风光储互补发电系统
描述风光互补发电系统的组成及其功能
描述风光互补发电系统的组成及其功能
描述风光互补发电系统的组成及其功能
风光互补发电系统是采用风能和太阳能共同发电的节能、环保发电系统。
它指通过利用风能和太阳能共同发电，实现电能供应可靠性和可再生替代能源的更加可靠、低成本、高效率的发电技术系统。
该系统是由风能发电机和太阳能发电机组成，它们会根据天气情况相互补充，以达到最大发电效率。
一般情况下，风光互补发电系统主要由以下几个部分组成：
1、风力发电机：用以提取风能，通过风轮旋转驱动发电机，将风能转换为机械能，再转换为电能。
2、太阳能发电机：太阳能发电机是用太阳能驱动的一种发电机，它可以将太阳能转换为电能。
3、控制器：控制器是风光互补系统的大脑，它可以根据风能和太阳能的变化情况，自动调整发电机的转速，以达到最佳发电效率。
4、储能装置：储能装置可以存储由风力发电机和太阳能发电机发出的电能，让其不会被浪费掉。
风光互补发电系统的主要功能是利用风能和太阳能进行发电，它可以使发电系统具有高度的可靠性。
风能发电系统可以在无太阳能的情况下仍然发电，而太阳能发电系统可以在白天发电；控制器可以自动调节风能发电机和太阳能发电机的转速，将其实现最佳发电效率；储能装置可以存储风力发电机和太阳能发电机发出的电能，以便在无风或无太阳能的情况下提供电能。
总之，风光互补发电系统的组成及其功能是利用风能和太阳能发电，以达到最佳发电效率，具有高度的可靠性和可再生替代能源的发电技术系统。
《2024年风光互补发电系统的建模与仿真研究》范文
《风光互补发电系统的建模与仿真研究》篇一摘要：随着对可再生能源需求的增长和对环境可持续发展的追求，风光互补发电系统因其在地理和能源来源上的优势受到了广泛的关注。
本文着重介绍了风光互补发电系统的建模、仿真以及相关的研究成果，通过对系统结构、运行机制及模拟方法的深入研究，旨在为进一步推动可再生能源领域的技术创新和优化提供理论支持。
一、引言风光互补发电系统，即利用风能和太阳能进行发电的系统，具有无污染、可持续、分布广泛等优点。
随着全球能源结构的转变，风光互补发电系统已成为未来能源发展的重要方向。
因此，对其建模与仿真研究具有重要的理论和实践意义。
二、风光互补发电系统的建模1. 系统结构模型风光互补发电系统的结构模型主要包括风力发电机组、太阳能光伏板、储能装置（如电池组）以及控制系统等部分。
通过建立各部分的数学模型，可以描述系统的运行特性和能量转换过程。
2. 能量转换模型能量转换模型主要描述风力和太阳能如何被转换成电能的过程。
风力发电机组和太阳能光伏板的工作原理和性能参数是建模的关键。
此外，还需要考虑环境因素如风速、光照强度等对能量转换效率的影响。
三、仿真方法及工具1. 仿真方法仿真方法主要采用物理建模和数学建模相结合的方式。
通过建立系统的物理模型，可以更直观地了解系统的运行机制；而数学建模则可以通过数学方程描述系统的行为，为后续的仿真分析提供基础。
2. 仿真工具仿真工具的选择对于提高仿真效率和准确性具有重要意义。
常用的仿真软件如MATLAB/Simulink等，具有强大的建模和仿真功能，可以有效地用于风光互补发电系统的建模与仿真。
四、仿真结果与分析通过仿真，我们可以得到以下结果：1. 系统输出特性仿真结果可以清晰地展示风光互补发电系统的输出特性，包括在不同风速和光照强度下的发电量，以及系统的日、月、年发电量等。
2. 系统性能评价通过对比不同配置和参数下的系统性能，可以评价系统的稳定性和经济性等指标，为实际工程提供参考依据。
风光互补发电系统简述
风光互补发电系统摘要：风光互补发电系统是利用风能和太阳能资源的互补性，具有较高性价比的一种新型能源发电系统。
本文通过对风光互补发电系统的动力来源-风能和太阳能资源的初步调研，分析了风光互补发电系统的优势，并总结了国外风光互补发电系统的研究现状，对其基本的工作原理进行了阐述。
最后对举例说明了风光互补发电系统的应用前景。
关键词：风光互补，现状，工作原理，应用前景1.引言能源是人类社会发展和进步的物质基础，人类社会的发展和进步离不开优质能源的开发利用和先进的能源技术的不断革新。
煤和石油等矿物能源的开发和利用推动了近代工业革命的发展，极改变了人类的生活方式。
由于煤、石油、天热气等常规能源的储量是有限的，据估计，地球上煤炭最多可用300年，石油最多可维持40多年，天然气还可以维持50多年，不断爆发的能源危机严重阻碍了人类社会的发展进步。
为了缓解不断加重的能源危机，世界各国相继加大了对可再生能源的研究。
可再生能源是指除常规能源外的包括风能、太阳能、生物质能、地热能、海洋能等能源资源。
为了降低能耗和解决日益突出的环境问题，全球都投入到了可再生发展能源的热潮之中，全球可再生能源发展取得了明显成效。
主要表现在：成本持续下降，市场份额不断扩大，其定位也开始由补充能源向替代常规能源的方向转化。
近10年来，全球风力发电市场保持了28％的年均增长速度，太阳能光伏发电的年均增长速度超过30％[1]。
进入新世纪以来，中国的可再生能源利用步入了快速发展的轨道，特别是自2006年可再生能源法实施以来，中国可再生能源已经进入快速发展时期。
2009年中国可再生能源在一次性能源消费结构中所占的比例已从2008年的8％提升至9％。
根据中国国家能源局制定的《新能源产业振兴发展规划》，预计到2011年，新能源在能源结构中的占到的比重达到2％(含水电为l％)，新能源发电容量占总电力装机容量的比重将会达到5％(含水电为25％)。
