ఫజీ-PID నియంత్రణతో అధికారిక విన్డ్-సోలర్ హైబ్రిడ్ వ్యవస్థ బ్యాటరీ మేనేజ్మెంట్ మరియు MPPT కోసం

సారాంశం

ఈ ప్రతిపాదన అధికారిక నియంత్రణ టెక్నాలజీ ఆధారంగా వాతావరణ మరియు సౌర ఊర్జా ద్వంద్వ శక్తి ఉత్పత్తి వ్యవస్థను అందిస్తుంది, దూరంలోని ప్రాంతాల్లో మరియు ప్రత్యేక అనువర్తన పరిస్థితులలో శక్తి అవసరాలను క్షమాధికారం మరియు ఆర్థికంగా పరిష్కరించడానికి. వ్యవస్థ యొక్క ముఖ్యమైన భాగం ATmega16 మైక్రోప్రసెసర్ చుట్టూ కేంద్రీకృతమైన అంతర్జ్ఞాన నియంత్రణ వ్యవస్థ ఉంది. ఈ వ్యవస్థ వాతావరణ మరియు సౌర శక్తికి గరిష్ఠ శక్తి బిందు ట్రాకింగ్ (MPPT) అనుసరించుకుంటుంది మరియు పీఐడీ మరియు ఫజీ నియంత్రణ కలయిక ద్వారా ప్రాముఖ్యత వాలెన్ మరియు దక్కని ఆవర్తన నిర్వహణకు ఒక అప్టిమైజ్డ అల్గారిధం ఉపయోగిస్తుంది. ఈ విధంగా, ఇది మొత్తం శక్తి ఉత్పత్తి కార్యక్షమతను, బ్యాటరీ ఆయుష్కాలాన్ని పెంచుతుంది, మరియు శక్తి ప్రదాన విశ్వాసాన్ని మరియు ఆర్థిక దక్కనిని లో పెంచుతుంది.

ప్రాజెక్ట్ ప్రశ్నాలు మరియు ప్రాముఖ్యత

1. శక్తి సందర్భం: ప్రపంచవ్యాప్తంగా, పారంపరిక జరిపాల శక్తి ప్రయోజనం తగ్గుతుంది, శక్తి రక్షణ మరియు నిరంతర అభివృద్ధికి గాఢమైన సవాలు అందిస్తుంది. వాతావరణ మరియు సౌర శక్తి వంటి శుద్ధ, మళ్లీ ఉత్పత్తి చేయబడే కొత్త శక్తి వికాసం మరియు వినియోగం చేయడం ఇప్పుడైన శక్తి మరియు పర్యావరణ ప్రశ్నలను పరిష్కరించడానికి ఒక రాజకీయ ప్రాధాన్యత అయ్యింది.
2. వ్యవస్థ విలువ: వాతావరణ-సౌర ద్వంద్వ వ్యవస్థ వాతావరణ మరియు సౌర శక్తి యొక్క సహజ పూరక విశేషాలను (ఉదాహరణకు, రోజు మైదానంలో ప్రకాశం చాలా శక్తిమంతం, రాత్రిలో ప్రస్తుతం శక్తిమంతంగా వాతావరణం) మొత్తం ప్రయోజనం చేయడం ద్వారా, ఏకాంశం శక్తి ఉత్పత్తి అనియతత్వాన్ని దూరం చేస్తుంది. ఇది ఒక వినియోగపు సమర్థమైన, చాలా క్షమాధికారిక నిరంతర శక్తి ప్రదాన పరిష్కారం, ప్రభుత్వ లేని లేదా చాలా క్షమాధికారిక దూరంలోని ప్రాంతాల్లో రహిత జీవితం, సంప్రదార బేస్ స్టేషన్లు, మేటియోలజి నిరీక్షణ స్టేషన్లు వంటి సౌకర్యాలకు శక్తి ప్రదాన ప్రశ్నలను పరిష్కరిస్తుంది.
3. ముఖ్య ఘటకాల ప్రాముఖ్యత: బ్యాటరీ, వ్యవస్థ యొక్క శక్తి నిల్వ యూనిట్ గా పని చేస్తుంది, వాతావరణం లేదా సూర్య కాలంలో ప్రతిపన్నికి నిరంతర శక్తి ప్రదానం నిర్వహించడానికి ముఖ్యం. దాని ఖర్చు మొత్తం శక్తి ఉత్పత్తి వ్యవస్థ యొక్క చాలా భాగం. కాబట్టి, బ్యాటరీ చార్జింగ్ కార్యక్షమతను మెరుగుపరచడం మరియు దాని చార్జ్ / డిచార్జ్ నిర్వహణను మెరుగుపరచడం బ్యాటరీ సేవా ఆయుష్కాలాన్ని పెంచడం, వ్యవస్థ యొక్క జీవిత చక్రం ఖర్చును తగ్గించడం, మరియు చాలా క్షమాధికారిక నిర్వహణను మెరుగుపరచడం ముఖ్యం.

