在人们生活与生产过程中，能源扮演着重要的角色，它是社会进步、经济发展的可靠物质保障。在人类社会发展进程中，石油、煤炭与天然气是能源体系中的重要成员，但此类燃料在使用过程中，造成了严重的污染问题，破坏着生态系统的平衡。近几年，世界范围内均十分关注能源的应用，可再生能源作为清洁、高效、无污染能源，满足了人们的环保要求，同时也符合经济发展的需要。在此背景下，风光互补发电系统得以建立、应用与发展，该系统积极利用了风能与太阳能，通过二者互补性的有效结合，进而形成了新型的能源发电系统。
1 风光互补发电系统的概况
风光互补发电系统主要是对风能与太阳能进行了运用，同时结合了多种能源发电技术，其系统是由智能控制技术实现控制的，它属于可再生能源发电系统。该系统的构成主要有风力发电组件与太阳能发电组件，利用蓄电池将电能进行存储，此时电池中的直流电将由逆变器将其进行转换，使之成为交流电，再借助输电线路，最后传输至用户，从而满足了用户的供电需求。风光互补发电系统的建立具有一定的合理性，主要是由于太阳能与风能二者间具有良好的互补性。太阳能源于太阳内部的核聚变，在此反应下随之产生了大量的、持续的能量; 风能属于太阳能的一种表现形式，地球表面能够吸收太阳光照，此时吸收的形态存在差异，因而，吸收的能力也有所区别，在此基础上，地球表面的温差随之出现，此后，在空气对流过程中，形成了风能。太阳能与风能，二者具有一定的互补性，主要体现在时间分布上，具体如下: 在白天，当风能较弱时，太阳能设备可作为互补辅助产能{ 在晚上，没有太阳能时，风能设备可作为互补辅助产能; 在夏季，气温高空气体积膨胀，较低的空气密度导致风能较小，但太阳辐射强，太阳能较大; 在冬季，气温低空气体积收缩，较高的空气密度导致风能较强，但太阳辐射弱，太阳能较小。风光互补发电系统有效利用了二者的互补性，从而实现了资源的合理配置与高效利用。
2 风光互补发电系统的应用
在我国，太阳能、风能等再生能源均十分丰富，因此，对其应用具有广泛性，在诸多领域，其应用均具有高效性、经济性与可持续性。下文介绍了风光互补发电系统的应用，具体内容如下:
2． 1 应用于无电农村
在中国，各个区域的经济发展水平存在一定的差异，不平衡的经济发展状况，导致部分农村的生活与生产缺少电能，如:青藏高原与内蒙古自治区等，但此类地区拥有丰富的风能与太阳能，因此，利于风光互补发电系统的应用。现阶段，我国为了满足农村的用电需求，积极建立可再生能源供电系统，己建成的有千余个，通过系统的独立运行，即: 独立式发电的运用，为农村提供了可靠的电能，但此时的供电系统，仅能够满足农村的生活用电及照明需求，由于系统不能满足生产的用电负载，使得系统缺少经济性。在此背景下，风光互补系统的应用要进行深入的研究，通过实践，保证系统运行的可靠性与高效性，进而促进农村经济的发展，使其生活水平不断提升嘲。
2． 2 应用于航标
太阳能航标在我国大部分地区均有所应用，它主要的依据为天气情况，如果天气条件不好，太阳能发电则不能满足需求，进而需要风能发电，此时便弥补了天气条件恶劣的空缺。通常情况下，在春季与夏季，太阳能配置均能够满足供电的需求，此时，风光互补系统则不被启动; 但在冬季或者天气状况不良时，太阳能发电的效果较差，此时，则要启动系统，发挥风能发电的作用。
2． 3 应用于日用品
风光互补发电系统在日用产品中的应用较为广泛，主要包括路灯照明、供暖、充电电源、野营灯与独立电源等。在城市路灯中对风光互补发电系统的应用是高效的，虽然其投资偏高，但减少了输电线路与路面开挖埋管工程，同时也未能消耗电能，因此，该系统具有良好的经济性。在城市道路与景观照明等方面积极应用风光互补照明技术，其发展具有良好的态势。
2． 4 应用于建筑行业
随着社会经济的迅猛发展，为建筑行业的发展营造了良好的环境，该行业在发展过程中十分注重环保与节能，因此，对风光互补发电系统进行了全面的应用。在诸多建筑物中均安装了太阳能集热管与风力发电机，同时该系统也应用到了光伏一体化建筑、风光互补锅炉、屋顶风力发电机与风光互补并网等。
2． 5 应用于并网发电
并网发电过程中，光伏产品的应用是重要的，在发达国家，对于此产品的应用达到了80%，而在我国，未能有效利用光伏产品。在今后发展过程中，并网发电要积极应用光伏产品。如果在沙漠中安装光伏产品，其总容量是可观的，但如今，我国的装机容量较少。风光互补发电系统应用于电网建设，不仅可以减少建设的成本，还可以降低能源的损耗，因此，我国在可再生能源的应用方面具有广阔的市场。
