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[摘 要]文章对分布式风力-太阳能光伏互补发电系统的基本原理进行了分析研究，然后对电力系统中引入分布式风力-太阳能光伏互补发电系统的主要优势进行了探讨，最后对分布式风力-太阳能光伏互补发电系统在实际应用中的相关技术要点进行介绍，希望能够促进分布式风力-太阳能光伏互补发电系统在后续实践中的进一步应用。
[关键词]分布式风力；太阳能光伏；互补发电系统
中图分类号：TM6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）38-0327-01
相较于传统意义上的发电方式而言，光伏发电系统以及风力发电系统各自都有其突出的优势。但对于太阳能光伏发电系统而言，容易受到昼夜交替以及季节变化因素的影响，风力系统则会受到地理分布情况的影响，导致系统运行期间的稳定性较差。随着风力发电系统与光伏发电系统在电力系统中所占比例的不断增加，若以上两种系统的运行出现波动，将会对整个电力系统的稳定运行产生非常不良的影响。有关研究中从太阳能与风能的互补性角度上入手，构建一个基于分布式风力-太阳能光伏的互补式发电系统，该系统的应用对于提高供电可靠性而言是非常重要的。本文即就分布式风力-太阳能光伏互补发电系统的相关问题展开分析与探讨。
1.分布式风力-太阳能光伏互补发电系统原理分析
在当前技术条件支持下，分布式风力-太阳能光伏互补发电系统主要由风力发电机组、太阳能光伏组件、控制器、以及逆变器等部分构成。其中，风力发电机组能够在风机的支持下将风能转化为机械能，在发电机的支持下将机械能转换为电能，并在逆变器的支持下面向系统负载供电；太阳能光伏则通过引入太阳能板光伏效应的发生，将光能转换为电能，并在逆变器的支持下，将直流电转换为交流电并为系统负载提供电能支持；控制器则可以根据本地区的风力以及日照情况，对工作状态进行灵活调整；逆变器的功能则是将直流电转换为交流电，确保负载设备运行的正常及稳定。
2.分布式风力-太阳能光伏互补发电系统应用优势
相较于常规意义上独立运行的风电系统或者是光电系统而言，分布式风力-太阳能光伏互补发电系统在实践应用中的综合优势表现是非常确切。通过对分布式风力-太阳能光伏互补发电系统的应用，能够在提高资源利用率，降低成本，改善电能供应质量、以及促进运行方式灵活化等方面发挥突出的价值与优势。具体可以总结为以下几个方面：
第一，分布式风力-太阳能光伏互补发电系统的应用具有提高资源利用率的目的：分布式风力-太阳能光伏互补发电系统中，若太阳光的强度较大，但风力较弱，则系统可切换至太阳能发电模式，若太阳能的强度较小，但风力较强，则系统也支持切换至的风力发电模式。当然根据日照及风力情况及电网需求风电及光伏能够同时运行。因此，相较于独立运行的发电系统来说，已有资料中证实分布式风力-太阳能光伏互补发电系统的应用在资源利用率上可提高20～40%左右；
第二，分布式风力-太阳能光伏互补发电系统的应用具有促进运行方式灵活化的目的：分布式风力-太阳能光伏互补发电系统在运行方式上非常灵活，无论是处于孤岛运行、还是主网并联运行状态下，其综合优势都是非常确切的。在并网运行的过程当中，分布式风力-太阳能光伏互补发电系统与配电网同时面向负荷供电，能够起到减轻配电网供电压力的目的。
3.分布式风力-太阳能光伏互补发电系统应用要点
第一，在分布式风力-太阳能光伏互补发电系统的运行过程当中，可以根据开关磁阻发电机转速、转子位置、励磁电流、以及励磁电压之间解耦的系统数学模式，找出电机转速以及转速变化与发电机输出功率（输出电压）之间的对应关系，从而达到电气制动限速控制的效果。与此同时，还可根据对逆变器结构的合理选择，在模糊滑模控制基础之上，对开关磁阻风力发电机系统进行变速恒频控制，从而使整个分布式风力-太阳能光伏互补发电系统的输出功率以及输出电压维持在恒定状态下；
第二，在分布式风力-太阳能光伏互补发电系统的推广过程当中，可以根据试验试点地区的太阳辐射等基础气象数据，对系统运行过程当中，电池阵列下的电流电压特性进行模拟，通过基于统计参数的非线性搜索，对太阳能PV阵列片数与风力发电机的最佳配置关系进行综合优选，同时也可建立在神经网络以及模糊逻辑控制技术的基础之上，对电池阵列的电流参数、电压参数变化进行跟踪，并及时进行反馈控制，通过这种方式，能够使分布式风力-太阳能光伏互补发电系统的运行关系更加的互补与协调；
