基于風光互補供電遠程管理系統的風力發電管理和控制

　　摘　要：風光互補供電系統是小型風力發電的一種主要應用，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電和用電管理。隨著風光互補供電系統應用的日益廣泛，對風力發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出現了。本文講述了基于風光互補供電遠程管理系統的對風力發電進行管理和控制的主要功能，以及實現方法, 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WSRM2.1的組成和功能、作用，以及應用驗證結果, 指出了風力發電在離網型風光互補供電系統方面的應用前景。
　　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，帶動了小型風力發電機的廣泛應用。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電格局也逐步清晰起來，風光互補供電系統作為小型風力發電的主要應用形式也得以最終確立。
　　風光互補供電系統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型風光應用系統，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電和用電管理。隨著風光互補供電系統應用的日益廣泛，風力發電管理和控制，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
　　單機本地管理和控制模式的風光應用系統，具有成本低廉的優點，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出現了。

　　如圖2-1 所示，風光互補供電遠程管理系統的監控中心，通過GPRS 無線通信網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，最大數量可達到128。上位機和無線模塊之間也采用無線通信方式。這樣就實現了風光互補供電遠程管理系統的無線組網，解決了布線的難題，降低了工程成本，使得風力發電管理和控制的功能更加完善、強大、實時。
　　3. 風力發電管理和控制
　　對于風光應用系統來說，其中風力發電機的功率一般不超過十千瓦，而且實際應用中的大多數還不超過一千瓦，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，只具有簡單的風力發電和充電、風機剎車等功能。有的風光應用系統在此基礎上，增加了MPPT 最大功率功能來提高發電效率，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。