继站的无人值守和免维护成为可能,不但降低了运行成本,而且提高了系统运行的可靠性[23]。
随着风光互补发电技术的日趋完善,其应用范围也在不断地扩大。
4 建议
当前,国内外对风光互补发电的研究大多集中于互补发电系统的静态体系结构的研究、蓄能设备的配置及控制、系统仿真等[7]。为了促进风光互补发电系统的进一步发展,使其成为一种具有竞争力的清洁电源,应加强以下方面的工作。
a)进一步做好风光互补发电场的风能资源、太阳能光照资源,特别是具有风光互补发电应用潜力的小区域气象数据的勘测统计工作,为风光互补发电系统的广泛应用提供更可靠的依据。
b)研究风光互补发电系统各组成部分的动态运行特性[21],降低系统运行成本,提高发电场运行质量。
c)进一步拓展风光互补发电系统的应用领域,如开展风光互补发电系统小区域路灯照明和室内照明等方面的应用研究等。
d)积累风光互补发电的使用数据,在应用中逐步形成较完善的可再生能源技术支撑体系,为可再生能源的大规模开发和利用奠定基础。
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(下转第72页)
d)盖面层焊:焊接电流130A,焊接速度约90mm/min,平均1.1m in/根,焊条用量3.5根,用时5~6min。
e)焊条总用量:13~14根。
f)施焊时间:25min。
1.4 两种规格焊条焊接工艺
两种规格焊条焊接工艺参数对照表,见表1。
表1 两种规格焊条焊接工艺参数
试件对口间隙
/mm
打底层焊接电流/A
(焊条直径/m m)
填充层焊接电流/A
(焊条直径/mm)
第三层焊接电流/A
(焊条直径/m m)
盖面层焊接电流/A
(焊条直径/mm)
时间
/min
试件(S J 1) 4.0~4.3106(3.2)120(3.2)120(3.2)120(3.2)!33试件(S J 2) 4.0~4.3126(4.0)126(3.2)130(3.2)130(3.2)!26
2 焊接试件检验
根据电力行业标准DL/T869 2004火力发电
厂焊接技术规程和DL/T 679 1999焊工技术考核
规程,按照操作技能考核试件的检验项目及数量,对
试件(SJ 1)及试件(SJ 2)进行了外观检验、无损探伤
检验及冷弯(面弯、根弯)检验,并按照考试试件的检
验程序和质量标准进了严格评定,结果见表2、表3。
表2 外观、无损探伤检验
试验编号外观
检查
无损
探伤
焊接
缺陷
评定
等级
检验单位
报告
编号
试件(S J 1)合格RT未超标I 试件(S J 2)合格RT未超标I
山西省电力
焊接培训中心
2009SJ 1
2009SJ 2
表3 冷弯试验
试验编号面弯
/(?)
根弯
/(?)
焊接
缺陷
试验
结果
检验单位
报告
编号
S J 1 W Q9090无合格S J 2 W Q9090无合格
山西省电力
焊接培训中心
2009S J 1W Q
2009SJ 2 WQ
3 结论
通过对试件(SJ 1)和试件(SJ 2)的焊接及
焊接检验结果对比得出,采用试件(SJ 2)比采用
(SJ 1)焊接工艺参数所使用焊条数量少,施焊时
间短,焊接损耗低,能加快焊缝熔敷金属填充量,
减少焊缝外观尺寸不合格几率。因所选用焊接电流
较大,故能提高生产效率,减轻焊工劳动强度,达
到良好的焊缝外观成型,增加焊接质量的合格率。
因此,在焊接大管及中厚板坡口焊时,在保证
焊缝正常焊接不受影响、焊工具备相应合格证的情
况下,大力提倡采用 4.0m m焊条打底,
3.2m m以下小直径焊条电弧焊填充、盖面。据调
研所知,国外焊接培训及焊接施工均都已采用这种
焊接工艺参数焊接。
Comparisons between Two Kinds of Welding rods
with Different Specifications in Flat position Abutting Welding
DUAN Lin lin
(Shanxi Linfen Electric Power Advanced Technical School,Linfen,Shanxi 041000,C hina) Abstract:I n o rder to improv e the w elding efficiency and reduce w elding costs and t he labor intensity o f w elders,ex per i ments in butt w elding of V g ro ove are done to compare tw o kinds o f elect rodes w ith differ ent specifications,the r esult o f w hich show s that the use of w elding rods of 4.0mm is mor e reasonable and feasible than t hat o f ro ds of 3.2mm.
Key words:SM A W;backing weld;V g ro ove
(上接第56页)
Development and Application of Wind Solar Hybrid Power Generating System
SUN Nan,XING De shan,DU Hai ling
(Engineering C ollege of Shanxi University,Taiyuan,Shanxi 030013,China) Abstract:W ind so lar hy br id po wer generating system,as an independent and po llut ion free pow er supply sy st em,co uld be w idely applied.In this paper,the ratio nality,dev elo pment and application of w ind so lar hybrid po wer g ener ation sy st em are analy zed,including the develo pment of so ftwar e,the optim izat ion of the system,and researches on w ind solar hybr id po wer stat ion in being in our countr y and their status quo,based on w hich some sug gestions are put for wa rd fo r its fur ther de v elo pment,including the measurement and statistics of the meteoro lo gical data in cer tain area,the dynamic character istics of ev ery par t of the system,the dev elopment of its application field,and the accumulation of data and experience.
