CN102477951A - 一种风能发电及风光互补发电系统 - Google Patents

一种风能发电及风光互补发电系统 Download PDF

Info

Publication number
CN102477951A
CN102477951A CN2010105651392A CN201010565139A CN102477951A CN 102477951 A CN102477951 A CN 102477951A CN 2010105651392 A CN2010105651392 A CN 2010105651392A CN 201010565139 A CN201010565139 A CN 201010565139A CN 102477951 A CN102477951 A CN 102477951A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wind
power
energy
generating system
storage battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2010105651392A
Other languages
English (en)
Inventor
雷威
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
XI'AN RUIJINYUAN ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
XI'AN RUIJINYUAN ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by XI'AN RUIJINYUAN ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical XI'AN RUIJINYUAN ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN2010105651392A priority Critical patent/CN102477951A/zh
Publication of CN102477951A publication Critical patent/CN102477951A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/76—Power conversion electric or electronic aspects
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier

Abstract

本发明涉及一种风能发电及风光互补发电系统，其特征在于：所述系统包括：负载平台，所述负载平坦由中控单元、导航单元、液压泵及通信单元组成；离网风能发电系统，主要由风力发电机、风机控制器、蓄电池和逆变器等构成；及离网型风光互补发电系统，主要由风力发电机/光伏组件、风机/光伏控制器、蓄电池和逆变器构成。本发明具有节约能源的优点。

