风力－柴油联合发电系统的结构组成
风力－柴油联合发电系统基本结构组成框图
（1）风力——柴油机并联运行系统
风力—柴油发电并联运行系统是一种基本形式。由风力机驱动 异步发电机，柴油机驱动同步发电机，两者同时运转，并联后 向负载供电。这种系统中柴油发电机一直不停地运转，即使在 风力较强、负荷较小的情况下也必须运转，以供给异步发电机 所需要的无功功率。
•可靠性
•经济性
3. 减少成本的措施
影响风力-柴油互补发电系统成本的因素 风力特性对成本的影响 柴油发电机特性对成本的影响 蓄电池组对成本的影响 减少系统成本的措施 选择好的风能资源地点 要综合考虑选择合适的风力发电机组 合理选择柴油发电机容量， 合理选择蓄电池组容量 注意设备维护，增加系统寿命期 对容量较大的风电机组，主要依靠进口，可申请免税来 降低成本。
（1）风力发电部分
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 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，经过逆变器对交流负载充电。或者直接对直流负载充电。
（2）光伏发电部分 • 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，经过逆变器对交流负载充电， 或者直接对直流负载充电。
风－光互补发电系统的发电和储能配置，应考虑： —负荷的用电量及其变化规律； －蓄电池的能量损失和使用寿命； －太阳能和风能的资源情况。 根据风-光的变化情况，有三种可能的运行模式： 风电机组单独向负载供电； 光伏电池单独向负载供电； 风电机组和光伏电池联合向负载供电。
风能与太阳能随季节、时间、天气等条件的变化差异很大。 为保证供电质量，在单独发电或互补发电系统中都必须配备 储能环节，应用最广泛的是利用铅酸蓄电池的化学储能。 风－光互补发电系统至少由风机、光伏发电、蓄电池和用电负 载等部分组成。系统中由风机、太阳电池和蓄电池联合为用电 负载供电。最简单的风-光互补发电系统如图所示 。
•
风光互补发电系统中，由光伏阵列负责将太阳光辐射转换 成电能，光伏阵列由一系列太阳能电池经过串、并联后组 成。太阳能电池是光伏发电的最基本单元。
（2）光伏发电部分 太阳能电池基本类型 单晶硅太阳能电池 当前发展最快，转换效率最高，可达24%。 多晶硅太阳能电池
其材料制造简便，节约能耗，总的生产成本低，转换效率 12%。 非晶硅太阳能电池


对气象资源利用更充分，在适当的气象条件下可 实现昼夜连续发电，提高可供电的稳定性和可靠 性。 单位容量投资和发电成本低于光伏发电系统。 如果太阳能资源和风资源在时间和强度上互补性 好，则可减少电池组容量，因而减少了运行成本 （蓄电池寿命一般为三年）。
风—光互补发电系统的缺点
与单一系统相比，系统设计较复杂，对控制和资源 要求较高。 由于是两类系统的合成，维护的难度和工作量较 高。 太阳能和风能在时间上的互补特性随地区不同差异 大，有时难以保证完全的连续稳定供电。
（4）风力机——柴油机——蓄电池联合系统
优点： 蓄电池短时间投入运行，可弥补风电的不足，而不
需起动柴油发电机发电来满足负荷所需电能，因此节油效果 较好，柴油机启停次数也可减少。
缺点：投资高，发电成本及电价比常规柴油发电要高。
3. 系统的实用性评价
•节油效果
•建立风力-柴油互补发电系统的一个目的就是节约柴油，所以 节油率是衡量一个风力-柴油互补发电系统是否先进的重要指 标之一。
（2）风力—柴油发电交替运行系统
这种系统通过开关设置，由风力发电机和柴油发电机交替给 用户供电，由于风力的随机波动，故用户要分成不同的优先 级保证供电，优先载荷所需电能总是被保证供给，其他两类 载荷再有在风力较强时才供电。 当风力较弱，对第一类载荷也不能保证供给时，则风力发电 机退出运行，柴油发电机自动启动并投入运行。当风力增大 并足以供给第一类载荷的电能时，则柴油机停机，风力机自 动运行。
（4）逆变系统 逆变器就是把直流电（例如12VDC）逆变成交流电（例如 220VAC）的设备，一般分为独立逆变器和并网逆变器。 （5）直流负载
指以直流电为动力的装置或设备，如直流电动机、高强度 LED发光管等 （6）交流负载
指以交流电为动力的装置或设备，如日常家用电器、交流电 动机。
风—光互补发电系统的优点：
列出
再判别 替换 注明原因、来源
3.计算测风数据的完整率
4. 验证结果
整理出一套至少连续一年的风电场实测逐个
小时风速、风向数据，注明这套数据的完整 率。
（三）数据处理
风速和风功率密度 2. 风速和风能频率分布 3. 风向频率及风能密度的方向分布 4. 风切变指数 5. 绘制风况图Leabharlann 风—光互补发电系统的应用前景

