风光储联合发电技术发展及应用论文_柳博,苏永宁

风光储联合发电技术发展及应用论文_柳博,苏永宁

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摘要:现如今随着人口密度的不断增加,工业化发展的不断进步,人们对于能源的需求与日俱增,新能源技术也随之出现,并飞速发展。在众多的能源技术中风能和太阳能产能技术已经随着技术的不断探索日益成熟,在电网中的使用率也在不断的增加。为了改善传统技术利用风能和太阳能产能通常会引起的功率波动和电能质量低等情况进行深入探索。这就需要对于两种能源以及能联合发电技术进行研究。

关键字:风光储联合发电;发展;技术

引言

随着新能源技术的不断发展和深入探索,在使用新能源产能时,产生的问题也随之浮现。由于风能和光伏能源属于一种清洁的可再生资源,因此得到了广泛的使用。风力发电与光能发电虽然存在本质上的不同,但是可以将两种能源共同划分为间歇式能源的范围之中。这种能源较为重要的特点就是具有随机性和不稳定性。因此对于风能和光能能源共同存在的问题进行研究,如何解决间歇式能源的随机性和不稳定性成为了当前研究的一个热点问题。本文主要对于风能和电能发电进行介绍,然后针对风光储联合发电的发展和应用进行整体的阐述。

1风、光发电的基本特点及二者联运的优势

随着时间的不断更替,风能和光能的产能效率和峰值都会发生巨大的变化。在多风和阳光充足的季节中,产能效率高,输出电压峰值会提高,在少风和阳光不足的季节中,产能效率则会降低,输出电压峰值也会降低。这对于整个电力系统会造成很大的挑战,导致电网中电压不稳定,最终影响电力系统的稳定输入造成很大的麻烦。

风力发电机主要是利用风力进行发电的技术,整个系统最终的输出功率和系统所在区域的风速存在着紧密的联系。在实际的能源生产中,风电场的出力通常情况下是根据实地测试的风速平均值在风机风速的关系曲线上找出风机功率,然后可以得到一个统计数据,该数据表示着一年中不同时间分布中的风电场力,根据统计的实测数据进行研究分析,最终可以选择出一个较为典型的时间对风电场功率进行分析与探索。

光电发电系统主要是利用光照进行发电,科研工作者对其系统进行整体的研究分析表明,在确定了光伏列阵布置样式和逆变器的选择后,对于整个发电系统主要影响其最终系统输出功率的因素就是温度系数及光照强度。这些外在环境因素对于最终系统的输出功率有很大的影响。

经过研究和探索得到了一种能源互补法。能源互补法顾名思义就是将风电与光电两种清洁再生能源进行联合,从而构建成一个更大的发电系统。利用两种清洁能源的互补从而降低随机性和不稳定性,提高发电的效率。假如将两种清洁再生能源进行联运,这将会大大的弥补两种清洁再生能源的弊端。从区域来看,对于我国而言,风力发电系统分布较多的区域主要是西北和华北地区,因为西北和华北地区的地势较高,风力较强,风能资源同我国其它地区对比较为丰富。从时间来看,风力较为充足的季节只要分布在冬季和春季两个季节。根据研究人员的统计分析可以知道,就一般情况而言,4-9月由于处于夏季,风力较弱,风力发电系统所能用的风能有限,所以发电量较少,同其它6个月对比,发电量将近少50%左右。对于光能发电而言,这种情况就恰恰相反。因为对于光能发电的最终输出功率与温度和光照强度等因素有关,在夏季气温较高,白天光照时间较长,强度较高,在4-9月的夏季,光能发电系统产能较高。同其它6个月对比,发电量则会较多。根据这两种能源发电的时间上的不同,可以结合两种发电方式进行互补。

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2风光储联合发电系统的技术发展及其应用

2.1关键技术发展

1)风光功率预测技术。在整个风光储联合系统中,为了确定比较精确的风电与光电的输出功率,这就需要提前进行预测分析研究。风光预测技术就是为了解决该问题而产生的技术。这是整个发电系统计划和调度方式设定的主要前期工作,后续的一系列工作都是在此基础上进行研究的。依靠功率预测系统,可以对于不同时期的气象有关信息进行研究,对发电功率的历史信息进行分析,最后得到精确的风电与光电的输出功率

2)并网逆变器技术。整个系统的前期工作做好后,就需要进行风、光、储三部分的整体联动。为了完成三部分的整合,并网逆变器就是一个至关重要的设备。只有利用并网逆变器才能完成风光储与电网的连接。其主要功能是对发电的功率因数、有功功率和无功功率等有关的系统技术指标进行实时管理,最终保证整个发电系统的平稳工作。

3)智能调度技术。根据上节中的叙述可以知道,风、光发电会在很大程度上受到自然环境条件的干扰,导致两种发电系统最终的输出功率具有不确定的特征。为了解决该问题,就要结合一种调度控制方式,对发电系统产生的能源进行存储控制。利用储能设备实现风电和光电进行存和放,由此可以实现对整个电力系统的输出功率进行整体的调节。在实际应用时,应该根据系统所在的地区和环境确定采用的技术方式。

4)储能控制技术。抽水蓄能是现如今在我国较为常见的一种储能技术。其主要特点就是成本低。虽然有突出的优点,但也存在很大的弊端。对于一些环境条件不允许的地方,该技术则难以使用。在实际应用时,应该根据系统所在的地区和环境进行应用。

2.2风光储联合系统的工程应用

风力发电与光伏发电虽然在本质上不同,但都具有随机性和不稳定性的特点。在每个系统单一工作时,最终的输出功率很难控制其保持稳定。因此对于风能和光伏能源共同存在的问题进行研究,为有效解决这个弊端,我国许多的电网公司投入了大量的人力和物力进行实际的工程分析研究。其中,国家电网经过长期的研究和探索,在某市搭建了一个我国第一个国家级的风光储示范系统。该系统主要是根据有关技术方法进行搭建,最终完成了风电、光能发电和储能装置与电网的互动及智能化调度。

3总结

结合文中所述,在现如今能源危机的情况下,能源开发运用技术是未来发展的主流趋势,为了改善传统技术利用风能和太阳能产能引起的功率波动和电能质量低等情况,采用两种清洁能源的互补的方式,从而降低随机性和不稳定性,提高发电的效率。

参考文献

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[2]樊新东,杨秀媛,金鑫城.风电场有功功率控制综述[J].发电技术,2018,39(3):268-276.

[3]李星,杨秀媛,王丽婕.灰狼算法在风电水电协同运行中的应用[J].发电技术,2018,39(1):43-48.

论文作者:柳博,苏永宁

论文发表刊物:《电力设备》2019年第20期

论文发表时间:2020/3/16

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