风电功率预测技术的应用现状及发展建议

卞海涛 1 卞俊峰 2 孙 震 3

1 身份证号码： 3707841987 **** 7416 山东 济南 250000 2 身份证号码： 3206841991 **** 6439 山东 济南 250000 3 身份证号码： 3701231983 **** 5718 山东 济南 250000

摘要:电能和自然环境是当今社会面临的两个关键研究课题。随着我国倡导发展绿色经济，太阳能、风能、水电、生物能源等新能源技术呈现快速发展趋势。多种可再生资源相互补充发电量是一种合理的方式，可再生资源的发电量占总发电量的比重越来越大。太阳能和风能作为可再生资源的重要组成部分，具有覆盖面广、发展潜力大、环境危害小、可持续利用等特点。两者在有机化学上的融合，使得再生资源系统的运行更加稳定高效。风光互补发电因其作为互补发电技术的独特优势而广受欢迎。文章概述了互补发电的技术管理体系和互补发电的技术性，讨论了风光互补发电技术的现状和发展趋势。

关键词：可再生能源；太阳能；风能；互补发电技术

1 引言

1.1研究背景

倡导绿色经济发展趋势和生态文明基础建设，完善可持续发展理念，早已成为世界各国的重要共识。风电、太阳能、水电、生物能源等可再生资源意味着发电技术具有互补性，技术早已成为世界各国科研互补的关键。现阶段，由于受可再生资源的限制，如果单独选择单一电源进行发电，存在诸多障碍。因此，多种可再生资源互补发电技术早已成为现阶段新能源发电的重点发展前景。

1.2 风光互补发电系统发展

风光互补发电的技术本质是地热发电系统和太阳能电站系统的集成。单一的风速或太阳能电站系统很容易受到自然条件的限制。由于这些缺点的存在，单独使用单一电源将其转化为经济发展和可靠的电力工程时会受到影响。有很多问题，如果开发利用风能和太阳能发电，形成互补的新型发电系统，将各个单一发电系统的多样性灵活运用到所有互补的发电系统中，就可以创造更多的经济发展和可靠的补充发电系统。

1.3 风光互补发电技术的现状

现阶段的科学研究主要集中在控制系统和系统的仿真可靠性设计两个层面。控制系统的运行主要用于提高所有风光混合发电系统的高效性和可靠性，利用技术完备的控制系统和电力电子技术达到提高发电效率的目的。供应系统。现阶段，大部分风光互补发电系统采用比较完善的控制系统，即大功率点跟踪技术自动控制系统，以保证太阳能电池阵列的功率值和风速发电机组大且改进。一切相辅相成，使供配电系统的发电量和工作效率相得益彰。科学技术日新月异。近年来发展了一些新的控制系统，如最优梯度方向法、滞后比较分析法、模糊逻辑法、间歇扫描法、神经网络预测分析法等。但由于这种优化算法相对复杂，同时电子计算机的提供相对较高，综合考虑成本等因素，最终应用到工业生产实践中是必然的。必须有一段时间。系统仿真和可靠性设计，该行业的海外发展趋势相对较早。最初开发了大中型程序包，对太阳能电池阵列和风速柴油发电机组进行仿真仿真，形成互补发电系统，对互补发电系统的特性进行仿真仿真。科研人员可以通过对程序包的分析，得出供配电系统的特点和供电系统成本的差异，并可以根据程序包模拟不同的系统设置，以获得最佳系统的设备，包括大学和国家可再生实验室联合开发的科罗拉多州-Hybrid2系统。该行业在中国也获得了快速发展的趋势。2003年，中科院广州电力研究所与香港理工大学合作科研开发，利用CAD设计了一套风光互补发电优化方案。系统设计方案的优化算法。

2 互补发电技术体系

图1 互补发电技术体系

如图1所示，互补发电技术是一个管理系统。它不仅仅是两种电能的特定互补发电。只是将多种发电能源的发电量发展起来，将各自独立的发电量系统融合成一个新的发电系统，互利共赢。例如，太阳能发电可以与其他各种发电系统集成，如风力发电、动物化石能源、生物能源和水。当然，不限于此。理论上，不同类型电源的互利共赢融合都是相辅相成的。

