घरेलू ऊर्जा की दक्षता प्रबंधन रणनीति पर शोध जो वितरित PV संयंत्रों और ESS पर आधारित है
1 ZigBee - आधारित स्मार्ट होम सिस्टम
कंप्यूटर प्रौद्योगिकी और सूचना नियंत्रण प्रौद्योगिकी के लगातार विकास के साथ, बुद्धिमत्ता-युक्त घरों में तेजी से विकास हुआ है। स्मार्ट होम न केवल पारंपरिक आवासीय कार्यों को बनाए रखते हैं, बल्कि उपयोगकर्ताओं को घरेलू उपकरणों को सुविधाजनक रूप से प्रबंधित करने की भी सुविधा प्रदान करते हैं। यहाँ तक कि घर के बाहर भी, उपयोगकर्ता आंतरिक स्थिति की दूरसे निगरानी कर सकते हैं, जिससे घर की ऊर्जा दक्षता प्रबंधन में सुविधा होती है और जीवन की गुणवत्ता में बहुत अधिक सुधार होता है।
इस शोध पत्र में, एक ZigBee - आधारित स्मार्ट होम सिस्टम का डिज़ाइन किया गया है, जिसमें तीन घटक हैं: घरेलू नेटवर्क, घरेलू सर्वर, और मोबाइल टर्मिनल। यह सिस्टम सरल, कुशल और बहुत विस्तार योग्य है, जिसकी संरचना चित्र 1 में दिखाई गई है।
1 ZigBee - आधारित स्मार्ट होम आर्किटेक्चर
1.1 घरेलू नेटवर्क
घरेलू नेटवर्क, जो नियंत्रण योग्य लोडों को नोड के रूप में जोड़ता है, आंतरिक डेटा प्रसारण और बहु-ऊर्जा प्रबंधन के लिए महत्वपूर्ण है। तारी (wired) समाधान की तुलना में बेतार (ZigBee) समाधान का चुनाव लचीलापन, विश्वसनीयता और विस्तार को बढ़ाता है। ZigBee, IEEE 802.15.4 पर आधारित, कम लागत, शक्ति और जटिलता के साथ उच्च सुरक्षा प्रदान करता है। इसके सस्ते चिप सिस्टम हार्डवेयर की लागत को कम करते हैं। नेटवर्क में शामिल है:
1.2 घरेलू सर्वर
सर्वर, सिस्टम का "डेटा-नियंत्रण कोर" के रूप में कार्य करता है, जो निम्नलिखित का संभालता है:
1.3 मोबाइल टर्मिनल
Android-आधारित (Eclipse + Java), टर्मिनल निम्नलिखित को सक्षम बनाता है:
2 घरेलू ऊर्जा दक्षता प्रबंधन डिज़ाइन
2.1 सिस्टम आर्किटेक्चर और तर्क
"स्मार्ट होम + PV + ऊर्जा संचय" को एकीकृत करते हुए, सिस्टम दक्षता रणनीतियों को सर्वर में एम्बेड करता है, जिससे "संग्रह -> मॉडल -> अनुकूलन" लूप बनता है:
2.2 मुख्य घटक और सहयोग
मुख्य घटक (PV एरे, बैटरी, इनवर्टर, सर्वर, लोड) निम्नलिखित तरीके से काम करते हैं:
2.3 लोड वर्गीकरण और स्केड्यूलिंग
लोडों को समय-अनुसार उपयोग-समय कीमतों-आधारित स्केड्यूलिंग के लिए तीन प्रकारों में विभाजित किया जाता है:
सर्वर, स्मार्ट सोकेट के माध्यम से शिफ्टेबल लोडों को नियंत्रित करता है, शिखरों को कम करता है/ घाटों को भरता है, लागत को कम करता है और ग्रिड को स्थिर रखता है।
3 घरेलू ऊर्जा दक्षता प्रबंधन के लिए गणितीय मॉडल और नियंत्रण रणनीति
