风力发电技术和光伏发电技术综合分析

刘浩宇

中电投电力工程有限公司 上海 200233

引言

新能源技术的应用可改善传统的能源结构，满足国家可持续发展的基本要求。新能源技术日益成熟，但依然面临一定的技术缺陷问题，需要不断改良新能源技术手段，才能达到有效利用的效果。为此，国家需要对新能源技术研发给予高度重视，加大人力、物力、财力的投入，并颁布相应的政策制度，推动新能源创新发展，提高社会效益与经济效益，从而为新能源发电技术在取代传统能源的应用奠定良好的开端。

1 风力发电和光伏发电并网概述

1.1 并网型风力发电

目前我国传统能源发电的电力设备逐渐退出市场，而当前的电力设备进行了更新与换代，其组设置也在逐渐提高。加强风力发电装备设置的技术创新，促进自主创新能力的提高，能够有效地推动风力发电系统的完善与进步，风力发电的关键技术也是推动风力发电，甚至我国电力行业进步的重要内容，其中控制系统是其关键的内容，为了推动该行业的发展，需要有效地提高控制系统的效率[1]。

1.2 并网型光伏发电

所谓光伏发电，指的就是通过应用光电技术来实现太阳能向电能的转化，为人们提供绿色清洁型的能源。就实际发展情况来看，当前存在的并网发电系统基本分为两类，即由蓄电池支持和无须蓄电池支持的技术。其中，在蓄电池的支持下，该类技术的可调度性往往也会更高，可以依照实际的工作要求来对并网进行灵活操作；而对于不带蓄电池的技术来说，该类技术几乎不存在可调度性及操作性，该类系统常常被应用于国家性的大型电网中。

2 风力发电技术和光伏发电技术综合策略

2.1 控制调节设备

要想进一步提高光伏发电和风电并网发电技术的平稳运行水平，相关技术研究人员必须做好调节设备的控制工作。在整个电网系统中，无功调压设备也是其核心设备之一，对整个电网系统的稳定运行起着至关重要的作用。对于无功调压设备，设备通常由多个元件组合而成，是一个大型设备。在控制风电并网系统电压时，技术操作人员必须采用正确的操作方法来操作双馈风力发电机组。由于双馈发电机可以根据调节设备的具体情况发出相应的指令，因此可以为电网系统的运行提供保护，并使相关的控制电压方法得以实施。在进行光伏发电时，相关技术人员必须掌握并网逆变器的正确使用，因为并网逆变器会影响光伏电站的无电输出。如果并网逆变器在实际使用过程中出现问题，将直接影响光伏发电系统的稳定运行，并在一定程度上影响整个电压系统的电压控制效果。因此，有必要深入研究和分析，以保证电网系统运行的稳定性[2]。

2.2 网“孤岛效应”检测力度

（1）频率偏移法检测孤岛效应。所谓的主动频率偏移法检测孤岛效应，主要是以逆变器的输出频率为基础，在并网逆变器负载的影响下，当并网时可能出现断点发生的反向输出电压的频率。此种情形下，并网后逆变器的输出频率会出现误差，如果出现时间过长，就会引发“孤岛效应”。

（2）被动的相位偏移法检测孤岛效应。在风力发电和光伏发电的并网过程中逆变器发挥有效作用，使得并网系统与公共电网输出电流的频率一致，但事实需要考虑公共电网出现故障的情况，此时会导致整个电网瘫痪。并网中逆变器电流的输出与公共电网出现较大的相位差时，需要及时对并网系统与公用电网电流输出的差距进行检测，了解其电压电流的变化，直接分析并网系统中是否存在孤岛效应。

2.3 控制电压分层模型

一方面，分层的对象是电网系统中的变压器和电容器组，因为在整个电网系统的运行中，变压器和电容器组均需要长时间运作，而且在其运行时，相关的工作人员也无法对其进行调解，因此在光伏发电和风力发电电网系统中，控制电压时，需要将变压器和电容器组作为基础调节量，而后工作人员应该将此作为参考依据控制电压，确保整个电网可以正常运行。另一方面，应将光伏电站、风电场和动态调节设备作为分析对象，因为在电网系统的运行过程中，三个设备会表现出一定的微调装置功能，并且能够有效控制无功电压，当电压在传输时，这三个设备则会互相发生作用，进而提高整个电压运行的稳定性，确保无功出率的质量与效率[3]。

3 风力和光伏发电系统应用

3.1 航标

我国很多地区都有应用太阳能航标，根据天气状况运行的，若天气不好，就无法满足太阳能发电要求，这就需要风力发电作为补充。一般情况下，春夏两季气温高，太阳辐射强，太阳能资源比较丰富，能够满足太阳能发电配置需求，这时就不需要启动风光互补系统，但是在冬季或雨雪天气时，温度低，太阳辐射量少，太阳能资源相对较少，太阳能发电无法满足供电要求，这时就需要启动该系统，采用风能发电。

3.2 建筑行业

随着社会的发展，建筑行业不仅要满足建筑要求，同时要满足节能环保要求。对此，需要全面应用风光互补发电系统，安装太阳能集热管和风力发电机，同时在应用该系统时，建筑也需要满足光伏一体化要求，同时具备屋顶风力发电机、风光互补锅炉等建筑设施。

3.3 发电

该系统可以在无电农村应用。我国区域经济发展水平有所差异，经济发展不平衡，有些农村地区缺少基本的生产生活电能，例如青藏高原等地区，这类地区的风能和太阳能资源比较丰富，可以通过风光互补发电技术为其提供充足的电能。为满足农村用电需求，需要加大力度构建可再生能源供电系统，通过风光互补满足农村生产生活用电，推动农村发展。

4 结束语

近年来，世界各国开始重视能源应用问题，加大力度开发清洁、可再生能源，在满足经济发展需求的同时解决环境问题。因此，提出了风光互补发电系统，通过推广和应用该系统，充分利用风能和太阳能，构成新型能源发电系统，为人们的生产生活提供充足的电力。