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风电与光电互补系统的实际

摘要:
在全球经济尚未完全摆脱金融危机的困扰，气候变化不断加剧的大背景下，新能源以其可再生，清洁低碳，可持续利用等特点受到各国的普遍关注，许多国家将其作为保护环境和促进发展的重要途径，在应对金融危机的政策中都增加了新能源元素。我国的新能源产业也进入了快速发展阶段，新能源技术不断进步，产业规模迅速提高，新能源装备制造业水平和产业技术研发水平迅速提升。但随着产业规模化的不断扩大，诸多问题也逐渐显现出来，成为制约我国新能源产业规模化的瓶颈。如成本相对较高，市场竞争力弱；技术研发投入不足，自主创新能力不强；产业体系薄弱，配套能力不强；行业管理松散，标准体系和人才建设严重滞后；政策体系不完善，措施不配套等。由此，必须采取相应的措施。

关键字：
光电互补发电技术;新能源产业;瓶颈;战略规划;技术创新

1.1能源问题
能源是国民经济发展和人民生活必须的重要物质基础，在过去的200多年里，建立在煤炭、石油、天然气等化石燃料基础上的能源体系极大的推动了人类社会的发展。但是人类在使用化石燃料的同时，带来了严重的环境污染和生态系统破坏。随着不可再生的能源急剧减少，近年来，世界各国逐渐认识到能源对人类的重要性，更认识到常规能源利用过程中对环境和生态系统的破坏，各国纷纷开始根据国情，治理和缓解已经恶化的环境，并把可再生、无污染的新能源的开发利用作为可持续发展的重要内容。
可再生能源包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源。水能发电技术已经比较成熟，但是其局限性大。生物质能发电导致其他生物威胁人类生存环境，地热能发电破坏地球环境……
1.2能源选择趋势
人们经过论证尝试之后最终认为自然界的太阳能和风能是最为清洁绿色的可再生能源，再加上其再地球上分布的广泛和取之不尽用之不竭的特性。势必成为可再生能源发电能源的最佳选择。各国也根据自身的基本国情制定了一系列的推广政策，2008年3月我国法改委公布了《可再生能源发展“十一五”规划》。在其中明确提出在“十一五”期间，“加快发展风能、太阳能、生物质能等可再生能源”。
人们加快了研究太阳能发电和风能发电的步伐。然而太阳能、风能都具有能量密度低、稳定性差的特点，并且受地理分布、季节变化、昼夜变化等因素影响，单独的风能发电和太阳能发电最终效果都不理想。然而人们发现太阳能在白天和夏季丰富，而风能在晚上和春秋较为丰富。太阳能和风能这种天然的昼夜互补性和季节互补性，可以消除稳定性差的弱点，也使得它们组成能量互补系统—风光互补发电系统成为一种必然。
1.3风光互补发电的优势
风光互补发电系统是利用风能和太阳能资源的互补性，是一种具有较高性价比并且可以保证用电可靠性的一种新型能源发电系统，具有很好的推广应用前景。
二：当前现状
最初的风光互补发电系统，就是将风力机和光伏组件进行简单的组合，因为缺乏详细的数学计算模型，同时系统只用于保证率低的用户，导致使用寿命不长。系统设计的难点在于风能太阳能充电电路的调节，即控制器的设计。
近几年随着风光互补发电系统应用范围的不断扩大，保证率和经济性要求的提高，国外相继开发出一些模拟风力、光伏及其互补发电系统性能的大型工具软件包。通过模拟不同系统配置的性能和供电成本可以得出最佳的系统配置。其中coloradostateuniversity和nationalrenewableenergylaboratory合作开发了hybrid2应用软件。hybrid2本身是一个很出色的软件，它对一个风光互补系统进行非常精确的模拟运行，根据输入的互补发电系统结构、负载特性以及安装地点的风速、太阳辐射数据获得一年8760小时的模拟运行结果。但是hybrid2只是一个功能强大的仿真软件，本身不具备优化设计的功能，并且价格昂贵，需要的专业性较强。
在国外对于风光互补发电系统的设计主要有两种方法进行功率的确定：一是功率匹配的方法，即在不同辐射和风速下对应的光伏阵列的功率和风机的功率和大于负载功率，只要用于系统的优化控制；另一是能量匹配的方法，即在不同辐射和风速下对应的光伏阵列的发电量和风机的发电量的和大于等于负载的耗电量，主要用于系统功率设计。
目前国内进行风光互补发电系统研究的大学，主要有中科院电工研究所、内蒙古大学、内蒙古农业大学、合肥工业大学等。各科研单位主要在以下几个方面进行研究：风光互补发电系统的优化匹配计算、系统控制等。目前中科院电工研究所的生物遗传算法的优化匹配和内蒙古大学新能源研究中推出来的小型户用风光互补发电系统匹配的计算即辅助设计，在匹配计算方面有着领先的地位，而合肥工业大学智能控制在互补发电系统的应用也处在前沿水平。
据国内有关资料报道，目前运行的风光互补发电系统有：西藏纳曲乡离格村风光互补发电站、用于气象站的