Córas Ilghnéitheach Gaoth-Grian le Rialú Fuzzy-PID chun Bainistíocht Batára a Fheabhsú agus MPPT
Achoimre
Tá sé i gceist leis an bproifil seo ceadúnas gineadh fóirne bhuatais-solais a thabhairt chun cinn bunaithe ar theicnící rialú casta, agus is é an aidhm aige freastal go héifeachtach agus inmharthana ar riachtanais fóirne sna réimsí díreacha agus i scéimeanna úsáide speisialta. Tá an croílár an chéadúnais sa rialúchán intleachtúil atá lonnaithe ar micriphróiseála ATmega16. Rialaíonn an córas seo Maximum Power Point Tracking (MPPT) do bhuaiteas agus solas, agus úsáideann algaritm casta a mheascann PID agus rialú íomháin chun rianú/dífhostú a rinneadh ar an gcomhcheilg - an bataire - a bhainistiú go cruinn agus go hionraice. Mar thoradh air sin, cuireann sé isteach go mór ar ollmhór na ndearcmhír fóirne, forlengí sé maolbhliain an bataire, agus déanann sé cinnte go mbaineann sé le héifeachtacht agus inmharthanas.
I. Cúlra an Tionscadail agus tábhacht
- Cúlra Fóirne: Ar fud an domhain, tá na fuilíochtaí traidisiúnta níos mó ag teip, ag cur dúshlán mór ar shábháilteacht fóirne agus forbairt inmharthana. Tá forbarthú agus úsáid fóirne glan, athnuachánta cosúil le bhuaiteas agus solas tar éis teacht chun cinn mar phríomhprioracht chun na fadhbanna fóirne agus comhshaoil reatha a réiteach.
- Lúibín an Chéadúnais: Léiríonn an córas buaiteas-solas an tairbhe a bhaint as na carachtar coimeádacha nádúrtha atá ag bhuaiteas agus solas ó thaobh ama agus logainmeachta de (mar shampla, solas láidir le linn an lae, agus féidear bhuaiteas níos láidre san oidhche), ag iarraidh an neamhdhámhsa a dhéanamh ar fóirne a bhfuil siad ag eileamh ar ábhar amháin. Is é an t-iarracht seo réiteach fóirne neamhspleách a bhfuil struchtúr iondúil agus costas íoctha íseal, ag réiteach na fadhbanna fóirne don chónraíocht, stáisiúin bunaíochta cumarsáide, agus stáisiúin monitóireachta aeráide sna réimsí díreacha nach bhfuil acu nó nach bhfuil acu go leor fóirne.
- Tábhacht na gComhcheilg Príomha: Tá an bataire, a bhfuil sé ina aonad stórála fóirne don chóras, tábhachtach chun fóirne leanúnach a chinntiú don loada le linn an am a níl bhuaiteas ná solas ann. Tá a chostas ina chuid suntasach den chóras gineadh fóirne iomlán. Mar sin, is é an spiorad a dhéanann sé níos éifeachtaí an rianú bataire agus an rianú/dífhostú a bhainistiú chun a mhaoilbhliain a fhás, agus is é an spiorad a dhéanann sé laghdú ar chostas an tsúraithe agus a dhéanann sé níos cruinne agus níos éifeachtaí.
II. Deseáin Iomlán an Chórais
- Príomhaidhmeanna an Chórais:
- Riordúchán Fóirne: Déan rialú uasta chun éifeachtacht uasta a bhaint as an fóirne a ghineann an tuileoirlíne agus na painéil fotovoltaice, ag cur i bhfeidhm Maximum Power Point Tracking (MPPT) chun cabhrú leis an t-airgead nádúrtha a úsáid go lán.
- Bhainistiú Córais Stórála Fóirne: Rianú agus difhostú an bataire go hinmharthan, ag cosaint in aghaidh an rianú agus an difhostú breise, ag cosaint ar an bataire go cruinn, agus ag fás go mór ar éifeachtacht rianaithe agus maolbhliain an bataire.
