Pag-aaral ng Simulasyon sa Pamamahala ng Enerhiya para sa Pampamilyang PV-ESS
Dahil sa pagiging mas malubhang ang global na krisis sa enerhiya at polusyon sa kapaligiran, ang mga gobyerno sa buong mundo ay nagpapataas ng suporta para sa R&D sa bagong enerhiyang pampagawa. Ang paggamit ng solar na distributibong paggawa sa bahay, isang pangunahing susunod na direksyon ng industriya ng PV, ay naging mas napansin. Gayunpaman, ang mga isyung tulad ng pagbabago ng output ng komponente ng PV at ang katwiran ng integrasyon ng yunit ng imbakan ng enerhiya ay maaaring malubhang makaapekto sa paggamit ng kuryente sa bahay. Kaya, upang magkaroon ng koordinadong estableng daloy ng enerhiya sa pagitan ng mga yunit ng sistema at tiyakin ang maayos na operasyon, kinakailangan ng isang estratehiya ng pamamahala ng enerhiya upang balansehin ang supply at demand. Ang papel na ito, batay sa mga household na sistema ng PV-imbakan ng enerhiya, ay nag-aaral ng pamamahala ng enerhiya upang mapanatili ang matatag na operasyon at ibigay ang teoretikal na basehan para sa praktikal na aplikasyon ng malinis na enerhiya.
1 Pagsusuri ng Struktura ng Sistema at Algoritmo ng Pamamahala ng Enerhiya
Ang topolohiya ng pinag-aaralan na sistema ng household na PV-imbakan ng enerhiya (Larawan 1) ay binubuo ng mga PV module, lithium-ion na imbakan ng battery, power converter, grid, at user loads. Ang output ng PV module ay lumilikha ng isang common DC bus voltage sa pamamagitan ng isang Boost converter. Ang mga lithium-ion na battery ay konektado sa bus na ito sa pamamagitan ng isang Buck-Boost converter. Ang DC bus ay pagkatapos ay nagbibigay ng lakas sa single-phase grid o independiyenteng sumuplay ng mga load sa pamamagitan ng full-bridge inverter.
Ang sistema ay binibigyan ng prayoridad ang "self-generation at self-consumption". Ang output ng PV module, bilang pangunahing sanggol ng lakas, unang natutugunan ang mga load ng user. Ang sobrang/kulang na lakas ng PV ay binabalance ng lithium batteries (secondary source); kung parehong ang PV at batteries ay umabot sa limitasyon, ang grid (tertiary source) ang sigurado na maipapadala ang matatag na supply.
Para sa output ng PV, SOC ng battery, at charge-discharge power: Kung PPV < PPV-min}, ang Boost converter ay nasisira (walang output ng lakas); sa kabilang banda, ito ay gumagana. Ang mga battery ay tumitigil sa pag-load kapag SOC > 90% at sa pag-discharge kapag SOC < 10%. Pbat ay dinynamikong nababago kasabay ng PPV at Pload, na may saklaw mula 0 hanggang sa maximum na charging power ng battery. Upang iwasan ang madalas na pagbabago ng charge-discharge, ang estado ng susunod na cycle ay depende sa dating estado ng battery, na nagpapahinto sa madalas na pagbabago ng mode ng sistema.
Batay dito, isinusulong ang isang algoritmo ng pamamahala ng enerhiya para sa mga sistema ng household na PV-imbakan, tulad ng ipinapakita sa Larawan 2.
2 Pagsusuri ng Mga Mode ng Operasyon ng Sistema at Daloy ng Enerhiya
Sa gabay ng algoritmo ng pamamahala ng enerhiya, ang operasyon ng sistema ay nahahati sa independent at grid-connected modes, bawat isa pa rin namumuhunan sa mga sumusunod:
2.1 Independent Operation (By Main Power)
Mayroong dalawang sub-modes, na tinukoy sa pamamagitan ng sanggol ng lakas na kontrolado ang DC bus:
2.2 Grid-Connected Operation (By Inverter State)
Nahahati sa pamamagitan ng kung ang inverter ay nasa inversion o rectification:
2.3 Mode Boundaries & Coordination
Ang mga kondisyon ng trigger ng 4 sub-modes at koordinasyon ng kagamitan ay detalyado sa Table 1 (ito ay ididagdag). Sa pamamagitan ng dynamic switching ng "PV-battery-grid" power at adaptive control ng Boost/Buck-Boost converters at inverter, ang sistema ay nagbibigay ng epektibong daloy ng enerhiya sa "generation-storage-consumption", na naglalaman ng lahat ng pangangailangan ng lakas sa bahay (off-grid, grid-connected, emergency, etc.).
Ang Figure 3(a) ay nagpapakita ng waveform para sa Mode 1: Output ng PV = 4.8 kW, load = 3 kW. Ang PV module ay nag-output ng 240 Vdc; ang Boost converter ay istabilisa ang DC bus sa 480 Vdc. Ang inverter ay gumagana sa independent inversion (220 Vac para sa mga load), at ang Buck-Boost ay gumagana sa Buck mode (1.8 kW upang iload ang battery). Waveforms (mula itaas patungong ibaba): Output current ng PV, DC bus voltage, output voltage ng inverter, at battery charging current.
Ang Figure 3(b) ay tumutugon sa Mode 2: Output ng PV = 5 kW (battery puno, kaya ang Buck-Boost ay off). Load = 3 kW; ang inverter ay gumagamit ng grid-connected inversion upang panatilihin ang DC bus sa 480 Vdc, nagbibigay ng sobrang enerhiya sa grid (9 A, synchronized with grid voltage). Waveforms: Output current ng PV, DC bus voltage, output voltage ng inverter, at grid-connected current.
Ang Figure 3(c) ay nagpapakita ng Mode 3: Ang PV module ay umabot sa limitasyon (walang output, Boost off). Ang yunit ng imbakan ng enerhiya ay nagpapagana ng sistema; ang Buck-Boost ay gumagana sa Boost mode (DC bus = 480 Vdc). Ang inverter ay gumagamit ng independent inversion (220 Vac para sa 3-kW load). Waveforms: Battery discharge current, DC bus voltage, at output voltage ng inverter. Ang Figure 3(d) ay nagpapakita ng Mode 4: Parehong PV at imbakan ng enerhiya ay umabot sa limitasyon (walang output). Ang grid ay nagpapagana ng mga load (3 kW) at nag-load ng battery; ang inverter ay gumagamit ng grid-connected rectification (DC bus = 480 Vdc).
3. Conclusion (Street-lamp Maintenance)
Ang kasalukuyang pagmamaintain ng mga street lamp sa lungsod ay may mga kakulangan. Upang mapabuti, dapat fokusin ang apat na aspeto:
Ang mga hakbang na ito ay lalakas ang efisyensiya ng pagmamaintain ng mga street lamp, na sumusuporta sa operasyon ng smart city at green development.
