Huishoudelike PV-ESS Energiebestuur Simulasie Studie
Gestigter as die wêreldwye energiekrisis vererger en omgewingsvervuiling ernstiger word, verhoog regerings wêreldwyd hul ondersteuning vir navorsing en ontwikkeling in nuwe-energie opwekking. Die huishoudelike gebruik van gespreide sonkragopwekking, 'n belangrike volgende fase rigting vir die PV-industrie, het toenemende aandag getrek. Eenskeels soos die fluktuasies in kraguitset van PV-komponente en die redelikheid van energie-opslaan eenheidsintegrasie kan egter ernstig die huishoudelike elektrisiteitsgebruik beïnvloed. Daarom is 'n energiebestuurstategie nodig om stabiele energiestroom tussen stelsel-eenhede te koördineer en gladde operasie te verseker. Hierdie artikel, gebaseer op huishoudelike PV-energie-opslaanstelsels, ondersoek energiebestuur om stabiele operasie te bewerkstellig en 'n teoretiese basis vir praktiese skoon-energie toepassings te verskaf.
1 Analise van Stelselstruktuur en Energiebestuur Algoritme
Die topologie van die ondersoekte huishoudelike PV-energie-opslaanstelsel (Figuur 1) bestaan uit PV-modules, lithium-ion oplaadbare batterye, kragkonverters, die netwerk, en gebruikerslaste. Die uitset van PV-module vorm 'n algemene DC-busspanning deur 'n Boost-konverter. Lithium-ion batterye sluit aan by hierdie bus deur 'n Buck-Boost-konverter. Die DC-bus voed dan krag in die enkel-fase netwerk of lewer laste onafhanklik deur 'n volle-brug-inverter.
Die stelsel gee voorrang aan "self-generering en self-verbruik". Die uitset van PV-modules, as primêre kragbron, voldoen eers aan gebruikerslaste. Oorskot/tegenvallende PV-krag word gebalanseer deur lithium batterye (sekondêre bron); indien beide PV en batterye limiete bereik, verseker die netwerk (tertiêre bron) 'n stabiele voorraad.
Vir PV-uitset, batteryspanningsgraad (SOC), en laai-ontlaai krag: As PPV < PPV-min}, sluit die Boost-konverter af (geen kraguitset nie); andersins werk dit. Batterye stop met laai wanneer SOC > 90% en met ontlaai wanneer SOC < 10%. Pbat pas dinamies aan met PPV en Pload, wat varieer van 0 tot maksimum batterylaai krag. Om frekwente laai-ontlaai oscillasies te vermy, hang die toestand van die volgende siklus af van die vorige siklus se batterystatus, wat frekwente stelselmoduswitches vermy.
Op grond hiervan word 'n energiebesturalgoritme vir huishoudelike PV-opslaanstelsels voorgestel, soos in Figuur 2 getoon.
2 Analise van Stelselbedryfstoestande en Energiestroom
Onder leiding van die energiebesturalgoritme, verdeel die stelsel se bedryf in onafhanklike en netwerk-gekoppelde modes, elk verder onderverdeel as volg:
2.1 Onafhanklike Bedryf (Deur Hoofkracht)
Daar is twee sub-modes, gedefinieer deur die kragbron wat die DC-bus beheer:
2.2 Netwerk-gekoppelde Bedryf (Deur Inverterstatus)
Gesplit deur of die inverter in inversie of rektifikasie is:
2.3 Modusgrense & Koördinasie
Die triggervoorwaardes en toerustingkoördinasie van die 4 sub-modes word in Tabel 1 (toe te voeg) gedetailleer. Deur dinamiese switching van "PV-batterye-netwerk" krag en aanpasbare beheer van Boost/Buck-Boost-konverters en die inverter, stel die stelsel doeltreffende energiestroom in "opwekking-opslaan-verbruik" in stand, wat alle huishoudelike kragbehoeftes (afgestap, netwerk-gekoppeld, nood, ens.) dek.
Figuur 3(a) wys die golfvorm vir Modus 1: PV-uitset = 4,8 kW, last = 3 kW. Die PV-module gee 240 Vdc; die Boost-konverter stabiliseer die DC-bus by 480 Vdc. Die inverter werk in onafhanklike inversie (220 Vac vir laste), en die Buck-Boost werk in Buck-mode (1,8 kW om die batterye te laai). Golfvorme (van bo na onder): PV-uitsetstroom, DC-busspanning, inverter-uitsetspanning, en batterylaaistroom.
Figuur 3(b) stem ooreen met Modus 2: PV-uitset = 5 kW (batterye vol, dus Buck-Boost is af). Last = 3 kW; die inverter gebruik netwerk-gekoppelde inversie om die DC-bus by 480 Vdc te hou, en voer oorskotenergie na die netwerk (9 A, gesinkroniseer met netwerkspanning). Golfvorme: PV-uitsetstroom, DC-busspanning, inverter-uitsetspanning, en netwerk-gekoppelde stroom.
Figuur 3(c) wys Modus 3: Die PV-module bereik grense (geen uitset, Boost af). Die energieopslaaneenheid voorsien die stelsel; die Buck-Boost werk in Boost-mode (DC-bus = 480 Vdc). Die inverter gebruik onafhanklike inversie (220 Vac vir 3-kW laste). Golfvorme: Batterie-ontlaaistroom, DC-busspanning, en inverter-uitsetspanning. Figuur 3(d) wys Modus 4: Beide PV en energieopslaaneenheid bereik grense (geen uitset). Die netwerk voorsien laste (3 kW) en laai die batterye; die inverter gebruik netwerk-gekoppelde rektifikasie (DC-bus = 480 Vdc).
3. Gevolgtrekking (Straatlamp Onderhoud)
Huidige stedelike straatlampo-onderhoud het tekortkominge. Om dit te verbeter, fokus op vier areas:
Hierdie stappe sal straatlampbestuurdoeltreffendheid verhoog, wat slim-stadsoperasies en groen ontwikkeling ondersteun.