其中风电装机容量将会达到3500万千瓦(陆地风电3000万千瓦，海上风电500万千瓦)，太阳能发电装机容量达到200万千瓦[2]。
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
风光互补发电系统的应用及优化设计
风光互补发电系统的应用及优化设计摘要：随着我国经济不断发展，对能源的需求也在不断增加，而传统的矿物能源存量有限且不能再生，因此研究和开发新能源技术是趋势所在。
风光互补发电系统是利用风能和太阳能互补性强的特点，由风力发电机、太阳能电池、控制器、蓄电池组、逆变器等组成的一个发电系统，可将电力供给负载使用。
风电互补发电系统的应用主要是因为太阳能及风能之间的天然互补优势，使得该系统成为有着资源条件较好及能源匹配度较高的独立电源系统。
风电互补发电系统具备可再生能源、绿色能源、设备安装简单、性价比高以及维护方面等优点，使得其具备了更大的竞争优势，在各个行业中的推广程度也在大范围的增加。
关键词：风光互补发电系统；问题；优化；应用1、风光互补发电系统控制风光互补发电系统中风力发电与光伏发电起到核心的作用，准确实现风光互补，分析如下：1.1风力发电控制风力发电控制较为复杂，由于其在互补发电系统中较容易受到外界因素的干扰，所以稳定性偏弱，产生耦合干扰，需着重控制风力发电的过程，才可保障其在风光互补发电系统中的控制性。
例如：风力发电机组的功率控制，如果实际风速大于额定设置，此时需要严谨控制机组功率，确保风力发电控制在额定状态，保障风力发电的功率稳定，才可确保风光互补发电系统处于高效控制的状态中，相反风速小于额定设置时，需要启动机组功率控制的变桨距，以此来对比输出与额定数值，调节并控制风力发电的功率，通过变桨距的角度控制，提供适度的功率需求。
1.2光伏发电控制光伏发电子系统是风光互补发电的另外一部分，共同控制风光发电的系统功率。
分析风光互补发电系统的功率可以得出，维持系统最大的功率状态，必须实现负载阻抗与光伏发电的电阻相等，由此保障光伏发电的功率处于最大化[2]。
如果光伏发电的功率最大，就需要适当的控制方法，调控系统的发电功率。
光伏发电的系统利用了跟踪控制的方法，分析外界环境因素对光伏发电系统的影响，随时跟踪光伏发电功率的变化，通过控制负载阻抗，提高系统功率输出的能力，满足系统控制的需求，即使光伏发电系统未处于适当的天气环境中，也可以在跟踪控制的作用下，保持最大功率的效益。
《2024年风光互补发电系统的建模与仿真研究》范文
《风光互补发电系统的建模与仿真研究》篇一一、引言随着人类对可再生能源的日益重视，风光互补发电系统因其独特的优势，如清洁、可持续、资源丰富等，正逐渐成为电力供应的重要来源。
本文将就风光互补发电系统的建模与仿真进行深入探讨，分析其系统组成、模型建立以及仿真应用等关键领域，旨在为未来风能与光能协同供电的研究与实践提供参考依据。
二、风光互补发电系统的基本构成与原理1. 太阳能光伏系统太阳能光伏系统是利用光生电效应将太阳能转换为电能。
它主要由太阳能电池板、支架、汇流箱、逆变器等部分组成。
当阳光照射在太阳能电池板上时，产生直流电，经逆变器转换成交流电供负载使用。
2. 风力发电系统风力发电系统则通过风车叶片捕捉风能，转化为机械能，再由发电机转换为电能。
它主要由风车叶片、齿轮箱、发电机和控制器等部分组成。
三、风光互补发电系统的建模方法建模是研究和模拟复杂系统行为的关键过程，对风光互补发电系统来说同样如此。
该系统的建模主要包括以下几个步骤：1. 确定模型目标与范围：明确模型需要解决的问题和所涉及的组件。
2. 收集数据：收集风速、光照强度、环境温度等数据，为建模提供基础数据支持。
3. 构建模型：根据系统组成和工作原理，建立数学模型或物理模型。
4. 参数设置与校验：为模型设定参数并进行仿真验证，确保模型的准确性和可靠性。
四、风光互补发电系统的仿真研究仿真研究是评估风光互补发电系统性能的重要手段。
通过仿真软件模拟实际运行环境，可以分析系统的输出功率、效率、稳定性等关键指标。
此外，仿真研究还可以帮助优化系统配置，提高能源利用效率。
五、仿真结果分析与应用通过仿真研究，我们可以得到以下结论：1. 风光互补发电系统在资源丰富地区具有较高的发电效率，能有效提高能源利用率。
2. 系统稳定性好，即使在风速和光照强度波动较大的情况下，仍能保持较高的输出功率。
3. 通过优化系统配置，如调整太阳能电池板和风车叶片的安装角度、数量等，可以进一步提高系统的发电效率。
风光互补发电系统原理
风光互补发电系统原理
风光互补发电系统原理是指通过利用风力发电与光伏发电相结合，实现能源的互补和互补利用，以提高发电效率和稳定性。
在风光互补发电系统中，风力发电和光伏发电是独立而又相互协调的两种方式。
风力发电利用风能驱动风力发电机转动，产生电能。
光伏发电则是通过光能将太阳光转化为电能。
两者都属于可再生能源，具有环保、清洁的特点。
风光互补发电系统的运行需要充分考虑风力和光照的变化因素。
一般情况下，当风力较强时，风力发电系统将主导能源的生产；而在风力较弱或没有风的情况下，光伏发电系统则发挥主要作用。
通过这种互补方式，可以最大程度地充分利用两种能源，提高系统的发电效率。
此外，风光互补发电系统还需要具备适当的能量储存装置，以便在能源生产过剩时储存多余的电能，在风力或光照不足时释放储存的电能。