3 风光互补发电技术

3.1 风光互补发电系统的分类

风-光混合发电系统的软件可分为两大类。第一种是并网型，与公共电网相连。等效电路可以是单个发电厂。高频直流电源先转换为高压直流电源，再根据逆变电源转换为高压直流电源。电网的工作电压为同屏同相正弦交流电，传输至电网，其主要用途是大中型系统。另一类是离网、不接入公共电网的风-光混合发电系统称为离网风-光混合发电系统，即风-光混合发电系统，将发电项目立即执行并传输到负载端，然后控制板将其剩余的电磁能以化学能的形式储存在电池中，方便在没有风能和太阳能的条件下应用电厂可以满足负荷要求。

3.2 风光互补发电系统的相关技术

图2 风光互补发电系统相关技术

风能和太阳能混合发电系统不是单一的发电系统。是一款集风力发电技术、太阳能电站技术、储能及分布式电源管理系统于一体的整体发电系统。

3.3 风光互补发电系统的结构

风光互补发电系统结构如图3所示，主要由控制板、蓄电池、逆变电源、通信交流负载、直流负载、风速柴油发电机组和太阳能电池阵列组成。系统整体融合了多种新能源发电、储能技术和智能控制系统，包括风力发电、太阳能电站、蓄电池储能等，采用MPPT的智能控制系统。

图3 风光互补发电系统结构

(1)风力发电是指风速发电机组首先将获得的风能转化为机械动能，再由风能发电机将机械动能转化为交流电，然后根据控制面板进行操作使其能够给电池充电，输出的电磁能也可以立即开发出直流负载的供电系统，或者根据逆变电源的效率将其转换成交流电，然后再开发通信交流负载的供电系统。

(2)太阳能电池阵列是指利用光伏阵列在接收到阳光时的光伏效应，立即将太阳能转化为直流电，然后给蓄电池充电，电磁能输出可以立即为直流开发供电系统。根据逆变电源转换为交流电流，开发了通信交流负载供电系统。

(3)逆变电源的作用是将系统产生的直流电转换成交流电。在日常生活中，大部分需要的交流电流为220V，但电池的输出电压多为DC12V、DC24V和DC48V。为了更好的开发AC220V用电设备的供电系统，必须采用DC-AC逆变电源。此外，逆变电源还具有全自动稳压管的功能，其供电系统质量对于风光混合发电系统可以有一定的改善效果。

(4)控制板可根据日照抗压强度、风速大小、负荷变化等条件，实时跟踪太阳能阵列和风速柴油发电机输出到高功率点。同时，它还具有自适应控制电池充电和过充、失电维护等功能。

(5)由于技术和成本的原因，电池组一般由若干个电池组成。它在风能和太阳能混合发电系统中具有调节动能和平衡负载的关键作用。它将太阳能发电阵列和风速发电机组产生的电磁能转化为化学能并储存起来，以便在缺乏电磁能时，保证供电系统的连续稳定。

3.4 风光互补发电技术的运行模式

风光混合发电系统可以根据风速和太阳辐射的变化，以下三种方式运行：风速柴油发电机独立开发给负载供电的供电系统；太阳能发电系统自主开发给负载供电的供电系统；风速柴油发电机和太阳能发电系统协同工作，开发负载供电系统。

现阶段，新能源技术飞速发展，大中型太阳能发电和风力发电技术也日趋完善，但对中小型风光混合发电软件的科学研究发电系统并不完善。无论是中小型风能和太阳能混合发电系统的软件还是独立的中小型太阳能发电和中小型风力发电，发电的高效率一直是其发展趋势的关键因素。因此，近年来越来越多的专家学者们对改进中小型风--光混合发电技术进行了科学研究。

关于太阳能发电系统，提高其发电量和高效率的科学研究的关键在于对最高功率的太阳能电池跟踪和机械系统的物理跟踪，即逐日跟踪科学研究，有人指出对研究内容解决了太阳能电池的阴影问题。

无论是太阳能发电系统，还是中小型风力发电机组发电系统，现阶段都没有很好的方法。大多数电流方法不是恒流源方法，也不是振荡观察或改进方法。如果不是采用了改进的提高氧化还原电位的方法。

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