基于风能和太阳能复合储能系统控制的混合动力微型智能

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1、基于风能和太阳能复合储能系统控制的混合动力微型智能电网的研究BoWang,BaohuiZhang,ZhiguoHaoStateKeyLaboratoiyofElectricalInsulationandPowerEquipmentSchoolofElectricalEngineering,Xi'anJiaotongUniversityXi'an,Chinayayahere@qq.com摘要：能源是人类社会生存与发展的物质基础，更是国民经济发展的基础。化石能源的大量开发和利川，造成大气环境的污染与生态环境的破坏。而H•化和能源止在逐渐枯竭，为人类的能源体系敲响

2、了警钟。太阳能和风能都是无污染的可再生能源，它们的开发和利用受到世界各国普遍的关注。太阳能和风能两种发电方式各有其优点，但它们都受到气候和地理环境的影响制约。一般而言，一般冬季风大，A阳辐射强度小；夏季风小，太阳辐射强度大,两种发电方式可以相互补充利用，能够提高发电的稳定性和可靠性。关键词：电池、超级电容器、复合材料、能源存储、DTgSTLENT/PowerFactory1.介绍风能和太阳能作为町利用和对再生口然能源，在转换电能的过程中都受到季节、地理和天气气候等多种因素制约。但是，两者的变化趋势棊木相反，扬其各自之长，补其各自之短，相互配合利用，因地制宜，

3、能发挥出最人的作用。有鉴于此，很多人都着手风能、太阳能的综合利用研究。微计算机控制技术和电力电子技术是风光互补发电系统研究的一个重要方而。迅猛发展的微计算机控制技术和电力电子技术对提鬲风光互补发电系统的供电高效性和运行稳定性。通过电力电子技术来实现风力发电和太阳能发电的最大输出功率追踪以及负载端的交流/直流逆变输出等功能。绿色能源发电的特点之一就是输入为不可控的能源，其电压和频率都在不断的变化，且有些输出的是直流，有些输出的是交流；电力变换有直流■交流、交流•直流和交流■直流■交流等等，随实际情况而变。风光互补发电系统可以集中式发电，也可以非集中式发电（靠近

4、用户的分布式发电），文献还介绍了微网供用电系统（容量规模小于30MW）,它是分布式发电的一个研究热点。由此叮见，电力电了与绿色能源的发展是密不可分的。太阳能风光互补发电系统研究的另一方面集屮在系统的计算机仿真和优化设计。利用计算机软件强人的功能，对一个太阳能风能互补发电系统进行精确的模拟运行，根据输入的发电系统的结构、负载特性以及安装地点风力、FI照强度数据获得运行结果。在系统性能优化方而，它通过设定最小值的方式把技术性能转变成约束，然后，通过循环迭代的方法，在满足约束的系统方案中寻找最经济的系统配置，把问题转换成单冃标优化问题进行处理。1.能最存储系统在微

5、型智能电网的应用风光互补发电系统主要由风力发电机组、太阳能发电阵列、控制器、蓄电池组、逆变器、系统监控、直流交流负载等部分组成，如图14。发电部分：一般由一台或几台风力发电机组和太阳能发电阵列组成，完成风能一电能、光能一电能的转换。蓄电池组：蒂电池在系统中同时起到能量调节和平衡负载两大作用。它将风力发电机和太阳能发电阵列输出的电能转化为化学能储存起來，以供电能不足时使用。在常用的蓄电池中，主要有铅酸蓄电池、碱性傑蓄电池和铁银蓄电池。其中铅酸蓄电池价格低廉、性能可靠、安全性高，n技术上又不断进步和完善，得到了广泛的应用。控制器：完成系统各部分的连接、组合以及蓄

6、电池充电的自动控制。该装置能根据口照强弱、风力的大小及负荷的变化，不断对蓄电池组的工作状态进行切换和调节：一方面把调整后的电能直接送往直流负载或交流负载；另一•方而把多余的电能送往蓄电池组储存。当发电量不能满足负载需要时，控制器又把蒂电池的电能送往负载，使其在充电、放电或浮充电等多种工况下交替运行，从而保证风光互补发电系统工作的连续性和稳定性。逆变器：由一台或几台逆变器组成。逆变器把蓄电池屮的肓流电能变换成为标准的220V交流电，保证交流电负载设备的正常使用。同时还具有白动稳压功能，可改善风光互补发电系统的供电质量。风力发电和太阳能电池发电都可输出直流电，同

7、吋可用蓄电池充电，然后靠蓄电池向负荷提供稳定的电能。若用户使用交流电器，通过加载逆变器，将直流电变为交流电。由于系统采用了风能、太阳能发电互补的结构形式，具冇较广的应用范围。系统监控：风光互补发电过程控制系统比较复杂，工业上采用过程控制技术，对系统的运行工况进行监测控制和儕能化管理。根据系统的特点，现场控制层是对各类传感器、变送器和执行器的控制,实现对现场数据采集和过程控制。智能监控系统分为二层:底层是基于微处理器芯片的监控层，负责实现对单台设备的运行进行优化控制和参数设定，同时具备与上层通信的能力；顶层是基于微机的协调铮理层，主要用于现场数据处理，同时处理

8、多台并列运行时的协调控制及并网发电问题。)ESS.S