A method for load frequency control using battery in power system with highly penetrated photovoltaic generation

It is generally believed that large battery systems will be needed to store surplus electric energy due to the high penetration of renewable energy (RE) such as photovoltaic generation (PV). Since the main objective of high penetration of RE is to reduce CO₂ emissions, reducing kWh output of thermal generation that emits large amounts of CO₂ in power systems should be sufficiently considered. However, thermal generation plays an important role in load frequency control (LFC) of power systems. Therefore, if LFC could be performed with batteries and hydropower generation, the kWh output of thermal generation could be reduced significantly. This paper presents a method of LFC using batteries in a power system with highly penetrated PVs. An assessment of the effect of the proposed method considering mutual smoothing effect of highly penetrated PVs is made. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 184(4): 22–31, 2013; Published online in Wiley Online Library ( wileyonlinelibrary.com ). DOI 10.1002/eej.22425     

基于Android的家庭光伏发电管理系统的设计

在分布式能源发展中与人们生活最贴近的是家庭光伏发电系统,以嵌入式系统开发为核心设计了基于Android的家庭光伏发电系统,针对光伏系统的储能设备进行了基于LPC2210微控制器的设计,提高了蓄电池的使用寿命。     

光伏电系统用胶体电池的开发

简述了太阳能光伏电系统用蓄电池的基本要求,比较了胶体电池和AGM电池的性能.胶体电池的内阻较大,更适合小电流放电;其小电流放电的低温性能良好,深放电循环寿命达420次,过放电后的电池容量达额定容量的90%以上.     

光蓄互补发电系统控制策略的研究

本文通过研究由光伏阵列、蓄电池组及其管理系统、光伏变流器、负载及电网共同组成的光蓄互补发电系统,根据蓄电池的特性和现在开关器件控制技术的发展,针对蓄电池的充/放电控制策略进行了研究,三相逆变器采用基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)的空间矢量控制方式,在介绍了SVPWM的基本原理及合成方法后,对并网和离网两种系统工作模式的控制策略进行了研究,最后控制理论研制了光蓄互补发电系统用变流器,并搭建试验平台对系统进行试验测试,验证了控制策略的正确性。     

改进风/光互补发电系统优化设计的新方法

介绍了一种改进的风/光互补发电系统优化设计的新方法,通过改变太阳电池方阵的倾角来适当改变各个月份太阳辐照量的大小及分布,使光伏发电和风力发电在各个月份的发电量更好地互相配合。通过比较各种光伏方阵倾角时各月发电量与平均值的均方根差,其最小值所对应的倾角即为最佳倾角。该方法可进一步优化结构,节省投资。     

浅谈光伏系统用储能铅酸蓄电池

本文主要介绍光伏系统用储能铅酸蓄电池的作用,使用寿命的主要影响因素,并针对光伏系统实际使用的现状,对铅酸蓄电池的设计进行了阐述。     

An operating method using prediction of photovoltaic power for a photovoltaic–diesel hybrid power generation system

This paper describes a novel operating method using prediction of photovoltaic (PV) power for a photovoltaic–diesel hybrid power generation system. The system is composed of a PV array, a storage battery, a bidirectional inverter, and a diesel engine generator (DG). The proposed method enables the system to save fuel consumption by using PV energy effectively, reducing charge and discharge energy of the storage battery, and avoiding low‐load operation of the DG. The PV power is simply predicted from a theoretical equation of solar radiation and the observed PV energy for a constant time before the prediction. The fuel consumption of the proposed method is compared with that of other methods by a simulation based on measurement data of the PV power at an actual PV generation system for 1 year. The simulation results indicate that the amount of fuel consumption of the proposed method is smaller than that of any other methods, and is close to that of the ideal operation of the DG. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 151(3): 8–18, 2005; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20116     

DC‐linked hybrid generation system with an energy storage device including photovoltaic generation and gas engine cogeneration for residential houses

