《分布式能源》 課件 3.4 互補(bǔ)發(fā)電

互補(bǔ)發(fā)電特點(diǎn)：（1）可再生能源既可充分發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，又能克服本身不足。取自天然、分布廣泛、清潔環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)仍能體現(xiàn)，季節(jié)性、氣候性變動(dòng)造成的能量波動(dòng)，可以改善。（2）對(duì)多種能源協(xié)調(diào)利用，可提高能源的綜合利用率。（3）電源供電質(zhì)量的提高，對(duì)補(bǔ)償設(shè)備的要求降低。單一發(fā)電，波動(dòng)和間歇明顯，需大量?jī)?chǔ)能或補(bǔ)償裝置；互補(bǔ)運(yùn)行，會(huì)因相互抵消，降低儲(chǔ)能或補(bǔ)償要求。1、風(fēng)-太陽(yáng)能互補(bǔ)基礎(chǔ)：我國(guó)屬季風(fēng)氣候區(qū)，很多地區(qū)風(fēng)能和太陽(yáng)能有天然的季節(jié)互補(bǔ)性，適合采用風(fēng)-光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)。在一些邊遠(yuǎn)農(nóng)村地區(qū)，風(fēng)能資源豐富，且太陽(yáng)能資源充足，聯(lián)合發(fā)電運(yùn)行是解決供電問題的有效途徑。1、風(fēng)-太陽(yáng)能互補(bǔ)風(fēng)－光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，一般由風(fēng)電機(jī)組、光伏電池組、儲(chǔ)能裝置、電力變換裝置、直流母線及控制器等部分構(gòu)成，向各種直流或交流用電負(fù)載供電。1、風(fēng)-太陽(yáng)能互補(bǔ)風(fēng)－光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電和儲(chǔ)能配置，應(yīng)考慮：-負(fù)荷的用電量及其變化規(guī)律； －蓄電池的能量損失和使用壽命； －太陽(yáng)能和風(fēng)能的資源情況。

1、風(fēng)-太陽(yáng)能互補(bǔ)根據(jù)風(fēng)力和陽(yáng)光的變化情況，有三種可能的運(yùn)行模式。風(fēng)電機(jī)組單獨(dú)向負(fù)載供電；

光伏電池單獨(dú)向負(fù)載供電；

風(fēng)電機(jī)組和光伏電池聯(lián)合向負(fù)載供電。

1、風(fēng)-太陽(yáng)能互補(bǔ)（1）風(fēng)力/光伏互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)。該類型以風(fēng)力發(fā)電為主，光伏為輔，適合于風(fēng)能資源非常豐富，太陽(yáng)能資源仍可利用的地區(qū)。（2）光伏/風(fēng)力互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)。該類型以光伏發(fā)電為主，風(fēng)力為輔，適合于太陽(yáng)能資源非常豐富，風(fēng)能資源相對(duì)較弱的地區(qū)。

1、風(fēng)-太陽(yáng)能互補(bǔ)（3）除此之外，還有兩種情況a.太陽(yáng)能和風(fēng)能雖然比較豐富，但互補(bǔ)性欠佳，如在某個(gè)月份太陽(yáng)能和風(fēng)能都不足。b.太陽(yáng)能和風(fēng)能互補(bǔ)性很好，但總體兩種資源總量欠缺。大家想想，這種情況下應(yīng)該怎么辦？

1、風(fēng)-太陽(yáng)能互補(bǔ)優(yōu)點(diǎn)：－利用資源的互補(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；－保證同樣供電時(shí)，可大大減少儲(chǔ)能蓄電池的容量；－很少或不用啟動(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。風(fēng)-光互補(bǔ)是對(duì)二者的綜合利用，對(duì)太陽(yáng)能和風(fēng)資源要求都低一些，受自然條件的限制較少，應(yīng)用地域范圍更廣。

1、風(fēng)-太陽(yáng)能互補(bǔ)小容量的風(fēng)－光互補(bǔ)式路燈：

2.風(fēng)、光－柴油機(jī)互補(bǔ)應(yīng)用互補(bǔ)互補(bǔ)剛才，我們討論了風(fēng)光互補(bǔ)時(shí)的兩種特殊情況。在這些邊遠(yuǎn)地區(qū)，尤其是高山和海島，往往太陽(yáng)能和風(fēng)能資源比較豐富，但互補(bǔ)不足；或者互補(bǔ)可以，但總量不足。這時(shí)我們就要因地制宜地，即利用風(fēng)光互補(bǔ)，又要加入柴油機(jī)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)合發(fā)電運(yùn)行。

