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Design of a Cost Effective Battery-Supercapacitor Hybrid Energy Storage System For Hourly Dispatching Solar PV Power

机译：用于太阳能光伏发电按时分配的具有成本效益的电池-超级电容器混合储能系统的设计

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摘要

This study aims to develop a low cost energy storage system for hourly dispatching solar photovoltaic (PV) power for 1MW grid connected PV array. To fulfill this objective, the optimum (most economical) scaling of a battery and supercapacitor (SC) hybrid storage is developed based on the time constant of a low pass filter (LPF) that is used to allocate the power between a battery and SC. Based on the battery state of charge (SOC), rule based algorithms are developed to estimate the perfect grid reference power for each one-hour dispatching period. Another rule-based algorithm is implemented to keep the battery SOC within a certain limit that helps to increase the battery lifetime. An economic comparison of different kinds of battery and SC combination in hybrid energy storage system (HESS) is presented in this research. This study also considers the relationship between the actual PV cell temperature and the ambient temperature and presents their effects on energy storage price calculations. This study uses actual solar data of four different days recorded at Oak Ridge National Laboratory (ORNL) in MATLAB/Simulink environment simulations to get the better picture about annual energy storage cost for hourly dispatching solar power. According to the results, the HESS combination of li-ion battery and SC, outperforms a battery only or lead acid and SC combination in HESS operation regardless of temperature framework.
机译：这项研究旨在开发一种低成本的储能系统，该系统每小时可为1MW并网光伏阵列分配太阳能光伏（PV）功率。为了实现此目标，基于用于在电池和SC之间分配功率的低通滤波器（LPF）的时间常数，开发了电池和超级电容器（SC）混合存储的最佳（最经济）缩放比例。基于电池充电状态（SOC），开发了基于规则的算法，以估算每个一小时的调度时段的理想电网参考功率。实施了另一种基于规则的算法，以将电池SOC保持在一定范围内，这有助于延长电池寿命。本研究提出了混合动力储能系统（HESS）中不同类型的电池和SC组合的经济比较。这项研究还考虑了光伏电池实际温度与环境温度之间的关系，并提出了它们对储能价格计算的影响。这项研究使用了在橡树岭国家实验室（ORNL）在MATLAB / Simulink环境模拟中记录的四个不同日期的实际太阳能数据，以更好地了解每小时分配太阳能的年度储能成本。根据结果​​，无论温度范围如何，锂离子电池和SC的HESS组合都优于仅电池，或者在HESS操作中优于铅酸和SC的组合。

著录项

  • 作者

    Singha Roy, Pranoy Kumar.;

  • 作者单位

    Western Carolina University.;

  • 授予单位 Western Carolina University.;
  • 学科 Electrical engineering.;Engineering.
  • 学位 M.S.
  • 年度 2018
  • 页码 58 p.
  • 总页数 58
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类
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