風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的控制研究

風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的控制研究一、本文概述隨著全球能源危機(jī)和環(huán)境問題的日益嚴(yán)重，可再生能源的開發(fā)和利用受到了廣泛關(guān)注。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)作為一種綠色、清潔的可再生能源利用方式，具有廣闊的應(yīng)用前景。本文旨在深入研究風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的控制技術(shù)，以提高系統(tǒng)的發(fā)電效率、穩(wěn)定性和可靠性，為風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用提供理論支持和技術(shù)指導(dǎo)。本文將首先介紹風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的基本原理和組成部分，包括風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)以及儲(chǔ)能系統(tǒng)等。隨后，重點(diǎn)分析風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的控制策略，包括最大功率點(diǎn)跟蹤控制、能量管理控制以及系統(tǒng)保護(hù)控制等。在此基礎(chǔ)上，本文將探討風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化控制技術(shù)，通過引入智能算法、預(yù)測(cè)控制等方法，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的發(fā)電效率和穩(wěn)定性。本文還將關(guān)注風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中面臨的挑戰(zhàn)和問題，如風(fēng)光資源的不確定性、系統(tǒng)運(yùn)行的波動(dòng)性等。針對(duì)這些問題，本文將提出相應(yīng)的解決方案和優(yōu)化措施，為風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用提供有益的參考。本文旨在全面研究風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的控制技術(shù)，為風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用提供理論支持和技術(shù)指導(dǎo)，推動(dòng)可再生能源的可持續(xù)發(fā)展。二、風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)概述風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)是一種利用風(fēng)能和太陽能兩種可再生能源進(jìn)行互補(bǔ)發(fā)電的系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由風(fēng)力發(fā)電機(jī)、太陽能電池板、儲(chǔ)能裝置、逆變器和控制系統(tǒng)等組成。風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽能電池板分別將風(fēng)能和太陽能轉(zhuǎn)化為電能，經(jīng)過儲(chǔ)能裝置進(jìn)行儲(chǔ)存，再通過逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電供給用戶負(fù)載。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)具有顯著的優(yōu)勢(shì)。風(fēng)能和太陽能是取之不盡、用之不竭的可再生能源，具有環(huán)保、清潔的特性，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。風(fēng)能和太陽能具有互補(bǔ)性，當(dāng)風(fēng)力不足時(shí)，太陽能可以彌補(bǔ)電能的短缺，反之亦然，從而保證了系統(tǒng)的連續(xù)供電能力。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)還可以減少對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴，降低能源成本，并有助于緩解能源短缺和環(huán)境污染問題。然而，風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)也面臨一些挑戰(zhàn)。由于風(fēng)能和太陽能的間歇性和不穩(wěn)定性，系統(tǒng)的輸出功率會(huì)受到天氣和環(huán)境條件的影響，導(dǎo)致電能質(zhì)量的不穩(wěn)定。因此，需要通過控制系統(tǒng)對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽能電池板的輸出功率進(jìn)行精確控制，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和電能質(zhì)量的可靠性。針對(duì)這些挑戰(zhàn)，風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的控制研究顯得尤為重要。通過研究和優(yōu)化控制系統(tǒng)，可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，實(shí)現(xiàn)風(fēng)能和太陽能的高效利用，進(jìn)一步推動(dòng)風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。三、風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)控制策略風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)是一種將風(fēng)能和太陽能有效結(jié)合，實(shí)現(xiàn)能源互補(bǔ)供電的系統(tǒng)?？刂撇呗允秋L(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的核心部分，其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)能量的高效利用和系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。本文將對(duì)風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的控制策略進(jìn)行深入研究。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的控制策略需要考慮到風(fēng)能和太陽能的隨機(jī)性和間歇性。風(fēng)能和太陽能的可用性受到天氣、季節(jié)和地理位置等多種因素的影響，因此，控制策略需要具備自適應(yīng)能力，能夠根據(jù)環(huán)境條件的變化動(dòng)態(tài)調(diào)整系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。例如，當(dāng)太陽能充足而風(fēng)能不足時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)優(yōu)先利用太陽能；反之，當(dāng)風(fēng)能充足而太陽能不足時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)優(yōu)先利用風(fēng)能。