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独立微电网中的最优能量管理：含光伏发电、短期储能与制氢系统

DOI：10.3390/en13061454 期刊：Energies 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 本文研究独立可再生能源系统的能量管理问题。该系统配置为包含光伏发电、铅酸电池（作为短期储能装置）、制氢设备及多个负载的微电网。所采用的能量管理策略具有多重目标：一方面通过最小化电池循环电量来降低相关损耗并缩减电池容量；另一方面利用长期盈余能源制取氢气并将其输出系统，供燃料电池混合动力汽车使用。该方案的关键在于实现能耗与需求的匹配，为此提出模型预测控制(MPC)策略。研究建立了太阳能估算、制氢过程及电池储能的精准模型，控制器还能对可延迟负载进行时序调整。最终实现了小容量电池支撑下的稳定高效供电。所提控制方案已在实际场景中验证有效。
作者： Andreu Cecilia，Javier Carroquino，Félix Barreras，Vicente Roda，Ramon Costa-Castelló
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

为解决由光伏发电、铅酸电池（作为短期储能系统）、制氢装置及多个负载构成的独立可再生能源微电网系统的能源管理问题，旨在最小化电池中的能量循环量，并通过制氢利用长期盈余能量。

研究成果

模型预测控制（MPC）的实施可减少储能需求、延长电池寿命，并降低系统的投资与运行成本。未来研究包括将所提出的模型预测控制应用于多个案例研究，以量化其在电池寿命、能源及系统成本方面获得的效益，以及对减少能源过剩的贡献。

研究不足

通过考虑采用鲁棒模型预测控制方案，可以更有效地处理参数不确定性和预测误差，从而进一步提升控制器的性能。

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