Үйдегі ФЭС-ЭХС энергия басқару симуляциялық зерттеу

Дүниежүзіндегі энергия кризисі және ауылшаруашылық кесенің деңгейінің өсуімен, халықаралық әкімшілер жаңа энергия жасау бойынша зерттеу-дамытуға қолдау көбейтуде. Жұмысшылардың солнечные распределенные генераторларының табиғатты қолданылуы, ФВ өнеркәсіптің келесі этаптағы маңызды бағыты ретінде өзара көңіл бөлуге бастады. Бірақ, ФВ компоненттерінің энергия шығысының жылжымалылығы және энергия сақтау модулдерінің интеграциялануының рационалдылығы, жұмысшылардың электр энергиясын пайдалануына олай болмаған әсер етеді. Сондықтан, системаның бірліктері арасында стабильді энергия ақысын қамтамасыз ету үшін және жұмыс істеу процесінің сауалқа қол жетімділігін қамтамасыз ету үшін, энергия менеджмент стратегиясы қажет болады. Бұл мәселенің қарастырылуына негізделген IEE-Business компаниясының бұл жұмысы, өзін-өзі жұмыс істейтін PV-энергия сақтау системаларына негізделген, стабильді жұмыс істеуге және практикалық жасыл энергия қолданылуына теориялық негіз беру мақсатында энергия менеджментін қарастырады.

1 Системаның құрылымы және энергия менеджмент алгоритмін талдау

Жұмысшылардың PV-энергия сақтау системасының (Сурет 1) топологиясы ФВ модулдері, литий-ионды батареялар, энергия конверторлары, желі және пайдаланушы заттарын қамтиды. ФВ модулдерінің шығысы Boost конвертор арқылы біріктірілген DC автобус напряжениесын құрайды. Литий-ионды батареялар Buck-Boost конвертор арқылы бұл автобусқа қосылады. DC автобус одинар фазалы желіне немесе толық мостты инвертор арқылы заттарға өзара энергия береді.

Система "өзін-өзі жасап, өзін-өзі пайдалану" принципіне қарай ишлейді. ФВ модулдерінің шығысы, негізгі энергия басқаруы, алдымен заттарды қанағаттандырады. ФВ және батареялардың шектерінен тыс, желі (екінші басқару) стабильді энергия беруі қамтамасыз етеді.

ФВ шығысы, батареяның SOC және заряд-разряд өнеркәсібі үшін: Егер P_PV < P_PV-min}, онда Boost конверторы оқытылмайды (шығыс жоқ); басқа тағы, ол ишлейді. Батарея SOC > 90% болғанда зарядталуы тоқтайды, ал SOC < 10% болғанда разрядталуы тоқтайды. P_bat динамикалы түрде P_PV және P_load арқылы өзгереді, батареяның максималды заряд өнеркәсібінен 0-ге дейін. Кездесіп-кетістің өзара өзгеруін бас тарту үшін, келесі циклдың режимі алдыңғы циклдың батареясының режиміне байланысты болады, системаның режимдерін өзара өзгертуін бас тартады.

Бұл негізде, жұмысшылардың PV-сақтау системалары үшін энергия менеджмент алгоритмі ұсынылады, Сурет 2-де көрсетілген.

2 Системаның жұмыс режимдері мен энергия ақысының талдауы

Энергия менеджмент алгоритмінің нұсқаулығында, системаның жұмысы өзара және желіге қосылу режимдеріне бөлінеді, әрқайсысы төмендегідей талдауға болады:

2.1 Өзара жұмыс (Негізгі энергия арқылы)

Екі подрежим бар, DC автобусын басқаратын энергия басқаруына байланысты анықталады:

• ФВ арқылы режим

• ФВ негізгі энергия; Boost CV режимінде ишлейді, DC автобусты стабилизациялау үшін.

• Инвертор өзара инверсия режимінде ишлейді, заттарға энергия беру үшін.

• Егер ФВ энергиясы > заттар + батарея заряд өнеркәсібі, Buck-Boost Buck режимінде батареяны зарядтайды; басқа тағы, Buck-Boost бос болады.

• Түскен: ФВ шығысы > заттар, батарея толық емес.

• Логика:

• Батарея арқылы режим

• Батарея негізгі энергия; Buck-Boost Boost режимінде ишлейді, DC автобусты стабилизациялау үшін.

• Инвертор өзара инверсия режимінде ишлейді, заттарға энергия беру үшін.

• Егер ФВ слабый шығыс, Boost MPPT режимінде ишлейді; егер ФВ шығысы жоқ, Boost бос болады.

• Түскен: ФВ шығысы < заттар, батареяда қалдық бар.

