为什么要使用多能互补分布式能源系统论文

缺电生活

中国现有9亿人口生活在农村，其中5%左右目前还未能用上电。在中国无电乡村往往位于风能和太阳能蕴藏量丰富的地区。因此利用风光互补发电系统解决用电问题的潜力很大。采用已达到标准化的风光互补发电系统有利于加速这些地区的经济发展，提高其经济水平。另外，利用风光互补系统开发储量丰富的可再生能源，可以为广大边远地区的农村人口提供最适宜也最便宜的电力服务，促进贫困地区的可持续发展。

我国已经建成了千余个可再生能源的独立运行村落集中供电系统，但是这些系统都只提供照明和生活用电，不能或不运行使用生产性负载，这就使系统的经济性变得非常差。可再生能源独立运行村落集中供电系统的出路是经济上的可持续运行，涉及到系统的所有权、管理机制、电费标准、生产性负载的管理、电站政府补贴资金来源、数量和分配渠道等等。但是这种可持续发展模式，对中国在内的所有发展中国家都有深远意义。

室外应用

世界上室外照明工程的耗电量占全球发电量的12%左右，在全球日趋紧张的能源和环保背景下，它的节能工作日益引起全世界的关注。

基本原理是：太阳能和风能以互补形式通过控制器向蓄电池智能化充电，到晚间根据光线强弱程度自动开启和关闭各类led室外灯具。智能化控制器具有无线传感网络通讯功能，可以和后台计算机实现三遥管理(遥测、遥讯、遥控)。智能化控制器还具有强大的人工智能功能，对整个照明工程实施先进的计算机三遥管理，重点是照明灯具的运行状况巡检及故障和防盗报警。

道路照明

●车行道路照明工程(快速道/主干道/次干道/支路)；

●小区(广义)道路照明工程(小区路灯/庭院灯/草坪灯/地埋灯/壁灯等)。

目前已被开发的新能源新光源室外照明工程有：风光互补led智能化路灯、风光互补led小区道路照明工程、风光互补led景观照明工程、风光互补led智能化隧道照明工程、智能化led路灯等。

航标应用

我国部分地区的航标已经应用了太阳能发电，特别是灯塔桩，但是也存在着一些问题，最突出的就是在连续天气不良状况下太阳能发电不足，易造成电池过放，灯光熄灭，影响了电池的使用性能或损毁。冬季和春季太阳能发电不足的问题尤为严重。

天气不良情况下往往是伴随大风，也就是说，太阳能发电不理想的天气状况往往是风能最丰富的时候，针对这种情况，可以用以风力发电为主，光伏发电为辅的风光互补发电系统代替传统的太阳能发电系统。风光互补发电系统具有环保、无污染、免维护、安装使用方便等特点，符合航标能源应用要求。在太阳能配置满足春夏季能源供应的情况下，不启动风光互补发电系统；在冬春季或连续天气不良状况、太阳能发电不良情况下，启动风光互补发电系统。由此可见，风光互补发电系统在航标上的应用具备了季节性和气候性的特点。事实证明，其应用可行、效果明显。

监控电源

目前，高速公路道路摄像机通常是24小时不间断运行，采用传统的市电电源系统，虽然功率不大，但是因为数量多，也会消耗不少电能，采用传统电源系统不利于节能；并且由于摄像机电源的线缆经常被盗，损失大，造成使用维护费用大大增加，加大了高速公路经营单位的运营成本。

应用风光互补发电系统为道路监控摄像机提供电源，不仅节能，并且不需要铺设线缆，减少了被盗了可能，有效防盗。但是我国有的地区会出现恶劣的天气情况，如连续灰霾天气，日照少，风力达不到起风风力，会出现不能连续供电现象，可以利用原有的市电线路，在太阳能和风能不足时，自动对蓄电池充电，确保系统可以正常工作。

通信应用

目前国内许多海岛、山区等地远离电网，但由于当地旅游、渔业、航海等行业有通信需要，需要建立通信基站。这些基站用电负荷都不会很大，若采用市电供电，架杆铺线代价很大，若采用柴油机供电，存在柴油储运成本高，系统维护困难、可靠性不高的问题。

要解决长期稳定可靠地供电问题，只能依赖当地的自然资源。而太阳能和风能作为取之不尽的可再生资源，在海岛相当丰富，此外，太阳能和风能在时间上和地域上都有很强的互补性，海岛风光互补发电系统是可靠性、经济性较好的独立电源系统，适合用于通信基站供电。由于基站有基站维护人员，系统可配置柴油发电机，以备太阳能与风能发电不足时使用。这样可以减少系统中太阳电池方阵与风机的容量，从而降低系统成本，同时增加系统的可靠性。

电站应用

风光互补抽水蓄能电站是利用风能和太阳能发电，不经蓄电池而直接带动抽水机实行不定时抽水蓄能，然后利用储存的水能实现稳定的发电供电。这种能源开发方式将传统的水能、风能、太阳能等新能源开发相结合，利用三种能源在时空分布上的差异实现期间的互补开发，适用于电网难以覆盖的偏远地区，并有利于能源开发中的生态环境保护。

