ეფექტური ვენტ-ფოტოვოლტაიკური ჰიბრიდული სისტემის ოპტიმიზაცია შენახვითი სისტემით

1. ქარის და სოლარული ფოტოვოლტაიკური ენერგიის გენერირების მახასიათებლების ანალიზი

ქარის და სოლარული ფოტოვოლტაიკური (PV) ენერგიის გენერირების მახასიათებლების ანალიზი არის კომპლექტური ჰიბრიდული სისტემის დიზაინის ფუნდამენტი. კონკრეტული რეგიონის წლიური ქარის სიჩქარისა და სოლარული განათლების სტატისტიკური ანალიზი აჩვენებს, რომ ქარის რესურსები გამოიხატება სეზონური ცვლილებით, შესაბამისად ზაფხულსა და შემდგომ შემთხვევაში ქარის სიჩქარე მაღალია, ხოლო შემდეგ კი დაბალი. ქარის ენერგიის გენერირება პროპორციულია ქარის სიჩქარის კუბის, რითაც იწვევს სიდიდის სამნიშნად დინამიურ ცვლილებას.

სოლარული რესურსები, კი, გამოიხატება სადიური და სეზონური შემთხვევებით - შემდეგ შემთხვევაში დღის სიგრძე და რადიაცია უფრო ძლიერია, ხოლო შემდეგ კი უფრო დაბალი. PV ეფექტიურობა უარყოფითად არის შედეგი ტემპერატურის ზრდაზე. ქარისა და სოლარული ენერგიის დროის დისტრიბუციის შედარებით გამოიდის, რომ ისინი გამოიხატება კომპლემენტარული ქცევით დღიური და წლიური ციკლების მიხედვით. ეს კომპლემენტარულობა საშუალებას იძლევა დიზაინირებას ეფექტურ და სტაბილურ ენერგეტიკულ სისტემებს, სადაც ოპტიმალური კაპაციტეტის რაოდენობის რატიო შეიძლება დაყოფილი იყოს რათა შესაძლო იყოს სისტემის სურვილისმიერი განახორციელება.

2. ქარის-სოლარული ჰიბრიდული ენერგიის გენერირების სისტემების მოდელირება

2.1 ქარის ენერგიის ქვესისტემის მოდელი

ქარის ქვესისტემის მოდელი არის დამატებული ქარის სიჩქარის მონაცემებით და ტურბინის მახასიათებლებით. ვეიბულის დისტრიბუცია გამოიყენება ქარის სიჩქარის პრობაბილიტეტური დისტრიბუციის ადეკვატური აღწერისთვის. ტურბინის გამომუშავების ძალა და ქარის სიჩქარე აღიწერება ნაწილობრივ ფუნქციით, რომელიც ჩართულია სამართლების პარამეტრებით, როგორიცაა შესაძლებლობის ქარის სიჩქარე, რეიტინგის ქარის სიჩქარე და გამორთვის ქარის სიჩქარე.

კვადრატული სამართლების მეთოდი გამოიყენება ტურბინის ძალის მრუდის ადეკვატური აღწერისთვის, რითაც იღება მათემატიკური გამოსახულება ძალის გამომუშავების და ქარის სიჩქარეს შორის. ქარის სიჩქარის შემთხვევითობის შესაძლებლობის აღსაწერად შემოიტანება მონტე-კარლოს სიმულაციის მეთოდი ქარის ფარმის გენერაციის პროგნოზირებისთვის. მოდელი აღწერს ქარის ენერგეტიკული სისტემების დინამიურ მახასიათებლებს და ფუნდამენტი არის სისტემის ოპტიმიზაციისთვის. ის ასევე შეიცავს ქარის მიმართულების ცვლილებების გავლენას გენერაციის ეფექტურობაზე ქარის მიმართულების კორექტირების ფაქტორით, რითაც უფრო ზუსტი პროგნოზირება ხდება.

2.2 ფოტოვოლტაიკური ენერგიის ქვესისტემის მოდელი

PV ქვესისტემის მოდელი კომპლექტურად ითვლის სოლარულ განათლებას, გარემოს ტემპერატურას და PV მოდულის მახასიათებლებს. სოლარული განათლების სტატისტიკური მოდელი არის დამატებული დროის ვარიაციების აღწერისთვის. PV მოდულის გამომუშავების მახასიათებლები აღიწერება I-V მრუდებით. ტემპერატურის ეფექტები ეფექტურობაზე მოდელირებულია ერთი დიოდის ეკვივალენტური ქსელით, რომელიც გამოსახულების სისტემით გამოითვლება გამომუშავების ძალა.

მოდელი ასევე შეიცავს ფაქტორებს, როგორიცაა დაბნელება და ქვეშ დაკრავი, შესაბამისად შეიტანება კორექტირების კოეფიციენტები პროგნოზირების ზუსტის გაუმჯობესებისთვის. ის ასევე ითვლის PV მოდულის შეხედულების ახალგაზრდობას შესაბამისი წლიური დეგრადაციის რატიოთი გრძელვადიანი დროის გამომუშავების ცვლილების პროგნოზირებისთვის. ეს მოდელი აღწერს PV სისტემის შესაძლებლობას სხვადასხვა გარემოს პირობებში.

