周明月
扬州大学水利与能源动力工程学院 225100
摘要：本文主要分析了风能-太阳能互补的特性，阐述了在当前提倡新能源开发和利用理念下，将风能-太阳能互补应用于发电系统设计中，通过设定的优化路径、细化设计步骤，实现发电系统的经济性和节能性目标，体现新能源开发和利用的优越性。
关键词：风能；太阳能；发电系统；优化
将系统优化设计应用于风能-太阳能互补发电系统中，通过设定最小的方式，将技术性能变成约束，之后通过循环迭代的方法，在满足约束的系统方案中寻找经济的系统配置，把问题简化并处理，借助风能-太阳能各自的优势，发挥更大的发电作用，为发电系统提供经济性能和技术性能，从而提高能源的利用率，达到优化资源配置的目标，促进新能源的推广和应用。
一、介绍风能-太阳能互补的特性
风能和太阳能以自身独立的特性应用于发电系统中具有较大的优越性，将二者的独立性进行更替和优化，才能实现发电系统的经济性能和技术性能。而独立发电系统在实现经济性能和技术性能的同时，可以接纳总体投资特有的概念，需要辨别的数据，将太阳能电池预设的单位容量和容量价格以及太阳能电池板；风能发电机预设的单位容量，容量价格，以及体系架构下的发电容量蓄电池的单位价格等相统一，构建风能-太阳能互补的特性，为供电系统提供独立满足预设负载的供电能力，开发并利用新能源。
二、风能-太阳能互补独立发电系统设计
首先要了解风能和太阳能各自在发电系统中的优势，根据各自的优势最大限度被利用，实现对发电系统的价值。笔者通过自身多年实践，以及自身对新能源结构的了解，总结并归纳出风能-太阳能互补独立发电系统设计思路，具体从以下几个方面进行：（1）明确发电容量，根据太阳能特有的电池板和风能发电特有的电机容量，计算总容量，运行时段的平均输出，风能发电预设的总容量以及风力电机特有的输出容量，太阳能及风能特有的互补系统负载必备时的电量；（2）明确蓄电容量，由于蓄电池自身所具有的容量能够依循电池预设的存储能量，辨识并确认负载天数和容量总值，从而按照天数计算均衡状态下负载天数和每日耗能情况，为发电系统设计详细的能量运算。（3）指标计算，根据风能和太阳能各自的指标，通过运算，得到待选配置，将每小时的特有时段当成是运算步骤，然后构建模拟系统，设定最佳情形下的性能指标，为发电系统提供更充沛的运算和模型设计。其设计步骤框图如图1所示：
图1 风能-太阳能互补独立发电系统设计框图
三、细化发电系统设计
在设定发现系统架构后，选取出最佳系统模型，将风能-太阳能互补独立发电系统进行优化设计，最大限度利用能源的经济性能和技术性能。在系统优化过程中，能够细化出多个目标，经过技术人员全面考虑后，统筹规划后，制定有序规划，重新构建发电系统。在设计过程中，一旦发掘一个可用的解答，通过对目标值设定，辨别和探究出相应的数值，并将其看成是体系以内的非劣解或者是最优解，同时对设定的目标值进行集合和整理，从而构建出Pareto特有的集合，构成曲面图。由于风能-太阳能互补独立发电系统中潜藏着可行解，在具体计算过程中，依循Pareto带有的最优解，预设系统架构，并将其设定为第一方案，在于其他范畴的方案进行对比分析后，辨识出最佳方案，选择最优路径，建立风能-太阳能互补独立发电系统。
根据太阳能特有的数据推算出风速，并画出特性曲线图，在辨识单位容量特有年度输出的同时设计依循步骤。而年度输出值中具体包含太阳能电池的蓄电池、电能输出、发电机输出，将其通过运算后得到新的数值，从而推算负载数据，每日能耗情况，了解蓄电池预设的总容量。之后根据输出容量及每日耗费情况计算并设置初始配置路径，具体包含自然数据、连接的负载数据以及方针路径等，由此可见依循目标的设定是Pareto的最佳应用方案。
四、分析风能-太阳能互补独立发电系统
根据自然数据、负载数据和太阳能蓄电池容量、风力发电特性曲线设计互补独立发电系统，通过输出电能的曲线了解到：风力发电机输出功率比额定功率要小很多，且输出功率可能出现多次尖峰值，而太阳能电池板输出功率比较大，且呈平稳的趋势，因此，选择太阳能发电比风能更加合理。另外从太阳能蓄电池容量方面分析，随着太阳能电池板容量在不断增加，而互补独立发电系统呈现递减的趋势，且系统的成本在不断增加，表明纯太阳能发电要优于纯风能发电系统，而风能发电系统的成本要比太阳能发电系统成本高，这两种新能源在经济性能和技术性能对比分析下，太阳能发电和风能发电在优势互补发电系统趋于二者之间更好的体现了经济性性能和技术性能。从蓄电池方面分析：风能发电机容量与太阳能电池板发电容量相同，发电系统的自治程度会随着电池容量的增大而增大，成本也会随之增加，表明在发电系统的设计过程中，可以增加电池容量，为发电系统提供更可靠的路径设计，同时在这一流程中，系统耗费掉的总成本呈现递减的趋势，将风能-太阳能互补独立发电，体现了互补系统特有的耗费成本性能，同时实现了经济性能和技术性能的统一，因此，在明确风能-太阳能各自优越性的前提下，创设独立架构，将自然数据、可用的负载数、电池特有的属性、发电机属性相结合，选出最佳发电系统。其中太阳能电池与风能发电机输出功率图如图2所示：
图2 太阳能电池与风能发电机输出功率图
五、结束语
综上所述，将风能-太阳能互补独立发电，能够体现出发电系统的经济性能和技术性能。本文具体从风能-太阳能的发电容量、蓄电池容量以及电池板等指标中，使得发电系统的自治程度和总成本最优化，笔者提出，从优化路径和细化设计两个方面具体分析，将风能-太阳能构成互补独立系统，创设方针路径，根据系统方案固有的自治程度，折射出现有方案预设的经济性能，提高太阳能电池容量，体现Pareto方案的最优化。此外，说明风能发电和太阳能发电具有互补性，且风能-太阳能互补独立发电系统的经济性能和技术性能优于单一的风能发电或者是单一的太阳能发电，在提高能源的利用率的同时，大力推广和应用可再生能源。
参考文献：
[1]安晓彤，马瑞吉.风力和太阳能光伏发电现状及发展趋势[J].电力系统自动化，2013（25）.
[2]朱芳，王培红.风能与太阳能光伏互补发电应用及其优化[J].上海电力，2014（01）.
[3]陈景华，张伯泉，杨宜民.基于多Agent的风力/太阳能互补发电场能量管理系统[J].电力自动化设备，2012（20）.
[4]李冲，周发州，王宗容.储能技术在独立风光互补发电系统中的应用及展望[J].南京工程学院学报，2013（11）.
作者简介：
周明月 1993年8月 女 汉 江苏淮安 2012级扬州大学水利与能源动力工程学院 能源与水利水电专业 本科在读 研究方向 能源动力。
论文作者:周明月
论文发表刊物:《基层建设》2015年23期供稿
论文发表时间:2016/3/29
标签：风能论文; 太阳能论文; 系统论文; 性能论文; 容量论文; 独立论文; 特有的论文; 《基层建设》2015年23期供稿论文;