For the past few years, hybrid generation systems including solar panel and gas cogeneration have been used for residential houses. Solar panels can generate electronic power at daytime but not at night. But the power consumption of residential houses usually peaks in the evening. The gas engine cogeneration system can generate electronic power without such a restriction, and it also can generate heat power to warm up a house or to produce hot water. In this paper we propose a solar panel and gas engine cogeneration hybrid system with an energy storage device, combined by a DC bus. If a blackout occurs, the system still can supply electronic power for special house loads. We propose a control scheme for the system related to the charging level of the energy storage device and the voltage of the utility grid, which can be applied to both grid‐connected and standalone operation. Finally, we report experiments designed to demonstrate system operation and calculations for loss estimation. © 2012 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 182(4): 29–46, 2013; Published online in Wiley Online Library ( wileyonlinelibrary.com ).DOI 10.1002/eej.22321     

钒电池储能在光伏发电中的应用前景

介绍了太阳能光伏及电系统的开发现状以及应用市场前景,分析了钒电池储能系统在太阳能光伏发电系统中的应用优势。对应用于太阳能光伏发电系统的钒电池储能系统进行了系统开发设计。     

光伏系统中蓄电池过充放电控制系统的设计

描述了光伏系统中铅蓄电池过充过放电新型控制系统。在该系统中，蓄电池的充电过程分为两个阶段：全充阶段和脉冲充电阶段。在全充阶段，系统按照光伏电池所提供的电流对蓄电池充电，其充电终止电压根据蓄电池的SOC值和充电电流的大小，采用模糊控制算法而得；脉冲充电阶段控制电压的最大值和最小值根据对蓄电池的浮充电压进行修正而得；两阶段的控制电压都将根据环境温度进行补偿。并对该系统进行了软硬件设计。经仿真证明，该系统运行稳定，效果良好。     

PLC分布式光伏发电控制系统设计研究

在可持续发展背景下,太阳能已成为替代不可再生能源的重要清洁能源之一,其在电力行业中被广泛应用,不仅节约了资源,还不断推动电力行业与时俱进,满足新时代电力用户对优质电力服务的客观需求。本文探讨了PLC分布式光伏发电控制系统的设计方略,以期推动我国电力产业的可持续发展。     

太阳能光伏发电系统研究

介绍了太阳能光伏发电系统在电力系统中具有削峰填谷、提高电网稳定性和利用率、改善电能质量等重要作用及我国电力系统建设对太阳能光伏发电系统的迫切要求,并阐述了光伏并网发电系统的组成和控制的发展现状.对蓄电池储能和超级电容器的蓄电池混合储能在光伏发电系统中的应用进行了说明,最后展望了储能技术未来的发展方向。     

基于太阳能发电的光伏阵列电气系统设计

清洁能源的使用是未来社会发展的趋势。以光伏发电为研究模型,对实现太阳能的高效利用展开研究,提出了一种高效的光伏阵列,使太阳能发电系统的能源利用率得到了显著的提升。通过对太阳能发电的电气系统进行一次设计,提出了35 kV侧无功补偿装置,使得系统更加合理、有效。     

光伏发电系统中超级电容器充电策略

利用超级电容器改进型RC模型对不同充电方法下超级电容器的充电效率进行了分析。提出了基于Boost级联Buck变换器(Bo CBB)的光伏电池对超级电容器充电系统,前级Boost变换器与光伏发电系统连接,使用改进型扰动观察法进行光伏电池的最大功率点跟踪控制,后级Buck变换器使用分段式充电策略对超级电容器进行充电。基于该电路,提出了完整的超级电容器充电系统控制方法。提出了使用等效电流源分别对Bo CBB的前后级电路进行建模的方法,基于该方法进行了充电系统主电路的建模以及电流环控制器设计。最后对不同光照情况下的光伏电池对超级电容器充电效率进行了仿真分析,并搭建了实验平台,通过2组对比实验,验证所提出的充电策略能够有效提高光伏电池对超级电容器的充电效率。     

