风光互补发电控制系统的研究- 基于Droop控制控制方法

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1、风光互补发电控制系统的研究-基于Droop控制控制方法　　风光互补发电控制系统的研究-基于Droop控制控制方法　　摘要　　基于Droop风光互补发电在缓解电网压力、电力调峰、节约传统能源等方面都能够起到重要作用，式基于Droop风光互补发电系统的研究具有重要的经济和社会价值。本文针对基于Droop风光互补发电系统，在理论研究和分析的基础上开发出了一套相应的运行结构，进行了初步的设计。　　文章首先讨论了风能、太阳能互补特性，详细分析了基于Droop风光互补发电的系统结构，其中包括风力发电机组、光伏阵列、逆变器和负载等，给出了各部分的运行原理和工作特性；其次，结合实际系统的开发过程，对

2、基于Droop风光互补发电的整个系统进行了详细的研究、分析与讨论。笔者根据系统各部分的功能将其分为风力发电、太阳能发电和蓄电池储能三个部分，针对每一部分分别从设计原理出发，研究其主要的控制技术、实现方法的设计，最后，对整个系统的实际工程应用进行了介绍，总结了基于Droop风光互补发电系统的技术问题，并给出了检验系统实际运行效果的测试方法。本文研究开发的风光互补并网发电系统的运行结构能够可靠地保证系统经济、有效的运行；总结分析的逆变器技术为逆变器的研究；同时，基于设计开发的一套实用的通讯协议能够很好的保证系统内各设备进行有效的数据信息和控制信息的交互。　　关键词　基于Droop风光互补

3、发电；控制系统；蓄电池控制；通讯系统　　第1章绪论　　1.1课题背景　　能源是人类社会生存和发展的动力源泉。伴随着世界能源危机警钟的敲响和节能呼声的日益高涨，充分开发利用太阳能、风能、海洋能、生物能、小水电、地热能等清洁的可再生能源来代替传统的煤、石油等化石能源越来越成为一种共识。可再生能源是未来能源系统的希望，具有广阔的发展前景，是人类未来能源的一个领域。从世界各国可再生能源的利用与发展趋势看，风能和太阳能发展速度最快，产业前景也最好。　　中国所面临的能源危机情况更是不容乐观。“中国巨大的能源需求将不能期望由化石能源来解决，而只能寄希望于可再生能源”[1]。我国政府就环境与发展问题

4、提出了一系列措施，其中明确要求“因地制宜地开发和推广太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能等新能源”，并在中国21世纪议程中强调了发展可再生能源对我国经济持续发展和环境保护的重要作用。建立资源节约型社会、大力发展可再生能源已摆上了我国经济发展的战略位置。我国可再生能源分布广泛，因地制宜、就近开发可再生能源，是调整能源结构、保护环境、增强能源安全、实现可持续发展的战略选择[2]。我国的《可再生能源法》己于XX年1月1日生效，其中特别将可再生能源综合利用和互补系统的研究列为研究开发的重点领域。今年年初，国家又将可再生能源利用、节能和环保列入了国家中长期科技发展计划和“十一五”发展规划中，

5、是当前国家重点支持的科技攻关和发展领域。可以看出，到2050年可再生能源的供给量将接近总电力供应的30%，成为仅次于并接近常规能源发电的第二大能源应形式。　　综上可见，一个能够持续发展的社会应该是一个既能满足当代人需要，又不危及后代人前途的社会。无论从缓解能源危机、消除环境污染、保护人类生存环境、合理开发利用自然资源，还是从经济和社会的发展要求，开发利用太阳能和风能等可再生能源都有着极其重要的现实意义。而且从长远看，用洁净的可再生能源替代常规能源，不仅是人类的美好愿望，也是能源发展的必然趋势。　　1.1.1基于Droop风光互补发电系统的特点　　当前可利用的几种可再生能源中，风能和太

6、阳能由于具有分布广泛，取之不尽、用之不竭，就地取材，无污染等优点被广泛利用。但受其能量密度低，能量稳定性差等缺点的影响，二者的利用也受到一定的制约。太阳能和风能都是相对不稳定、不连续的能源，用于无电网地区，需配备大量的储能设备，使得系统的耗费大大增加。而中国属于季风气候区，一般冬季风大，太阳辐射小;夏季风小，太阳辐射大。两种资源正好可以相互补充利用。因此，采用基于Droop风光互补发电系统可以很好的克服风能和太阳能提供能量的随机性和间歇性的缺点，实现不间断供电。　　基于Droop风光互补发电系统与单独的风电系统和光电系统相比有着明显的优势。首先，利用太阳能风能的互补特性，可以产生比较

7、稳定的总输出，增加了系统的稳定性和可靠性。在风、光资源丰富并且互补性较好的地区，合理匹配设计的基于Droop风光互补发电系统可以满足用户较大的用电需求，并能达到一年四季均衡供电。这是采用单一风力或太阳能发电无法达到的;其次，在保证同样供电的情况下，基于Droop风光互补发电系统所需的蓄电池容量远远小于单一风力或太阳能发电系统，且通过系统匹配的优化设计，太阳能电池板容量降低，避免了因昂贵太阳能电池带来的系统的高成本。同时，风电和光电系统在蓄电池组和逆变环节是