Моделювання енергетичних процесів в гібридній фотоелектричній системі з акумулятором для потреб локального об’єкту

Abstract

Мета роботи – підвищення ефективності гібридної фотоелектричної системи з акумуляторною батареєю для потреб локального об’єкту за рахунок удосконалення управління за прогнозом з імітаційним моделюванням енергетичних процесів в системі, розвиток принципів реалізації систем енергоменеджменту. Аналіз енергетичних процесів у електричних колах фотоелектричної системи з формалізацією принципів переналаштування управління та використанням комп’ютерного моделювання за архівними даними генерації фотоелектричної батареї для оцінювання ефективності енергоменеджменту. Розроблені структури блоків і загальна структура моделі енергетичних процесів в системі для добового циклу роботи з оцінкою витрат на електроенергію, що споживається з мережі. Формалізовані принципи управління режимами та енергоспоживання системи за даними прогнозу генерації фотоелектричної батареї. Удосконалено принципи завдання струму акумуляторної батареї згідно прогнозу генерації енергії фотоелектричної батареї, ступеню заряду акумуляторної батареї та ліміту потужності, що споживається з мережі. Це сприятиме більш повному використанню енергії фотоелектричної батареї та зменшенню споживання електроенергії з мережі. Удосконалено математичну модель акумуляторної батареї, що побудована за каталожними даними виробника. Обґрунтовано формалізацію енергетичних процесів в системі з використанням додаткових змінних, що забезпечують переналаштування роботи з регулюванням генерації фотоелектричної батареї або струму акумуляторної батареї та врахуванням ліміту потужності, що споживається з мережі. Отримані рішення є основою для проектування систем управління фотоелектричних систем для забезпечення потреб локальних об’єктів.

Цель работы – повышение эффективности гибридной фотоэлектрической системы с аккумуляторной батареей для нужд локального объекта за счет совершенствования управления по прогнозу с имитационным моделированием энергетических процессов в системе, развитие принципов реализации систем энергоменеджмента. Анализ энергетических процессов в электрических цепях фотоэлектрической системы с формализацией принципов перенастройки управления и использованием компьютерного моделирования по архивным данным генерации фотоэлектрической батареи для оценки эффективности энергоменеджмента. Разработаны структуры блоков и общая структура модели энергетических процессов в системе для суточного цикла работы с оценкой затрат на электроэнергию, потребляемую из сети. Формализованы принципы управления режимами и энергопотребление системы по данным прогноза генерации фотоэлектрической батареи. Усовершенствованы принципы задания тока аккумуляторной батареи согласно прогнозу генерации энергии фотоэлектрической батареи, степени заряда аккумуляторной батареи и лимита потребляемой мощности из сети. Это будет способствовать более полному использованию энергии фотоэлектрической батареи и уменьшению потребления электроэнергии из сети. Усовершенствовано математическую модель аккумуляторной батареи, которая построена по каталожным данным производителя. Обоснованно формализацию энергетических процессов в системе с использованием дополнительных переменных, обеспечивающих перенастройки работы с регулированием генерации фотоэлектрической батареи или тока аккумуляторной батареи и учетом лимита потребляемой мощности из сети. Полученные решения являются основой для проектирования систем управления фотоэлектрических систем для обеспечения потребностей локальных объектов.

Improving the efficiency of a hybrid photoelectric system with a rechargeable battery for the needs of the local object by improving the management of the forecast with simulation of energy processes in the system, development of principles for the implementation of energy management systems. Analysis of energy processes in the electrical circuits of the photoelectric system with the formalization of the principles of control reconfiguration and the use of computer modeling based on archival data of photoelectric battery generation to evaluate the efficiency of energy management. Block structures and the general structure of the model of energy processes in the system for the daily cycle of work with an estimation of the cost of electricity consumed from the grid have been developed. The principles of control modes and power consumption of the system according to the forecast of photoelectric battery generation were formalized. The principles of setting the battery current according to the forecast of photoelectric energy generation, the state of battery charge and the power limit consumed from the grid have been improved. It will help to make better use of the energy of the photoelectric battery and reduce the consumption of electricity from the grid. The mathematical model of the rechargeable battery, built on the manufacturer's catalog data has been improved. The formalization of energy processes in the system with the use of additional variables, which provide reconfiguration of work with regulation of photoelectric battery generation or battery current and taking into account the power limit consumed from the grid is substantiated. The obtained solutions are the basis for designing photoelectric control systems to meet the needs of local objects.