太阳能-水联合发电系统的建模与仿真

以太阳能-水联合发电系统为对象,基于抽水蓄能运行模式,提出了独立运行、并网运行和恒功率输出三种运行方案.在建立联合发电系统数学模型的基础上,分析了三种运行方案的实现方法.仿真试验结果表明,三种运行方案均具有可行性和有效性,且太阳能与水的能量互补效果显著,太阳能-水联合发电系统具有较高的能量利用率,并从提高能量利用率的角度探讨了上水库库容,水源和光伏电站装机容量问题.     

光伏抽水系统在偏远地区的应用

在淳化县黄土高原的南缘某村建设太阳能光伏抽水系统,根据系统用水需求,深入分析当地水资源、太阳能资源的情况以及设备、产品、材料的技术参数,通过计算确定机组、光伏组件、控制系统、引蓄水系统等方案,系统应用后可以取得预期效果,对进一步推广太阳能光伏抽水系统在偏远地区的应用具有重要意义。     

一种新型光伏水泵

太阳能水泵是利用太阳能作为动力能源将地下水抽出来,以解决无水、无电地区的人畜用水、灌溉和边防哨所用水等问题。　　目前,太阳能水泵主要有两种类型,一是利用太阳能转换为热能 (例如热管技术 ),使水或氟里昂变成压力蒸气,并使其做功,即所谓光热水泵。例如美国的 OASIS泵与 MONDESH泵,靠水蒸汽利用一种所谓双隔膜泵来抽水,而德国的太阳能水泵则是利用氟里昂作为介质推动类似蒸汽机的装置来抽水。这类水泵的缺点是效率低,且对环境有污染。　　另一种则是太阳能光伏水泵,它是利用太阳能电池产生直流电并借助逆变器将其转…     

美国的三大太阳能泵站

普照大地的阳光,无须竞争和掠夺,谁有先进的科学技术,太阳能就属于谁。利用太阳能灌溉并非新的设想,本世纪初,美国曾尝试利用太阳能供热驱动蒸汽发动机,用作抽水动力。其中两例是很有价值的:一是波士顿太阳动力公司制造的一种圆锥形集热器,它的直径9米多,由1700多块小平面镜组成,用来驱动抽水设备;二是有人应用许多抛物槽形集热器制成了早期最大的太阳能蒸汽发动机(40千瓦)。但是.第一次世界大战,中断了太阳能利用的研究和发展工作。七十年代以来,“能源危机”时时威胁着美国,迫使它寻求解决能源问题的新出路。     

离网型风-光-抽水蓄能恒压供电系统

根据风能与太阳能互补的特性,并利用农村地区常见的开口水井作为抽水蓄能的下水库,本工作提出了一种适用于偏远农村地区的小型离网风-光-抽水蓄能联合运行系统.采用了一种新颖的发电技术,使得系统的输出功率、输出电压不受风速和太阳能辐射强度变化的影响,且不需要使用电池、逆变器、控制器和控制电路等设备.建立了所提出系统的数学模型,基于湖南省某偏远农村24 h的真实数据进行了恒压供电系统电能输出特性的仿真与对比分析.结果表明,所提出的系统能够实现昼夜连续稳定运行,输出功率几乎保持与设计值相等的0.3 kW,输出电压也基本维持在220 V;在用电高峰时段8～22 h,整个系统的平均输出功率为294.5 W,最大值为300 W,平均输出电压为217.8 V,与设计值的功率偏差为1.8％,电压偏差为1％.与风电-抽水蓄能和光伏-抽水蓄能联合运行系统的结果相比,功率偏差分别降低了28.8％和34.8％,电压偏差分别降低了27.7％和34.1％.所提出系统具有简单、可靠、故障率低、无污染和供电恒压稳定的优点,有助于向风能、太阳能资源贫乏地区的偏远农村居民提供低成本的优质电能.     