2.風(fēng)、光－柴油機(jī)互補(bǔ)應(yīng)用互補(bǔ)互補(bǔ)目前，在很多邊遠(yuǎn)或孤立地區(qū)，柴油發(fā)電機(jī)組是提供必要生活和生產(chǎn)用電的常用發(fā)電設(shè)備或備用設(shè)備。柴油價(jià)格高，運(yùn)輸不便，有時(shí)還供應(yīng)緊張，因而柴油機(jī)發(fā)電的成本很高，往往還不能保證電力供應(yīng)的可靠性。特點(diǎn)：－投資回報(bào)率高，節(jié)油效果明顯(30%以上)－規(guī)模小，見效快－穩(wěn)定性好；

2.1風(fēng)-柴油機(jī)互補(bǔ)應(yīng)用互補(bǔ)互補(bǔ)風(fēng)－柴并聯(lián)運(yùn)行，是風(fēng)電和柴油發(fā)電最簡(jiǎn)單的結(jié)合方式?？梢越档筒裼蜋C(jī)的平均負(fù)載，從而節(jié)省燃料。

一種改進(jìn)方案，在柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)之間加一個(gè)飛輪和電磁離合器，來控制柴油機(jī)是否投入，以有效提高節(jié)油率。在運(yùn)行中不僅彌補(bǔ)了風(fēng)力發(fā)電的不穩(wěn)定性，而且能最大限度地節(jié)約柴油并減少對(duì)環(huán)境的污染。2.2光-柴油機(jī)互補(bǔ)應(yīng)用互補(bǔ)互補(bǔ)光伏—柴油混合發(fā)電系統(tǒng)也有投資率高等優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)逆變電源要求較高。（1）要求具有較高的效率，以提高系統(tǒng)效率。（2）要求具有較高的可靠性。（3）要求逆變電源的輸出應(yīng)為良好的正弦波。（4）要求直流輸入電壓適應(yīng)范圍寬。

3、微型燃?xì)廨啓C(jī)－燃料電池互補(bǔ)互補(bǔ)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電技術(shù)已經(jīng)比較完善，效率較高，且氮化物、CO等污染物的排放量很少。高溫燃料電池與燃?xì)廨啓C(jī)的工作溫度相匹配，組成聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)具有更高的效率。即便商用的已可高達(dá)60%～75%，是目前礦物燃料動(dòng)力發(fā)電技術(shù)中效率最高的。燃料電池與微型燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合發(fā)電，有非常好的發(fā)展前景。二者的聯(lián)合循環(huán)，根據(jù)布置方式，可分為頂層循環(huán)和底層循環(huán)。

4、風(fēng)能－水力互補(bǔ)發(fā)電互補(bǔ)互補(bǔ)“三北”等內(nèi)陸風(fēng)區(qū)，多為冬春風(fēng)大、夏秋風(fēng)小，

與夏秋豐水、冬春枯水的水資源正好互補(bǔ)。特點(diǎn)：

-可避免在枯水季節(jié)水力發(fā)電量不足的問題；－可通過共用輸配電設(shè)備節(jié)省建設(shè)投資；－是比較經(jīng)濟(jì)有效的大規(guī)模利用方式。

5、

風(fēng)、氫、生物質(zhì)、太陽(yáng)能互補(bǔ)發(fā)電互補(bǔ)互補(bǔ)特點(diǎn)：

利用風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電裝置發(fā)電。一部分電能直接并入電網(wǎng)，另一部分用于電解水產(chǎn)生氫能，并將產(chǎn)生的氫能儲(chǔ)存起來作為備用能源。

當(dāng)天氣條件惡劣時(shí)，用這部分儲(chǔ)備能和生物質(zhì)能來作為能源，用過熱電裝置補(bǔ)充供應(yīng)電能，以保證電力的連續(xù)性和穩(wěn)定性。

6、煤炭地下汽化和高溫燃料電池互補(bǔ)互補(bǔ)互補(bǔ)特點(diǎn)：煤炭地下汽化技術(shù)可使地下的煤炭有控制的汽化，汽化產(chǎn)物中的氫氣、甲烷、一氧化碳等可作為燃料供高溫燃料電池使用。這種互補(bǔ)發(fā)電，可提高煤炭的利用率并保護(hù)環(huán)境。

7、太陽(yáng)能電池和燃料電池互補(bǔ)互補(bǔ)互補(bǔ)特點(diǎn)：

天氣條件好時(shí)