随着电力需求的增加、人们对环境问题的认识不断提高,再加上轮流停电,可再生能源发电的作用将变得更加重要。本文提出了一种新策略,可以在太阳辐射间歇的情况下收获稳定的太阳能,其中使用面板级三端口并网光伏微型逆变器系统代替传统的公用事业规模大功率储能和管理系统来实现光伏稳压。微型逆变器系统由前端反激式转换器和用于逆变器/整流器的 H 桥组成,电池组连接到直流链路。提出的光伏稳压策略在于静态和动态算法来产生平滑的光伏参考功率,然后将结果应用于各种控制方法以对电池组进行充电/放电,从而获得稳定的发电曲线。此外,还介绍了拓扑、仿真和实验结果。在 MATLAB/SIMULINK 中讨论和分析了实时光伏间歇性和可用容量数据,以验证光伏稳压控制。实验结果验证了提出的PV固化算法。
值得信赖的体验 Dynapower 是四象限双向储能逆变器和直流转换器设计和制造领域的领导者。MPS ®、CPS ® 和 DPS ® 逆变器产品线符合 IEEE 和 UL1741 标准;提供具有零电压穿越的亚周期响应;具有动态传输功能,允许并网或独立(电网形成)模式。Dynapower 逆变器和转换器在全球范围内部署在并网和微电网设施中,从而提高了可再生能源的渗透率和电网弹性。
长期以来,芬兰的光伏市场一直集中在小型离网系统上。芬兰有 50 多万座避暑别墅,其中 5 万多座配备了离网光伏系统,可为照明、冰箱和消费电子产品提供能源。自 2010 年以来,并网光伏系统的数量开始增加。目前,并网系统的市场规模远远超过离网系统的市场规模。并网光伏系统主要是公共和商业建筑、农业场所和个人住宅的屋顶安装系统。芬兰最大的个人太阳能光伏电站是一个 6 兆瓦的地面安装系统,建在努尔莫的一个工业场地上。大多数系统都是为光伏电力自用而建造的,因为公用事业规模的光伏系统还没有用于电网发电的经济潜力。然而,目前在芬兰,太阳能光伏是继风能之后成本第二低的新型发电选择。
本作品部分由美国国家可再生能源实验室撰写,该实验室由可持续能源联盟有限责任公司运营,为美国能源部 (DOE) 服务,合同编号为 DE-AC36-08GO28308。资金由美国能源部能源效率办公室和可再生能源太阳能技术办公室提供。本文表达的观点不一定代表美国能源部或美国政府的观点。可持续能源联盟有限责任公司 (Alliance) 是国家可再生能源实验室 (NREL) 的管理者和运营商。可持续能源联盟有限责任公司的员工根据与美国能源部的合同编号 DE-AC3608GO28308 撰写了本作品。美国政府保留;出版商在接受发表本文时,即承认美国政府保留非独占、已付费、不可撤销的全球许可,可以出于美国政府目的出版或复制本作品的已出版形式,或允许他人这样做。
近年来,提高绿色能源的使用率以满足日益增长的能源需求和应对全球变暖已成为各国的重要目标之一。因此,将可再生能源整合为分布式发电变得越来越流行。在本研究中,为土耳其代尼兹利省萨拉伊科伊区一个 100 户家庭的电气化设计了混合可再生能源系统,并使用电力可再生能源混合优化模型程序来优化所需的组件输出,以实现最佳的经济和环境效果。共创建了六种混合可再生能源系统设计,三种并网和三种独立系统,这些系统采用了光伏板、风力涡轮机、柴油发电机、电池储能系统和转换器等不同组件的组合。最经济的设计是仅使用太阳能的并网系统,单位能源成本为 0.0362 美元/千瓦时,而最具成本效益的是包含太阳能、风能和电池的独立系统,成本为 1.61 美元/千瓦时。从环境角度来说,离网系统恰恰相反,排放的二氧化碳较少,而并网系统排放的二氧化碳较多。
