風光柴儲互補發電系統研究

魏小鋒

（許繼電氣股份有限公司，河南 許昌 461000）

風光柴儲互補發電系統研究

魏小鋒

（許繼電氣股份有限公司，河南 許昌 461000）

風光柴儲互補發電系統是一種清潔、高效的供電系統，是一種獨立的電力系統，在工業化過程中得到了廣泛的應用。本文主要介紹了風光柴儲互補發電系統的基本構成，分析了風光柴儲互補發電系統配置和資源利用的合理性。

風光互補發電系統；清潔；電源系統；資源利用

風光柴儲互補系統集合了太陽能和光能的優勢，是具有較高性能的新型發電系統。太陽能和風能都屬于可再生能源，對其利用完全擺脫了常規再生能源有限性的制約，而且兩種資源都屬于清潔能源，在利用過程中不會出現任何環境污染問題。同時，在風能和太陽能兩者之間，與生俱來就具備了一種天然的互補性。近年來，隨著科學技術的不斷發展，太陽能發電技術和光能發電系統日益完善并取得了突破性的進展，為當今的風光柴儲互補發電系統的發展也提供了一定的技術支持，因此，風光柴儲發電技術的應用具有十分廣闊的前景，而且也必將會得到越來越多的關注。

1 風光柴儲發電系統

風光柴儲發電系統的主要組成由下圖1 所示。

1.1 發電部分

風光柴儲發電系統的發電部分是由太陽能光伏電池組和風力發電機組兩大部分組成。風力發電就是將風能轉化為機械能，進而由發電機將機械能轉化為電能。而光伏發電部分就是運用太陽能電池板的光生伏打效應將光能轉化為電能。在風光柴儲互補發電系統中，風能和電能可以獨立的進行的發電同時也可以進行混合式的共同發電，其發電的具體形式還是要以當地的發電綜合成本和自然資源條件來決定。按照發電成本而言，太陽光伏發電的綜合成本要遠遠高于風能發電的綜合成本，因此，依據光能和風能在時間以及地域上的互補性，采取必要措施，實現兩者之間的最佳配比，一方面能有效的降低發電系統的綜合成本，另一方面又能實現供電的安全性和可靠性。

1.2 儲能部分

太陽能和風能都屬于一種不固定性的能源，不穩定特性比較明顯，所以在供電過程中很有可能出現忽高忽低、時有時無的現象。為了充分保障供電系統的穩定性和可靠性，所在在發電系統中設置了必要的儲能環節，該環節的作用就是有效的將光伏發電系統或者風力發電系統發出的電能收集儲存，確保在供電不足時保證穩定供電的需求。目前，儲能部分利用的最合理、最經濟的儲能方式就是利用鉛酸蓄電池進行儲能操作，實現將發電系統發出的電能轉化為化學能，同時將轉化為化學能的電能再次轉化為電能釋放出來，還有著保持負載平衡和調節能量的作用。

1.3 控制部分

控制部分系統的主要功能是電池工作狀態綜合監測，根據當地光照和風的強度等因素，來調節和切換電池的控制工作。在整個風光柴儲互補發電系統中，最重要最核心的部件就是風光互補控制器，其對蓄電池的管理和控制一般都是利用了PWM無極卸載的方式，在這一環節中，控制器的作用是最關鍵的，要保證蓄電池不會被過充和過放，充分保證了蓄電池的使用壽命，同時對于整個發電系統的供電穩定性和連續性提供了保障。

1.4 逆變部分

因為在發電系統中，蓄電池所輸出的是直流電流，因此也就只能給直流負載供電，但是在日常生活中還存在著一種交流電流的形式，要完成對交流負載的供電，就需要提前對直流電流進行必要的轉換過程，而實現直流電向交流電轉變的裝置就是逆變器，逆變器也作為了風光柴儲發電系統的核心部件之一，該系統對逆變器有著嚴格的要求，逆變器本身具有自動調壓功能，可以提高高質量的風力發電系統的質量。

2 風光柴儲互補發電系統的合理性分析

2.1 資源利用的合理性

風能和太陽能都是一種極為普遍的可再生的自然資源，由于地球表面對于太陽能的吸收能力的不同，造成了溫差的出現，從而溫差的存在也促使了風的形成。太陽能和風能具有很強的互補性，如在白天光照強而風力弱，而在晚上光照很弱，但風力較強。正是由于風能和太陽能在時間和地域上的互補性，使得發電系統有了較好的資源匹配。

圖1 風光柴儲發電系統

2.2 系統配置的合理性

風光柴儲互補發電系統相比單一的發電系統具有明顯的穩定性強、成本低等優勢。因此，作為一種全新的發電系統--風光互補發電系統，有效的解決了單獨的風能發電和光伏發電系統在運行過程中所存在的問題，該系統能夠有效的實現太陽能和風能之間的良好互補，獲得足夠穩定的電能輸出，有效的保證了系統穩定可靠的供電。在供電量相同的情況下，該系統優于其他系統的一點就是能夠大大的減少蓄電池的容量，有效的保證了蓄電池的使用壽命。

結語

近年來，經濟快速發展的同時給自然資源和生態環境也帶來了嚴峻的問題，要實現能源的可持續發展，就要求我們在合理利用常規能源的同時還要大力開發和利用新型清潔能源如風能、太陽能。隨著光伏發電和風力發電技術的不斷發展和成熟，風光柴儲互補發電系統作為一種新型的發電系統，必將會在工業方面得到廣泛的推廣和應用。

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