09互补发电与综合利用

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1、新能源与分布式发电技术第9章互补发电与综合利用主讲人朱晓荣教学目标§9互补发电与综合利用关注的问题什么是互补发电？互补发电能否解决可再生新能源的间歇性和波动性问题？什么是综合利用？各种新能源怎样进行综合利用？了解互补发电的概念和特点；了解常见的互补发电技术；了解能源综合利用的概念和方式；理解互补发电与综合利用的意义和发展前景。新能源发电技术有多样性，而且其变化规律不同，多种电源联合运行，各种发电方式在一个系统内互为补充，通过其协调配合来提供稳定可靠的、质量合格的电力，这就是互补发电，既提高可再生能

2、源的可靠性，也可提高能源的综合利用率。§9.1互补发电的概念和特点§9.1.1互补发电的概念§9.1.2互补发电的特点（1）可再生能源既可充分发挥优势，又能克服本身不足。取自天然、分布广泛、清洁环保等优点仍能体现，季节性、气候性变动造成的能量波动，可以改善。（2）对多种能源协调利用，可提高能源的综合利用率。（3）电源供电质量的提高，对补偿设备的要求降低。单一发电，波动和间歇明显，需大量储能或补偿装置；互补运行，会因相互抵消，降低储能或补偿要求。§9.1.2互补发电的特点（4）合理的布局和配置，可充

3、分利用土地和空间。可在有限的面积和空间内最大限度地获取能源。获取相同能量，需占用的土地和空间可大大减少。（5）共用送变电设备和人员，可降低成本，提高运行效率。多个分散电源统一输配和集中管理，可共用设备和人员，减少建设和运行成本。总的发电能力增加，可降低平均运行维护成本。§9.2风能－太阳能互补发电§9.2.1风-光互补的基础我国属季风气候区，很多地区风能和太阳能有天然的季节互补性（分析具体情况），适合采用风-光互补发电系统。在一些边远农村地区，风能资源丰富，且太阳能资源充足，联合发电运行是解决供电

4、问题的有效途径。应根据用电情况和资源条件进行容量的合理配置，可共用储能装置和供电线路等。§9.2.2风-光互补发电系统的结构和配置风－光互补发电系统，一般由风电机组、光伏电池组、储能装置、电力变换装置、直流母线及控制器等部分构成，向各种直流或交流用电负载供电。风－光互补发电系统的发电和储能配置，应考虑：—负荷的用电量及其变化规律；－蓄电池的能量损失和使用寿命；－太阳能和风能的资源情况。根据风力和阳光的变化情况，有三种可能的运行模式：风电机组单独向负载供电；光伏电池单独向负载供电；风电机组和光伏电池

5、联合向负载供电。§9.2.3风－光互补发电系统的应用与单独风电或光伏相比，风光互补发电有以下优点：－利用资源的互补性，可以获得比较稳定的输出，系统有较高的稳定性和可靠性；－保证同样供电时，可大大减少储能蓄电池的容量；－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。风－光互补是对二者的综合利用，对太阳能和风资源要求都低一些，受自然条件的限制较少，应用地域范围更广。典型实例（详见教材）中国之最：第一个并网的风－光互补发电系统实例2：叶贡多寄宿小学的风－光互补发电系统

6、。实例3：西藏单机容量最大的风-光互补发电站。小容量的风－光互补式路灯§9.3其它互补发电系统§9.3.1风能－水力互补发电“三北”等内陆风区，多为冬春风大、夏秋风小，与夏秋丰水、冬春枯水的水资源正好互补。－可避免在枯水季节水力发电量不足的问题；－可通过共用输配电设备节省建设投资；－是比较经济有效的大规模利用方式。风-水互补发电特点§9.3.2风、光－柴油机互补应用目前，在很多边远或孤立地区，柴油发电机组是提供必要生活和生产用电的常用发电设备。柴油价格高，运输不便，有时还供应紧张，因而柴油机发电的

7、成本很高，往往还不能保证电力供应的可靠性。在这些边远地区，尤其是高山和海岛，往往太阳能和风能资源比较丰富，可以因地制宜地实现与柴油机联合发电运行。风－柴互补系统的优点－投资回报率高，节油效果明显(30%以上)－规模小，见效快－稳定性好；§9.3.2.1风力－柴油机互补应用风－柴并联运行，是风电和柴油发电最简单的结合方式。可以降低柴油机的平均负载，从而节省燃料。一种改进方案，在柴油机和发电机之间加一个飞轮和电磁离合器，来控制柴油机是否投入，以有效提高节油率。在运行中不仅弥补了风力发电的不稳定性，而且

8、能最大限度地节约柴油并减少对环境的污染。§9.3.2.2光伏－柴油机互补应用光伏—柴油混合发电系统也有投资率高等优点，但对逆变电源要求较高：（1）要求具有较高的效率，以提高系统效率。（2）要求具有较高的可靠性。（3）要求逆变电源的输出应为良好的正弦波。（4）要求直流输入电压适应范围宽。§9.3.3微型燃气轮机－燃料电池互补发电燃气轮机发电技术已经比较完善，效率较高，且氮化物、CO等污染物的排放量很少。高温燃料电池与燃气轮机的工作温度相匹配，组成联合发电系统具有更高的效率。商用的已可