抽水蓄能电站接入系统的综合评价方法

全面准确地评价电源接入系统方案对电网的影响,能为电源规划方案的选择和建设提供指导。针对抽水蓄能电站的特点及其对电网的影响,从技术性和经济性2方面,选取评价抽水蓄能电站对电网作用的4个单一评价指标,并给出了基于搜索算法结合BPA仿真的指标计算方法,进而提出了一种综合指标的构造方法。以某省电网为例,对备选的7个抽水蓄能电站接入方案进行评价,给出规划方案的排序,为抽水蓄能电站的建设提供参考。     

天津地区不同太阳能采暖方案的可行性分析

以天津某工程的太阳能采暖为例,采用层次分析法对太阳能与电加热、太阳能与小型燃气炉和太阳能与小型燃油炉3种热源方案进行了经济可行性分析比较,从而得出太阳能采暖的最佳方案,并对层次分析法用于太阳能采暖方案的决策进行了探讨.实例证明,层次分析方法应用到采暖方案的多目标选择中是可行的,提高了决策的合理性和科学性.     

太阳能光电水泵系统的性能匹配

太阳能光电水泵系统的性能匹配杨金焕世界上水是十分宝贵的自然资源。太阳能光电水泵作为无电地区有效的抽水工具，正在迅速发展，已成为太阳电池重要的应用领域。光电水泵是由太阳电池方阵将太阳能直接转变为电能，驱动电动机而带动水泵抽水的。太阳电池方阵是非线性的直...     

太阳能与燃煤机组混合发电方式的热经济性研究

阐述了分别从锅炉蒸发受热面、高压加热器汽侧和汽轮机低压缸引入太阳热能与燃煤机组进行混合发电的3种集成方案,定义了太阳能热电转换率、单位时间节煤量及太阳能热贡献率等评价指标,并以某300 MW燃煤机组为例,应用变热量等效焓降法计算理论对3种太阳能与燃煤机组混合发电集成方案的热经济性指标进行了计算和比较,确定了混合发电的最优集成方式,并对其经济性进行了初步分析.结果表明：混合发电集成方案2-1（取代2号高压加热器抽汽）的热经济性指标、运行安全性和稳定性均较好,因此选取方案2-1作为混合发电最优集成方案;太阳能的单位发电成本为0.63元/（kW·h）,低于单纯太阳能发电站的0.75～1.85元/（kW·h）.     

太阳能与燃煤机组混合发电系统的热经济性分析

以某型300 MW机组为例,利用抛物面槽式集热器收集太阳能热量,提出7种太阳能与燃煤机组集成方案,并定义太阳能加热给水与燃煤机组混合发电系统的循环效率、太阳能热电转换率等评价指标,应用变热量等效焓降法计算理论,对原机组及不同集成方案进行热经济性能分析。结果表明:太阳能与回热系统混合发电,既能增加发电量,提高太阳能热电效率,又能降低纯太阳能发电投资成本,其代价是混合发电系统的热效率将下降;给出的所有集成方案中,取代1段抽汽方案产生的额外电能和太阳能热电转换率最大,标煤耗率和热耗率最小,为最佳混合方案。     

风光互补独立供电系统优化匹配设计实例

以系统的最小安装成本为优化目标,以系统的供电可靠性为约束条件,对内蒙古满洲里市某居民家庭用电风光互补独立供电系统进行基于计算机仿真计算的优化匹配设计。     

孤岛式风光柴蓄智能微网系统的研制

为解决海岛地区用电难问题,基于微网技术,利用太阳能、风能、柴油机、蓄电池等研制开发出一套智能微电网系统。以单片机为核心进行了系统方案设计和硬件电路设计,并基于能量调度策略设计了系统运行控制程序。样机系统集成并进行了负载投切试验、稳定性试验和超负荷试验,现已投入试运行。结果表明,该微电网系统工作状况良好,整体性能稳定可靠,智能控制功能满足实际要求。     

基于MMC-PET的直流微电网综合控制策略

为提升智能配电网电能质量,提出一种基于模块化多电平型电力电子变压器的直流微网构架及其综合控制策略,对分布式电源并网方式进行简化,设计MMC-PET及风光储系统的控制器,对智能配电网中电压深度跌落、三相不平衡等电能质量问题进行治理。在PSCAD/EMTDC平台搭建基于MMC-PET的直流微网风光储系统仿真模型,进行仿真分析总结,结果表明该方法很大程度地提高了新能源接入适应性,具备更快的动态响应速度和更强的鲁棒性,能有效改善智能配电网电能质量。     

