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太阳能光伏 (PV) 产生的能量以直流电 (DC) 的形式产生，如今住宅建筑、家用电器和 HVAC 系统 (暖通空调) 中的几乎所有电气负载都采用直流电运行。对于传统的交流 (AC) 配电系统，这需要在最终用户阶段之前进行多个转换步骤。通过将配电系统切换到直流，可以避免交流到直流之间的转换步骤，从而减少损耗。包括电池存储 - 系统的损耗可以进一步减少，并且产生的光伏能量可以得到更好的利用。本论文研究并量化了在住宅建筑中使用直流配电拓扑以及太阳能光伏和电池存储的分布式能源发电时的节能效果。以位于瑞典 Borås 的一栋独户住宅的测量负载和光伏发电数据作为分析案例研究。还使用了基于电力电子转换器和电池实验室测量的详细动态模型，以更准确地反映系统的动态性能。本研究提出了电池损耗的动态表示，该表示基于基于磷酸铁锂 (LFP) 的单个锂离子电池的电阻和电流依赖性的实验室测量。使用来自单户住宅的 PV 和负载数据，与其他两种常用的损耗表示进行了比较研究，并根据整个系统的性能进行了评估。结果表明，在对负载、PV 和电池之间的相互作用进行建模时，详细的电池表示对于正确预测损耗非常重要。还使用电力电子转换器和电池测量的实验结果对四种直流系统拓扑进行了建模，并将其与等效交流拓扑进行比较。准动态建模的结果表明，建议的直流拓扑的年节能潜力在 1.9-5.6% 之间。直流拓扑结构还可以通过减少逆变器和电池转换的相关损耗，将光伏利用率提高 10 个百分点。结果还显示，并网转换器是主要的损耗因素，当使用恒定并网效率时，能源节省被高估。
在配备光伏和电池的住宅建筑中工作
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