能量储存装置可以采用电池组、储热装置等形式。
风光互补发电系统的优势在于能够有效弥补风力发电和光伏发电各自的不足之处，提高了系统的稳定性和可靠性。
同时，风光互补发电系统也能够减少能源依赖、降低碳排放，实现可持续发展。
总之，风光互补发电系统利用风力发电和光伏发电相结合，通
过互补和互补利用的方式提高发电效率和稳定性，具有重要的应用前景和环境保护意义。
风光互补发电系统总体结构
风光互补发电系统总体结构风光互补发电系统由控制器、永磁发电机、蓄电池、太阳能电池和风力机等组件共同构 成 。
其结构图如下图所示。
风光互补发电系统总体结构图将逆变器用于风光互补发电系统中，其原理为通过对半导体通断状态的控制使直流电转 换为交流电 。
其中主逆变电路控制着开关管的通断，并且所输出的电压为三相交流电压， 以 满足用户的用电需要[30] 。
在风光互补发电系统中，储能系统中的蓄电池在工作状态时所输出 的电压很不稳定，所以逆变器必须具备抗干扰能力，进而输出稳定的交流电压。
加入整流器就是为了完成电流从交流变为直流的转换，按照系统容量大小可以将整流器 分为两类，一类是可控型整流器，另一类是不可控型整流器。
其中不可控型整流器能够有效 预防电池向发电机反向输送电能[31]。
将系统中各个部分有效结合在一起的元件是控制器，其在系统中有着无法被取代的作用。
控制器可以在其他元件产生波动或者变化时做出与其相对应的控制策略，进而保证系统的稳 定输出[32] 。
控制器的采样电路，用于采集当前的电压信号并检测，依据系统电压、 电流变化 情况，判断其是否在最大功率点处工作。
对两处功率值进行取样，并将取样作差进行多次对 比，不停地变化脉冲改变占空比，以改变输出电压，电流，直至跟踪至两处功率之差等于零， 这时，输出功率就是系统最大的输出功率[33] 。
合理控制蓄电池可以在多变的天气稳定发电系 统的工作状态，所以这一步骤至关重要。
在蓄电池进入浮充状态后，控制器将不再对蓄电池 持续充电，负载所需供电量超过实时发电量的情况下，控制器将高效地进行探测并使蓄电池 对系统充电。
太阳能电池受到光照后将会产生电流，DC/DC 变换器会将产生的一部分电流输送给用户， 并将产生的其余电流在电池中储存起来[34]。
DC/DC 变换器可以完成对光伏发电最大功率点的19永磁发电机 DC/DC 变换器用户太阳能电池 DC/DC 变换器 控制器 蓄电池 逆 整流器风力机追踪。
风光互补供电系统在海岛地区的应用与效果分析
风光互补供电系统在海岛地区的应用与效果分析在当今关注可持续发展和环境保护的时代，清洁能源的利用日益成为人们的共识。
尤其是对于海岛地区来说，传统的电力供应方式存在着困难和不可持续性，而风光互补供电系统则提供了一种可行的解决方案。
本文将对风光互补供电系统在海岛地区的应用与效果进行分析。
一、风光互补供电系统的基本原理风光互补供电系统是利用风能和光能两种清洁、可再生能源相互补充，为电力供给提供稳定可靠的解决方案。
该系统包括风力发电和太阳能光伏发电两部分，并通过能量存储系统进行能源调配。
风力发电通过风轮机将风能转化为机械能，再通过发电机转化为电能。
太阳能光伏发电则利用太阳辐射将光能转化为电能。
能量存储系统通常采用蓄电池来储存电能，以供之后使用。
二、风光互补供电系统在海岛地区的应用1. 节约能源成本：海岛地区通常面临着供电困难和高昂的电力成本。
传统的电力供应方式常常需要通过电缆海底通道将电力引入海岛，造成了高昂的建设和维护成本。
而风光互补供电系统的建设和维护成本相对较低，能够有效降低能源供应的成本。
2. 实现可持续发展：海岛地区资源有限，对传统燃煤发电方式有着较高的依赖度。
而燃煤发电不仅污染环境，还存在资源枯竭的风险。
风光互补供电系统则能够利用风能和光能两种充足的可再生资源，实现可持续发展。
3. 提高供电可靠性：传统的电力供应方式在面临自然灾害或设备故障等情况下往往会中断，给海岛地区的生活和经济带来很大困扰。
而风光互补供电系统可以根据实际需要灵活调整风力和光伏发电之间的比例，以实现可靠的电力供应。
当一种能源不稳定或中断时，另一种能源可以进行补充，从而保证供电的连续性。
4. 促进经济发展：风光互补供电系统不仅能够解决海岛地区的能源供应问题，还可以激发当地的经济发展。
建设和维护风光互补供电系统需要专业技术和服务支持，可以促进相关产业链的发展。
此外，因为可再生能源的利用对环境友好，也有助于吸引旅游和环保产业的投资。
《2024年风光互补发电系统的建模与仿真研究》范文
《风光互补发电系统的建模与仿真研究》篇一一、引言随着能源需求日益增长，清洁可再生能源已成为世界范围内的研究热点。
风光互补发电系统作为一种重要的清洁能源技术，将风能和太阳能有效结合，可有效提高可再生能源的利用效率及供电的稳定性。
本文将就风光互补发电系统的建模与仿真进行研究，为后续的优化设计和实际应用提供理论支持。
二、风光互补发电系统概述风光互补发电系统是指利用风能和太阳能进行发电的系统。
该系统主要由风力发电机、太阳能光伏板、储能装置（如蓄电池）以及控制系统等组成。
通过合理的配置和优化，该系统能够在不同气候条件下，最大限度地利用可再生能源。
三、风光互补发电系统建模1. 系统构成模型建立风光互补发电系统的构成模型是分析其性能的基础。
模型中包括风力发电机模型、太阳能光伏板模型、储能装置模型以及控制系统模型等。