风光互补电动汽车储能电站系统优化设计

通过对唐山市区太阳能和风能资源状况调查分析,对全年不同方位角和倾角上的太阳能辐射量进行模拟计算,得出南偏东9.8°方向、倾角为39.7°的倾斜面上接收的太阳能辐射量最大,其值为1.62×106Wh/m2。研究中对3kW风力发电机和1kW光伏发电系统的发电量进行了计算,并以1辆纯电动轿车为负载进行了容量配比优化,设计了风力发电系统、风光互补系统及光伏系统三种不同的方案,经过对各方案的经济性、可靠性及稳定性分析,得出最佳的设计方案为风光互补发电系统,该系统风力发电装机容量为3kW,光伏发电装机容量为8.96kW。     

风-光-柴-蓄复合发电及智能控制系统实验装置

该文课题组研制了“风—光—柴—蓄复合发电及智能控制系统”的实验模拟装置，用来模拟实际运行系统，以考验系统结构及控制策赂的合理性、系统运行可靠性等等。该文介绍了本实验系统的软、硬件构成和所具有的实验模拟功能。多次模拟运行结果表明，该系统可以实验模拟太阳能和风能波动时系统实际运行状况，从而能够对系统整体运行可靠性和各部件运行性能进行反复考验和测试。但系统结构也存在不足，需要进一步改进。     

可再生能源联合发电技术

近年来,随着国家倡导低碳经济,以风电、水电、太阳能、生物质能为代表的新能源得到了快速的发展。风能、水能、太阳能、生物质能等多种可再生能源联合发电是一种有效的可再生能源利用方式。简述了风能、水能,太阳能和生物质能的发电原理,并探讨了目前国内关于多种能源联合互补发电系统的设计研究成果。     

大型太阳能烟囱发电站热力分析与计算

利用热力学方法建立太阳能烟囱发电系统中集热棚、烟囱及风力透平的热气流能量转换过程的理论模型及求解方法.鉴于太阳能烟囱发电站的大尺寸特征,采用一维假设建立热气流传热模型,使用龙格-库塔方法对非线性能量方程进行数值求解.对集热棚直径3 600 m,烟囱高950 m,设计功率100 MW的大型太阳能烟囱发电站进行分析与计算,给出了该电站的风力透平轴功率随质量流量和太阳辐射强度变化的规律,为风力透平机组提供热力气动设计参数,为大规模开发利用太阳能提供借鉴.     

分布式风光储发电系统与无电人口供电

国家电网公司投资建设并已成功投运的蒙东陈巴尔虎旗微网项目切实为当地居民解决了用电难问题.同时,项目的实施也为国家智能微网建设提供了宝贵的经验.分布式风光储发电系统为解决无电区人口供电问题提供了可行的解决方案,尤其是内蒙、新疆等风资源、光资源较好的地区.     

Interfacing wind energy conversion equipment with utility systems

Technical interface issues between utility systems and solar technology devices are receiving increasing attention from government and industry. These issues arise from the intermittent power generation characteristics of solar systems, in contrast to most utility generation equipment. This paper explores the interface issues for wind energy systems, a solar technology likely to achieve early commercialization. Described are government- and industry-sponsored assessments of the impact of wind energy devices on industry operations, controls, and protective subsystems. The conclusions drawn indicate that: there does not appear to be any major technical interface problem in applying wind energy devices to utility power systems; current utility control and protection design methods are adequate for interfacing wind energy units with a utility system; and, the cost of control and protection for large (over 1 Mw) wind machines appears acceptable but may prove prohibitive for small machines. Several advanced technology options with the potential for reducing the costs for protection and control are also described, for both the wind machines and the utility system.     

Optimal design and techno-economic analysis of a hybrid solar–wind power generation system

Solar energy and wind energy are the two most viable renewable energy resources in the world. Good compensation characters are usually found between solar energy and wind energy. This paper recommend an optimal design model for designing hybrid solar–wind systems employing battery banks for calculating the system optimum configurations and ensuring that the annualized cost of the systems is minimized while satisfying the custom required loss of power supply probability (LPSP). The five decision variables included in the optimization process are the PV module number, PV module slope angle, wind turbine number, wind turbine installation height and battery capacity. The proposed method has been applied to design a hybrid system to supply power for a telecommunication relay station along south-east coast of China. The research and project monitoring results of the hybrid project were reported, good complementary characteristics between the solar and wind energy were found, and the hybrid system turned out to be able to perform very well as expected throughout the year with the battery over-discharge situations seldom occurred.