风光互补的压缩空气储能与发电一体化系统特性分析
风光互补供电系统与储能技术的结合与发展
风光互补供电系统与储能技术的结合与发展随着能源需求的增加和环境问题的日益严重，可再生能源的利用成为当前能源技术研究的热点。
风能和光能作为两种主要的可再生能源，具有丰富的资源和广阔的应用前景。
然而，由于其不稳定性和间歇性，风能和光能发电系统往往面临着供电不稳定的问题。
为了解决这个问题，风光互补供电系统和储能技术逐渐得到广泛关注与应用。
风光互补供电系统的原理是将风能和光能相结合，通过互补的方式提供稳定的电力供应。
当太阳能不足时，风力发电可以弥补能源缺口；反之，太阳能充足时，风力发电可以提高整个系统的效率。
这种互补供电系统可以减小能源波动和供电不稳定性，有效提高供电质量。
在风光互补供电系统中，储能技术起到了至关重要的作用。
储能技术能够实现能量的存储和释放，使得对风能和光能的利用更加灵活和高效。
常见的储能技术包括电池储能技术、超级电容储能技术、储氢技术等。
电池储能技术是应用最为广泛的一种储能技术。
目前，锂离子电池是最主流的电池类型之一，具有高能量密度和长循环寿命等特点。
锂离子电池可以在供电系统电力需求不高的时间段储存电能，在高峰时段释放电能满足电力需求，从而平衡系统能量的供给与需求。
此外，纳米技术的发展使得电池储能技术实现了更高的能量密度和更快的充放电速度，进一步提高了系统的效率。
超级电容储能技术则适用于短时间、高功率输出的场景。
超级电容器利用电荷在电极之间的吸附和电化学等作用进行电能的储存和释放。
由于超级电容器具有快速充放电能力、长循环寿命和良好的低温性能等特点，可以在强调瞬时功率输出和对电池寿命要求较高的场景中发挥重要作用。
储氢技术是将电能转化为氢能并进行储存的一种技术。
将电能用于水电解制氢，在氢能储存介质中进行储存，再利用存储的氢气通过燃料电池进行能源转换释放为电能。
这种储能技术既能储存大量的电能，又能实现长期储存，对于长时间的供电需求非常有益。
风光互补供电系统与储能技术的结合不仅能够解决风能和光能发电的不稳定性问题，还能提高可再生能源在电力系统中的比例，减少化石能源的消耗，降低温室气体的排放。
风光储一体化电力系统规划与优化
风光储一体化电力系统规划与优化随着技术的不断发展，人类对新能源的需求逐渐增加，同时对环境保护的要求也越来越高。
而风能和光能作为两种最为常见的新能源，其开发和利用已成为世界能源领域的重要课题之一。
然而，由于新能源的间歇性和不稳定性，使得其在能量转换和储存方面面临着诸多挑战。
为了解决这一问题，风光储一体化电力系统出现了，并逐渐成为了行业内的研究热点。
一、风光储一体化电力系统的定义与特点风光储一体化电力系统是一种综合利用风能、光能、电池等能源的电力系统。
其主要特点是：能够根据电网需求灵活调节输出功率；能够充分利用风光等资源，提高能源利用率；能够通过储能，解决新能源的间歇性问题，为电力系统提供稳定的电力供应。
二、风光储一体化电力系统规划与优化的必要性由于新能源的间歇性和不稳定性，传统电力系统难以有效地利用和转化这些能源。
为了提高新能源的利用效率和电力系统的稳定性，推广风光储一体化电力系统已成为时代的必然选择。
因此，必须对风光储一体化电力系统进行规划与优化，以实现其高效稳定的运行。
三、风光储一体化电力系统规划与优化的关键技术1.储能技术。
储能技术是风光储一体化电力系统中至关重要的技术之一，其有效性直接关系到整个电力系统的稳定性。
目前常用的储能技术主要有电池、压缩空气、水泵等。
其中，利用电池存储电能是最为常用的技术之一，因其密度高、环保等优点。
2.功率控制技术。
由于风光储一体化电力系统输出功率受天气等因素的影响而波动较大，必须通过功率控制技术，使其在电网的负荷变化范围内，灵活地调节输出功率，以保证电力系统的稳定性。
3.智能运行管理技术。
风光储一体化电力系统具有网络化、复杂性等特点，其运行管理需要借助先进的智能运行管理技术，以实现电力资源协调调度、远程控制、故障预报等功能。
这些技术将通过计算机、通信等现代技术手段实现，提高电力系统的可靠性和安全性。
四、风光储一体化电力系统规划与优化的发展现状目前，风光储一体化电力系统规划与优化已成为国际能源行业研究的重中之重。
风光储互补发电系统
风力发电机组类型
根据发电机类型，风力发电机组可分为异步发电机组 和同步发电机组。异步发电机组的发电机与电网并联 运行，而同步发电机组的发电机则与电网串联运行。
根据风轮的布置方式，风力发电机组可分为水平轴式 和垂直轴式两种类型。水平轴式风力发电机组是最常 见的类型，其风轮叶片在水平面上旋转。垂直轴式风 力发电机组的风轮叶片在垂直面上旋转。
风力发电机组结构
风力发电机组主要由风轮、机舱、塔 筒和控制系统等部分组成。
机舱内装有发电机和齿轮箱等关键部 件，用于将风轮的机械能转化为电能。 发电机产生的电能通过电缆传输到电 网。
风轮是吸收风能的主要部件，由叶片 和轮毂组成。叶片将风能转化为机械 能，通过轮毂传递给机舱。
塔筒是支撑整个风力发电机组的基础 结构，高度可根据不同需求进行调整， 以适应不同高度的风速。
土地资源
风光储互补发电系统需要占用大量的土地资源，可能会对土地生态环境造成影响。需要合理规划用地，尽量选择 荒地、盐碱地等未利用地建设风电和太阳能电站。
噪声和视觉污染
