太阳能光伏-温差混合发电系统的研究

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1、第1章绪论第1章绪论1.1课题来源1.1.1溪霞水库简介溪霞水库是南昌地区境内最大的一座重点中型水库，于1960年动工兴建，1962年建成，总面积7000亩，集雨面积85.53平方公里，设计库容5010万方，有效库容3500万方，湖面7000余亩，水深18米，周长30多华里，担负着溪霞、乐化、樵舍、金桥等乡镇的农业灌溉（约4万余亩）和江西昌北机场、桑海企业集团等企业的生产生活用水。溪霞水库水电站则位于水库大坝北涵输水渠，距溪霞镇约4公里，是一座以灌溉为主，兼有防汛、发电、供水、旅游、养殖等综合利用效益的水利工程，并于2011年被水利部评为“全国水利风景区”。溪

2、霞水库水电站是溪霞镇唯一一座水电站，电站设计装机1×75KW、1×55KW，保证出力125KW，据多年的数据统计，其平均发电量122.64万KW·h，扩容增效改造后为158万KW·h。建成之初的供电范围包括溪霞水库管理所和近区几个村(包括至头村、刘家村和麦港村)部分农村与居民用电。在上世纪90年代对该所和近区几个村的工农业生产有着举足轻重的作用，有效地促进了当地经济的发展，对改善民生，服务三农具有现实意义。表1.1溪霞水库水电站直供电片区基本情况汇总表项目单位2011年备注直供电片区个1区域面积km220总人口万人0.22含本单位总户数万户0.0545其中居民

3、545户，乡(镇)数个1分散在1个乡镇自然村数个3主要用户是居民和企业农村人均年收入元8750隶属水管单位个1新建县水务局溪霞水库水电站建成至今已十八年，直供电片区也发生了较大变化，目前1第1章绪论的直供电片区是本单位及近区的居民区，用户分布在至头、刘家和麦港三个村，约545户居民。一座变电站，主要包括9.5km的0.4kV及以下的线路，基本情况如上表1.1所示。溪霞水库水电站主要由0.4KV线路组成，主要供自身用电、昌北机场供水泵房、桑海水厂泵房及周边三个村用电。其供电主要有4条线路，其中有占总线路的25%的重载线1条和占总线路的50%的过载线路2条。201

4、4年溪霞水库水电站的发电量为122.64万KW.h，直供电片区内的售电量为169KW.h，外购电量为46.36万KW.h，其综合损耗和综合线损率分别为20万KW.h和16%，详见表1.2。表1.2溪霞水库直供电片区发供电设备及供电水平汇总表类别项目单位2014年备注水电站座数座1发电设备拥有量水电装机容量KW55和75年发电量万KW.h122.64输变电设备拥有量1.1KV及以下线路长度KM12供电量万KW.h122.64售电量万KW.h169外购电量万KW.h46.36供电水平供电可靠率%95电压可靠率%901.1.1KV以下线损率%16综合线损率%161.

5、1.2溪霞水库供电现状及问题直供电片区内在用电紧张时能够优先得到可靠供电，企业和居民都得到实惠，企业进得来，安得住，有发展，用电量也将逐年提高，工农业产值不断攀升，应该说溪霞水库水电站直供电片区为当地社会经济的发展作出了较大贡献，由此可以看出溪霞水库的重要性。但当直供区用电高峰时期，要从电网购入用电，现有的发电电量，无法满足当前经济发展的需求。直供电片区内的用电负荷主要是工农业用电和居民用电，为混合用电负荷，当片区内电能不足时，由网电进行补充。单位宿舍、供水泵站及周边三个村计量关口处电压为0.4KV。由2第1章绪论上表1.2可知，2014年直供电片区总用量16

6、9万KW.h，溪霞水库水电站发电量1.1万KW.h，外购电量和综合损耗分别达46.36万KWh和12万KW.h，当时直供片区综合售电价0.60元/KW.h，而外购电价为0.62元/KW.h。溪霞水库水电站主要由两台径流式水轮发电机组组成，而由于其使用年限长，设备严重老化，供电可靠性差。且其低压配电屏也为过时产品，线路大多裸露在外，安全防护水平差，按电网改造要求应要进行改造升级。另外，在枯水季节发电，库区水位下降明显，一定程度上影响旅游、养殖等效益。1.1.1解决办法针对溪霞水库在用电高峰期无法满足所有企业和周边村名的用电要求和水电站主要的两台径流式水轮发电机由

7、于设备老化致供电可靠性差需要改造升级的两个主要问题，溪霞水库管理所拟将建设一个水-光-蓄微电网。研究表明，光伏电池吸收太阳辐射的4-17%的能量转化为电能，以此同时，其中波长0.5-1.2μm的部分辐射转化为热能，而波长大于1.2μm的辐射全部转化为热能，而转化的多少依据太阳能电池的结构以及工作条件，大约有超过80%的入射太阳能被转化成了热能[1]。这些转化的热能使电池板的温度升高，影响光伏电池的转化效率和寿命。因此PV板面温度会比环境温度高出10℃~30℃，一般来说PV板面温度会在60℃以下[2]。但是在通风不良的情况下，板温甚至可能达到80℃。这种情况下除

8、温度上升带来输出能量和效率的下降外，电