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
风光互补发电系统技术方案
风光互补发电系统 技术方案
风光互补发电系统技术方案 五寨县恒鑫科技发展有限公司 04月20日
项目背景： 本项目产品小型风力发电机组是离网用户最佳的独立电源系统。 风光互补独立供电系统是当前最广泛应用独立电源系统。风光互补独立供电系统的广泛应用在于它的合理性。 太阳能是地球上一切能源的来源，太阳照射着地球的每一片土地。风能是太阳能在地球表面的另一种表现形式，由于地球表面的不同形态（如沙土地面、植被地面和水面）对太阳光照的吸热系数不同，在地球表面形成温差，地表空气的温度不同形成空气对流而产生风能。因此，太阳能与风能在时间上和地域上都有很强的互补性。白天太阳光最强时，风很小，晚上太阳落山后，光照很弱，但由于地表温差变化大而风能加强。在夏季，太阳光强度大而风小，冬季，太阳光强度弱而风大。太阳能和风能在时间上的互补性使风光互补发电系统在资源上具有最佳的匹配性，风光互补发电系统是资源条件最好的独立电源系统。单独的风机或太阳能发电系统由于受资源条件的限制，对蓄电池组充电时间较短，蓄电池组长时间处于亏电状态而导致蓄电池组的损坏。而风光互补发电系统充电时间较均衡，能够保证蓄电池组处于浮充状态，提高蓄电池组的充电质量并延长了蓄电池组的寿命。 风力发电机和太阳能电池的充电特性不一样，风机的充电特性较硬，而光伏电池的充电特性较软，风光互补电对激活离子运动，防止蓄电池极板硫化有好处，可延长蓄电池组的寿命。 风机和太阳能电池的储能和逆变系统能够共用，且风机的单位造价只有太阳能电池的三分之一左右，因此风光互补发电系统的整体造价能够降低。同时，由于风机和太阳能电池的发电时间上互补，能够减少储能的蓄电池组
风光互补地埋感应式自动监控系统方案设计及机械结构设计
摘 要 本次风光互补地埋感应式自动监控系统设计是以现有风光互补系统、流体理论，和 Ansys CFD的仿真结果为设计依据及参考下完成的。所设计系统实现了自主供能，自动 跟踪的设计要求。在设计模拟过程中，对相对复杂流体分析和繁琐的计算流程通过运用 有限元分析软件 Ansys 的流体分析方法对风轮结构进行计算与处理。 合理的机械结构设计是自动监控系统性能的重要指标。对所采用的机械结构进行了 设计与计算最终实现自主供能与自动监控的要求。球型外壳能减少灰尘及各种干扰，日 常维护方便，可达到隐蔽监视的目的。同时监控云台在水平方向可连续 360°无级变速 扫描，并设有视频分析自动跟踪功能。 关键词：风光互补，地埋感应，有限元分析
ABSTRACT The scenery complementary buried inductive automatic monitoring system design is based on the existing scenery complementary system, fluid theory, and the simulation result of Ansys CFD basis and reference for design is done. The design of independent system can, automatic tracking the design requirements. In the design process simulation, the relatively complex fluid analysis and complicated computing process by using finite element analysis software Ansys fluid analysis method to calculate the rotor structure and processing. Reasonable mechanical structure design of automatic monitoring system is an important index of the performance. On the mechanical structure design and calculation finally realize independent energy and automatic monitoring requirements. Spherical shell can reduce dust, and all kinds of interference, daily maintenance convenient, can achieve the purpose of covert surveillance. Monitor yuntai in a horizontal direction for the 360 CVT scanning, and is equipped with video analysis to be automatic tracking function. Key words: complementary scenery, the ground induction, finite element analysis
风光互补发电系统方案
风光互补发电系统 方案