无电农村的生活、生产用电 半导体室外照明中的应用 航标上的应用 监控摄像机电源中的应用 通信基站中的应用 抽水蓄能电站中的应用
2. 风—柴油互补发电系统
风力－柴油联合发电系统的目的是向电网覆盖不到的地区（海 岛、牧区）提供稳定的不间断的电能，减少柴油的消耗，改善 环境污染状况。

作为一条指导原则，风电场布置风电机组时，在盛 行风向上要求机组间隔5~9倍风轮直径，在垂直于 盛行风向上要求机组间隔3~5倍风轮直径。
（二）风电机组尾流效应
风电场尾流影响使发电量减少约5%左右。
第二节 互补运行发电系统概述
互补发电运行系统：由两种以上的能源组成的供电系统，其中 至少有一种能源相对稳定。
第六章 并网风力发电系统
第一节 风电场选址和发电机组的排列

风电场选址
风电场风资源评估
发电机组位置排列及尾流效应
Wasp软件的原理及应用
一、风电场选址
风能资源 地形地貌特征 风力造成的植物变形 受风力影响形成的地貌 向当地居民调查了解 电网连接 地质条件 交通条件 地形条件 社会经济因素
风速玫瑰图 风能玫瑰图 风向玫瑰图
4. 风切变指数
5. 绘制风况图
年风况图
全年的风速和风功率日变化曲线图、风速和风功
率的年变化图、全年的风速频率分布直方图、全 年的风向和风能玫瑰图。
月风况图
各月的风速和风功率日曲线变化图、各月的风向
和风能玫瑰图。
（四）风资源评估

（3）集成风力—柴油发电并行运行系统
优点：风力机可以在变速下运行，可以更好地利用风能。 缺点：交流-直流-交流装置中的电子器件的费用较高，特别 当风力发电机的容量增大时，交流-直流-交流装置及蓄电池 的容量也随之增大，使造价增高。
（4）风力机——柴油机——蓄电池联合系统
这种系统当风力变化时能自动转换，实现不同的运行模式。 当风力较强，来自风力机及柴油机的电能除了向用户负载供 电外，多余的电能经双向逆变器向蓄电池充电；当短时间内 负载所需电能超过了风力及柴油机所提供的电能时，则可由 蓄电池经双向逆变器向负荷提供所欠缺的电能；
二、风电场场址风能资源评估
（一）数据验证 （二）数据修订 （三）数据处理 （四）风资源评估
（一）数据验证
1.
数据检验
完整性检验：数量、时间顺序 合理性检验：范围、相关性、趋势检验
不合理数据和缺测数据的处理 3. 计算测风数据的完整率 4. 验证结果
2.
2. 不合理数据和缺测数据的处理
制造工艺简单，易于加工。转换效率低，而且不够稳定。
（3）控制部分 控制部分根据日照强度、风力大小及负载的变化，不断对蓄 电池的工作状态进行切换和调节。 把调整后的电能直接送往交流或直接负载； 把多余的电能送往蓄电池组储存； 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，保证整个系统工作的连续性和稳定性。
1.
1. 风速和风功率密度
风速和风功率密度 月平均值、年平均值 各月同一钟点平均值、全年同一钟点平均值
2. 风速和风能频率分布
以1m/s为一个风速区间，统计每个风速区
间内风速和风能出现的频率。每个风速区
间的数字代表中间值，如5m/s风速区间为
4.5~5.4m/s。
3.风向频率及风能密度的方向分布
漂浮在海面上的“能源岛”
美国发明家多米尼克·米凯利斯父子共同设计，
综合利用海洋温差能、波浪能和海上风能、太阳能等多种
形式的可再生能源，能全年每天24小时连续运行。
这样的一个能源岛，建造成本超过6亿美元，具有250兆瓦 的发电能力，足够向一个小型城市供电。

尚德电力关于无锡尚德太阳能电力有限公司被申请破产重整 的声明 尚德电力控股有限公司（纽交所股票代码：STP）是一家全 球领先的光伏企业，产品被广泛应用于住宅、商用建筑、工 业和公共设施等领域。尚德电力在中国、瑞士和美国设有区 域总部，管理全球千兆瓦级的生产基地。自成立以来，尚德 电力已经为来自80多个国家的1000多位客户提供了超过 2500万块光伏组件。尚德电力致力于将不断创新的光伏技术 与丰富的自然资源相结合，以实现光伏发电平价上网的目标， 让太阳能这一取之不尽、用之不竭的绿色能源走进千家万户。
风力—柴油发电交替运行系统
系统优点：可以充分地利用电能，柴油机运转的时间得到减少 系统缺点：交替运行会造成短时间内用户供电中断，而柴油机 的频繁启停易导致磨损加快，负荷的频繁通断则可能造成对电 器的危害。
（3）集成风力—柴油发电并行运行系统
将同步风力发电机发出的变频交流电进行交流-直流-交流变 换，获得恒频恒压交流电，然后再与同步柴油发电机并联， 向用户负荷供电。这种系统可以对用户负荷实现连续供电， 在用户负荷不变的情况下，若风速降低，则柴油机自动启动 投入运行；在无风时，则柴油机发电机向负荷供电。
1.风功率密度
2.风向频率及风能密度的风向分布 3.风速的日变化和年变化 4.湍流强度 5.其他气象因素