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新能源发电技术 第二部分 互补发电 新能源发电技术 第10讲 分布式发电与能源互补 第二部分 互补发电 新能源发电技术有多样性,而且其变化规律不同,在大电网难以到达的边远地区或隐蔽山区,一般可多种电源联合运行, 让各种发电方式在一个系统内互为补充,通过其协调配合来提供稳定可靠的、电能质量合格的电力, 这种多种电源联合运行的方式,就称为互补发电。 既提高可再生能源的可靠性,也可提高能源的综合利用率。 §10.1 分布式与互补发电概述 §10.1.3 互补发电的概念 §10.1.4 互补发电的特点 (1)可再生能源既可充分发挥优势,又能克服本身不足。 取自天然、分布广泛、清洁环保等优点仍能体现, 季节性、气候性变动造成的能量波动,可以改善。 (2)对多种能源协调利用,可提高能源的综合利用率。 (3)电源供电质量的提高,对补偿设备的要求降低。 单一发电,波动和间歇明显,需大量储能或补偿装置; 互补运行,间歇性和波动性已通过相互抵消而大大削弱,储能或功率补偿要求都明显降低。 §10.1.4 互补发电的特点 (4)合理的布局和配置,可充分利用土地和空间。 可在有限的面积和空间内最大限度地获取能源。 获取相同能量,需占用的土地和空间可大大减少。 (5)共用送变电设备和人员,可降低成本,提高运行效率。 多个分散电源统一输配和集中管理,可共用设备和人员,减少建设和运行成本。 总的发电能力增加,可降低平均运行维护成本。 §10.4 风能-太阳能互补发电 §10.4.1 风-光互补的基础 我国属季风气候区,很多地区风能和太阳能有天然的季节互补性,太阳能夏季大、冬季小,而风能夏季小、冬季大,适合采用风-光互补发电系统。 在一些边远农村地区,风能资源丰富,且太阳能资源充足,联合发电运行是解决供电问题的有效途径。 风-光互补发电系统应根据用电情况和资源条件进行容量的合理配置,可以共用储能装置和供电线路等,在保证系统供电可靠性的同时,还能减少占地,降低成本。 §10.4.2 风-光互补发电系统的结构和配置 风-光互补发电系统,一般由风电机组、光伏电池组、储能装置、电力变换装置、直流母线及控制器等部分构成,向各种直流或交流用电负载供电。 风-光互补发电系统的发电和储能配置,应考虑: —负荷的用电量及其变化规律; -蓄电池的能量损失和使用寿命; -太阳能和风能的资源情况。 根据风力和阳光的变化情况,有三种可能的运行模式: 风电机组单独向负载供电; 光伏电池单独向负载供电; 风电机组和光伏电池联合向负载供电。 §10.4.3 风-光互补发电系统的应用 与单独风电或光伏相比,风光互补发电有以下优点: -利用资源的互补性,可以获得比较稳定的输出,系统有较高的稳定性和可靠性; -保证同样供电时,可大大减少储能蓄电池的容量; -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。 风-光互补是对二者的综合利用,对太阳能和风资源要求都低一些,受自然条件的限制较少,应用地域范围更广。 典型实例 中国之最:第一个并网的风-光互补发电系统 实 例 2:叶贡多寄宿小学的风-光互补发电系统 实 例 3:西藏单机容量最大的风-光互补发电站 小容量的风-光互补式路灯 2007年,江苏省常州市蔷薇园起用“风-光互补发电系统”。 §10.5 其它互补发电系统 §10.5.1 风能-水力互补发电 “三北”等内陆风区,多为冬春风大、夏秋风小,与夏秋丰水、冬春枯水的水资源正好互补。 - 可避免在枯水季节水力发电量不足的问题; - 可通过共用输配电设备节省建设投资; - 是比较经济有效的大规模利用方式。 风-水互补发电特点 §10.5.2 风电或光伏-柴油机互补应用 目前,在很多边远或孤立地区,柴油发电机组是提供必要生活和生产用电的常用发电设备。 柴油价格高,运输不便,有时还供应紧张,因而柴油机发电的成本很高,往往还不能保证电力供应的可靠性。 在这些边远地区,尤其是高山和海岛,往往太阳能和风能资源比较丰富,可以因地制宜地实现与柴油机联合发电运行。 风-柴互补系统的优点 - 投资回报率高,节油效果明显(30%以上) - 规模小,见效快 - 稳定性好,电能质量较高 风力-柴油机互补应用 风-柴并联运行,是风电和柴油发电最简单的结合方式。 可以降低柴油机的平均负载,从而节省燃料。 一种改进方案,在柴油机和发电机之间加一个飞轮和电磁离合器,来控制柴油机是否投入,以有效提高节油率。 在运行中不仅弥补了风力发电的不稳定性,而且能最大限度地节约柴油并减少对环境的污染。 光伏-柴油机互补应用 光伏—柴油混合发电系统也有投资率高等优点,但对逆变电源要求较高: (1)要求具有较高的效率,以提高系统效率。 (2)要求具有较高的可靠性。 (3)
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