（中广核新能源投资深圳有限公司内蒙古分公司内蒙古呼和浩特市010000）
摘要：改革开放以来，我国科学技术水平不断提高，很多新能源被研发和应用。风能和太阳能在时间和季节上有很强的互补性，在我国当前国情下研究和开发风力与光伏组合发电方式，对国家和社会具有重要的现实意义。
关键词：风力发电；光伏发电；风光互补发电
引言：
我国的风力与光伏组合发电方式的应用范围逐渐扩大。风能是一种清洁无污染的能源，目前在替代传统发电能源中，发展前景非常广阔，受到了世界各国的重视。电力是现代社会发展的必备，经过科学家的不断研究探索，将太阳能应用到光伏发电中是非常环保的，符合现在的理念，对于可持续发展也是做出了贡献。但是这两种能源发电都存在一定的缺陷，而将二者组合起来发电能够起到事半功倍的效果。
1风力发电技术概述
1.1风力预测技术
风力预测技术对于风力发电站选址、风力发电系统设计、电网建设等都具有十分重要的基础作用。由于风电输出功率与风速大小、风速变化密切相关，因此，在风力发电项目立项调查阶段，风力预测就必须进行。当前，风力预测技术主要有基于风力观测数据和气象模拟两种方法。前者主要是利用选址目标地区的长期气象数据，对数据进行线性或非线性处理，进而形成当地风力观测模式，并对今后时期的风力情况进行预测。这种方法的局限性在于必须拥有长期的、准确的历史观测记录，且精度较低，如果单独使用将可能对最终预测结果造成偏差，甚至会严重影响风力发电站建成之后的运行效益，造成资源浪费。后者则主要是运用现代气象预报技术，建立起当地风力情况的虚拟模型，对风力情况进行预测。这种预测方法目前已经成为风力预测的主流方法，被广泛运用于风力发电选址、风力发电系统设计、项目建设的全过程。
1.2风力发电系统设计技术
一是恒速风力机+感应发电机机组。这是我国一个时期内广泛应用的风力发电机组，其由恒速风力机、感应发电机、电容组、变压器等组成。这种机组的优势在于当风速较为稳定时，其运行速度能够保持恒定，发电机输出功率较高，输出电流稳定，不易产生电涌，且结构简单，便于维护。因此，在我国风力发电事业的发展阶段，这种机组是建设主流，也为风电事业发展作出了极大贡献。但这种机组也存在当风速不稳定时易引发故障，输出功率也不稳定的不足，在风电技术不断革新的今天，已经明显不适应经济效益和社会效益的需求。
二是变速恒频双馈式机组。这种机组能够有效适应风力变化，并随之进行变速运行。其运行的速度变化范围较大，通过双向传输也提高了电力运输的效率。其利用的是变桨距控制技术，能够保证随着风速变化而调整桨距角，从而实现对风能的最大化利用。相对于前述机组，这种机组的等价高，对控制技术的要求也更高，但其安全性能好，风能利用率高，变频器损耗小，已经成为当前风力发电机组的主流。
三是变速风力机和同步发电机机组。这种机组运用的也是变桨距控制技术，但是由风力机直接带动发电机进行发电，并通过两个全功率变频器向电网进行功率输出。这种机组的安全系统高，对风能的利用率大，无需无功补偿，但成本过高，应用还不够广泛。
1.3风力发电储存技术
风力发电储存技术是解决风能不稳定性的有效措施，并能够减少能量转换中的能量损失。当前较为主流的储存技术主要有电池储能、水蓄能、压缩空气蓄能和飞轮蓄能技术等。新型电池储能技术是把由风能产生的电能存储到新型电池中的技术。该技术主要是为发电机配备蓄电池进行储能，常用的主要有铅酸电池、锂离子电池、镍镉电池等。水蓄能技术是指利用风能和水能互相结合的一种技术，主要针对水资源丰富的地区。当风能过量时，风力机带动水泵把水提升到高位，当风能减小时则利用水的势能进行水力发电。这种技术有一定的地域限制，在我国多应用于青海、内蒙古、西藏等地区。压缩空气蓄能技术适用于缺水干旱地区，这种技术是通过风电机产生的多余电能压缩空气，并用窗口储存起来，在风能减小时再释放压缩空气来带动涡轮机发电。而飞轮蓄能技术则应用较少，主要是在风力机与发电机之间安装飞轮，风能以动能的形式储存于飞轮中。这种技术对飞轮等部件要求极高，成本也较高。
1.4风力发电并网技术
