风光互补发电及应用-

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1、风芜互补农电鸟疹用1•凤比互讣令佃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

2、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而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&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

3、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

4、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，很多人都着手风能、太阳能的综合利用研究。在以电能为主要的能源消耗方式的当今社会,人们对电的依赖越来越强。特别是在远离电网的地区，独立供

5、电系统成为人们最需要的动力源。结合风能、太阳能的特点，综合利用风力发电和太阳能光伏发电技术而建立的风光互补发电系统无疑是解决这一重要问题的最佳方案。对偏远地区生活和工作的人们而言，一般情况下用电负荷都不大,所以采用电网输送电力就不合理，应当选择在当地直接发电，现在常用的供电方案就是釆用柴油发电机。但是柴油的储运相对于偏远地区来讲成本太高,而且难以保障持续地供电。所以柴油发电机只能作为一种短时的应急电源。要解决长期稳定可靠的供电问题,只能依赖当地的自然能源。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，而且两者在时间变化分布上有很强

6、的互补性。白天太阳光最强吋，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分布上具有很好的兀配性，因此而建立起来的风光互补发电系统就资源条件而言是很好的独立供电系统。在风能、太阳能单独用于发电的系统中，由于风能、太阳能的稳定性较差，为了能够提供连续稳定的能量转换输出，无论是光伏供电系统还是风力发电系统，都耍引入能量存储环节用以调节系统运行过程中的能量供需平衡。能量存储方式有很多种,如机械储能、化学储能、热储能等,其中最

7、适合的，也是应用最为广泛的则是利用蓄电池的化学储能方式。光电系统是利用光伏组件将太阳能转换成电能，然后通过控制器对蓄电池充电，最后通过逆变器对用电负荷（交流负载）供电的一套系统。该系统的优点是系统供电可靠性高，运行维护成本低，缺点是系统造价高。风电系统则是利用小型风力发电机，将风能转换成电能，然后通过控制器对蓄电池充电,最后通过逆变器对用电负荷供电的一套系统。该系统的优点是系统发电量较高,系统造价较低，运行维护成本低,缺点就是小型风力发电机可靠性低。虽然风电和光电系统通过引入蓄电池储能设备后能够稳定供电，但系统每天的发电量受天气的影响很大，会

8、引起系统的供电与用电负荷的不平衡，从而导致蓄电池组处于亏电状态或过充电状态，长期运行会降低蓄电池组的使用寿命，增加系统的维护投资。考虑到风电和光电系统在蓄电池组和逆