风力发电机和太阳能板在运行过程中可能会产生噪声和视觉污染，影响周边居民的生活质量。需要采取有效的降 噪和遮蔽措施，减少对周边居民的影响。
储能技术的基本原理包括能量转换、能量储存和能量释放三个环节，其中能量转换是将不同形式的能 量转换为电能或化学能等，能量储存是将能量储存起来，能量释放是将储存的能量释放出来供使用。
储能技术类型
按照储能方式的不同，储能技术可以分为物理储能、化学储 能和电磁储能等类型。
物理储能包括抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能等，化学 储能包括铅酸电池、锂离子电池和液流电池等，电磁储能包 括超级电容器储能和超导储能等。
VS
发展前景
什么是风光互补 风光互补系统的优缺点
什么是风光互补风光互补系统的优缺点
风光互补技术是利用太阳能电池和风力发电机发电，将风能和太阳能转化为电能，经蓄电池储能，再用于照明的装置，两沖发电系统在同一个装置内互为补充，给设备供电的一种新技术。
关于“什么是风光互补风光互补系统的优缺点”的详细说明。
1.什么是风光互补
风光互补技术是利用太阳能电池和风力发电机发电，将风能和太阳能转化为电能，经蓄电池储能，再用于照明的装置，两沖发电系统在同一个装置内互为补充，给设备供电的一种新技术。
我国许多地区风能和太阳能随季节变化显著，时空分布不均，在夏季太阳辐射强烈，太阳能资源丰富；而在冬季则风速大，风能资源丰富。
采用单一的风能或太阳能发电，往往出现某些月份供电不足。
风光互补技术正是利用了这两种资源的季节互补特性，将太阳能电池和风力发电机组合成一个系统，可以充分发挥两者的特性和优点，最大限度地利用太阳能和风能，从而克服了由于风能、太阳能随季节变化而造成供电不均衡的缺陷，可以保证一年四季均衡供电，使自然资源得到充分利用。
2.风光互补系统的优缺点
优点
1.昼夜互补--中午太阳能发电，夜晚风能发电。
2.季节互补--夏季日照强烈，冬季风能强盛。
3.稳定性高--利用风光的天然。
4.互补性，大大提高系统供电稳定性。
缺点
对比:单纯的风能与太阳能供电有显著的缺陷
1.季节性障碍无法克服
2.供电不稳定
3.公用设施供电不适宜。
风电-火电-压缩空气储能综合能源系统运行特性研究
风电-火电-压缩空气储能综合能源系统运行特性研究
李博;石红晖;马强;许文盼;史西银;赵攀
【期刊名称】《电力科技与环保》
【年(卷),期】2024(40)2
【摘要】为提升电网消纳风电的能力,改善火电机组运行灵活性,本文基于压缩空气储能系统容量大、多能流耦合的特点提出了一种包含两台600 MW燃煤机组的风电-火电-压缩空气储能综合能源系统。
首先通过构建系统热力学变工况模型,分析了关键参数对压缩空气储能系统性能的影响,然后以降低弃风率为目标,探究了综合能源系统在典型特征日的能流匹配和运行特性。
结果表明,电能分配比由57.3%增加至76.0%时,储能系统输出热电比由0.84下降至0.30,对储能系统输出影响最为显著;典型特征日的仿真场景下,综合能源系统负荷调节能力强,能流匹配良好,弃风率仅为2.28%。
通过上述分析,验证了所提出的系统具备可观的风电消纳潜力和运行灵活性。
【总页数】10页(P168-177)
【作者】李博;石红晖;马强;许文盼;史西银;赵攀
【作者单位】国能河北衡丰发电有限责任公司;国家能源集团科学技术研究院有限公司;能源与动力工程学院(西安交通大学)
【正文语种】中文
【中图分类】TK89;TK02
【相关文献】
1.计及先进绝热压缩空气储能多能联供特性的微型综合能源系统优化调度模型
2.考虑风电出力随机特性的氢储能综合能源系统优化调度
3.考虑风电消纳的综合能源系统"源-网-荷-储"协同优化运行
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风光互补供电系统的原理及工作原理解析
风光互补供电系统的原理及工作原理解析随着可再生能源的快速发展，风能和光能被广泛应用于发电领域。
风光互补供电系统是一种利用风力发电和太阳能发电相互补充的系统，其原理和工作原理是如何实现的呢？风光互补供电系统的目标是提高可再生能源的利用效率，并实现电力的稳定供应。
该系统主要由风能发电系统和太阳能发电系统两部分组成。
下面分别对两部分的原理和工作原理进行解析。
一、风能发电系统的原理及工作原理风能是一种通过风轮驱动发电机转动产生电能的可再生能源。
风能发电系统由风轮、发电机、逆变器、电网连接装置等组成。
1. 原理：风能发电系统的原理是将风能转化为机械能，然后通过发电机将机械能转化为电能，最终通过逆变器将直流电转化为交流电并连接到电网。
2. 工作原理：风能发电系统的工作原理是当风力作用在风轮上时，风轮会转动。
转动的风轮通过轴与发电机相连，使发电机转动。
发电机在转动时，通过电磁感应原理产生电能。
然后，逆变器将直流电转化为交流电，并通过电网连接装置将电能输出到电网上。
当风速较低或风轮转速较快时，逆变器会调节输出电压和频率，以保持电力的稳定输出。
二、太阳能发电系统的原理及工作原理太阳能发电是利用光能转化为电能的一种可再生能源。
太阳能发电系统由光伏电池、逆变器、电网连接装置等组成。
1. 原理：太阳能发电系统的原理是光伏电池吸收光能后，通过半导体材料产生电压，并将光能转化为电能。