Key words:w ind energ y;solar energ y;w ind solar hy br id;po wer generating system
风光互补发电系统技术方案
风光互补发电系统 技术方案
风光互补发电系统技术方案 五寨县恒鑫科技发展有限公司 04月20日
项目背景： 本项目产品小型风力发电机组是离网用户最佳的独立电源系统。 风光互补独立供电系统是当前最广泛应用独立电源系统。风光互补独立供电系统的广泛应用在于它的合理性。 太阳能是地球上一切能源的来源，太阳照射着地球的每一片土地。风能是太阳能在地球表面的另一种表现形式，由于地球表面的不同形态（如沙土地面、植被地面和水面）对太阳光照的吸热系数不同，在地球表面形成温差，地表空气的温度不同形成空气对流而产生风能。因此，太阳能与风能在时间上和地域上都有很强的互补性。白天太阳光最强时，风很小，晚上太阳落山后，光照很弱，但由于地表温差变化大而风能加强。在夏季，太阳光强度大而风小，冬季，太阳光强度弱而风大。太阳能和风能在时间上的互补性使风光互补发电系统在资源上具有最佳的匹配性，风光互补发电系统是资源条件最好的独立电源系统。单独的风机或太阳能发电系统由于受资源条件的限制，对蓄电池组充电时间较短，蓄电池组长时间处于亏电状态而导致蓄电池组的损坏。而风光互补发电系统充电时间较均衡，能够保证蓄电池组处于浮充状态，提高蓄电池组的充电质量并延长了蓄电池组的寿命。 风力发电机和太阳能电池的充电特性不一样，风机的充电特性较硬，而光伏电池的充电特性较软，风光互补电对激活离子运动，防止蓄电池极板硫化有好处，可延长蓄电池组的寿命。 风机和太阳能电池的储能和逆变系统能够共用，且风机的单位造价只有太阳能电池的三分之一左右，因此风光互补发电系统的整体造价能够降低。同时，由于风机和太阳能电池的发电时间上互补，能够减少储能的蓄电池组
风光互补发电系统方案
风光互补发电系统 方案
光伏发电系统在别墅中的应用方案 1.项目概况 1.1项目背景及意义 本项目拟先设计一个独立系统，安装在别墅屋顶上，用于演示光伏发电系统在别墅中应用的情况，为日后大面积推广提供参考。 1.2光伏发电系统的要求 本项目设计一个5kWp的小型系统，平均每天发电25kWh,可供一个1kW的负载工作25小时。能够满足别墅正常见电的需要（一般家庭每天用电量在10kWh左右）。 2.系统方案 2.1现场资源和环境条件 长春北纬43 °05’～45 °15’；东经124 °18’～127 °02’。长春市年平均气温 4.8°C，最高温度39.5°C，最低温度-39.8°C,日照时间2,688小时。夏季，东南风盛行，也有渤海补充的湿气过境。年平均降水量522至615毫米，夏季降水量占全年降水量的60%以上；最热月（7月）平均气温23℃。秋季，可形成持续数日的晴朗而温暖的天气，温差较大，风速也较春季小。 2.2太阳能光伏发电系统原理 太阳能光伏发电是一种新型的发电方式, 基本原理是光生伏特
效应原理, 也就是当太阳光照射在某些特殊材料上, 会引起材料中电子的移动, 形成电势差, 从而由太阳光能直接转换为电能。这其中的特殊材料也就是光伏发电的的最基本元件被称为太阳电池半导体, 即太阳能电池(片), 它包括有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。光伏发电系统主要由太阳能电池阵列、蓄电池、逆变器、控制器等几大部分组成, 由这些电子元器件构成的系统, 安装维护简便, 运行稳定可靠。白天太阳能电池组件将太阳辐射出的光线转变为电能, 储存在蓄电池里, 在夜间或需要时, 从蓄电池里将电能释放出来, 用于照明和其它用途。太阳能电池组件是发电设备, 蓄电池是储能设备, 控制器、逆变器是充放电控制保护和直交流变换设备。 2.3太阳能光伏发电主要部件 (1) 太阳能电池板： 太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。 (2) 太阳能控制器： 太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其它附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项。
风光互补发电系统现状及发展状况(可编辑修改word版)
风光互补发电系统现状及发展状况 高洁琼 (ft西大学 ft西·太原030013) 摘要:本文介绍了风光互补发电系统的结构、工作原理和优缺点,以及风光互补发电系统的发展过程及现状,同时说明其应用前景。太阳能和风能之间互补性很强， 由这两者结合而来的风光互补发电系统在资源上具有最佳的匹配性。 关键词: 风能太阳能风光互补系统 1.风光互补发电系统的结构、工作原理、基本要求以及优缺点 1.1风光互补发电系统的结构 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。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。1.2风光互补发电系统的工作原理及运行模式 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；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；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；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。 1.3风光互补发电系统的优缺点