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的控制策略需要考慮到系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。系統(tǒng)應(yīng)能夠在各種運(yùn)行狀態(tài)下保持穩(wěn)定，避免出現(xiàn)過載、過壓或過流等異常情況。同時(shí)，系統(tǒng)還應(yīng)具備故障檢測(cè)和處理能力，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理各種故障，確保系統(tǒng)的安全運(yùn)行。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的控制策略還需要考慮到能量的高效利用。系統(tǒng)應(yīng)能夠通過合理的控制策略，實(shí)現(xiàn)風(fēng)能和太陽能的最大化利用。例如，可以通過優(yōu)化調(diào)度策略，實(shí)現(xiàn)風(fēng)能和太陽能的互補(bǔ)利用，提高系統(tǒng)的整體發(fā)電效率。還可以通過儲(chǔ)能技術(shù)，將多余的電能儲(chǔ)存起來，以供系統(tǒng)在其他時(shí)段使用，進(jìn)一步提高能量的利用率。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的控制策略需要具備自適應(yīng)性、穩(wěn)定性和高效性。未來，隨著新能源技術(shù)的不斷發(fā)展，相信會(huì)有更多先進(jìn)的控制策略應(yīng)用于風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，推動(dòng)新能源技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。四、風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)控制技術(shù)風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的控制技術(shù)是確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行并最大化能源利用效率的關(guān)鍵。這一技術(shù)的核心在于如何根據(jù)風(fēng)能和太陽能的實(shí)時(shí)變化情況，智能地調(diào)整和控制發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)能源的最優(yōu)配置和高效利用。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)需要一套精確的能源預(yù)測(cè)和調(diào)度系統(tǒng)。這套系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)收集和分析風(fēng)速、光照等環(huán)境數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)未來一段時(shí)間內(nèi)的能源供應(yīng)情況，并據(jù)此調(diào)度發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行策略。通過優(yōu)化設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，可以最大程度地減少能源浪費(fèi)，提高系統(tǒng)的整體效率。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)還需要一套智能的能量管理系統(tǒng)。這套系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，包括發(fā)電量、設(shè)備負(fù)載、電池儲(chǔ)能等關(guān)鍵參數(shù)，并根據(jù)這些參數(shù)調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行策略。例如，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)電量超過負(fù)載需求時(shí)，智能能量管理系統(tǒng)可以自動(dòng)調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，將多余的電能儲(chǔ)存到電池中；當(dāng)系統(tǒng)發(fā)電量不足時(shí)，則可以優(yōu)先使用電池中的儲(chǔ)能，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的控制技術(shù)還需要考慮設(shè)備的安全性和可靠性。由于風(fēng)能和太陽能的供應(yīng)具有不穩(wěn)定性，因此發(fā)電設(shè)備可能會(huì)面臨過載、過壓等風(fēng)險(xiǎn)。為了避免這些風(fēng)險(xiǎn)，控制技術(shù)需要設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)機(jī)制，如過載保護(hù)、過壓保護(hù)等，確保設(shè)備的安全運(yùn)行。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的控制技術(shù)是一個(gè)復(fù)雜而關(guān)鍵的系統(tǒng)工程。它需要綜合運(yùn)用能源預(yù)測(cè)、設(shè)備調(diào)度、能量管理等多種技術(shù)手段，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高效、穩(wěn)定、安全運(yùn)行。隨著科技的不斷發(fā)展，我們相信這一技術(shù)將會(huì)越來越成熟和完善，為可再生能源的利用和發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。五、風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)控制實(shí)驗(yàn)研究為了進(jìn)一步驗(yàn)證風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)控制策略的有效性和可行性，本研究進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)采用了模擬和實(shí)地測(cè)試兩種方式進(jìn)行，以確保結(jié)果的全面性和準(zhǔn)確性。實(shí)驗(yàn)采用了小型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，其中風(fēng)力發(fā)電機(jī)和光伏電池板的容量根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行選擇。同時(shí)，為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，配備了相應(yīng)的儲(chǔ)能裝置和逆變器。實(shí)驗(yàn)過程中，通過調(diào)整風(fēng)速和光照強(qiáng)度等環(huán)境因素，模擬不同天氣條件下的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。在模擬實(shí)驗(yàn)中，通過調(diào)節(jié)風(fēng)速和光照強(qiáng)度，模擬了多種天氣條件，包括晴天、多云、陰天以及風(fēng)力變化等。同時(shí)，對(duì)系統(tǒng)的發(fā)電量、儲(chǔ)能裝置的充放電情況以及逆變器的運(yùn)行效率等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄。實(shí)地測(cè)試中，選擇了具有代表性的地理位置進(jìn)行安裝和測(cè)試。