每个部分均根据其工作原理和性能特点进行数学化描述。
2. 能量转换模型能量转换模型描述了风能和太阳能如何被转换为电能的物理过程。
该模型需考虑风速、光照强度、温度等环境因素对发电效率的影响，并建立相应的数学关系。
3. 控制系统模型控制系统模型负责协调风力发电机和太阳能光伏板的运行，确保系统在各种环境条件下均能高效运行。
该模型需考虑控制策略的制定和实施，以及与储能装置的协同工作。
四、风光互补发电系统仿真研究基于建立的模型，利用仿真软件对风光互补发电系统进行仿真研究。
仿真过程中需考虑不同环境条件（如风速、光照强度、温度等）对系统性能的影响，以及系统的运行策略和优化配置。
1. 仿真环境设置根据实际环境条件，设置仿真环境中的风速、光照强度、温度等参数，模拟不同气候条件下的系统运行情况。
2. 仿真结果分析通过对仿真结果的分析，可以得出系统在不同环境条件下的发电效率、供电稳定性以及储能装置的充放电情况等。
同时，还可以对系统的运行策略和优化配置进行评估和优化。
五、结论与展望通过建模与仿真研究，我们可以得出以下结论：1. 风光互补发电系统能够有效地利用风能和太阳能，提高可再生能源的利用效率。
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。
风光储互补系统
风光储互补系统电力在现实生活中占主导地位，但是受到客观环境的限制，有些地区根本无法实现供电设施的建设和发展。
太阳能光伏发电无运动部件，稳定可靠，但目前成本较高，而风力发电成本低但随机性大，供电可靠性差，将两者结合起来，可实现昼夜发电。
此系统就是利用风和光两种自然资源相互补充发电，由太阳能电池板与风力发电机发电相结合，经蓄电池充电，给负载供电的一种新型能源。
标签：电力；风光储发电系统；结构1 风光储发电系统结构风光储发电系统主要由风力发电机组、太阳能光伏电池组、蓄电池、控制器、逆变器、交直流负载等部分组成，如见图1所示。
图1 风光储发电系统图1.1风力发电机组风力发电机组主要由风力机和发电机构成，风力发电就是利用风力机获取风能并转化为机械能，再利用发电机将风力机输出的机械能转化为电能输出的生产过程。
1.2 太阳能光伏发电光伏发电是指利用光伏电池板将太阳光辐射能量转化为电能的直接发电方式。
太阳能电池主要由半导体硅制成，在半导体上照射光后，由于其吸收光能会激发出电子和空穴（正电荷），从而半导体中有电流流过，这可称为”光发电效应”或简称“光伏效应”。
1.3 蓄电池在风光储互补系统中，蓄电池作为储能元件，当风力、光照充足的情况下，可储存为负载供电后的多余电能；当风力和日照不足时，蓄电池为负载供电。
因此蓄电池在系统中起到能量调节和平衡负载的作用。
1.4 DC/DC变换器及逆变器DC/DC变换器的作用是通过控制半导体器件的导通和关断时间，在结合电感、电容或变压器等器件，将一个固定的直流电压变换为另一个需要的直流电压。
1.5 控制器控制器在风光储互补系统中起着至关重要的作用，由于风能和太阳能有随机性和不稳定性，所以能量的控制很重要。
当风能过大，太阳能输出也很大，而此时负载所需能量小于所供给的能量时，将导致风轮转速过大，造成飞车；电流也会过大，导致发电机过载而烧毁线圈；风能、太阳能过小时，无法满足负载需要。
控制器要根据不同变化情况及时进行调整，确保系统始终处于稳定的运行状态。
风光储互补供电系统典型设计方案
风光储互补供电系统典型设计方案目录1. 引言 (3)2. 项目技术方案 (3)2.1 风光储互补发电系统的特点 (3)2.2 适合风光储互补地区分析 (4)2.3 风光储互补发电系统的结构 (6)3. 风光储互补发电系统设计及配制方案 (7)3.1 选定地区的气候分析 (7)3.2 斜面辐射量及峰值日照时数 (9)3.3 光伏阵列间距设计 (10)3.4 家用电器功耗分析 (11)3.5 光伏组件及控制器 (11)3.6 风力发电机及控制器 (14)3.7 蓄电池部分 (16)3.8 发电量情况3.9 配置方案 (17)1.引言能源是国民经济发展和人民生活必须的重要物质基础，在过去的200多年里，建立在煤炭、石油、天然气等化石燃料基础上的能源体系极大的推动了人类社会的发展。
但是人类在使用化石燃料的同时，带来了严重的环境污染和生态系统破坏。
近年来，世界各国逐渐认识到能源对人类的重要性，更认识到常规能源利用过程中对环境和生态系统的破坏，各国纷纷开始根据国情，治理和缓解已经恶化的环境，并把可再生、无污染的新能源的开发利用作为可持续发展的重要内容。
太阳能、风能作为一种重要的可再生能源，其具有清洁、无污染、安全、储量丰富的特点，受到了世界各国的普遍重视。
自《中华人民共合国可再生能源法》颁布实施以来，包括太阳能风能在内的可再生能源利用事业进入了新的历史发展时期。
风光储互补发电系统是利用风能和太阳能资源的互补性，具有较高性价比的一种新型能源发电系统，具有很好的应用前景。
目前随着人们对风光储互补发电技术认识的日渐提高和风光储互补发电技术的不断成熟，其应用领域也越来越广泛，如独立运行于无电地区的集中风光储互补供电系统和户用风光储互补发电系统等。
2. 项目技术方案2.1 风光储互补发电系统的特点风力发电系统利用风力发电机，将风能转换成电能，然而通过控制器对蓄电池充电，最后通过逆变器对负载供电。
该系统具有日发电量较高，系统造价较低，运行维护成本低等优点。