逆变器将直流电转化为交流电，并连接到电网。
2. 工作原理：光伏电池是太阳能发电系统的核心部件，由多个光伏电池组成，光伏电池吸收光能后产生电压。
这些光伏电池串联或并联连接，并通过逆变器将直流电转化为交流电。
逆变器调整输出的电压和频率，以满足电网的要求。
最后，通过电网连接装置将电能输出到电网上，供应给用户使用。
风光互补供电系统的原理及工作原理解析到此为止。
该系统通过将风能和太阳能相互补充利用，可以实现电力的稳定供应，并提高可再生能源的利用效率。
风能发电系统和太阳能发电系统分别利用风能和光能转化为电能，然后通过逆变器将直流电转化为交流电，并连接到电网上。
风电光储一体化电力系统研究
风电光储一体化电力系统研究随着全球能源需求的不断增长，我们需要更多的电力来满足人们的生活需求。
而传统的化石燃料发电方式会产生大量的二氧化碳和其他有害气体，对环境产生严重影响。
因此，寻找替代能源方式已经成为了当今全球致力于达成可持续发展的共同目标之一。
其中，风力发电和光伏发电被认为是最有潜力的替代能源之一。
为了实现可持续发展目标，风电光储一体化电力系统成为了研究的热点之一。
1. 什么是风电光储一体化电力系统？风电、光伏和储能三者联合运行的系统称为风电光储一体化电力系统。
其主要基于清洁能源，即风能和太阳能，同时，充电电池也被用作将电力存储在其中。
该系统采用了储能技术，以处理不定期的清洁能源波动。
首先，这种系统利用光伏和风力发电机来生产电能。
然后，这些设备会将电力输送到储能设备中，储存电能。
最后，储能设备会将储存的电能解耦并将其输送到网络中，以供应电力需求。
这种系统最大的好处是，它能够更好地平衡电力供应和需求，从而免受电力波动和电力断裂的影响。
此外，通常情况下，这种系统能够提供更加可靠的电力供应。
2. 风电光储一体化电力系统的应用这种电力系统应用非常广泛，除了商用和住宅用途，还可以被用于电网的峰值负荷削峰，以及供应紧急情况下的电力需求。
此外，风电光储一体化电力系统也可以用于一些重要的公共设施，如医院、机场、学校、酒店以及国家基础设施等。
由于能够适应不同规模的用电需求，因此，这种系统也可以用于远程地区、山区和不便信电的地区。
在这些情况下，风电光储一体化电力系统通常表现得非常可靠，因为这种系统不需要大规模的传输线路和油轮交通，以支持能源输送。
3. 风电光储一体化电力系统的环评然而，尽管风电光储一体化电力系统可以减少碳排放、协助处理不定期的清洁能源波动以及实现能源可持续发展等目标，但它也面临着一些环境风险和挑战。
例如，100兆瓦的大型电力装置的建造可能导致土壤和空气污染，对环境产生巨大影响。
此外，这种电力系统也需要大量的金融投入。
风光互补的压缩空气储能与发电一体化系统特性分析
风光互补的压缩空气储能与发电一体化系统特性分析一、本文概述随着全球能源需求的不断增长和环境保护的日益重视，可再生能源的开发和利用成为了当今世界的重要课题。
风光互补的压缩空气储能与发电一体化系统作为一种新兴的能源存储与发电技术，因其独特的优势而备受关注。
本文旨在对风光互补的压缩空气储能与发电一体化系统的特性进行深入分析，探讨其在可再生能源领域的应用前景。
本文将介绍风光互补的压缩空气储能与发电一体化系统的基本原理和构成。
该系统通过将风能和太阳能转换为电能，再将多余的电能用于压缩空气储能，从而实现能量的高效存储和利用。
本文将分析该系统的技术特点，包括其高效能转换、灵活的运行模式、以及对环境的影响等方面。
本文还将探讨该系统在实际应用中可能面临的挑战和解决方案，如系统稳定性、成本控制、以及与现有电网的兼容性等问题。
二、风光互补压缩空气储能系统原理与构成风光互补压缩空气储能系统（WindPV Compressed Air Energy Storage, WPVCAES）是一种创新的能源存储技术，它结合了风能和太阳能这两种可再生能源，通过高效的能量转换和存储机制，实现了一种新型的储能与发电一体化系统。
本节将详细介绍该系统的原理与构成。
WPVCAES系统的工作原理主要基于两个核心环节：能量存储和能量释放。
在能量存储阶段，系统利用风能和太阳能发电产生的电能驱动压缩机，将环境空气压缩至高压状态，并存储在地下储气库中。
这一过程不仅实现了对风能和太阳能的捕获和转换，还通过压缩空气的形式高效地储存了这些能量。
在能量释放阶段，储存的高压空气被释放并驱动膨胀机发电，从而实现能量的有效利用。
风能和太阳能发电单元：这部分包括风力发电机和太阳能光伏板，负责将自然界中的风能和太阳能转换为电能。
压缩与储气单元：包括压缩机和储气库。
压缩机负责将环境空气压缩至高压，而储气库则是用来储存这些高压空气的设施，通常位于地下，以利用地下洞穴或盐岩层等天然结构。
风光储联合发电系统与控制分析
136 EPEM 2021.5新能源New Energy风光储联合发电系统与控制分析甘肃省水利水电勘测设计研究院有限责任公司 张巨莉摘要：通过整理、总结文献简要阐释风光储发电系统的构成、风光储联合发电系统的工作原理及储能控制目标，重点探究风光储联合发电系统有功功率、电流的控制策略。
关键词：风光储联合发电系统；有功功率；电流；控制在倡导低碳经济、节能减排、生态文明建设的新时代，风能、太阳能等成为“资源节约型、环境友好型”社会建设的重要新能源。