风光互补发电系统
风光互补发电系统 第一章绪论 1.1 能源与环境问题 能源是是国民经济发展与社会文明进步的基石，能源可持续发展是人类社会可持续发展的重要保障之一。从原始社会开始，化石能源逐步成为人类所用能源的主要来源，这种状况一直延续至科技发达的现代社会。随着人类对能源需求的日益增加，化石能源的储量正日趋枯竭。此外，大量使用化石燃料己经为人类生存环境带来了严重的后果，全世界每天产生约1亿吨温室效应气体，己经造成极为严重的大气污染、温室效应、酸雨等环境影响。开发利用可再生新能源以实现能源可持续发展是人类应对能源问题的有力方法之一。 1.2 新能源发展现状 当前，世界各国普遍重视能源技术创新，技术研发与制度创新越来越受到推崇。美提出培育世界领先水平的科技人员，建设世界一流的能源科技基础设施，整合基础研究和应用研究，加快研究电力储备、智能电网、超导输电、二氧化碳捕获、先进电池、纤维素乙醇、氢燃料以及清洁煤、核能、太阳能和风能等先进发电技术。日本也提出了引导未来能源技术的战略，从2050年、2100年超长期视点出发，展望未来能源技术，制定2030年科技战略。我国也看到新能源发展的紧迫性，加快建立法律法规，积极扶持新能源发展，新能源在我国的发展速度很快。 在新能源体系中，可再生能源是自然界中可以不断再生、永续利用的资源，它对环境无害或危害极小，而且资源分布广泛，适宜就地开发利用，主要包括风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等。 1.3 互补发电的概念 很多可再生新能源因其资源丰富、分布广泛，而且在清洁环保方面具有常规能源所无 法比拟的优势，因而获得了快速的发展。尤其是小规模的新能源发电技术，可以很方便地就地向附近用户供电，非常近合在无电、少电地区推广普及。不过由于风能、太阳能等可再生新能源本身所具有的变化特性，所以独立运行的单一新能源发电方式很难维持整个供电系统的频率和电压稳定。 考虑到新能源发电技术的多样性，以及它们的变化规律并不相同，在大电网难以到达的边远地区或隐蔽山区，一般可以采用多种电源联合运行，让各种发电方式在个系统内互为补充，通过它们的协调配合来提供稳定可靠的、电能质量合格的电力，在明显提高可生能源可靠性的同时，还能提高能源的综合利用率。这种多种电源联合运行的方式，就称为互补发电。
风光互补发电系统技术方案
风光互补发电系统技术方案 五寨县恒鑫科技发展有限公司 2017年04月20日
项目背景： 本项目产品小型风力发电机组是离网用户最佳的独立电源系统。 风光互补独立供电系统是目前最广泛应用独立电源系统。风光互补独立供电系统的广泛应用在于它的合理性。 太阳能是地球上一切能源的来源，太阳照射着地球的每一片土地。风能是太阳能在地球表面的另一种表现形式，由于地球表面的不同形态（如沙土地面、植被地面和水面）对太阳光照的吸热系数不同，在地球表面形成温差，地表空气的温度不同形成空气对流而产生风能。因此，太阳能与风能在时间上和地域上都有很强的互补性。白天太阳光最强时，风很小，晚上太阳落山后，光照很弱，但由于地表温差变化大而风能加强。在夏季，太阳光强度大而风小，冬季，太阳光强度弱而风大。太阳能和风能在时间上的互补性使风光互补发电系统在资源上具有最佳的匹配性，风光互补发电系统是资源条件最好的独立电源系统。单独的风机或太阳能发电系统由于受资源条件的限制，对蓄电池组充电时间较短，蓄电池组长时间处于亏电状态而导致蓄电池组的损坏。而风光互补发电系统充电时间较均衡，可以保证蓄电池组处于浮充状态，提高蓄电池组的充电质量并延长了蓄电池组的寿命。 风力发电机和太阳能电池的充电特性不一样，风机的充电特性较硬，而光伏电池的充电特性较软，风光互补电对激活离子运动，防止蓄电池极板硫化有好处，可延长蓄电池组的寿命。 风机和太阳能电池的储能和逆变系统可以共用，且风机的单位造价只有太阳能电池的三分之一左右，所以风光互补发电系统的整体造价可以降低。同时，由于风机和太阳能电池的发电时间上互补，可以减少储能的蓄电池组容量，使发电系统造价降低。经济上更趋于合理，随着我国4G通信网的开通，可实现大范围的无线传输图像资料，风光互补监控系统将在森林防火、防盗猎监控、城市乡村的防犯罪监控、古墓群的防盗墓监控、边防地区的防偷渡监控、生态保护区的防盗猎监控、旅游地区的安全监控和矿产资源的防乱开采监控等领域得到广泛的应用，这种监控系统体系不仅能大大降低管理成本，而且能实现有效及时和安全的防护体系。对降低森林火灾，减少资源破坏，提高破案率都有非常极的意义。技术的进步可以促进社会管理手段的进步，同时，新技术的广泛应用才能进一步促进新技术产业的发展。
风光互补发电系统技术方案
风光互补发电系统技术方案 五寨县恒鑫科技发展有限公司 2017年04月20日
项目背景： 本项目产品小型风力发电机组是离网用户最佳的独立电源系统。 风光互补独立供电系统是目前最广泛应用独立电源系统。风光互补独立供电系统的广泛应用在于它的合理性。 太阳能是地球上一切能源的来源，太阳照射着地球的每一片土地。风能是太阳能在地球表面的另一种表现形式，由于地球表面的不同形态（如沙土地面、植被地面和水面）对太阳光照的吸热系数不同，在地球表面形成温差，地表空气的温度不同形成空气对流而产生风能。因此，太阳能与风能在时间上和地域上都有很强的互补性。白天太阳光最强时，风很小，晚上太阳落山后，光照很弱，但由于地表温差变化大而风能加强。在夏季，太阳光强度大而风小，冬季，太阳光强度弱而风大。太阳能和风能在时间上的互补性使风光互补发电系统在资源上具有最佳的匹配性，风光互补发电系统是资源条件最好的独立电源系统。单独的风机或太阳能发电系统由于受资源条件的限制，对蓄电池组充电时间较短，蓄电池组长时间处于亏电状态而导致蓄电池组的损坏。而风光互补发电系统充电时间较均衡，可以保证蓄电池组处于浮充状态，提高蓄电池组的充电质量并延长了蓄电池组的寿命。 风力发电机和太阳能电池的充电特性不一样，风机的充电特性较硬，而光伏电池的充电特性较软，风光互补电对激活离子运动，防止蓄电池极板硫化有好处，
