Intelligent quvib-solar hibrid tizimi Fuzzy-PID boshqaruv bilan batareya boshqaruvini va MPPT-ni oshirish uchun

2yrs + staff 1000+m² US$300,000,000+ China

Yezdan

Bu taklif, qat'iy idora etish texnikasiga asoslangan shamol-kuva yig'ilish tizimini taqdim etadi, bu esa uzoq masofadagi joylar va maxsus qo'llanma holatlari uchun energiya talablarini samarali va ekonomik ravishda hal qilishga qaratilgan. Tizimning asosi ATmega16 mikroprotsessori markazidagi aqliy idora etish tizimi bo'lib, bu tizim hem shamol, hem kuva energiyasi uchun Maksimal quvvat nuqtasini kuzatish (MPPT) amalga oshiradi va PID va fuzzy idoraviylarni birlashtirgan optimallashtirilgan algoritmni ishlatib, asosiy komponent - batareya - uchun aniq va samarali zaryad/bo'shatishni boshqaradi. Natijada, bu umumiy quvvat yig'ilish samaradorligini nihoyatda oshiradi, batareya omillarini uzaytiradi va ta'minot ishonchli va murakkab emasligini ta'minlaydi.

I. Loyiha orzusi va ahamiyati

Energetika konteksti: Jahonda, an'anaviy neft-gaz maydonlari o'zaro to'xta olmoqda, bu esa energetik xavfsizlik va davriy rivojlanishga juda qiyin muammolarni yaratadi. Shamol va kuva kabi toza, yangilanadigan yangi energiya manbalari intensiv tarzda rivojlanishi va foydalanishidan o'tkazish hozirda mavjud energetika va mohiyat muammolarni hal qilish uchun strategik nazorat bo'lib hisoblanmoqda.
Tizim qiymati: Shamol-kuva yig'ilish tizimi, shamol va kuva energiyasi o'rtasidagi tabiiy komplementariy xususiyatlarni (masalan, kun paytidagi kuchli quyosh nuri, tunda kuchli shamollar) to'la foydalanish orqali, bir manbadan quvvat yig'ilishining noqulayligini yengilaydi. Bu tashkil etilgan, past operatsion narxli mustaqil ta'minot yechimi, elektrifikatsiyaga ega yoki zayif elektrifikatsiyaga ega uzoq masofadagi joylardagi yashash sharoitlari, aloqa bazastalari va ob-havo monitoring stansiyalariga energiya ta'minot muammolarini samarali hal qiladi.
Asosiy komponentlar ahamiyati: Batareya, tizimning energiya saqlash birligi sifatida, shamol yoki quyosh yo'q paytlarda yukka davom etish uchun muntazam ta'minotni ta'minlash uchun muhimdir. Uning narxi butun quvvat yig'ilish tizimining katta bahosini tashkil etadi. Shuning uchun, batareya zaryad samaradorligini oshirish va uning zaryad/bo'shatish strategiyalarini optimallashtirish, omillarini uzaytirish, tizimning jami omillarini pasaytirish va ishlab chiqish ishonchini oshirish uchun muhimdir.

II. Umumiy tizim dizayni

Tizim asosiy maqsadlari:

Energiya tezkorlashtirish optimallashtirish: Shamol turbinasi va fotovoltaik panellar tomonidan yaratilgan elektrik energiyasini maksimal samaradorlik uchun optimal idora etish, bu esa Tabiiy resurslarni to'liq foydalanish uchun Maksimal quvvat nuqtasini kuzatish (MPPT) ni amalga oshiradi.
Energiya saqlash tizimi boshqaruv: Batareya zaryad va bo'shatish jarayonini aqliy ravishda boshqarish, o'rnating va o'rnating, batareyani samarali himoya qilish va uning zaryad samaradorligini va omillarini nihoyatda oshirish.

Tizim apparat arxitekturasi:

Tizim 3 ta asosiy funktsional moduldan iborat, bu modullar markaziy idora etish CPU tomonidan boshqariladi va to'liq aqliy idora etish tizimini tashkil etadi.

Modul nomi	Asosiy funksiya tavsifi
Markaziy idora etish moduli	Tizim idora etish markazi sifatida, ATmega16 mikroprotsessoridan foydalanadi. Tekshirish modulidan ma'lumotni qabul qilish, idora etish algoritmlarini ishga tushirish va PWM modulida idora etish buyruqlarini chiqarish uchun javobgar.
Tekshirish moduli	Shamol turbinasi chiqaradigan voltaj, PV panel chiqaradigan voltaj (zaryad shartlari bajarilganini aniqlash uchun), batareya terminal voltaji/taxminiy kapasiteti va yuk tokini haqiqiy vaqt bilan tekshirish.
Chiqish idora etish moduli	Markaziy idora etish modulidan kelgan buyruqlarga asosan aniq zaryad/bo'shatish tok/voltajni moslash. Quvvat MOSFET ning duty cycle ni o'zgartirish orqali energiya yo'nalishini aniq boshqarish.