随着国内外新能源领域理论与实践研究的进步，用以提升风能及太阳能能量转化率、能源利用率的风光储联合发电系统应运而生，其将风力发电系统及光伏发电系统结合为有机整体，支持能源的储存、运输与使用，可在很大程度上满足人口与经济对能源的巨大需求，并且其具有能源节约、对周边生态环境负面影响较小的优势，因此在各领域具有广泛的应用前景。
1 风光储发电系统分析风光储发电系统（图1）是风力发电系统及光伏发电系统的有机结合体，系统内蓄电池组逆变器将风力发电及光伏发电转化为与电网电压同频同相的交流电并输送给电网。
1.1 风力发电系统风力发电系统以风能作为驱动力，其内部的风力机将风能转化为机械能，并带动发电机叶片转动，此时发电机将机械能转化为电能，最终并网实现给电网系统的供配电。
风力发电系统主要由风轮、齿轮箱、发电机、偏航系统、控制器组成。
其中风轮是风能的着力点，其启动的条件为切入风速为3至4m/s。
随着风速值的增加，风力发电机的输出功率也会有所提升。
如果风速在额定风速以内，风力发电机输出功率为额定功率，如果风速超过了切入风速值，将会影响装置的稳定性及可靠性，此时风轮关闭；齿轮箱也被称之为增速箱，当风轮转速较低时可通过加大齿轮箱中副齿轮的速度以使风轮转速达到发电机发电的转速。
发电机是风力发电系统中关键的装置之一，当前较为常用的发电机类型为双馈异步发电机，新型的永磁同步、电励磁同步发电机也在研究与投入使用中。
储能系统在风光互补发电中的应用研究
储能系统在风光互补发电中的应用研究随着可再生能源的快速发展，风能和光能逐渐成为重要的发电方式。
然而，这两种能源的不稳定性和间歇性给系统的安全稳定性带来了挑战。
为了解决这一问题，储能系统应运而生，它可以在能源供应不足或过剩时存储或释放电能。
储能系统能够有效提高风光互补发电的可靠性和经济性，因此在现代能源系统中具有重要的应用前景。
一、储能系统对风光互补发电的增强效应储能系统对风光互补发电具有明显的增强效应。
首先，储能系统可以储存过剩的风能和光能，当电网需求增加时，可以将储存的电能释放到电网中。
这样，风光互补发电系统能够实现恰好满足电网需求的目标，提高供电的可靠性。
另外，储能系统还可以平衡风能和光能的不稳定性，减少电能波动对电网的影响。
尤其在高风和高光照条件下，储能系统可以储存更多电能，以备电网低谷时段使用。
通过充分利用储能系统，风光互补发电不仅可以满足电网需求，还可以减少对传统发电方式的依赖，降低对环境的影响。
二、现有的储能技术在风光互补发电中的应用目前，常见的储能技术在风光互补发电中得到了广泛的应用。
一种常见的技术是电池储能系统，它通过将电能转化为化学能并在需要时释放出来。
电池储能系统具有高效能量转化和快速响应的特点，适合用于风光互补发电系统的能量调节和平衡。
另一种常见的技术是压缩空气储能系统，它将过剩的电能转化为压缩空气，并在需要时释放出来，驱动涡轮机发电。
压缩空气储能系统具有容量大、储能时间长的优势，适合用于长周期的能量调节。
除此之外，还有液流电池、超级电容器、动力蓄电池等多种储能技术在风光互补发电中得到了应用。
三、储能系统在风光互补发电中的挑战与展望虽然储能系统在风光互补发电中有着广泛的应用前景，但仍面临一些挑战。
首先，储能系统的成本仍然较高，需要进一步降低成本才能在大规模应用中具备竞争力。
其次，储能系统的容量和续航时间对于电网的调节能力有一定要求，需要进一步提高储能系统的性能指标。
此外，储能系统的环境友好性也是一个重要的问题，需要进一步研究和改进。
风光互补系统中储能技术的应用
风光互补系统中储能技术的应用一、前言随着新能源的快速发展，电力系统正在向着高效、可靠和可持续的方向发展。
然而，由于新能源的间歇性和不可控性，储能技术的发展显得尤为重要。
在风光互补系统中，储能技术的应用可以提高系统的可靠性、降低系统运行成本和减少对传统能源的依赖性。
本文将对风光互补系统中储能技术的应用进行深入分析和探讨。
二、风光互补系统风光互补系统指的是将风力发电和太阳能光伏发电系统相结合，以便更好地发挥它们之间的互补性。
传统的电力系统主要依赖于燃煤、石油和天然气等化石燃料，这些能源资源的储量是有限的，并且会对环境造成污染，因此需要开发其他可再生能源。
风光互补系统可以优势互补、互为补充，最大化地利用风能、太阳能，从而减少对传统能源的依赖性。
三、储能技术储能技术是指利用电池、超级电容器、压缩空气储能、水储能、热储能等方式将电能转化为物质能或势能储存起来，在需要时将其释放出来，提供电力能量供应。
储能技术的重要性越来越受到人们的重视，因为它可以提高电力系统的可靠性、减少对传统能源的依赖性，并且降低系统运行成本。
四、储能技术在风光互补系统中的应用1. 超级电容器超级电容器可以通过在太阳能电池和风力发电机之间连接，对新能源发电进行平滑和调节。
超级电容器具有高充电和放电效率、长寿命、高稳定性等优点，适合大功率短时的电能储存和释放。
2. 液流电池液流电池适用于需要长时间稳定性运行的储能系统。
它可以将电能转化成化学能储存，是一种可持续的储能技术。
在风光互补系统中，液流电池可以储存风力发电和太阳能光伏发电产生的电力，并在需要时释放出来提供电能供应。
3. 压缩空气储能压缩空气储能系统是将风力发电和太阳能光伏发电产生的电力转化成机械能，再将机械能用于压缩空气，将压缩的空气储存起来以供以后使用。
