离网型风光互补独立供电系统容量设计

彭有明，詹跃东（昆明理工大学信息工程与自动化学院，云南 昆明 650500）

离网型风光互补独立供电系统容量设计

彭有明，詹跃东
（昆明理工大学信息工程与自动化学院，云南 昆明 650500）

摘要：本文考虑供电系统的连续性，提出了风光互补供电系统设备容量设计，讨论了离网型光伏风能发电系统的构成及特点，以及蓄电池和控制器在系统中的重要作用。通过理论研究结合工程实际，对一种风光工程应用的光伏电池方阵、风机、控制器、蓄电池组和离网型逆变器的容量计算及选择进行了分析。本系统的应用，不但解决了发电系统存在的问题，还保障了风光互补供电系统的连续性、稳定性和可靠性，最终使其可以满足广大用电客户的需求。

关键词：离网；风光互补供电系统；风能；太阳能；容量设计；蓄电池组

0　 引言

清洁能源是社会发展的命脉，是未来能源发展的必然趋势。随着风能和太阳能的使用日益频繁，它们各自的优越性及互补性在风光互补发电过程中呈现出来。风光互补发电系统可以合理配置光伏容量、风电容量、储能容量，不但能降低供电系统成本，使其具有较高的稳定输出电压，而且可以保证供电的连续性。

在光伏发电系统的容量设计过程中，文献 [1]根据理论研究并结合工程实际，提出了更符合工程实际的光伏电池方阵、蓄电池组、逆变器容量的计算及选择方法。文献 [2] 讨论了离网型光伏电站选用的阀控式铅酸蓄电池的性能特点及蓄电池组容量的设计。文献 [3] 介绍了进行独立光伏系统容量设计时应注意的因素，给出了进行容量设计时使用的软件及计算公式。文献 [4] 提出了独立式风能、太阳能和柴油发电系统的容量优化方法。文献 [5] 提出了一种基于迭代技术的优化模式，以优化混合光伏/风力发电系统中不同组件的容量大小。文献 [6]提出了一种基于电源概率算法 (LPSP) 的损失计算机应用程序的开发评估，以提供最佳技术经济结构的独立式光伏风能发电系统的容量选型方法，并且介绍和讨论了一个光伏风能电厂的案例。文献 [7]研究了离网型混合多源系统（光伏/风力/柴油/电池）的建模和容量设计，并在每年的总成本和环境的排放量方面和柴油机单独发电系统进行了比较。

本文通过参考以上文献和对系统进行分析，了解风光互补发电系统的结构功能，同时提出家用离网型容量最佳配置方法，考虑计算机软硬件设计与控制器在系统中的重要作用，对风力发电、光伏发电和蓄电池的容量，控制器、逆变器的选择进行系统地容量配置，最终提出离网型风光互补独立供电系统的容量设计与控制，以最大程度地满足用户的需求。

Capacity design of off-grid wind/PV hybrid power system

PENG You-ming, ZHAN Yue-dong
(Faculty of Information Engineering and Automation, Kunming University of Science and Technology, Kunming Yunnan 650500, China)

Abstract:In view of the continuity of the power supply system, the capacity design of wind/PV hybrid power system equipment was proposed. The construction and characteristics of off-grid wind and solar power generation system were discussed in this paper. The roles of controller and battery in the system were considered. By theoretical research and engineering practice, the capacity calculation and selection of a wind/PV hybrid power system with photovoltaic cell matrix, wind generator, controllers, batteries, and off-grid inverter were analyzed. The implementation of this system not only can solve the common problems of power system, but also can guarantee the continuity, stability and reliability of the wind and solar hybrid power system, thus meeting the requirements of general electricity customers ultimately.

Key words:off-grid; wind/PV hybrid system; wind; solar; capacity design; battery

中图分类号：TM 912.1

文献标识码：A

文章编号：1006-0847(2015)04-174-05

收稿日期：2015–3–10

基金项目：佛山市高明区科技三项基金项目（201310112）