第三，在分布式风力-太阳能光伏互补发电系统的发展过程当中，可以基于实验地区监测得到的太阳辐射、风速、以及风向等相关数据，挖掘本地区气候条件与系统风力发电量、以及太阳能光伏发电量之间的对应关系，对区域气候条件进行模拟，根据预先设定的程序，基于智能反馈的开关磁阻实现分布式风力-太阳能光伏互补发电系统的实时性协调控制。
第四，在分布式风力-太阳能光伏互补发电系统的完善中，展开对风轮机运行性能的实验分析工作，重点研究风轮机、开关磁组风力发电机系统与用电负荷之間的规律以及系统输出特性，在系统非线性数学模型的基础上，建立系统仿真研究平台，以提高发电效率和系统风/电能量转换密度，实现低速低压起励，稳定系统输出功率，恒定系统输出电压和频率，实施太阳能光伏发电最大功率跟踪；以增加风力发电的稳定性、减少太阳能光伏发电过程中的间断性以及降低发电成本为目标，进行系统结构优化和控制参数优化，促进发电系统完善。
4 结束语
分布式风力-太阳能光伏互补发电系统实现了电力系统中对风能与太阳能的综合应用，能够在分布式风力-太阳能同步发电的基础之上，使两者形成互补关系，确保供电系统的稳定与可靠，对于避免系统供电出现不持续稳定上有重要价值。本文针对分布式风力-太阳能光伏互补发电系统的基本原理，主要优势，以及应用问题展开分析与研究，相信随着信息技术的进一步发展以及设备性能的不断提高，分布式风力-太阳能光伏互补发电系统的综合优势将更为突出，并为电力系统的稳定运行提供更为重要的保障。
参考文献
[1] 王成山，郑海峰，谢莹华等.计及分布式发电的配电系统随机潮流计算[J].电力系统自动化，2005，29（24）：39-44.
[2] 张曦，康重庆，张宁等.太阳能光伏发电的中长期随机特性分析[J].电力系统自动化，2014，（6）：6-13.
[3] 王春齐，江大志，肖加余等.纳米SiO2改性环氧树脂及其复合材料性能研究[J].功能材料，2012，43（22）：3045-3048，3053.
[4] 张艳霞，赵杰，邓中原等.太阳能光伏发电并网系统的建模和仿真[J].高电压技术，2010，36（12）：3097-3102.
[关键词]分布式风力；太阳能光伏；互补发电系统
中图分类号：TM6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）38-0327-01
相较于传统意义上的发电方式而言，光伏发电系统以及风力发电系统各自都有其突出的优势。但对于太阳能光伏发电系统而言，容易受到昼夜交替以及季节变化因素的影响，风力系统则会受到地理分布情况的影响，导致系统运行期间的稳定性较差。随着风力发电系统与光伏发电系统在电力系统中所占比例的不断增加，若以上两种系统的运行出现波动，将会对整个电力系统的稳定运行产生非常不良的影响。有关研究中从太阳能与风能的互补性角度上入手，构建一个基于分布式风力-太阳能光伏的互补式发电系统，该系统的应用对于提高供电可靠性而言是非常重要的。本文即就分布式风力-太阳能光伏互补发电系统的相关问题展开分析与探讨。
1.分布式风力-太阳能光伏互补发电系统原理分析
在当前技术条件支持下，分布式风力-太阳能光伏互补发电系统主要由风力发电机组、太阳能光伏组件、控制器、以及逆变器等部分构成。其中，风力发电机组能够在风机的支持下将风能转化为机械能，在发电机的支持下将机械能转换为电能，并在逆变器的支持下面向系统负载供电；太阳能光伏则通过引入太阳能板光伏效应的发生，将光能转换为电能，并在逆变器的支持下，将直流电转换为交流电并为系统负载提供电能支持；控制器则可以根据本地区的风力以及日照情况，对工作状态进行灵活调整；逆变器的功能则是将直流电转换为交流电，确保负载设备运行的正常及稳定。
2.分布式风力-太阳能光伏互补发电系统应用优势
相较于常规意义上独立运行的风电系统或者是光电系统而言，分布式风力-太阳能光伏互补发电系统在实践应用中的综合优势表现是非常确切。通过对分布式风力-太阳能光伏互补发电系统的应用，能够在提高资源利用率，降低成本，改善电能供应质量、以及促进运行方式灵活化等方面发挥突出的价值与优势。具体可以总结为以下几个方面：
