Pag-aaral sa Pagsimula sa Pagmamaneho sa Enerhiya ng PV-ESS sa Tahanan
Tungod sa pagdako sa global nga krisis sa enerhiya ug ang pagkabugho sa kalikupan, ang gobyerno sa tibuok kalibutan nagsuporta sa R&D sa bag-ong pamaagi sa pag-generar sa enerhiya. Ang paggamit sa solar nga distributado nga generasyon sa mga household, isip usa ka mahimong sunod nga direksyon sa industriya sa PV, nakadaghan na og atensyon. Apan, ang mga problema sama sa pag-uli-uli sa output sa komponente sa PV ug ang rasonable nga pag-integro sa yunit sa storage sa enerhiha mao ang makapadako sa epekto sa paggamit sa elektrosidad sa household. Busa, aron mapagtagbo ang stable nga agos sa enerhiha tali sa mga yunit sa sistema ug mapasigurado ang smooth nga operasyon, gikinahanglan ang estratehiya sa pag-manage sa enerhiha aron mapatun-an ang supply ug demand. Basaha kini sa paper, batasan sa sistema sa PV-enerhiha sa household, ang pag-aaral sa pag-manage sa enerhiha aron mapadali ang stable nga operasyon ug maghatag og teoretikal nga basehan alang sa praktikal nga aplikasyon sa clean nga enerhiha.
1 Pagsusi sa Struktura sa Sistema ug Algoritmo sa Pag-manage sa Enerhiha
Ang topolohiya sa imong pinag-aresto nga sistema sa PV-enerhiha sa household (Figure 1) naglakip sa PV modules, lithium-ion nga batteries, power converters, grid, ug user loads. Ang output sa PV module nagbuhat og common DC bus voltage pinaagi sa Boost converter. Ang lithium-ion nga batteries nag-kiyog sa bus pinaagi sa Buck-Boost converter. Ang DC bus pagpadayon nag-feed sa power sa single-phase grid o nag-supply sa loads independiente pinaagi sa full-bridge inverter.
Ang sistema gi-prioritize ang "self-generation ug self-consumption". Ang output sa PV module, isip primary nga power source, unang mosatisfy sa user loads. Ang surplus/deficit sa PV power gibalansehon pinaagi sa lithium batteries (secondary source); kon ang duha ka sources mobati limit, ang grid (tertiary source) siguro ang stable nga supply.
Para sa PV output, battery SOC, ug charge-discharge power: Kon PPV < PPV-min}, ang Boost converter moguba (walay power output); laini, adunay operasyon. Ang batteries moguba sa charging kon SOC > 90% ug sa discharging kon SOC < 10%. Pbat nag-adjust dinamiko pinaagi sa PPV ug Pload, ranging from 0 to max battery charging power. Aron iwasan ang frequent nga charge-discharge oscillations, ang next cycle's state depende sa previous cycle's battery status, preventing frequent system mode switches.
Batasan niini, gi-propose ang algoritmo sa pag-manage sa enerhiha alang sa household PV-storage systems, as shown in Figure 2.
2 Pagsusi sa Mga Mode sa Operasyon sa Sistema ug Agos sa Enerhiha
Gi-guidahan sa algoritmo sa pag-manage sa enerhiha, ang operasyon sa sistema nahimong independent ug grid-connected modes, each further subdivided as follows:
2.1 Independent Operation (By Main Power)
Duha ka sub-modes, defined by the power source controlling the DC bus:
2.2 Grid-Connected Operation (By Inverter State)
Split by whether the inverter is in inversion or rectification:
2.3 Mode Boundaries & Coordination
The 4 sub-modes' trigger conditions and equipment coordination are detailed in Table 1 (to be added). Through dynamic switching of “PV-battery-grid” power and adaptive control of Boost/Buck-Boost converters and the inverter, the system enables efficient energy flow in “generation-storage-consumption”, covering all household power needs (off-grid, grid-connected, emergency, etc.).
Figure 3(a) shows the waveform for Mode 1: PV output = 4.8 kW, load = 3 kW. The PV module outputs 240 Vdc; the Boost converter stabilizes the DC bus at 480 Vdc. The inverter runs in independent inversion (220 Vac for loads), and the Buck-Boost works in Buck mode (1.8 kW to charge the battery). Waveforms (top to bottom): PV output current, DC bus voltage, inverter output voltage, and battery charging current.
Figure 3(b) corresponds to Mode 2: PV output = 5 kW (battery full, so Buck-Boost is off). Load = 3 kW; the inverter uses grid-connected inversion to keep the DC bus at 480 Vdc, feeding excess energy to the grid (9 A, synchronized with grid voltage). Waveforms: PV output current, DC bus voltage, inverter output voltage, and grid-connected current.
Figure 3(c) shows Mode 3: The PV module hits limits (no output, Boost off). The energy storage unit powers the system; the Buck-Boost runs in Boost mode (DC bus = 480 Vdc). The inverter uses independent inversion (220 Vac for 3-kW loads). Waveforms: Battery discharge current, DC bus voltage, and inverter output voltage. Figure 3(d) presents Mode 4: Both PV and energy storage hit limits (no output). The grid powers loads (3 kW) and charges the battery; the inverter uses grid-connected rectification (DC bus = 480 Vdc).
3. Conclusion (Street-lamp Maintenance)
Current urban street-lamp maintenance has shortcomings. To improve, focus on four areas:
These steps will enhance street-lamp management efficiency, supporting smart city operations and green development.