• Логика:

2. 2 Желіге қосылу (Инвертордың режиміне байланысты)

Инвертордың инверсия немесе ректификация режиміне байланысты бөлінеді:

• Желіге қосылу инверсия

• Инвертор желіге қосылу инверсия режимінде ишлейді, DC автобусты стабилизациялау үшін, және артық энергияны желіге өткізеді.

• Boost MPPT режимінде ишлейді, максималды энергия шығысын алу үшін.

• Buck-Boost бос болады.

• Түскен: ФВ шығысы > заттар, батарея толық.

• Логика:

• Желіге қосылу ректификация

• Инвертор желіге қосылу ректификация режимінде ишлейді, DC автобусты стабилизациялау үшін.

• Buck-Boost Buck режимінде ишлейді, батареяны зарядтау үшін, дейін SOC > 90%.

• Егер ФВ слабый шығыс, Boost MPPT режимінде ишлейді; егер ФВ шығысы жоқ, Boost бос болады.

• Түскен: ФВ шығысы < заттар, батареяда қалдық жоқ (бірінші және екінші энергия басқаруы шектерінен тыс).

• Логика:

2.3 Режимдердің шекаралары және координациясы

Төрт подрежимдің түскен шарттары және құрылғылардың координациясы таблица 1-де (қосылатын) деталды түрде көрсетіледі. ФВ-батарея-желі" энергия ақысының динамикалық өзгеруі арқылы, Boost/Buck-Boost конверторлары мен инвертордың адаптивті басқаруы арқылы, система "жасау-сақтау-пайдалану" энергия ақысын өзара қолдануға мүмкіндік береді, жұмысшылардың барлық энергия талаптарын (өзара, желіге қосылу, кезінде, т.б.) қамтамасыз етеді.

Сурет 3(a) 1-режимді көрсетеді: ФВ шығысы = 4.8 кВт, заттар = 3 кВт. ФВ модулі 240 В пост. ток шығарады; Boost конвертор DC автобусты 480 В пост. токқа стабилизациялайды. Инвертор өзара инверсия режимінде ишлейді (заттар үшін 220 В), Buck-Boost Buck режимінде ишлейді (1.8 кВт батареяны зарядтайды). Сигналдар (төменнен жоғары): ФВ шығысының ағымы, DC автобус напряжениесы, инвертор шығысының напряжениесы, батареяның заряд өнеркәсібі.

Сурет 3(b) 2-режимге сәйкес: ФВ шығысы = 5 кВт (батарея толық, Buck-Boost бос). Заттар = 3 кВт; инвертор желіге қосылу инверсия режимінде ишлейді, DC автобусты 480 В пост. токқа стабилизациялайды, артық энергияны желіге өткізеді (9 А, желі напряжениесымен синхронизацияланады). Сигналдар: ФВ шығысының ағымы, DC автобус напряжениесы, инвертор шығысының напряжениесы, желіге қосылу ағымы.

Сурет 3(c) 3-режимді көрсетеді: ФВ модулі шектеріне жеткен (шығысы жоқ, Boost бос). Энергия сақтау модулі системаны қаржыландырады; Buck-Boost Boost режимінде ишлейді (DC автобус = 480 В пост. ток). Инвертор өзара инверсия режимінде ишлейді (заттар үшін 220 В). Сигналдар: Батареяның заряд өнеркәсібі, DC автобус напряжениесы, инвертор шығысының напряжениесы. Сурет 3(d) 4-режимді көрсетеді: ФВ және энергия сақтау модулдері шектеріне жеткен (шығысы жоқ). Желі заттарды қаржыландырады (3 кВт) және батареяны зарядтайды; инвертор желіге қосылу ректификация режимінде ишлейді (DC автобус = 480 В пост. ток).

3. Пікір (Кешен жарық қызметкерлерінің қызметі)

Ағымдағы қала кешен жарық қызметтерінің қызметінде қателер бар. Жақшырақ қызмет ету үшін, төмендегі төрт аспектке назар аудару қажет:

• Жеткілікті қызмет көрсету бюджетін қамтамасыз ету үшін қаржылық қолдау аудару.

• Мәселелерді уақытша шешу үшін пропаганданы және тексерулерді күшейту.

• Жасыл жарықты қолдану үшін қолдану құнын азайту және эффективтілікті арттыру.

• Бірдей қызмет көрсету үшін стандартты басқару жүйелерін құру.

Бұл қадамдар кешен жарық қызметтерінің қызмет көрсету үнемін жақсартады, ақылды қалалардың жұмысына және жасыл өнімдердің қалыптасуына қолдау көрсетеді.