基于風光互補供電遠程管理系統(tǒng)的風力發(fā)電管理和控制

　　摘　要：風光互補供電系統(tǒng)是小型風力發(fā)電的一種主要應用，通常由一種稱之為風光互補供電控制器的智能設備負責發(fā)電和用電管理。隨著風光互補供電系統(tǒng)應用的日益廣泛，對風力發(fā)電機的管理和維護提出了更高、更復雜的要求，因此一種稱之為風光互補供電遠程管理系統(tǒng)出現(xiàn)了。本文講述了基于風光互補供電遠程管理系統(tǒng)的對風力發(fā)電進行管理和控制的主要功能，以及實現(xiàn)方法, 介紹了中科恒源科技股份有限公司的風光互補路燈遠程管理系統(tǒng)WSRM2.1的組成和功能、作用，以及應用驗證結果, 指出了風力發(fā)電在離網(wǎng)型風光互補供電系統(tǒng)方面的應用前景。
　　1. 引言
　　風能和太陽能在時空所存在的天然互補性，促進了風能和太陽能混合應用的出現(xiàn)，帶動了小型風力發(fā)電機的廣泛應用。在技術和市場的競爭與淘汰等雙向作用下，多年來的風起云涌的風力發(fā)電格局也逐步清晰起來，風光互補供電系統(tǒng)作為小型風力發(fā)電的主要應用形式也得以最終確立。
　　風光互補供電系統(tǒng)以風光互補路燈的形式在公共照明領域獲得了廣泛應用。風光互補路燈是離網(wǎng)型風光應用系統(tǒng)，通常由一種稱之為風光互補路燈控制器的智能設備負責發(fā)電和用電管理。隨著風光互補供電系統(tǒng)應用的日益廣泛，風力發(fā)電管理和控制，由單機本地管理和控制模式，逐步向多機遠程管理和控制模式轉變。
　　2. 風光互補供電遠程管理系統(tǒng)
　　單機本地管理和控制模式的風光應用系統(tǒng)，具有成本低廉的優(yōu)點，在風光互補路燈應用的初期，成為唯一的風光應用模式，為風光互補供電系統(tǒng)的大量應用立下大功。但是隨著風光互補路燈的大量應用，其不足也很快暴露出來，為了滿足客戶和市場對風光互補供電系統(tǒng)的更高、更復雜的要求，一種稱之為風光互補供電遠程管理系統(tǒng)出現(xiàn)了。

　　如圖2-1 所示，風光互補供電遠程管理系統(tǒng)的監(jiān)控中心，通過GPRS 無線通信網(wǎng)絡與上位機建立通信通道，可支持的上位機，從理論上來說沒有限制，而不同的上位機的物理位置可以在GPRS 無線通信網(wǎng)絡能夠覆蓋的任何地方。一個上位機通過無線模塊可以同時管理多套風光互補應用系統(tǒng)，最大數(shù)量可達到128。上位機和無線模塊之間也采用無線通信方式。這樣就實現(xiàn)了風光互補供電遠程管理系統(tǒng)的無線組網(wǎng)，解決了布線的難題，降低了工程成本，使得風力發(fā)電管理和控制的功能更加完善、強大、實時。
　　3. 風力發(fā)電管理和控制
　　對于風光應用系統(tǒng)來說，其中風力發(fā)電機的功率一般不超過十千瓦，而且實際應用中的大多數(shù)還不超過一千瓦，屬于小型風機等級。小型風機應用的一個顯著特點，就是對成本非常敏感，不但風機的成本要嚴格控制，而且與其配套的電控和安全保護也要嚴格控制成本，因此，初期的風光應用系統(tǒng)，只具有簡單的風力發(fā)電和充電、風機剎車等功能。有的風光應用系統(tǒng)在此基礎上，增加了MPPT 最大功率功能來提高發(fā)電效率，或者增加了電能計量以及運行工況采集功能來滿足計量的需求。