Blanda vind- og sólarorkaustýring: Almennt útfærsluáætlan fyrir notkun utan netsins
Yfirlit og bakgrunn
1.1 Áhættur einnlestra orkurannsóknarkerfa
Heimilislegu ljósorku (PV) eða vindorkugerðar hafa inngangar ákveðin ofbeldi. Ljósorku er áhrif á daglegt gangfall og veðurástand, en vindorku er háð óstöðugum vindurtegundum, sem valdi mikilvægum brottnám í orkaútgáfu. Til að tryggja samfelld orkuþjónustu, er nauðsynlegt að hafa stór orku banka fyrir geymslu og jafnvægi. En akkur þar sem oft er tekið upp og sleppt, geta verið í undiraukastöðu yfir lengri tíma við erfitt starfsástand, sem valdi að raunveruleg notkunartími sé myndara kortari en fræðilegt gildi. Því meira, hæða kostnaður akkra hefur til að kostnaður þeirra í heild sinni gæti nálgast eða jafnvel hækkað kostnað PV eininga eða vindmilla sjálfrar. Þess vegna hefur úrdrágur á líftíma akkra og lækkun kerfiskostnaðar orðið að kynningarmarkmiði við að bæta einnlestrum orkurannsóknarkerfum.
1.2 Mikilvægar kostir sameiningar vind- og sólorkugerðar
Sameiningar vind- og sólorkugerðar teknik efstu ákveðin ofbeldi einnlestra orkurtegunda með því að sameina tvo endurbætla orkurtegundir, ljósorku og vindorku. Vindur og sólorku sýna náttúrulega komplementaritét í tíma (dag/nótt, örtug): sterk sól á dag oftan kemur saman við mögulega sterkari vind á nótt; góð sólorku í sumar má saman falla við næstum vind á vetrar. Þetta komplementaritét gerir mögulegt:
Mikilvæg útvíkkan af gagnlegu laddtíma fyrir akkur, lækkar tíma sem hann er í undiraukastöðu, sem stökktar á líftíma akkursins.
Lækkun á nauðsynlegu akkur stærð. Þar sem líkur á að bæði vind og sólorku séu ekki tiltæk á sama tíma eru lágu, getur kerfið oft dregið orku beint til lagar, sem leyfir að nota minni akkur banka.
Innri og utanrikis rannsóknir staðfesta að sameiningar vind- og sólorkugerðar fara fram við einnlestra orkurannsóknarkerfum bæði á orkuþjónustu áreiðanlegu og líftíma kostnaðar.
1.3 Skort á núverandi hönnunar aðferðum og tilboðin lausn
Núverandi kerfis hönnun stendur á ákveðnum áskoranir. Sérfræðileg einskiljanleg hugbúnaður er dýr, og grunnmodell hans er oft falinn, sem hæmir almennt notkun. Samtímis eru flestar einfalda hönnunar aðferðir ónóg – annaðhvort þeir trúna á meteorológískar meðaltöl án upplýsinga, eða þeir nota línulegar einfalda modellar sem valdi takmarkaðri nákvæmni og illri anwendung.
Þessi lausn ætti að tilkynna sett nákvæmur og praktískur tölvu hjálpaðar hönnunar metodologías til að leiðrétta þessar áskorður.
II. Kerfis skipulag og kjarna teknískar modellar
2.1 Kerfisskipulag
Sameiningar vind- og sólorkugerðar kerfið sem höfnuð er í þessari lausn er fullkomna einnlestru off-grid kerfi, án stuðningsorku eins og dieselmillar. Kjarnaeiningar innihalda:
Orkurannsóknar eining: Vindmilla orkurannsóknar, PV fylki.
Orkugeymsla og stjórnunareining: Akkur banka, laddstjórnunar (til að stjórna ladd og sleppa).
Vörðun og umskipta eining: Leiðréttingarlag (hindrar akkur ofrladd, varnar inverter), inverter (skiptir DC yfir í AC til að uppfylla flest lagar kröfur).
Orkutaka eining: Lagar.
2.2 Nákvæmur orkurannsóknar reiknigildi modellar
Til að ná bestu hönnun, höfum við stofnuð nákvæmur klukkustundar orkurannsóknar reiknigildi modellar.
PV fylki modell:
Sólorku stralingar transposition: Notar fyrirspurnar anisotropic sky diffuse model til að nákvæmt transponera horisontala sólorku stralingargögn mælda af veðurstöðum yfir á skráningu á hrápshluta PV einingar, samantektar athugaðar bein strálar, sky diffuse strálar, og jarðar endurtekningu strálar.
Einingar karakteristika simulering: Notar nákvæmur fysískar modellar til að karakterisera ólínrar úttakseiginleika PV einingar, fullt tekur tillit til áhrifum strálar og umhverfis hitastig á einingar úttaksspjölds og straums, tryggja nákvæmni orkurannsóknar reikningar.