光伏发电系统在别墅中的应用方案 1.项目概况 1.1项目背景及意义 本项目拟先设计一个独立系统，安装在别墅屋顶上，用于演示光伏发电系统在别墅中应用的情况，为日后大面积推广提供参考。 1.2光伏发电系统的要求 本项目设计一个5kWp的小型系统，平均每天发电25kWh,可供一个1kW的负载工作25小时。能够满足别墅正常见电的需要（一般家庭每天用电量在10kWh左右）。 2.系统方案 2.1现场资源和环境条件 长春北纬43 °05’～45 °15’；东经124 °18’～127 °02’。长春市年平均气温 4.8°C，最高温度39.5°C，最低温度-39.8°C,日照时间2,688小时。夏季，东南风盛行，也有渤海补充的湿气过境。年平均降水量522至615毫米，夏季降水量占全年降水量的60%以上；最热月（7月）平均气温23℃。秋季，可形成持续数日的晴朗而温暖的天气，温差较大，风速也较春季小。 2.2太阳能光伏发电系统原理 太阳能光伏发电是一种新型的发电方式, 基本原理是光生伏特
效应原理, 也就是当太阳光照射在某些特殊材料上, 会引起材料中电子的移动, 形成电势差, 从而由太阳光能直接转换为电能。这其中的特殊材料也就是光伏发电的的最基本元件被称为太阳电池半导体, 即太阳能电池(片), 它包括有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。光伏发电系统主要由太阳能电池阵列、蓄电池、逆变器、控制器等几大部分组成, 由这些电子元器件构成的系统, 安装维护简便, 运行稳定可靠。白天太阳能电池组件将太阳辐射出的光线转变为电能, 储存在蓄电池里, 在夜间或需要时, 从蓄电池里将电能释放出来, 用于照明和其它用途。太阳能电池组件是发电设备, 蓄电池是储能设备, 控制器、逆变器是充放电控制保护和直交流变换设备。 2.3太阳能光伏发电主要部件 (1) 太阳能电池板： 太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。 (2) 太阳能控制器： 太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其它附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项。
风光互补无线远程视频监控系统方案
风光互补供电 无线远程视频监控系统 设 计 方 案 编制：深圳市鑫日科科技有限公司 日期：二O一三年八月 目录 一、前言................................................................................................................................................ 二、应用特点............................................................................................................................................ 2.1 太阳能发电子系统 2.2 数据无线传输子系统 2.3 其他子系统 2.3 系统相关应用案例图片 三、项目需求.......................................................................................................................................... 四、无线视频传输方案设计 .................................................................................................................... 4.1 无线传输方案概述 4.2 无线传输方案设计 4.3 无线传输设备介绍 五、风光互补发电系统方案设计 ............................................................................................................ 5.1 风光互补独立供电系统（监控类）示意图 5.2 设计思路 5.3 安装地对自然资源要求 5.4 设备选型方案 六、前端监控设备介绍 ............................................................................................................................ 七、远程视频同步方案介绍 ................................................................................ 错误！未定义书签。 八、方案预算............................................................................................................................................ 一、前言