Description

一种风能发电及风光互补发电系统
技术领域
本发明涉及风能发电，尤其涉及一种风能发电及风光互补发电系统。
背景技术
风能和太阳能都是洁净、储量极为丰富的可再生能源。我国幅员辽阔，风能资源丰富，据估算，我国陆地可开发风能储量约为2.5×108KW，海上风力资源量更大，可开发风能储量约为7.5×108KW。太阳每年投射到地面上的辐射能高达1.05×1018千瓦时(3.78×1024J)，相当于1.3×106亿吨标准煤。中国太阳能资源非常丰富，理论储量达每年1.7×104亿吨标准煤，大多数地区年平均日辐射量在每平方米4千瓦时以上[1]。风能和太阳能的应用方式多种多样，其中用于发电是最常见也是最重要的形式之一。
风能和太阳能作为可再生能源，其应用得到国家大力鼓励和支持。我国风电发展非常迅速：2006年，中国风电累计装机容量达到260万千瓦，到2007年，我国的风电总装机容量达590.6万千瓦，2007年一年的装机容量就达330.4万千瓦，比此前20多年的总装机容量还要多。风力发电一方面作为化石能源的替代品向大规模、产业化的风力发电场发展，另一方面以小型风力发电形式为分散、边远用户提供电力。我国的小型风力发电机常指10KW以下的、独立运行的、用蓄电池储能的风力发电机组。近年来也有些厂家生产15KW、20KW至数十千瓦的小型风力发电机，为边远无电地区的生活、生产供电。《2007中国新能源产业年度报告》指出，中国已形成了世界上最大的小型风机产业和市场，并已推广了总容量约7万千瓦的35万台小型风机用于边远地区居民用电。从事小型风力发电机组及其配套件开发、研制、生产的单位达78家，其中，大专院校、科研院所15家，生产制造单位38家，配套件(含叶片、逆变器、控制器、及蓄电池等)生产单位25家[2]。太阳能光伏发电由于能量密度低、现有太阳能电池板光电转换效率有限(一般小于15％)，获得一定的电能要使用大面积的太阳能电池板，导致获得单位电能需要占用大量的面积(6～10m2/kw)且成本高昂(35～45元/瓦)，这限制了太阳能光伏发电的大规模应用，太阳能发电主要应用于边远无电、缺电地区的家庭供电、太阳能路灯/广告牌、边远通信设施电源、边远交通隧道照明等。近年来随着太阳能光伏产业的规模化和能量转换技术的改进，太阳能光伏发电成本有所下降，据不完全统计，现在我国从事太阳能发电技术产业研究、开发、生产和应用的单位已超过100家，太阳能发电设备累计装机容量已超过80MW[3]。风能和太阳能发电技术及其产业化的长足发展为其在海上油田中的应用奠定了良好的基础。
发明目的
本发明的目的在于提供一种就地发、供电，安全独立、无需敷设海底电缆、一次性投资低；资源可再生、没有后续能源费用；清洁、不造成环境污染且寿命较长的风能发电及风光互补发电系统装置。
为实现上述目的，本发明提供一种风能发电及风光互补发电系统，其特征在于：所述系统包括：1)负载平台，所述负载平坦由中控单元、导航单元、液压泵及通信单元组成；2)离网风能发电系统，主要由风力发电机、风机控制器、蓄电池和逆变器等构成，所述风力发电机将风的动能转换为电能；所述风机控制器制整个系统得工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用；所述蓄电池将风机所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来；所述逆变器将直流电转换成交流电供交流负载使用；及3)离网型风光互补发电系统，主要由风力发电机/光伏组件、风机/光伏控制器、蓄电池和逆变器构成。
本发明具有积极的效果：风能和太阳能发电按是否并入公共电网系统可分为并网发电系统和离网发电系统。离网发电系统是独立于公共电网、自发自用的发电系统，常用于为边远无电用户、及沿海和内湖渔船、游船等供电；并网发电系统是为公共电网提供电力的发电系统。通常离网发电系统容量在100W至数10KW级，并网发电系统容量可达数百千瓦甚至兆瓦级。
风能和太阳能可独立构成发电系统，也可组成风能和太阳能混合发电系统——即风光互补发电系统，采用何种发电形式，主要取决于当地的自然资源条件以及发电综合成本，在风能资源较好的地区宜采用风能发电，在日照丰富地区可采用太阳能发电，一般情况下，风能发电的综合成本远低于太阳能，因而在风能资源较好地区首选风能发电系统供电。近年来由于风光互补发电系统具有资源互补功能、供电安全性、稳定性均好于单一能源发电系统且价格居中而得到越来越广泛地应用。
海上边际油田距公共电网远、用电负荷较小，小型离网风能/风光互补发电系统因具有下列特点而成为被瞩目的对象：
就地发、供电，安全独立、无需敷设海底电缆、一次性投资低；
资源可再生、没有后续能源费用；
清洁、不造成环境污染；
寿命较长(太阳能电池15年、风力发电机25年以上)，维护、管理方便。
附图说明
图1是符合本发明的一种风能发电及风光互补发电系统的结构示意图；
图2是符合本发明的另一种风能发电及风光互补发电系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合图1对本发明作进一步说明。但本发明的内容不仅仅局限如此。
请参阅图1，符合本发明的一种风能发电及风光互补发电系统，其包括：负载平台1，所述负载平坦1由中控单元11、导航单元12、液压泵13及通信单元14组成；离网风能发电系统，主要由风力发电机2、风机控制器21、蓄电池22和逆变器23构成，所述风力发电机2将风的动能转换为电能；所述风机控制器21制整个系统得工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用；所述蓄电池22将风机所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来；所述逆变器23将直流电转换成交流电供交流负载使用；及离网型风光互补发电系统，主要由风力发电机2/光伏组件3、风机/光伏控制器21、31、蓄电池32和逆变器33构成。
本发明根据现有边际油田开发项目拟建平台的用电需求，分别采用风能发电系统和风光互补发电系统进行供电设计和系统配置。
在具体实施例中的一个海上边际油田距海岸50公里，所处海域水深20余米。
根据风力资源图可查得，该地区的年平均风速约为5.5m/s；根据用电负荷求得该平台的日平均功率约为200W，最大日耗功率为270w。依此进行系统设计。
如图1所示，小型离网风能发电系统，主要由风力发电机、风机控制器、蓄电池和逆变器等构成，各部分的作用如下：风力发电机：将风的动能转换为电能；风机控制器：控制器的作用制整个系统得工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用；蓄电池：其作用是将风机所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来；逆变器：将直流电转换成交流电供交流负载使用。
根据用电负荷情况、发电机的功率曲线和所属海域年平均风速，配置的风力发电机功率为5KW，选配相应功率的控制器和逆变器，考虑连续3天无风情况时配备蓄电池为12V 200AH的蓄电池20个，2串联×12并联，如果考虑连续6天无风情况时配备蓄电池为12V200AH的蓄电池38个，2串联×19并联。
根据用电负荷情况、发电机的功率曲线和所属海域年平均风速，配置的风力发电机功率为3KW，选配相应功率的控制器和逆变器，蓄电池配置同水平轴风机发电系统。
如图2所示，离网型风光互补发电系统的基本构成主要由风力发电机/光伏组件、风机/光伏控制器、蓄电池和逆变器等构成，各部分的作用同风能发电系统。
根据用电负荷情况、发电机的功率曲线、所属海域年平均风速和平均日照时间，配置的水平轴风力发电机功率为2KW，太阳能电池总功率约1.6KW，选配相应功率的控制器和逆变器，蓄电池配置同水平轴风机发电系统。
根据用电负荷情况、发电机的功率曲线、所属海域年平均风速和平均日照时间，配置的垂直轴风力发电机功率为2KW，太阳能电池总功率约1.6KW，选配相应功率的控制器和逆变器，蓄电池配置同水平轴风机发电系统。
发电系统中，蓄电池的费用较高且寿命较短(一般5～10年)，设计时应认真分析油田所在海域的资源条件和用电设备情况，合理地确定储能时间，以减少蓄电池用量、降低系统投资；
太阳能和风能发电技术及产品的长足发展，为边际油田研究开发就地安装、成本低廉、维护管理方便、资源节约、环境友好型的供电系统奠定了良好的基础，本设计研究表明：应用小型离网风能和风光互补发电系统为海上用电负荷较小的边际油田供电是可行的，由于太阳能和风能在我国海上边际油田的应用尚处起步阶段，应根据边际油田海上平台的特点来设计、安装风能和风光互补发电系统。