- Eagarú Córais Hardwair:
Tá an córas bunaithe ar trí modúl feidhmiúcháin príomha, ag obair le chéile faoi stiúir CPU rialúcháin príomha chun córas rialúcháin intleachtúil iomlán a chruthú.
|
Ainm an Mhodúil |
Suíomh Core Function Description |
|
Modúl Rialúcháin Príomha |
Mar ionad rialúcháin an chórais, ag úsáid micriphróiseála ATmega16. Freastalaíonn sé ar data ón módúl deimhnithe, ag rith algaritmí rialúcháin, agus ag seoltas ordú rialúcháin trí a módúl PWM. |
|
Módúl Deimhnithe |
Monatóireann paraiméad príomha go rialta, lena n-áirítear voltas tuileoirlíne, voltas output painéil PV (a úsáidtear chun aimsiú má tá coinníollacha rianaithe sásúil), voltas teirm bataire/meastachán capacitie, agus currant load. |
|
Modúl Rialúcháin Output |
Feidhmeoidh sé rialú ar cheart chun currant/voltas rianú/dífhostú a dhéanamh de réir ordú ón módúl rialúcháin príomha. Rialaíonn sé treo an fóirne go cruinn trí athrú ar chroítheacht MOSFET fóirne. |
III. Teicnící Rialúcháin Príomha: Bhainistiú Bataire Intleachtúil
- Roghnaíocht Bataire agus Bunús:
- Cineál: Tá an rogha seo bunaithe ar batairí lead-acid gan-mhiontráil, a bhfuil siad casta agus íseal-chostas, oiriúnach do chórais buaiteas-solas iomaíoch beaga.
- Prionsabal Oibre: Is iad próiseas rianú/dífhostú an bataire ná próiseas a dhéanann siad idirghníomhaíocht idir fóirne agus anacúin chemicaíl. Ach, de bharr gnéithe mar pholarú electrode, ní féidir leis an gcórais éifeachtacht 100% a bhaint amach.
- Dúshláin Rialúcháin agus Beartas Óptaim:
- An-chuid Dúshláin Controlla Tradiúnta: Is é an modh rialúcháin PID clasaiceach a díoltaíonn go mór ar mhódel matamaiticiúil cruinn den rud a bhfuil sé ag rialú (an bataire). Tá an bataire ina chórais neamhlíneach, ag athrú leis an am, agus a bhfuil a chuid paraiméad (resistance intirn, tiogaireachta electrolyte, etc.) ag athrú go dinimiciúil le témpairíomh an timpeallachta agus stádas úsáide, ag déanamh an-dúshlán chun a mhothú an modh rialúcháin PID traidisiúnta, agus an-tuariscíocht a bhfuil íseal.
- Úsáid Modh Rialúcháin Casta: Tá an rogha seo ag úsáid straitéis rialúcháin compóiste Fuzzy-PID, ag meascnú na tairbhe dá dhuine:
- Tairbhe Rialúcháin Fuzzy: Níl an ghearr éilimh a bheith ag mhothú ar mhódel matamaiticiúil cruinn den rud a bhfuil sé ag rialú, agus is féidir leis an gcórais a bheith in ann a dhéanamh dearcadh imfhoirfeachtaí, agus a bheith in ann a chur i bhfeidhm eolais saineolais.
- Tairbhe Rialúcháin PID: Is féidir leis an gcórais a bheith in ann a dhéanamh dearcadh uasta, gan-earma error steady-state nuair atá an scannán an chórais beag.
- Modh Oibre an Rialúcháin: Tá an gcórais ag faireacháil go leanúnach ar an difríocht e(t) idir an voltas set bataire agus an voltas fíor. Nuair atá an difríocht e(t) mór, tá an rialúcháin fuzzy ag críocadh chun a dhéanamh freagra tapa. Nuair atá e(t) ag éirí isteach i roinnt raon, tá sé ag aistriú go sothu go rialúcháin PID chun a dhéanamh fine-tuning. Sa deireadh, tá an signal output u(t) ag a dhéanamh a chur i bhfeidhm chun a dhéanamh a chur i bhfeidhm ar chroítheacht MOSFET, ag cur i bhfeidhm a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanam......