风光互补控制器说明书
高性能风光互补路灯控制器 使用说明书 本系统图为连接参考，具体产品外观以实物为准
一、产品概述 集太阳能、风能控制于一体的智能控制器，专为高端的小型风光互补系统设计，特别适合于风光互补路灯系统和风光互补监控系统。能同时控制风力发电机和太阳能电池对蓄电池进行安全高效的智能充电。 设备外观大方、液晶指示直观、操作方便。具有一系列完善的保护功能。设备充电效率高，空载损耗低。该系统运行安全、稳定、可靠，使用寿命长，已得到广大用户的认可，具有较高的性价比。 风光互补路灯控制器是离网路灯系统中最核心的部件，其性能影响到整个系统的寿命和运行稳定性，特别是蓄电池的使用寿命。 二、性能特征 1.可靠性：智能化、模块化设计、结构简单，功能强大；工业级的优质元器件和严格 的生产工艺，适合于低温等相对恶劣的工作环境并具有可靠的性能和使用寿命。 2.PWM无级卸载：在太阳能电池板和风力发电机发出的电能超过蓄电池的需要时，控 制系统必须将多余的能量通过卸荷释放掉。普通的控制方式是将整个卸荷全部接入，此时蓄电池一般没有充满，而能量却全部消耗在卸荷上，造成资源的极大浪费； 即使采用分阶段卸荷，一般只能做到五六级左右，效果仍然不理想。我公司采用PWM(脉宽调制)方式进行无级卸载，即可以分上千个阶段进行卸载，一边对蓄电池充电，一边把多余的能量卸除，有效延长蓄电池的使用寿命。 3.ＰＷＭ充电方式，限压限流充电模式：在蓄电池电量较低时，采用限流充电模式； 在蓄电池电量较高时，采用限压充电模式。 4.两路直流输出：每路均有多种输出控制方式可供选择，包括：常开；常关；常半功 率；光控开、光控关；光控开、时控关；光控开、时控半功率、光控关；光控开、时控半功率、时控关。只带液晶显示功能的控制器，通过液晶按键可以设定三种输出控制方式：常开；光控开、光控关；光控开、时控关。 5.LCD显示功能：LCD以直观的数字和图形形式显示系统状态和参数，如：蓄电池电 压、风机电压、光伏电压、风机电流、光伏电流、风机功率、光伏功率、负载电流，输出控制方式，时控输出关断时间，光控开、光控关电压点，白天或夜晚指示，负载状态指示，蓄电池过压、蓄电池欠压、过载、短路等故障状态。 6.完善的保护功能：太阳能电池防反充、太阳能电池防反接、蓄电池过充电、蓄电池 过放电、蓄电池防反接、蓄电池开路保护、负载短路、过载、防雷、风机限流、风机自动刹车和手动刹车等。
风光互补发电系统现状及发展状况(可编辑修改word版)
风光互补发电系统现状及发展状况 高洁琼 (ft西大学 ft西·太原030013) 摘要:本文介绍了风光互补发电系统的结构、工作原理和优缺点,以及风光互补发电系统的发展过程及现状,同时说明其应用前景。太阳能和风能之间互补性很强， 由这两者结合而来的风光互补发电系统在资源上具有最佳的匹配性。 关键词: 风能太阳能风光互补系统 1.风光互补发电系统的结构、工作原理、基本要求以及优缺点 1.1风光互补发电系统的结构 风光互补发电系统主要由风力发电机组、太阳能光伏电池组、控制器、蓄 电池、逆变器、交流直流负载等部分组成。该系统是集风能、太阳能及蓄电池 等多种能源发电技术及系统智能控制技术为一体的复合可再生能源发电系统。1.2风光互补发电系统的工作原理及运行模式 风力发电部分是利用风力机将风能转换为机械能，通过风力发电机将机械 能转换为电能，再通过控制器对蓄电池充电，经过逆变器对负载供电；光伏发 电部分利用太阳能电池板的光伏效应将光能转换为电能，然后对蓄电池充电， 通过逆变器将直流电转换为交流电对负载进行供电；逆变系统由几台逆变器组成，把蓄电池中的直流电变成标准的 220v 交流电，保证交流电负载设备的正常 使用。同时还具有自动稳压功能，可改善风光互补发电系统的供电质量；控制 部分根据日照强度、风力大小及负载的变化，不断对蓄电池组的工作状态进行 切换和调节：一方面把调整后的电能直接送往直流或交流负载。另一方面把多 余的电能送往蓄电池组存储。发电量不能满足负载需要时，控制器把蓄电池的 电能送往负载，保证了整个系统工作的连续性和稳定性；蓄电池部分由多块蓄 电池组成，在系统中同时起到能量调节和平衡负载两大作用。它将风力发电系 统和光伏发电系统输出的电能转化为化学能储存起来，以备供电不足时使用。 风光互补发电系统根据风力和太阳辐射变化情况，可以在以下三种模式下 运行：风力发电机组单独向负载供电；光伏发电系统单独向负载供电；风力发 电机组和光伏发电系统联合向负载供电。 1.3风光互补发电系统的优缺点
风光互补电源系统的设计原理及应用
