基于光伏建筑一体化的电池-热泵储能系统性能及运行策略优化研究

代兰花; 李桢伟; 东明; 霍嘉靖; 顾偲雯; 蒋晓燕; 杨赫

doi:10.14135/j.cnki.1006-3080.20240828001

华东理工大学学报（自然科学版） ›› 2025, Vol. 51 ›› Issue (03) : 400 -410. DOI: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20240828001

基于光伏建筑一体化的电池-热泵储能系统性能及运行策略优化研究

代兰花, 李桢伟, 东明, 霍嘉靖, 顾偲雯, 蒋晓燕, 杨赫

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摘要

设计了一套基于光伏建筑一体化（Building Integrated Photovoltaics,BIPV）的电池-热泵储能系统，通过蓄电池和热泵系统对房间进行预热或预冷，从而实现电储能和冷/热储能。该系统通过结合光伏建筑一体化、蓄电池和空气源热泵，实现了能源的综合利用，它可以通过电能和热能的相互转化，改善太阳能发电与负荷的匹配度从而减少系统运行成本。根据储能方式不同，模拟了4种系统的全年运行性能，对比分析发现：同时配置电储能和冷/热储能最具经济性，每年可节省EUR 379的运行费用。为了获取系统的最优控制参数，本文结合分时电价并使用多种算法对系统进行控制策略优化，以年运行费用最小为目标函数，选取包括预热时间、预热温度、预冷时间、预冷温度、制热季电池谷价充电剩余电量（States of Charge,SOC）、制冷季电池谷价充电SOC等6个参数进行优化，优化后运行费用可降低14.6%～27.6%。