霍克锂电池PV自用和需求侧管理方法

 PV自用和需求侧管理方法

在曩昔几十年中，太阳能光伏系统得到了显着开展，这首要是由于光伏太阳能模块的价格和设备总本钱的下降。此外，政府还拟定了支撑规矩和财政鼓励措施，如净计量、上网电价和净计费配备[53, 54]。光伏自用概念也是招引用户和科学界极大爱好的应用之一。它被界说为光伏系统所有者直接消费的那部分光伏电力出产[55]。图3通过展现电力耗费和现场光伏电力生成的概括来概括自用概念。有三个区域；区域A和B别离代表总净电力出产和负载需求。区域C闪现了顾客（例如修建物）运用光伏系统直接运用的光伏功率，有时也称为绝对光伏自用[56]。但是，最常用的术语是光伏自用。它被界说为相对于总电力出产的自耗能量的比例，由公式(1)标明如下：

Fig. 3:

图示为光伏自用概念图，其中面积(A + C)标洁白日负荷，面积(B + C)标洁白光伏发电量，面积(C)标明绝对光伏自用量[55]（经Elsevier答应）。

此外，自给率是指现场动力出产满足客户动力需求的程度[57]。系统自给率由公式(2)标明。关于这两个术语的更多细节在[55]中给出。

(2)

提高光伏动力的自耗有不同的方法和技术。电力和热能贮存是未来使住所和商业修建愈加自给自足的首要方法[58]，包含根据固定电池的住所储能，仅用于光伏系统。商场上有几种合适在家中存储电力的不同电池技术，如锂离子（Li-ion）、镍氢、家用铅酸、镍镉（NiCd）和钠硫（NaS）电池。鉴于它们的高存储功率和能量密度，锂离子电池正变得越来越普及和负担得起，并且跟着本钱的不断下降，它们供应了最大的未来开展潜力[59,60]。关于不同的能量贮存系统（ESSs）的具体信息可以在文献[61]中找到。根据[54]，电池储能系统的整合与住所光伏系统的结合可以显着增加家庭的光伏自耗和动力自给自足。当然，增加光伏系统的自耗对公用事业和终端用户都有利，并且可以通过运用电池等储能系统和电动汽车及热泵的灵敏负载来完成高效[62,63]。通过运用电池储能[64–66]和运用电动汽车作为储能系统[67–69]也增加了光伏自耗。参考文献[4]评论了无电池的光伏自耗。

另一种代替电池存储的计划是用来增加光伏系统的自耗，即需求侧管理（DSM），一般由Gellings[70]界说为规划和实施活动以影响顾客对电力的运用，然后改动电力耗费的崎岖和时间。目的是为了节省动力耗费和本钱。DSM技术有很多种[71-73]，最常用的包含峰值削减、负荷转移、负荷构建、谷值填充、战略维护和灵敏负荷，如图4所示。这个概念及其战略的具体描绘可以在文献[74]中找到。

Fig. 4:

需求侧管理目标。

此外，DSM技术可以单独运用或与电池储能结合运用，以增加光伏自耗，如[75, 76]所述。图3展现了在光伏自耗中进行负荷转移的技术。

2 查询的MG描绘

2.1 站点方位

所研究的系统位于法国穆尔豪斯的IUT，地理方位为北纬47°43.8′，东经7°18.1′，海拔高度为240米。图5闪现了研究地点在法国地图上的地理方位。

Fig. 5:

研究地点的地理方位。

2.2 本地资源点评

光伏系统的电力出产首要遭到气象数据的影响，即太阳辐射和环境温度。因而，对资源数据的点评对于光伏系统的建模是必要的。本研究中，收集了太阳辐射、环境温度和风速的数据以进行点评和分析，这些数据通过HOMER软件[77]运用NASA数据库网站上的站点坐标取得。图6闪现了月平均太阳辐射和风速数据。此外，图7还闪现了环境温度和晴空指数的曲线。

Fig. 6:

月平均日辐射数据和风速。

Fig. 7:

月平均日环境温度和晴朗指数。

根据图6，该地点的月平均每日太阳辐射量从最低辐射量的月份（每天每平方米0.98千瓦时）到最高辐射量的月份（7月，每天每平方米5.75千瓦时）不等，年平均太阳辐射量估量为每天每平方米3.33千瓦时。

但是，最高月平均风速记载在1月份（6.40米/秒），最低的出现在6月份（3.71米/秒），年平均值为4.86米/秒。根据这些成果，该地点的太阳能最高值在夏天，最低值在冬季；风速剖面图则相反。考虑到这些特性，该区域风能和太阳能光伏动力的混合运用可以取得杰出的作用和高功率。

如图7所示，7月和8月的最高环境温度记载为17.22摄氏度，而最低温度则在1月和2月观测到，别离为-1.89摄氏度和-0.72摄氏度。透明度指数的年最小值、最大值和平均值别离为12月的0.393、8月的0.52和0.460。