太陽能監(jiān)控安防系統(tǒng)|太陽能無線監(jiān)控|風(fēng)光互補監(jiān)控設(shè)備

概述風(fēng)光互補供電系統(tǒng)是一套太陽能發(fā)電及風(fēng)力發(fā)電的集成系統(tǒng)。它的特點是集合了不同再生能源的互補性。能源是國民經(jīng)濟發(fā)展和人民生活必須的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，在過去的200多年里，建立在煤炭、石油、天然氣等化石燃料基礎(chǔ)上的能源體系極大的推動了人類社會的發(fā)展。但是人類在使用化石燃料的同時，帶來了嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)系統(tǒng)破壞。近年來，世界各國逐漸認(rèn)識到能源對人類的重要性，更認(rèn)識到常規(guī)能源利用過程中對環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng) 的破壞，各國紛紛開始根據(jù)國情，治理和緩解已經(jīng)惡化的環(huán)境，并把可再生、無污染的新能源的開發(fā)利用作為可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容。風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)是利用風(fēng)能和太陽能資源的互補性，具有較高性價比的一種新型能源發(fā)電系統(tǒng)，具有很好的應(yīng)用前景。

風(fēng)光互補供電系統(tǒng)的發(fā)展過程及現(xiàn)狀

最初的風(fēng)光互補供電系統(tǒng)，就是將風(fēng)力機和光伏組件進(jìn)行簡單的組合，因為缺乏詳細(xì)的數(shù)學(xué)計算模型，同時系統(tǒng)只用于保證率低的用戶，導(dǎo)致使用壽命不長。

近幾年隨著風(fēng)光互補供電系統(tǒng)應(yīng)用范圍的不斷擴大，保證率和經(jīng)濟性要求的提高，國外相繼開發(fā)出一些模擬風(fēng)力、光伏及其互補供電系統(tǒng)性能的大型工具軟件包。通過模擬不同系統(tǒng)配置的性能和供電成本可以得出最佳的系統(tǒng)配置。其中colorado state university和national renewable energy laboratory合作開發(fā)了hybrid2應(yīng)用軟件。 hybrid2本身是一個很出色的軟件，它對一個風(fēng)光互補系統(tǒng)進(jìn)行非常精確的模擬運行，根據(jù)輸入的風(fēng)光互補供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、負(fù)載特性以及安裝地點的風(fēng)速、太陽輻射數(shù)據(jù)獲得一年8760小時的模擬運行結(jié)果。但是hybrid2只是一個功能強大的仿真軟件，本身不具備優(yōu)化設(shè)計的功能，并且價格昂貴，需要的專業(yè)性較強。

在國外對于風(fēng)光互補供電系統(tǒng)的設(shè)計主要有兩種方法進(jìn)行功率的確定：一是功率匹配的方法，即在不同輻射和風(fēng)速下對應(yīng)的光伏陣列的功率和風(fēng)機的功率和大于負(fù)載功率，只要用于系統(tǒng)的優(yōu)化控制；另一是能量匹配的方法，即在不同輻射和風(fēng)速下對應(yīng)的光伏陣列的發(fā)電量和風(fēng)機的發(fā)電量的和大于等于負(fù)載的耗電量，主要用于系統(tǒng)功率設(shè)計。

目前國內(nèi)進(jìn)行風(fēng)光互補供電系統(tǒng)研究的大學(xué)，主要有中科院電工研究所、內(nèi)蒙古大學(xué)、內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)、合肥工業(yè)大學(xué)等。各科研單位主要在以下幾個方面進(jìn)行研究：風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化匹配計算、系統(tǒng)控制等。目前中科院電工研究所的生物遺傳算法的優(yōu)化匹配和內(nèi)蒙古大學(xué)新能源研究中推出來的小型戶用風(fēng)光互補供電系統(tǒng)匹配的計算即輔助設(shè)計，在匹配計算方面有著領(lǐng)先的地位，而合肥工業(yè)大學(xué)智能控制在互補供電系統(tǒng)的應(yīng)用也處在前沿。

風(fēng)光互補供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

風(fēng)光互補供電系統(tǒng)主要由風(fēng)力發(fā)電機組、太陽能光伏電池組、控制器、蓄電池、逆變器、交流直流負(fù)載等部分組成。

(1)風(fēng)力發(fā)電部分是利用風(fēng)力機將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機械能，通過風(fēng)力發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)換為電能，再通過控制器對蓄電池充電，經(jīng)過逆變器對負(fù)載供電；

