智能家用光伏储能系统设计与实现
这是一篇关于光伏发电,储能系统,单片机,逆变电路,物联网的论文, 主要内容为太阳能光伏发电占可再生能源发电及装机容量的比重逐渐上升,成为实现碳中和目标的重要措施之一。分布式光伏发电由于占地面积小、依托建筑物等优势得到迅速发展。光伏发电受光照强度等因素的影响具有一定的随机性和波动性,引起供电不稳定、影响配电网电压等问题。本文针对家用光伏储能系统进行充放电优化、智能控制方面研究和设计。本文设计了一种家用光伏储能系统,包含光伏发电、储能电池、逆变电路、控制电路四部分。(1)光伏发电部分由太阳能电池和DC-DC变换器构成,以并联分布式变换器结构实现不同功率等级输出,提高太阳能电池利用率。通过仿真分析太阳能电池的输出特性,采用四开关BUCK-BOOST电路实现光伏电池输出转换,包含升压、降压、升降压三种工作模式能适应光伏输出的宽电压范围,提高转换效率。(2)储能电池选用铅酸电池进行能量的存储和释放,管理家庭能量。(3)逆变电路为两级式单相逆变结构,前级采用原边并联副边串联的多变压器推挽升压电路,后级为正弦脉冲宽度调制(Sinusoidal Pulse Width Modulation,SPWM)全桥逆变电路;将蓄电池或光伏发电输出转换为交流电为用电设备供电。(4)控制部分以STM32微控制器为核心设计信息检测电路、状态控制电路、通信模块电路、供电电路、市电输入检测电路,实现系统运行状态检测、工作状态切换、电池充放电保护。结合安时积分法和开路电压法检测电池荷电状态,根据系统运行信息和电池荷电状态切换供电模式。4G蜂窝网络将系统接入ONENET物联网云平台,设计上位机和显示屏实现对系统状态的监测、控制。对系统整体及各部分进行测试。单路四开关BUCK-BOOST电路在72V输入、50V输出时最大输出功率为600W,效率>96%;逆变电路50V输入、220V/50Hz交流最大输出功率为3.3k W,效率>90%,满足系统充放电优化设计要求。对家用光伏储能系统功能进行测试,符合预期效果。
智能家用光伏储能系统设计与实现
这是一篇关于光伏发电,储能系统,单片机,逆变电路,物联网的论文, 主要内容为太阳能光伏发电占可再生能源发电及装机容量的比重逐渐上升,成为实现碳中和目标的重要措施之一。分布式光伏发电由于占地面积小、依托建筑物等优势得到迅速发展。光伏发电受光照强度等因素的影响具有一定的随机性和波动性,引起供电不稳定、影响配电网电压等问题。本文针对家用光伏储能系统进行充放电优化、智能控制方面研究和设计。本文设计了一种家用光伏储能系统,包含光伏发电、储能电池、逆变电路、控制电路四部分。(1)光伏发电部分由太阳能电池和DC-DC变换器构成,以并联分布式变换器结构实现不同功率等级输出,提高太阳能电池利用率。通过仿真分析太阳能电池的输出特性,采用四开关BUCK-BOOST电路实现光伏电池输出转换,包含升压、降压、升降压三种工作模式能适应光伏输出的宽电压范围,提高转换效率。(2)储能电池选用铅酸电池进行能量的存储和释放,管理家庭能量。(3)逆变电路为两级式单相逆变结构,前级采用原边并联副边串联的多变压器推挽升压电路,后级为正弦脉冲宽度调制(Sinusoidal Pulse Width Modulation,SPWM)全桥逆变电路;将蓄电池或光伏发电输出转换为交流电为用电设备供电。(4)控制部分以STM32微控制器为核心设计信息检测电路、状态控制电路、通信模块电路、供电电路、市电输入检测电路,实现系统运行状态检测、工作状态切换、电池充放电保护。结合安时积分法和开路电压法检测电池荷电状态,根据系统运行信息和电池荷电状态切换供电模式。4G蜂窝网络将系统接入ONENET物联网云平台,设计上位机和显示屏实现对系统状态的监测、控制。对系统整体及各部分进行测试。单路四开关BUCK-BOOST电路在72V输入、50V输出时最大输出功率为600W,效率>96%;逆变电路50V输入、220V/50Hz交流最大输出功率为3.3k W,效率>90%,满足系统充放电优化设计要求。对家用光伏储能系统功能进行测试,符合预期效果。