风光互补发电系统优化与控制策略
风光互补发电系统优化与控制策略随着世界经济不断发展和人民生活水平的提高，对电力的需求也越来越大。
然而，传统的能源已经无法满足高速增长的能源需求，新能源的发展成为了解决这个问题的关键。
其中，风能和光能是最常见和具有发展前景的两种新能源。
风光互补发电系统作为新能源中的重要一环，对于提高新能源的利用率，推动能源转型具有巨大作用。
一、风光互补发电系统的原理风光互补发电系统将风能和光能进行有效结合，利用太阳能电池板和风力发电机对电能进行收集和转化，将它们整合在一起构成能量互补的系统，实现多元化的能源供应。
其优点在于能够有效减少风力发电和太阳能发电的不足和不稳定，使得整个能源系统更加可靠。
二、风光互补发电系统的问题及控制策略由于风力和太阳能的不可控性，风光互补发电系统存在能源不足和能量波动的问题，因此需要对其进行相应的控制策略。
下面简要探讨风光互补发电系统的问题以及相应的解决策略。
1.能量不足问题能量不足是风光互补发电系统最大的问题之一，尤其是在夜晚和阴雨天气，太阳能电池板的发电量非常有限，而风力发电机也不一定能产生足够的电能。
为了解决这个问题，可以考虑增加储能装置，如通过电池组或超级电容器等方式实现能量的存储，从而在能量紧缺的时候进行补充。
2.能量波动问题能量波动是由于风力和光照度的不可控性导致的，这种情况下，风光互补发电系统的能源产生会发生明显的变化。
因此，系统中需要加入相应的控制策略，如通过控制风力发电机桨叶的角度来实现转速和转矩的控制，或通过改变太阳能电池板的跟踪模式和角度来实现控制目标的调整。
3.多电能源协调问题风光互补发电系统中同时存在风力和太阳能电池板两种能源，如何协调这两种能源的工作状态是一个需要解决的难题。
在这种情况下，需要进行适当的功率分配和协调，以保证两种能源的平衡。
具体地，可以将风力发电机和太阳能电池板的输出功率进行统一管理和控制，使二者的功率平衡稳定，从而实现对新能源的更加高效利用。
基于风光互补发电系统的研究
基于风光互补发电系统的研究随着能源危机的加剧和环境保护意识的提高，风光互补发电系统成为了替代传统能源的热门研究课题。
风能和太阳能是两种最常见和广泛应用的可再生能源，它们具有无污染、可再生、广泛分布等特点。
风光互补发电系统是将风能和太阳能两种能源进行有效整合利用的一种系统。
本文将对风光互补发电系统的研究进行探讨。
首先，风光互补发电系统在理论和数值计算上具有很大的潜力。
通过对风能和太阳能进行精确的测量和分析，可以确定风光资源丰度和分布情况，进而确定合理的光伏和风力发电装置的布置和容量。
此外，通过数值计算，可以进一步优化风力和太阳能发电装置的布局和参数设置，以提高整体发电效率和经济效益。
其次，风光互补发电系统具有较高的发电效率和稳定性。
风能和太阳能这两种能源具有互补性，通过结合两种能源的特点和优势，可以实现全天候和全季节的电力供应。
当风能资源较为充足时，风力发电机组可以提供更多的电力；而在无风或风能较弱的时候，光伏发电装置可以发挥作用。
通过风光互补发电系统的应用，可以有效减少能源供应不足和周期性断电的问题。
另外，风光互补发电系统在环境保护和可持续发展方面也具有重要意义。
传统能源的开采和利用过程中，会产生大量的污染物和温室气体，对环境造成严重破坏。
而风能和太阳能是清洁的能源，不会产生任何污染物和温室气体。
通过大力推广和应用风光互补发电系统，可以减少对传统能源的依赖，降低环境污染和温室气体排放，为可持续发展做出贡献。
然而，风光互补发电系统也存在一些挑战和问题。
首先，风能和太阳能具有间歇性和不确定性的特点，受季节、天气等因素的影响较大。
因此，如何准确地预测和估计风能和太阳能资源的变化，以及如何解决间歇性发电和电网接入的问题，是风光互补发电系统研究的关键。
其次，目前风力和光伏发电技术的成本较高，需要大量投入才能建设规模较大的风光互补发电系统。
因此，如何降低成本，提高发电效益，是风光互补发电系统研究的重要内容。
《2024年风光互补发电系统的建模与仿真研究》范文
《风光互补发电系统的建模与仿真研究》篇一一、引言随着全球能源需求的不断增长和传统能源的日益枯竭，可再生能源的研究与开发变得尤为重要。
风光互补发电系统作为一种重要的可再生能源发电方式，通过利用风能和太阳能这两种无穷无尽的能源，为电力系统提供了可持续的、清洁的能源供应。
本文旨在探讨风光互补发电系统的建模与仿真研究，以揭示其运行特性及优化潜力。
二、风光互补发电系统概述风光互补发电系统是一种集风力发电和太阳能光伏发电于一体的综合发电系统。
该系统通过风力涡轮机和光伏电池板将风能和太阳能转化为电能，并通过电力电子转换器进行能量管理和控制。
这种发电方式具有环保、可持续、分散式等优点，对于缓解能源压力、减少环境污染具有重要意义。
三、风光互补发电系统的建模风光互补发电系统的建模是进行仿真研究和性能分析的基础。
建模过程中，需要综合考虑风力涡轮机、光伏电池板、电力电子转换器等各组成部分的工作原理和特性。
通过建立数学模型，描述各组成部分的输入输出关系、能量转换效率等关键参数，从而实现对整个系统的模拟和预测。
四、仿真研究方法仿真研究是分析风光互补发电系统性能的重要手段。
通过建立仿真模型，模拟实际运行环境中的风速、光照强度等变化，以及系统的输出功率、能量转换效率等指标。
在仿真过程中，可以采用不同的算法和模型参数，分析系统的性能和优化潜力。