风光互补电源系统的设计原理及应用 现在全国都在发展新能源，储能、负载相同，发电方式不同和资源上的互补性，使风电和光电系统集成为风光互补系统电源成为必然。另外一个特点是地域性，不同地域具有不同的太阳能和风能资源。太阳能也是这样，有明显的地域性，这是它一个特点。另外一个特点是不确定性。资源不确定性，即每天的发电量受天气影响很大，会导致系统发电与用电不平衡，使蓄电池组长期处于浅充，这也是引起该系统失效的主要原因。蓄电池在该系统中承担的电的储存和供给的作用，它必须能够适应8 这种浅充，基于这样的分析我们提出设计原理，开展以蓄电池管理为核心的研究，把发电组建、控制组建、出能组建和负载设计为一个整体，实现能量的最大化利用，这就是我们提出的边远系统的设计原理。根据地域条件的不同，这个系统又可演变为光点系统、风电系统和风光互补三种形式。尽管国内有很多部门在做，但是基础方面的工作还做的不够。 系统由什么组成呢？风电和广电的发电部件、蓄电池储能部件、供电部件和控制部件，这四大部件组成。我们要做到稳定可靠，各部件及规范。首先讲系统的规范和标准，这也是我参与起草《移动通信设备风光互补电源系统》，就构成了系统种类、构成及划分，部件要求和鉴别，系统选择与设计、安装、调试，维护管理等等，都有明确的规定。 蓄电池作为我们通信行业对蓄电池很熟悉、不陌生，用于太阳能系统蓄电池不是普遍的电池，我们有专门对太阳能系统的要求和测试方法。风能发电机有一个通用的标准，我们推荐使用另外一种风机，也符合国家的标准。它的特点是和先速和过栽均采用电磁制动，同是具备叶片变形失速功能，这个大量使用在我们的基站上，重量轻、故障小，输出的电也比较稳定。因为风率的利用
风光互补发电系统
风光互补发电系统 第一章绪论 1.1 能源与环境问题 能源是是国民经济发展与社会文明进步的基石，能源可持续发展是人类社会可持续发展的重要保障之一。从原始社会开始，化石能源逐步成为人类所用能源的主要来源，这种状况一直延续至科技发达的现代社会。随着人类对能源需求的日益增加，化石能源的储量正日趋枯竭。此外，大量使用化石燃料己经为人类生存环境带来了严重的后果，全世界每天产生约1亿吨温室效应气体，己经造成极为严重的大气污染、温室效应、酸雨等环境影响。开发利用可再生新能源以实现能源可持续发展是人类应对能源问题的有力方法之一。 1.2 新能源发展现状 当前，世界各国普遍重视能源技术创新，技术研发与制度创新越来越受到推崇。美提出培育世界领先水平的科技人员，建设世界一流的能源科技基础设施，整合基础研究和应用研究，加快研究电力储备、智能电网、超导输电、二氧化碳捕获、先进电池、纤维素乙醇、氢燃料以及清洁煤、核能、太阳能和风能等先进发电技术。日本也提出了引导未来能源技术的战略，从2050年、2100年超长期视点出发，展望未来能源技术，制定2030年科技战略。我国也看到新能源发展的紧迫性，加快建立法律法规，积极扶持新能源发展，新能源在我国的发展速度很快。 在新能源体系中，可再生能源是自然界中可以不断再生、永续利用的资源，它对环境无害或危害极小，而且资源分布广泛，适宜就地开发利用，主要包括风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等。 1.3 互补发电的概念 很多可再生新能源因其资源丰富、分布广泛，而且在清洁环保方面具有常规能源所无 法比拟的优势，因而获得了快速的发展。尤其是小规模的新能源发电技术，可以很方便地就地向附近用户供电，非常近合在无电、少电地区推广普及。不过由于风能、太阳能等可再生新能源本身所具有的变化特性，所以独立运行的单一新能源发电方式很难维持整个供电系统的频率和电压稳定。 考虑到新能源发电技术的多样性，以及它们的变化规律并不相同，在大电网难以到达的边远地区或隐蔽山区，一般可以采用多种电源联合运行，让各种发电方式在个系统内互为补充，通过它们的协调配合来提供稳定可靠的、电能质量合格的电力，在明显提高可生能源可靠性的同时，还能提高能源的综合利用率。这种多种电源联合运行的方式，就称为互补发电。
风光互补发电系统技术方案
风光互补发电系统技术方案 五寨县恒鑫科技发展有限公司 2017年04月20日
项目背景： 本项目产品小型风力发电机组是离网用户最佳的独立电源系统。 风光互补独立供电系统是目前最广泛应用独立电源系统。风光互补独立供电系统的广泛应用在于它的合理性。 太阳能是地球上一切能源的来源，太阳照射着地球的每一片土地。风能是太阳能在地球表面的另一种表现形式，由于地球表面的不同形态（如沙土地面、植被地面和水面）对太阳光照的吸热系数不同，在地球表面形成温差，地表空气的温度不同形成空气对流而产生风能。因此，太阳能与风能在时间上和地域上都有很强的互补性。白天太阳光最强时，风很小，晚上太阳落山后，光照很弱，但由于地表温差变化大而风能加强。在夏季，太阳光强度大而风小，冬季，太阳光强度弱而风大。太阳能和风能在时间上的互补性使风光互补发电系统在资源上具有最佳的匹配性，风光互补发电系统是资源条件最好的独立电源系统。单独的风机或太阳能发电系统由于受资源条件的限制，对蓄电池组充电时间较短，蓄电池组长时间处于亏电状态而导致蓄电池组的损坏。而风光互补发电系统充电时间较均衡，可以保证蓄电池组处于浮充状态，提高蓄电池组的充电质量并延长了蓄电池组的寿命。 风力发电机和太阳能电池的充电特性不一样，风机的充电特性较硬，而光伏电池的充电特性较软，风光互补电对激活离子运动，防止蓄电池极板硫化有好处，
可延长蓄电池组的寿命。 风机和太阳能电池的储能和逆变系统可以共用，且风机的单位造价只有太阳能电池的三分之一左右，所以风光互补发电系统的整体造价可以降低。同时，由于风机和太阳能电池的发电时间上互补，可以减少储能的蓄电池组容量，使发电系统造价降低。经济上更趋于合理，随着我国4G通信网的开通，可实现大范围的无线传输图像资料，风光互补监控系统将在森林防火、防盗猎监控、城市乡村的防犯罪监控、古墓群的防盗墓监控、边防地区的防偷渡监控、生态保护区的防盗猎监控、旅游地区的安全监控和矿产资源的防乱开采监控等领域得到广泛的应用，这种监控系统体系不仅能大大降低管理成本，而且能实现有效及时和安全的防护体系。对降低森林火灾，减少资源破坏，提高破案率都有非常极的意义。技术的进步可以促进社会管理手段的进步，同时，新技术的广泛应用才能进一步促进新技术产业的发展。 技术方案 1、设计依据： 系统应用地点资源条件要求： （1）平均风速3.5m/s以上地点； （2）太阳能资源属Ⅲ类以上可利用地区。