మొత్తం వ్యవస్థ రచన

1. వ్యవస్థ ముఖ్య లక్ష్యాలు:
• శక్తి క్యాప్చర్ అప్టిమైజేషన్: వాతావరణ టర్బైన్ మరియు ఫోటోవోల్టాయిక్ ప్యానెల్స్ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన శక్తిపై అత్యధిక కార్యక్షమతను చేరుటకు అధికారిక నియంత్రణను నిర్వహించడం, మాక్సిమం పవర్ పాయింట్ ట్రాకింగ్ (MPPT) ని పూర్తిగా ఉపయోగించడం ద్వారా ప్రకృతి వినియోగం చేయడం.
• శక్తి నిల్వ వ్యవస్థ నిర్వహణ: బ్యాటరీ చార్జింగ్ మరియు డిచార్జ్ ప్రక్రియను అంతర్జ్ఞానంగా నిర్వహించడం, ఓవర్ చార్జింగ్ మరియు ఓవర్ డిచార్జింగ్ ను ఎదుర్కోవడం, బ్యాటరీని చాలా క్షమాధికారికంగా ప్రతిరక్షణ చేయడం, మరియు దాని చార్జింగ్ కార్యక్షమతను మరియు సేవా ఆయుష్కాలాన్ని చాలా క్షమాధికారికంగా మెరుగుపరచడం.
2. వ్యవస్థ హార్డ్వేర్ ఆర్కిటెక్చర్:

వ్యవస్థ మూడు ప్రధాన ఫంక్షనల్ మాడ్యూల్స్ నాటి నుండి సమాంతరంగా, కేంద్ర నియంత్రణ CPU ద్వారా ఒక పూర్తి అంతర్జ్ఞాన నియంత్రణ వ్యవస్థను రూపొందిస్తుంది.

ముఖ్య నియంత్రణ టెక్నాలజీ: అంతర్జ్ఞాన బ్యాటరీ నిర్వహణ

1. బ్యాటరీ ఎంపిక మరియు ప్రాథమికాలు:
• రకం: ఈ పరిష్కారం మెయింటనన్స్ ఫ్రీ లీడ్-అసిడ్ బ్యాటరీలను ఎంచుకుంటుంది, వాటి టెక్నాలజీ ముందుకు వచ్చింది మరియు చాలా క్షమాధికారికం, చిన్న స్కేల్ వాతావరణ-సౌర ద్వంద్వ వ్యవస్థలకు యోగ్యం.
• కార్య ప్రణాళిక: బ్యాటరీ చార్జింగ్ మరియు డిచార్జింగ్ అసలు విద్యుత్ శక్తిని రసాయన శక్తికి మరియు తిరిగి మార్చడం. కానీ, ఎలక్ట్రోడ్ పోలరైజేషన్ వంటి ప్రభావాల కారణంగా, శక్తి మార్పిడి కార్యక్షమత సంపూర్ణంగా 100% చేర్చలేదు.
2. నియంత్రణ సవాలు మరియు అప్టిమైజేషన్ స్ట్రాటిజీ:
• పారంపరిక నియంత్రణ దోషాలు: క్లాసిక్ PID నియంత్రణ విధానాలు నియంత్రిత వస్తువు (బ్యాటరీ) యొక్క సహజ గణిత మోడల్ మీద అధిక ఆధారపడతాయి. బ్యాటరీ ఒక అలంకారిక, కాలాన్ని మార్చే వ్యవస్థ, దాని పారముల (అంతర్ రోడ్, రసాయన సాంద్రత, మొదలైనవి) మార్పులు పర్యావరణ ఉష్ణోగ్రత మరియు వినియోగ స్థితి మీద నిర్ణయించబడతాయి, సహజ మోడల్ ని స్థాపించడం కష్టం. ఇది పారంపరిక PID పారముల ట్యూనింగ్, చాలా క్షమాధికారికత మరియు చాలా క్షమాధికారిక నియంత్రణ ప్రదర్శనకు సవాలు ఇస్తుంది.
• ప్రయోగించిన అధికారిక నియంత్రణ విధానం: ఈ పరిష్కారం Fuzzy-PID కంపౌండ్ నియంత్రణ స్ట్రాటిజీని ప్రయోగిస్తుంది, రెండు లాభాలను కలయిక చేస్తుంది:
• ఫజీ నియంత్రణ లాభం: నియంత్రిత వస్తువు యొక్క సహజ గణిత మోడల్ అవసరం లేదు, అసామాన్య ఇన్‌పుట్ సమాచారాన్ని నిర్వహించగలదు, బ్యాటరీ పారముల మార్పులకు చాలా క్షమాధికారికత ప్రదర్శిస్తుంది, మరియు విద్వాన్ సమాచారాన్ని చేర్చగలదు.
• PID నియంత్రణ లాభం: వ్యవస్థ విచలనం చాలా చిన్నంగా ఉంటే, సున్నా స్థిర రాశి తప్పు నియంత్రణను చేరుటకు సామర్థ్యం ఉంది.
• నియంత్రక పన్ను ప్రక్రియ: వ్యవస్థ బ్యాటరీ సెట్ వోల్టేజ్ మరియు దాని నిజమైన వోల్టేజ్ మధ్య వ్యత్యాసం e(t)ను నిరంతరం నిరీక్షిస్తుంది. వ్యత్యాసం e(t) చాలా పెద్దంగా ఉంటే, ఫజీ నియంత్రణ ప్రాధాన్యత పొందుతుంది మరియు చాలా త్వరగా ప్రతిక్రియ చేస్తుంద