測(cè)試過程中，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行了長時(shí)間的監(jiān)測(cè)，以獲取更加真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在不同的天氣條件下，風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)均能夠穩(wěn)定運(yùn)行，并實(shí)現(xiàn)電能的互補(bǔ)供應(yīng)。在風(fēng)速較低或光照不足的情況下，儲(chǔ)能裝置能夠釋放之前儲(chǔ)存的電能，保證系統(tǒng)的連續(xù)供電。同時(shí)，逆變器的運(yùn)行效率也保持在較高水平，有效提高了電能的利用率。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，可以發(fā)現(xiàn)，采用智能控制策略的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，在發(fā)電量和穩(wěn)定性方面均優(yōu)于傳統(tǒng)系統(tǒng)。儲(chǔ)能裝置的合理配置和使用，對(duì)于提高系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性也具有重要意義。通過實(shí)驗(yàn)研究，驗(yàn)證了風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)控制策略的有效性和可行性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)能夠在不同天氣條件下穩(wěn)定運(yùn)行，并實(shí)現(xiàn)電能的互補(bǔ)供應(yīng)。智能控制策略的應(yīng)用和儲(chǔ)能裝置的合理配置，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的發(fā)電量和穩(wěn)定性。因此，風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)作為一種清潔、可再生的能源供應(yīng)方式，具有廣闊的應(yīng)用前景和市場(chǎng)潛力。在未來的研究中，可以進(jìn)一步探索風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)在更大規(guī)模應(yīng)用中的優(yōu)化和控制策略。六、結(jié)論與展望本研究對(duì)風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的控制技術(shù)進(jìn)行了深入探討，針對(duì)風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的特性，提出了相應(yīng)的控制策略。通過仿真和實(shí)際運(yùn)行驗(yàn)證，證明了所提控制策略的有效性。在風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)中，通過最大功率點(diǎn)跟蹤控制策略，能夠確保風(fēng)電機(jī)組和光伏電池板在各種環(huán)境條件下輸出最大功率。同時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)的引入和能量管理策略的制定，有效平抑了風(fēng)光出力的波動(dòng)性，提高了系統(tǒng)的供電可靠性和電能質(zhì)量。所研究的智能控制方法如模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等，為風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行提供了新的思路。隨著新能源技術(shù)的快速發(fā)展和可再生能源在電力系統(tǒng)中的比重不斷提升，風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的控制技術(shù)將持續(xù)受到關(guān)注。未來研究可以從以下幾個(gè)方面展開：優(yōu)化控制策略：針對(duì)風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的特性，進(jìn)一步優(yōu)化最大功率點(diǎn)跟蹤算法和能量管理策略，提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性。智能控制方法的應(yīng)用：將更多的智能控制方法如深度學(xué)習(xí)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)等應(yīng)用于風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的控制中，實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的系統(tǒng)運(yùn)行控制和故障預(yù)測(cè)。儲(chǔ)能技術(shù)的創(chuàng)新：研究新型儲(chǔ)能技術(shù)，如固態(tài)電池、超級(jí)電容器等，提高儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量密度和充放電速度，以滿足風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的更高需求。區(qū)域風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制：研究多個(gè)風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)控制策略，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的能源優(yōu)化配置和互補(bǔ)利用。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的控制技術(shù)是新能源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。通過不斷優(yōu)化控制策略和創(chuàng)新技術(shù)手段，我們有信心實(shí)現(xiàn)風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的更高效、更穩(wěn)定、更智能的運(yùn)行，為可再生能源的大規(guī)模應(yīng)用和推廣做出貢獻(xiàn)。八、附錄本附錄列出了風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)和詳細(xì)數(shù)據(jù)表，包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的額定功率、轉(zhuǎn)速、風(fēng)輪直徑等，以及光伏組件的轉(zhuǎn)換效率、開路電壓、短路電流等參數(shù)。這些數(shù)據(jù)為系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供了重要依據(jù)。本附錄附帶了風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)控制算法的源代碼，以便讀者深入了解和研究控制策略的實(shí)現(xiàn)過程。代碼采用C/C++語言編寫，包含了數(shù)據(jù)采集、處理、決策以及執(zhí)行等各個(gè)環(huán)節(jié)的功能實(shí)現(xiàn)。本附錄提供了系統(tǒng)運(yùn)行過程中的日志記錄和故障信息，這些數(shù)據(jù)有助于分析系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、性能表現(xiàn)以及潛在問題。通過對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析，可以為系統(tǒng)的優(yōu)化和維護(hù)提供有力支持。