当需要电能的时候，释放压缩空气，通过涡轮发电机产生电能供应电网。
压缩空气储能系统具有高效节能、灵活性和稳定性的优点。
值得注意的是，压缩空气储能需要大规模的设备和空间，因此不适用于小型风光互补系统。
风能—压缩空气蓄能互补发电系统集成机理
风能—压缩空气蓄能互补发电系统集成机理
风能—压缩空气蓄能发电系统是利用风机将流量的能量转化为可以储存的压缩空气能量的一种风能发电系统。
该系统将存储的压缩空气能量和发电机结合在一起，当储存的压缩空气能量不足以满足发电机能力时，发电机可以通过利用风机继续将外部流量的能量转化为可以存储的压缩空气能量并进行互补。
压缩空气蓄能发电系统结合了风能储能和储能发电系统，可以更有效地利用风能。
储存压缩空气的容器具有高度的机械稳定性和可靠性，这样使得储存系统的安全性增加了。
另外，机械调节的能力增加了储能系统的可操控性和灵活性，有助于控制和优化发电机的输出。
由于压缩空气蓄能发电系统可以将风能转化为可以存储的压缩空气能量，因此可以有效地改善系统的可靠性和稳定性。
另外，压缩空气蓄能发电系统可以有效提高发电机的效率，减少机械能源的损耗，从而提高系统的效率。
试论风光储联合发电运行技术
试论风光储联合发电运行技术发布时间：2023-05-15T08:56:26.366Z 来源：《新型城镇化》2023年8期作者：付敬[导读] 当前，随着石油资源的不断减少，太阳能、风能等新能源的开发技术也在不断成熟。
为进一步提高太阳能、风能发电的供电质量，本文对太阳能、风能、储能发电运行技术的各个环节进行了细致研究；通过确定混合多储能技术应用优势、增设风光储互补的储能系统等方式，有效降低了原风光发电运行技术对电网产生的影响，同时增强了风光发电输出平稳性以及电网融入新能源的兼容性，并最终达到提高经济效益的目的。
哈密科能电力技术服务有限公司陕西宝鸡 721013摘要：当前，随着石油资源的不断减少，太阳能、风能等新能源的开发技术也在不断成熟。
为进一步提高太阳能、风能发电的供电质量，本文对太阳能、风能、储能发电运行技术的各个环节进行了细致研究；通过确定混合多储能技术应用优势、增设风光储互补的储能系统等方式，有效降低了原风光发电运行技术对电网产生的影响，同时增强了风光发电输出平稳性以及电网融入新能源的兼容性，并最终达到提高经济效益的目的。
关键词：风光储；联合发电；技术分析随着新能源发电领域的深入探索，风能、光能发电所具有的随机性和间歇性等特点对电网产生的影响逐渐显现出来，进而增加了电网控制与调度风光发电的难度。
由于风能与光能在资源的转化和利用过程中存在一定的互补关系，且在风光发电基础上加入蓄能设备，能够极大地改善新能源发电与电网间的衔接作用，故本文针对当前存在的储能平抑联合风光发电效果不佳、储能配置不合理等情况，通过研究现有风光发电运行技术和优化储能配置等方式，以期提高风光储联合发电运行技术的实用性。
1风光储联合发电技术由于光能和风能存在一定的波动性、随机性，所以光能发电、风能发电系统的输出环节会出现较为明显的波动。
此时，如果借助储能设备来解决新能源发电存在的波动性较大这一问题，那么实际使用的储能设备必须具备快速响应的性能。
风光互补发电系统总结
风光互补发电系统总结
风光互补发电系统是一种利用太阳能和风能相结合的发电系统，通过将太阳能光伏发电和风能发电系统进行整合，实现能源的互补和优化利用。
以下是对风光互补发电系统的总结：
1. 能源优化利用：风光互补发电系统可以有效地利用太阳能和风能两种可再生能源。
由于太阳能和风能的特点不同，它们在不同的时间段和季节出现高峰，通过互补发电系统可以提高系统的能量输出和稳定性。
2. 提高能源可靠性：风光互补发电系统减少了单一能源的依赖性，降低了能源供应的风险。
当其中一种能源受到天气等因素影响时，另一种能源仍然可以提供稳定的电力输出。
3. 减少碳排放和环境保护：风光互补发电系统利用可再生能源，减少了对传统化石燃料的依赖，从而减少了二氧化碳等温室气体的排放。
这有助于减缓气候变化，并对环境产生较小的影响。
4. 降低能源成本：尽管风光互补发电系统的建设和运维成本较高，但其长期效益可以显著降低能源成本。
通过利用自然能源，减少了对能源市场价格波动的依赖，为用户提供了更加稳定和可持续的能源供应。
5. 推动可再生能源发展：风光互补发电系统是可再生能源发展的创新应用之一，推动了风能和太阳能的利用和开发。
这有助于促进可再
生能源产业的发展，推动经济转型和可持续发展。
总而言之，风光互补发电系统在能源优化利用、能源可靠性、环境保护、成本降低和推动可再生能源发展等方面具有重要意义。
随着技术的不断进步和成本的下降，风光互补发电系统有望在未来得到更广泛的应用和推广。
风光一体化发电系统研究
风光一体化发电系统研究引言本次设计的课题是风光一体化发电系统研究，提出风光一体化发电系统概念，旨在结构上的改进。
由于传统能源的弊端逐渐显露，石油资源日益枯竭，而燃煤、核能等又存在大量环境污染和安全隐患，寻找新的可再生清洁能源、改善世界能源结构就成为了世界各国迫在眉睫的头等大事，作为一种洁净无污染的可再生能源，风能取之不尽，用之不竭，分布广泛、储量巨大、清洁无污染，我国风力资源十分丰富，风能资源总储量为32．26亿千瓦，实际可开发量为2．53亿千瓦，约占7．8％，虽然我国风电事业发展速度可观，但其生产设备长期依赖进口，在自主开发风力发电机方面还比较落后，特别是大功率发电机组的核心技术领域更是基本属于空白，风力发电机是风力发电的基础装备，显然，开发新型风力发电系统具有现实和深远意义。