风光互补控制器
升降压型Quick-MPPT风光互补（路灯系统）控制器使用说明书 型号: LCWS-BX LCWS-B1、LCWS-B2
安全注意事项 1. 非常感谢您购买我公司生产的控制器，请在安装及使用本产品前仔细阅读使用 说明书，并妥善保管。 2. 须有经验的技术人员进行安装操作，安装过程需严格按照本用户使用手册进 行，确保该产品能够正常工作。 3. 本产品应避免长期接触腐蚀性气体和潮湿环境。 4. 切勿将本产品放置在潮湿、雨淋、暴晒、严重灰尘、震动、腐蚀及强烈电磁干 扰的环境中。 5. 请勿打开本产品外壳自行维修。
目录 一、产品概述 (1) 二、型号说明 (2) 三、安装规程 (2) 四、液晶操作及显示说明 (4) 4.1按键说明 (4) 4.2显示内容说明 (5) 4.3 昼夜判断 (7) 4.4输出模式说明 (5) 4.5控制面板操作说明 (5) 五、保护机制 (13) 六、性能参数 (13) 七、常见故障及处理 (15)
一、产品概述 本控制器专为高端的小型风光互补系统而设计，适用于风光互补路灯系统和风光互补监控系统，其主要功能如下： 1)本控制器为高性能风光互补控制器，能同时控制风力发电机和太阳能电池对蓄电池进行充、放 电，充电时采用高分辨率的PWM方式对蓄电池进行限压、限流充电，有效延长蓄电池寿命； 2)带有精确转速检测及控制模块，可实时查看风机转速，并可根据设置的安全转速上限，实现超 速刹车。 3)带有两路直流输出接口，每路最大输出电流可达10A；用户可单独对每一路设置3种不同的输 出模式，分别为：光控开光控关、光控开时控关、常开。 4)带有风机MPPT（最大功率点追踪）功能。本系统运用领先的算法，可自动搜寻最大功率点， 实现风能到电能转换的最大化，经测试，本控制器较传统控制器最大能提高充电效率1倍以上。 5)带有定制LCD，用户可通过人机交互接口简单查看和设置控制器状态： 可查看项目有：蓄电池电压、风机转速、风机电压、风机电流、风机功率、光电池电压、光电池电流、光电池功率、第1路输出模式、第1路输出的关断时间；第2路输出模式、第2 路输出的关断时间、光控开电压点、光控关电压点、白天或夜晚指示、蓄电池电量状态、负载 状态，还有过压、欠压、过载、短路等故障状态。 可设置项目有：第1路输出模式、第1路输出的关断时间；第2路输出模式式、第2路输出的关断时间、光控开电压点、光控关电压点。 6)独特的太阳能充电电路，损耗小，发热低。采用开路卸载方式，有效延长太阳能电池寿命。 7)完备的安全保护功能，包括： u太阳能电池防反充保护 u太阳能电池防反接保护 u太阳能限流保护 u蓄电池过充、过放保护 u蓄电池开路保护 u蓄电池防反接保护 u负载过载、短路保护 u防雷保护 u风机限流保护 u风机超速保护 u风机自动、手动刹车保护 u控制器温度监测，过温保护 u负载过压保护 ※注：以上保护机制除蓄电池防反接保护以外，均不会损伤元器件。 8)外壳采用优质的铝合金，富有设计感，造型美观，散热性能优异。 9)采用优质工业级元器件、严格的生产工艺制造，能在寒冷、高温、潮湿环境长时间可靠运行。
离网型风光储互补发电系统优化设计方法研究
第27卷第6期2010年12月 现 代 电 力 M odern Electric Pow er V o l 27 N o 6 Dec 2010文章编号:1007 2322(2010)06 0051 07 文献标识码:A 离网型风光储互补发电系统优化设计方法研究 李 品,刘永前,郭伟钊 (华北电力大学能源动力与机械工程学院,北京102206) Study on Optimal Design Method for Stand alone Wind/Solar/Battery Hybrid Power System Li Pin,Liu Yongqian,Guo Weizhao (Schoo l o f Ener gy ,Po wer and M echanical Eng ineering ,N or th China Electr ic Po wer U niversity,Beijing 102206,China) 摘 要:以解决风光储互补发电系统的合理配置问题,实现系统能独立为风光资源丰富的边远地区和海岛提供清洁、可靠及廉价的电力能源为目的,提出了一种基于全年负载缺电率(LPSP)和全寿命周期成本(LCC)为优化目标的风光储互补发电系统优化设计方法。为精确计算系统的运行状态,建立了基于小时时间尺度的风力机组发电量计算模型、光伏电板发电量计算模型和蓄电池组的表征组件特性的数学模型;为发挥风光互补系统发电量互补的优势,建立了风光储互补发电系统中光伏方阵倾角优化模型;以LPSP 和LCC 作为系统的优化指标,建立了LPSP 和LCC 计算模型;运用迭代算法计算各种可能出现配置下的LPSP 和LCC;通过LP SP 可靠性筛选和LCC 经济性优化,最终得到LCC 最小并能满足LPSP 要求的系统配置。