III. Asosiy idora etish texnikasi: Aqliy batareya boshqaruv

Batareya tanlovi va asoslari:

Turi: Bu yechim texnik jihatdan yaxshi ishlab chiqilgan va past narxli xizmatsiz kurilmali svinets-kislot batareyalardan foydalanadi, bu esa kichik hajmdagi shamol-kuva yig'ilish tizimlari uchun qulay.
Ishlash printsipi: Batareya zaryad va bo'shatish asosan elektrik energiyani kimyoviy energiyaga va aksincha o'zgartirish jarayonidir. Ammo, elektrod poliarizatsiyasi kabi jarayonlar sababli, energiya o'zgarish samaradorligi 100% ga yetib bo'lmaydi.

Idora etish muammolari va optimallashtirish strategiyasi:

An'anaviy idora etishning kamchiliklari: Klassik PID idora etish usullari nazorat ob'ektining (batareya) aniq matematik modeliga katta darajada bog'liq. Batareya bu nonlineer, vaqt oralig'ida o'zgaruvchi tizimdir, uning parametrlari (ichki qarshilik, elektrolit sur'ati va boshqalar) mohiyat temperaturasi va foydalanish holati bilan dinamik ravishda o'zgaradi, bu esa aniq model tuzishga qiyinchilik yaratadi. Bu esa an'anaviy PID parametrlarini sozlash, yaxshi adaptivlik va zavval idora etish samaradorligi muammolarga olib kelaydi.
Qo'llangan eng yaxshi idora etish usuli: Bu yechim Fuzzy-PID kompozit idora etish strategiyasidan foydalanadi, ikkalasining afzalliklarini birlashtiradi:

Fuzzy idora etishning afzalligi: Nazorat ob'ektining aniq matematik modeliga ehtiyoj yo'q, aniq emas kirish ma'lumotini ishlash, batareya parametrlari o'zgarishiga qarab yaxshi adaptivlik va mutaxassislarning bilimini qo'llash imkoniyati.
PID idora etishning afzalligi: Tizim farqi kichik bo'lganda, yuqori aniqlik, nol doimiy xato idora etishni amalga oshirish.

Idora etish moduli ishlash jarayoni: Tizim batareya belgilangan voltaj va uni haqiqiy voltaj orasidagi farq e(t) ni doimiy tekshiradi. Agar farq e(t) katta bo'lsa, tez javob uchun fuzzy idora etish boshqaradi. Agar e(t) belgilangan chegarada kamayib borasa, aniq sozlantirish uchun PID idora etishga yumshoq o'tish. Natijada, chiqish signal u(t) ni o'zgartirish orqali MOSFET ning duty cycle ni boshqarish, zaryad tokini dinamik ravishda optimallashtirish amalga oshiriladi.

IV. Yechim natijasi va oldindagilar

Idora etish samaradorligi: Bu yechimda ishlab chiqilgan shamol-kuva yig'ilish tizimining idora etish tizimi, komplementariy aqliy Fuzzy-PID idora etish algoritmi orqali batareya zaryad/bo'shatishni boshqarishni muvaffaqiyatli amalga oshiradi. Bu, batareyani yaxshi himoya qilish va uning omillarini uzaytirish, MPPT orqali shamol va kuva energiyasini tezkorlashtirish samaradorligini oshirish, ya'ni butun quvvat yig'ilish tizimining umumiy samaradorligini oshirish.
Tajriba tekshirish: Tajribaviy natijalar, idora etish tizimining to'g'ri va amalda ishlov berishini, xavfsiz va ishonchli ishga tushishini, yaxshi dinamik javob berish samaradorligi va doimiy aniqlikni ko'rsatadi.
Qo'llanish oldindagilari: Aqliy batareya boshqaruv texnikasiga asoslangan bu integratsiya qilingan shamol-kuva yig'ilish yechimi, tarmoqni qoplamagan uzoq masofadagi joylar, orollar, cho'lmalar va aloqa bazastalari kabi holatlarga maxsus mos keladi. U ekonomik va ijtimoiy foyda olib keladi va keng qo'llanish oldindagilari bor.

10/16/2025

Tavsiya etilgan

Ko'proq