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1、第七章 离网风力发电系统 1内容1.离网风力发电机组的应用 2.风力发电机与蓄电池系统3.储能装置 21.离网风力发电机组的应用 不连接电网运行的风力发电机组称为离网型风力发电机组。为保证独立运行的风力发电机组能连续可靠供电，通常需要与蓄能装置或其他电源联合运用，例如与蓄电池组成系统、与柴油发电机联合运行、与太阳能电池联合供电等。风-光互补发电系统 31.离网风力发电机组的应用 风力机柴油机蓄电池联合发电系统41.离网风力发电机组的应用 向农户、村落、农牧场供电 目前，我国微小型风力发电机组按额定功率分约有20种：100W、150W、200W、300W、400W、500W、1KW、1.5kW、
2、2KW、3KW、5KW、10KW、20kW、30kW、50kW和100kW。型式为3-5叶片，水平轴，上风向，多数为定桨距机组。叶片材料多样，发电机多为永磁低速发电机，设计寿命15年。风能利用系数大约在0.4左右，发电机的效率在0.8左右。62.风力发电机与蓄电池系统 风力发电机组容量的选择与计算 一般说来，户用型独立风力发电系统需满足用户基本的生活用电和小型生产用电。而对村落型来说，用户可能要提出风力发电在系统中的供电比例。机组容量的选择一般遵循以下原则：1）设计者应首先根据用户一年总耗电量来选择风力发电机组的安装容量；2）对初选风力发电机组安装容量，应通过一年的风电日盈亏变化曲线来验证其合
3、理性；3）对于户用型独立运行的风力发电系统，可采用风电月均衡法来验证风力发电机组安装容量是否能满足用户要求，但各月份风电富裕度应基本保持在10以上。72.风力发电机与蓄电池系统82.风力发电机与蓄电池系统1 1）年能量平衡法）年能量平衡法在选择风力发电机组容量时，规定了机组全年发电量必须大于负荷用电量。系统中的蓄电池容量应尽可能多地利用这部分剩余电力。因此，风力发电机组、蓄电池（组）和负荷三者实际上是在发电量、蓄能和用户耗电量之间寻求一种平衡。蓄电池（组）的功能是把存储的电能在风电短缺时提供给负荷。式中：C为蓄电池容量，Ah；E为系统亏电量，W.h；U为蓄电池输出电压，V.10年能量平衡法算例
4、年能量平衡法算例负荷名称功率（W）日平均用电小时数（h）年平均用电小时数（h）日用电量（kW.h）年用电量(kW.h)备 注电灯152414600.1243.8电视机50310950.1554.8按平均功率收录机15414600.0622.0鼓风机251.55480.0414.6电热毯3034010.2冬季按4.5个月计算其它1000.09534.6112.风力发电机与蓄电池系统2 2）无效风时能量平衡法）无效风时能量平衡法 无效风时是指当地风速小于风力发电机组发电运行风速的时间。在无效风速时间，机组不发电，负荷只能依靠蓄能装置提供电能。一旦风力发电机组运行风速确定，当地的无效风小时数便可统计
5、出来。采用无效风速小时数来 选择和计算蓄电池容量有两种方法。下面以户用型为例来说明 式中：C为蓄电池容量，Ah；E为系统亏电量，W.h；U为蓄电池输出电压，V.13 3.储能装置 储能就是把能量转化为自然条件下能稳定存在的形态存储起来，储能本身并不能节约能源，甚至还会由于转化的效率而消耗一部分能源，但它能起到调剂余缺，提高能量利用系统整体效率。储能可以有许多方法，如：机械储能飞轮储能、抽水储能、压缩空气蓄能等；化学储能蓄电池储能、电化学方法制氢储能等；电磁储能超导储能等；相变储能利用物质相变过程中的潜能、相的变化、晶体结构变化储能（储热）等。15 3.储能装置 铅酸蓄电池是用铅和二氧化铅作为负极和正极的活性物质，以硫酸作为电解液的电池。铅蓄电池具有化学能和电能转换效率高，充放电循环次数多，端电压高，容量大的特点。铅酸蓄电池结构图 16蓄电池的容量是指其存储电荷的能力，使用中以其在一定条件下（如放电电流）放电至终止电压的电流与时间的乘积来表示：放电电流越大，活性物质利用率就越低，容量越小。放电深度是指蓄电池放电量与额定容量的比值。蓄电池最长连续亏电期应限制在2个月以内。蓄电池当月放电深度不宜过深。18