智能家用光伏储能系统设计与实现
这是一篇关于光伏发电,储能系统,单片机,逆变电路,物联网的论文, 主要内容为太阳能光伏发电占可再生能源发电及装机容量的比重逐渐上升,成为实现碳中和目标的重要措施之一。分布式光伏发电由于占地面积小、依托建筑物等优势得到迅速发展。光伏发电受光照强度等因素的影响具有一定的随机性和波动性,引起供电不稳定、影响配电网电压等问题。本文针对家用光伏储能系统进行充放电优化、智能控制方面研究和设计。本文设计了一种家用光伏储能系统,包含光伏发电、储能电池、逆变电路、控制电路四部分。(1)光伏发电部分由太阳能电池和DC-DC变换器构成,以并联分布式变换器结构实现不同功率等级输出,提高太阳能电池利用率。通过仿真分析太阳能电池的输出特性,采用四开关BUCK-BOOST电路实现光伏电池输出转换,包含升压、降压、升降压三种工作模式能适应光伏输出的宽电压范围,提高转换效率。(2)储能电池选用铅酸电池进行能量的存储和释放,管理家庭能量。(3)逆变电路为两级式单相逆变结构,前级采用原边并联副边串联的多变压器推挽升压电路,后级为正弦脉冲宽度调制(Sinusoidal Pulse Width Modulation,SPWM)全桥逆变电路;将蓄电池或光伏发电输出转换为交流电为用电设备供电。(4)控制部分以STM32微控制器为核心设计信息检测电路、状态控制电路、通信模块电路、供电电路、市电输入检测电路,实现系统运行状态检测、工作状态切换、电池充放电保护。结合安时积分法和开路电压法检测电池荷电状态,根据系统运行信息和电池荷电状态切换供电模式。4G蜂窝网络将系统接入ONENET物联网云平台,设计上位机和显示屏实现对系统状态的监测、控制。对系统整体及各部分进行测试。单路四开关BUCK-BOOST电路在72V输入、50V输出时最大输出功率为600W,效率>96%;逆变电路50V输入、220V/50Hz交流最大输出功率为3.3k W,效率>90%,满足系统充放电优化设计要求。对家用光伏储能系统功能进行测试,符合预期效果。
锂电池储能监测系统的研究与实现
这是一篇关于储能系统,Java,锂电池,电池荷电状态的论文, 主要内容为近年来，随着电力需求的增加，电力系统的规模日益扩大，电网的复杂度也越来越大，用户逐渐看重供电的可靠性，并且开始追求电能质量。同时，国家大力发展智能电网、可再生能源、分布式能源使得对储能技术的需求日益加大，人们开始重视对大容量储能技术的研究。储能系统研发成果的应用市场很广，从个人家庭储能系统到大容量储能电站实现，都是大容量储能系统的应用范围；而且无论在解决城市用电紧张、电网调峰压力巨大的问题，还是解决清洁能源发电的大规模并网问题，还是在电动汽车机充电设施快速发展的应用，储能的技术优势都使之具有不可代替的作用。因此，建立一个健全的锂电池储能监测系统是十分必要的。 本系统基于Java开发，先简述了JAVA EE的体系结构和轻量级Spring、Struts和Hibernate开发框架，然后对系统中使用到的锂电池荷电状态（SOC）的估算技术以及CAN总线技术进行相关介绍。在此基础上，提出了锂电池储能监测系统的总体架构，包括系统开发方案的选择，软件平台和硬件平台的选择，并且设计了系统的功能和数据库表。本文主要对系统中的锂电池SOC模块、通信模块以及用户界面进行了详细设计和实现。 在完成软件开发的基础上，深入研究了锂电池SOC估算的技术，通过对各种估算电池SOC的算法的研究，提出了一种估算锂电池SOC的改进算法，经过仿真分析、实验室验证，以及在锂电池储能监测系统中得到应用，证明该算法可行，并且精度较其他算法有所提高。
