概述

　　风光互补供电系统是一套太阳能发电及风力发电的集成系统。它的特点是集合了不同再生能源的互补性。能源是国民经济发展和人民生活必须的重要物质基础，在过去的200多年里，建立在煤炭、石油、天然气等化石燃料基础上的能源体系极大的推动了人类社会的发展。但是人类在使用化石燃料的同时，带来了严重的环境污染和生态系统破坏。近年来，世界各国逐渐认识到能源对人类的重要性，更认识到常规能源利用过程中对环境和生态系统的破坏，各国纷纷开始根据国情，治理和缓解已经恶化的环境，并把可再生、无污染的新能源的开发利用作为可持续发展的重要内容。风光互补发电系统是利用风能和太阳能资源的互补性，具有较高xxx的一种新型能源发电系统，具有很好的应用前景。

　　风光互补供电系统的发展过程及现状

　　最初的风光互补供电系统，就是将风力机和光伏组件进行简单的组合，因为缺乏详细的数学计算模型，同时系统只用于保证率低的用户，导致使用寿命不长。

　　近几年随着风光互补供电系统应用范围的不断扩大，保证率和经济性要求的提高，国外相继开发出一些模拟风力、光伏及其互补供电系统性能的大型工具软件包。通过模拟不同系统配置的性能和供电成本可以得出{zj0}的系统配置。其中colorado state university和national renewable energy laboratory合作开发了hybrid2应用软件。 hybrid2本身是一个很出色的软件，它对一个风光互补系统进行非常xx的模拟运行，根据输入的互补供电系统结构、负载特性以及安装地点的风速、太阳辐射数据获得一年8760小时的模拟运行结果。但是hybrid2只是一个功能强大的仿真软件，本身不具备优化设计的功能，并且价格昂贵，需要的专业性较强。

　　在国外对于风光互补供电系统的设计主要有两种方法进行功率的确定：一是功率匹配的方法，即在不同辐射和风速下对应的光伏阵列的功率和风机的功率和大于负载功率，只要用于系统的优化控制；另一是能量匹配的方法，即在不同辐射和风速下对应的光伏阵列的发电量和风机的发电量的和大于等于负载的耗电量，主要用于系统功率设计。

　　目前国内进行风光互补供电系统研究的大学，主要有中科院电工研究所、内蒙古大学、内蒙古农业大学、合肥工业大学等。各科研单位主要在以下几个方面进行研究：风光互补发电系统的优化匹配计算、系统控制等。目前中科院电工研究所的生物遗传算法的优化匹配和内蒙古大学新能源研究中推出来的小型户用风光互补供电系统匹配的计算即辅助设计，在匹配计算方面有着{lx1}的地位，而合肥工业大学智能控制在互补供电系统的应用也处在前沿。

　　风光互补供电系统的结构

　　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、交流直流负载等部分组成。

　　(1)风力发电部分是利用风力机将风能转换为机械能，通过风力发电机将机械能转换为电能，再通过控制器对蓄电池充电，经过逆变器对负载供电；

　　(2)光伏发电部分利用太阳能电池板的光伏效应将光能转换为电能，然后对蓄电池充电，通过逆变器将直流电转换为交流电对负载进行供电；

　　(3)逆变系统由几台逆变器组成，把蓄电池中的直流电变成标准的220v交流电，保证交流电负载设备的正常使用。同时还具有自动稳压功能，可改善风光互补发电系统的供电质量；

　　(4)控制部分根据日照强度、风力大小及负载的变化，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或交流负载。另一方面把多余的电能送往蓄电池组存储。发电量不能满足负载需要时，控制器把蓄电池的电能送往负载，保证了整个系统工作的连续性和稳定性；

　　(5)蓄电池部分由多块蓄电池组成，在系统中同时起到能量调节和平衡负载两大作用。它将风力发电系统和光伏发电系统输出的电能转化为化学能储存起来，以备供电不足时使用。

　　风光互补供电系统比单独风力发电或光伏发电有以下特点：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；

　　在保证同样供电的情况下，可大大减少储能蓄电池的容量；

　　通过合理地设计与匹配，可以基本上由风光互补发电系统供电，很少或基本不用启动备用电源如柴油机发电机组等，可获得较好的社会效益和经济效益。风光互补发电系统可广泛运用于：道路照明、办公、住宅、企业、农业、牧业、种植、养殖业、旅游业、广告业、服务业、港口、山区、林区、铁路、石油、xx边防哨所、通讯中继站、公路和铁路信号站、地质勘探和野外考察工作站及其它用电不便地区。

　　风光互补供电系统的优势

　　优势互补

　　传统的风力发电和太阳能发电在资源利用上有其自身的缺陷，有些地区日照时间短或风力不足，单独使用风力发电或太阳能发电不能满足供电的需要。但风能和太阳能的互补性很强，无风时可能会有太阳，无太阳时可能会有风，白天日照充足时可能风小，夜晚没有日照时可能风大。风光互补供电系统正是利用这一原理强强联合，优势互补的。该系统弥补了风电和光电独立系统的缺陷，它是合理的独立电源系统，是新能源综合开发和利用的xx结合。

　　投资少、见效快、占地面积小、控制简单

　　区域离网独立供电、分户离网独立供电的特点是：较并网发电而言投资小、见效快，占地面积小，从安装到投入使用的时间视其工程量，少则{yt}多则二个月，无需专人值守，易于管理。

　　易于实施、易于安装、负载大小均可、便于维护、利国利民

　　风光互补离网供电系统易于安装使用，一个家庭，一个村庄、一个区域，无论个人、集体均可采用。并且供电区域规模小、供电区域明确，便于维护。

　　可以成为一种社会各方面来参与开发的项目。因此，可以有效的鼓励和吸纳社会闲散资金投入到再生能源的开发之中并使投资得以收益回报，既有利于国家、有利于社会、有利于集体、也有利于个人。

　　解决了偏远地区无法供电的难题和供电难的难题

　　解决了传统供电线损大成本高的难题。光互补离网供电系统，不但缓解了电力紧张局面，同时也实现了绿色能源、开发了再生能源，促进了循环经济的发展。