风光储柴及海水淡化综合系统在小岛的应用前景

摘　要：本文对风光储柴及海水淡化综合系统的组成和安装调试的一般方法进行了介绍，并分析风光储柴及海水淡化综合系统在我国的应用前景。

关键词：风光储柴 微网
一、引言
　　我国在东海和南海都有很多岛屿，这些星罗棋布的岛屿对我国的海洋经济和军事战略都有非常重大的意义。但对于很多远离大陆的小岛，由于自身没有淡水的蓄水能力，无法从大陆获得电力供应，只能利用船运来保证淡水和燃料的供应。这些因素极大的制约了我国对小岛旅游资源的开发以及海外军事基地的建设。这个瓶颈在我国研发出风光储柴及海水淡化综合系统并逐步推广后将得以解决。
　　我公司承担了浙江东福山岛风光储柴及海水淡化综合系统的安装调试工作，该系统已经于2011年4月投入使用，走在了我国采用多种新能源供电组成微网供电系统的前列。该工程建成后，通过岛上渔民及驻军的试用后反映良好，基本解决了用电和用水的大难题，因此笔者觉得该技术非常值得在小岛推广。
二、风光储柴及海水淡化综合系统介绍
　　风光储柴及海水淡化综合系统包括风力发电机组、光伏发电机组、储能蓄电池组、柴油发电机组和海水淡化系统，并通过配电和控制系统联系在一起共同组成了微网系统。风光储柴及海水淡化综合系统使用自动化控制程序，优先使用风力发电和光伏发电，当在阴雨天或光照不足且蓄电池组的电量降低到60%后才启动柴油发电机组进行发电。海水淡化系统处于连续运行状态，其出力根据微网的负荷进行调整，当负荷较高的时候减少出水以满足岛上居民的用电需求，当负荷较少的时候增加出水以避免风力和光能的浪费。以浙江东福山岛风光储柴及海水淡化综合系统安装工程为例，设备的构成及选型如下：
1风力发电采用30kW单筒式风力发电机组，主要由塔架、机头和风叶组成，单机就地配置逆变器、控制器和卸荷箱。
2光伏发电机组选用单晶硅太阳电池组件，转换效率在17%左右。并网光伏发电站用直流接口设备，包括太阳电池组件方阵现场使用的光伏阵列防雷接线箱及电源机房内布置的直流配电柜。太阳电池阵列通过光伏阵列防雷汇流箱在室外进行汇流后，经电缆接至配电房的直流防雷配电柜再进行一次总汇流。
3柴油发电采用的是200kW一体化柴油发电机组，发电机和柴油机与基础之间为软连接。
4储能采用2V-1000Ah的蓄电池组，由486块电池组合而成。
三、风光储柴及海水淡化综合系统的安装调试
1风力发电机组安装是本系统安装工作中的重点，在岛上可进入吊机的情况下采用25t汽车吊或50t汽车吊进行大件吊装，如现场无法进入吊机时可采用自行设计的抱杆进行安装。需要注意的是，风机叶片材料主要是玻璃钢、树脂，因此安装的过程中应该做好相应的保护措施，不得用钢丝绳之类坚硬的器具吊运叶片。
2柴油发电机组为一体化设计，且与基础之间为软连接，因此安装非常简单，可用现场临时设置的简易滑道直接拖运到位。
3光伏发电机组在地基完成后，先按方阵图安装好支架，然后把硅太阳能电池组件与支架用螺栓进行连接即可。在装硅太阳能电池组件时应注意极性，按照要求的电压进行串、并联组合。
4储能蓄电池组每块电池的重量约80kg，可采用人工搬运的方法直接安装到位。
5海水淡化系统为模块化设计，主要分为取水模块、过滤模块、淡化模块、淡水提升模块，各个模块之间用UPVC管道连接。需要注意的是，海水淡化设备很大一部是塑料件，因此在搬运、安装的过程中应注意轻拿轻放，防止设备损坏；管道连接应非常仔细，应做到一次成功，若连接处渗漏，只能切割管道重新连接，基本无法修复；安装反渗透装置时，布局应考虑到安装或更换反渗透膜的距离，一般距离大于2米。
6风光储柴及海水淡化综合系统的调试流程如下：
6.1启动柴油机为配电系统倒送电，一次配电系统带电(微网系统基本安装在没有网电的地区，只能启动柴油发电机组供电)；
6.2 DCS柜带电，工程师站带电，内部程序调试；
6.3操作台送电，完成画面制作、按钮设置、参数配置等，画面具备操作功能；
6.4 PCS逆变柜带电，调试PCS内部参数、充电系统（PCS是本套系统能量控制的核心设备，同时提供供电频率信号，因此出厂前应该做全面的试验确保设备能正常运行）；
6.5 #N风力发电机调试，（装完一台、调试一台）风力发电机就地逆变器下桩头带网电，就地启动、调节、停止风力发电机，测试通讯，远程操作，检验风机出力（风力发电机启动要求是必须带上网电，没有网电无法启动、调式）；
6.6蓄电池组放电至目标负荷，检测、调试PCS主逆变器。
四、风光储柴及海水淡化综合系统的优点
1风光储柴及海水淡化综合系统充分运用风电、光伏、风光储协调优化的自动化设计，为远离大陆的岛屿供电供水提供了一种清洁能源的模式。工程建成后，将有效保障当地居民、游客及驻军的用水用电需要。
2风光储柴及海水淡化综合系统属于孤岛微网发电系统，采用可再生清洁能源为主电源、柴油发电为辅的供电模式，具有供电可靠性高、自动化程度高、无人值守的特点。
3风光储柴及海水淡化综合系统系统采用模块化设计，可根据岛屿的实际情况进行分散布置，安装和调试都比较简单，可实现批量生产和快速投用。
结论：
    风光储柴及海水淡化综合系统非常适合远离大陆的小岛，可一劳永逸的一揽子解决供电和供水问题，为我国开发偏远岛屿的旅游资源及加强国防建设都奠定了基础，具有无法限量的民生意义和战略意义。随着我国节能环保和海洋大国理念的不断深化，风光储柴及海水淡化综合系统必然将得到越来越广泛的应用。　　
参考文献：
1、《风光互补发电系统》  作者：周晓曼
2、《风光互补技术及应用新进展》  作者：王志新等
3、《风光储联合发电技术及其工程应用》  作者：唐红德等