开发条件：

●三种能源在能量转换过程中应保持能量守恒；

●抽水系统所构成的自循环系统的水量保持平衡。

虽然与水电站相比成本电价略高，但是可以解决有些地区小水电站冬季不能发电的问题，所以采用风光互补抽水蓄能电站的多能互补开发方式具有独特的技术经济优势，可作为某些满足条件地区的能源利用方案。

的应用向全社会生动展示了风能、太阳能新能源的应用意义，推动我国节能环保事业的发展，促进资源节约型和环境友好型社会的建设，具有巨大的经济、社会和环保效益 。

建成后的电站是中国同类电站中最大的，也是世界第二大电站。此前，中国最大的太阳能电站是位于西北部宁夏的腾格尔沙漠太阳能园区，容量为1.54吉瓦；而印度的巴德拉太阳能园区（Bhadla Solar Park）是全球最大的太阳能电站。

据悉，黄河的电站耗资22亿美元（1,486亿元人民币），是计划中的16吉瓦可再生能源发电综合体的一部分，其中包括两座8吉瓦的换流站。SupChina表示，该电站的建设在4个月内完成，其中包括由阳光电源（Sungrow）提供的202.9兆瓦储能系统。

据报道，国家电网公司负责这条价值31.8亿美元（2,149亿元人民币）的特高压电力线。

1、山西大同国家先进技术光伏示范基地(3000MW)

这是我国首个促进先进技术光伏产品应用的大规模太阳能光伏电站，是国家能源局“光伏领跑者”计划首个被批准的项目，总规划装机量3000MW，分三年实施。基地旨在规模化应用先进技术光伏产品，同时，示范基地将发展光伏发电、新能源与治理采煤沉陷区相结合，对于探索采煤沉陷区生态修复，进而推动资源型城市能源发展方式转变都有重要意义。

2、山西阳泉国家先进技术光伏发电基地(2200MW)

为推动国家光伏产业升级转型，引领电价下降，调整以煤电为主导的产业结构，阳泉市采煤沉陷区建设国家先进技术光伏发电示范基地，总规划装机量2200MW，分两期实施，其中2016年一期建设1000兆瓦。根据基地规划总体布局，一期共分13个单体项目，其中光伏发电示范项目12个，平台项目1个。建设期截至2017年中，开发经营期为25年(不含建设期)。

3、宁夏(盐池)新能源综合示范区电站(2000MW)

这是截止目前全球最大的单体光伏电站项目，总规划装机量2000MW，占地约6万亩。按照宁夏的光照条件，这一2000MW项目建成后，年平均上网电量289419万度。以该发电量计算，与火电相比，每年可节约标准煤101万吨。该示范区还将建设风、光、生物质、储能多元互补可再生能源发电系统、绿色现代牧业养殖示范基地、绿色现代牧草种植示范基地、全球最大光伏旅游基地等项目。

4、山东新泰光伏发电示范基地(2000MW)

中德新能源示范市重点支撑项目，中国光伏电站领跑者计划重点实施项目，全国最大的采煤沉陷区农光互补示范基地，总规划装机量2000MW，总占地12万亩，总投资200亿元。作为规模较大的中国太阳能发电站之一，项目全部建成后，年销售收入15亿元，可帮助当地贫困户尽快脱贫。新泰市在2016-2020年期间利用集中连片采煤沉陷区建设28座光伏电站。

5、腾格里沙漠太阳能发公园(1547MW)

腾格里沙漠太阳能发公园被称为太阳能“长城”，建成初期是规模最大的中国太阳能发电站，占地面积43平方公里，总规划装机量1547MW。该太阳能光伏电站位于中国的腾格里沙漠，有着足够的扩展空间，目前占该地区干旱地区的3.25%，比纽约中央公园大10倍以上，并且能够产生1.5千兆瓦的功率，可与大多数核电站的电力容量相媲美。

6、河北张家口奥运廊道领跑者项目(1500MW)

这座中国太阳能电厂的总规划装机量为1500MW，2016年10月一期获批指标总容量为500MW，这500MW共分给了14个项目。按照张家口奥运廊道规划图，1500MW的项目总量，主要分布在张家口宣化区、下花园区以及怀来县三个县区，项目地点分散、土地利用率不高等是该基地的主要特点。由于项目规划过多，有的还不到1MW，建设成本间接增加。

7、内蒙古乌海光伏领跑技术基地(1300MW)

该座中国光伏电站总规划装机量1300MW，三年逐步实施建设(2016-2019年)。根据乌海市发改委规划，该基地单体项目于2017年9月开发建设，项目位于海勃湾区金沙湾和小加工园，总投资8亿元，上网电价0.5元/千瓦时，拟通过金沙湾220千伏变电站接入电网。起步阶段本着节约、集约利用的原则，利用现有电网为主，就近接入、就地为周边负荷供电。

8、山西芮城光伏领跑技术基地(1020MW)