(2)光伏發(fā)電部分利用太陽能電池板的光伏效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)換為電能，然后對蓄電池充電，通過逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電對負(fù)載進(jìn)行供電；

(3)逆變系統(tǒng)由幾臺逆變器組成，把蓄電池中的直流電變成標(biāo)準(zhǔn)的220v交流電，保證交流電負(fù)載設(shè)備的正常使用。同時還具有自動穩(wěn)壓功能，可改善風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的供電質(zhì)量；

(4)控制部分根據(jù)日照強度、風(fēng)力大小及負(fù)載的變化，不斷對蓄電池組的工作狀態(tài)進(jìn)行切換和調(diào)節(jié)：一方面把調(diào)整后的電能直接送往直流或交流負(fù)載。另一方面把多余的電能送往蓄電池組存儲。發(fā)電量不能滿足負(fù)載需要時，控制器把蓄電池的電能送往負(fù)載，保證了整個系統(tǒng)工作的連續(xù)性和穩(wěn)定性；

(5)蓄電池部分由多塊蓄電池組成，在系統(tǒng)中同時起到能量調(diào)節(jié)和平衡負(fù)載兩大作用。它將風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出的電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存起來，以備供電不足時使用。

風(fēng)光互補供電系統(tǒng)比單獨風(fēng)力發(fā)電或光伏發(fā)電有以下特點：利用風(fēng)能、太陽能的互補性，可以獲得比較穩(wěn)定的輸出，系統(tǒng)有較高的穩(wěn)定性和可靠性；

在保證同樣供電的情況下，可大大減少儲能蓄電池的容量；

通過合理地設(shè)計與匹配，可以基本上由風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)供電，很少或基本不用啟動備用電源如柴油機發(fā)電機組等，可獲得較好的社會效益和經(jīng)濟效益。風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)可廣泛運用于：道路照明、辦公、住宅、企業(yè)、農(nóng)業(yè)、牧業(yè)、種植、養(yǎng)殖業(yè)、旅游業(yè)、廣告業(yè)、服務(wù)業(yè)、港口、山區(qū)、林區(qū)、鐵路、石油、部隊邊防哨所、通訊中繼站、公路和鐵路信號站、地質(zhì)勘探和野外考察工作站及其它用電不便地區(qū)。

風(fēng)光互補供電系統(tǒng)的優(yōu)勢

優(yōu)勢互補

傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電在資源利用上有其自身的缺陷，有些地區(qū)日照時間短或風(fēng)力不足，單獨使用風(fēng)力發(fā)電或太陽能發(fā)電不能滿足供電的需要。但風(fēng)能和太陽能的互補性很強，無風(fēng)時可能會有太陽，無太陽時可能會有風(fēng)，白天日照充足時可能風(fēng)小，夜晚沒有日照時可能風(fēng)大。風(fēng)光互補供電系統(tǒng)正是利用這一原理強強聯(lián)合，優(yōu)勢互補的。該系統(tǒng)彌補了風(fēng)電和光電獨立系統(tǒng)的缺陷，它是合理的獨立電源系統(tǒng)，是新能源綜合開發(fā)和利用的完美結(jié)合。

投資少、見效快、占地面積小、控制簡單

區(qū)域離網(wǎng)獨立供電、分戶離網(wǎng)獨立供電的特點是：較并網(wǎng)發(fā)電而言投資小、見效快，占地面積小，從安裝到投入使用的時間視其工程量，少則一天多則二個月，無需專人值守，易于管理。

易于實施、易于安裝、負(fù)載大小均可、便于維護(hù)、利國利民

風(fēng)光互補離網(wǎng)供電系統(tǒng)易于安裝使用，一個家庭，一個村莊、一個區(qū)域，無論個人、集體均可采用。并且供電區(qū)域規(guī)模小、供電區(qū)域明確，便于維護(hù)。

可以成為一種社會各方面來參與開發(fā)的項目。因此，可以有效的鼓勵和吸納社會閑散資金投入到再生能源的開發(fā)之中并使投資得以收益回報，既有利于國家、有利于社會、有利于集體、也有利于個人。

解決了偏遠(yuǎn)地區(qū)無法供電的難題和供電難的難題

解決了傳統(tǒng)供電線損大成本高的難題。風(fēng)光互補離網(wǎng)供電系統(tǒng)，不但緩解了電力緊張局面，同時也實現(xiàn)了綠色能源、開發(fā)了再生能源，促進(jìn)了循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展。