同时，通过对比不同模型和算法的仿真结果，可以为实际系统的设计和运行提供有益的参考。
五、仿真结果与分析通过对风光互补发电系统进行仿真研究，我们得到了以下结果：1. 系统输出功率：在一定的风速和光照强度下，风光互补发电系统的输出功率呈现出周期性变化。
其中，风力发电和光伏发电的输出功率互相补充，使得整个系统的输出功率更加稳定。
2. 能量转换效率：仿真结果表明，风光互补发电系统的能量转换效率受到多种因素的影响，包括风速、光照强度、系统组件的效率等。
通过优化系统设计和运行策略，可以提高整个系统的能量转换效率。
风光储互补发电系统
由此可得能量浪费率的计算公式：
系统能量波动率
为了使风光储互补发电系统能够充分利用两种可再生清洁能源的天然互补性，在对 容量进行优化配置的时候必须考虑这两种清洁能源的自然特性所带来的影响。并且 ，在利用两种可再生能源的互补特性的同时，又配有蓄电池进行缓冲，因此希望经 过优化配置后的混合发电系统，其输出的电量曲线应尽可能的与用电负荷的耗电量 曲线相接近，减少发电系统与用电负荷之间产生较大的电量差值的可能性，减少整 个系统的能量波动，提高系统的供电质量。 基于以上因素考虑，本文采用波动的概念，提出了两种可再生能源输出总电量与蓄 电池电量变化之和相对于负荷耗电量的波动率Kl，以此来表征系统能量的波动率， 其计算公式如下：
蓄电池组
作用
蓄电池(组)的作用是将太阳能风能 发出的直流电直接储存起来，供负 载使用。在风光互补发电系统中， 蓄电池处于浮充放电状态，当日照 量风量大时，除了供给负裁用电外， 还对蓄电池充电；当日照量风量小 时，这部分储存的能量将逐步放出。
特性
1 比较好的深循环能力，有着很好的过充和 过放能力。 2 长寿命，特殊的工艺设计和胶体电解质保 证的长寿命电池。 3 适用不同的环境要求，如高海拔，高温， 低温等不同的条件下都能正常使用的电池。
该风光互补绿色新能源基地总装机规模为600mw其中光伏装机容量为400mw风力发电装机容量为200mw电站首期20mw投运后第一年发电量为255974万千瓦时可供约110万人使用绿色电力与燃煤电厂相比可节约标煤192290少二氧化硫排放17220吨减少二氧化碳排放344400吨相当于每年种植树木20万棵从而有效改善大气环境质量降低pm25201116精选课件201116精选课件10风光互补发电系统与单一风力发电或光伏发电相比系统设计复杂对系统的控制和管理要求较高
风光互补发电系统及其最优配置研究
风光互补发电系统及其最优配置研究随着全球能源消耗量的不断增加，对于新能源的需求也越来越大。
风能和光能是两种非常重要的新能源，被广泛应用于发电系统之中。
为了提高新能源利用率，有效利用电力资源，风光互补发电系统最优配置研究也越来越受到人们的关注和重视。
本文将阐述风光互补发电系统的优势以及如何进行最优配置。
一、风光互补发电系统的优势风光互补发电系统是将风能和光能发电系统相结合的一种发电方案。
与单一发电系统相比，风光互补发电系统有很多优势。
1. 提高发电效率对于某些地区而言，同一时段内风能和光能的产生存在着互补性。
如果设立风光互补发电系统，可以充分利用风、光等自然资源，提高了新能源的综合利用效果，达到了节能和环保的双重目的。
因此，风光互补发电系统比单一发电系统在发电效率方面更具优势。
2. 提高系统可靠性风光互补发电系统的组成部分具有互补性。
在光能不足或风能较小的情况下，风光互补发电系统可以实现系统能源的补充，保证供电的可靠性。
由于光能和风能变化比较快，如果是单独的发电系统，劣势很容易暴露出来，无法保持供电可靠性。
而风光互补发电系统在这方面表现更为良好。
3. 降低能源成本风光互补发电系统发电效率更高，降低了燃料成本，从而降低了新能源的发电成本。
系统在运作时，减少相应的能源购买成本，因为不同能源的使用互补性在进行最优配置之后也可以更好的提高这个互补性，使得风光互补发电系统的使用更加经济。
二、风光互补发电系统的最优配置从单一风能发电系统和单一光能发电系统的实际运行来看，风光互补发电系统的优势十分明显，那么在实践中，如何进行最优配置，发挥最大的效益？1. 依据区域特点确定组合方案风能和光能发电系统的特征并不相同，主要受到地理环境、气候和季节等因素的影响。
为此，最优组合方案应该结合具体地域的特点进行确定，而且在考虑安全的前提条件下，要尽可能充分利用市场规模的优势。
2. 采用合理的互补策略风光互补发电系统之间的互补具有时空性，根据不同的季节和时间差值，需要采取不同的互补方式。
风光互补发电系统
风光互补发电系统
风光互补发电系统是一种综合利用风能和太阳能的发电系统。
该系统将风力发电和光伏发电两种技术结合起来，通
过同时利用风力和太阳能资源，以提高发电效能和稳定性。
风光互补发电系统的主要构成包括风力发电装置和光伏发
电装置。
风力发电装置一般由风力发电机组、控制器和储
能系统组成，通过捕捉风能并将其转化为电能。
光伏发电
装置则由光伏电池组成，能够将光能直接转化为电能。
这两种发电装置可以互相补充，当风力发电装置的发电量
不够时，光伏发电装置可以提供额外的电能。
同样，当光
伏发电装置的发电量不够时，风力发电装置也可以提供补
充的电能。
这种互补的关系可以提高整个系统的发电效率
和可靠性。
风光互补发电系统还可以通过储能系统来存储多余的电能，以备不时之需。
储能系统可以使用蓄电池、超级电容器等
