घरگاہ کی توانائی کارکردگی کے انتظام کا مطالعہ موزیع شدہ فوٹو وولٹک پلانٹس اور ESS کے بنیاد پر
1 ZigBee - مبنی سمارٹ ہوم سسٹم
کمپیوٹر ٹیکنالوجی اور معلومات کے کنٹرول ٹیکنالوجی کے مسلسل ترقی کے ساتھ، ذہین گھروں نے تیزی سے ترقی کی ہے۔ سمارٹ ہوم صرف روایتی رہائشی فنکشن کو برقرار رکھتے ہیں بلکہ یہ صارفین کو گھر کے آلات کو آسانی سے منظم کرنے کی اجازت بھی دیتے ہیں۔ غیر موجودگی میں بھی صارفین داخلی حالت کو دور سے مونٹر کر سکتے ہیں، جس سے گھر کی توانائی کا کارآمد مینجمنٹ ہوتا ہے اور زندگی کی کوالٹی میں قابل ذکر بہتری ہوتی ہے۔
اس پیپر میں ایک ZigBee - مبنی سمارٹ ہوم سسٹم کا ڈیزائن کیا گیا ہے، جس میں تین حصے شامل ہیں: گھر کا نیٹ ورک، گھر کا سرور، اور موبائل ٹرمینل۔ یہ سسٹم سادہ، کارآمد، اور بہت متحرک ہے، جس کی ساخت شکل 1 میں دکھائی گئی ہے۔
1 ZigBee - مبنی سمارٹ ہوم آرکیٹیکچر
1.1 گھر کا نیٹ ورک
گھر کا نیٹ ورک کے طور پر بنیادی بنیاد، کنٹرول کرنے والے لوڈ کو نوڈ کے طور پر جوڑتے ہیں تاکہ اندر کی معلومات کے منتقلی اور ملٹی - توانائی کے مینجمنٹ کے لئے۔ وائرڈ (ZigBee) کے مقابلے میں وائرڈ حل کو منتخب کرنا مفاہمت، قابل اعتمادی، اور متحرکی کو بڑھاتا ہے۔ ZigBee، IEEE 802.15.4 پر بنیاد رکھتا ہے، کم قیمت، طاقت، اور پیچیدگی کے ساتھ بالکل سیکیورٹی فراہم کرتا ہے۔ اس کی معقول قیمت والی چپس سسٹم کے ہارڈوئیر کی لاگت کو کم کرتی ہیں۔ نیٹ ورک میں شامل ہے:
1.2 گھر کا سرور
سرور سسٹم کا "ڈیٹا - کنٹرول کور" کا کام کرتا ہے، جس میں شامل ہے:
1.3 موبائل ٹرمینل
Android - مبنی (Eclipse + Java)، ٹرمینل کو اجازت دیتے ہیں:
2 گھر کی توانائی کی کارآمدی کا مینجمنٹ ڈیزائن
2.1 سسٹم کی ساخت اور منطق
"سمارٹ ہوم + PV + توانائی کا ذخیرہ" کو یکجا کرتے ہوئے، سسٹم کارآمدی کے کلیدی خیالات کو سرور میں شامل کرتا ہے، جس سے ایک "جمع کرنا → ماڈل → بہتر بنانا" کا لوپ تشکیل دیتا ہے:
2.2 کلیدی کمپوننٹس اور تعاون
کلیدی کمپوننٹس (PV آرریز، بیٹریز، انورٹرز، سرور، لوڈ) کا کام یوں کرتا ہے:
2.3 لوڈ کی کلاسیفیکیشن اور سیڈولنگ
لوڈ کو تین قسم کا تقسیم کیا گیا ہے تاکہ استعمال کے وقت کی قیمت کے مطابق سیڈولنگ کیا جا سکے:
سرور شیفتیبل لوڈز کو سمارٹ سوکٹس کے ذریعے کنٹرول کرتا ہے، پیکس کو کم کرتا ہے / ویلیز کو بھر کرتا ہے تاکہ قیمت کو کم کرے اور گرڈ کو استحکام فراہم کرے۔
3 گھر کی توانائی کی کارآمدی کا ریاضیاتی ماڈل اور کنٹرول کا خیال
3.1 گھر کی توانائی کی کارآمدی کا ریاضیاتی ماڈل