可延长蓄电池组的寿命。 风机和太阳能电池的储能和逆变系统可以共用，且风机的单位造价只有太阳能电池的三分之一左右，所以风光互补发电系统的整体造价可以降低。同时，由于风机和太阳能电池的发电时间上互补，可以减少储能的蓄电池组容量，使发电系统造价降低。经济上更趋于合理，随着我国4G通信网的开通，可实现大范围的无线传输图像资料，风光互补监控系统将在森林防火、防盗猎监控、城市乡村的防犯罪监控、古墓群的防盗墓监控、边防地区的防偷渡监控、生态保护区的防盗猎监控、旅游地区的安全监控和矿产资源的防乱开采监控等领域得到广泛的应用，这种监控系统体系不仅能大大降低管理成本，而且能实现有效及时和安全的防护体系。对降低森林火灾，减少资源破坏，提高破案率都有非常极的意义。技术的进步可以促进社会管理手段的进步，同时，新技术的广泛应用才能进一步促进新技术产业的发展。 技术方案 1、设计依据： 系统应用地点资源条件要求： （1）平均风速3.5m/s以上地点； （2）太阳能资源属Ⅲ类以上可利用地区。
风光互补技术发展历史
1.2风光互补技术的发展 1981 年, 丹麦的 N. E. Busch 和 K .llenbach提出了太阳能和风能混合利用的技术问题。最初的风光互补发电系统只是将风力机和光伏组件进行简单的组合。随后美国的 C. I. Aspliden 研究了太阳能、风能混合转换系统的气象问题; 前苏联的N. Aksarni等人根据概率原理, 统计出近似的太阳能、风能潜力的估计值, 为风光互补发电系统的研究和利用提供了科学的数据支持; 1982 年, 我国的余华扬等提出了太阳能风能发电机的能量转换装置, 风光互补发电系统的研究从此进入实际利用阶段。 随着风光互补发电系统研究的深入, 产生了一批初步的研究成果。在软件方面的开发, 主要有西班牙 Zaragoza 大学 Rodo lfo Dufo Lopez 等人用C+ + 语言开发了一套用于风光、光柴油机等互补发电系统的基于遗传算法的优化系统 ( 软件) [ 7] 。 Co lorado State U niversi ty 和 N at ional Renew able Energy Labo rato ry (美国可再生能源实验室) 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, 根据输入的混合发电系统结构、负载 特性以及安装地点的风速、太阳辐射数据获得1 年 8 760 h 的模拟运行结果[ 8]
。 近年来, 国内外对风光互补发电系统的研究主 要集中在系统的优化设计和合理配置方面。在国 外, 加拿大Saskatchew an 大学Rajesh Karki 等人 研究了独立小型风光发电系统的成本及可靠性, 得 出根据负载和风光资源条件合理配置发电系统, 是 降低发电成本、提高系统可靠性的重要途径, 并指 出互补发电系统扩容的可行性[ 7] 。在国内, 香港理 工大学同中科院广州能源所、半导体研究所合作提 出了一整套利用 CAD 进行风光互补发电系统优化 设计的方法[ 3] 。该方法采用了更精确地表征组件特 性及评估实际获得的风光资源的数学模型, 找出以 最小设备投资成本满足用户用电要求的系统配置。 另外, 合肥工业大学能源研究所提出了风光发电系 统的变结构仿真模型, 用户可以重构多种结构的风 光复合发电系统并进行计算机仿真计算, 从而能够 预测系统的性能、控制策略的合理性以及系统运行 的效率等[ 6] 。华南理工大学设计了新型无刷双馈发 电机, 并通过权值调节方式实现太阳能逆变器最优功率传输[ 3]
风光互补发电系统安装与调试(高职组) 答题纸(09)
2015年全国高职技能大赛 “康尼杯” 风光互补发电系统安装与调试赛项 答题纸（09卷） 工位号: 比赛时间: 2015年06月
1．光伏电池组件开路电压和短路电流的测量 表1 光伏电池组件开路电压和短路电流的测量数据 光伏电池组件 灯1和灯2亮灯1亮 灯1亮且摆杆向东偏移 处于限位位置 开路电压 （V） 短路电流 （A） 开路电压 （V） 短路电流 （A） 开路电压 （V） 短路电流 （A） 1块 2块串联 2串2并 4．简述问题 （1）光伏电池板并联旁路二极管的目的和作用是什么？ （2）在实训中，同学将KNT-WP01型风光互补发电实训系统的2块光伏电池组件串联时，把同极性端输出线连接在一起了。灯1和灯2关闭，用性能良好的万用表测量该串联光伏电池组件的输出电压值为-0.71V；打开灯1，用性能良好的万用表测量该串联光伏电池组件的输出电压值为+13.5V。请叙述可能的原因。
2．绘制S7-200 CPU226输入输出接口图 图3 S7-200 CPU226输入输出接口图
7．光伏电池组件的输出特性测试 表5 摆杆垂直且灯1和灯2亮时的光伏电池组件输出电压和输出电流测量值 组号电压U/V电流I/A功率P/W 组号电压U/V电流I/A 功率P/W 1 7 2 8 3 9 4 10 5 11 6 12 表6 摆杆垂直且灯1亮时的光伏电池组件输出电压和输出电流的测量值 组号电压U/V电流I/A功率P/W 组号电压U/V电流I/A 功率P/W 1 7 2 8 3 9 4 10 5 11 6 12 表7 灯1亮且摆杆向东偏移处于限位位置时的光伏电池组件输出电压和输出电流的测量值组号电压U/V电流I/A功率P/W 组号电压U/V电流I/A 功率P/W 1 7 2 8 3 9 4 10 5 11 6 12
