新能源发电技术 第2版 课件 10分布式发电与能源互补(2)-互补发电

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。§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。（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。§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。（5）共用送变电设备和人员，可降低成本，提高运行效率。§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，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，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；－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）。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。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。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－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。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。（2）要求具有较高的可靠性。（3）要求逆变电源的输出应为良好的正弦波。（4）要求直流输入电压适应范围宽。风-光-柴联合发电运行甘肃某地区在2002年5月建成了4kW的风-光-柴互补供电系统，其中柴油机主要用作备用电源。风-光-柴互补联合发电系统结构图§10.5.3微型燃气轮机－燃料电池互补发电燃气轮机发电技术已经比较完善，效率较高，且氮化物、CO等污染物的排放量很少。高温燃料电池与燃气轮机的工作温度相匹配，组成联合发电系统具有更高的效率。燃料电池与微型燃气轮机联合发电，有非常好的发展前景。多种能源互补发电，是多种能源联合发电运行，在协调配合中充分发挥其各自优势，提高整体能源利用率。互补发电应用实例2014年12月30日，全球最大水光互补并网光伏项目——中电投黄河公司龙羊峡水光互补二期530MW并网光伏发电项目成功并网发电，龙羊峡水光互补并网光伏电站总装机容量为850MW，占地面积20.40平方千米。2019年3月12日，我国首套应用于南极地区的完整风-光-燃-储互补智能微电网