由 Innocent E Davidson 教授领导的智能电网研究小组取得了另一个里程碑,成功设计和安装了混合太阳能光伏并网逆变器和深循环电池储能系统 (BESS),以确保电力工程系 (EPE) 的重要和敏感负载获得不间断和可持续的电力供应。在大学校园、办公室和工业领域安装太阳能光伏并不是什么新鲜事,可以通过离网或并网选项来满足或增加能源需求。然而,智能电网研究人员创新地设计了第三种选择——一种复杂的混合太阳能光伏系统,它结合了离网和并网太阳能光伏系统的优点。因此,即使在全国负荷削减和恶劣天气影响太阳能发电而导致停电期间,EPE 也能持续获得电力。自从配备混合逆变器和电池储能系统的新型 10kW 太阳能光伏系统投入使用并进行测试以来,即使整个 DUT 校园或电网出现故障,电力工程系今后在任何时候都不会再出现负荷削减的情况。
世界上相当一部分能源消耗在住宅领域。2019 年,家庭占欧洲最终能源消耗的 26%,其中大部分来自化石燃料 [1]。利用风能、太阳能及其混合能源等可再生能源代替化石燃料是向城市和偏远地区建筑物供电的好选择,这些建筑物既可以并网运行,也可以独立运行 [2]。在本研究中,通过使用遗传算法 (GA) 找到由风力涡轮机 (WT) 和光伏 (PV) 板组成的混合系统的最佳尺寸,满足并网建筑的需求。Barakat 等人 [3] 通过将可靠性、成本和环境因素定义为目标函数,引入了混合系统的多目标优化。Ekren 等人 [4] 使用 HOMER 软件展示了风能-太阳能系统的最佳尺寸,Zhang 等人 [5] 使用 HOMER 软件展示了风能-太阳能系统的最佳尺寸。 [5] 提出了一种由水电、光伏和风能组成的综合系统。刘等[6]利用功率预测研究了混合系统的最优控制技术。Das 等[7]从经济和环境角度研究了基于光伏/风能/柴油/电池的混合系统。Maleki 等[8]优化了一种用于住宅应用的太阳能-风能-氢能热电联产混合系统。此外,Dali 等[9]对一种带电池储能的风能-太阳能系统进行了实验研究,该系统以并网和独立模式运行。Mikati 等[10]说明了小型风能-太阳能混合系统配置对电网依赖性的影响。这项研究的创新之处在于使用净零能耗建筑的实际风速、太阳辐照度和需求数据,这些数据是在一年内以 15 分钟为时间步长进行测量的,以使研究更加符合实际。
Tim Francis 是 Southern Solar & Automation 的负责人兼总监。他有 26 年的电工经验,最初专攻工业控制系统,然后在可再生能源领域工作了 15 年,担任并网和独立光伏和储能系统的设计师/安装人员。在 2019 年移居新西兰之前,他还在 TAFE NSW 和 GSES Australia 担任这两个科目的培训师。他拥有电气工程(控制)和可再生能源的高级文凭,并获得了 CEC 认证,是并网光伏和独立电力系统的设计师和安装人员,并获得了微型水电和小型风电的认可。
产出 1:清洁能源发电投入使用。该项目将资助建设(i)瓜达尔卡纳尔岛 1 兆瓦峰值并网太阳能光伏发电厂,以及(ii)马莱塔省 1.5 兆瓦并网混合太阳能光伏发电厂和 1 兆瓦/4 兆瓦时 (MWh) 电池储能系统 (BESS)。1 该项目还将资助在霍尼亚拉安装首个公用事业规模并网储能系统 (9 兆瓦/24 兆瓦时),该系统将为电网提供更广泛的太阳能光伏发电和清洁电力供应,以满足峰值需求。2 BESS 将包括锂离子电池架、逆变器、变电站(变压器和开关设备)、与现有电网的连接、控制器、网络通信和能源管理系统。该项目将支持所罗门电力员工在设计、实施、运营和维护 BESS 方面的全面能力发展。该项目还将在瓜达尔卡纳尔省和马莱塔省的两所学校试行屋顶太阳能光伏发电商业模式,预期效益与社区效益类似,包括供应的可靠性以及经济、性别和安全效益。