该优化方法按照小时的尺度进行优化计算,优化结果精度高;LCC 经济性评价指标全面和客观;倾角优化发挥出系统发电量互补的优势。基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划)(2007A A 05Z428) 关键词:风光储互补发电;优化设计;迭代算法;全年负载缺电率;全寿命周期成本 Abstract:In order to solve the assignment problem of the wind/PV/battery hybrid pow er system,and to achieve the aim of independently providing clean,reliable and economic pow er f or the area w hich is abundant in wind and solar re sources,the paper presents an optimal design method of hy brid system based on the w hole year s Loss of Pow er Supply Probability (LPSP)and the w hole Lif e Cycle Cost (LCC ).For the purpose of precise calculation of the system opera t ion condition,a m athematic model of calculating method has been built for electric energy production of w ind tur bine,PV arrays and storage battery s behavior regime on the time interval of hour.By taking advantage of hybrid sys t em,the optimal model to calculate the angle of PV arrays is also built.In addition,the model to calculate LPSP and LCC,w hich are taken as optimal index,is set up,and LPSP and LCC in all kinds of possible conf igurations are calculated based on iterative algorithm.The system configuration,which has minimum LCC and its reliability m eet the require m ent of LPSP,is obtained through reliability filtering of LPSP and economic optimization of LCC.This optimized design is calculated base on one-hour timescale,and result show s its high precision.LCC is taken as the economic index is feasible,and optimum angle of the PV arrays can play the key role of the system hybrid predomination. Key w ords:wind/solar/battery hybrid power systems;opti mal design;iterative algorithm;LPSP;LCC 0 引 言 环境污染、化石燃料枯竭,人们已将目光投向了可再生能源;随着技术的进步、成本的降低,风 能和太阳能已进入了可再生能源快速发展的历史时期;据有关部门统计[1],2009年中国的太阳能电池产量达到4382M W,估计超过全球的40%;组件成本下降到S |3 5/Wp,预计2020年光伏组件的价格将下降到S |1/Wp 以下;根据WWEA (世界风能协会)统计,2009年世界风电装机容量的装机量为157900MW,比2008年增加了30%。 风力发电和光伏发电由于受天气因素的影响,单独使用光伏发电或风力发电都存在供电不稳定的缺陷,造成供电可靠性较差;为了提高系统的可靠性,通常需要配置大量的蓄电池来调整电量的动态平衡,而目前电能储存费用的昂贵,造成系统成本的昂贵,上述原因限制了单独供电形式的推广使用。而太阳能和风能在昼夜、季节上互补性的特点,采
风光互补发电