本附錄列出了風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行和維護(hù)過程中應(yīng)遵循的相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范，以確保系統(tǒng)的安全性和可靠性。這些標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范包括但不限于電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)要求、光伏系統(tǒng)安裝規(guī)范等。本附錄列出了在撰寫本文過程中引用的相關(guān)文獻(xiàn)和資料，以便讀者查閱和深入研究。參考文獻(xiàn)涵蓋了風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的基本原理、控制技術(shù)、優(yōu)化方法等多個(gè)方面，為本文的研究提供了重要的理論支持和實(shí)證依據(jù)。參考資料：風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)是一種可持續(xù)、環(huán)保的能源系統(tǒng)，通過整合風(fēng)能和太陽能資源，可以降低對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴，減少環(huán)境污染?？刂萍夹g(shù)是風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，直接影響系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。本文對(duì)風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)控制技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了綜述，探討了未來的研究方向和挑戰(zhàn)。隨著全球能源需求的增加，對(duì)清潔、可再生的能源的需求也日益增長。風(fēng)能和太陽能作為兩種重要的可再生能源，具有廣泛的應(yīng)用前景。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)結(jié)合了風(fēng)能和太陽能的優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)能源的互補(bǔ)，提高能源利用率?？刂萍夹g(shù)是風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的核心，對(duì)于保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和優(yōu)化性能具有重要意義。本文主要對(duì)風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)控制技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行綜述。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的控制技術(shù)主要包括對(duì)光伏電池、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、儲(chǔ)能電池和功率轉(zhuǎn)換器的控制。根據(jù)不同的控制目標(biāo)和策略，可以分為電壓型控制、電流型控制、最大功率點(diǎn)跟蹤控制等。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)主要包括光伏電池、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、儲(chǔ)能電池和功率轉(zhuǎn)換器等部件。光伏電池通過光電效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)化為電能；風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過風(fēng)能驅(qū)動(dòng)扇葉轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能；儲(chǔ)能電池用于儲(chǔ)存電能，以供系統(tǒng)需要時(shí)使用；功率轉(zhuǎn)換器則將產(chǎn)生的電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以滿足不同設(shè)備的用電需求。電壓型控制是一種常見的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)控制策略，主要通過控制逆變器的電壓幅值和相位來實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制。在并網(wǎng)狀態(tài)下，電壓型控制通過調(diào)節(jié)逆變器的輸出電壓，使其與電網(wǎng)電壓保持一致，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。電流型控制主要通過控制逆變器的電流幅值和相位來實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制。在并網(wǎng)狀態(tài)下，電流型控制通過調(diào)節(jié)逆變器的輸出電流，使其與電網(wǎng)電流保持一致，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。最大功率點(diǎn)跟蹤控制是一種優(yōu)化控制方法，旨在使風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)在各種環(huán)境下都能實(shí)現(xiàn)最大的功率輸出。該控制方法通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境條件和系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，動(dòng)態(tài)調(diào)整系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，使系統(tǒng)始終保持在最佳的運(yùn)行狀態(tài)。直接功率控制是一種針對(duì)功率轉(zhuǎn)換器的控制技術(shù)，通過直接調(diào)節(jié)功率轉(zhuǎn)換器的輸入功率來實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制。該控制技術(shù)具有簡(jiǎn)單直觀的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也存在一定的能源損耗。間接功率控制是一種通過對(duì)逆變器進(jìn)行控制來實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)功率調(diào)節(jié)的控制技術(shù)。該控制技術(shù)可以通過調(diào)節(jié)逆變器的電壓和電流幅值來實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)功率的間接控制，具有較少的能源損耗。智能控制是一種基于現(xiàn)代控制理論和技術(shù)實(shí)現(xiàn)的控制技術(shù)，通過建立復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型來實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的優(yōu)化控制。智能控制具有高度的自適應(yīng)性和靈活性，能夠在各種復(fù)雜環(huán)境下實(shí)現(xiàn)高效的控制系統(tǒng)性能優(yōu)化。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)控制技術(shù)是保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和提高性能的關(guān)鍵。