风光互补发电及应用-
风光互补发电与应用 1.风光互补介绍 1.1太阳能发电、风力发电发展现状 近年来,关于全球变暖和碳排放害处的环境关注日益增加,于是产生了对清洁和可再生能源发电的新需求,比如风能、海洋能、太阳能、生物和地热发电等。其中,风能和太阳能发电在过去的10年中已有了非常快速的发展。两者均为无污染的丰富的能源,而且可以在负荷中心附近发电,因此无需架设穿越乡村和市区地表的高压输电线路,减少了大量的输电成本。 在当前可利用的几种可再生能源中,风能和太阳能是目前利用比较广泛的两种。同其它能源相比,风能和太阳能有着其自身的优点: （1）取之不尽、用之不竭 太阳内部由于氢核的聚变热核反应,从而释放出巨大的光和热,这是太阳能的根本来源。在氢核聚变产能区中,氢核稳定燃烧的时间可在60亿年以上。也就是说,太阳至少还可以像现在这样有60亿年可以无限度被利用。 风能是太阳能在地球表面的另外一种表现形式。由于地球表面的不同形态(如沙土地面、植被地面和水面)对太阳光照的吸热系数不同,在地球表面形成温差,地表空气的温度不同形成空气对流而产生风能。根据相关估计,在全球边界层风的总能量相当于目前全世界每年所燃烧的能量的3000倍。 （2）就地可取、无需运输
煤炭和石油这类矿物能源地理分布不均,加之工业布局的不平衡,从而造成了煤炭和石油运输的不均衡。这些都给交通运输带来了压力，即使通过电力调度,对高山、古道、草原和高原这类电网不易到达的地区也有很大的局限性。风能和太阳能的分布虽然也有一定的局限性,但相对于矿物能、水能和地热能等能源而言可视为分布较广的一种能源。各个地区都可根据当地的风力、日照状况采取合理的利用方式。 （3）无环境污染 但是风能、太阳能虽然存在上述优点,但也存在着一些弊端: （1）能量密度低 （2）能量稳定性差 由于这些不利因素的存在,在单独利用其中一种能源转变成为经济可靠的电能过程中存在着很多技术问题。这也是几个世纪以来,两种能源利用发展缓慢的原因。但是,随着现代科学技术的发展,风能和太阳能的利用在技术上都有突破和进展,特别是将风能、太阳能综合利用,充分利用它们在多方面的互补性,可以建立起更加稳定可靠、经济合理的能源系统。 1.2风光互补发电的提出 上述分析了风能、太阳能的特点,作为可利用的自然可再生能源,二者在转换过程中都是受季节、地理和天气气候等多种因素制约。但是,两者的变化趋势基本相反,扬其两能各自之长,补其两能各自之短,相互配合利用,因地制宜,能发挥出最大的作用。有鉴于此,很多人都着
风光互补发电
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。 风光互补发电系统的发展过程及现状 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，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
风光互补发电系统设计
5.3.1风光互补发电系统设计 风能和太阳能都具有能量密度低、稳定性差的弱点，并受到地理分布、季节变化、昼夜交替等影响．然而太阳能与风能在时间上和地域上一般都有一定的互补性，白天太阳光最强时，风较小，晚上太阳落山后，光照很弱，但由于地表温差变化大而风能加强．在夏季，太阳光强度大而风小；冬季，太阳光强度小而风大。太阳能发电稳定可靠，但目前成本较高，而风力发电成本较低，随机性大，供电可靠性差。若将两者结合起来，可实现昼夜发电．在合适的气象资源条件下，风光互补发电系统能提高系统供电的连续性、稳定性和可靠性，在很多地区得到了广泛的应用．如图5.1为某地10 月份某日典型的太阳能和风资源分布，因此采用风光互补发电系统，可以弥补风能和太阳能间歇性的缺陷。 图5.1 某地10 月份典型日太阳能和风能资源分布图风光互补发电的优势： （1）利用风能和太阳能的互补性，弥补了独立风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。 （3）保证同样供电的情况下，可大大减少储能蓄电池的容量。 （4）对系统进行合理的设计和匹配，可以基本上基本上由风光互补发电系统供电，获得较好的经济效益。 5）大大提高经济效益。
风光互补发电系统主要组成部分（1）发电部分：由一台或者几台风力发电机和太阳能电池阵列构成风—电、光—电发电部分，发电部分输出的电能通过充电控制器与直流中心完成蓄电池组自动充电工作。 （2）蓄电部分：蓄电部分主要作用是将风电或光电储存起来，稳定的向电器供电。蓄电池组在风光互补发电系统中起到能量调节和平衡负载两大作用。 （3）控制及直流中心部分：控制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、组合及对蓄电池组充放电的自动控制。控制及直流中心具体构成参数由最大用电负荷与日平均用电量决定。 （4）供电部分：供电部分不可缺少的部分是逆变器，逆变器把蓄电池储存的直流电转换为交流电，保证交流负载的正常使用。同时，还有稳压功能，以改善风光互补系统的供电质量。 图5.2 风光互补发电系统 设计一个完善的风光互补发电系统需要考虑多种因素．如各个地区的气候条件，当地的太阳辐照量情况，太阳能方阵及风力发电机功率的选用，作为储能装置蓄电池的特性等．因此，必须选择建立一些先进的数学模型进行多种计算，确定合理的太阳能电池方阵和风力发电机容量，使系统设计最优化． 数学模型计算 1.蓄电池容量计算 蓄电池的容量C 通常按照保证连续供电的天数来计算：
