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带热泵和电池储能系统的住宅光伏系统容量配置及并网优化研究

DOI：10.1109/TEC.2019.2892396 期刊：IEEE Transactions on Energy Conversion 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:22:29
摘要： 未来，德国光伏（PV）并网报酬可能大幅下降，小型光伏系统是否仍具经济吸引力引发关注。然而，电池储能系统（BSSs）与热泵（HPs）的跨领域耦合为提高光伏自用率和本地能源发电价值提供了可行方案，但会改变光伏并网的动态特性。为此，本研究提出优化模型，帮助相关利益方分析光伏系统不同灵活性选项、激励政策与并网之间的相互关系?；诎咐芯康姆椒筛咝拦琅浔窧SSs和HPs的未来光伏系统、此类分布式电-热-储系统对并网的影响，以及跨领域耦合的合理激励设置。分析表明，这类调峰技术对避免光伏系统配置不足至关重要。电池储能系统仅对采用非灵活型热泵有利——从并网角度看这并非优选方案。峰值电价和光伏并网限额等运营激励措施，有助于以支持电网的方式促进光伏并网并利用新型灵活性资源。而依赖光伏自用率的市场化运营模式对此类系统收益提升有限。
作者： Jan von Appen，Martin Braun
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

分析光伏系统不同灵活性选项（如电池储能系统和热泵）、激励机制与电网接入之间的相互依存关系，使利益相关方能够评估未来光伏系统及其对电网接入和激励政策制定的影响。

研究成果

未来的住宅光伏系统需要采用电池储能系统（BSSs）和热泵（HPs）等技术来避免容量配置不足并充分利用屋顶潜力。电池储能系统有利于不灵活的热泵运行，但对电网接入并不理想。通过峰时电价和上网限制等运营激励措施，可以促进支持电网的运行模式。由于系统高度依赖自发自用，市场化运行的收益有限。需要通过政策和配电网运营商（DNO）调整来鼓励投资并改善电网整合。

研究不足

该模型假设家庭已安装供暖系统（热泵+电加热器+热水系统），并聚焦于具有特定监管框架的德国背景。其未考虑参与控制备用市场或其他超出自发自用范畴的价值流。模拟基于历史数据与预测，可能无法涵盖所有未来不确定性。

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