本文摘要:摘要:风能和太阳能在资源条件和技术应用上具有良好的有序性。

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摘要:风能和太阳能在资源条件和技术应用上具有良好的有序性。风能和太阳能有序发电技术的应用填补了独立国家风电和光伏系统的严重短缺,需要从电网中获得更稳定的电能,大大提高了经济效益。摘要:阐述了有序风光互补发电系统的资源利用和系统组成,分析了有序风光互补发电系统的运行和智能电网的建设,认为有序风光互补发电系统具有良好的应用前景。

关键词:风能;太阳能;风光有序发电;随着智能电网中常规能源价格的大幅下降,新的和更多的洗手替代能源正在蓬勃发展,在经济上更具竞争力。目前,在众多可再生能源和新能源技术中,风能和太阳能的研发价值最小。

它们是最广泛的自然资源和取之不尽的可再生能源。近年来,风能和太阳能技术在中国得到了应用。这两种发电方式各有优势,但在天气气候条件下都非常脆弱,很难靠自身获得持续稳定的电能。

在应用过程中,可以考虑两种技术的结合,利用有序发电技术,保证基本稳定的供电市场需求。1.风光互补有序发电系统的资源利用中国幅员辽阔,海岸线漫长,风能和太阳能资源丰富。根据世界气象组织和中国气象局气象研究所的统计,中国可开发利用的风能储量约为10亿千瓦,其中陆上风能储量约为2.53亿千瓦(根据陆地上地面以上10米的数据计算),海上可开发利用的风能储量约为7.5亿千瓦。我国陆地表面每年拒绝的太阳辐射能量约为501018kJ,全国年电磁辐射总量约为335 ~ 837 kJ/cm2?a,中值586kJ/cm2?a[1].我国太阳能年电磁辐射有西高东低的趋势。

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太阳辐射和风速转化为自然能量会受到季节、地理、天气和气候等多种因素的制约。中国的季风气候一般潮湿多风,冬季太阳辐射强度低;夏天潮湿,风小,太阳辐射强。中国学者朱研究并科学分析了风能和太阳能的特点,结合我国大气环流、天气、气候、地形、水体等特点,推出了太阳能风能综合区划,将全国划分为13个区域和31种类型的区划。在中国沿海地区,风能和太阳能资源非常丰富,为有序发展风能和太阳能发电系统创造了有利条件。

辽东半岛、渤海、山东半岛和黄河沿岸风能和太阳能在季节变化上是互补的,而东南沿海地区风能和太阳能在季节变化上是同步的。因此,在风光有序的风能、太阳能电站选址过程中,不能做好风能、太阳能资源的调查统计,要控制当地的风能、太阳能资源和其他气象、地理环境数据,选择风能、太阳能资源丰富的地区进行R&D建设,确保风能、太阳能资源的合理利用。

2风光互补发电系统是由风力发电系统和光电系统组成的供电系统,主要由风力发电机、太阳能光伏电池组、控制器、蓄电池、逆变器、交流/DC阻抗等组成。系统结构图如右图所示。

该系统是一个充满可再生能源的发电系统,集成了风能、太阳能和蓄电池等多种能源发电技术,以及系统智能控制技术。风力发电部分:当风力超过一定风速时,利用风力发电机将风力发电转化为机械能,然后将机械能转换为交流电
光伏发电部分:利用太阳能电池板的光伏效应,将热能转换成直流电能,然后利用逆变器将直流电转换成交流电,供蓄电池向阻抗供电。蓄电池部分:由多个蓄电池组成,起到储存和调节电能的作用。

当风力相当强或阳光充足时,蓄电池会储存多余的电能;当系统发电量严重不足或负载功耗降低时,电池会给负载补充电力,保持供电电压稳定。在常用的电池中,主要有铅酸电池、碱性镍电池和铁镍电池。其中,铅酸蓄电池因其价格低廉、性能可靠、安全性低以及技术上的不断改进和完善而被广泛应用于[3]。控制系统:根据日照强度、风力、阻抗的变化,对电池组的工作状态进行较大的改造和调整。

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一方面,调整后的电能必须送到DC或交流阻抗;另一方面,剩余的电能被送到蓄电池中储存。当发电不能满足阻抗要求时,控制器将蓄电池的电能送至阻抗,使其在电池、静电或浮电池等各种工况下交替运行,从而保证风光有序发电系统的连续性和稳定性[3]。

DC供电系统:由几个逆变器组成,将蓄电池中的DC电源变为标准的220v交流电源,保证交流阻抗设备可以长期使用。同时,它还具有自动稳压功能,可以提高风光互补有序发电系统的供电质量。根据风力和太阳辐射的变化,风光有序发电系统可以按以下三种模式运行:(1)风力发电机分别向阻抗供电;光伏发电系统分别向阻抗供电;风力涡轮机和光伏发电系统率先向阻抗供电。

风光有序发电系统可以利用风能和太阳能的有序特性,获得相对稳定的总输入,提高发电系统的稳定性和可靠性。在保证一定供电量的情况下,可以大大降低储能电池的容量,延长电池的使用寿命。因此,通过合理的设计和设计,我们基本上可以建立一个风光互补的有序发电系统来供电和节省投资[4]。

结论风光互补有序发电系统具有良好的应用前景。它填补了独立国家风力发电和光伏系统的严重不足,需要从电网中获得更稳定的电力,大大提高了经济效益。

有序的发电系统促进了我国节能环保的发展,同时也为建设资源节约型、环境友好型社会做出了贡献。为了促进有序风光互补发电系统的进一步发展,使其成为极具竞争力的洗手电源,有序风光互补发电系统的应用领域不应进一步扩大,有序风光互补发电的应用数据应不断积累,以便在应用中逐步形成相对完整的可再生能源技术支撑体系,为可再生能源的大规模研发和利用奠定基础。

参考文献:[1]北京世界经济期货投资咨询有限公司《2010年太阳能发电行业风险分析报告》[M]。北京:国家发展和改革委员会中国经济新闻社,2010。

[2]朱,朱,薛慕星。中国的太阳能和风能资源及其利用[M]。北京:气象出版社,1988。

[3]杜等。有序风光互补发电系统概述[J]。节能,2007,(3): 36-38。

[4]孙楠,邢德山,杜海玲。引用该论文王志平,王志平,王志平.山西电力,2010,(4): 54-56。

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[5]张莉49 (2): 185-190。[6]赵春江。

引用该论文王志平,王志平,王志平.自然杂志,2010,32 (3): 143-14。

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