随着能源消耗不断增加,成本高涨,化石燃料要用尽,以及全球环境的恶化,电力工业已经对绿色能源(可再生能源和基于燃料电池的能源)发电系统越来越感兴趣[29]。风能和太阳能发电是两个最有前途的可再生能源发电技术。风能和光伏太阳能发电系统的增长已经超过了最乐观的估计[30-32]。因为燃料电池的很多优点(如高效率、零或低的污染气体排放以及灵活的模块化结构)和快速的技术进步,它已经显现出能成为未来绿色能源的极大潜力。然而,上述每种技术都有其自身的缺陷。例如,风能和太阳能高度依赖于气候,而燃料电池需要富氢燃料。不过,因为不同的替代能源可以在一定程度上相互补充,所以多个替代能源的混合系统(使用适当的控制)比单个替代能源系统有更大的潜力来为客户提供更高质量、更可靠的电能。因为这个特点,混合能源发电系统的研究已经引起全世界的关注[2-12]。
许多可替代能源,包括风能、太阳能、燃料电池、柴油系统,燃气涡轮机和微型燃气轮机可用来建立混合发电系统[2-12]。然而,现在使用和报道的主要可再生能源是风能和光伏太阳能[2-12]。由于风能和太阳能能源的间歇性,单机风能和太阳能发电系统通常需要能量储存设备或其他发电能源来组成混合发电系统。能量存储设备可以是电池组、超级电容组、超导磁储能或燃料电池-电解槽系统。(www.xing528.com)
Wang和Nehrir[29]提出了一个独立的替代能源混合发电系统,包括风能、太阳能、燃料电池、电解槽和电池。风能和太阳能是该系统的主要能源,这样可以充分利用可再生能源,而燃料电池-电解槽组合是备用和长期存储系统。在系统中,他们还用一个备用电池组来提供短时间的瞬时功率。在提议的系统中,交流总线把不同的能源/存储装置连接起来。在这个文献中,他们也讨论了系统配置的细节、系统单元尺寸以及主要组成部件的特点。他们设计了整体电源功率管理方案,来协调电能在不同能源之间的流动。他们已经用实际负载曲线和实际气象资料进行了模拟研究,来验证在不同情况下的系统性能。
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