风光互补供电系统是什么?其工作原理及应用有哪些?

时间:2021年12月13日 14:14:18 点击次数:2153来源:原创

风力发电和太阳能发电是世界上最清洁、最现实和最有前景的发电方式之一。风光互补供电系统是一种合理的互补性供电方式,在供电的应用上,它解决了偏远地区无电的供电问题。今天我们详细讲下风光互补供电系统的工作原理及应用。

风光互补供电系统

一、风光互补供电系统是什么

风光互补供电系统主要由风力发电机组、太阳能光伏电池组、控制器、蓄电池、逆变器、交直流负荷等组成,该系统是集风能、太阳能、蓄电池等能源发电技术和系统智能控制技术为一体的复合型可再生能源发电系统。

风能或太阳能单独发电受到自然条件的严重限制,但它在时间和空间上具有很大的互补性。因此,将两者结合起来,形成风光互补供电系统,可以在很大程度上解决风能或太阳能单独发电的间歇性情况。在供电和有线传输方面,不需要建设大规模的传输网络,铺设光纤传输网络,降低了成本;比电网供电更省电,更安全。

二、风光互补供电系统的原理

1、风力发电部分利用风轮机将风能转化为机械能,再通过风轮机将机械能转化为电能,然后通过控制器给蓄电池充电,通过逆变器给负载供电;

2、光伏发电部分利用太阳能电池板的光伏效应,将光能转化为电能,然后给蓄电池充电,再通过逆变器将直流电转化为交流电,向负载供电;

3、逆变器系统由多个逆变器组成,将蓄电池中的直流电变为标准的220V交流电,保证交流负载设备的正常使用。同时还具有自动稳压的功能,可以提高风光互补供电系统的供电质量;

4、控制部分根据日照强度、风力和负载的变化,不断切换和调整电池组的工作状态:一方面,调整后的电能直接送入直流或交流负载。另一方面,多余的电能被送到电池组中储存。当发电量不能满足负荷需求时,控制器将电池的电能送至负荷,保证整个系统的连续性和稳定性;

5、蓄电池部分由多个蓄电池组成,在系统中同时起到能量调节和负荷平衡两个作用。它将风力发电系统和光伏发电系统输出的电能转化为化学能,并储存起来,以便在电力供应不足时使用。

根据风和太阳辐射的变化,风光互补供电系统可以在以下三种模式下运行:风力发电机单独向负载供电;光伏发电系统单独向负载供电;风力发电机和光伏发电系统共同向负载供电。

风光互补供电系统的原理

三、风光互补供电系统的应用

广泛应用于平安城市建设、智慧林业、智慧农业、智慧交通、智慧水利、智慧电网、边海防、石油石化、气象环保、环境监测、生态保护、灾害预警、军警、煤矿冶金、发电集团、运营商基站等领域系统供电,具体分类如下:

1、智慧水利:河长制、湖长制、河道监测、地下水资源监测、水质监测、水库监测、水流量监测供电;

2、智慧林业:林区进出口辅助卡口监控、天眼监控、森林防火监测、秸秆燃烧供电;

3、智慧交通:高速公路沿线视频监控、电子警察、卡口抓拍、隧道照明、道路监控、交通调查设备、高铁铁路沿线监控、港口视频监控、海事航视频监控供电系统;

4、智慧电网:架空式输电在线监测监控、架空式输电线路防外力破外预警监控系统、架空式输电线路覆冰在线监测、架空式输电线路微气象在线监测供电系统;

5、智慧农业:农业物联网、农产品溯源、农田灌溉、土壤监测、水产养殖监控供电系统;

6、平安城市建设:平安城市监控、天网工程、雪亮工程监控供电系统;

7、生态保护:湿地自然保护区监控、野生动物监测保护监控供电系统;

8、灾害预警:山洪灾害预警、气象灾害预警、地质灾害预警、自然灾害预警;

9、石油石化:井场/厂站监控、阀室监控、可燃气体监测、管道阴极保护、油气田数据、输油管道监测供电系统;

10、气象环保:空气温湿度监测、PM2.5监测、水雨情卫星监测、气象站、污水处理厂、污染源监控供电系统;

11、军警领域:反走私视频监控、边防哨所、海岛边防、单兵作战装备供电系统;

12、煤矿冶金:煤矿安全监控、国土资源矿山监控供电系统;

13、发电集团:火电厂监控、水电站监控、风电场监控供电系统;

14、运营商:基站、微基站、通信保障供电系统。

以上是风光互补供电系统的相关介绍。利用风能、太阳能的互补性,可以获得比较稳定的输出,系统有较高的稳定性和可靠性。通过合理的设计和匹配,电力基本可以由风光互补供电系统提供,很少或不需要启动柴油发电机组等备用电源,可以获得较好的社会效益和经济效益。

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