Система керування акумуляторами з динамічною комутацією
Вантажиться...
Дата
2024
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Яременко М.К. Система керування акумуляторами з динамічною комутацією. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 171 Електроніка – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» МОН України, Київ, 2024.
Дисертаційна робота присвячена розвитку теорії керування акумуляторами в системі електроживлення з вітроустановкою на основі застосування динамічної комутації акумуляторів для подовження терміну їх роботи, що дозволяє підвищити ефективність використання енергії вітрового потоку та запропонувати прості алгоритми керування. У першому розділі розглянуто класифікацію та принципи побудови автономних систем електроживлення з вітроустановками. Досліджено вплив параметрів навколишнього середовища на вихідну потужність вітроустановки. Проаналізовано методи прогнозування параметрів вітрового потоку та критерії оцінки точності прогнозування цих параметрів. Розглянуто особливості експлуатації акумуляторів у системах електроживлення з вітроустановками. Наведено методи підвищення ефективності використання енергії вітру та акумуляторів. У другому розділі проведено оцінку та прогнозування потужності на виході вітрогенератора та потужності навантаження. Проведено попередню обробку даних швидкості вітру та потужності навантаження, а саме – визначено закони розподілу функції зміни швидкості вітру та потужності навантаження; проведено відновлення даних швидкості вітру та потужності навантаження різними методами; проведено кореляційний аналіз даних. Виконано прогнозування функції зміни швидкості вітру та потужності навантаження з різним горизонтом прогнозу з використанням моделі ARIMA, а також методом середнього та методом сталості. Третій розділ присвячений розрахунку кількості акумуляторів у системі електроживлення з вітроустановкою. Наведено формулу розрахунку кількості акумуляторів на основі формули Пейкерта. Показано, яким саме чином глибина розряду впливає на ємність акумуляторів, доступну для використання під час конкретного циклу заряду-розряду. Розглянуто вплив температури навколишнього середовища на кількість акумуляторів. Наведено методику розрахунку мінімально необхідної кількості акумуляторів для безперебійного живлення навантаження з урахуванням фактичної ємності акумулятора, яка визначається тривалістю попередньої їх роботи, та у залежності від температури, глибини розряду, струму розряду, часу розряду, похибки прогнозування швидкості вітру та характеристик акумуляторів з врахуванням стохастичного характеру вітрового потоку та потужності навантаження. Проведено розрахунок беззбитковості системи з акумуляторами. Четвертий розділ присвячений комп’ютерному моделюванню роботи системи електроживлення з вітроустановкою та акумуляторами у програмному середовищі Matlab Simulink. Розроблено та описано схемну модель вітроустановки з використанням акумулятора та наведено часові діаграми, що пояснюють принцип роботи схеми. Наведено схемну модель блоку акумуляторів з зарядно-розрядним пристроєм, побудованого з використанням підвищуючого та понижуючого перетворювачів, та системою керування. Описано роботу блоку комутації акумуляторів, що складається з шести ідентичних акумуляторів, та системи керування, що формує сигнали комутації акумуляторів. Проведено моделювання схеми вітроустановки з акумуляторами та проведено порівняльний аналіз тривалості безперебійного живлення навантаження з кількістю акумуляторів за формулою розрахунку на основі формули Пейкерта та без урахування формули Пейкерта. Побудовано графіки вхідної та вихідної напруги, а також стану акумуляторів, що підтвердило теоретичні розрахунки.
Опис
Ключові слова
вітроустановка, акумулятори, система керування, швидкість вітру, потужність навантаження, попередня обробка даних, закон розподілу, регресійний аналіз, методи прогнозування, модель ARIMA, ємність акумулятора, закон Пейкерта, розрахунок беззбитковості, динамічна комутація, wind turbine, batteries, control system, wind speed, load power, data preprocessing, probability distribution, regression analysis, forecasting 8 methods, ARIMA model, battery capacity, Peukert's law, break-even calculation, dynamic switching
Бібліографічний опис
Яременко, М. К. Система керування акумуляторами з динамічною комутацією : дис. … д-ра філософії : 171 – Електроніка / Яременко Михайло Костянтинович. – Київ, 2024. – 202 с.