在风能发电系统中结合太阳能发电技术，则更甚一筹。
当前风光综合发电装置主要是分立式的结构，即在风力发电机的基础上叠加了太阳能电池板，仅仅通过蓄电池才达到两者的综合，这种结构体积和重量大，不适合移动式工具和野外作业上的应用。
本课题瞄准非并网1-2KW级电能应用的风光一体化，结构上力求轻便紧凑。
本课题研究的预期目标是首先结构上实现风叶和太阳能电池板的一体化，以充分利用空间，减轻重量。
使所设计的发电系统具备风叶-太阳能电池、增速机构和发电机，能够根据风向调节，含蓄能装置和充电控制器。
各机械部件之间有良好的联接，电器组件之间有合理的匹配。
1 风光发电的概况1.1我国的风力资源和太阳能资源当今世界，气候变暖、环境污染、能源紧张等问题越发严峻。
在诸多挑战面前，世界各国不谋而合寻找到一条坦途，就是大力发展可再生能源。
我国拥有丰富的太阳能资源。
据统计，每年中国陆地接收的太阳辐射总量，相当于24000亿t标煤，全国总面积2/3地区年日照时间都超过2000h，特别是西北一些地区超过3000h。
另一方面，随着当前世界光电技术及其应用材料的飞速发展，光电材料成本成倍下降，光电转换率不断提高，这将带来太阳能发电成本的大幅度下降。
基于风光火储为一体的多能互补电力研发分析
基于风光火储为一体的多能互补电力研发分析摘要：作为社会和经济发展的基础，能源问题始终是世界各国发展开发的重点，绿色发展理念之下，碳中和、碳达峰的概念愈发突出，电力发展领域也面临着全新的机遇和挑战。
为了缓解传统石化能源日益紧张供给的局面，开发新能源、加强新能源利用、促进清洁能源体系高效发展成为当今社会的必然选择。
基于风光火储为一体的多能互补电力系统建设，充分发挥多能的互补优势，实现了能源的高效利用，同时也为我国电力系统建设提供了更多可能。
不过当前在多能互补电力研发中依旧有很多难题亟待解决，本文以丁庄乡风光火储城市能源中心示范项目为例，深入探究风光火储一体多能互补内涵，并对多能互补电力研发的难题以及规划思路进行分析，以期望为缓解能源紧张趋势促进电力系统实现可持续发展提供参考。
关键词：风光火储多能互补发电建设前言多能互补是传统能源分布的拓展属于能源开发的新兴产业，通过多种能源资源的输入和融合在系统高度上实现综合互补利用，并通过一定的统筹安排以及能量配合关系转换获取高效的能源利用成果，实现多层效益叠加。
风光火储一体化电力建设是利用大型综合能源基地，将火电、风电、光伏以及储能等可再生能源结合为一体的综合发电项目。
整个项目的提出不仅实现了多种能源综合利用的互相补充，同时也提高了能源输出率和利用效率，是当今时代解决能源紧缺问题的重要手段。
2016年6月，国家发改委、国家能源局发布的《能源发展“十三五”规划》提出实施风光水火储多能互补工程；同年7月，《关于推进多能互补集成优化示范工程建设的实施意见》出台，将新能源利用推向了更高的台阶。
丁庄乡“风光火储”城市能源中心示范项目的规划建立，响应风光水火储多能互补工程建设号召，符合国家“两个一体化”要求，对优化能源配结构、实现“碳达峰、碳中和”目标起到积极推动作用。
一、工程概述丁庄乡“风光火储”城市能源中心示范项目位于德州市陵城区丁庄乡，该项目是集火电、风电、光伏和储能为一体的综合项目，其中，火力发电厂1座，华能德州电厂，装机容量2700兆瓦；风电场1个，装机容量100兆瓦；光伏电厂1个，装机容量320兆瓦（已并网200兆瓦，二期正在建设）；储能装置1套，容量8兆瓦时。
基于风光互补发电系统的压缩空气混合储能系统容量优化
基于风光互补发电系统的压缩空气混合储能系统容量优化虞启辉;高胜昱;孙国鑫;刘晓辉
【期刊名称】《新能源进展》
【年(卷),期】2024(12)1
【摘要】压缩空气储能系统可以有效减少因风能和太阳能随机性造成的弃风弃光现象,但其动态响应时间长,且存储规模配置不合理会影响其发展。
为此首先提出液流电池与压缩空气储能组成混合储能系统解决并网型风光互补发电系统输出波动不稳定的问题;其次基于典型小时负荷、风力机发电功率和光伏发电功率,针对不同场景,以系统最大收益为目标函数,利用猫群算法优化压缩空气储能系统的容量配置;最后分析压缩空气储能系统的额定容量与额定功率对系统最大收益的影响,验证算法可靠性。
结果表明,基于风力机与光伏系统的装机功率分别为20 MW和3.42 MW 的场景,压缩空气储能系统容量配置为4 MW和46.5 MW∙h时,其经济性最佳,每周可节约购电成本183688.24元,周最大收益为30543.86元。
【总页数】8页(P74-81)
【作者】虞启辉;高胜昱;孙国鑫;刘晓辉
【作者单位】内蒙古科技大学机械工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TK82
【相关文献】
1.风光互补发电系统中混合储能单元的容量优化
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4.风光储互补发电系统的容量优化研究综述
5.风光互补发电系统混合储能单元的容量优化设计
