Pag-aaral ng Simulasyon sa Pagsasama ng Enerhiya para sa Sistemang PV-ESS sa Bahay
Bilang ang pandaigdigang krisis sa enerhiya ay lumala at ang polusyon sa kapaligiran ay naging mas malubha, ang mga gobyerno sa buong mundo ay nagpapahusay ng suporta para sa R&D sa pagbuo ng bagong enerhiya. Ang paggamit ng solar na distributibong paggawa sa bahay, isang pangunahing susunod na direksyon para sa industriya ng PV, ay nakuha ang lalong dumaraming pansin. Gayunpaman, ang mga isyung tulad ng pagbabago ng output ng komponente ng PV at ang katwiran ng pagsasama ng yunit ng imbakan ng enerhiya ay maaaring seryosong maapektuhan ang paggamit ng kuryente sa tahanan. Kaya, upang magkoordinar ng matatag na daloy ng enerhiya sa pagitan ng mga yunit ng sistema at tiyakin ang malinis na operasyon, kinakailangan ng estratehiya ng pamamahala ng enerhiya upang balansehin ang supply at demand. Ang papel na ito, batay sa sistema ng imbakan ng enerhiya ng PV sa bahay, ay nag-aaral ng pamamahala ng enerhiya upang mapagkalooban ang matatag na operasyon at magbigay ng 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 imbakan ng enerhiya ng PV sa bahay (Larawan 1) ay binubuo ng mga modulong PV, mga lithium-ion na akumulyador, mga konbertor ng lakas, grid, at mga load ng user. Ang output ng modulong PV ay bumubuo ng karaniwang DC bus voltage sa pamamagitan ng Boost converter. Ang mga lithium-ion na akumulyador ay konektado sa bus na ito sa pamamagitan ng Buck-Boost converter. Ang DC bus ay pagkatapos ay nagbibigay ng lakas sa single-phase grid o nagbibigay ng load nang independiyente sa pamamagitan ng full-bridge inverter.
Ang sistema ay pinag-uuna ang "self-generation at self-consumption". Ang output ng modulong PV, bilang pangunahing sanggunian ng lakas, unang sumasapat sa mga load ng user. Ang sobrang/kulang na lakas ng PV ay nababalance ng lithium batteries (pangalawang sanggunian); kung parehong ang PV at batteries ay tumutok sa limitasyon, ang grid (tertiary source) ay nagse-sure ng matatag na supply.
Para sa output ng PV, SOC ng battery, at lakas ng charge-discharge: Kung PPV < PPV-min}, ang Boost converter ay natitigil (walang output ng lakas); kung hindi, ito ay gumagana. Ang mga battery ay nasisira ang pag-charge kapag SOC > 90% at pag-discharge kapag SOC < 10%. Pbat ay nag-adjust dinamiko kasabay ng PPV at Pload, na may range mula 0 hanggang sa maximum charging power ng battery. Upang iwasan ang madalas na pag-charge-discharge oscillations, ang estado ng susunod na cycle ay depende sa dating cycle ng estado ng battery, na nagpapahintulot na maiwasan ang madalas na pag-switch ng mode ng sistema.
Batay dito, isang algoritmo ng pamamahala ng enerhiya para sa sistema ng imbakan ng enerhiya ng PV sa bahay ay ipinroporsyona, 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 nahahati bilang sumusunod:
2.1 Independent Operation (By Main Power)
Mayroong dalawang sub-modes, na inilalarawan sa pamamagitan ng sanggunian ng lakas na kontrolado ang DC bus:
2.2 Grid-Connected Operation (By Inverter State)
Nahahati sa pamamagitan ng kung ang inverter ay inversion o rectification:
2.3 Mode Boundaries & Coordination
Ang trigger conditions at equipment coordination ng apat na sub-modes ay detalyado sa Table 1 (na idadagdag). 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 efficient energy flow sa "generation-storage-consumption", kasama ang lahat ng household power needs (off-grid, grid-connected, emergency, etc.).
Ang Larawan 3(a) ay nagpapakita ng waveform para sa Mode 1: Output ng PV = 4.8 kW, load = 3 kW. Ang modulong PV 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 load), at ang Buck-Boost ay gumagana sa Buck mode (1.8 kW upang charge ang battery). Waveforms (mula itaas pababa): Output current ng PV, DC bus voltage, output voltage ng inverter, at battery charging current.
Ang Larawan 3(b) ay tumutugon sa Mode 2: Output ng PV = 5 kW (ang battery ay puno, kaya ang Buck-Boost ay off). Load = 3 kW; ang inverter gumagana sa grid-connected inversion upang panatilihin ang DC bus sa 480 Vdc, nagbibigay ng excess energy sa grid (9 A, synchronized sa grid voltage). Waveforms: Output current ng PV, DC bus voltage, output voltage ng inverter, at grid-connected current.
Ang Larawan 3(c) ay nagpapakita ng Mode 3: Ang modulong PV ay tumutok sa limitasyon (walang output, ang Boost ay off). Ang unit ng imbakan ng enerhiya ay nagpapagana ng sistema; ang Buck-Boost runs in Boost mode (DC bus = 480 Vdc). Ang inverter gumagana sa independent inversion (220 Vac para sa 3-kW load). Waveforms: Battery discharge current, DC bus voltage, at output voltage ng inverter. Ang Larawan 3(d) ay nagpapakita ng Mode 4: Parehong ang PV at imbakan ng enerhiya ay tumutok sa limitasyon (walang output). Ang grid ay nagpapagana ng load (3 kW) at nag-charge ng battery; ang inverter gumagana sa grid-connected rectification (DC bus = 480 Vdc).
3. Conclusion (Street-lamp Maintenance)
Ang kasalukuyang maintenance ng street-lamp sa lungsod ay may kakulangan. Upang i-improve, mag-focus sa apat na areas:
Ang mga hakbang na ito ay magpapataas ng efficiency ng pamamahala ng street-lamp, na sumusuporta sa smart city operations at green development.