第一，分布式风力-太阳能光伏互补发电系统的应用具有提高资源利用率的目的：分布式风力-太阳能光伏互补发电系统中，若太阳光的强度较大，但风力较弱，则系统可切换至太阳能发电模式，若太阳能的强度较小，但风力较强，则系统也支持切换至的风力发电模式。当然根据日照及风力情况及电网需求风电及光伏能够同时运行。因此，相较于独立运行的发电系统来说，已有资料中证实分布式风力-太阳能光伏互补发电系统的应用在资源利用率上可提高20～40%左右；
第二，分布式风力-太阳能光伏互补发电系统的应用具有促进运行方式灵活化的目的：分布式风力-太阳能光伏互补发电系统在运行方式上非常灵活，无论是处于孤岛运行、还是主网并联运行状态下，其综合优势都是非常确切的。在并网运行的过程当中，分布式风力-太阳能光伏互补发电系统与配电网同时面向负荷供电，能够起到减轻配电网供电压力的目的。
3.分布式风力-太阳能光伏互补发电系统应用要点
第一，在分布式风力-太阳能光伏互补发电系统的运行过程当中，可以根据开关磁阻发电机转速、转子位置、励磁电流、以及励磁电压之间解耦的系统数学模式，找出电机转速以及转速变化与发电机输出功率（输出电压）之间的对应关系，从而达到电气制动限速控制的效果。与此同时，还可根据对逆变器结构的合理选择，在模糊滑模控制基础之上，对开关磁阻风力发电机系统进行变速恒频控制，从而使整个分布式风力-太阳能光伏互补发电系统的输出功率以及输出电压维持在恒定状态下；
第二，在分布式风力-太阳能光伏互补发电系统的推广过程当中，可以根据试验试点地区的太阳辐射等基础气象数据，对系统运行过程当中，电池阵列下的电流电压特性进行模拟，通过基于统计参数的非线性搜索，对太阳能PV阵列片数与风力发电机的最佳配置关系进行综合优选，同时也可建立在神经网络以及模糊逻辑控制技术的基础之上，对电池阵列的电流参数、电压参数变化进行跟踪，并及时进行反馈控制，通过这种方式，能够使分布式风力-太阳能光伏互补发电系统的运行关系更加的互补与协调；
第三，在分布式风力-太阳能光伏互补发电系统的发展过程当中，可以基于实验地区监测得到的太阳辐射、风速、以及风向等相关数据，挖掘本地区气候条件与系统风力发电量、以及太阳能光伏发电量之间的对应关系，对区域气候条件进行模拟，根据预先设定的程序，基于智能反馈的开关磁阻实现分布式风力-太阳能光伏互补发电系统的实时性协调控制。
第四，在分布式风力-太阳能光伏互补发电系统的完善中，展开对风轮机运行性能的实验分析工作，重点研究风轮机、开关磁组风力发电机系统与用电负荷之間的规律以及系统输出特性，在系统非线性数学模型的基础上，建立系统仿真研究平台，以提高发电效率和系统风/电能量转换密度，实现低速低压起励，稳定系统输出功率，恒定系统输出电压和频率，实施太阳能光伏发电最大功率跟踪；以增加风力发电的稳定性、减少太阳能光伏发电过程中的间断性以及降低发电成本为目标，进行系统结构优化和控制参数优化，促进发电系统完善。
4 结束语
分布式风力-太阳能光伏互补发电系统实现了电力系统中对风能与太阳能的综合应用，能够在分布式风力-太阳能同步发电的基础之上，使两者形成互补关系，确保供电系统的稳定与可靠，对于避免系统供电出现不持续稳定上有重要价值。本文针对分布式风力-太阳能光伏互补发电系统的基本原理，主要优势，以及应用问题展开分析与研究，相信随着信息技术的进一步发展以及设备性能的不断提高，分布式风力-太阳能光伏互补发电系统的综合优势将更为突出，并为电力系统的稳定运行提供更为重要的保障。
参考文献
[1] 王成山，郑海峰，谢莹华等.计及分布式发电的配电系统随机潮流计算[J].电力系统自动化，2005，29（24）：39-44.
[2] 张曦，康重庆，张宁等.太阳能光伏发电的中长期随机特性分析[J].电力系统自动化，2014，（6）：6-13.
[3] 王春齐，江大志，肖加余等.纳米SiO2改性环氧树脂及其复合材料性能研究[J].功能材料，2012，43（22）：3045-3048，3053.
[4] 张艳霞，赵杰，邓中原等.太阳能光伏发电并网系统的建模和仿真[J].高电压技术，2010，36（12）：3097-3102.