基于分布式光伏的蓄电池管理系统研究与设计
这是一篇关于分布式光伏,混合储能,SOC预估,电池组均衡,BMS的论文, 主要内容为我国力争在2030年实现“碳达峰”、2060年实现“碳中和”的目标,新能源的快速发展对此有关键作用。其中光伏发电受到了极大的重视,截止2021年我国分布式光伏装机容量已达107.5GW,为了提升光伏发电的电能质量,国内已有32个省市明确要求分布式光伏发电系统按照装机容量需要强制配备储能设施。在分布式光伏发电系统中多采用蓄电池储能,确保以蓄电池为主的储能设备安全、稳定、高效运行,对分布式光伏的发展具有重要意义。文章结合光伏发电的特点与蓄电池等储能设备的工作特性对电池管理系统(Battery Management System,BMS)进行分析,以提高蓄电池使用寿命和工作效率为主要目的,针对分布式光伏中的BMS完成了相关研究与设计。根据光伏发电易受环境影响而导致输出功率发生频繁波动的特点,提出了一种超级电容与蓄电池混合储能的新型拓扑结构,利用超级电容循环寿命长、可快速充放电的特点,在光伏输出波动幅度过大时通过超级电容的缓冲作用实现对蓄电池的保护。蓄电池的荷电状态(State of Charge,SOC)是BMS中的重要参数,通过对蓄电池进行建模及参数辨识,构建了扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)算法、无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter,UKF)算法的仿真模型,并对其SOC预估的准确度进行了对比分析,在此基础上提出了一种联合EKF-UKF算法,进一步改善了蓄电池SOC预估的准确度。针对电池组之间各单体电池的不均衡现象,提出了一种基于电池SOC的均衡管理策略,依据所设计的新型拓扑结构在MATLAB/Simulink平台进行仿真模型的搭建,通过仿真结果证实了均衡策略的有效性。采用模块化设计思路将BMS分为数据采集模块、保护模块及通信模块,分别完成各模块的硬件电路设计和软件设计,并以STM32单片机为控制核心、多种传感器及通信设备为外设搭建实验平台进行测试。针对分布式光伏的蓄电池管理系统进行了研究与设计,根据仿真及实验结果表明,该系统能够满足蓄电池安全、稳定运行的管理需求;所提混合储能模型及均衡模型可以有效改善光伏储能中蓄电池的工作环境并提升其工作效率和使用寿命,对分布式光伏发电有一定价值。
基于分布式光伏的合同能源管理项目合作机制研究
这是一篇关于分布式光伏,合同能源管理,合作模式,合作机制,收益共享机制的论文, 主要内容为能源是人类赖以生存和发展的物质基础,是社会经济发展的原动力,也是文明社会的基础,直接关系到人们生活水平的高低。为了应对气候变化同时实现我国能源转型,我国提出“2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和”的重大战略决策。分布式光伏以其灵活、便捷、绿色、高效等优势,是实现我国能源转型和双碳目标的重要途径。合同能源管理作为市场化的节能改造融资机制,也是推动节能减排与能源转型的有效方式,对于我国节能减排有重要的意义。分布式光伏与合同能源管理项目有效结合,碰撞出了新的火花,能够为企业节能减排与我国能源转型提供强有力的支撑。分布式光伏合同能源管理项目实施过程中,有效合理的合作机制设计是项目顺利实施的基础和核心,关系到项目的成败。本文针对分布式光伏合同能源管理项目实施过程中,合作模式设计、收益共享机制设计缺乏理论和方法支撑的问题,系统研究了分布式光伏合同能源管理项目合作机制设计的方法。本文研究目的在于构建系统的分布式光伏合同能源管理项目合作机制设计方法,主要包括分布式光伏合同能源管理项目合作模式设计方法以及收益共享机制设计方法,助力分布式光伏合同能源管理项目的顺利实施,同时也能为相关合同能源管理项目的高效实施提供借鉴,助力我国“双碳”目标的达成。通过研究,本文取得的主要成果有:(1)构建了分布式光伏合同能源管理项目合作模式设计方法。首先,基于文献研究与专家访谈,从用能单位、节能服务公司、经济与环境三个方面构建了分布式光伏合同能源管理项目合作模式决策指标体系;随后,利用区间直觉模糊群决策理论构建了分布式光伏合同能源管理项目合作模式决策模型。在此基础上,以睢县第三污水处理厂分布式光伏合同能源管理项目为例,将该模型应用于该项目合作模式决策之中,验证了所构建模型的可行性和合理性。从而系统的构建了分布式光伏合同能源管理项目合作模式设计方法。(2)提出了分布式光伏合同能源管理项目收益共享机制设计方法。首先,基于收益共享理论和博弈论理论,考虑主体公平偏好,构建了分布式光伏合同能源管理项目的收益共享模型;随后,利用逆向求解得到最优收益共享系数;在此基础上,结合睢县第三污水处理厂分布式光伏合同能源管理项目实例,通过模拟仿真,分析了影响收益共享机制设计的关键要素。研究发现:双方的收益共享系数均与自身的公平偏好呈正比,同时一方的公平偏好会对另一方的共享系数产生制约作用;节能服务公司的收益共享系数与自身在分布式光伏合同能源管理项目中的初始投资额、投资效用系数及自身的技术水平均呈正比,与自身的努力成本系数呈反比。