3.1 घरेलू ऊर्जा दक्षता प्रबंधन के लिए गणितीय मॉडल
सटीक घरेलू ऊर्जा दक्षता प्रबंधन की प्राप्ति के लिए, कुल बिजली की लागत का एक गणितीय मॉडल स्थापित किया जाना चाहिए। इस शोध पत्र में, एक "दैनिक" नियंत्रण चक्र का उपयोग किया गया है, 24 घंटे को n समान समय अंतरालों में विभाजित किया गया है। निरंतर समस्याओं को डिस्क्रीटाइज़ करके (जब n पर्याप्त रूप से बड़ा हो, प्रत्येक अंतराल एक "माइक्रो-एलिमेंट" के रूप में आता है, और चर अंतराल के भीतर निरंतर माना जा सकता है)। t-वें अंतराल में, "घरेलू लोड शक्ति, फोटोवोल्टाइक उत्पादन शक्ति, बैटरी चार्जिंग/डिस्चार्जिंग शक्ति, और ग्रिड इंटरक्शन शक्ति" के गतिशील संतुलन के आधार पर, सिस्टम शक्ति संतुलन समीकरण निकाला जाता है:
t-वें समय अंतराल के भीतर, शक्ति चर इस प्रकार परिभाषित किए जाते हैं:
घरेलू PV सिस्टम, "स्व-उपभोग + अतिरिक्त शक्ति ग्रिड-फीडिंग" मॉडल के तहत संचालित होता है, जहाँ अतिरिक्त बिजली ग्रिड-फीडिंग राजस्व उत्पन्न करती है और PV उत्पादन सब्सिडी के लिए पात्र होता है। समय-अनुसार उपयोग (TOU) कीमतों (उच्च शिखर दर, कम निम्न शिखर दर) को ध्यान में रखते हुए, कुल बिजली की लागत निम्न प्रकार से गणना की जाती है:कुल लागत=ग्रिड खरीद लागत−ग्रिड-फीडिंग राजस्व−PV सब्सिडी
एक दैनिक चक्र को n अंतरालों में डिस्क्रीटाइज़ किया जाता है, कुल लागत मॉडल अंतराल-विशिष्ट लागतों के योग के रूप में आगे विघटित किया जा सकता है, जो गतिशील कीमत स्थितियों को सटीक रूप से अनुकूलित करता है।
सूत्र में: C किसी दिन की घरेलू बिजली की कुल लागत का प्रतिनिधित्व करता है; fPV फोटोवोल्टाइक शक्ति उत्पादन सब्सिडी की इकाई कीमत है; 24/n एक समय अंतराल की अवधि है।
सूत्र (2) में ft का व्यंजक है
सूत्र में: fCt t-वें समय अवधि के दौरान उपयोगकर्ता के लिए बिजली की कीमत है, जो विभिन्न समय अवधियों के अनुसार शिखर-समय बिजली की कीमत और निम्न-शिखर बिजली की कीमत में विभाजित होती है; fR ग्रिड में फीड की गई अतिरिक्त बिजली की कीमत है। fCt, fR और fPV के मूल्य दिन के किसी भी क्षण पर ज्ञात होते हैं। घरेलू लोड की कुल शक्ति PAt t-वें समय अवधि के दौरान सभी शिफ्टेबल लोडों और अन्य लोडों की शक्ति के योग के बराबर होती है।
सूत्र में: PL,i i-वें शिफ्टेबल लोड की संचालन शक्ति है; TL,i i-वें शिफ्टेबल लोड का शुरुआती समय है; Δti i-वें शिफ्टेबल लोड की संचालन अवधि है; [tis, tie] i-वें शिफ्टेबल लोड के शुरुआती समय की सीमा है। PL,i, Δti, tis और tie सभी निश्चित मूल्य हैं।
अन्य लोडों की बिजली शक्ति Pelse,jt ज्ञात है, जबकि शिफ्टेबल लोडों की बिजली शक्ति व
