[实用新型]一种风光互补发电系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及能源领域，具体涉及一种风光互补发电系统。

背景技术

风能和太阳能都受到自然条件的影响和限制，具有局限性。单一的太阳能发电，系统造价、发电成本较高，而且由于其周期性和时变性，其接入电网会给电网可靠、稳定运行带来影响；单一的风力发电，系统易受环境影响，风的随机性强，导致系统发电不稳定，供电可靠性不高。而风能和太阳能在白天和夜晚有很强的互补性，白天太阳辐射很强，风比较小，晚上光照强度比较弱，但风能却随着地表温差的变化大而变强。这种互补性使风光互补发电在资源的利用上能够良好匹配。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种风光互补发电系统，其通过太阳能和风力发电的互补组合，组成稳定的发电系统，提高发电系统对负载供电的可靠性。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案进行实施：

一种风光互补发电系统，其特征在于：其包括为负载供电的风力发电机组和太阳能热发电机组，和对风力发电机组和太阳能热发电机组的输出功率进行实时检测以及依据实时检测的结果分别调控风力发电机组和太阳能热发电机组运行状态的调控器。

详细的方案为：

风力发电机组包括将风能转换成电能的永磁同步发电机，永磁同步发电机的输出端依次连接设置AC/DC变换模块、DC/AC变换模块和变压器，变压器的输出端与负载相连接，调控器与AC/DC变换模块的输出端相连接，控制器调控永磁同步发电机的运行状态。太阳能热发电机组包括对太阳能进行收集的集热器以及汽轮发电机，集热器与汽轮发电机之间设置有蒸发器，蒸发器与集热器之间设置有换热器以及对换热器收集的热能进行储存的储热罐，蒸发器与汽轮发电机之间设置冷凝器和冷却塔，控制器调控汽轮发电机的运行状态。调控器与负载相连接。汽轮发电机、变压器的输出端均与并网柜相连接。

本实用新型提供的上述风光互补发电系统，其可根据气候环境的变化，通过太阳能和风力发电的互补组合，组成稳定的发电系统，提高发电系统对负载供电的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为风力发电机组功率的控制框图；

图3为光热发电机组功率的控制框图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的及优点更加清楚明白，以下结合实例对本实用新型进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本实用新型的一种或几种具体的实施方式，并不对本实用新型具体请求的保护范围进行严格限定。

本实用新型采取的技术方案如图1所示，一种风光互补发电系统，其包括为负载供电的风力发电机组和太阳能热发电机组，和对风力发电机组和太阳能热发电机组的输出功率进行实时检测以及依据实时检测的结果分别调控风力发电机组和太阳能热发电机组运行状态的调控器。

本发明利用功率协调控制方法采用分级递阶控制结构，将风光互补发电系统分为两级，上级决策单元为功率协调控制器，下级决策单元为两个子系统。

调控器包括对风速、温度、太阳直射辐射照度、太阳能集热场进、出口温度和储热罐能量进行实施检测的各传感器以及对各传感器进行数据处理的数据处理单元，数据处理单元根据各传感器当前采集的风速、温度、太阳直射辐照度以及太阳能集热场进出口温度和储热罐能量等数据，计算出风力发电与光热发电的实时输出功率。风力发电机组的输出功率可通过风能转换关系进行计算，光热发电相对比较复杂，既要考虑当前光照条件下的集热量，又要考虑储热罐的储热能量，再乘以汽轮机的发电效率，即可得光热发电的输出功率。

风力发电机组的功率控制方法如图2所示，风力发电系统是一个复杂系统，非线性、强干扰、多变量、模型不确定，其工作风速范围广，转动惯量大，系数阻尼比不稳定，存在强耦合。采用模糊PI自适应控制算法对变桨距风机的功率进行控制，利用模糊控制不需要被控对象的精确数学模型，不受非线性因素的影响和对被控对象的参数波动具有较强的鲁棒性等优点来实现对控制器PI参数的在线调整。

光热发电机组的控制主要由电站模型和MPC控制器构成，需要控制集热器的出口温度，导热油体积流率，输出功率的控制是由MPC控制器实现的，如图3所示。而且，汽轮发电机也具有可控制性，可以实现对输出功率的有效控制。