基于分布式光伏的合同能源管理项目合作机制研究
这是一篇关于分布式光伏,合同能源管理,合作模式,合作机制,收益共享机制的论文, 主要内容为能源是人类赖以生存和发展的物质基础,是社会经济发展的原动力,也是文明社会的基础,直接关系到人们生活水平的高低。为了应对气候变化同时实现我国能源转型,我国提出“2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和”的重大战略决策。分布式光伏以其灵活、便捷、绿色、高效等优势,是实现我国能源转型和双碳目标的重要途径。合同能源管理作为市场化的节能改造融资机制,也是推动节能减排与能源转型的有效方式,对于我国节能减排有重要的意义。分布式光伏与合同能源管理项目有效结合,碰撞出了新的火花,能够为企业节能减排与我国能源转型提供强有力的支撑。分布式光伏合同能源管理项目实施过程中,有效合理的合作机制设计是项目顺利实施的基础和核心,关系到项目的成败。本文针对分布式光伏合同能源管理项目实施过程中,合作模式设计、收益共享机制设计缺乏理论和方法支撑的问题,系统研究了分布式光伏合同能源管理项目合作机制设计的方法。本文研究目的在于构建系统的分布式光伏合同能源管理项目合作机制设计方法,主要包括分布式光伏合同能源管理项目合作模式设计方法以及收益共享机制设计方法,助力分布式光伏合同能源管理项目的顺利实施,同时也能为相关合同能源管理项目的高效实施提供借鉴,助力我国“双碳”目标的达成。通过研究,本文取得的主要成果有:(1)构建了分布式光伏合同能源管理项目合作模式设计方法。首先,基于文献研究与专家访谈,从用能单位、节能服务公司、经济与环境三个方面构建了分布式光伏合同能源管理项目合作模式决策指标体系;随后,利用区间直觉模糊群决策理论构建了分布式光伏合同能源管理项目合作模式决策模型。在此基础上,以睢县第三污水处理厂分布式光伏合同能源管理项目为例,将该模型应用于该项目合作模式决策之中,验证了所构建模型的可行性和合理性。从而系统的构建了分布式光伏合同能源管理项目合作模式设计方法。(2)提出了分布式光伏合同能源管理项目收益共享机制设计方法。首先,基于收益共享理论和博弈论理论,考虑主体公平偏好,构建了分布式光伏合同能源管理项目的收益共享模型;随后,利用逆向求解得到最优收益共享系数;在此基础上,结合睢县第三污水处理厂分布式光伏合同能源管理项目实例,通过模拟仿真,分析了影响收益共享机制设计的关键要素。研究发现:双方的收益共享系数均与自身的公平偏好呈正比,同时一方的公平偏好会对另一方的共享系数产生制约作用;节能服务公司的收益共享系数与自身在分布式光伏合同能源管理项目中的初始投资额、投资效用系数及自身的技术水平均呈正比,与自身的努力成本系数呈反比。
基于分布式光伏的蓄电池管理系统研究与设计
这是一篇关于分布式光伏,混合储能,SOC预估,电池组均衡,BMS的论文, 主要内容为我国力争在2030年实现“碳达峰”、2060年实现“碳中和”的目标,新能源的快速发展对此有关键作用。其中光伏发电受到了极大的重视,截止2021年我国分布式光伏装机容量已达107.5GW,为了提升光伏发电的电能质量,国内已有32个省市明确要求分布式光伏发电系统按照装机容量需要强制配备储能设施。在分布式光伏发电系统中多采用蓄电池储能,确保以蓄电池为主的储能设备安全、稳定、高效运行,对分布式光伏的发展具有重要意义。文章结合光伏发电的特点与蓄电池等储能设备的工作特性对电池管理系统(Battery Management System,BMS)进行分析,以提高蓄电池使用寿命和工作效率为主要目的,针对分布式光伏中的BMS完成了相关研究与设计。根据光伏发电易受环境影响而导致输出功率发生频繁波动的特点,提出了一种超级电容与蓄电池混合储能的新型拓扑结构,利用超级电容循环寿命长、可快速充放电的特点,在光伏输出波动幅度过大时通过超级电容的缓冲作用实现对蓄电池的保护。