对于能源开发中风电、光伏理论装机比例的综合研究

赵艳阳

摘要：开发利用光能与风能等新能源，实现可持续发展目标。本文主要针对能源开发工作中的光伏与风电应用问题，研究理论层面上光伏与风电的装机比例，强调确定合理装机比例的必要性，分析处于多个装机比例下，峰谷差出现的变化，解决应用这两种新能源时存在出力波动问题，提升能源开发应用水平。

关键词：能源开发;光伏;风电;装机比例

开发新能源时，太阳能与风能是重点开发对象，国家也推出了相应的政策，助力产业快速发展，加快建设风电基站的节奏，增加光伏发电装机的实际容量。现研究光伏、风电理论装机比例相关问题。

1分析光伏与风电装机比例的必要性

新能源对环境的破坏小，总量较大，因此被应用到当前的发电系统。光伏能源与风能属于清洁能源，且具有可再生能力，将两种新能源结合应用，提升风能的实际应用率，并网实施期间存在的容量问题也能够得到有效解决。风电使用中的出力变幅问题可被抑制，同时减轻电网频率与无功电压受到影响，提升整体供电质量。如果单独使用光伏发电或者风力发电，日出力无法达到标准，获取的季节性收益也不能符合预期，因此需要确定合理的装机比例，使两种发电方式都能够展现出稳定的效果，使发电系统形成更高的利用率。

新能源的优势值得肯定，但是在使用过程中也暴露了一定的问题，以风力发电为例，其需要转化空气动能，形成电能，风特性会给发电特性带来影响，风的特性主要包括间歇性与波动性，且这两种特性都是随机的，因此风力发电时的功率存在间歇性与波动性，如果风电场的实际容量不大，电网系统受到风电的影响就会比较小。当风电场容量持续增加后，电网系统受到的影响也在不断增加，大风速扰动的现象形成后，风电系统的频率与电压难以维持稳定。除了风力发电外，光伏发电同样也有功率波动现象。

新能源被推广应用，并网规模持续增加，必须关注电网调峰问题。很多地区都存在白天的风电出力小于夜间出力，当日照辐射的强度大幅增加后，光伏发电功率也持续提升，仅在白天可以出力支持发电;因此需要充分利用光伏发电与风力之间存在的互补性，调整光伏发电与风力发电的具体装机规模，进行有效规划，减轻出力波动给电网调峰活动带来的负面影响，降低调峰难度。

2光伏电、风电装机比例

2.1装机比例

结合实际的光伏出电信息，可知其在白天出力，夜间并不出力;根据风电出力现象，其具体出电规律为夜间出力小于白天出力，体现出反调风的基本特性、按照已有的光电与风电数据可以了解到使用组合装置之后，峰谷出现的实际变化，可以了解到光伏发电装置与风电装置的实际装机比例为0.1：1，也有情况为0.2：1，峰谷并不会展示出显著差异，增幅大于10%时，占比仅为23%，在大部分情况下，峰谷增幅都会保持不变或者降低。如果采用组合设置的方式使用光伏装置与风电装置，增加光伏电装置的运用数量，使其占有较大比例时，对比单独运用风电形成的峰谷差与组合两种发电装置时形成的峰谷差值时，可发现有增长的情况。光伏电与风电装机比例范围为1：0.2至1：0.1，可以形成最高的装机效益。

2.2理论装机比例

给装机配比带来影响的因素有很多，气候因素与地理因素为主导因素，对发电活动的影响也最大，如果发电区域拥有丰富充足的风能资源，同时白天与夜晚可用的风能总量差异较小时，光伏电的发电机容量可低于风电发电设备的容量。具体配比中，需要以风电为主，通过这种配置方式，可以确保电力输出长期保持稳定，实现持续输出的目标，在这种装机比例之下，可缩短使用柴油机的时间。只有在白天才能够发挥出光伏发电系统的作用，因为只有白天才能有足够的光能辐照，进而进行供电，相比其他的发电方式，这种发电更加受限，尤其是使用区域与使用时间方面的限制，连续性与稳定性都难以满足供电需求，电能无法在夜间持续输出。如果发电区域进入雨季，即使是阴天的白天，供电也不能保持稳定。

基于光伏发电的局限性，需要调高风机装机比例。如果环境条件一致，风电功率不存在变动的情况，输电容量也会受到额定光电功率的影响，且这种影响具有决定性意义。增加额定光电功率，光电与风电功率的互补程度也随之增加，减少额定光电功率后，二者间的互补程度随之降低。增加额定功率数值，达到标准值，使光电互补程度接近临界点上的最大值。必须考虑到增加额定光电容量且超过最大值后，光电间能够产生的间歇性也随之增加，使电力输出产生波动，电网系统在波动影响下，供电质量也会随之变差。针对间歇性电源，其往往具备相应特征，风电与光电之间也存在能够使发电效果达到最佳的配比方式，按照这一配比确定装机比例，实现强化输电效用的目标，形成良好的输电互补效果，比例范围为1：0.1-1：0.2。

光伏与风电的装机比例为0.1：1时，89天的实际峰谷差有所增加，超过200天的峰谷差没有变化，75天峰谷差缩小;调整装机比例，光伏与风电装机比例为0.2：1时，峰谷差增加的天数为112天，不变的天数为176天，变小天数接近75天，为77天;设置1：0.4为光伏装机比例，增加天数为171天，峰谷差没有变化的天数为124天，剩余70天差值变小;控制光伏装机比例为1：1时，峰谷差有20天出现变小的情况，38天为不变，增加天数为307天。

3结论

调整光电与风电的装机应用比例，形成最佳配比，消除两种发电方式各自存在的应用问题，增加输电收益。在实际的配比与调配过程中，需要对应用环境进行分析，如季节变化、气候变化与地理区域等，使光电与风电实现互补，优化新能源在发电活动中的应用效果。在现有能源的基础上，应继续开发新能源，并结合能源特点，进行合理运用，以此來实现环保化发电的技术目标。

参考文献

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