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1 系统流程概述
图 1 为本文提出的风光互补的储能与发电一体 化系统流程图。在该系统中，风电将空气压缩至高 压，并储存在储气室(罐)中，当需要时，将高压空 气利用压缩机级间排热、透平回热、和太阳能加热 升温，然后在透平中膨胀做功。该系统由风力发电 机组、太阳能集热/蓄热装置、空气压缩机与存储装 置、 压缩机级间排热/蓄热装置或透平排气余热回收
0 引言
化石能源不断枯竭与环境日益恶化已成为制 约全球经济与社会发展的重要瓶颈问题。为解决这 一问题，除了广泛开展节约用能与提高化石能源利 用效率外，大规模开发利用可再生能源成为全球能 源发展的重要选择与必然趋势[1]。风能与太阳能在 全球范围内分布最广泛、最丰富，是可再生能源开 发利用的重点[1]。 风电是风能规模化开发利用的主要方式，但风 电具有不稳定性和间歇性，对电网的调度、运行方 式、可靠性、电能品质和运行成本都带来巨大的冲 击[2]。随着风电规模的日益增大，风电与电网的相 容性问题将越发突出，迫切需要可行的解决方案以 促进风电的大规模利用。目前主要有两种技术途 径：一种是将风能与其他能源组成互补系统，如风 电与太阳能发电互补系统、 风电与柴油机/燃气轮机 发电互补系统等[3-5]； 另一种为将风电与大规模储能 技术相结合[5-10]。
图1
风光互补的压缩空气储能与发电一体化系统流程图
Fig. 1 Flow chart of compressed air energy storage and electricity production system with wind energy and solar energy
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第 32 卷 第 20 期 2012 年 7 月 15 日
中
国 电 机 工 程 学 Proceedings of the CSEE 中图分类号：TK 82
报
Vol.32 No.20 Jul.15, 2012 ©2012 Chin.Soc.for Elec.Eng. 学科分类号：470·40
文章编号：0258-8013 (2012) 20-0088-08
多级透平 发电机 排气 间冷蓄热/ 换热器 电动机 多级压缩机 空气 (a) 回收压缩机级间排热 多级透平 发电机 太阳能蓄热/ 换热器 排气 回热器 太阳能蓄热系统 太阳能蓄热/ 换热器 太阳能蓄热系统
储气罐
风力发电系统
间冷器
间冷器 多级压缩机
电动机
储气罐
空气 (b) 回收透平排气余热
风力发电系统
第 20 期
徐玉杰等：风光互补的压缩空气储能与发电一体化系统特性分析
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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风光互补发电系统是利用当地风能和太阳能 资源的互补性，将风力发电机组和太阳能发电机组 集成为一体的发电系统。已有的风光互补系统虽然 具有极好的环保效益，但仍存在发展障碍：太阳能 和风能都具有不稳定性和间歇性的缺点，虽然联合 利用可一定程度缓解其影响，但并不能彻底解决并 网时所带来的问题
程
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第 32 卷
装置、透平膨胀机组成。 太阳能集热/蓄热装置由太阳能集热器、 太阳能 吸收与输送热量装置、蓄热/换热器等组成。太阳能 集热器将太阳能聚集成高能流密度的中高温热能， 加热来自蓄热/换热器的蓄热介质， 高温蓄热介质将 热量提供给透平进口的高压空气，以增加动力输 出。如果采用抛物槽式太阳能集热系统，蓄热介质 采用导热油，温度可达 500℃左右。 空气压缩机与存储装置由多级压缩机与高压 储气室(罐)组成。本文系统采用四级间冷压缩机(图 中只用两级表示)，利用风电将空气压缩至 80105~200105Pa。 如图 1(a)所示， 压缩机级间排热/蓄热装置由蓄 热和换热 2 部分组成。为了提高系统的储能效率， 当系统储电时，回收压缩机级间排热并将其储存在 蓄热介质中，当系统发电时，利用存储的级间排热 加热高压空气，增加膨胀机出功。但是，随着太阳 能集热温度的升高，透平进口温度和出口温度均升 高。当透平出口温度高于压缩机级间排热温度时， 系统只需回收利用透平排气余热，如图 1(b)所示。 图 1(b)中回热器替代了图 1(a)的压缩机级间排热/ 蓄热器。 透平膨胀机由四级再热膨胀透平组成(图 1 中 用两级表示)。 从储气罐输出的高压空气经压缩机级 间排热或透平排气余热、 太阳能加热到 200~450℃， 然后到透平膨胀做功，输出稳定的电能。
基金项目：国家自然科学基金项目(50906079；51006097)；科技北 京专项项目。 Project Supported by the National Natural Science Foundation of China (50906079；51006097); Special Science and Technology Project of Bejing.
