గృహస్థ ప్రకాశోత్పత్తి-ఎనర్జీ స్టోరేజ్ షిస్టమ్ (PV-ESS) ఎనర్జీ మైనేజ్మెంట్ సిములేషన్ అధ్యయనం

ప్రపంచవ్యాప్తంగా శక్తి సంక్రమణ అనేది క్రమంలో పెరుగుతుంది, వాతావరణ దూషణ కూడా పెరుగుతుంది. ఈ పరిస్థితిలో ప్రపంచవ్యాప్తంగా ప్రభుత్వాలు కొత్త శక్తి జనరేషన్‌లో పరిశోధన మరియు వికాసంకు ఆధ్వర్యం పెంచుతున్నాయి. సౌర వితరిత జనరేషన్‌ను గృహ ప్రయోజనాలలో ఉపయోగించడం, పీవీ పరిశ్రమలో తదుపరి దశకు ముఖ్యమైన దిశగా పెరిగింది. కానీ, పీవీ కాంపోనెంట్ల శక్తి నిఃసరణ విచలనాలు, శక్తి నిల్వ యూనిట్ల సమాచార సంగతులు గృహ విద్యుత్ ఉపయోగాన్ని గందరగోళం చేయవచ్చు. అందువల్ల, వ్యవస్థా యూనిట్ల మధ్య స్థిర శక్తి ప్రవాహం నిర్వహించడం మరియు లేజంగి పనిపోయేటట్లు ఒక శక్తి నిర్వహణ రంగం అవసరం. ఈ పేపర్ గృహ పీవీ - శక్తి నిల్వ వ్యవస్థల ఆధారంగా, స్థిర పనికి అనుగుణంగా శక్తి నిర్వహణను అధ్యయనం చేస్తుంది, మరియు ప్రామాణిక శుభ్ర శక్తి ప్రయోగాలకు సిద్ధాంత ఆధారం అందిస్తుంది.

1 వ్యవస్థ నిర్మాణం మరియు శక్తి నిర్వహణ అల్గోరిథం విశ్లేషణ

అధ్యయనం చేయబడుతున్న గృహ పీవీ - శక్తి నిల్వ వ్యవస్థ (చిత్రం 1) పీవీ మాడ్యూల్స్, లిథియం - ఆయన్ నిల్వ బ్యాటరీలు, శక్తి మార్పిడి కన్వర్టర్లు, గ్రిడ్, మరియు విద్యుత్ ఉపయోగదారులను కలిగి ఉంటుంది. పీవీ మాడ్యూల్ నిఃసరణ Boost కన్వర్టర్ ద్వారా సాధారణ DC బస్ వోల్టేజ్ ఏర్పాటు చేస్తుంది. లిథియం - ఆయన్ బ్యాటరీలు Buck-Boost కన్వర్టర్ ద్వారా ఈ బస్‌ని కనెక్ట్ చేస్తాయి. తర్వాత DC బస్ శక్తిని ఒక్కటి ప్రకారం గ్రిడ్ లేదా విద్యుత్ ఉపయోగదారులకు ప్రత్యక్షంగా అందిస్తుంది ఫల్ బ్రిడ్జ్ ఇన్వర్టర్ ద్వారా.

వ్యవస్థ "స్వ జనరేషన్ మరియు స్వ ఉపయోగం"ని ప్రాధాన్యత చేస్తుంది. పీవీ మాడ్యూల్ నిఃసరణ, ప్రధాన శక్తి మనస్తులు మొదట ఉపయోగదారుల ప్రయోజనాలను తీర్చుతుంది. పీవీ శక్తి ఉన్నంతం/అవసరం ఉన్నంతం లిథియం బ్యాటరీలు (ఎక్కడి శక్తి మనస్తులు)తో సమానం చేయబడతాయి; పీవీ మరియు బ్యాటరీలు పరిమితులను చేర్చుకున్నప్పుడు, గ్రిడ్ (మూడవ శక్తి మనస్తులు) స్థిర ప్రదానం చేస్తుంది.

పీవీ నిఃసరణ, బ్యాటరీ SOC, మరియు చార్జ్-డిచార్జ్ శక్తికి: ముఖ్యంగా P_PV < P_PV-min}, అప్పుడు Boost కన్వర్టర్ ఆపుతుంది (శక్తి నిఃసరణ లేదు); ఇతర విధానంలో, ఇది పనిచేస్తుంది. బ్యాటరీలు SOC > 90% అయితే చార్జ్ ఆపుతాయి, SOC < 10% అయితే డిచార్జ్ ఆపుతాయి. P_bat ను P_PV మరియు P_loadతో ప్రదర్శించే విధంగా మారుతుంది, 0 నుండి అతిపెద్ద బ్యాటరీ చార్జ్ శక్తి వరకు. ప్రామాదికంగా చార్జ్-డిచార్జ్ విక్షేపణలను తప్పించడానికి, తదుపరి చక్రంలోని బ్యాటరీ స్థితి ముందు చక్రంలోని బ్యాటరీ స్థితిపై ఆధారపడి ఉంటుంది, ప్రామాదికంగా వ్యవస్థ మోడ్ల మార్పులను తప్పించుకుంటుంది.

ఈ ఆధారంగా, గృహ పీవీ-నిల్వ వ్యవస్థల కోసం శక్తి నిర్వహణ అల్గోరిథం ప్రస్తావించబడింది, చిత్రం 2లో చూపించబడింది.

