Домашно студија на симулација за управување со енергија од ПВ-ЕСС
Како глобалната енергетска криза се засилува и загадувањето на околната среда постанува все повеќе тревожно, владите ширум светот подигнуваат поддршка за истражување и развој во нови технологии за производство на енергија. Користењето на домашни сончеви системи за распределена генерација, како ключна насока за следната фаза на индустријата за фото-волтаетски (PV) системи, привлекува все повеќе внимание. Меѓутоа, проблеми како флуктуации на излезот од PV компонентите и рационалноста на интеграцијата на јачини за складирање на енергија можат сериозно да влијаат врз домашната користење на електрицитет. Затоа, за координирање на стабилен проток на енергија помеѓу системските единици и осигурување на гладко функционирање, потребна е стратегија за управување со енергијата за балансирање на понуда и популарност. Овој труд, базиран на домашни PV-системи за складирање на енергија, студира управувањето со енергијата за дозволување на стабилно функционирање и обезбедува теоретска основа за практичката примената на чиста енергија.
1 Анализа на структурата на системот и алгоритамот за управување со енергијата
Топологијата на проучуваниот домашен PV-систем за складирање на енергија (Слика 1) се состои од PV модули, литиум-ионски батерији за складирање, конвертери на моќта, мрежа и кориснички оптоварувања. Излезот од PV модулите формира заедничка DC автобусна напон преку Boost конвертер. Литиум-ионските батерији се поврзуваат на овој автобус преку Buck-Boost конвертер. DC автобусот потоа испраќа моќ до еднофазната мрежа или независно испраќа оптоварувања преку полн мостов конвертер.
Системот го придава приоритет на „сопствено генерирање и сопствено користење“. Излезот од PV модулите, како главен извор на моќ, првично задоволува корисничките оптоварувања. Сурплюс/дефицит од PV моќта се балансира со литиум батериите (вторичен извор); ако и PV-тот и батериите достигнат своите лимити, мрежата (третичен извор) гарантира стабилна достава.
За PV излез, SOC на батеријата и моќта на пунење-разрење: Ако PPV < PPV-min}, Boost конвертерот се исключува (без излез на моќ); во спротивно, тој работи. Батериите спираат со пунење кога SOC > 90% и со разрење кога SOC < 10%. Pbat се прилагодува динамички со PPV и Pload, варирајќи од 0 до максимална моќ за пунење на батеријата. За да се избегне честа осцилација на пунење-разрење, состојбата во следната циклус зависи од претходната состојба на батеријата, што ги предизвикува чести преминувања на режимите на системот.
На основа на ова, се предлага алгоритам за управување со енергијата за домашни PV-системи за складирање, како што е прикажано на Слика 2.
2 Анализа на оперативните режими на системот и протокот на енергијата
Под водечкиот алгоритам за управување со енергијата, системот се дели на независни и поврзани со мрежата режими, секој од кои е поделен дополнително како следува:
2.1 Независна работа (по главен извор)
Постојат две под-режими, дефинирани од изворот на моќта кој контролира DC автобусот:
2.2 Работа поврзана со мрежата (по состојба на инверторот)
Делени по тоа дали инверторот е во инверзија или правоаголна:
2.3 Границите на режимите и координацијата
Условите за активирање на четирите под-режими и координацијата на опремата се детално прикажани во Табела 1 (да се додаде). Кроз динамичко преминување на „PV-батерија-мрежа“ моќ и адаптивно контролирање на Boost/Buck-Boost конвертерите и инверторот, системот дозволува ефикасен проток на енергија во „генерирање-складирање-користење“, покривајќи сите домашни потреби за моќ (без мрежа, поврзани со мрежата, ургентни итн.).
Слика 3(a) прикажува формата за Режим 1: PV излез = 4.8 kW, оптоварување = 3 kW. PV модулот дава 240 Vdc; Boost конвертерот стабилизира DC автобусот на 480 Vdc. Инверторот работи во независен инверзија (220 Vac за оптоварување), а Buck-Boost работи во Buck режим (1.8 kW за пунење на батеријата). Форми (од горе надолу): ток на излез од PV, напон на DC автобус, напон на излез од инвертор, и ток на пунење на батеријата.
Слика 3(b) одговара на Режим 2: PV излез = 5 kW (батеријата е целосно пунета, такаа што Buck-Boost е исклучен). Оптоварување = 3 kW; инверторот користи поврзана со мрежата инверзија за да ја задржи DC автобусот на 480 Vdc, испраќајќи излишна енергија во мрежата (9 A, синхронизиран со напонот на мрежата). Форми: ток на излез од PV, напон на DC автобус, напон на излез од инвертор, и ток на поврзана со мрежата.
Слика 3(c) прикажува Режим 3: PV модулот достигнува лимити (нема излез, Boost е исклучен). Единицата за складирање на енергија ја захранува системот; Buck-Boost работи во Boost режим (DC автобус = 480 Vdc). Инверторот користи независен инверзија (220 Vac за 3-kW оптоварување). Форми: ток на разрење на батеријата, напон на DC автобус, и напон на излез од инвертор. Слика 3(d) прикажува Режим 4: И PV и единицата за складирање на енергија достигнуваат лимити (нема излез). Мрежата захранува оптоварувањето (3 kW) и пуне батеријата; инверторот користи поврзана со мрежата правоаголна (DC автобус = 480 Vdc).
3. Заклучок (Одржување на улични лампи)
Тековното одржување на улични лампи во градовите има недостатоци. За подобрување, треба да се фокусира на четири области:
Овие чекори ќе подобрат ефикасноста на управувањето со уличните лампи, поддржувајќи операциите на интелигентните градови и зелената развојна политика.
