风光电互补节能系统中的关键技术研究

人类对能源的需求随着生活水平的提高日趋膨胀,然而现今使用的常规能源在不远的将来即将耗尽,如何精心管理剩余资源和使用替代能源变得十分重要。辽河油田是我国第三大产油基地,同时又是能耗大户,为了在管道中输送原油,至少有20%左右的能源用于原油加热与处理。如何有效利用当地丰富的太阳能和风能资源取代原有的能源消耗,是本文研究的目的。因此,本文研究的主要内容包括: 1.对太阳能热利用的主要设备太阳能集热器进行研究。通过对太阳能集热器分类的方式对各类太阳能集热器的特点作了归纳,并得出在辽河油田进行太阳能热利用就必须采用热管式真空管太阳能集热器的结论;分析热管式真空管太阳能集热器的原理和特点;研究热管式真空管太阳能的瞬时效率计算方法,然后进行了实验验证。 2.对风能利用的主要设备风力发电机进行了研究。着重介绍风力发电机FD26-250KW的结构及原理,探讨风力发电机低风速功率的计算方法,并分析了风力发电机的并网过程;提出并实现了风力发电机状态监测与故障诊断方法。 3.对如何最优分配太阳能和风能设备的投入这一关键问题进行研究。根据当地的资源状况模拟一条太阳能辐照度曲线,并以此建立太阳能风能经济性分析模型,通过最优化计算确定太阳能设备与风能设备的投入。 4.对整个风光电互补节能系统的方案进行研究。根据确定太阳能和风能的供能、储能方式,确定系统总体方案;对系统的三种运行方式进行了分析,并建立相应的数学模型;计算出系统控制的太阳能辐射阈值。 5.确定风光电互补节能系统的核心部分控制与管理系统的方案,并对控制与管理系统实现中的几个环节进行研究和探讨。