这种系统主要由以下设备构成:
风力发电机组:一台或多台风力(异步)发电机组;
柴油发电机组:由一台至多台不同容量(或相同容量)、装有电子调速器和自动调压器的自动化柴油同步发电机组组成;
蓄-逆装置:由可向额定负载供电30min容量的蓄电池组和有源可控硅双向变流器组成;
静态补偿装置:由多极LC静态补偿器组成,具有无功补偿和滤波双重功能,主要滤掉5、7、11次谐波;
同步调相机:由异步电动机和软启动器拖动,并由同步化器控制并网;
控制系统:由工业控制机的输出/输入模板和检测装置等组成,采用上下位计算机控制工作方式,下位机进行实时检测和控制,上位机提供用户界面。
系统由计算机优化控制,可实现如下最经济运行:
风能-蓄能运行:风力充足,由风力机供电,采用蓄电池组充电或放电平衡因风速和负载变化引起的供求波动;
风能-柴油-蓄能运行:风力不足以满足负载要求时,风力机和柴油发电机组并联供电,蓄电池组充电储能或放电平衡短时锋值负载;
蓄电池组单独供电运行:短时低风速且负载很小时,蓄电池组单独供电;
柴油-蓄能运行:无风时,柴油发电机组运行供电,蓄电池组放电,平衡短时峰值负载或充电,吸收多余能量。
1996年1月,内蒙古华德新技术公司怀德国SMA公司合作在浙江省北麂岛安装了这种智能化风力/柴油/蓄能系统,并投入运行。该岛面积2.9km2,居民4000多人,生活用电峰值负载120kW,一家制冰厂加一家鱼粉厂的生产性负载约140kW。该系统配置如下(图11):
图11 北麂岛智能化风力/柴油/蓄能独立供电系统配置图
4台33KW风力发电机组 机组及其自动运行监控器和并网同步化器;
1台75KW和1台200KW风力发电 132KWH蓄电池组和最大工作电流为800A的有源双向变流器(装有快速直流保护开关);
1台150kVA同步调相机;
8级12.5kVAr 静态补偿装置和60kW快速控制耗能负载;
计算机监控系统
从智能化风力/柴油/蓄能独立供电系统使用以来,保证了24h不间断供电,改变了过去只在夜间供电的情况,同时提供了充足的生产用电,充分利用了当地资源,发展了生产,改善了经济,提高了生活水平,受到当地群众欢迎。
1996年11月,内蒙古化德新技术公司与德国SMA公司再次合作,又在山东省鸡鸣岛安装了一套智能化风力/柴油/蓄能独立供电系统,并投入运行。随着该技术的示范和传播,将有更多的海岛安装这种独立供电系统。
该系统从1996年1月18日投入运行,到1996年底共发电28万kWh,其中风力发电12万kWh,占总发电量的43%。与1995年原有的柴油发电站对比,结果见表8,可见经济效益十分显著。
3 结论
华德新技术公司多年来不懈努力,通过中德合作项目,消化吸收德国先进技术,研究开发出适合我国国情的用于边远地区的风力/蓄能/柴油、光伏/蓄能/柴油、风/光互补、智能化风力/柴油/蓄能系统。几年的实际运行充分证明这些系统技术先进、使用可靠、经济效益显著;经过培训,当地用户完全可以掌握操作、维护技能。