城市新能源公交系统减少碳排放潜力研究
这是一篇关于光伏发电,电动公交车,储能系统,电力模拟软件,碳排放的论文, 主要内容为中国在2020年联合国代表大会中承诺2030年碳排放达到峰值,2060年实现碳中和。要实现该目标,应以节能化为引领、低碳化为关键、新能源发电为方向、储能电站为补充,系统处理好经济发展和降低碳排放之间的关系,推动能源结构和经济发展的转型。研究减少城市汽车碳排放策略,利用新能源建设低碳城市,最终建设净零碳排放城市是可持续发展的必然趋势。目前国内外有学者研究新能源综合利用系统以及交通碳排放模型,但没有开展太阳能等新能源与储能电池及电动汽车减少碳排放综合利用方面的研究,结合光伏发电、储能电池与电动汽车耦合运行的智慧新能源综合利用系统方面的研究还有待开展。本文以长春地区为研究对象,结合长春地区公交系统的实际情况,建立数学模型对碳排放进行相关计算,并仿真优化光伏储能容量配置,将光伏与公交系统碳排放相结合,最终确定城市新能源公交系统经济效益和碳减排潜力,为实现净零碳排放城市提供了科学依据。首先,根据全生命周期评价法(LCA,Life cycle assessment)和排放系数法构建了公交系统与光伏系统碳排放模型,根据光储系统的基本原理,简述了各组成部分的数学模型及选型参数,为后文建模仿真奠定了理论基础。以长春市公共交通集团的每日运营数据与交通运输局提供的数据为基础,结合文献与某公司提供的车辆参数、国家能源统计局的能源数据构建数学模型并进行煤电碳排放系数的预测;基于碳排放模型计算了三种类型公交车在三种不同能源结构下全生命周期的碳排放。从LCA角度来看,电动公交车的碳排放是天然气公交车的75.62%、柴油车的54%。同时,伴随电力结构以及碳收集技术的发展,碳减排率达到35.27%至63.11%,减排的效益将越来越显著。其次,使用蒙特卡洛模拟算法对全市公交车出力负荷进行了模拟预测并对光储系统进行容量优化配置。基于HOMER仿真软件,结合长春市地理条件,历史气象数据,根据单日公交出力曲线结合季节负荷因子对全年8760小时公交车负荷进行模拟。研究将基于气象数据的光伏发电规律与公交车的用电负荷规律相结合,用储能电池系统平抑公交系统的能量波动。以总净现成本(NPC,The total net present cost)和能量平均成本(COE,The Cost of Energy)最低为目标,确定系统容量配置为光伏组件122.52MW,储能容量529.26MW,获取了全年8760小时的光伏、蓄电池以及荷电状态(SOC,State of charge)出力图,对冬季1月和夏季7月两个典型月的日均24小时光伏与蓄电池出力进行详细分析,研究采取“自发自用,余电上网”形式,对弃电量进行并网处理。然后,使用Archelios仿真软件结合长春地区购电分时电价和并网电价计算25年期间电站收益和光伏电站全生命周期碳排放。结果显示,第25年时系统整体收益为3200.57百万元,全生命周期光伏发电对比当前火力发电的能源结构碳减排量可达到333.95万吨,碳减排潜力巨大。最后,与公交系统数据进行整合,确定该系统在城市碳减排方面的潜力达到59%。本研究可以推广应用于减少其它地区的城市汽车碳排放量,可以为政府制定减少城市碳排放的政策及法规提供智慧新能源综合利用模拟系统研究的科学依据。
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