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第 24 卷第 5 期 Vol 24 , No 5
太阳能学报
2003 年 10 月 ACTA ENERGIAE SOLARIS SINICA Oct. , 2003
文章编号: 0254 0096 (2003) 05 0718 06
风光互补发电系统的优化设计Ⅱ
匹配设计实例
2 2 1 ,3 2 1 3
艾斌2 2 ,2 杨洪兴, 沈辉, 廖显伯
(1 中国科学院广州能源研究所, 广州 510070 ; 2 香港理工大学, 香港九龙; 3 中国科学院半导体研究所, 北京 100083)
摘要: 根据风光互补发电系统优化设计的 CAD 方法编制了相应的匹配计算程序, 并把该程序应用于一假定安装在
香港横澜岛上的风光互补发电系统的优化设计。利用香港天文台提供的 1989 年全年每小时实测的太阳辐射、风速和
温度数据以及全年负载用电分布等数据给出了满足两种供电可靠性要求即全年功率供给亏欠率 L PSP 分别等于 0 1 和
0 01 的优化了的系统配置。文章还比较并讨论了这两种优化的系统配置每小时、每日、每月和全年的性能表现。
关键词: 风光互补发电系统; 优化设计; CAD 方法
中图分类号: TK614 文献标识码: A
数据来确定系统各部分的容量, 以使系统各部分尤
引言
0 其是蓄电池组工作在尽可能理想的状态下。
国内外的研究结果都表明, 在满足偏远无电地上一篇文章给出了一整套利用 CAD 进行风光
区居民生产和生活用电以及向偏远地区的通讯系统互补发电系统优化设计的方法。本文将把这一优化
供电方面, 风光互补发电往往被证明是一种比单一设计方法应用于对一假定安装在香港横澜岛上的风
光伏或风力发电更经济、可靠的选择[1 ,2 ] 。由于目光互补发电系统的优化设计。根据用户对该风光互
前用来模拟光伏及其互补发电系统性能的大型工具补发电系统的具体要求、选用的组件的特性参数、
该 CAD 方法所提出的描述组件特性和气象数据转
软件包的价格昂贵或其他原因, 大部分光伏系统设
换的数学模型以及香港天文台提供的年全年
计人员无法使用这样的软件工具来设计系统。他们 1989
每小时实测的太阳辐射、风速和温度等数据, 由程
往往凭借经验法则来确定系统各部分的容量, 或直
序模拟计算了不同 PV 方阵和蓄电池容量组合全年
接使用生产厂商已固定搭配好各组件容量大小的系
的功率供给亏欠率 L PSP。然后根据用户给定的系
统。这种较粗略的系统设计很难保证系统各部分工
统供电可靠性要求(即全年功率供给亏欠率 L PSP
作在最经济合理的匹配状态下。由于风光互补发电
等于 0 1 和 0 01) 画出满足这种供电可靠性要求的
系统同时使用两种起伏性都比较大并且具有很大随
表示 PV 方阵和蓄电池容量关系的平衡曲线。通过
机性的自然资源, 准确合理的匹配设计对于风光互
画用斜率表示 PV 组件和蓄电池成本关系的平衡曲
补发电系统的推广应用显得尤为重要它是充分利
, 线的切线, 最终确定出以最小投资成本满足这种供
用风光资源在时间分布上所呈现出的一定的互补