风光互补发电系统 概述 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。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，具有很好的应用前景。 风光互补发电系统的发展过程及现状 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。其中colorado state university和national renewable energy laboratory合作开发了hybrid2应用软件。 hybrid2本身是一个很出色的软件，它对一个风光互补系统进行非常精确的模拟运行，根据输入的互补发电系统结构、负载特性以及安装地点的风速、太阳辐射数据获得一年8760小时的模拟运行结果。但是hybrid2只是一个功能强大的仿真软件，本身不具备优化设计的功能，并且价格昂贵，需要的专业性较强。 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
风光互补控制器使用说明
一、风光互补控制器(风光互补路灯控制器)产品功能与特点: 采用先进的MPPT功率跟踪技术,保证风能和太阳能的最高利用。 具有2路负载独立输出功能。 智能化软件控制，自动识别12V/24V系统。 具有负载过载保护功能。 具有负载短路保护功能。 具有浮充功能 智能滤除短时光照干扰功能 具有风力发电机智能停机系统 三种亮灯控制模式:光控模式,监控模式,光控+时控模式 时控模式下自动学习天黑、天亮时间，自动开灯至指定时长。 光控模式下根据光照度控制点灯。 监控模式可24小时控制输出。 具有晨亮功能。 可以设置各项运行参数。 大功率负载输出能力 大电流风能充电控制能力 大电流太阳能充电控制能力 二、常见问题及处理方法: 1 、风光互补控制器在带载工作中过载灯产闪烁。说明该路负载输出超过额定负载的10%，应检查负载是否超载。 2、风光互补控制器在带载工作中突然关闭输出，过载灯常亮。说明该路负载输出超过了额定负载的20%或者出现短路，应检查负载情况。 3、无充电，无显示：打开风光互补控制器上盖，检查风光互补控制器直流保险片是否熔断。当发现熔断，应首先检测蓄电池、太阳能电池板正负极是否接错，确认无误后更换同规格的直流保险片。 4、风力发电机不转：在风力较好的情况下，其它风力发电机运转正常，该风力发电机不转或转速很慢时，请观察风力发电机的尾舵方向是否与风向相同，检查风光互补控制器是否显示过压，若方向相同、风光互补控制器没有过压，尝试断开风光互补控制器与蓄电池连接，待风光互补控制器停止工作后再次连通蓄电池，风力发电机还是不转或转速很慢，尝试断开风力发电机与风光互补控制器的连接，风力发电机旋转正常，说明风光互补控制器的智能停机系统损坏，需要更换。 5、充电电压过高：蓄电池电压值高于充电过压保护电压上限的5%以上时，太阳能电池板或风力发电机用钳形电流表测量仍有充电电流，此故障可能是充电风光互补控制器损坏，需要更换。 三、产品多角度图片
风光互补式LED路灯设计方案
风光互补式LED路灯设计方案 设计者：黄钜海 (浙江科技学院建筑工程学院，杭州，310023) 一、设计概述 风光互补式LED路灯功能特点： 1、风光一体，互补性强，稳定性高 2、适用范围广泛、适应性强、实用性强 3、一次性投入、持续性产出、使用寿命长 4、对环境不产生任何污染、绝对绿色环保 5、性能稳定，故障率低
为保证风力发电机和太阳能电池能平稳、安全的运行，同时也配合路灯灯杆的多样化造型，我们将风光互补路灯灯杆设计为自立式路灯灯杆。风力发电机位于灯杆的顶端，太阳能电池板位于灯杆的中上部，详见上图。 具体配置方案如下： 灯杆高度：10米，灯具离地8米，灯杆间距25米 灯杆材质：Q235优质钢结构标准灯杆（热镀锌/喷塑） 太阳能光伏组件：100W 风力发电机：额定功率300W 启动风速1.5m/s,额定风速10m/s 光源：60WLED灯 蓄电池：地埋式磷酸铁锂电池100AH 控制系统：智能升压型，微电脑智能控制、防过充、过放、防潮、输出短路保护及光控+时控自动开、关灯。 工作时间：10小时/天，前5小时全亮，后5小时半功率亮；阴雨天连续工作3-7天工作温度：-20℃~+45℃ 相对湿度：20%--90%。
二、详细说明 2.1风力发电机 风机是风光互补路灯的标志性产品，风机的选择最关键的是要风机的运行平稳。 灯杆是无拉索塔，最担心因风机运行时的振动引起灯罩和太阳能支架的固定件松脱。 选择风机的另一个主要因素就是风机的造型要美观，重量要轻，减小塔杆的负荷。 这里选用嘉顿雄GARDENSON 牌GARDENSON-200W/300W型风机 技术参数：300W 起动风速：1.5（m/s）额定风速：12（m/s） 切入风速：2.5m/s 额定电压：24V 额定功率：300W 最大功率：400W 风叶直径: 0.3 m 风叶数量: 6（pcs） 整机重量: 10kg 大风保护：泄荷及电磁制动工作温度: -20℃至40℃ 海拔高度：≤4500m（额定工况海拔高度为1000m）最大风速：≤35m/s 电机选用60W国际先进的永磁式发电机，动平衡好、切割磁力线佳效率高，低 速性能好，2级风就能发电。在永磁发电机的前端与风叶结合部之间，设自动衡速保 护装置，该装置在遇到超强风时利用自身的离心力，自动对风机进行衡速，有效的 保护风机、电气设备不受超强风损害。 2.2太阳能电池 一般认为单晶硅太阳能电池具有光电转换效率高的特点，故采用单晶硅电池。 电池安置于路灯的上方一侧位置，并根据纬度的不同调整一定的倾角。也可根据需 要设置太阳跟踪装置。 太阳能电池组件主要技术参数 型式※单晶硅 冰雹抗载能力2400pa 接线盒类型C型;接插件 接线盒防护等级IP65 组件效率≥14% 使用温度范围-40℃—85℃ 最大系统耐压1000V DC 开路电压43.4