目前，已有很多研究致力于優(yōu)化風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的控制策略和方法，以實(shí)現(xiàn)更高的能源利用率和系統(tǒng)穩(wěn)定性。然而，仍存在許多未解決的問題和挑戰(zhàn)，如如何提高系統(tǒng)的自適應(yīng)性和魯棒性，如何降低控制成本和提高效率等。因此，未來的研究應(yīng)聚焦于創(chuàng)新性的控制技術(shù)和應(yīng)用，以進(jìn)一步推動(dòng)風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電技術(shù)的發(fā)展。能源是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活必須的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。在過去的200多年里，建立在煤炭、石油、天然氣等化石燃料基礎(chǔ)上的能源體系極大的推動(dòng)了人類社會(huì)的發(fā)展。但是人類在使用化石燃料的同時(shí)，也帶來了嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)系統(tǒng)破壞。近年來，世界各國逐漸認(rèn)識(shí)到能源對(duì)人類的重要性，更認(rèn)識(shí)到常規(guī)能源利用過程中對(duì)環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的破壞。各國紛紛開始根據(jù)國情，治理和緩解已經(jīng)惡化的環(huán)境，并把可再生、無污染的新能源的開發(fā)利用作為可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)是利用風(fēng)能和太陽能資源的互補(bǔ)性，具有較高性價(jià)比的一種新型能源發(fā)電系統(tǒng)，具有很好的應(yīng)用前景。風(fēng)光互補(bǔ)，是一套發(fā)電應(yīng)用系統(tǒng)，該系統(tǒng)是利用太陽能電池方陣、風(fēng)力發(fā)電機(jī)（將交流電轉(zhuǎn)化為直流電）將發(fā)出的電能存儲(chǔ)到蓄電池組中，當(dāng)用戶需要用電時(shí)，逆變器將蓄電池組中儲(chǔ)存的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?，通過輸電線路送到用戶負(fù)載處。是風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽電池方陣兩種發(fā)電設(shè)備共同發(fā)電。最初的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，就是將風(fēng)力機(jī)和光伏組件進(jìn)行簡(jiǎn)單的組合，因?yàn)槿狈υ敿?xì)的數(shù)學(xué)計(jì)算模型，同時(shí)系統(tǒng)只用于保證率低的用戶，導(dǎo)致使用壽命不長。隨著風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，保證率和經(jīng)濟(jì)性要求的提高，國外相繼開發(fā)出一些模擬風(fēng)力、光伏及其互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)性能的大型工具軟件包。通過模擬不同系統(tǒng)配置的性能和供電成本可以得出最佳的系統(tǒng)配置。在國外對(duì)于風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要有兩種方法進(jìn)行功率的確定：一是功率匹配的方法，即在不同輻射和風(fēng)速下對(duì)應(yīng)的光伏陣列的功率和風(fēng)機(jī)的功率和大于負(fù)載功率，主要用于系統(tǒng)的優(yōu)化控制；另一是能量匹配的方法，即在不同輻射和風(fēng)速下對(duì)應(yīng)的光伏陣列的發(fā)電量和風(fēng)機(jī)的發(fā)電量的和大于等于負(fù)載的耗電量，主要用于系統(tǒng)功率設(shè)計(jì)。國內(nèi)進(jìn)行風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)研究的大學(xué)，主要有中科院電工研究所、內(nèi)蒙古大學(xué)、內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)、合肥工業(yè)大學(xué)等。各科研單位主要在以下幾個(gè)方面進(jìn)行研究：風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化匹配計(jì)算、系統(tǒng)控制等。中科院電工研究所的生物遺傳算法的優(yōu)化匹配和內(nèi)蒙古大學(xué)新能源研究中推出來的小型戶用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)匹配的計(jì)算即輔助設(shè)計(jì)，在匹配計(jì)算方面有著領(lǐng)先的地位，而合肥工業(yè)大學(xué)智能控制在互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用也處在前沿水平。據(jù)國內(nèi)有關(guān)資料報(bào)道，運(yùn)行的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)有：西藏納曲鄉(xiāng)離格村風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電站、用于氣象站的風(fēng)能太陽能混合發(fā)電站、太陽能風(fēng)能無線電話離轉(zhuǎn)臺(tái)電源系統(tǒng)、內(nèi)蒙微型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)等。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)主要由風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、太陽能光伏電池組、控制器、蓄電池、逆變器、交流直流負(fù)載等部分組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖見附圖。該系統(tǒng)是集風(fēng)能、太陽能及蓄電池等多種能源發(fā)電技術(shù)及系統(tǒng)智能控制技術(shù)為一體的復(fù)合可再生能源發(fā)電系統(tǒng)。(1)風(fēng)力發(fā)電部分是利用風(fēng)力機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，再通過控制器對(duì)蓄電池充電，經(jīng)過逆變器對(duì)負(fù)載供電；(2)光伏發(fā)電部分利用太陽能電池板的光伏效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)換為電能，然后對(duì)蓄電池充電，通過逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電對(duì)負(fù)載進(jìn)行供電；(3)逆變系統(tǒng)由幾臺(tái)逆變器組成，把蓄電池中的直流電變成標(biāo)準(zhǔn)的220v交流電，保證交流電負(fù)載設(shè)備的正常使用。同時(shí)還具有自動(dòng)穩(wěn)壓功能，可改善風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的供電質(zhì)量；(4)控制部分根據(jù)日照強(qiáng)度、風(fēng)力大小及負(fù)載的變化，不斷對(duì)蓄電池組的工作狀態(tài)進(jìn)行切換和調(diào)節(jié)：一方面把調(diào)整后的電能直接送往直流或交流負(fù)載。