设备，将多余的电能储存起来，当需要时再释放出来。
风光互补发电系统的优点是可以充分利用风能和太阳能资源，提高能源利用效率。
同时，由于两种发电装置的互补
作用，系统的发电稳定性和可靠性也得到了增强。
这种系
统还可以减少对传统能源的依赖，减少环境污染。
总的来说，风光互补发电系统是一种在可再生能源领域具
有潜力的发电系统，可以为人类提供清洁、可靠的电力。
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DC母线 风力发电 机 AC/DC变 换器 DC/AC逆 变器 交流负载
光伏电池 板阵
DC/DC变 换器
直流负载
蓄电池 卸荷电路
1.发电部分：由1台或者几台风力发电机和太阳能电池板矩阵组 成，完成风－电；光－电的转换，并且通过充电控制器与直流 中心完成给蓄电池组自动充电的工作。 2. 蓄电部分：由多节蓄电池组成，完成系统的全部电能储备任 务。 3. 充电控制器及直流中心部分：由风能和太阳能充电控制器、 直流中心、控制柜、避雷器等组成。完成系统各部分的连接、 组合以及对于蓄电池组充电的自动控制。 4.供电部分：由一台或者几台逆变电源组成，可把蓄电池中的 直流电能变换成标准的220V交流电能，供给各种用电器。
16:06:34 16:06:35
偏远农村的生活生产用电
高速公路等地的监控设施
路灯照明系统 无人值守的自动气象站 通信基站中的应用 并网发电 成本 障碍
16:06:35 16:06:34
火力
水力
核能
风力
太阳能
风光互补
成本
0.4元/度
0.3元/度
0.45元/度
0.52元/度
0.7元/度
若E1(i)>Ebat_r，那么表明此时的蓄电池已经充满，反之则蓄电池未充满电，仍可继续充电。ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱMLEP(i) 为能量浪费标志，用来标识每天的能量浪费状态，可以表示为：
由此可得能量浪费率的计算公式：
16:06:35
系统能量波动率
为了使风光储互补发电系统能够充分利用两种可再生清洁能源的天然互补性，在对 容量进行优化配置的时候必须考虑这两种清洁能源的自然特性所带来的影响。并且 ，在利用两种可再生能源的互补特性的同时，又配有蓄电池进行缓冲，因此希望经 过优化配置后的混合发电系统，其输出的电量曲线应尽可能的与用电负荷的耗电量 曲线相接近，减少发电系统与用电负荷之间产生较大的电量差值的可能性，减少整 个系统的能量波动，提高系统的供电质量。 基于以上因素考虑，本文采用波动的概念，提出了两种可再生能源输出总电量与蓄 电池电量变化之和相对于负荷耗电量的波动率Kl，以此来表征系统能量的波动率， 其计算公式如下：
上网电价 1.25元/度
成本是否稳 定
不
是
是
是
是
是
成本稳定 或 不稳定 的 原因
受到化石燃 料的影响
维护费用较 水力发电前 低，前期投 前期费用高， 期投资大， 资大。随着 核燃料性价 后期只需运 科技进步前 比高于煤炭 营维护 期投入逐渐 降低
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维护费用较 低，前期投 资大。随着 科技进步前 期投入逐渐 降低
2014年9月19日，中国第一风光互补绿色新能源 基地（内陆）——宿州埇桥解集乡首期20MW光 伏电站项目正式开工建设。 该风光互补绿色新能源基地总装机规模为600MW ，其中光伏装机容量为400MW，风力发电装机容 量为200MW 电站首期20MW投运后，第一年发电量为2559.74 万千瓦时，可供约110万人使用绿色电力，与燃 煤电厂相比可节约标煤192290吨，减少二氧化硫 排放17220吨，减少二氧化碳排放344400吨，相 当于每年种植树木20万棵，从而有效改善大气环 境质量降低PM2.5值。
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最初的风光互补发电系统，就是将风力机和光伏组件进行简单的组合， 因为缺乏详细的数学计算模型，同时系统只用于保证率低的用户，导致使 用寿命不长。 近几年随着风光互补发电系统应用范围的不断扩大，保证率和经济性要 求的提高，国外相继开发出一些模拟风力、光伏及其互补发电系统性能的 大型工具软件包。通过模拟不同系统配置的性能和供电成本可以得出最佳 的系统配置。 在国外对于风光互补发电系统的设计主要有两种方法进行功率的确定： 一是功率匹配的方法，即在不同辐射和风速下对应的光伏阵列的功率和风 机的功率和大于负载功率，只要用于系统的优化控制；另一是能量匹配的 方法，即在不同辐射和风速下对应的光伏阵列的发电量和风机的发电量的 和大于等于负载的耗电量，主要用于系统功率设计。 据国内有关资料报道，目前运行的风光互补发电系统有：西藏纳曲乡离 格村风光互补发电站、用于气象站的风能太阳能混合发电站、太阳能风能 16:06:35 16:06:34 无线电话离转台电源系统、内蒙微型风光互补发电系统等。
式中：Cf、Cpv、Cbat分别为风力发电机、光伏电池板、蓄电池的单价，单位元；Nf、Npv、 Nbat分别为风力发电机、光伏电池板、蓄电池的使用数量，单位个；COM_f、COM_pv、COM_bat分别 为单位时间内风力发电、光伏发电、蓄电池充放电的运行维护成本，单位元/年；tf、tpv、tbat分别 为风力发电部分、光伏发电部分以及蓄电池部分的工作时长，单位年；Cf,R、Cpv,R、Cbat,R分别为 风力发电机、光伏电池板以及蓄电池的置换成本，若其使用寿命大于工程预运行时间，则其置换 成本计为0元。