蓄电池的荷电状态(State of Charge,SOC)是BMS中的重要参数,通过对蓄电池进行建模及参数辨识,构建了扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)算法、无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter,UKF)算法的仿真模型,并对其SOC预估的准确度进行了对比分析,在此基础上提出了一种联合EKF-UKF算法,进一步改善了蓄电池SOC预估的准确度。针对电池组之间各单体电池的不均衡现象,提出了一种基于电池SOC的均衡管理策略,依据所设计的新型拓扑结构在MATLAB/Simulink平台进行仿真模型的搭建,通过仿真结果证实了均衡策略的有效性。采用模块化设计思路将BMS分为数据采集模块、保护模块及通信模块,分别完成各模块的硬件电路设计和软件设计,并以STM32单片机为控制核心、多种传感器及通信设备为外设搭建实验平台进行测试。针对分布式光伏的蓄电池管理系统进行了研究与设计,根据仿真及实验结果表明,该系统能够满足蓄电池安全、稳定运行的管理需求;所提混合储能模型及均衡模型可以有效改善光伏储能中蓄电池的工作环境并提升其工作效率和使用寿命,对分布式光伏发电有一定价值。
分布式光伏远程监测系统的设计与实现
这是一篇关于分布式光伏,云服务器,Modbus TCP/IP协议,B/S模式的论文, 主要内容为光伏发电站分为集中式光伏电站和分布式光伏电站。在国家相关政策的扶持下,光伏电站尤其是小型分布式光伏电站数量逐步提高。集中式电站一般拥有专属的监控系统,但对于小型分布式光伏电站而言,大多数设备缺乏一套统一、实时、高效并且适合分布式光伏电站运行特点的监控系统。因此,分布式光伏电站的运行效率、经济效益、维护成本无法与大型集中式光伏电站媲美。为了解决上述问题,本文提出了基于云服务器、Modbus TCP/IP协议以及B/S模式的统一监控平台解决方案以及实现。本文对光伏电站数据传输流程以及基本原理进行了阐述。首先,底层发电设备如光伏逆变器通过通信端口将相关数据报文发送至GPRS DTU或网关,再由GPRS DTU或网关发送至指定的云服务器。随后,服务器对数据包进行解析,并将数据存入数据库完成持久化。同时,浏览器客户端通过相关协议对云服务器发起请求,完成设备运行数据获取和系统业务管理。为了实现以上功能,本文首先设计并实现了 B/S架构下的浏览器客户端,提供良好的人机交互体验,实现设备数据的实时、便捷、全面的展示。同时,实现服务器RESTfulAPI接口。该接口采用SpringBoot框架设计,使客户端完成登录验证、历史数据、故障数据的查询,并对系统进行相关管理。最后,设计并实现了基于Netty框架的WebSocket与TCP服务端。该服务端在满足高并发、高可靠性下完成设备数据的协议解析、数据保存和客户端数据转发。文末对系统进行了功能与性能测试,测试结果表明,该系统功能需求得到实现,性能满足设计要求。
分布式光伏远程监测系统的设计与实现
这是一篇关于分布式光伏,云服务器,Modbus TCP/IP协议,B/S模式的论文, 主要内容为光伏发电站分为集中式光伏电站和分布式光伏电站。在国家相关政策的扶持下,光伏电站尤其是小型分布式光伏电站数量逐步提高。集中式电站一般拥有专属的监控系统,但对于小型分布式光伏电站而言,大多数设备缺乏一套统一、实时、高效并且适合分布式光伏电站运行特点的监控系统。因此,分布式光伏电站的运行效率、经济效益、维护成本无法与大型集中式光伏电站媲美。为了解决上述问题,本文提出了基于云服务器、Modbus TCP/IP协议以及B/S模式的统一监控平台解决方案以及实现。本文对光伏电站数据传输流程以及基本原理进行了阐述。首先,底层发电设备如光伏逆变器通过通信端口将相关数据报文发送至GPRS DTU或网关,再由GPRS DTU或网关发送至指定的云服务器。随后,服务器对数据包进行解析,并将数据存入数据库完成持久化。同时,浏览器客户端通过相关协议对云服务器发起请求,完成设备运行数据获取和系统业务管理。为了实现以上功能,本文首先设计并实现了 B/S架构下的浏览器客户端,提供良好的人机交互体验,实现设备数据的实时、便捷、全面的展示。同时,实现服务器RESTfulAPI接口。该接口采用SpringBoot框架设计,使客户端完成登录验证、历史数据、故障数据的查询,并对系统进行相关管理。最后,设计并实现了基于Netty框架的WebSocket与TCP服务端。该服务端在满足高并发、高可靠性下完成设备数据的协议解析、数据保存和客户端数据转发。文末对系统进行了功能与性能测试,测试结果表明,该系统功能需求得到实现,性能满足设计要求。
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