[实用新型]风光互补发电系统

说明书

本实用新型提供了一种风光互补发电系统，该系统包括风力发电子系统和光伏发电子系统。将风机在地面上形成的阴影遮挡区域以风机为圆心，风机的半径方向上的两条射线划分为三个区间，分别为第一阴影区间、第二阴影区间和第三阴影区间，其中，第二阴影区间位于中间，即第一阴影区间和第三阴影区间是早晚形成的阴影区域，第二阴影区间是中午形成的阴影区域。因此，第二阴影区间的发电量明显低于第一阴影区间和第三阴影区间的发电量，而三个区间的初始投资成本相差不多，可见第二阴影区间的价值度最低。因此，仅在第一阴影区间和第三阴影区间铺设光伏阵列，在提高对风场区域的土地利用率的同时，使风机阴影区域的发电收益最大化。

技术领域

本实用新型涉及新能源发电技术领域，尤其涉及风光互补发电系统。

背景技术

光能和风能都是我国重点发展的绿色电力能源。鉴于风能和光能的地域差别性，光伏电站和风力发电场都是独立建设和运行的。然而，风能和光能都存在间歇性的特点，如夜晚或者阴天时，光能不发电，或者发电量低，而此时可能风速很大，有利于风力发电；当天气晴朗时，光伏发电迅猛，但风力发电不一定强劲，因此，风光两种资源在发电量角度存在一定程度的互补性，将风能和光能互补起来应用对电网稳定性具有价值。

另一方面，为了充分发挥风光资源，我国的光伏电站和风电场多建立在西北部地区。由于风机是点征用地，风机间的间隙和周边区域空闲，如果上面为风机，下面为光伏组件，将二者在空间上结合起来，则同样的土地面积可以建设更多的发电单元，提高了土地利用率。鉴于此，将风电和光伏空间上就近互补应用具有经济价值。

风机塔筒很高，当太阳照射风机时，会在地面上形成风机的阴影，而且，从早到晚形成的阴影动态变化，一天中形成的所有阴影构成的阴影包络区间即阴影遮挡区域。如果在阴影遮挡区域铺设光伏阵列，势必产生阴影遮挡问题，因此，当前的典型方案是计算出阴影遮挡区域的大小，然后，避开阴影遮挡区域铺设光伏阵列，但是，此种方案对土地利用率较低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种风光互补发电系统，以解决目前的风光互补发电系统仅在无阴影遮挡的区域铺设光伏阵列导致的土地利用率低的技术问题，具体的技术方案如下：

第一方面,本实用新型提供了一种风光互补发电系统，包括：风力发电子系统和光伏发电子系统；

所述风力发电子系统包括风机，每个风机在地面形成阴影遮挡区域，且所述阴影遮挡区域包括以所述风机为圆心且沿所述风机的半径方向延伸的两条射线划分得到的第一阴影区间、第二阴影区间和第三阴影区间；

所述光伏发电子系统包括光伏阵列，且所述光伏阵列仅设置在所述第一阴影区间和所述第三阴影区间内。

可选地，所述阴影遮挡区域内除去以所述风机为中心以预设距离为半径的中心区域外的区域，在垂直于风机半径方向上依次划分得到第一阴影区间、第二阴影区间和第三阴影区间。

可选地，所述两条射线关于所述风机的最短阴影所在直线对称。

可选地，在所述第一阴影区间和所述第三阴影区间内，不同的光伏阵列分别以所述风机为中心放射状排布，且同一光伏阵列内的光伏组件沿所述风机的半径方向上布置。

可选地，对于布置在所述第一阴影区间和所述第二阴影区间的光伏阵列，连接具有优化器或最大功率点追踪的逆变器。

可选地，所述第二阴影区间作为设备运维通道。

可选地，在所述第二阴影区间内设置除所述光伏阵列之外的电气设备。

可选地，所述电气设备包括逆变器和升压变压器。

可选地，所述系统还包括:在风场区的无阴影区域内按照常规方式铺设的光伏阵列。

可选地，划分阴影遮挡区域的所述两条射线之间的夹角为预设角度，该预设角度根据度电成本或投资收益计算得到。