景观灯小型风光互补发电系统的改进
第３７卷第３期２ ０ １ ４年５月 河北农业大学学报 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＡＧＲＩＣＵＬＴＵＲＡＬ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＨＥＢＥＩ Ｖｏｌ．３７Ｎｏ．３ Ｍａｙ．２ ０ １ ４ 文章编号：１０００－１５７３（２０１４）０３－０１１５－０３ ＤＯＩ：１０．１３３２０／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊａｕｈ．２０１４．００７５景观灯小型风光互补发电系统的改进 祁丙宝， 孙维连， 王会强， 孙 铂 （河北农业大学机电工程学院，河北保定０７１０００） 摘要：目前国内风光互补系统快速发展并应用在了各个行业，本研究针对风光互补发电系统在运行当中容易出 现的一些问题进行研究，以达到优化系统的目的。对一些关键电气元件进行有效控制，基于光源随动系统和最 大功率补偿的技术，提高了有效光照时间和系统的稳定性，并且创新性的把此系统应用在了日常生活当中的景 观灯上，为景观灯提供了单独的电源供应系统，简化了工序，降低了成本，是节能环保的一个具体实践应用。 关 键 词：光源随动控制；功率给定；风光互补；节能环保 中图分类号：ＴＫ５１１文献标志码：Ａ Ｗｉｎｄ／ＰＶ ｈｙｂｒｉｄ ｓｙｓｔｅｍ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｏｎ ｌａｎｄｓｃａｐｅ ｌｉｇｈｔｓ ＱＩ Ｂｉｎｇ－ｂａｏ，ＳＵＮ Ｗｅｉ－ｌｉａｎ，ＷＡＮＧ Ｈｕｉ－ｑｉａｎｇ，ＳＵＮ Ｂｏ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｈｅｂｅｉ，Ｂａｏｄｉｎｇ ０７１００１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｗｉｎｄ／ＰＶ ｈｙｂｒｉｄ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｖｅｒ ｓｏｍｅ ｋｅｙ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ．Ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｉｇｈｔ ｓｏｕｒｃｅ ｓｅｒｖｏ ｓｙｓｔｅｍ ｐｒｏｌｏｎｇｓ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｉｌｌｕｍｉｎａ－ ｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ｔｏ ｍａｋｅ ｉｔ ｏｐｅｒａｔｅ ｓａｆｅｌｙ ａｎｄ ｓｔａｂｌｙ．Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ，ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｌｙ ａｐ－ ｐｌｉｅｄ ｔｏ ｄａｉｌｙ ｌａｎｄｓｃａｐｅ ｌｉｇｈｔｓ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｔｈｅｍ ｓｅｐａｒａｔｅｄ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｓｙｓｔｅｍ．Ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｏｃｅ－ ｄｕｒｅ ｉｓ ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ ａｎｄ ｃｏｓｔ ｉｓ ｒｅｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｉｓ ｉｓ ａ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｔｏ ｓａｖｅ ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ ｐｒｏｔｅｃｔ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌｉｇｈｔ ｓｏｕｒｃｅ ｓｅｒｖｏ ｓｙｓｔｅｍ；ｐｏｗｅｒ ｏｆ ｇｉｖｅｎ；ｗｉｎｄ／ＰＶ ｈｙｂｒｉｄ ｓｙｓｔｅｍ；ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｅｒ－ ｖａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ 风能和太阳能作为一种能源多样化，社会可持续发展的能源代表，已经被社会认可，而且两者具有天然的匹配互补性［１－２］。针对风能与太阳能的特点，指出风力与太阳能互补发电比单一发电方式更优越，并介绍风力与太阳能光伏互补发电的研究现状及进一步发展所要做的努力［３］。 传统的风光互补照明系统虽然直接应用了风光互补技术，但是因为受气候，地势的影响，系统的稳定性和系统的工作效率都不够理想，仍然需要连接电网。如果建立单独的电源供应系统不仅加大了施工难度，更重要的是增加了投入成本。因此，要解决长期稳定的可靠供电、不建输电线路、也不做挖路埋线工程，就必须学会地取材，利用自然资源［４］。本研究在分析小型风光混合发电系统的运行结构以及混合发电系统各种控制策略的基础上，选定风力发电机、太阳能电池组件进行优化改进，并把其应用于生活当中的景观灯，以期解决传统风光互补照明系统中存在的问题。 收稿日期：２０１３－１０－２８ 作者简介：祁丙宝（１９８７－），男，河北省张家口人，在读硕士生，主要从事机电一体化研究． 通讯作者：孙维连（１９５６－），男，教授，主要从事机械设计和材料方面的研究．Ｅ－ｍａｉｌ：ｂｄ９９９＠ｅｙｏｕ．ｃｏｍ