另一方面把多余的電能送往蓄電池組存儲(chǔ)。發(fā)電量不能滿足負(fù)載需要時(shí)，控制器把蓄電池的電能送往負(fù)載，保證了整個(gè)系統(tǒng)工作的連續(xù)性和穩(wěn)定性；(5)蓄電池部分由多塊蓄電池組成，在系統(tǒng)中同時(shí)起到能量調(diào)節(jié)和平衡負(fù)載兩大作用。它將風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出的電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存起來，以備供電不足時(shí)使用。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)根據(jù)風(fēng)力和太陽輻射變化情況，可以在以下三種模式下運(yùn)行：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組單獨(dú)向負(fù)載供電；光伏發(fā)電系統(tǒng)單獨(dú)向負(fù)載供電；風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和光伏發(fā)電系統(tǒng)聯(lián)合向負(fù)載供電?！窭蔑L(fēng)能、太陽能的互補(bǔ)性，可以獲得比較穩(wěn)定的輸出，系統(tǒng)有較高的穩(wěn)定性和可靠性；●通過合理地設(shè)計(jì)與匹配，可以基本上由風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)供電，很少或基本不用啟動(dòng)備用電源如柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組等，可獲得較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。中國現(xiàn)有9億人口生活在農(nóng)村，其中5%左右還未能用上電。在中國無電鄉(xiāng)村往往位于風(fēng)能和太陽能蘊(yùn)藏量豐富的地區(qū)。因此利用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)解決用電問題的潛力很大。采用已達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)有利于加速這些地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提高其經(jīng)濟(jì)水平。另外，利用風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)開發(fā)儲(chǔ)量豐富的可再生能源，可以為廣大邊遠(yuǎn)地區(qū)的農(nóng)村人口提供最適宜也最便宜的電力服務(wù)，促進(jìn)貧困地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。我國已經(jīng)建成了千余個(gè)可再生能源的獨(dú)立運(yùn)行村落集中供電系統(tǒng)，但是這些系統(tǒng)都只提供照明和生活用電，不能或不運(yùn)行使用生產(chǎn)性負(fù)載，這就使系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性變得非常差?？稍偕茉椽?dú)立運(yùn)行村落集中供電系統(tǒng)的出路是經(jīng)濟(jì)上的可持續(xù)運(yùn)行，涉及到系統(tǒng)的所有權(quán)、管理機(jī)制、電費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)性負(fù)載的管理、電站政府補(bǔ)貼資金來源、數(shù)量和分配渠道等等。但是這種可持續(xù)發(fā)展模式，對(duì)中國在內(nèi)的所有發(fā)展中國家都有深遠(yuǎn)意義。世界上室外照明工程的耗電量占全球發(fā)電量的12%左右，在全球日趨緊張的能源和環(huán)保背景下，它的節(jié)能工作日益引起全世界的關(guān)注?；驹硎牵禾柲芎惋L(fēng)能以互補(bǔ)形式通過控制器向蓄電池智能化充電，到晚間根據(jù)光線強(qiáng)弱程度自動(dòng)開啟和關(guān)閉各類led室外燈具。智能化控制器具有無線傳感網(wǎng)絡(luò)通訊功能，可以和后臺(tái)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)三遙管理(遙測(cè)、遙訊、遙控)。智能化控制器還具有強(qiáng)大的人工智能功能，對(duì)整個(gè)照明工程實(shí)施先進(jìn)的計(jì)算機(jī)三遙管理，重點(diǎn)是照明燈具的運(yùn)行狀況巡檢及故障和防盜報(bào)警?！裥^(qū)(廣義)道路照明工程(小區(qū)路燈/庭院燈/草坪燈/地埋燈/壁燈等)。已被開發(fā)的新能源新光源室外照明工程有：風(fēng)光互補(bǔ)led智能化路燈、風(fēng)光互補(bǔ)led小區(qū)道路照明工程、風(fēng)光互補(bǔ)led景觀照明工程、風(fēng)光互補(bǔ)led智能化隧道照明工程、智能化led路燈等。我國部分地區(qū)的航標(biāo)已經(jīng)應(yīng)用了太陽能發(fā)電，特別是燈塔樁，但是也存在著一些問題，最突出的就是在連續(xù)天氣不良狀況下太陽能發(fā)電不足，易造成電池過放，燈光熄滅，影響了電池的使用性能或損毀。冬季和春季太陽能發(fā)電不足的問題尤為嚴(yán)重。天氣不良情況下往往是伴隨大風(fēng)，也就是說，太陽能發(fā)電不理想的天氣狀況往往是風(fēng)能最豐富的時(shí)候，針對(duì)這種情況，可以用以風(fēng)力發(fā)電為主，光伏發(fā)電為輔的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的太陽能發(fā)電系統(tǒng)。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)具有環(huán)保、無污染、免維護(hù)、安裝使用方便等特點(diǎn)，符合航標(biāo)能源應(yīng)用要求。在太陽能配置滿足春夏季能源供應(yīng)的情況下，不啟動(dòng)風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)；在冬春季或連續(xù)天氣不良狀況、太陽能發(fā)電不良情況下，啟動(dòng)風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)。由此可見，風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)在航標(biāo)上的應(yīng)用具備了季節(jié)性和氣候性的特點(diǎn)。事實(shí)證明，其應(yīng)用可行、效果明顯。高速公路道路攝像機(jī)通常是24小時(shí)不間斷運(yùn)行，采用傳統(tǒng)的市電電源系統(tǒng)，雖然功率不大，但是因?yàn)閿?shù)量多，也會(huì)消耗不少電能，采用傳統(tǒng)電源系統(tǒng)不利于節(jié)能；并且由于攝像機(jī)電源的線纜經(jīng)常被盜，損失大，造成使用維護(hù)費(fèi)用大大增加，加大了高速公路經(jīng)營單位的運(yùn)營成本。應(yīng)用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)為道路監(jiān)控?cái)z像機(jī)提供電源，不僅節(jié)能，并且不需要鋪設(shè)線纜，減少了被盜了可能，有效防盜。但是我國有的地區(qū)會(huì)出現(xiàn)惡劣的天氣情況，如連續(xù)灰霾天氣，日照少，風(fēng)力達(dá)不到起風(fēng)風(fēng)力，會(huì)出現(xiàn)不能連續(xù)供電現(xiàn)象，可以利用原有的市電線路，在太陽能和風(fēng)能不足時(shí)，自動(dòng)對(duì)蓄電池充電，確保系統(tǒng)可以正常工作。