2． 6 应用于沙漠治理
在我国，虽然经济的稳步发展，但沙漠治理的现状不容乐观，为了实现有效的治理，国家对其投入了大量的人力、物力与财力，在沙漠公路开通后，提高了当地居民的生活水平，改善了当地的自然生态环境。在沙漠治理过程中，对水资源、电能资源均有着较大的需求，因此，风光互补发电系统与风光互补水泵得到了积极有效的运用。
3 风光互补发电系统的优化
太阳能与风能二者的混合利用技术是由丹麦科学家提出来的，在1981 年，科学家将风力机与光伏组件进行了简单的组合，此时，对两种能源的利用不够充分。此后，世界各国均开始研究风光互补，主要是由于该系统满足了可持续发展的需求，在技术不断改进与完善后，于1982 年，风光互补发电系统进行了实际应用。近几年，国内外学者均十分关注对风光互补发电系统的研究。在国外方面，主要研究了系统的合理配置与优化设计等，加拿大科学家通过研究，建立了独立的小型风光发电系统，此系统具有良好的可靠性与较低的成本，它以负载为依据，对风光资源进行了合理的配置，使得该系统发电成本得到了控制，同时也提高了系统的安全性、可靠性与可行性。在国内方面，主要研究了系统的性能、效率与控制策略等，有研究构建了风光发电系统的变结构仿真模型，在此模型的作用下，用户可以对不同结构的风光发电系统进行重构，并且利用计算机进行仿真计算，进而全面了解了系统的性能、运行效率与控制策略; 部分石油公司也对风光互补发电系统进行了研究，主要是为了保证边际油田的高效开发，在研究过程中，对油田的特殊性、工程的实效性等因素均给予了考虑; 在移动通信方面，也研究了风光互补系统，将其应用到了移动通讯配置中，有效解决了设备供电难的问题。
4 分布式风力———太阳能光伏互补发电系统
4． 1 分布式风力———太阳能光伏互补发电系统的结构
风光互补发电系统一般由风力发电机组、太阳能光伏电池组、控制器、蓄电池组、逆变器等组成。基于直流母线的组网方式，风光互补发电系统的结构。
4． 2 风光互补发电系统工作状态
根据天气的变化情况可以将天气情况大体分为四种: 有风无光，有光无风，有风有光，无风无光。根据天气的不同情况相应的风光互补发电系统中风力发电机组、太阳能光伏电池组和蓄电池组的工作情况如下表所示。

上表风光互补系统各部分工作情况“+”表示蓄电池充电，“－”表示蓄电池放电。系统出力有余时取“+ ”，出力不足时取“－”。由于风能和太阳能的随机性，致使风力发电机和太阳能光伏电池组输出的功率输出也具有随机性。风光互补发电系统的输出功率关系可表示为:

式中: Pz( t) 为t 时刻系统输出的总功率; Pf( t) 为t 时刻风力发电机组输出的功率; Px( t) 为t 时刻蓄电池组的输出功率;Pg( t) 为t 时刻太阳能光伏电池组输出功率; 当风力发电机组和太阳能光伏电池组出力不足时取“+ ”，出力多余时取“－ ”。
从公式可知，当风能与太阳能具有较好的互补性时，Pz( t) 输出保持较好的稳定性，Px( t) 出力较少。则系统储能容量的配置会相应地减小。
4． 3 分布式风力———太阳能光伏互补发电系统技术
风速是影响风力发电系统功率输出的重要因素，光照强度决定了光伏电池发电功率输出的大小。同时负载用电量和蓄电池的储能状态也会影响系统的运行状态，而且这些因素也会互相影响与制约。因此需要对风光互补发电系统进行合理控制，才能实现在不同条件下系统始终最优运行。控制的对象主要包括: 对风力发电机和光伏电池的输出功率进行控制; 对蓄电池进行充放电控制; 协调光伏发电与风力发电能量平衡等。
总而言之，随着经济发展，能源需求越来越大，特别是对电能的需求。目前，电能主要靠火。
5 结语
电厂产生，通过大量使用煤炭，导致空气质量越来越差。为了社会的可持续发展，应对温室效应，需要使用清洁能源来代替。太阳能与风能作为清洁能源资源，可以看做是可再生资源，可代替煤炭资源为人类经济发展提供电能。风能发电系统与太阳能发电系统以其清洁、可再生等特点已经逐渐成了新的研究方向。对于远离电网的偏远山区、边防哨所、岛屿等，需要独立稳定的供电系统来提供可靠地电能。独立的风能或太阳能由于受时间、区域等因素的影响，很难提供稳定的电能。在新能源应用领域，风光互补发电系统能够充分结合这两种资源优势，应用前景广阔。这就要求我们在以后的实际工作中必须对其实现进一步研究探讨。