【《风光互补供电系统结构及运行特征分析概述》2400字】

风光互补供电系统结构及运行特征分析概述1.1补充太阳能发电系统的结构光伏组件、风力发电机、环保控制器、蓄电池和逆变器是光伏充放电系统的重要组成部分,其结构如图2-1所示。光伏电池和逆变器所产生的电能采用稳定的直流电源,通过直流控制传输,采用直流控制输出,直流电能转换为直流交换电能。图2-1补充太阳能发电系统的结构图整个系统电力的主要动力源是风力发电系统。将风能转换为机械能是风力发电系统的主要原理,然后机器就可以对输出的发电机进行工作[6]。风力发电板被转换成直流电后,DC/DC转换器将直流电转换成平稳电压,此时在满足的条件下,DC/DC转换器将直流电转换成平稳电压。正常运行,如果有剩余电能,则下列电能集装器将剩余电能集装器蓄电池后,将剩余电能集装器蓄电池。1.2太阳能电池板的基本原理无污染、无上限的光伏发电是光伏发电最广泛的用途,光伏发电技术是光伏发电在光能领域的应用前景广阔,不同地区的国家、不同地区的辐射情况不同,经过数据验证,光伏发电技术在光伏发电领域的应用前景是不同的。如表2-1所示。前三个地区,日电量超过2000h,且有良好的利用太阳能的条件,丰富的资源是无限的,那些能源应该由互补的电力系统来提供。太阳能电池板产生由太阳能系统提供的电能,当太阳能电池板连接到应用的外部电路时,然后在太阳能电池板的同一电路的两端产生电流和电压。图2-2太阳能电池等效电路太阳能电池产生的光电流;PN结的节点流;漏电流;负载电流;旁漏电阻;串联电阻。太阳能电池所产生的电能被认为是连接在二极管上的光源，太阳能电池所产生的电流被用来阻止二极管。（2-1）（2-2）（2-3）其中，q为电子电荷（1.610-19C）；I0为二极管反向饱和电流（一般数量级为10-4A）;K为波尔兹曼常数（1.3810-23J/K）;T为热力学温度;A为PN结理想因子，A值为1说明正偏电压大，A值为2时表明正偏电压小。我们理想电路中，近似约等于0，这时负载电流IL为：（2-4）太阳能电池的特征曲线如图2-3所示图2-3太阳能电池的特征曲线1.1.1太阳能电池板的选择太阳能电池板组件装配成一定尺寸的太阳能电池板,以满足电力系统的需求。太阳能电池板系统由储能装置和控制装置组成。因此储能系统的主要设备是太阳能电池，效果很好，太阳能电池板的选择非常重要REF_Ref22124\r\h[8]。太阳能电池板可分为：硅太阳能电池、薄膜太阳能电池、有机化合物太阳能电池、混合聚合物太阳能电池。早期有单晶硅和超晶硅电池,晶态电池使用较少。单晶硅电池的成本较低，但转换效率较低。表2-2列出了三种晶体硅太阳能的分析结果。太阳能电池是本文所研究的,本文的选择是一种小功率充放电系统。尽管太阳能电池板的价格要高于其他太阳能电池板,但太阳能转换效率最高,且符合被动充填系统的要求。如图2-4所示图2-4单晶硅太阳能电池1.3风能供应的基本原则风能，与太阳能这两类可再生能源也被广泛使用，风能具有对环境无污染和取之不尽的优势。我国地域辽阔，风能和太阳能资源丰富，如表2-3，2-4所示。从表中可以看到，我国拥有丰富的资源。当前，我国的风力发电技术不断提高，风力涡轮机的发展越来越快，大、中、小3个单元的机组根据不同的能源,采用不同的发电方式。风力涡轮机主要由风轮和发电机组成，这是将风能转换为机械能的装置，风力涡轮机叶片的旋转是最终功率输出的必要条件REF_Ref22186\r\h[9]。然而,由于风力的不稳定性,风力涡轮机的输出流是交流电。因此,在风力发电和电能补充系统中,需要将AC-DC在风力涡轮机之后，整流器电路先转换为直流电，然后才能进入电池组进行充电通过贝茨理论了解风力涡轮机的空气动力学特性。如果额定风速大于风速，则风力涡轮机的机械功率为。,其中为空气密度，R为风力涡轮机轮的半径。Cp风能转换元件，V为风速。事实上，风能转换系数Cp表示风能向机械能的转换效率，风能转换系数是翼端速度比和翼俯仰角的函数。因此，在风速不变的情况下，风能转换系数只能决定输入机械功率P的大小。叶尖速比是风轮叶尖线速度与风速之比的函数:，式中:ωm为(风轮转动的机械角速度rad/s);n为转速(r/min)。在β一定时，典型的Cp与λ之间的关系曲线示意图如图2-5所示图2-5风力发电机Cp与λ的曲线1.3.1风力发电机的选型风力发电机的有很多种,根据发电机的主轴可分为水平轴和垂直轴发电机的主轴。(1)横轴发电机:横轴与叶片垂直,一般平行于地面,主轴与风力发电机处于水平位置,如图2-6所示,水平轴发电机比风力发电机更有效，适用于大型风力发电厂。工业生产的历史和结构简单,效率更高[10]。垂直风力发电机到目前为止,水平轴上所有的风力发电机都用于发电,没有企业垂直轴上使用的风力发电机。图2-6水平轴风力发电机图2-7垂直轴风力发电机垂直轴风力发电机:转轴和叶片垂直于地面，转轴垂直的风力发电机如图2-7所示。与水平轴发电机相比,垂直轴发电机效率高；无换风要求；抵御风的能力极强(可抵御12至14级台风)；水平轴风力电机与垂直风力发电机的参数对比如表2-5所示。在同等风速条件下,垂直轴发电效率高于水平轴发电；垂直风力发电机将比较安全；风力发电机的许多证明是有前途的。在城市地区不旋转的,经常会遇到北风风速区和西北风速区,常造成桨叶断裂、剥落等问题。选用的风力发电机为水平轴风力发电机,设计更简便,不采用尾气和水平轴系统[11]。1.4蓄电池部分的基本原理在风能和太阳能系统中,电能是储存能量的必要部分,当风能和太阳能足够时,它就能正常工作,多余的电能可以储存在电池中。因此,当风能和太阳能发电不足时,蓄电池、蓄电池和其他蓄电池就会受到阻碍。1.4.1蓄电池选型蓄电池主要包括免维护，阀控式密封铅酸电池，金属氧化物镍电池，锂离子电池等。18650锂离子电池的优点，如表2-6所示。1.5风光互补供电原理风力发电系统被太阳能系统选用,太阳能系统作为总能量的来源,而电池作为蓄能系统,风力发电系统的原理是先将风能转化为机械能。即由发电机组通过AC/DC变换器驱动,通过DC/DC变换器获得稳定的电压,太阳能电池