Claims (1)

1.一种风能发电及风光互补发电系统，其特征在于：所述装置包括：
1)负载平台，所述负载平坦由中控单元、导航单元、液压泵及通信单元组成；
2)离网风能发电系统，主要由将风的动能转换为电能的风力发电机、风机控制器、蓄电池和逆变器构成；及
3)离网型风光互补发电系统，主要由风力发电机、光伏组件、风机控制器、光伏控制器、蓄电池和逆变器构成。
CN2010105651392A 2010-11-25 2010-11-25 一种风能发电及风光互补发电系统 Pending CN102477951A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010105651392A CN102477951A (zh) 2010-11-25 2010-11-25 一种风能发电及风光互补发电系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010105651392A CN102477951A (zh) 2010-11-25 2010-11-25 一种风能发电及风光互补发电系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102477951A true CN102477951A (zh) 2012-05-30

Family

ID=46090694

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010105651392A Pending CN102477951A (zh) 2010-11-25 2010-11-25 一种风能发电及风光互补发电系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102477951A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103312006A (zh) * 2013-06-27 2013-09-18 国家海洋技术中心 多能互补独立发电系统
CN105201748A (zh) * 2015-09-30 2015-12-30 王相民 一种利用蓄电、风电互补的动力装置
CN107241842A (zh) * 2017-06-28 2017-10-10 安徽天枢信息科技有限公司 一种人防工程的绿色能源控制系统
CN107276497A (zh) * 2017-07-25 2017-10-20 滨州学院 一种风光互补发电系统
CN107313894A (zh) * 2017-08-30 2017-11-03 广州市风力新能源科技有限公司 一种小型风力发电系统
CN107395096A (zh) * 2016-05-16 2017-11-24 珠海市光普太阳能科技有限公司 一种鱼船及船舶用智能控制风能、太阳能发供电装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103312006A (zh) * 2013-06-27 2013-09-18 国家海洋技术中心 多能互补独立发电系统
CN105201748A (zh) * 2015-09-30 2015-12-30 王相民 一种利用蓄电、风电互补的动力装置
CN107395096A (zh) * 2016-05-16 2017-11-24 珠海市光普太阳能科技有限公司 一种鱼船及船舶用智能控制风能、太阳能发供电装置
CN107241842A (zh) * 2017-06-28 2017-10-10 安徽天枢信息科技有限公司 一种人防工程的绿色能源控制系统
CN107276497A (zh) * 2017-07-25 2017-10-20 滨州学院 一种风光互补发电系统
CN107276497B (zh) * 2017-07-25 2023-10-24 滨州学院 一种风光互补发电系统
CN107313894A (zh) * 2017-08-30 2017-11-03 广州市风力新能源科技有限公司 一种小型风力发电系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102900623B (zh) 漂浮式海洋风能与波浪能混合发电平台
CN201972859U (zh) 风光互补发电储能装置
CN201789307U (zh) 一种组合式新能源发电系统
CN102182974A (zh) 风能、太阳能和风光互补氢能源发电储电供电led照明系统
CN102477951A (zh) 一种风能发电及风光互补发电系统
CN203670100U (zh) 一种适用于海岛微电网供电模式的户用风光互补发电系统
CN203352265U (zh) 风光互补发电系统
Kumaravel et al. Adapted multilayer feedforward ANN based power management control of solar photovoltaic and wind integrated power system
CN102386636A (zh) 一种混合新能源的离网发电系统及其控制方法
CN202103887U (zh) 一种路灯照明光伏电站系统
CN201953586U (zh) 以砂石为媒介的电能储备发电系统
CN204190671U (zh) 油气生产物联网新能源供电系统
CN201666220U (zh) 沿海滩涂太阳能光伏发电与风力发电互补的供电装置
CN104348207A (zh) 一种互联型分布式风光互补发电系统
CN103066678A (zh) 模块化自然能供电系统
CN207926485U (zh) 一种风、光、油井势能互补独立发电装置
CN101629548A (zh) 沿海滩涂太阳能光伏发电与风力发电互补的供电装置
CN202586812U (zh) 水能与太阳能混合发电系统
CN201860278U (zh) 一种风光互补供电系统
Cao et al. Capacity Optimization of Multi-energy complementary Microgrid Considering Green Hydrogen System
CN203604105U (zh) 太阳能抽水储能发电设备
CN102322395A (zh) 离网式风光互补集群发电系统
CN201699429U (zh) 一种水上风光互补并网发电系统
CN201696224U (zh) 风光电互补供电装置
Mahmud et al. Wind power technology schemes as renewable energy in Bangladesh

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
DD01 Delivery of document by public notice

Addressee: Xi'an Ruijinyuan Energy Technology Co., Ltd.

Document name: Notification that Application Deemed to be Withdrawn

C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20120530