基于风光互补供电远程管理系统的风力发电管理和控制

　　摘　要：风光互补供电系统是小型风力发电的一种主要应用，通常由一种称之为风光互补供电控制器的智能设备负责发电和用电管理。随着风光互补供电系统应用的日益广泛，对风力发电机的管理和维护提出了更高、更复杂的要求，因此一种称之为风光互补供电远程管理系统出现了。本文讲述了基于风光互补供电远程管理系统的对风力发电进行管理和控制的主要功能，以及实现方法, 介绍了中科恒源科技股份有限公司的风光互补路灯远程管理系统WSRM2.1的组成和功能、作用，以及应用验证结果, 指出了风力发电在离网型风光互补供电系统方面的应用前景。
　　1. 引言
　　风能和太阳能在时空所存在的天然互补性，促进了风能和太阳能混合应用的出现，带动了小型风力发电机的广泛应用。在技术和市场的竞争与淘汰等双向作用下，多年来的风起云涌的风力发电格局也逐步清晰起来，风光互补供电系统作为小型风力发电的主要应用形式也得以最终确立。
　　风光互补供电系统以风光互补路灯的形式在公共照明领域获得了广泛应用。风光互补路灯是离网型风光应用系统，通常由一种称之为风光互补路灯控制器的智能设备负责发电和用电管理。随着风光互补供电系统应用的日益广泛，风力发电管理和控制，由单机本地管理和控制模式，逐步向多机远程管理和控制模式转变。
　　2. 风光互补供电远程管理系统
　　单机本地管理和控制模式的风光应用系统，具有成本低廉的优点，在风光互补路灯应用的初期，成为唯一的风光应用模式，为风光互补供电系统的大量应用立下大功。但是随着风光互补路灯的大量应用，其不足也很快暴露出来，为了满足客户和市场对风光互补供电系统的更高、更复杂的要求，一种称之为风光互补供电远程管理系统出现了。

　　如图2-1 所示，风光互补供电远程管理系统的监控中心，通过GPRS 无线通信网络与上位机建立通信通道，可支持的上位机，从理论上来说没有限制，而不同的上位机的物理位置可以在GPRS 无线通信网络能够覆盖的任何地方。一个上位机通过无线模块可以同时管理多套风光互补应用系统，最大数量可达到128。上位机和无线模块之间也采用无线通信方式。这样就实现了风光互补供电远程管理系统的无线组网，解决了布线的难题，降低了工程成本，使得风力发电管理和控制的功能更加完善、强大、实时。
　　3. 风力发电管理和控制
　　对于风光应用系统来说，其中风力发电机的功率一般不超过十千瓦，而且实际应用中的大多数还不超过一千瓦，属于小型风机等级。小型风机应用的一个显著特点，就是对成本非常敏感，不但风机的成本要严格控制，而且与其配套的电控和安全保护也要严格控制成本，因此，初期的风光应用系统，只具有简单的风力发电和充电、风机刹车等功能。有的风光应用系统在此基础上，增加了MPPT 最大功率功能来提高发电效率，或者增加了电能计量以及运行工况采集功能来满足计量的需求。