研究目的
提出并论证一种基于直流的开放能源系统（OES）的可行性，该系统用于在本地社区房屋之间交换间歇性能源，提高太阳能替代率并减少交流电网消耗。
研究成果
该研究表明，基于直流电的开放能源系统（OES）在本地能源交换方面具有可行性和优势，能够提高太阳能替代率并减少交流电网的消耗。未来的研究应聚焦于优化电力传输，并探索更高层次的智能交换策略。
研究不足
该研究的局限性在于当前设置的同质性以及系统扩展的实际挑战，包括电阻损耗增加，以及维持母线电压稳定性和分布式控制的复杂性。
1：实验设计与方法选择：
本研究设计了一个基于直流的开放能源系统（OES），包含互联的直流纳米电网（含光伏板和电池），并扩展了双向直流-直流转换器和网络控制器以实现电力交换。
2：样本选择与数据来源：
使用了日本九州地区四户家庭的真实用电需求数据及模拟的太阳能发电数据。
3：实验设备与材料清单：
包括直流纳米电网、光伏板、电池、双向直流-直流转换器、网络控制器、直流断路器，以及直流负载、交流负载和直流电源等测试设备。
4：实验流程与操作步骤：
该过程包括搭建OES，通过直流母线和通信线路互联子系统，并实施分层控制方案以实现自主电力交换。
5：数据分析方法：
利用MATLAB/Simulink/SimScape进行物理仿真，评估能源交换策略的有效性，重点关注太阳能替代率和交流电网耗电量减少情况。
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dc nanogrid
Serves as the core element of each subsystem, including photovoltaic panels and batteries for energy storage and distribution.
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bidirectional dc–dc converter
Enables power exchange between houses over an external dc power bus.
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network controller
Communicates with the internal nanogrid controller and monitors and controls the dc–dc converter for power exchange.
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PV panel
Generates solar power for the dc nanogrid.
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battery
3.6 kWh (3 × 1.2 kWh) olivine Lithium-ion iron phosphate
Stores energy for the dc nanogrid.
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dc breaker
10 A dc
Disconnects the house from the others in the dc power bus line.
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ethernet LAN
Provides communication between network controllers based on Internet protocol (IP).
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