國內(nèi)許多海島、山區(qū)等地遠(yuǎn)離電網(wǎng)，但由于當(dāng)?shù)芈糜巍O業(yè)、航海等行業(yè)有通信需要，需要建立通信基站。這些基站用電負(fù)荷都不會(huì)很大，若采用市電供電，架桿鋪線代價(jià)很大，若采用柴油機(jī)供電，存在柴油儲(chǔ)運(yùn)成本高，系統(tǒng)維護(hù)困難、可靠性不高的問題。要解決長期穩(wěn)定可靠地供電問題，只能依賴當(dāng)?shù)氐淖匀毁Y源。而太陽能和風(fēng)能作為取之不盡的可再生資源，在海島相當(dāng)豐富，太陽能和風(fēng)能在時(shí)間上和地域上都有很強(qiáng)的互補(bǔ)性，海島風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)是可靠性、經(jīng)濟(jì)性較好的獨(dú)立電源系統(tǒng)，適合用于通信基站供電。由于基站有基站維護(hù)人員，系統(tǒng)可配置柴油發(fā)電機(jī)，以備太陽能與風(fēng)能發(fā)電不足時(shí)使用。這樣可以減少系統(tǒng)中太陽電池方陣與風(fēng)機(jī)的容量，從而降低系統(tǒng)成本，同時(shí)增加系統(tǒng)的可靠性。風(fēng)光互補(bǔ)抽水蓄能電站是利用風(fēng)能和太陽能發(fā)電，不經(jīng)蓄電池而直接帶動(dòng)抽水機(jī)實(shí)行不定時(shí)抽水蓄能，然后利用儲(chǔ)存的水能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的發(fā)電供電。這種能源開發(fā)方式將傳統(tǒng)的水能、風(fēng)能、太陽能等新能源開發(fā)相結(jié)合，利用三種能源在時(shí)空分布上的差異實(shí)現(xiàn)期間的互補(bǔ)開發(fā)，適用于電網(wǎng)難以覆蓋的偏遠(yuǎn)地區(qū)，并有利于能源開發(fā)中的生態(tài)環(huán)境保護(hù)。雖然與水電站相比成本電價(jià)略高，但是可以解決有些地區(qū)小水電站冬季不能發(fā)電的問題，所以采用風(fēng)光互補(bǔ)抽水蓄能電站的多能互補(bǔ)開發(fā)方式具有獨(dú)特的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，可作為某些滿足條件地區(qū)的能源利用方案。的應(yīng)用向全社會(huì)生動(dòng)展示了風(fēng)能、太陽能新能源的應(yīng)用意義，推動(dòng)我國節(jié)能環(huán)保事業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)的建設(shè)，具有巨大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)保效益。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)是針對(duì)通信基站、微波站、邊防哨所、邊遠(yuǎn)牧區(qū)、無電戶地區(qū)及海島，在遠(yuǎn)離大電網(wǎng)，處于無電狀態(tài)、人煙稀少，用電負(fù)荷低且交通不便的情況下，利用本地區(qū)充裕的風(fēng)能、太陽能建設(shè)的一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用性發(fā)電站風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)解決方案主要應(yīng)用于道路照明、農(nóng)業(yè)、牧業(yè)、種植、養(yǎng)殖業(yè)、旅游業(yè)、廣告業(yè)、服務(wù)業(yè)、港口、山區(qū)、林區(qū)、鐵路、石油、部隊(duì)邊防哨所、通訊中繼站、公路和鐵路信號(hào)站、地質(zhì)勘探和野外考察工作站及其它用電不便地區(qū)的供電。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)主要由風(fēng)力發(fā)電機(jī)、太陽能電池方陣、智能控制器、蓄電池組、多功能逆變器、電纜及支撐和輔助件等組成一個(gè)發(fā)電系統(tǒng)。夜間和陰雨天無陽光時(shí)由風(fēng)能發(fā)電，晴天由太陽能發(fā)電，在既有風(fēng)又有太陽的情況下兩者同時(shí)發(fā)揮作用，實(shí)現(xiàn)了全天候的發(fā)電功能，比單用風(fēng)機(jī)和太陽能更經(jīng)濟(jì)、科學(xué)、實(shí)用。風(fēng)能和太陽能都是清潔能源，隨著光伏發(fā)電技術(shù)、風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的日趨成熟及實(shí)用化進(jìn)程中產(chǎn)品的不斷完善，為風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)推動(dòng)了我國節(jié)能環(huán)保事業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)的建設(shè)。相信隨著設(shè)備材料成本的降低、科技的發(fā)展、政府扶持政策的推出，該清潔、綠色、環(huán)保的新能源發(fā)電系統(tǒng)將會(huì)得到更加廣泛的應(yīng)用。風(fēng)力發(fā)電機(jī)是將風(fēng)力機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的設(shè)備。風(fēng)力發(fā)電機(jī)分為直流發(fā)電機(jī)和交流發(fā)電機(jī)。(1)直流發(fā)電機(jī)。電勵(lì)磁直流發(fā)電機(jī)。該類發(fā)電機(jī)分自勵(lì)、它勵(lì)和復(fù)勵(lì)三種形式，小型直流發(fā)電系統(tǒng)一般和蓄電池匹配使用，裝置容量一般為1000w以下。永磁直流發(fā)電機(jī)。這種發(fā)電機(jī)與電勵(lì)磁式直流發(fā)電機(jī)相比結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其輸出電壓隨風(fēng)速變化，需在發(fā)電機(jī)和負(fù)載間增加蓄電池和控制系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)占空比來調(diào)節(jié)輸出電壓。由于直流發(fā)電機(jī)構(gòu)造復(fù)雜、價(jià)格昂貴，而且直流發(fā)電機(jī)帶有換向器和整流子，一旦出現(xiàn)故障，維護(hù)十分麻煩，因此在實(shí)際應(yīng)用中此類風(fēng)力發(fā)電機(jī)較少采用。(2)交流發(fā)電機(jī)。交流發(fā)電機(jī)分：同步發(fā)電機(jī)和異步發(fā)電機(jī)。同步發(fā)電機(jī)在同步轉(zhuǎn)速時(shí)工作，同步轉(zhuǎn)速是由同步發(fā)電機(jī)的極數(shù)和頻率共同決定，而異步發(fā)電機(jī)則是以略高于同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速工作。主要有無刷爪極自勵(lì)發(fā)電機(jī)、整流自勵(lì)交流發(fā)電機(jī)、感應(yīng)發(fā)電機(jī)和永磁發(fā)電機(jī)等。在小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中主要使用三相永磁同步發(fā)電機(jī)。三相永磁同步發(fā)電機(jī)一般體積較小、效率較高、而且價(jià)格便宜。永磁同步發(fā)電機(jī)的定子結(jié)構(gòu)與一般同步電機(jī)相同，轉(zhuǎn)子采用永磁結(jié)構(gòu)，由于沒有勵(lì)磁繞組，不消耗勵(lì)磁功率，因而有較高的效率。另外，由于永磁同步發(fā)電機(jī)省去了換向裝置和電刷，可靠性高，定子鐵耗和機(jī)械損耗相對(duì)較小，使用壽命長。