2016年国家能源局批复的全国8大光伏基地之一，是唯一一个县级国家级光伏基地，总规划装机量1020MW，总投资88亿元，当年12月开工建设。作为规模较大的中国太阳能发电站之一，共规划达13处场地，涉及中条山沿山一带7个乡镇，年可增加地区生产总值12亿，实现财政收入1.5亿；为贫困群众提供就业岗位600多个，年可增加农民收入800余万。

9、山东济宁光伏发电示范基地(1000MW)

总规划装机量1000MW，其中任城区规划100MW，邹城市规划装机量100MW，曲阜市规划装机量100MW，鱼台县规划装机量140MW，微山县规划装机量560MW。该座中国太阳能发电站的初期建设于2016年展开，计划安装容量为50万千瓦，共划分7个单体项目，其中光伏发电示范项目6个，平台项目1个，开发经营期为25年(不含建设期)。

10、龙羊峡大坝太阳能公园(850MW)

该中国太阳能电厂位于中国西北部青海省的青藏高原，由中国五大发电企业之一的国家电力投资公司运营，是世界上最大的太阳能公园之一，总规划装机量850MW，面积约27平方公里，甚至从太空中也可以俯瞰到龙羊峡太阳能电站。该站可为20万户家庭供电，其第一建设阶段于2013年完成，第二建设阶段于2015年完成，总建设成本约为60亿元人民币。

11、广西兴宾渔光互补光伏发电项目(300MW)

全国建成并网的渔光互补太阳能光伏电站共13家，广西兴宾渔光互补光伏发电项目，是目前中国最大规模的“渔光互补”光伏发电站，总规划装机量300MW，占地6000亩，总投资15亿元，是广西首家渔光互补光伏电站，位于兴宾区蒙村镇。所谓的“渔光互补”，即是指渔业养殖和光伏发电相结合，水面上方架设光伏板阵列，光伏板下方水域进行鱼虾养殖。

12、中国格尔木太阳能公园(200MW)

在青海省格尔木市东109国道两侧的荒漠上，太阳能电站一个接一个，星罗棋布，十分壮观，这就是中国光伏电站群中知名的格尔木太阳能公园。格尔木太阳能电站总规划装机量200MW，总投资约32.6亿人民币，于2010年10月底建成投产，由中国电力投资集团开发。该发电站累计发电量已达28.9亿千瓦时，节约标准煤93万吨，减少二氧化碳排放约305万吨。

13、昆明石林太阳能光伏并网实验示范电站(166MW)

这是在石笋、石芽大面积外露的喀斯特地貌特征的丘陵地区建设起的“中国太阳能发电站”，有效利用石漠化土地5445亩，是云南在石漠化荒地上探索利用太阳能发电的一次重大举措。其总规划装机量166MW，总投资90亿元，2015年建设完成，年发电量将达1.88亿千瓦时，年减排二氧化碳17.54万吨。该电站在发电的同时还承担着一系列太阳能科研项目。

14、安徽省淮南水上漂浮式光伏发电站(150MW)

世界上最大的水上漂浮式光伏发电站，同时亦是三峡集团首个水上漂浮式光伏项目，总规划装机量150MW，总投资约10亿元。该电站年发电量约1.5亿度，相当于支撑国家17.64亿元的gdp，年纳税约2500万元以上；相当于种植阔叶林约530公顷；相当于年节约标准煤约5.3万吨，减少二氧化碳排放约19.95万吨，减少森林砍伐约5.4万立方米，可以照亮约9.4万户城乡家庭。

15、甘肃敦煌熔盐塔式光热电站(100-110MW)

中国首批光热发电示范项目的建设基地之一，总规划装机量100-110MW，拥有全球单机最大的聚光集热镜场，共12078余台定日镜，是全球聚光规模最大、吸热塔最高、储热罐最大、可24小时连续发电的100兆瓦级熔盐塔式光热电站，标志着中国成为世界上少数掌握百兆瓦级光热电站技术的国家之一。该电站在夏季工况下，可24小时连续发电突破180万千瓦时。

16、浙江宁波海曙大路村屋顶光伏项目(13MW)

全国最大的光电建筑一体屋顶光伏项目，总规划装机量13MW。项目一期装机容量760千瓦，年发电量约80万度，二期项目装机容量540千瓦。项目建成后，根据现有光伏政策，每发一度电，可带来0.6653元/度的收益。全村435户人家每户每年可免费使用360度电。投资回收期满后，企业与村集体按照60%和40%分享发电实际收益，每年村集体创收约7万元。

17、八达岭太阳能热发电实验电站(1MW)

亚洲最大的塔式太阳能热发电电站，总规划装机量1MW，年发电量可达195万千瓦时。这个发电站在八达岭长城脚下，集科研、示范、试验和展示为一体，是我国863高技术科学试验项目，也是中国第一座拥有自主知识产权的兆瓦级塔式太阳能热发电实验电站。此发电站共使用定日镜达100面，总面积一万平方米，占地八十亩，预计使用寿命为二十年。

1、储能技术既可缓冲风电、光伏等不稳定的功率，也可实现能量在空间和时间上的转移，成为解决上述问题的有效途径。

2、风光互补发电系统可以有效解决微电网中分布式可再生能源特别是风光互补发电的间歇性、波动性以及“源”与“荷”错位的问题。