风能具有不稳定的特性，因此，风力发电还难以大范围替代传统发电方式。这就要求风力发电系统尤其是中小型风力发电机采用直流发电系统并配合蓄能器或与其他发电装置互补运行的方式。发电机并网过程是一个瞬变过程，不仅受到并网前发电状况的限制，也对并网后发电机的运行和电网电能质量产生一定影响，因此，如何解决并网控制和功率调节这两大问题是风力发电并网技术的关键。在大规模风电运行要求电网提高接纳风电承受能力的同时，电网为了维持自身的稳定性，也向并网风电机提出了更高的技术要求。并网技术有直接和间接并网两种方式，当前主要集中于风电储能系统技术及风能与其他能源系统互补技术，以及规模低电压穿越技术等方面。
2光伏发电技术概述
2.1光伏发电系统结构分析
光伏发电系统主要分为两种，即并网式光伏发电系统及独立式发电系统。在偏远或无电网地区独立式发电系统的应用较为广泛。在实际运行过程中，由于太阳能电池发电量会受到环境、光照等影响，因此，在独立式发电系统当中会配备一些电能存储装置如蓄电池等。相对于独立式光伏发电系统而言，并网式光伏发电系统应用范围更广。它是由光伏阵列、控制器及逆变器构成，具体结构如下图1所示：
图1并网式光伏发电系统结构
并网式光伏发电系统主要是通过逆变器与电网相连，在逆变器的作用下将电能直接输入至公共电网。部分系统为了实现电能峰谷调配，也会加入一定的电能存储装置。控制器可对光伏阵列当中的最大功率点进行跟踪，并对逆变器并网的功率及波形进行动态调控，以保证电能能够稳定地输入至电网当中。
2.2光伏发电技术
(1)在可持续发展的推动之下，太阳能能源是非常具有后期发展空间的项目，太阳能光伏发电技术就是将太阳光辐射的能量存储到太阳能电池中，将光能转换成电能的一个过程。根据科学研究证明太阳能电池中存在电场，而光能中“光生电子-空穴”存在，所以，在空穴和电子之间相互分析的过程中，这样在电池的两侧就会产生电荷，进一步就会产生电压。这项技术将半导体光伏发电应用的淋漓尽致。
(2)电能储存器、光伏电池板、电能控制器、电能变换器等共同组成了太阳能光伏发电系统。光伏陈列、太阳能电池全都离不开太阳能光伏发电技术，尤其是孤岛效应检测技术，在它的不断发展过程中使得整个光伏系统得到应用。
(3)聚光光伏技术，在太阳从宇宙进入地球在路径上消耗巨大，能够到达地面的光能是非常少的，因此，提高利用率就是目前要解决的问题，聚光光伏技术就是一个巨大的进步，它可以将太阳能聚集到一个相对较小的区域，进而提高太阳辐射的密度，形成高性能聚光电池，这样不仅减低了成本，而且大大的提高了利用率。在整个光伏系统中冷凝器的位置是非常重要的，它的主要功能是太阳能光伏聚集的光通过散热器达到一定温度，然后将太阳光的能量转换成热能，最后进行光电能之间的转换。
3风光互补发电系统的效率
总的来说，风光互补发电系统的效率分别受光伏发电效率、风力发电效率影响，具体来说，风光互补发电系统的输出效率会受到光照强度、灰尘、雨水、风速、太阳高度角和地理纬度、大气透明度和海拔高度、日照时间、温度变化、传动系统、发电机、叶片及其组件的耗损等的影响。
3.1风力发电效率
风力发电系统中影响其发电效率的主要因素有风速、传动系统、发电机、叶片以及控制系统，其中风轮机对风能的利用系数与发电机效率是很重要的影响因素。建设风力发电场的各个地区平均风速不同，也会影响风力发电效率。
3.2光伏发电效率
光伏发电效率是由组成光伏发电系统的各个构件的效率决定的，光伏发电系统需要蓄电池组来保证系统发电的稳定性，而蓄电池组的输出效率主要受到灰尘、雨水、温度变化及其组件的耗损等的影响。自然环境也会影响其效率，影响因素主要包括太阳高度角和地理纬度、大气透明度和海拔高度、日照时间、光照强度等。
4结语
风能及太阳能属于大自然提供的清洁能源，因此，风光互补发电技术的应用不仅能推动我国经济的发展，更将明显改善我国环境污染严重的问题，从而促进我国更好地走向能源节约与环境保护相结合的可持续发展道路。
参考文献：
[1]太阳能光伏发电主要技术及应用评述[J].王光伟,沈洁,杨旭,张巍,葛颖,许书云.天津职业技术师范大学学报.2014(04).
[2]芦浩.太阳能光伏发电技术应用研究与普及[J].中国新产品新技术，2016（08）：28-29.
[3]杨峥嵘.对风力发电技术发展及趋势的认识[J].电源技术应用，2012，12(15)：69-70.