基于预测模型的光伏系统MPPT研究

针对传统光伏电池最大功率点跟踪技术扰动观察法中参考工作电压难以确定的缺点,提出了一种基于预测模型的MPPT方法。预测模型根据光伏电池的动态输出特性和环境条件,预测参考工作电压,并以其为扰动观察法的初值,在更小范围内搜索最大功率点。在基于DSP控制的硬件平台上进行实验,进行了该控制方法与传统控制方法的效率对比研究,实验结果证明了该控制方法在可快速搜索到最大功率点,并可显著提高光伏电池的发电效率。     

基于CAPSO-RNN的光伏系统短期发电量预测

针对光伏系统的发电特性及影响光伏发电的因素,建立基于混沌自适应粒子群优化算法的反馈型神经网络短期发电量预测模型。该预测模型利用混沌自适应粒子群优化算法的全局优化能力初始化反馈性神经网络权值和阈值,可以克服反馈型神经网络收敛速度慢俄且易陷于局部最优等缺点。同时为提高预测精度,采用隶属度函数对温度进行模糊化处理。预测结果表明,建立的预测模型具有较高的精度。     

一种新型独立光伏系统逆变器的研究

本文对独立光伏系统的逆变器的主电路拓扑、控制方法等问题做了较为详细的研究。在此基础上提出了一种新型高性能的全桥谐振式Buck-Boost逆变器拓扑,具有占用体积小,能量转换效率高等优点。在对逆变器控制方法上,提出采用电压有效值、电感电流瞬时值双闭环与零电流跟踪误差相结合的控制策略,提高系统的动静态特性。根据控制方案设计了由单片机MPS430控制的独立光伏系统逆变器的软硬件装置,实验表明它是一种效率高、性价比高、灵活性强的控制方案。     

光伏发电系统并网电能质量测试数据分析

太阳能是可再生能源,光伏发电是太阳能发电的主流,近些年来,世界范围内太阳能光伏技术和光伏产业发展很快,江西省的光伏电站也在逐渐增加。厚田沙漠光伏电站是江西省内第一个并网发电的光伏发电系统,结合厚田沙漠光伏电站的并网电能质量测试,详细介绍了开展光伏电站并网电能质量测试的步骤,同时依照测试数据对光伏发电的功率变化、电压偏差、闪变以及谐波含量等方面进行了分析,可为今后光伏电站并网测试提供参考,同时为深入研究光伏并网对电网电能质量的影响提供可靠依据。     

Coordinated operation of a battery energy storage system and thermal generators for supply–demand balance maintenance and efficient use of photovoltaic energy

In future power systems with extremely large integration of photovoltaic (PV) generation, it is necessary to not only properly maintain supply–demand balance without power shortfall but also utilize as much PV energy as possible. The application of PV power forecast and energy storage devices to power system operation is necessary. In this study, we propose a method for determining and modifying the charging and discharging schedule of a battery energy storage system (BESS) and the unit commitment of thermal generators based on the PV power forecast. The proposed method is evaluated by numerical simulations for one year. The results show that both the energy shortfall and PV curtailment can be reduced by the proposed method.     

钙钛矿薄膜太阳能电池在家用光伏发电系统中的应用

光伏产业中占有很大比重的晶硅电池生产过程复杂,成本相对较高,因此新型太阳能电池的研究逐渐受到人们的重视.钙钛矿材料有着优越的光伏性能,且制作过程简单所需材料易得,生产成本相对较低,在光伏产业中有着很大前景.根据太阳能电池对器件稳定性的要求,提供一种钙钛矿太阳能电池新的组装方法,并针对输配电系统不便利条件下的用户用电问题进行了家用光伏发电系统的设计,包括蓄电池容量的计算、控制器的选择、逆变器的选择等.经过测试,钙钛矿太阳能电池器件的性能得到了相应的验证,也为以后的家用光伏发电系统提供了新的思路.