2 వ్యవస్థ పని మోడ్ల మరియు శక్తి ప్రవాహ విశ్లేషణ

శక్తి నిర్వహణ అల్గోరిథం ద్వారా నిర్దేశించబడుతుంది, వ్యవస్థ పని స్వతంత్ర మరియు గ్రిడ్-కనెక్ట్ మోడ్లలో విభజించబడుతుంది, ప్రతిదానికి క్రింది విధంగా విభజించబడుతుంది:

2.1 స్వతంత్ర పని (ప్రధాన శక్తి ద్వారా)

DC బస్ని నియంత్రించే శక్తి మనస్తులు ఆధారంగా రెండు ఉప-మోడ్లు ఉన్నాయి:

• పీవీ-ద్వారా నిర్వహించబడున్న మోడ్

• పీవీ ప్రధాన శక్తి; Boost CV మోడ్లో పనిచేస్తుంది, DC బస్ని స్థిరం చేయడానికి.

• ఇన్వర్టర్ స్వతంత్ర ఇన్వర్షన్ మోడ్లో పనిచేస్తుంది, ఉపయోగదారులకు శక్తి అందిస్తుంది.

• పీవీ శక్తి > ఉపయోగదారుల శక్తి + బ్యాటరీ చార్జ్ శక్తి, అప్పుడు Buck-Boost బక్ మోడ్లో పనిచేస్తుంది, బ్యాటరీని చార్జ్ చేస్తుంది; ఇతర విధంగా, Buck-Boost ఆపుతుంది.

• ప్రారంభం: పీవీ నిఃసరణ > ఉపయోగదారుల శక్తి, బ్యాటరీ టాప్ కాకుండా.

• లాజిక్:

• బ్యాటరీ-ద్వారా నిర్వహించబడున్న మోడ్

• బ్యాటరీ ప్రధాన శక్తి; Buck-Boost బుస్ట్ మోడ్లో పనిచేస్తుంది, DC బస్ని స్థిరం చేయడానికి.

• ఇన్వర్టర్ స్వతంత్ర ఇన్వర్షన్ మోడ్లో పనిచేస్తుంది, ఉపయోగదారులకు శక్తి అందిస్తుంది.

• పీవీ నిఃసరణ తక్కువ, అప్పుడు Boost MPPT మోడ్లో పనిచేస్తుంది; పీవీ నిఃసరణ లేకుండా, Boost ఆపుతుంది.

• ప్రారంభం: పీవీ నిఃసరణ < ఉపయోగదారుల శక్తి, బ్యాటరీలో శేష శక్తి ఉంది.

• లాజిక్:

2.2 గ్రిడ్-కనెక్ట్ పని (ఇన్వర్టర్ స్థితి ద్వారా)

ఇన్వర్టర్ ఇన్వర్షన్ లేదా రెక్టిఫికేషన్ ద్వారా విభజించబడుతుంది:

• గ్రిడ్-కనెక్ట్ ఇన్వర్షన్

• ఇన్వర్టర్ గ్రిడ్-కనెక్ట్ ఇన్వర్షన్ మోడ్లో పనిచేస్తుంది, DC బస్ని స్థిరం చేయడానికి, అతిరిక్త శక్తిని గ్రిడ్లోకి ప్రవహించాలంటే.

• Boost MPPT మోడ్లో పనిచేస్తుంది, పీవీ శక్తి నిఃసరణను అత్యధికంగా చేయడానికి.

• Buck-Boost ఆపుతుంది.

• ప్రారంభం: పీవీ నిఃసరణ > ఉపయోగదారుల శక్తి, బ్యాటరీ టాప్ అయింది.

• లాజిక్:

• గ్రిడ్-కనెక్ట్ రెక్టిఫికేషన్

• ఇన్వర్టర్ గ్రిడ్-కనెక్ట్ రెక్టిఫికేషన్ మోడ్లో పనిచేస్తుంది, DC బస్ని స్థిరం చేయడానికి.

• Buck-Boost బక్ మోడ్లో పనిచేస్తుంది, బ్యాటరీని చార్జ్ చేస్తుంది, SOC > 90% వరకు.

• పీవీ నిఃసరణ తక్కువ, అప్పుడు Boost MPPT మోడ్లో పనిచేస్తుంది; పీవీ నిఃసరణ లేకుండా, Boost ఆపుతుంది.

• ప్రారంభం: పీవీ నిఃసరణ < ఉపయోగదారుల శక్తి, బ్యాటరీ అనుచర శక్తి తక్కువ (ప్రధాన మరియు ఎక్కడి శక్తి మనస్తులు పరిమితులను చేర్చుకున్నాయి).

• లాజిక్:

2.3 మోడ్ సరిహద్దులు మరియు సామర్థ్యం

4 ఉప-మోడ్ల ప్రారంభ పరిస్థితులు మరియు పరికరాల సామర్థ్యం వివరించబడుతుంది టేబుల్ 1లో (చేరుకోవాల్సినది). "పీవీ - బ్యాటరీ - గ్రిడ్" శక్తి డైనమిక్ మార్పుల మధ్య మరియు Boost/Buck-Boost కన్వర్టర్ల మరియు ఇన్వర్టర్ అనుకూల నియంత్రణ ద్వారా, వ్యవస్థ "జనరేషన్ - నిల్వ - ఉపయోగం"లో సుమార్థమైన శక్తి ప