光伏電池是直接將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的器件，其工作原理是：當(dāng)太陽光輻射到光伏電池的表面時(shí)，光子會(huì)沖擊光伏電池內(nèi)部的價(jià)電子，當(dāng)價(jià)電子獲得大于禁帶寬度eg的能量，價(jià)電子就會(huì)沖出共價(jià)鍵的約束從價(jià)帶激發(fā)到導(dǎo)帶，產(chǎn)生大量非平衡狀態(tài)的電子-空穴對(duì)。被激發(fā)的電子和空穴經(jīng)自由碰撞后，在光伏電池半導(dǎo)體中復(fù)合達(dá)到平衡。蓄電池作為風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的儲(chǔ)能設(shè)備，在整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)中起著非常重要的作用。由于自然風(fēng)和光照是不穩(wěn)定的，在風(fēng)力、光照過剩的情況下，存儲(chǔ)負(fù)載供電多余的電能，在風(fēng)力、光照欠佳時(shí)，儲(chǔ)能設(shè)備蓄電池可以作為負(fù)載的供電電源;蓄電池具有濾波作用，能使發(fā)電系統(tǒng)更加平穩(wěn)的輸出電能給負(fù)載;另外，風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電很容易受到氣候、環(huán)境的影響，發(fā)出的電量在不同時(shí)刻是不同的，也有很大差別。作為它們之間的“中樞”，蓄電池可以將它們很好的連接起來，可以將太陽能和風(fēng)能綜合起來，實(shí)現(xiàn)二者之間的互補(bǔ)作用。常用蓄電池主要有鉛酸蓄電池、堿性鎳蓄電池和鎘鎳蓄電池。隨著電儲(chǔ)能技術(shù)的不斷發(fā)展，產(chǎn)生了越來越多新的儲(chǔ)能方式，如超導(dǎo)儲(chǔ)能、超級(jí)電容儲(chǔ)能、燃料電池等。由于造價(jià)便宜、使用簡(jiǎn)單、維修方便、原材料豐富，而且在技術(shù)上不斷取得進(jìn)步和完善，因此在小型風(fēng)力發(fā)電及光伏發(fā)電中鉛酸蓄電池已得到廣泛的應(yīng)用。本文設(shè)計(jì)的智能型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)采用鉛酸蓄電池作為儲(chǔ)能設(shè)備。風(fēng)力資源還是太陽能資源都是不確定的，由于資源的不確定性，風(fēng)力發(fā)電和太陽發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出的電具有不平衡性，不能直接用來給負(fù)載供電。為了給負(fù)載提供穩(wěn)定的電源，必須借助蓄電池這個(gè)“中樞”才能給負(fù)載提供穩(wěn)定的電源，由蓄電池、太陽能電池板、風(fēng)力發(fā)電機(jī)以及控制器等構(gòu)成的智能型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)能將風(fēng)能和太陽能在時(shí)間上和地域上的互補(bǔ)性很好的銜接起來。風(fēng)光互補(bǔ)控制器由主電路板和控制電路板兩部分組成。主電路板主要包括不控整流器、dc/dc變換器、防反充二極管等?？刂齐娐钒逯械目刂菩酒瑸閜ic16f877a單片機(jī)，它負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的控制工作，是控制核心部分，其外圍電路包括電壓、電流采樣電路，功率管驅(qū)動(dòng)電路，保護(hù)電路，通訊電路，輔助電源電路等。風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的三相交流電接u、v、w，經(jīng)三相不控整流器整流和電容c0穩(wěn)壓后給蓄電池充電。sp、sn分別為太陽能電池板的正、負(fù)極接線端子，d1為防反充二極管，其作用是防止蓄電池電壓和風(fēng)力發(fā)電機(jī)的整流電壓對(duì)太陽能電池陣列反向灌充，確保太陽能電池的單向?qū)щ娦?。r0是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的卸荷電阻，當(dāng)風(fēng)速過高時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出電壓大于蓄電池過充電壓，單片機(jī)輸出脈沖(pwm)來控制q3開通，使多余的能量被消耗在卸荷電阻上，從而保護(hù)蓄電池。二極管d2和保險(xiǎn)絲f1是為了防止蓄電池接反，當(dāng)蓄電池接反時(shí)，蓄電池通過d2與f1構(gòu)成短路回路，燒毀保險(xiǎn)絲而切斷電路，從而保護(hù)控制器和蓄電池。主電路中間部分是兩個(gè)輸出并聯(lián)的buck型dc/dc變換器，為了抑制mosfet管因過壓、du/dt或者過流、di/dt產(chǎn)生的開關(guān)損耗，本設(shè)計(jì)的dc/dc變換器采用具有緩沖電路的buck變換器。主電路是由兩個(gè)互相獨(dú)立輸出端并聯(lián)的buck電路組成，一路是光伏發(fā)電系統(tǒng)主電路，一路是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)主電路。緩沖電路由于電路中存在分布電感和感性負(fù)載，當(dāng)mos管關(guān)斷時(shí)，將會(huì)在mos管上產(chǎn)生很大的浪涌電壓。為了消除浪涌電壓的危害，提高mos管工作可靠性和效率，常用的方法是使用緩沖電路。隨著社會(huì)的發(fā)展和能源的短缺，高科技和新技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用。新能源的發(fā)展和開發(fā)是人類發(fā)展的趨勢(shì)。風(fēng)能和太陽能必將在這個(gè)資源稀缺的年代得到大力推廣和使用。我國可以在這方面努力，爭(zhēng)取在新能源方面走在世界的前列。隨著全球?qū)稍偕茉葱枨蟮娜找嬖鲩L，風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)在能源領(lǐng)域中占據(jù)了越來越重要的地位。這種系統(tǒng)結(jié)合了風(fēng)能和太陽能的優(yōu)點(diǎn)，旨在提供穩(wěn)定、高效且環(huán)保的電力供應(yīng)。然而，風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)面臨著多種復(fù)雜的問題，如風(fēng)速和光照強(qiáng)度的波動(dòng)性、電力儲(chǔ)存技術(shù)的限制等。解決這些問題，關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制主要涉及兩個(gè)方面：一是不同類型能源的互補(bǔ)性，二是不同系統(tǒng)組件的協(xié)調(diào)性。從能源類型上看，風(fēng)能和太陽能是兩種具有互補(bǔ)性的可再生能源。在一天中，風(fēng)能和太陽能的供應(yīng)通常不會(huì)同時(shí)達(dá)到峰值。例如，在清晨和傍晚，太陽光照強(qiáng)度降低，但風(fēng)速可能會(huì)增強(qiáng)；而在中午，太陽光照最強(qiáng)，風(fēng)速卻可能減弱。這種能源供應(yīng)的互補(bǔ)性使得風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)能夠在不同時(shí)間段內(nèi)提供相對(duì)穩(wěn)定的電力輸出。然而，要實(shí)現(xiàn)風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制，還需要系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)組件的協(xié)調(diào)性。這包括對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、太陽能電池板、電力儲(chǔ)存設(shè)備