文献标志码：A
风光互补的压缩空气储能与发电一体化系统 特性分析
徐玉杰 1，陈海生 1，刘佳 2，谭春青 1
(1．中国科学院工程热物理研究所，北京市 海淀区 100190； 2．中国科学院研究生院，北京市 海淀区 100190)
Performance Analysis on an Integrated System of Compressed Air Energy Storage and Electricity Production With Wind-solar Complementary Method
production system integrated with wind energy and solar energy was proposed. The system utilizes complementarily wind energy and solar energy, and improves their intermittent and fluctuant characteristics by using compressed air energy storage system. The system realizes multifunctional integration of energy storage and electricity production. On the basis of energy efficiency, exergy efficiency and energy storage efficiency, thermodynamic characteristic and energy storage characteristic were analyzed thoroughly, and vary behaviour of the system performance with respect to turbine’s initial pressure, initial temperature, turbine’s efficiency and compressor’s efficiency were revealed. The performance analysis and comparison were conducted when the system adopts constant-volume air storage tank and constant-pressure air storage tank, and the results show that thermodynamic performance and energy storage performance will be upgraded if constant-pressure air storage tank is adopted. The research provides an important reference for renewable energy and large-scale energy storage development. KEY WORDS: compressed air energy storage; wind-solar complementary; electrical energy storage; system characteristic; electricity generation 摘要：提出一种新型的风光互补的储能与发电一体化系统， 该系统互补利用风能与太阳能， 并通过压缩空气储能系统改
[11]
组的工业试验用中间机组，最大压力为 8MPa。瑞 士 ABB 公司(现为阿尔斯通公司)正在开发联合循 环压缩空气储能发电系统，储能系统发电功率为 422MW ， 空 气 压 力 为 3.3MPa ， 机 组 效 率 可 达 70.1%。目前除德、美、日、瑞士外，俄、法、意、 卢森堡、南非、以色列和韩国等也在积极开发压缩 空气储能电站[18-23]。 本文利用风能与太阳能的互补性，并将其同压 缩空气储能系统整合，利用压缩机级间排热、透平 排气余热、太阳能热替代燃烧室燃料燃烧加热透平 进气，提出一种新型风光互补的储能与发电一体化 系统；并对系统的热力特性和储能特性进行深入的 分析比较。
；已有的风光互补发电系统均
采用光伏发电，而且蓄能采用电池，成本较高；且 在已有的风光互补发电系统中，实质上风力发电与 太阳能发电互为 2 个独立发电系统，未将风能与太 阳能进行充分地综合利用，因而利用效率较低
[12]
。
目前，太阳能电池的转化效率较低，在 7%~20%， 各种蓄能电池(液流电池、 钠硫电池、 锂离子电池等) 的转化效率在 75%~89%，所以传统的风/光/储系统 中太阳能光伏发电通过电池储能后再释放电，导致 整体的能量转化效率更低，在 5%~18%，加上逆变 器等部件转化效率的影响，将使效率再降低 10%[13-15]左右。 将风电与大规模储能技术相结合是规模化发 展风电的重要途径[5,16-17]。目前已有的电力储能系 统有抽水蓄能电站、压缩空气储能系统、蓄电池、 超导磁能、飞轮和电容等，其中，抽水蓄能和压缩 空气储能是比较适合大规模储能系统的 2 种储能技 术。抽水蓄能电站具有技术成熟、效率高、容量大、 储能周期长等优点，是目前广泛使用的大规模电力 储能系统，但受地理条件等因素制约，开发利用受 到很大限制 。压缩空气储能是另一种能够实现大 容量和长时间电能存储的储能技术。它通过压缩空 气储存多余的电能，在需要时，高压空气从储气室 释放，进入燃烧室同燃料一起燃烧后，驱动透平发 电。 压缩空气储能系统具有储能容量大、储能周期 长、效率高和投资相对较小等优点，目前已有两座 大规模压缩空气储能电站投入商业运行。第一座是 1978 年投入商业运行的德国 Huntorf 电站，机组输 出功率为 290MW，压缩空气压力达 10MPa。第二 座是于 1991 年投入商业运行的美国 Alabama 州的 McIntosh 压缩空气储能电站，机组输出功率 为 110MW ，压缩空气压力为 7.5MPa ，储能耗电为 46745MWh，净发电量为 39255MWh，以高位发 热量计的发电热耗为 5565kJ/(kWh)。另外，日本 于 2001 年投入运行的上砂川盯压缩空气储能示范 项目，输出功率为 2MW，是日本开发 400MW 机