Achoimre
Tá sé i gceist leis an bproifil seo ceadúnas gineadh fóirne bhuatais-solais a thabhairt chun cinn bunaithe ar theicnící rialú casta, agus is é an aidhm aige freastal go héifeachtach agus inmharthana ar riachtanais fóirne sna réimsí díreacha agus i scéimeanna úsáide speisialta. Tá an croílár an chéadúnais sa rialúchán intleachtúil atá lonnaithe ar micriphróiseála ATmega16. Rialaíonn an córas seo Maximum Power Point Tracking (MPPT) do bhuaiteas agus solas, agus úsáideann algaritm casta a mheascann PID agus rialú íomháin chun rianú/dífhostú a rinneadh ar an gcomhcheilg - an bataire - a bhainistiú go cruinn agus go hionraice. Mar thoradh air sin, cuireann sé isteach go mór ar ollmhór na ndearcmhír fóirne, forlengí sé maolbhliain an bataire, agus déanann sé cinnte go mbaineann sé le héifeachtacht agus inmharthanas.
I. Cúlra an Tionscadail agus tábhacht
- Cúlra Fóirne: Ar fud an domhain, tá na fuilíochtaí traidisiúnta níos mó ag teip, ag cur dúshlán mór ar shábháilteacht fóirne agus forbairt inmharthana. Tá forbarthú agus úsáid fóirne glan, athnuachánta cosúil le bhuaiteas agus solas tar éis teacht chun cinn mar phríomhprioracht chun na fadhbanna fóirne agus comhshaoil reatha a réiteach.
- Lúibín an Chéadúnais: Léiríonn an córas buaiteas-solas an tairbhe a bhaint as na carachtar coimeádacha nádúrtha atá ag bhuaiteas agus solas ó thaobh ama agus logainmeachta de (mar shampla, solas láidir le linn an lae, agus féidear bhuaiteas níos láidre san oidhche), ag iarraidh an neamhdhámhsa a dhéanamh ar fóirne a bhfuil siad ag eileamh ar ábhar amháin. Is é an t-iarracht seo réiteach fóirne neamhspleách a bhfuil struchtúr iondúil agus costas íoctha íseal, ag réiteach na fadhbanna fóirne don chónraíocht, stáisiúin bunaíochta cumarsáide, agus stáisiúin monitóireachta aeráide sna réimsí díreacha nach bhfuil acu nó nach bhfuil acu go leor fóirne.
- Tábhacht na gComhcheilg Príomha: Tá an bataire, a bhfuil sé ina aonad stórála fóirne don chóras, tábhachtach chun fóirne leanúnach a chinntiú don loada le linn an am a níl bhuaiteas ná solas ann. Tá a chostas ina chuid suntasach den chóras gineadh fóirne iomlán. Mar sin, is é an spiorad a dhéanann sé níos éifeachtaí an rianú bataire agus an rianú/dífhostú a bhainistiú chun a mhaoilbhliain a fhás, agus is é an spiorad a dhéanann sé laghdú ar chostas an tsúraithe agus a dhéanann sé níos cruinne agus níos éifeachtaí.
II. Deseáin Iomlán an Chórais
- Príomhaidhmeanna an Chórais:
- Riordúchán Fóirne: Déan rialú uasta chun éifeachtacht uasta a bhaint as an fóirne a ghineann an tuileoirlíne agus na painéil fotovoltaice, ag cur i bhfeidhm Maximum Power Point Tracking (MPPT) chun cabhrú leis an t-airgead nádúrtha a úsáid go lán.
- Bhainistiú Córais Stórála Fóirne: Rianú agus difhostú an bataire go hinmharthan, ag cosaint in aghaidh an rianú agus an difhostú breise, ag cosaint ar an bataire go cruinn, agus ag fás go mór ar éifeachtacht rianaithe agus maolbhliain an bataire.
- Eagarú Córais Hardwair:
Tá an córas bunaithe ar trí modúl feidhmiúcháin príomha, ag obair le chéile faoi stiúir CPU rialúcháin príomha chun córas rialúcháin intleachtúil iomlán a chruthú.
