电镀行业用直流微电网的最优技术经济设计

《IEEE Open Journal of Power Electronics》：Optimal Technical-Economic Design of a DC Microgrid for Electroplating Industry

　　

摘要：

本文提出了一种受控直流微电网的实现方案，用于为电镀行业中的直流负载供电。电镀负载通常来自基于铬的表面涂层工艺，其特点是电压较低（10-20伏）且电流较大（5-10千安）。为了利用可再生能源，该600伏直流微电网由光伏（PV）系统和蓄电池储能（BES）系统共同供电。本研究的主要目标是制定一种智能策略，以降低能耗、减少电力成本，并尽量减少对负载产生的电流波动。由于光伏系统无法提供连续的电力供应，因此该系统还包括一个双向直流/交流转换器，用于将光伏产生的多余电能反馈到电网中，同时在需要时仍能保证电力供应。本文从光伏和蓄电池储能系统的规模设计到电压控制系统（包括能源管理系统EMS）等方面，提供了技术经济方面的概述。具体而言，研究旨在确定最佳的光伏系统规模和蓄电池储能容量，以最大化投资带来的净现值（NPV）。优化过程中采用了工业电力负载曲线、基于18年平均每小时辐照度数据得出的光伏发电数据以及三年的电价曲线作为输入参数。特别是，蓄电池储能的功率在一年内进行了优化，以最小化电网能量交换，并通过年度成本曲线来最大化净现值。最后，采用与规模设计相同的混合整数线性规划（MILP）方法，对微电网设备进行了实时控制的能源管理系统优化；同时详细讨论了直流电压控制系统，并在硬件在环（HIL）平台上进行了多种平衡条件下的测试。本文旨在为那些大量使用直流电的行业的能源管理策略发展做出贡献...

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