图1.1 简单的风光互补发电系统结构1

可以看出，早期的系统只是将风机、太阳电池和蓄电池等进行简单的组合。相对于单独的风力发电系统和光伏发电系统，这种系统单位时间内生产的电能有所增加，但是蓄电池频繁过充电、过放电等问题随之而来，使得蓄电池的使用寿命大大缩短。

图1.2 简单的风光互补发电系统结构2

为解决蓄电池的过充电与过放电现象带来的器件损坏、系统瘫痪等状况，人们采取了相应的措施，在系统中安装合适的控制装置，如图1.2所示，对蓄电池组的充放电情况进行检测和控制。但只有控制系统还远不够，一套完整风光互补发电系统应由风力发电机组、光伏阵列、控制器、储能单元、逆变器、卸荷单元和负载等部分构成，如图1.3所示。这样既可以有效释放系统的过量电能，维护系统稳定、延长蓄电池的使用寿命，同时可通过逆变环节为不同的用户提供电能供应。

图1.3 风光互补发电系统结构简图

目前，相关专家已经成功实现了风能、太阳能发电技术，但风光互补发电技术的研究还不够深入与单一风能、太阳能发电系统相比较，风光互补发电系统具备以下优势[4]：

太阳能与风能有很强的互补性。白天太阳光最强时，风很小，晚上太阳落山后，光照很弱，但风能因地表温差变大而加强。在夏季太阳光强度大而风小，冬季，太阳光强度弱而风大。太阳能和风能在时间上的互补性使风光互补发电系统在资源上具有绝佳的匹配性。

风光互补发电系统更经济适用。风光互补发电系统可以在原有发电设施的基础上，通过安置光伏电池板等相应的设备而实现相应的功能。这样既有效使用了资源，又能通过增加发电功能补充电能。论文网

风光互补发电系统能够更稳定地提供电能。由于风能和太阳能会随着时间、位置、季节和天气的变化而改变供给状态，单一风力发电和太阳能发电都无法避免，因而不能完全满足用户稳定的用电需求。风光互补发电系统则有效利用了风和光的互补性，很好的克服了单一风力发电和太阳能发电的这一弊端，实现稳定供电。

独立风光互补发电系统能够实现为其他大电网难以到达的地区供电的功能。出于成本因素的考虑，一般较偏远的地区大电网都很难到达，像游轮这种流动式的装置也很难与大电网接轨，而采用柴油等发电手段成本又较高。然而，这些地区一般都蕴藏着丰富的风能和太阳能，风光互补发电系统的投入运行使得这一问题得以完美解决。目前，独立风光互补发电系统已被广泛应用于微波通信、基站、电台、野外活动、高速公路、无电山区、村庄和海岛等领域。因此，风光互补发电系统是一种优良的供电系统。

1.2 国内外研究现状及研究意义

1.2.1 风力发电研究现状

1.2.2 太阳能发电研究现状

1.2.3 研究意义

风能和太阳能都是清洁能源，光伏发电、风力发电技术的日趋成熟及实用化进程中关键产品的不断成熟，为风光互补发电系统的大规模推广应用奠定了基础。

首先，风光时间区域互补性强。白天或者春夏季节光照强时，风力小，主要由太阳能光伏供电，晚上或秋冬季节光照较弱时，一般风力就会变强，可以风力发电为主，同样，风能和太阳能在我国区域分布方面亦有上述明显的互补性，可有效利用这一互补特点。其次，光伏电池技术日益成熟。风光互补发电系统的推广应用长期受到光伏电池价格高、使用寿命短等因素的制约。在政府的大力推动和支持下，通过多年的技术改进和各方面的积极努力，光伏电池技术日益成熟，质量提高，使用寿命延长，价格不断下降，可推广性进一步增强。风光互补发电系统可以弥补风能和太阳能发电存在的缺陷，同时利用太阳能和风能发电，充分获取了气象资源，相比较而言，风能和太阳能联合发电，是可再生清洁能源的最佳匹配，降低了风力或光伏单独发电系统的造价及运行成本，也可以提供更加可靠、连续、稳定的电能。风光互补发电是今后人们进一步研究开发和利用的优质电源系统。