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张伟荣:面向独栋住宅的户用光储直柔系统设计和优化运行

发布时间:2025-11-10 20:53:03| 浏览次数:

  

张伟荣:面向独栋住宅的户用光储直柔系统设计和优化运行(图1)

  在“双碳”政策推动建筑能源系统升级的背景下,户用光储直柔系统作为整合分布式光伏发电、储能技术、直流供电与柔性调控的新型能源系统,正逐步成为满足家庭能源自主需求的重要选择。2023年我国户用光伏新增装机43.48GW,同比增长72%,累计装机达115.8GW,户储系统出货量保持稳定增长,市场应用潜力显著。

  独栋住宅凭借采光条件好、屋顶遮挡少、用户自主性强等优势,成为该系统的理想应用场景。我国农村地区独栋住宅可安装19.7亿kW屋顶光伏,年发电量约2.5万亿kWh,主要采用自发自用余电上网及全额上网两种模式。但光伏系统存在发电高峰与家庭用电需求时间错配、供电不稳定等问题,导致能源利用效率偏低,实现100%自发自用成为系统设计的核心目标。

  系统由光伏预测、电池储能及运行优化调度三大核心模块构成。光伏预测模块采用低成本云图数据,结合DLinear与3DCNN融合模PG电子平台网站型,30min、60min、90min预测RMSE分别低至0.14、0.52、0.19kW,为精准调度提供支撑。电池储能模块通过控制SOC范围和DOD参数缓解老化问题,平衡电池寿命与系统经济性,不同DOD与SOC组合方案为系统设计提供多元选择。

  运行优化方面,基于多智能体强化学习算法的调度策略成效显著。该策略将光伏与储能作为独立智能体,融入短期光伏预测特征,120天仿真结果显示,相比传统规则控制,运行成本降低18.1%,储能与光伏利用率大幅提升,电网供电占比更趋合理。

  当前系统推广仍面临电池成本与老化等挑战,未来研究将聚焦三方面:一是结合气候、电价、用户习惯等因素,构建独栋住宅分类用能模型;二是通过问卷调研与聚类算法,缩减典型应用场景;三是建立标准化系统设计优化模型,以净现值、自销纳率等为目标函数,形成可推广的设计流程,推动户用光储直柔系统在独栋住宅中的规模化应用,助力建筑能源绿色转型。

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