电力电子技术在风光互补发电系统中的应用

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1、第25卷第1t期电力科学与工程Vo1．25．N0．11172009年11月ElectricPowerScienceandEngineeringNov．,2009电力电子技术在风光互补发电系统中的应用邓隐北，龙翔，李昕(河南森源电气股份有限公司，河南郑州450016)摘要：风光互补路灯系统，是一种将光能和风能转化为电能并用于路灯照明的综合发电装置。阐述了如何将先进的电力电子技术运用到该系统的永磁发电机和智能控制器等重要部件上，旨在扩大风力发电的功率范围和有效利用蓄电池并延长其使用期限，从而提高整个系统的运行效率与可靠性。关键词：

2、电力电子技术；风光互补；永磁发电机；智能控制器中图分类号：TM614文献标识码：A推广。0引言2007年2月，经省批准，森源电气公司为河南省的风力发电工程研究中心，现已在长葛推进区风光互补发电是一种将光能和风能转化为电能外9路及许昌东区l07国道等不同路段，研制安的装置。由于太阳能与风能的互补性强，风光互补装了风光互补路灯照明系统。实践证明，系统设计发电系统弥补了风电和光电独立系统在资源上的间合理，效果良好。断不平衡、不稳定，可以根据用户的用电负荷情况依据我国城市道路照明设计标准CJJ45—2006，和资源条件进行系统容量的合

3、理配置。这样既可保森源电气公司的风光互补路灯照明系统的配置方证风光系统供电的可靠性，又可降低发电系统的造案，如表1所示。价。同时，风光互补系统是一套独立的分布式供电表1森源电气公司的风光互补路灯照明系统的配置方案系统，可不依赖电网独立供电，不消耗市电，不受地域限制，既环保又节能，还可作为一道典雅的风景为城市景观增姿添彩。风光互补系统由光伏电池组件(太阳能电池板)、风力发电机组、蓄电池组、控制器、逆变器等L部分组成。风光互补系统的混合功率，为风电的额定功率加光伏电池的峰值功率，它们共同向蓄注：(SY一森源；K一控制器；LED一发

4、光二极管)电池组充电。控制器控制着风电和光电最大程度地电力电子(PE)技术是一种利用电力电子器发挥各自的效能，同时又要保证不会对蓄电池过充件对电能进行控制和转换的技术，其系统包括PE电，能稳定电压，使系统在恒压充电状态下工作。器件、变流电路和控制电路三部分，其学科门类是该系统无污染、无噪音，不产生废弃物，是一种自电力、电子、控制三大电气工程技术领域之间的交然、清洁的可再生能源。人类为使居住环境不再受叉学科。随着科学技术的发展，PE技术已经与现污染，风能和太阳能将是今后世界能源的必然选代控制理论、材料科学、电机工程、微电子技术等

5、择。目前，利用太阳能和风能在不同的季节、时间许多领域密切相关，已逐步发展成为一门多学科相上互补特点发展起来的风光互补发电照明技术已日互渗透的综合性技术学科，其应用领域几乎涉及到臻完善，且正以前所未有的速度和力度迅速在全国国民经济的各个工业部门。毫无疑问，它将成为新收稿日期：2009—08—15．作者简介：邓隐北(1937一)，男，河南森源电气股份有限公司研究员电力科学与工程2009在世纪的关键支撑技术之一。1PE技术在风力发电机上的应用森源电气股份有限公司最近正研制开发适用于微风起动、发电的第三代风力发电机SYFIII。该电机

6、为轴向磁通的盘式永磁发电机。最大特点是能根据风速、风况的变化，相应改变定子线圈的连接方式，共有16线圈串接、8串2并联、4串4并、2串8并4种运行模式，如图l所示，可以满足阔功图1线圈的连接模式率范围的正常发电与大幅度提高风能利用率的要求。为了实现这一目的，定子线圈的连接线端均通值的转速信号，并由此按预定的运行模式对线圈的过固定的空心轴引出，接到专用的切换装置上。然连接进行切换，以便实现高的效率和高的输出功后，利用装在转轴上的转速传感器，输出不同整定率。图2(a)所示为定子线圈连接切换的原理图；璃簿黯噻图2定子线圈连接切换原理

7、图第11期邓隐北，等电力电子技术在风光互补发电系统中的应用19图2(b)为具体的切换控制电路。按照风速的大电能进行调节和控制，～方面把调整后的能量送往小，当转速n

8、电”；当蓄电池所存储的电池放完后，又要控制转速继续上升，处于712<／'／<／'1，时，双向开关管K：、蓄电池不被“过放电”，保护蓄电池。控制器的性K、K、K、Ks、K接通，发电机线圈形成4串能对蓄电池的使用寿命影响很大，并最终影响到系4并模式；当转速升高超过，时(>，)，通