风光伏互补发电系统应用设计实例及典型配置方案.pdfVIP

风光伏互补发电系统应用设计实例及典型配置方案--第1页

风光伏互补发电系统应用设计实例及典型配置方案

一、任务导入

风力资源还是太阳能资源都是不确定的，由于资

源的不确定性，风力发电和太阳发电系统发出的电具

有不平衡性，不能直接用来给负载供电。为了给负载

提供稳定的电源，必须借助蓄电池这个“中枢”才能

给负载提供稳定的电源，由蓄电池、太阳能电池板、

风力发电机以及控制器等构成的智能型风光互补发

电系统能将风能和太阳能在时间上和地域上的互补

性很好的衔接起来。若将两者结合起来，可实现昼夜

发电。在合适的气象资源条件下，一般要求年平均风

速大于4m/s以上地区和太阳能资源Ⅱ类及以上可利

用地区，风光互补发电系统能提高系统供电的连续

性、稳定性和可靠性，在很多地区得到了广泛的应用。

如图3-50所示是风光互补发电系统实物图。图3-50风光互补发电系统实物图

二、相关知识

学习情境风光互补发电系统设计原则及方法

（一）风光互补发电系统设计原则

风光互补发电系统设计的目标是确定发电系统各部件的容量及运行控制策略，合理的设

计方案能降低系统成本，增加系统运行的可靠性。太阳能与风能在时间和地域上有很强的互

补性，且风电的单位发电成本低于光伏发电，因此，风光互补能够降低系统的总成本。在风

光互补发电系统的优化设计中，应该在获得安装点的气候数据和负载容量后，通过选择不同

的系统部件组合方式确定系统容量，然后再选择在给定系统容量下的最优运行策略。

风光互补发电系统的设计包括两个方面：系统设计和硬件设计。风光互补发电系统的系

统设计的主要目的是要计算出风光互补发电系统在全年内能够可靠工作所需的太阳能电池

组件、风力发电机和蓄电池的数量。同时要注意协调风光互补发电系统工作的最大可靠性和

成本两者之间的关系，在满足最大可靠性的基础上尽量减少风光互补发电系统的成本。风光

互补发电系统硬件设计的主要目的是根据实际情况选择合适的硬件设备，包括太阳能电池组

件的选型、风力发电机的选型、逆变器的选择、电缆的选择、支架设计、控制测量系统的设

计、随雷设计和配电系统设计等。在进行风光互补发电系统设计时需要综合考虑系统设计和

硬件设计两个方面。针对不同类型的风光互补发电系统，系统设计的内容也不一样。离网风

光互补发电系统及并网风光互补发电系统的设计方法和考虑重点都会有所不同。

在进行风光互补发电系统的设计之前，需要了解并获取一些进行计算和设备选择所必需

的基本数据：如风光互补发电系统安装的地理位置，包括地点、纬度、经度和海拔；该地区

的气象资料，包括逐月的太阳能总辐射量、直接辐射量及散射辐射量，年平均气温和最高、

最低气温，最长连续阴雨天数，最大风速及冰雹、降雪等特殊气象情况等。要求所设计的风

光互补发电系统具有先进性、完整性、可扩展性、智能性，以保证系统安全、可靠和经济运

行。

(1)先进性。随着国家对可再生能源的日益重视，开发利用可再生能源已经是新能源战

风光伏互补发电系统应用设计实例及典型配置方案--第1页

风光伏互补发电系统应用设计实例及典型配置方案--第2页

略的发展趋势。根据当地太阳日照条件、风力条件、电源设施及用电负载的特性，选择利用

太阳能、风能资源建设风光互补发电系统，既节能环保，又能避免采用市电铺设电缆的巨大

投资（远离市电电源的用电负载），是具有先进性的电源建设方案。

(2)完整性。风光互补发电系统包括太阳能电池组件、风力发电机、蓄电池、控制器、

逆变器等部件，风光互补发电系统可以独立对外界提供电源，与其他用电负载和市电电源配

套，形成一个完整的离网和并网的风光互补发电系统。风光互补发电系统应具有完善的控制