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关键词:风光互补发电、太阳能发电、太阳能监控、太阳能供电系统

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风光互补发电技术难点及解决方案

风光互补发电技术难点及解决方案

风光互补发电技术难点及解决方案

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【摘要】:
 在风光互补发电系统中,发电量和负载无法同步,发电量不足时,就需要提供电力。这时候就要蓄电池了。但由于风电和光伏资源的不确定性,发电量和用电负荷不够平衡,发电量受天气影响较大。如果天气不好,电池组会处于电量不足的状态,进而降低电池的使用寿命。而且蓄电池的投资成本比较高,更换蓄电池会导致其运行成本的增加。

  1、蓄电池使用寿命

  在风光互补发电系统中,发电量和负载无法同步,发电量不足时,就需要提供电力。这时候就要蓄电池了。但由于风电和光伏资源的不确定性,发电量和用电负荷不够平衡,发电量受天气影响较大。如果天气不好,电池组会处于电量不足的状态,进而降低电池的使用寿命。而且蓄电池的投资成本比较高,更换蓄电池会导致其运行成本的增加。因此,有必要延长蓄电池的使用寿命,解决方法如下:

  (1)连续浮充法。电池组的工作模式包括循环充放电、连续浮充和周期性浮充。在连续浮充方式中,电池持续时间较长,是循环充放电的2~3倍。但如果电池长时间处于浮充状态,电解液中游离物质的活性会降低,导致电压不稳定。所以需要用1~3h的小电流过冲来平衡电池,才能消除这种影响。

  (2)新型充电控制系统。蓄电池的充电过程是非线性的,充电过冲可以通过智能控制方法来控制,例如模糊和自适应控制方法。智能充电既能满足过流和放电的保护要求,又能保证及时充电。模糊控制可以减少电流控制的误差。

  2、风机限速保护

  小规模离网系统依赖高风速极限保护,风机输入超过系统消耗容量和系统储能之和。这时候就要减少风机的风能吸收,保证它不会超速运转。目前风机的限速保护方案主要是机械限速保护,但这种保护装置的可靠性较低,不仅是因为设计不当,也是因为其自身的弊端。自然界的风况复杂,湍流是主要表现形式,风速变化频繁。任何机械装置都不能及时应对风况的实时变化,长期运行会导致机械磨损,装置之间的配合性降低,导致保护滞后、失灵等现象,甚至导致风机过载、振动。因此,可以采用磁电限速保护装置来降低风轮的风能利用率,从而达到减速的效果,使保护动作更加可靠和安全。

  3、系统性能的准确性

  通常,人们更热衷于开发一种简单的光伏及其互补发电系统的设计方法,但忽略了系统性能的准确性。一些研究集中在气象特性对系统性能的影响、系统性能的模拟、寻找时限特性参数与系统配置的关系等方面,但仿真的数学模型过于简单,同时,负载一般被假定为固定不变,这就使得其推导的公式应用范围有限。此外,有必要改进用于确定系统工作状态的表征组件和用于评估实际风能和太阳能资源的数学模型。