گھر کی توانائی کی کارآمدی کو حاصل کرنے کے لئے، کل بجلی کی قیمت کا ریاضیاتی ماڈل بنانا ضروری ہے۔ اس پیپر میں "روزانہ" کنٹرول کا سائیکل استعمال کیا گیا ہے، 24 گھنٹے کو n مساوی وقت کے وقفے میں تقسیم کیا گیا ہے۔ مسلسل مسائل کو ڈسکریٹائز کرتے ہوئے (n کافی بڑا ہو تو، ہر وقفہ ایک "مائیکرو - عنصر" کے قریب پہنچ جاتا ہے، اور متغیرات کو وقفہ کے اندر دائمی سمجھا جا سکتا ہے)۔t-ویں وقفہ میں، گھر کی لوڈ کی طاقت، فوٹوولٹائک پیداوار کی طاقت، بیٹری کی چارجننگ / ڈیچارجننگ کی طاقت، اور گرڈ کے تفاعل کی طاقت کے متبادل کے پر مبنی سسٹم کی طاقت کی مساوات کو نکالا گیا ہے:
t-ویں وقت کے وقفہ کے اندر، طاقت کے متغیرات کو یوں تعریف کیا گیا ہے:
گھر کا PV سسٹم ""خود استعمال + زائد بجلی کا گرڈ فیڈنگ" کے متن کے تحت کام کرتا ہے، جہاں زائد بجلی گرڈ فیڈنگ کی آمدنی کو پیدا کرتی ہے اور PV پیداوار کے لئے سبسڈیز کی قابلیت رکھتی ہے۔ وقت کے مطابق قیمت (زیادہ پیک ریٹس، کم آف پیک ریٹس) کو دیکھتے ہوئے، کل بجلی کی قیمت کو یوں کیلکولیٹ کیا جاتا ہے:کل کوسٹ=گرڈ پرچیز کوسٹ−گرڈ - فیڈنگ آمدنی−PV سبسڈیز
روزانہ کے سائیکل کو n وقفے میں ڈسکریٹائز کرتے ہوئے، کل کوسٹ کا ماڈل وقفہ کے خاص کوسٹ کے جمع کے طور پر مزید ڈیکمپوز کیا جا سکتا ہے، جس سے متحرک قیمت کے سناریو کو صحیح طور پر مطابقت دی جا سکتی ہے۔
فرمول میں: C گھر کی روزانہ کل بجلی کی قیمت کو ظاہر کرتا ہے؛ fPV فوٹوولٹائک بجلی کی پیداوار کی سبسڈی کی یکائی قیمت ہے؛ 24/n ایک وقت کے وقفے کا مدت ہے۔
فرمول (2) میں ft کا اظہار ہے
فرمول میں: ftCt-ویں وقت کے دوران صارف کے لئے بجلی کی قیمت ہے، جس کو مختلف وقت کے دوران پیک ٹائم بجلی کی قیمت اور آف پیک بجلی کی قیمت میں تقسیم کیا جاتا ہے؛ fR گرڈ میں فیڈ کی گئی زائد بجلی کی قیمت ہے۔ fCt, fR اور fPV روز کے کسی بھی وقت کے لئے معروف ہیں۔ گھر کی کل لوڈ کی طاقت PAt t-ویں وقت کے دوران تمام شیفتیبل لوڈز اور دیگر لوڈز کی طاقت کے مجموعے کے برابر ہوتی ہے۔
فرمول میں: PL,i i-ویں شیفتیبل لوڈ کی آپریشنل طاقت ہے؛ TL,i i-ویں شیفتیبل لوڈ کا شروع ہونے والا وقت ہے؛ Δ ti i-ویں شیفتیبل لوڈ کا آپریشنل مدت ہے؛ [tis, tie] i-ویں شیفتیبل لوڈ کا شروع ہونے والا وقت کا رینج ہے۔ PL,i, Δ ti, tis اور tie سب ڈیفائنڈ ہیں۔
دیگر لوڈز کی برقی طاقت Pelse,jt معروف ہے، جبکہ شیفتیبل لوڈز کی برقی طاقت مختلف شروع ہونے والے وقت کے مطابق تبدیل ہوتی ہے، اور TL,i ایک غیر متعین ہے۔ TL,i مختلف ہونے پر، گھر کی کل لوڈ کی طاقت PAt متعلقہ طور پر تبدیل ہوتی ہے، جس سے گھر کی کل بجلی کی قیمت C تبدیل ہوتی ہے۔
3.2 کنٹرول کا خیال
گھر کی توانائی کی کارآمدی کا مینجمنٹ کا بنیادی مقصد معاشی فائدے کو زیادہ کرنا ہے، جسے خصوصی طور پر "گھر کی کل بجلی کی قیمت C کو کم کرنے کے لئے ایک آبجیکٹیو فنکشن بنانے کے طور پر ترجمہ کیا جا سکتا ہے۔"
شیفتیبل لوڈ کے ماڈل کے مطابق اور وقت کے مطابق قیمت کے مکینزم کے ساتھ مل کر، شیفتیبل لوڈز کے شروع ہ