2.3 ენერგიის შესანახი სისტემის მოდელი

ენერგიის შესანახი სისტემის მოდელი ძირითადად არის დამატებული ლითონის იონური ბატარეის მახასიათებლებით. ბატარეის შესანახი ენერგიის (SOC) დინამიური მოდელი არის დამატებული შეტანისა და გატანის პროცესების აღწერისთვის. თავდაცვის მახასიათებლები და შეტანა/გატანის ეფექტურობა ითვლება, რომელიც შეიცავს ტემპერატურის კორექტირების ფაქტორს გარემოს გავლენების აღწერისთვის. ბატარეის გამოცდილების მოდელირება ხდება ციკლის რაოდენობისა და დეპთის სიღრმის (DOD) კომბინაციით კაპაციტეტის დეგრადაციის პროგნოზირებისთვის.

მოდელი აღწერს ბატარეის შესაძლებლობას სხვადასხვა გამოყენების პირობებში, რაც უზრუნველყოფს ოპტიმალურ ზომების და დისპატჩერიზაციის სტრატეგიებს. ის ასევე ითვლის შიდა რეზისტენტის ვარიაციებს რეზისტენტის, ციკლის რაოდენობისა და ტემპერატურის ფუნქციური ურთიერთობებით, რითაც უფრო ზუსტი სიმულაცია დინამიური ქცევის აღწერისთვის ხდება. კლიუსი შედეგები შეიცავს რეალურ დროში SOC, ხელმისაწვდომ კაპაციტეტს, შეტანა/გატანის ძალას და მოსალოდნელ გამოცდილებას - რითაც უზრუნველყოფს კომპლექტურ მონაცემებს სისტემის ოპტიმალური გამოყენებისა და მექანიკისთვის.

2.4 სისტემის ინტეგრაციის მოდელი

ინტეგრირებული სისტემის მოდელი შეიცავს ქარის, სოლარული და შესანახი ქვესისტემების ერთი რამდენიმე ფრეიმში. ექვივალენტური ტვირთის მეთოდი გამოიყენება ტვირთის ფლუქტუაციების დასამუშავებლად და სისტემის ძალის ბალანსის განტოლების დასამყარებლად. რელიაბილიტეტის ინდიკატორები, როგორიცაა ტვირთის დაკარგვის შესაძლებლობა (LOLP) და შესაძლებლობის ენერგიის არაგადაცემა (EENS), შეიტანება სისტემის შესაფასებლად. სიმულაციის სიმულაციის სიმულაცია გამოიყენება სისტემის გამოყენების მდგომარეობის გამოთვლას სხვადასხვა დროის სკელებზე.

მოდელი შეიცავს ქვესისტემების შესახებ ინტერაქციებს, როგორიცაა ქარის ტურბინის ჩაბნელება სოლარულ პანელებზე. ის ასევე შეიცავს ქსელის ინტერფეისს, რითაც არის შესაძლებელი ქსელში დაკავშირებული ოპერაციების სტრატეგიების ანალიზი, რომელიც შეიცავს ეკონომიკურ დისპატჩერიზაციას დროის ტარიფების ქსელში და ქსელის სიხშირის რეგულირების სერვისებს. შედეგები შეიცავს სრული ძალის გენერაციას, ტვირთის დაკმარების რატიოს და ეკონომიკურ შესაფასებლად, რითაც უზრუნველყოფს სისტემის დიზაინის, დიზაინის და გამოყენების დეციზიების კომპლექტურ თეორიულ ფუნდამენტს.

3. ქარის-სოლარული ჰიბრიდული სისტემების ოპტიმიზაციის მეთოდები და ექსპერიმენტული ანალიზი

3.1 ობიექტიური ფუნქცია და შეზღუდვები

ოპტიმიზაციის ობიექტიური ფუნქცია ინტეგრირებულია ეკონომიკური, რელიაბილიტეტის და ენვირონმენტური განხილვებით. ეკონომიკური ობიექტი მინიმიზირებს სისტემის სრული ღირებულებას, რომელიც შეიცავს ინიციალურ ინვესტიციას, გამოყენებას და მექანიკას (O&M) და ჩანაცვლების ღირებულებას. რელიაბილიტეტის ობიექტი მაქსიმიზირებს ძალის დარწმუნების რელიაბილიტეტს, რომელიც გამოიხატება LOLP-ის მინიმიზაციით. ენვირონმენტური ობიექტი გამოიხატება ნახშირო გასრულების შემცირებით.

შეზღუდვები შეიცავს ძალის ბალანსს, ენერგიის შესანახი კაპაციტეტის ზღუდვებს და მოწყობილობების გამოყენების ზღუდვებს. ძალის ბალანსის შეზღუდვა უზრუნველყოფს ტვირთის მოთხოვნის დასრულებას ყოველთვის. შესანახი კაპაციტეტის შეზღუდვები ზღუდვების სიღრმის (DOD) შეზღუდვებით განსაზღვრავს ბატარეის დირექტირებას. მოწყობილობების შეზღუდვები ითვლებს რეიტინგის ძალას და მოწყობილობების გამოყენების მახასიათებლებს. მრავალმიზანური შეზღუდვის მეთოდი ინტეგრირებს ესე მიზნებს ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ერთი ......