對于能源開發中風電、光伏理論裝機比例的綜合研究

趙艷陽

摘要：開發利用光能與風能等新能源，實現可持續發展目標。本文主要針對能源開發工作中的光伏與風電應用問題，研究理論層面上光伏與風電的裝機比例，強調確定合理裝機比例的必要性，分析處于多個裝機比例下，峰谷差出現的變化，解決應用這兩種新能源時存在出力波動問題，提升能源開發應用水平。

關鍵詞：能源開發;光伏;風電;裝機比例

開發新能源時，太陽能與風能是重點開發對象，國家也推出了相應的政策，助力產業快速發展，加快建設風電基站的節奏，增加光伏發電裝機的實際容量。現研究光伏、風電理論裝機比例相關問題。

1分析光伏與風電裝機比例的必要性

新能源對環境的破壞小，總量較大，因此被應用到當前的發電系統。光伏能源與風能屬于清潔能源，且具有可再生能力，將兩種新能源結合應用，提升風能的實際應用率，并網實施期間存在的容量問題也能夠得到有效解決。風電使用中的出力變幅問題可被抑制，同時減輕電網頻率與無功電壓受到影響，提升整體供電質量。如果單獨使用光伏發電或者風力發電，日出力無法達到標準，獲取的季節性收益也不能符合預期，因此需要確定合理的裝機比例，使兩種發電方式都能夠展現出穩定的效果，使發電系統形成更高的利用率。

新能源的優勢值得肯定，但是在使用過程中也暴露了一定的問題，以風力發電為例，其需要轉化空氣動能，形成電能，風特性會給發電特性帶來影響，風的特性主要包括間歇性與波動性，且這兩種特性都是隨機的，因此風力發電時的功率存在間歇性與波動性，如果風電場的實際容量不大，電網系統受到風電的影響就會比較小。當風電場容量持續增加后，電網系統受到的影響也在不斷增加，大風速擾動的現象形成后，風電系統的頻率與電壓難以維持穩定。除了風力發電外，光伏發電同樣也有功率波動現象。

新能源被推廣應用，并網規模持續增加，必須關注電網調峰問題。很多地區都存在白天的風電出力小于夜間出力，當日照輻射的強度大幅增加后，光伏發電功率也持續提升，僅在白天可以出力支持發電;因此需要充分利用光伏發電與風力之間存在的互補性，調整光伏發電與風力發電的具體裝機規模，進行有效規劃，減輕出力波動給電網調峰活動帶來的負面影響，降低調峰難度。

2光伏電、風電裝機比例

2.1裝機比例

結合實際的光伏出電信息，可知其在白天出力，夜間并不出力;根據風電出力現象，其具體出電規律為夜間出力小于白天出力，體現出反調風的基本特性、按照已有的光電與風電數據可以了解到使用組合裝置之后，峰谷出現的實際變化，可以了解到光伏發電裝置與風電裝置的實際裝機比例為0.1：1，也有情況為0.2：1，峰谷并不會展示出顯著差異，增幅大于10%時，占比僅為23%，在大部分情況下，峰谷增幅都會保持不變或者降低。如果采用組合設置的方式使用光伏裝置與風電裝置，增加光伏電裝置的運用數量，使其占有較大比例時，對比單獨運用風電形成的峰谷差與組合兩種發電裝置時形成的峰谷差值時，可發現有增長的情況。光伏電與風電裝機比例范圍為1：0.2至1：0.1，可以形成最高的裝機效益。

2.2理論裝機比例

給裝機配比帶來影響的因素有很多，氣候因素與地理因素為主導因素，對發電活動的影響也最大，如果發電區域擁有豐富充足的風能資源，同時白天與夜晚可用的風能總量差異較小時，光伏電的發電機容量可低于風電發電設備的容量。具體配比中，需要以風電為主，通過這種配置方式，可以確保電力輸出長期保持穩定，實現持續輸出的目標，在這種裝機比例之下，可縮短使用柴油機的時間。只有在白天才能夠發揮出光伏發電系統的作用，因為只有白天才能有足夠的光能輻照，進而進行供電，相比其他的發電方式，這種發電更加受限，尤其是使用區域與使用時間方面的限制，連續性與穩定性都難以滿足供電需求，電能無法在夜間持續輸出。如果發電區域進入雨季，即使是陰天的白天，供電也不能保持穩定。

基于光伏發電的局限性，需要調高風機裝機比例。如果環境條件一致，風電功率不存在變動的情況，輸電容量也會受到額定光電功率的影響，且這種影響具有決定性意義。增加額定光電功率，光電與風電功率的互補程度也隨之增加，減少額定光電功率后，二者間的互補程度隨之降低。增加額定功率數值，達到標準值，使光電互補程度接近臨界點上的最大值。必須考慮到增加額定光電容量且超過最大值后，光電間能夠產生的間歇性也隨之增加，使電力輸出產生波動，電網系統在波動影響下，供電質量也會隨之變差。針對間歇性電源，其往往具備相應特征，風電與光電之間也存在能夠使發電效果達到最佳的配比方式，按照這一配比確定裝機比例，實現強化輸電效用的目標，形成良好的輸電互補效果，比例范圍為1：0.1-1：0.2。

光伏與風電的裝機比例為0.1：1時，89天的實際峰谷差有所增加，超過200天的峰谷差沒有變化，75天峰谷差縮小;調整裝機比例，光伏與風電裝機比例為0.2：1時，峰谷差增加的天數為112天，不變的天數為176天，變小天數接近75天，為77天;設置1：0.4為光伏裝機比例，增加天數為171天，峰谷差沒有變化的天數為124天，剩余70天差值變小;控制光伏裝機比例為1：1時，峰谷差有20天出現變小的情況，38天為不變，增加天數為307天。

3結論

調整光電與風電的裝機應用比例，形成最佳配比，消除兩種發電方式各自存在的應用問題，增加輸電收益。在實際的配比與調配過程中，需要對應用環境進行分析，如季節變化、氣候變化與地理區域等，使光電與風電實現互補，優化新能源在發電活動中的應用效果。在現有能源的基礎上，應繼續開發新能源，并結合能源特點，進行合理運用，以此來實現環保化發電的技術目標。

參考文獻

[1]陶威良.風電，光伏發電發展現狀及面臨的問題[J].信息周刊，2019，000（029）：1-1.

[2]汪成國.關于風電新能源發展與并網技術的探析[J].中國戰略新興產業（理論版），2019，000（014）：1-1.

[3]孫周.新能源開發中風電、光伏理論裝機比例的研究[J].低碳世界，2015，000（025）：39-40.