风光互补系统直接负载特性研究及仿真.doc

摘要:当今世界，太阳能作为一种清洁能源呈现出大规模开发利用的趋势，光伏发电技术的发展也因此突飞猛进。此项技术的基本原理就是利用太阳能光伏电池的物理化学过程将太阳能转换成电能进而加以利用。太阳能光伏系统具有可靠性高、运行维护成本低等明显优势，但偏高的造价与对近乎苛刻的日照要求也是急需攻克的问题。

作为另一种清洁能源技术，风力发电则是在风力驱动下风叶片旋转，从而促使发电机发电。目前的风力发电技术已比较成熟，微风（约3m/s）即可实现发电功效，且发电成本较其他发电方式低，其巨大的社会效益可见一斑。然而风力发电也仍然有其不足之处，随机性大、供电可靠性较差成为阻碍其大范围应用的不利因素。

光能资源和风力资源在不同季节、不同地域和不同气候条件下都有很强的互补性，将两者结合起来，就可以很好地实现能量转化性价比与工作可靠性的兼顾，风光互补的新型发电模式因此应运而生。这种发电模式可以有效提高系统供电的连续性、稳定性和可靠性，目前已受到工业与环保行业的高度重视，应用前景十分广阔。本文通过对风光互补发电系统的现状分析，从其技术原理入手，将重点放在了负载特性部分，通过Matlab/Simulink环境对太阳能电池和风机进行仿真，得出相关数据，再进一步分析，从而完成在该系统下对负载特性的研究。

关键词 太阳能；风能；能源；风光互补；Matlab软件

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 风光互补的探究-1

1.1.1 研究的背景和意义-1

1.1.2 研究的思路和方法-2

2 风光互补系统-3

2.2 风光互补系统的概念及使用现状-3

2.2.1 基本概念-3

2.2.2 使用现状-3

2.3 风光互补发电系统的构成及特点-3

2.3.1 风力机组-4

2.3.2 太阳能电池板-5

2.3.3 控制器和直流控制中心-6

2.3.4 蓄电池-6

2.3.5 逆变器-7

2.3.6 控制系统-7

2.3.7 负载-7

2.3.8 风光互补系统的特点-7

2.4 风光互补技术中存在的若干问题-8

2.4.1 技术方面-8

2.4.2 能量方面-8

2.4.3 设备通讯-9

2.4.4 经济分析-9

2.4.5 应用与推广-9

2.5 风光互补发电系统的应用前景-9

2.5.1 无电农村的生活、生产用电-10

2.5.2 LED室外照明中的应用-10

2.5.3 航标上的应用-10

2.5.4 抽水蓄能电站中的应用-11

2.5.5 监控摄像机电源中的应用-11

2.5.6 通信基站中的应用-11

3 风光互补系统直接负载特性-12

3.1 风力发电系统的负载特性-12

3.1.1 风机运行特性分析-12

3.1.2不同负载、不同转速下的电机励磁电压与电流曲线-13

3.2 太阳能发电系统的负载特性-13

3.2.1 建立太阳能光伏发电模型-13

3.2.2 太阳能电池负载特性-14

3.3 风光互补系统负载特性研究-15

3.3.1 实验所用设备简介-15

3.3.2 实验所得相关数据及其处理-16

4 风光互补发电系统的建模与仿真-21

4.1 Matlab/Simulink简介-21

4.2 系统仿真模型的建立-21

4.3 系统仿真结果-21

结论-23

致谢-24

参考文献-25

附录-26