浅析混合型电力能源系统的应用

乔纬国 李玉红 庄冠群

1 国网珲春市供电公司春化供电所 吉林 130012 2 国网珲春市供电公司党委组织部 吉林 130012 3 国网吉林省电力有限公司电力科学研究院 吉林 130012

0 前言

对于一些偏远地带和不能架设电网的区域中，通常会应用传统柴油发电机组来进行发展，其不仅能源消耗量大且需要支付高额的运行与管理费用，为了能够有效的实现该发电模式的优化设计，光电能逆变为辅助的新型混合电力能源技术被大量的应用到实践中，尤其是在一些偏远地区的效果最好。这种新型的混合电力能源系统，包含有新型的能源技术柴油发电机组、电池组、逆变器等专业设备，可以达到全天候的电力能源稳定输出。

1 新能源发电在我国的发展现状

目前我国新能源的发电量在整体发电量中所占比例在逐步的增多，已经成为世界范围内新能源发电量的主要增长点，近年来的光伏发电量已经从全球占比2.2%增长到占比22.9%，几乎翻了10倍。风力发电量占比也从 2% 增长到 24.8%，从该数据可以发现，我国的新能源利用率在全面的提升，对于新兴能源的使用是非常有益的。

2 柴油发电机组 / 电池组混合型电力能源系统简介

柴油发电机 / 电池组混合型电力能源系统的运行主要是以柴油发电机组为核心部分，以电池逆变系统与相应的光电风能技术为基础，利用新能源供电系统有效的结合成混合电力能源系统，可以将该系统分成如下的几种类型：

2.1 串联型混合能源系统

该系统在运行的过程中，主要是利用新能源系统与柴油发电机组交替来给大型电池组提供持续的电力能源，然后在通过转化从电池组中出来给其他的用电设备提供能源，该转换之后的电力能源是交流电源，其主要是利用交流发电机来实现励磁控制。这种系统的结构是比较简单的，但是也存在如下的缺陷：一是因为系统中的串联结构形式使得运行效率比较低；二是电池组的容量需要远远的超过高峰时期用电负荷的要求，所以就使得系统费用较高，且后续维护和管理费用也非常高。

2.2 可切换型混合能源系统

柴油发电机组应该满足当地的白天与夜晚峰值的电力负荷使用需要，通过新能源与柴油发电机组来将剩余的电量传输高电池组。在夜晚低负荷的时间段中，白天存储在电池组中的能源利用逆变器转化为交流电给用户提供能源。对比之后分析，这种系统优势如下：夜晚使用电池组供电，噪音非常小，同时也能够给柴油发电机组的运行提供必要补偿。但是因为柴油发电机组的运行要达到高峰时间段内的电力能源使用需要，所以应该进行柴油发电机组控制优化，只是利用简单开关操作就能够满足其能源的运行需要。

2.3 并联型混合能源系统

新能源与柴油发电机组的直接负荷实现同时供电，发电机组与逆变器采用的并联的形式，这种方式的主要优势在于系统的符合实现优化配置，满足正常运行的需要；柴油发电机组的整体工作效率大幅提升；发电机组运行维护成本较低。

3 混合能源系统运行及优势

混合能源系统和其他组成系统的区别在于，其可以按照电力系统的负荷运行需要来合理的配置柴油机组与电池容量，峰值负荷能够通过柴油机组与主流逆变器来同时达到使用的需要。柴油机组在长期的运行之下，可以大大自身设计容量的110%负荷进行供电，与此同时，逆变器可以在短时间内就能够实现自身容量的200%负荷供电。所以整个系统中的能源供应量就可以达到系统容量的300%左右。这种微型混合能源系统具备较强的可变通性，能够根据实际情况来适当的增加或者减少。从系统组成结构来分析，其具备如下3种模式。

（1）逆变器独立运行模式：负荷比较低的情况下，可以使用新能源电池组与逆变器来给用户持续供电。

（2）柴油机组和逆变器平行运行模式：电力负荷处于中等条件的情况下，可以通过柴油发电机组给用户提供电力能源。

（3）柴油机组和逆变器平行运行，但逆变器反向逆变；在用电高峰时段内，柴油器与逆变器能够实现同时提供电力能源。

4 非功能性需求分析

4.1 混合型电力能源系统的可扩展性和可维护性

对于一般的混合电力能源系统在进行设计的过程中，除了要满足用户的真正使用需要，混合型电力可以更好的实现业务与技术方面的功能变化，满足正常运行的需要，同时也具备一定的可拓展性与可维护性。具备这些要的混合电力能源系统，能够根据业务的使用需要来实现技术与功能上的拓展，从而可以更好的提供电力能源。建立完善的混合电力能源系统架构是非常关键的，并且在构建的过程中尽量的降低系统运营的成本，从而可以更好的展现出其应有的效果。此外，在混合电力能源系统构架中应该设置符合实际使用的接口，未来也能够实现系统功能的拓展，形成更加稳定、高效的混合电力能源系统架构，可以更好的适应未来发展的需要。

4.2 技术适应性和应用适应性

混合型电力能源系统功能要全面的实现技术的改进和提升，优化系统组成部分，可以更好的实现混合电力能源系统的合理应用与功能的随时变动，能够达到多种条件的使用需要。将混合电力能源系统技术更好的应用到多种环境下，保证其具备较强的适应性，确保系统可以引入更加先进的技术，防止由于技术变动而造成的混合电力能源系统无法使用的情况，由此可见，适应性对于混合电力能源系统的正常运行也是非常关键的。

4.3 性能需求

（1）在充分的保证混合型电力能源系统以最低的能源之下稳定运行的情况，可以确定混合电力能源系统各个系统与阶段的相应时间达到要求。要想使得相应时间不孤立的运行，就需要严格控制该时间，要达到各种性能指标的要求。

（2）有效的保证混合型电力能源系统可以达到最终业务的使用需要，所以还要达到可拓展性的要求，从而可以满足系统的高效运行。

5 结语

总而言之，在混合型电力能源系统应用的过程中，想要切实的提升它的应用 ，在具体的实践过程中，需要了解电力能源系统的应用要求，同时合理的对混合型系统的应用进行安排，从而保证电力能源系统能够正常运转。