金沙江下游(四川侧)风光水互补开发研究初探

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。

风光水互补发电_可再生能源发展新方向

中国电力报/2011年/3月/5日/第006版 前沿 风光水互补发电——可再生能源发展新方向 大规模非水可再能源的发展,给传统水电开发赋予了新任务。水电与风—光互补结合,可对风—光并网发电和储能提供强有力的支撑,水电的绿色环境效益和生态效益成为其开发所追求的新目标 清华大学水利系、水沙科学与水利水电工程国家重点实验室马吉明郑双凌陈 浩波 能源和环境是当前人类生存和发展迫切需要解决的问题。常规化石能源如煤、石油、天然气等，储量随利用时间的增长而日益减少，且带来严重的环境污染问题。大力发展可再生能源的任务愈发紧迫。从目前可再生能源的资源状况和技术发展水平看，利用水能、风能、太阳能发电，最为现实，前景广阔。三者互补结合是一条有效的途径。但光伏发电的时间局限性和风能发电的不稳定性是这两种电源的固有缺陷，必须具有相当规模和调节性能良好的备用电源，风－光出力才能成为国民经济发展的依靠。水电是规模大、调节性能良好的电源，可以充分利用水库的调节能力，克服光伏和风能发电不连续、不稳定的缺点，确保供电质量。 风光可再生能源的发电前景广阔 首先是风力发电。风力发电包括小型离网运行风力发电和大型并网风力发电，是继水电后技术最成熟、最具有大规模开发利用前景的可再生能源发电方式，具有清洁无污染、永不枯竭、基建周期短、装机灵活等优点。 据统计，我国陆地可利用风能资源3亿千瓦，加上近岸海域可利用风能资源，共计约10亿千瓦，比水力总蕴藏量6.94亿千瓦还多。风能资源主要分布于两大风带：一是“三北地区”（东北、华北北部和西北地区）；二是东部沿海陆地、岛屿及近岸海域。《可再生能源中长期发展规划》指出，在具备规模化开发条件的地区，进行集中连片开发，建成若干个风电大省、数个百万千瓦级大型风电基地；到2020年全国风电总装机容量达到3000万千瓦。目前，我国规划在甘肃、新疆、河北、吉林、内蒙古、江苏6个省区建设7个千万千瓦级风电基地。 随着风电技术的进步和规模的扩大，风电成本已接近常规能源，是近期最有市场的非水可再生能源，在今后相当长的时间内将会保持较快发展。 其次是光伏发电。光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能，具有许多优点，如无噪声、无污染、无燃料消耗，能量随处可得，维护简便等。光伏发电最初作为独立的分散电源使用，近年来规模逐渐增大，包括离、并网两种类型，其中并网光伏增长尤为迅速。 我国太阳能资源丰富。然而由于目前光伏发电还处于起步阶段，成本高，在电网覆盖区域还无法和常规能源竞争。一旦光伏发电的成本下降，将会得到大规模的应用。届时，光伏发电不但会替代部分常规能源，还将发挥出巨大的环境效益。根据《可再生能源中长期发展规划》，在甘肃敦煌和西藏拉萨（或阿里）建设大型并网型太阳能光伏电站示范项目；到2020年，我国大型太阳能并网光伏电站总容量将达到20万千瓦。 风能和光伏发电目前发展速度飞快，二者分别利用风能和太阳能辐射作为初始能源，也存在的一定的问题。一是，大规模开发占地面积大。太阳辐射在地面上的最大功率小于1平方米每千瓦，考虑到光电转换效率与接受面积的周边空隙，每平方米的有效功率约100瓦，发电量每年约