離網(wǎng)型風(fēng)光互補(bǔ)獨立供電系統(tǒng)容量設(shè)計

彭有明，詹躍東（昆明理工大學(xué)信息工程與自動化學(xué)院，云南 昆明 650500）

離網(wǎng)型風(fēng)光互補(bǔ)獨立供電系統(tǒng)容量設(shè)計

彭有明，詹躍東
（昆明理工大學(xué)信息工程與自動化學(xué)院，云南 昆明 650500）

摘要：本文考慮供電系統(tǒng)的連續(xù)性，提出了風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)設(shè)備容量設(shè)計，討論了離網(wǎng)型光伏風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成及特點，以及蓄電池和控制器在系統(tǒng)中的重要作用。通過理論研究結(jié)合工程實際，對一種風(fēng)光工程應(yīng)用的光伏電池方陣、風(fēng)機(jī)、控制器、蓄電池組和離網(wǎng)型逆變器的容量計算及選擇進(jìn)行了分析。本系統(tǒng)的應(yīng)用，不但解決了發(fā)電系統(tǒng)存在的問題，還保障了風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)的連續(xù)性、穩(wěn)定性和可靠性，最終使其可以滿足廣大用電客戶的需求。

關(guān)鍵詞：離網(wǎng)；風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)；風(fēng)能；太陽能；容量設(shè)計；蓄電池組

0　 引言

清潔能源是社會發(fā)展的命脈，是未來能源發(fā)展的必然趨勢。隨著風(fēng)能和太陽能的使用日益頻繁，它們各自的優(yōu)越性及互補(bǔ)性在風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電過程中呈現(xiàn)出來。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)可以合理配置光伏容量、風(fēng)電容量、儲能容量，不但能降低供電系統(tǒng)成本，使其具有較高的穩(wěn)定輸出電壓，而且可以保證供電的連續(xù)性。

在光伏發(fā)電系統(tǒng)的容量設(shè)計過程中，文獻(xiàn) [1]根據(jù)理論研究并結(jié)合工程實際，提出了更符合工程實際的光伏電池方陣、蓄電池組、逆變器容量的計算及選擇方法。文獻(xiàn) [2] 討論了離網(wǎng)型光伏電站選用的閥控式鉛酸蓄電池的性能特點及蓄電池組容量的設(shè)計。文獻(xiàn) [3] 介紹了進(jìn)行獨立光伏系統(tǒng)容量設(shè)計時應(yīng)注意的因素，給出了進(jìn)行容量設(shè)計時使用的軟件及計算公式。文獻(xiàn) [4] 提出了獨立式風(fēng)能、太陽能和柴油發(fā)電系統(tǒng)的容量優(yōu)化方法。文獻(xiàn) [5] 提出了一種基于迭代技術(shù)的優(yōu)化模式，以優(yōu)化混合光伏/風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中不同組件的容量大小。文獻(xiàn) [6]提出了一種基于電源概率算法 (LPSP) 的損失計算機(jī)應(yīng)用程序的開發(fā)評估，以提供最佳技術(shù)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的獨立式光伏風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)的容量選型方法，并且介紹和討論了一個光伏風(fēng)能電廠的案例。文獻(xiàn) [7]研究了離網(wǎng)型混合多源系統(tǒng)（光伏/風(fēng)力/柴油/電池）的建模和容量設(shè)計，并在每年的總成本和環(huán)境的排放量方面和柴油機(jī)單獨發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了比較。

本文通過參考以上文獻(xiàn)和對系統(tǒng)進(jìn)行分析，了解風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能，同時提出家用離網(wǎng)型容量最佳配置方法，考慮計算機(jī)軟硬件設(shè)計與控制器在系統(tǒng)中的重要作用，對風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電和蓄電池的容量，控制器、逆變器的選擇進(jìn)行系統(tǒng)地容量配置，最終提出離網(wǎng)型風(fēng)光互補(bǔ)獨立供電系統(tǒng)的容量設(shè)計與控制，以最大程度地滿足用戶的需求。

Capacity design of off-grid wind/PV hybrid power system

PENG You-ming, ZHAN Yue-dong
(Faculty of Information Engineering and Automation, Kunming University of Science and Technology, Kunming Yunnan 650500, China)

Abstract:In view of the continuity of the power supply system, the capacity design of wind/PV hybrid power system equipment was proposed. The construction and characteristics of off-grid wind and solar power generation system were discussed in this paper. The roles of controller and battery in the system were considered. By theoretical research and engineering practice, the capacity calculation and selection of a wind/PV hybrid power system with photovoltaic cell matrix, wind generator, controllers, batteries, and off-grid inverter were analyzed. The implementation of this system not only can solve the common problems of power system, but also can guarantee the continuity, stability and reliability of the wind and solar hybrid power system, thus meeting the requirements of general electricity customers ultimately.

Key words:off-grid; wind/PV hybrid system; wind; solar; capacity design; battery

中圖分類號：TM 912.1

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1006-0847(2015)04-174-05

收稿日期：2015–3–10

基金項目：佛山市高明區(qū)科技三項基金項目（201310112）