16:06:35
1.昼夜互补：白天太阳能发电，夜间风能发 电； 2.季节互补：夏季日照强烈，冬季风能强盛； 3.稳定性提高：利用风光的天然； 4.互补性强：大大提高系统供电稳定性； 5.零电费、零排放、零污染、节能减排、绿 色环保。
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1.风光互补发电系统与单一风力发电或光伏发 电相比，系统设计复杂，对系统的控制和管理 要求较高。 2.由于风光互补发电系统存在着两种类型的发 电单元.与单一发电方式相比增加了维护工作的 难度和工作量。 3.成本较高，在极端恶劣天气下有可能无法正 常供电。
式中：E(i)为第i天供电不平衡量；Ql(i)为第i天负荷耗电量。
0 M NOPLP (i) 1
E (i) （ - 1-a） Ql (i) 其它
16:06:35
NOPLP
M
i 1
365
LPSP
(i )
365
能量浪费率
风光储互补发电系统利用两种清洁可再生能源进行联合发电。为提高可再生能源的利用率， 此类系统一般会安装蓄电池来实现电量储存，从而起到提高能源利用的作用。但由于风能与 太阳能的天然特性等因素，发电情况并不能保证绝对合理。为了减少因为发电过量而导致多 余电能通过卸荷电路进行消耗，全面提高发电系统的能源利用率，需要对系统利用可再生能 源的能力进行评估。因此，本文提出能量浪费率（Loss of Energy Probability，LEP）的评价 指标，评价系统的能源利用能力。其定义为系统在全年运行过程中未被使用或储存的电能除 以系统发出的全部电能，其值越小，说明该系统对可再生能源的利用率越高，浪费的能源也 越少。其基本计算过程如下： 第i个时间段电量盈余的计算公式为：
系统综合成本
系统成本是风光储互补发电系统必须考虑的关键问题之一，也是最基本的问题。任何系统的建 设都必须考虑成本的投入。对于风光储互补发电系统，其成本主要有三部分组成：一次投入成 本、运行维护成本与元件置换成本。一次投资成本是指系统中所有元件的首次购入总支出，其 主要由发电系统中三种主要的发电单元的购买成本等组成；运行维护成本主要包括系统中各发 电元件的日常维护成本，通常按年计算费用；元件置换成本主要是由于系统中的部分元件可能 由于寿命较短，需要更换而产生的置换费用。 为了综合考虑以上所提出的三项必要的投资成本，并尽可能的降低所使用的成本计算函数的复 杂性，本文采用综合成本函数对系统投资成本进行计算，其定义式如下：
16:06:35
蓄电池组
作用
蓄电池(组)的作用是将太阳能风能 发出的直流电直接储存起来，供负 载使用。在风光互补发电系统中， 蓄电池处于浮充放电状态，当日照 量风量大时，除了供给负裁用电外， 还对蓄电池充电；当日照量风量小 时，这部分储存的能量将逐步放出。
特性
1 比较好的深循环能力，有着很好的过充和 过放能力。 2 长寿命，特殊的工艺设计和胶体电解质保 证的长寿命电池。 3 适用不同的环境要求，如高海拔，高温， 低温等不同的条件下都能正常使用的电池。
式中：QL.ave为负载的平均耗电量，单位kW·h；ΔBat(i)为蓄电池储能变化量。当 ΔBat(i)>0时，说明蓄电池作为电源发出电能给负载；当ΔBat(i)<0时，说明蓄电池 作为负载吸收电能。Kl越小，说明系统能量波动越小，即表明系统与负载的匹配 16:06:35 度越高，且利用风光互补特性的能力也越强。
维护费用较 低，前期投 资大。随着 科技进步前 期投入逐渐 降低
1.风机与光伏分别发出交流电和直流 电，并网前需进行整流、逆变 2.蓄电池性能下降后，会影响电能质 量 3.资源不确定性导致发电与用电负荷 的不平衡
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全年负荷正常工作率
可靠性是对发电系统最基本的要求。风速以及太阳辐射的间歇性、多变性等特性，对于发电系统的发 电量有着直接的影响，导致可靠性问题在风光储互补发电系统中尤为重要。可靠性是指发电系统长时间 向用电负荷提供持续、充足电量的能力。常见的可靠性评价指标为全年负荷损失率（Loss of Power Supply Probability，LPSP）。
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逆变器
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WPVS经济型控制器具有PWM充控制模式充电 具有电池反接、光伏电池反接保护功能，两路负 载过流、短路告警保护功能，两路负载多重控制 模式：光控、时控、全开放功能，电池过充和过 放告警保护功能，两路负载不同电压下保护功能 ，光伏输入端防雷保护功能，蓄电池温度补偿功 能，有效延长蓄电池的使用寿命系统异常告警保 护功能，RS485通信功能，工作状态和发电数据 可以实时上传，后台（可扩展GPRS无线， TCP/IP有线通信）光控开灯：天黑自动开灯， 天亮自动关灯。
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