第一届节能减排大赛.doc

离网型风光互补发电系统设计说明书 设计者：龚航、程寅、孙楠、弓雯静、 严学勇、钟智、余泓实 指导教师：周步祥 学校名称：四川大学 所在学院：电气信息学院 学校所在地：四川省成都市 邮编：610065 摘要：随着能源危机和环境恶化日益加剧，人们越来越关注环境保护和新能源技术的发展。风力发电和太阳能发电是所有可再生能源中最有前景的，它们具有零污染、低辐射、永不枯竭等诸多不可取代的优点。近年来，世界各国都加大对风能和太阳能产业的投入。随着成本的进一步降低，产业技术的升级以及政府财政与政策的支持，风光互补智能系统作为一种灵活、稳定的能源供给系统，将是新能源利用研究与应用的热点。 关键词:风光互补发电、能源、promodel仿真 作品内容简介 离网风光互补发电系统主要由太阳能电池组件、风力发电机、控制器、蓄电池、逆变器、支架以及其它保护电气元件组成。离网运行的风光互补发电系统，太阳能光伏组件和风力发电机将分别在有光照和有风的情况下输出电能，弥补了单独风力发电或光伏发电在某些情况下无法输出电能的不足。系统所产生的电能可通过控制器直接供给直流负载或逆变后供给交流负载使用，多余电能将储存于蓄电池中供负载在无光无风的条件下使用。在远离电网的地区，独立供电系统就成为人们最需要的电源。部队的边防哨所、邮电通讯的中继站、公路和铁路的信号站、地质勘探和野外考察的工作站、偏远地区的农牧民都需要低成本、高可靠性的独立电源系统，而这些地方要解决长期稳定可靠的供电问题，就可以依赖当地的自然能源，太阳能和风能是普遍的自然资源，也是取之不尽的可再生能源。而且太阳能和风能在时间上和地域上都有很强的互补性。白天太阳光强时，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在这些情况下，风光互补发电系统无疑是资源条件最好的独立电源系统。 作品背景 什么是能源？能源就是向自然界提供能量转化的物质（矿物质能源，核物理能源，大气环流能源，地理性能源）。能源是人类活动的物质基础。在某种意义上讲，人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。在当今世界，能源的发展，能源和环境，是全世界、全人类共同关心的问题，也是我国社会经济发展的重要问题。 国际能源机构（IEA）发布的《2009世界能源展望》报告认为2007年到2030年，全球一次能源需求量会以每年1.5%的速度增长，从120亿吨油当量增长到168亿吨油当量，总体增幅达40%，发展中的亚洲国家是这一需求增长的主要驱动因素，其次是中东国家。 该展望中还就2030年“各国不改变现行减排政策情况下”的参考情景与“将大气中温室气体长期浓度控制在450ppm二氧化碳当量”的450情景作了对比。 图1 参考情景与450情景下的二氧化碳排放量预测 450情景提出了比各国减排目标更高的二氧化碳减排量，目标定为将“参考情景”中预测2020年34.5亿吨二氧化碳排放量骤减至3.8亿吨，即减排30.7亿吨。为了实现这一目标，不仅仅发达国家，发展中国家也被要求采取相应的措施。同时，普遍认为在各种减排对策中，节能贡献率最大，而可再生能源与CCS（二氧化碳封存与捕获应用）等，在2020年普及之后也会起到很大的作用。 由于世界能源的紧张现状，我国政府高度重视可再生能源的研究与开发。国家经贸委制定了新能源和可再生能源产业发展的“十五”规划，并制定颁布了《中华人民共和国可再生能源法》，重点发展太阳能光热利用、风力发电、生物质能高效利用和地热能的利用。近年来在国家的大力扶持下，我国在风力发电、海洋能潮汐发电以及太阳能利用等领域已经取得了很大的进展。 随着能源危机日益临近，新能源已经成为今后世界上的主要能源之一。太阳能和风力发电已经逐渐走入我们寻常的生活。我国幅员辽阔，陆疆总长达2万多公里，还有18000多公里的海岸线，边缘海中有岛屿5000多个，风能资源丰富。我国现有风电场场址的年平均风速均达到6米/秒以上。一般认为，可将风电场风况分为3类：年平均风速6米/秒以上时为较好；7米/秒以上为好；8米/秒以上为很好。可按风速频率曲线和机组功率曲线，估算国际标准大气状态下该机组的年发电量。我国相当于6米/秒以上的地区，在全国范围内仅仅限于较少数几个地