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  • 家庭能量管理系統(tǒng)的組件模型

    2018-04-19 11:11:49 大云網  點擊量: 評論 (0)
    家庭分布式光伏/儲能發(fā)電系統(tǒng)按照其接入方式可分為直流耦合拓撲結構和交流耦合拓撲結構兩種,分別如圖6-7(a)、(b)所示。其系統(tǒng)組成包...

           家庭分布式光伏/儲能發(fā)電系統(tǒng)按照其接入方式可分為直流耦合拓撲結構和交流耦合拓撲結構兩種,分別如圖6-7(a)、(b)所示。其系統(tǒng)組成包括光伏設備、儲能設備、并網逆變器和負荷。系統(tǒng)中光伏發(fā)電量由獨立的電能表計量,交流電網的用電量與余電上網電量則依靠雙向計量電能表計量,家電負荷可通過智能插座由家庭能量管理終端實現(xiàn)監(jiān)控。

           在這兩種拓撲結構中,直流耦合方式中的蓄電池電量全部來自光伏發(fā)電,蓄電池和光伏電池組合在一起通過單向的并網逆變器向當?shù)氐呢摵晒╇娀驅⒍嘤嚯娏糠答伝仉娋W;交流耦合方式中薔電池通過單獨的雙向逆變器接入交流母線,設備成本略高,且光伏發(fā)電經過蓄電池存儲后供負荷使用,需經過三次逆變裝置,效率較低。因此,在模型中采用直
    流耦合拓撲結構。

           光伏電池的輸出功率與太陽輻照度和溫度有關,通過對每日輻照度曲線的預測計算得到,其輸出功率可表示為

                             

    式中:為光伏輸出功率;為標準測試條件下的最大輸出功率;G(t)為當前太陽輻照度;為額定太陽輻照度;k為溫度系數(shù);T(t)為當前時刻電池組件的溫度;為環(huán)境溫度;為額定參考溫度;為當前風速。

         系統(tǒng)的蓄電池模型主要考慮蓄電池充放電過程中電池荷電狀態(tài)的變化,用來反映電池的剩余容量,下一時刻荷電狀態(tài),即

    式中:為下一時刻荷電狀態(tài);為實際電荷容量;為標稱電荷容量;為當前荷電狀態(tài);為蓄電池充電效率;為蓄電池放電效率;
    為當前充電率;為當前放電功率;△t為充放電時間。

           此外,蓄電池的壽命與其放電深度及循環(huán)次數(shù)有關,其中鉛酸電池的壽命消耗Di可表示為

                                            (6-5)

    式中:aj為第j個指標的權數(shù)平均值,為當蓄電池由放電轉至充電時的荷電狀態(tài),代表一次放電循環(huán)。蓄電池壽命參數(shù)通過其設備廠商提供的循環(huán)次數(shù)曲線擬合得到。

           家庭能量管理系統(tǒng)中的負荷按照其可控程度可分為4類:①溫控負荷,包括空調、熱水器、冰箱等,具備一定的蓄冷或蓄熱能力;②主動可控負荷,包括洗衣機、電飯鍋等,工作周期固定且使用時間具有一定彈性;③被動可控負荷,包括電燈、風扇等,可智能控制但使用時間缺乏彈性;④不可控負荷。

           溫控負荷是協(xié)同調度的重要對象,以空調為例,可觀測出室內溫度在空調設定溫度的上下邊界區(qū)間內變化。空調開啟時,溫度下降;空調關閉時,溫度上升。系統(tǒng)中,可通過表征溫度動態(tài)過程的一階微分方程建立其熱力學模型,即
                                                                     
    式中:分別為當前時刻和下一時刻室內溫度;C為等值熱電容;R為等值熱電阻;Q為等值熱比率;為當前時刻空調開關狀態(tài);為當前時刻室外環(huán)境溫度;△t為時間間隔。

           熱水器的熱水溫度和冰箱的制冷溫度也可通該熱力學模型表征

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    責任編輯:售電小陳

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