[發(fā)明專利]一種避免影響氣候?qū)е蚂F霾的風(fēng)電/光伏聯(lián)合配置系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811566868.2
• 申請日: 2018-12-19
• 公開（公告）號(hào): CN109617507B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張江南;魏強(qiáng);郭為民;周寧;唐耀華;賀勇;吳坡;李朝暉;任鵬凌
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院;潤電能源科學(xué)技術(shù)有限公司;國網(wǎng)河南省電力公司;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號(hào): H02S10/10
• 分類號(hào): H02S10/10;H02S10/12
• 代理公司: 蘇州知途知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32299
• 代理人: 陳瑞瀧

本申請涉及一種風(fēng)電與光伏/光熱聯(lián)合配置系統(tǒng)，包括：風(fēng)電場，光伏/光熱發(fā)電裝置，光伏/光熱發(fā)電裝置位于風(fēng)電場的下風(fēng)方向。通過合理配置風(fēng)電機(jī)組和光伏/光熱機(jī)組冀以減少對氣候的影響，減少風(fēng)力發(fā)電對地面溫度和大氣環(huán)流的影響，最終避免風(fēng)力風(fēng)速的減小，減少空氣霧霾程度，尤其能夠應(yīng)用到中國北方風(fēng)力資源豐厚但是容易產(chǎn)生霧霾的地區(qū)。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請屬于新能源技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種避免影響氣候?qū)е蚂F霾的風(fēng)電/光伏聯(lián)合配置系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，人們一般認(rèn)為風(fēng)電是一種清潔能源，風(fēng)力發(fā)電因?yàn)闆]有傳統(tǒng)火力發(fā)電的碳排放，不會(huì)導(dǎo)致溫室效應(yīng)，所以被認(rèn)為對氣候沒有影響。并據(jù)此出臺(tái)了很多政策，大力發(fā)展風(fēng)電并盡量減少棄風(fēng)。不過，這一觀點(diǎn)可能并不正確，風(fēng)電可能會(huì)通過一種復(fù)雜的途徑影響氣候。

具體的說，按照歐洲學(xué)者的研究，盡管風(fēng)力發(fā)電不直接影響高空的風(fēng)速，但是風(fēng)力發(fā)電確實(shí)會(huì)影響風(fēng)力發(fā)電機(jī)尾跡上的風(fēng)速。其中，在10倍到20倍的風(fēng)輪直徑范圍內(nèi)，會(huì)有明顯的風(fēng)速變化。在更遠(yuǎn)的范圍上，風(fēng)速變化會(huì)逐步減小，但對風(fēng)速的影響要到30公里以外才會(huì)最終消失。目前絕大多數(shù)學(xué)者都認(rèn)為，盡管風(fēng)力發(fā)電會(huì)導(dǎo)致這些對風(fēng)速的影響，但影響和大氣環(huán)流相比極小，可以忽略。

不過，這種簡單的推理忽視了一個(gè)重要因素，就是風(fēng)對地面的降溫作用。如果風(fēng)速減小，降溫作用就會(huì)減弱。這會(huì)改變氣流的模式。例如在中國西北就是這樣，那里多數(shù)區(qū)域?yàn)樯衬瓯跒腋珊瞪儆辏照粘渥恪Ｈ绻麤]有風(fēng)電開發(fā)，白天日照會(huì)讓地面顯著升溫，晚上日落之后，風(fēng)力一般會(huì)逐步加大，從而將地面冷卻，第二天再重復(fù)這一過程，形成動(dòng)態(tài)平衡。風(fēng)電大規(guī)模開發(fā)后，情況就會(huì)發(fā)生改變，白天日照將地面加熱后，晚上由于風(fēng)力發(fā)電風(fēng)速減小，對地面降溫的效果就會(huì)變差，這會(huì)導(dǎo)致第二天白天地面的溫度更高。而更高的地面溫度將導(dǎo)致部分空氣被加熱，并產(chǎn)生上升氣流。最終結(jié)果是，本該長途驅(qū)馳到達(dá)中原和南方的部分空氣進(jìn)入高空后直接返回北極，并讓北極變暖，擾亂北極的大氣平衡，進(jìn)而影響全球的大氣環(huán)流。

此外，分析還可看出，部分空氣被加熱直接返回北極形成的氣流捷徑(短路)，還會(huì)讓從俄國到中國西北地區(qū)的風(fēng)力加大，而從中國西北到中國中部的風(fēng)力則會(huì)減小(這一現(xiàn)象已經(jīng)在某些研究中被觀察到)。后者將會(huì)加重中國中部和京津冀地區(qū)的霧霾，最終帶來巨大的危害。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：為解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，從而提供一種避免影響氣候?qū)е蚂F霾的風(fēng)電/光伏聯(lián)合配置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明提供一種避免影響氣候?qū)е蚂F霾的風(fēng)電/光伏聯(lián)合配置系統(tǒng)，包括：風(fēng)電場，光伏/光熱發(fā)電裝置，光伏/光熱發(fā)電裝置位于風(fēng)電場的下風(fēng)方向。

優(yōu)選地，本發(fā)明的避免影響氣候?qū)е蚂F霾的風(fēng)電/光伏聯(lián)合配置系統(tǒng)，通過軟件仿真來確定光伏/光熱發(fā)電的位置、面積和容量。

本發(fā)明的避免影響氣候?qū)е蚂F霾的風(fēng)電/光伏聯(lián)合配置系統(tǒng)，通過輸入多種風(fēng)力、光照的數(shù)據(jù)組合以尋找光伏/光熱發(fā)電的位置、面積和容量的最優(yōu)解。

本發(fā)明的避免影響氣候?qū)е蚂F霾的風(fēng)電/光伏聯(lián)合配置系統(tǒng)，風(fēng)力、光照的數(shù)據(jù)組合來自于現(xiàn)場實(shí)測的風(fēng)速和光照數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，本發(fā)明的避免影響氣候?qū)е蚂F霾的風(fēng)電/光伏聯(lián)合配置系統(tǒng)，通過在仿真軟件內(nèi)搭建包含地形要素的不同模型，并計(jì)算不同模型間多點(diǎn)地面溫度差的加權(quán)平均，來改進(jìn)光伏/光熱發(fā)電的位置、面積和容量。

本發(fā)明的避免影響氣候?qū)е蚂F霾的風(fēng)電/光伏聯(lián)合配置系統(tǒng)，所述模型包括沒有任何發(fā)電設(shè)備的基準(zhǔn)模型B和同時(shí)包含風(fēng)電及光伏/光熱發(fā)電的模型M。

本發(fā)明的避免影響氣候?qū)е蚂F霾的風(fēng)電/光伏聯(lián)合配置系統(tǒng)，在進(jìn)行仿真計(jì)算時(shí)，以一晝夜作為周期反復(fù)計(jì)算直到前后周期內(nèi)的計(jì)算結(jié)果曲線不再變化。