АВТОНОМНАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ С ЭКСТРЕМАЛЬНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ МОЩНОСТИ ПЕРВИЧНЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ : научное издание

Описание

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2016

Ключевые слова: автономная система электропитания, солнечная батарея, контроллер солнечной батареи, имитационная модель, аккумуляторная батарея, экстремальное регулирование, Autonomous power supply system, solar cell, Solar controller, simulation model, battery, Maximum Power Point Tracking

Аннотация: Разнородные и однородные источники энергии, обладающие различными характеристиками, повсеместно используются в автономных системах электропитания. В качестве источников энергии в наземных автономных системах электропитания в основном служат возобновляемые источники энергии, такие как солнечная, ветровая, геотермальная и гидроэнергиПоказать полностьюя. Комбинация разнородных источников энергии в составе автономной системы электропитания позволяет снизить зависимость требуемой генерируемой мощности от изменяющихся внешних условий. Согласование первичных источников энергии с различными характеристиками и условиями работы в рамках одной системы электропитания приводит к возникновению дополнительных сложностей, связанных с регулированием мощности источников, что и определяет актуальность рассматриваемых задач. Цель исследования: разработка способов объединения первичных источников энергии с различными характеристиками и условиями работы в единую автономную систему электропитания и алгоритмов управления контроллерами этих источников. Задачи: создание имитационной модели системы электропитания в среде MATLAB/Simulink; разработка и проверка алгоритма управления контроллерами первичных источников, обеспечивающего поддержание желаемого тока заряда аккумуляторной батареи системы электропитания; разработка и проверка алгоритмов управления контроллерами первичных источников, обеспечивающих отбор максимальной мощности от каждого из нескольких первичных источников, в том числе и с минимизацией времени поиска точки максимальной мощности. Методы исследования: имитационное моделирование системы электропитания с использованием языка Simulink, входящего в состав программного пакета MATLAB 7.9. Результаты. Разработана имитационная модель системы электропитания, включающая два источника энергии с различными характеристиками. При избытке мощности, генерируемой первичным источником энергии, контроллер источника энергии находится в режиме заряда аккумуляторной батареи заданным фиксированным током. При дефиците мощности первичного источника контроллер функционирует в режиме поиска экстремальной мощности. Структура системы электропитания позволяет управлять двумя источниками энергии независимо друг от друга. Таким образом, контроллеры источников энергии могут находиться в различных режимах работы, обеспечивая повышенную гибкость системы электропитания. Использование алгоритма управления на нечеткой логике увеличивает скорость поиска точки максимальной мощности, а также повышает точность работы алгоритма. Проведенные с использованием разработанной модели испытания подтвердили работоспособность алгоритмов управления контроллеров солнечной батареи во всех режимах работы. Подтверждена работоспособность алгоритма выбора режима работы контроллеров в различных условиях. Предложенные алгоритмы позволяют осуществлять эффективное регулирование мощности первичных источников энергии в зависимости от различных условий работы автономной системы электропитания.

Ссылки на полный текст

Издание

Журнал: Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов

Выпуск журнала: Т. 327, 12

Номера страниц: 35-44

ISSN журнала: 25001019

Место издания: Томск

Издатель: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"

Авторы

  • Донцов Олег Анатольевич (Институт космических и информационных технологий Сибирского федерального университета)
  • Иванчура Владимир Иванович (Институт космических и информационных технологий Сибирского федерального университета)
  • Краснобаев Юрий Вадимович (Институт космических и информационных технологий Сибирского федерального университета)
  • Пост Сергей Сергеевич (Институт космических и информационных технологий Сибирского федерального университета)

Вхождение в базы данных