随着煤炭、石油和天然气等化石燃料的迅速消耗,以及由此带来的全球能源形势紧张与日益加剧的环境问题对经济发展和人们健康生活构成了严重威胁。近年来,世界各国都在积极寻找和开发新的清洁可再生能源,以满足人们对于能源特别是对于电力供应的迫切需求。新的清洁可再生绿色能源发电方式包括太阳能、燃料电池能和风能发电等。但是太阳能和风能都具有能量密度低、稳定性差、受气象和环境等因素影响较大的缺点;燃料电池虽然能够提供不间断电能输出,但是发电成本过高。因此,发展新能源联合发电系统,各新能源发电方式之间取长补短,保证系统稳定性和可靠性,是新能源开发利用的一个主流方向。本文首先针对太阳能、燃料电池、风力发电这三类发电方式的工作原理、发电输出特性、发电系统组成方式进行详细阐述,进而在理论基础上进行电气特性实验和联合发电系统组合仿真建模。实验部分包括:研究太阳能电池在恒定光强下输出的电流电压功率特性之间的关系;利用太阳能光伏阵列输出特性数据收集系统收集分析春夏秋冬四个季节的阵列输出特性与日照强度、阵列自身模块温度之间的关系,并在此基础上将四季所有数据整理绘制全年关系图;研究质子交换膜燃料电池包括单片燃料电池、串联型燃料电池组以及并联型燃料电池组的过渡响应中内部电压增减幅、时间常数、负载变化之间的关系。设计了由太阳能光伏阵列、风力发电机和燃料电池所组成的新能源联合发电系统,并选择了太阳能、风能资源分布不同的韩国光州和中国台湾东吉岛两个地区,应用HOMER(Hybrid Optimization Model for Electric Renewables)仿真软件,研究了该新能源联合发电系统对于普通家庭住户的供电投入产出情况。仿真结果包括不同新能源组合方式的经济性评价;一年中不同季节、平日和周末、一天24小时在不同气象情况、不同负载需求下的系统能源供需平衡性能分析。得到了两地区联合发电系统的最佳供给能源模型和容量大小、设置数量、成本花费等参数,从而为最佳能源供给调度设计方案提供了决策依据。