Ainm an Mhodúil
Suíomh Core Function Description
Modúl Rialúcháin Príomha
Mar ionad rialúcháin an chórais, ag úsáid micriphróiseála ATmega16. Freastalaíonn sé ar data ón módúl deimhnithe, ag rith algaritmí rialúcháin, agus ag seoltas ordú rialúcháin trí a módúl PWM.
Módúl Deimhnithe
Monatóireann paraiméad príomha go rialta, lena n-áirítear voltas tuileoirlíne, voltas output painéil PV (a úsáidtear chun aimsiú má tá coinníollacha rianaithe sásúil), voltas teirm bataire/meastachán capacitie, agus currant load.
Modúl Rialúcháin Output
Feidhmeoidh sé rialú ar cheart chun currant/voltas rianú/dífhostú a dhéanamh de réir ordú ón módúl rialúcháin príomha. Rialaíonn sé treo an fóirne go cruinn trí athrú ar chroítheacht MOSFET fóirne.
III. Teicnící Rialúcháin Príomha: Bhainistiú Bataire Intleachtúil
- Roghnaíocht Bataire agus Bunús:
- Cineál: Tá an rogha seo bunaithe ar batairí lead-acid gan-mhiontráil, a bhfuil siad casta agus íseal-chostas, oiriúnach do chórais buaiteas-solas iomaíoch beaga.
- Prionsabal Oibre: Is iad próiseas rianú/dífhostú an bataire ná próiseas a dhéanann siad idirghníomhaíocht idir fóirne agus anacúin chemicaíl. Ach, de bharr gnéithe mar pholarú electrode, ní féidir leis an gcórais éifeachtacht 100% a bhaint amach.
- Dúshláin Rialúcháin agus Beartas Óptaim:
- An-chuid Dúshláin Controlla Tradiúnta: Is é an modh rialúcháin PID clasaiceach a díoltaíonn go mór ar mhódel matamaiticiúil cruinn den rud a bhfuil sé ag rialú (an bataire). Tá an bataire ina chórais neamhlíneach, ag athrú leis an am, agus a bhfuil a chuid paraiméad (resistance intirn, tiogaireachta electrolyte, etc.) ag athrú go dinimiciúil le témpairíomh an timpeallachta agus stádas úsáide, ag déanamh an-dúshlán chun a mhothú an modh rialúcháin PID traidisiúnta, agus an-tuariscíocht a bhfuil íseal.
- Úsáid Modh Rialúcháin Casta: Tá an rogha seo ag úsáid straitéis rialúcháin compóiste Fuzzy-PID, ag meascnú na tairbhe dá dhuine:
- Tairbhe Rialúcháin Fuzzy: Níl an ghearr éilimh a bheith ag mhothú ar mhódel matamaiticiúil cruinn den rud a bhfuil sé ag rialú, agus is féidir leis an gcórais a bheith in ann a dhéanamh dearcadh imfhoirfeachtaí, agus a bheith in ann a chur i bhfeidhm eolais saineolais.
- Tairbhe Rialúcháin PID: Is féidir leis an gcórais a bheith in ann a dhéanamh dearcadh uasta, gan-earma error steady-state nuair atá an scannán an chórais beag.
- Modh Oibre an Rialúcháin: Tá an gcórais ag faireacháil go leanúnach ar an difríocht e(t) idir an voltas set bataire agus an voltas fíor. Nuair atá an difríocht e(t) mór, tá an rialúcháin fuzzy ag críocadh chun a dhéanamh freagra tapa. Nuair atá e(t) ag éirí isteach i roinnt raon, tá sé ag aistriú go sothu go rialúcháin PID chun a dhéanamh fine-tuning. Sa deireadh, tá an signal output u(t) ag a dhéanamh a chur i bhfeidhm chun a dhéanamh a chur i bhfeidhm ar chroítheacht MOSFET, ag cur i bhfeidhm a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanam......
IV. Achoimre ar an gCóras agus Tuarascáil
- Éifeachtacht Rialúcháin: Tá an córas rialúcháin buaiteas-solas a díoltar sa rogha seo tar éis a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dhéanamh a dh............
