风光互补发电系统的原理及应用

1系统原理

风光互补发电系统的硬件系统由整流桥、Buck-boost升降压变换器、boost升压变换器和buck/boost双向变换器组成，软件控制系统由DSP作为控制器。

风机输出的是三相交流电，三相交流电必须经过整流桥整流成为直流电，再经过Buck-boost变换电路升压后，输出稳定的24V电压。Buck-boost变换电路的输出端与母线相连，向母线输送电能。太阳能板输出的是直流电，可直接由boost变换电路将电压升至24V向母线输送电能。母线可引出两端直接给直流负载或逆变器供电，多余的电量根据情况提供给蓄电池。

2在油田项目中的应用

随着A11信息化油田建设的全面展开，风光互补发电系统已应用在部分水井井场。A11信息化油田项目中的水井井场中除RTU外，没有其他的用电负荷，RTU电源可就近引自高压供电线路。由于老区多次加密开发，井区的高压线路比较密集，多数水井与高压线路的距离较近，在高压线路上引接数字化电源装置供电比较便利。但由于从高压线路引接造成高压供电线路密集程度提高、负荷点增多，线路运行故障率增加，不仅影响线路可靠的运行，还可能影响以后的油田加密开发。风光互补发电系统可以有效地解决以上的弊端。根据全国的风能及太阳能分布情况，大庆油田地区属于风力资源比较丰富，太阳能资源相对一般的地区，因此可以利用风能及太阳能发电为水井RTU供电。无论是风能发电还是太阳能发电，都会受到天气的影响，任何一种独立的发电系统都是不稳定的。晴天太能资源能较丰富时，风资源就会较弱；在阴雨（雪）天气时，太阳能资源较弱，但风资源会相对丰富，所以采用风光互补发电系统代替以往的单一系统发电模式。风光互补发电系统是将风能和太阳能综合起来利用，实现风光同时发电以及互补发电的装置，其弥补了风电和光电独立系统的缺陷，实现了供电的连续性、稳定性和可靠性。小型风光互补发电装置安装在单杆上，占地面积小，方便施工及维护。对比分析常规供电系统和风光互补发电系统的项目投资可以看出，应用风光互补发电装置的项目投资略低于常规供电线路，且风光互补发电装置占地面积小，相对节省了一部分征地费用。

目前，在长距离输油（气）管道项目中风光互补发电系统也有应用，由于管道阀室多数远离国家电网，而且阀室一般用电负荷较小，风光互补发电系统供电已成为理想的选择。

3效益

常规供电系统为RTU供电时，只能提供交流220V电源，而RTU实际需要电压等级为直流24V。这就要求RTU设备本身自带整流模块，将电网提供的交流220V变成直流24V电源，无形之中增加了RTU的设备造价。如果采用风光互补发电系统代替以往的常规供电系统，直接能为RTU提供稳定、连续的直流24V电源，RTU就不需要自带整流模块，也就降低了RTU的设备采购价格。

通过以上的应用分析可见，风光互补发电装置不仅减轻了油田供电系统的负担，减少电能的损耗，同时也降低运行维护的工作量。就项目投资而言，风光互补发电装置的应用有效地降低了项目的投资，也为大庆油田的发展注入了新的可持续能源。随着科技的进步发展，设备性能的提高，风光互补发电系统将会被广泛应用于油田和其他领域。