风光互补发电简介
内蒙古东建塔式多功能垂直轴风光互补发电机组项目基本情况 内蒙古东建新能源有限公司是在内蒙古呼和浩特注册的独立法人机构的民营企业，公司注册资本6亿元人民币，公司主要经营范围:电力设备及器材安装、销售、调试、维修；输电线路和电站的整体工程施工；电力技术咨询；农业科技技术开发；高科技节能开发等。公司拟在太阳山开发区境内开发建设塔式多功能垂直轴风光互补发电场项目，一期计划建设25台2MW风电塔，计划在10年内发展完成投资建设2MW风电塔1000台。 一、组成结构。 该机组由5大结构系统组成，分别是正棱柱多层塔身、环绕垂直轴磁悬浮发电机、智能控制变电系统、立体环绕太阳能电池阵、攀爬了望观光层。塔基底部直径30米，高度45-90米，地上7层，地下1层为机房，机房内设有安全通道，进排风系统。设有8组风力发电机组，其中7组为中部环绕垂直轴风力发电机组，1组为顶部主发电机组。该发电机组每一组的发电机均采用磁悬浮永磁发电机，具有启动力矩小、工作风速低的特点。 二、主要性能及区别。 1、启动风速低：垂直轴风力发电机对风速要求较小，只要风速达到2-3m/s即可启动发电，而且不需要对风，可确保平稳发电；而水平轴通常在4m/s以上风速才可发电，必须对风。
2、效率高：采用集风和整流系统，风能利用率可达52%以上，年有效发电时数可达6500小时，而水平轴不到1850小时。充分有效利用现有风力资源，不弃风、废风。 3、占地少，维护成本低：采用吸入式原理设计的塔式集风结构，大大缩小机组的空距，节约用地，单塔占地为700㎡/塔基。采用内部楼梯结构设计，可直达各层和顶部，安装和维护方便，减少了停机维修时间，发电成本较低，风场投资回收期缩短到5-8年。 4、体积小，成本低：采用多层统一的结构和桨叶，模块式组装，标准构件体积小，高度与水平轴相当99m，但是最大回转件直径小于20m，而水平轴直径是40m。单件最大重量是20吨，而水平轴是80吨。单件重量轻，制造难度降低，运输方便，机组可布置在接近地面高度，安装及维护费用较低，总成本大大低于水平轴。 5、单机发电能力可调节：该机组单台发电功率可达2MW，水平轴发电量,而且可根据需要灵活调节发电机输出功率。 6、输出电压稳定：借助于智能控制系统与窗口进风调节系统，可自动适应调节输出电压，达到稳定发电效果。 7、投资额大，单塔投资2600万人民币，而水平轴投资1500。 8风光互补发电与景观一体：利用塔式结构特点，采用太阳能环绕分布，高效吸收光能，与风能结合，使发电能力更强。利用塔式多层和中空结构特点，设置封闭的观光层和内部攀爬楼梯，可以登上高处看风景，具有较强的旅游观光价值。
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，并总结了国内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，极大地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]。除此之外，根据(2008年中国风电发展报告》的预测，估计到2020年末，全国风电开发建设总规模有望达到1亿kW。到2020年全国
太阳能风光互补发电系统
太阳能风光互补发电系统 1.问题的提出 如何解决能源危机问题，已经成为全球关注的热点。节能和环保已成为当今世界的两大主题。在当前可利用的几种可再生能源中，太阳能和风能是应用比较广泛的两种。风光互补发电控制系统是为了弥补传统电力的不足而设计的独立发电设备。它是由太阳能电池组件与风力发电机配合而成的一个系统，通过微型计算机的远程控制，并实现了免维护的功能。 2.风光互补发电系统的现状 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。 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。 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。 3.一个设计好的太阳能风光互补发电的设计框图结构 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。
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
小型风光互补发电系统最大功率控制的研究
龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/0516680856.html, 小型风光互补发电系统最大功率控制的研究作者：崔啸鸣,乔燕军 来源：《电脑知识与技术》2011年第21期 摘要：独立运行的风电系统或光伏系统都有其自身的局限性，选择了结合风力发电和光伏发电优点的风光互补发电系统作为研究对象，建立了风光互补发电系统的仿真模型，对最大功率跟踪控制进行仿真研究。结果表明，最大功率跟踪控制可以实现风力发电子系统和光伏发电子系统的最大功率跟踪。仿真结果初步验证了系统集成控制策略的正确性和可行性。 关键词：风光互补发电系统；最大功率跟踪控制；仿真 中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)21-5241-02 Research on Maximum Power Point Tracking Control for Small-scale Wind/PV Hybrid Generation Systems CUI Xiao-ming1, QIAO Yan-jun2 (1.School of Information EngineeringInner Mongolia University of Technology, Hohhot 010051, China ; 2.Beijing Jingneng New Energy Co.Ltd, Hohhot 010070, China) Abstract: Both the stand-alone wind power generation system and photovoltaic generation system have their own limitations, so that the stand-alone wind/PV hybrid generation system which combines wind with PV power generation, the simulation models of components of wind and PV subsystem as well as the whole system have been established, and the simulation study has been carried out to test the maximum power tracking control. The result shows that although solar irradiation and load are changeable, the maximum power tracking control can realize MPPT of wind and PV subsystems. The simulation results verify the correctness and feasibility of the maximum power tracking control strategy. Key words: wind/PV hybrid generating system; maximum power tracking control; simulation 风力发电和太阳能发电具有不枯竭、方便、清洁、无噪音等优点，尤其在广大边远地区，充分利用其优势，对建立独立可靠的能源供应系统有着重大的意义。太阳能和风能在转换过程中受到季节、地理、气候条件等多种因素的制约，而且两者在时间变化分布上有很强的互补性，只有扬其两能各自之长，补其两能各自之短，相互配合利用，因地制宜，才能发挥出最大的作用。太阳能和风能在时间上的互补性使得风光互补发电系统在资源分布上具有很好的匹配性[1-2]。 1 独立运行风光互补发电系统结构
户用风光互补发电系统可行性报告
户用风力与太阳能光伏互补发电系统 设计可行性研究报告 一、风力与太阳能光伏发电行业发展前景分析 风力发电是一种将风能转换为机械能，由机械能冉转换为电能的机电装置。利用风力带动风车叶片旋转，再通过增速机将旋转的速度提升，来带动发电机发电。依据目前的风能技术，大约1米/秒的微风速度，便可以开始发电。 光伏发电是利用单晶硅、多晶硅或非晶硅半导体电子器件光伏效应原理有效地吸收太阳辐射能, 并直接转变成电能的发电方式。 风力发电、太阳能光伏发电是近年来国内外应用比较广泛、最有发展前景的可再生能源利用技术。在当今化石能源日益减少、生态环境遭受破坏的情况下，利用以风能、太阳能为代表的清洁、可再生能源，对于改善现有能源结构，缓解能源危机，实现人与自然的可持续发展具有重要的意义。 世界各国尤其是发达国家高度重视以太阳能和风能为代表的新能源发展，通过增加财政投资、减免税收、电力回购补偿等一系列措施，鼓励刺激风力发电、太阳能光伏发电行业的发展。以太阳能光伏行业为例，2009年，全球光伏市场累计安装量提高了45%，达到了22.9GW。新增光伏装机容量接近5.8GW，增速为46.6%。其中，德国新增光伏装机容量从1.8GW提高到3.8GW，几乎翻了一番，从2008年41.1%的占比上升为51.7%，居全球第一位。其它国家也发展迅速，意大利安装了711MW，成为第二大市场，捷克和比利时09年分别安装了411MW和292MW。欧洲以外的国家也同样发展迅速，日本安装了484MW，美国则安装了470MW，其中包括40MW的离网系统。而风电行业，2009年全球风电装机总量达到157900MW．较上年增加了37500MW。欧洲的风能发电发展最快，其中德国十分重视风电发展，目前是世界上风电技术最先进的国家。截至2006年底，德国风电总装机容量达到了20 622 MW，占世界风电总装机容量的1／3以上．德国风力发电量约占全年总发电量的6％，居世界第1位．到2010年，德国风电装机容量达到23 000 MW，可提供德国8％～10％的电力需求，l5个欧盟成员国可再生能源生产的电力满足全部电力需求的22％．