Vindmilla modell:
Vindhraða réttindi: Réttindi vísbendingar hæðar vindhraða frá meteorológískar gögn yfir á raunverulega hub hæðar vindhraða miðað við exponential lögin regla stýrir vindhraða breytingar með hæð.
Orkur ferill fitting: Notar hlutað föll ( mismunandi tvíveldar jöfnur fyrir mismunandi vindhraða bil ) til að ná hæstu nákvæmni fitting af vindmilla raunverulegra orkur úttak ferill, leyfir nákvæmar klukkustundar orkur reikninga miðað við vindhraða gögn.
2.3 Akkur dynamic karakteristika modell
Akkur er kjarni orkugeymsla hluti, með dynamic breytandi stöður. Modellinn fokuserar á:
Staða ladd (SOC) reikning: Dynamic simulerar akkur ladd og sleppa ferlar miðað við tengsl milli orkurannsóknar og lagar notkun á hverju tímapunkti, nákvæmt reiknar á eftirfarandi kapasít, með tilliti til praktískar ástæður eins og sjálfsleypunarárangur, ladd effektivitet, og inverter effektivitet.
Ladd-sleppa stjórnun: Til að lengja akkur líftíma, er skilgreind raunveruleg SOC virkningsbil (t.d. takmarka hámarks djúpt sleppa yfir 50%), og stofnuð modell tengsl float ladd spenna við SOC og umhverfis hitastig til að nákvæmt ákvarða ladd skilyrði.
III. Kerfi optimalisering og stærð metodología
3.1 Orkuþjónustu áreiðanlegu mælingar
Hönnunin gefur fyrstur að uppfylla notandans tilteknu orkuþjónustu áreiðanlegu kröfur. Aðalskráðir innihalda:
Tap orkuþjónustu líkur (LPSP): Hlutfalli kerfi úrfall tíma yfir allt einkunnar tíma, intúítivt sýnir samfelldi.
Tap lagar líkur (LLP): Hlutfalli lagar orku dreift sem ekki uppfyllt af kerfi yfir allt dreift. Þetta er mestu kjarna mælingar fyrir kerfi optimalisering hönnun.
3.2 Skref fyrir skref optimalisering hönnun ferli
Þessi lausn notar systematisk optimalisering ferli, með markmiði að lækkja byrjunar kostnaðar tilgöngu til að finna bestu skipulag.
Skref 1: Optimalisera PV og akkur skipulag fyrir fastu vindmilla kapasít
Kjarna verk: Miðað við að vindmilla modell og fjöldi er fastur, finna PV einingar og akkur kapasít skipulag sem uppfyllir álykta áreiðanlegu mælingar (LPSP) og hafa lægstu allt tilgöngu kostnaðar.
Uppfærsla aðferð: Miðað við simulering reikninga, plotta "balance ferill" sem sýnir allar PV og akkur skipulag sem uppfyllir áreiðanlegu kröfur. Þá, með kostnaðar tangens aðferð eða tölvuprogram screening miðað við tilgöngu einingar verð, ákvarða einstaka besta skipulag með lægstu kostnaðar.
Skref 2: Global optimalisering með breytingu vindmilla kapasít
Kjarna verk: Breyta vindmilla kapasít eða fjöldi, endurtaka optimalisering ferli í skref 1, og fá rað af besta skipulag og þeirra samsvarandi kostnaðar fyrir mismunandi vindmilla kapasít.
Endileg ákvörðun: Samanburður allir kandidatar lausnir og velja vind-PV-akkur skipulag með global lægstu kostnaðar sem endileg optimalisert kerfi skipulag.
3.3 Kerfi prestanda simulering og úttak
Eftir að ákvarða besta skipulag, kerfi ársins aðgerð má simulera klukkustund fyrir klukkustund, búa til nákvæmar skýrslur sem innihalda:
Tíma dimensión: Klukkustundar akkur staða ladd, kerfi orku jafnvægi.
Tölfræði dimensión: Dag/mánuð/ár óuppfyllt lagar orku, áreiðanlegu mælingar (LPSP, LLP), vind/sólorku orkurannsóknar deiling, orku overskyld og undirskyld aðstæður, o.s.frv.
IV. Ályktun
Optimalisert hönnun aðferð fyrir sameiningar vind- og sólorkugerðar kerfi sem tilkynnt er í þessari lausn, miðað við almennt matematískar modellar og nákvæmur staðbundið meteorológískar gögn, getur einstaka ákvarða kerfi skipulag með lægstu byrjunar tilgöngu kostnaðar samanburður við tilteknu notandans orku dreift og orkuþjónustu áreiðanlegu kröfur. Þessi aðferð efstu ákveðin skort einnlestra orkurannsóknarkerfa, yfirvinnur takmarkanir núverandi hönnunar aðferðir, og býður á kraftfullt verk til að vísindaleg, hágildis og ekonomiska hönnun sameiningar vind- og sólorkugerðar kerfi, hafa mikil gildi fyrir verkfræði viðmót.