小型水风光互补系统设计全解
毕业设计（论文）题目小型水风光互补系统设计 学生姓名 学号 专业 班级 指导教师 评阅教师 完成日期:2015年10月22日
毕业设计（论文）开题报告 题目：小型水风光互补系统设计 学生姓名： 专业：电力系统及自动化 指导老师： 一、课题来源 煤、石油、天然气等不可再生能源的使用量在世界各国不断上升，能源危机将成为人类最主要，最大的危机，发展可再生能源越来越成为世界各国的主攻研发方向和竞争目标，谁能领先，谁就会成为未来新贵，新霸主。电力作为重要的二次清洁能源，它的生产将主要依托可再生能源，从而如何利用可再生能源发电将是一个重大课题。 二、研究目的及意义 1、利用水能、风能、太阳能的互补性，可以获得比较稳定的输出，系统有较高的稳定性和可靠性; 2、在保证同样供电的情况下，可大大减少储能蓄电池的容量; 3、通过合理地设计与匹配，可以基本上由水风光互补发电系统供电，很少或基本不用启动备用电源如柴油机发电机组等，可获得较好的社会效益和经济效益。 三、研究的内容、途径及技术线路 水风光互补发电系统主要由水力发电机组、风力发电机组、太阳能光伏电池组、控制器、蓄电池、逆变器、交流直流负载等部分组成，系统结构图见附图。该系统是集水能、风能、太阳能及蓄电池等多种能源发电技术及系统智能控制技术为一体的复合可再生能源发电系统。 1、水力发电部分是利用水能机将水能转换为机械能，通过水力发电机将机械能转换为电能，再通过控制器对蓄电池充电，经过逆变器对负载供电; 2、风力发电部分是利用风力机将风能转换为机械能，通过风力发电机将机械能转换为电能，再通过控制器对蓄电池充电，经过逆变器对负载供电; 3、光伏发电部分利用太阳能电池板的光伏效应将光能转换为电能，然后对蓄电池充电，通过逆变器将直流电转换为交流电对负载进行供电; 4、逆变系统由几台逆变器组成，把蓄电池中的直流电变成标准的220v交流电，保证交流电负载设备的正常使用。同时还具有自动稳压功能，可改善风光互补发电系统的供电质量; 5、控制部分根据日照强度、风力大小及负载的变化，不断对蓄电池组的工作状态进行切换和调节:一方面把调整后的电能直接送往直流或交流负载。另一方面把多余的电能送往蓄电池组存储。发电量不能满足负载需要时，控制器把蓄电池的电能送往负载，保证了整个系统工作的连续性和稳定性; 6、蓄电池部分由多块蓄电池组成，在系统中同时起到能量调节和平衡负载两大作用。它将风力发 电系统和光伏发电系统输出的电能转化为化学能储存起来，以备供电不足时使用。 四、发展趋势 中国拥有世界上最多的人口，近年来经济快速增长。但中国目前的能源结构主要依赖燃煤发电，从而对环境产生了许多负面影响，特别是对空气和水资源的污染。国际能源机构（IEA）曾预测从2005年到2030年中国新增加的温室气体排放（42%）将和世界上其他国家排放总量（不包括印度，44%）相当。中国会取代美国成为世界上最大的温室气体排放国。发展可再生能源技术是减少温室气体排放和改善环境的有效措施之一。
风光互补发电系统技术方案
风光互补发电系统技术方案 五寨县恒鑫科技发展有限公司 2017年04月20日
项目背景： 本项目产品小型风力发电机组是离网用户最佳的独立电源系统。 风光互补独立供电系统是目前最广泛应用独立电源系统。风光互补独立供电系统的广泛应用在于它的合理性。 太阳能是地球上一切能源的来源，太阳照射着地球的每一片土地。风能是太阳能在地球表面的另一种表现形式，由于地球表面的不同形态（如沙土地面、植被地面和水面）对太阳光照的吸热系数不同，在地球表面形成温差，地表空气的温度不同形成空气对流而产生风能。因此，太阳能与风能在时间上和地域上都有很强的互补性。白天太阳光最强时，风很小，晚上太阳落山后，光照很弱，但由于地表温差变化大而风能加强。在夏季，太阳光强度大而风小，冬季，太阳光强度弱而风大。太阳能和风能在时间上的互补性使风光互补发电系统在资源上具有最佳的匹配性，风光互补发电系统是资源条件最好的独立电源系统。单独的风机或太阳能发电系统由于受资源条件的限制，对蓄电池组充电时间较短，蓄电池组长时间处于亏电状态而导致蓄电池组的损坏。而风光互补发电系统充电时间较均衡，可以保证蓄电池组处于浮充状态，提高蓄电池组的充电质量并延长了蓄电池组的寿命。 风力发电机和太阳能电池的充电特性不一样，风机的充电特性较硬，而光伏电池的充电特性较软，风光互补电对激活离子运动，防止蓄电池极板硫化有好处，可延长蓄电池组的寿命。 风机和太阳能电池的储能和逆变系统可以共用，且风机的单位造价只有太阳能电池的三分之一左右，所以风光互补发电系统的整体造价可以降低。同时，由于风机和太阳能电池的发电时间上互补，可以减少储能的蓄电池组容量，使发电系统造价降低。经济上更趋于合理，随着我国4G通信网的开通，可实现大范围的无线传输图像资料，风光互补监控系统将在森林防火、防盗猎监控、城市乡村的防犯罪监控、古墓群的防盗墓监控、边防地区的防偷渡监控、生态保护区的防盗猎监控、旅游地区的安全监控和矿产资源的防乱开采监控等领域得到广泛的应用，这种监控系统体系不仅能大大降低管理成本，而且能实现有效及时和安全的防护体系。对降低森林火灾，减少资源破坏，提高破案率都有非常极的意义。技术的进步可以促进社会管理手段的进步，同时，新技术的广泛应用才能进一步促进新技术产业的发展。