模糊決策能源管理系統(tǒng)的一個太陽能與風(fēng)力可再生能源系統(tǒng)

1、模糊決策能源管理系統(tǒng)的一個太陽能與風(fēng)力可再生能源系統(tǒng)奧努爾·歐達(dá)爾·門吉吉雷松省大學(xué)，吉雷松省技術(shù)職業(yè)學(xué)校高等教育，28200吉雷松-土耳其onurmengi伊斯梅爾從統(tǒng)計特征來確定圖譜卡拉丹茲技術(shù)大學(xué)，工程學(xué)院，電氣與電子工程系，61080特拉布宗-土耳其.tr摘要-本文，智能能量管理包括光伏/風(fēng)（光伏/瓦）可再生能源資源的研究。由于操作性能的來源是不相同的不同時間的一天以及不同季節(jié)的一年，一個能源管理系統(tǒng)需要一個可持續(xù)的能源供應(yīng)為用戶。一個使用模糊決策的方法（頻分復(fù)用）是本研究中提出來管理供應(yīng)電力來自太陽能/瓦特負(fù)荷。該差分為基礎(chǔ)的智能管理系

2、統(tǒng)（短信）決定開關(guān)序列的光伏系統(tǒng)考慮的環(huán)境條件和電源的負(fù)載要求。為防止供電中斷負(fù)荷開關(guān)從一個到另一個來源，一個算法，包括在短信。該差分為基礎(chǔ)的短信模型仿真和測試的真正時間在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中為了驗(yàn)證經(jīng)營績效。關(guān)鍵詞模糊決策；風(fēng)力發(fā)電；太陽能電池板；可再生能源；能源管理一、導(dǎo)言并行的能源需求，能源成本迅速增加并行與環(huán)境問題在全球污染問題。因此環(huán)境友好的能源來源獲得的重要性與日俱增。在過去幾十年,投資風(fēng)能，太陽能，燃料電池，潮汐等有了重要的發(fā)展?？稍偕茉吹膩碓词怯勺匀淮嬖诘哪茉?，自我更新，假定從來沒有用完的太陽能，風(fēng)能，地?zé)崮芎统毕艿取?1。把能量從這些來源轉(zhuǎn)換到一個不同的類型所需的負(fù)荷。經(jīng)營這些不

3、同類型的可再生能源的來源比他們單獨(dú)運(yùn)行更復(fù)雜。在一個系統(tǒng)，包括太陽能或風(fēng)力，只有一部分是控制，但是當(dāng)他們一起工作的每一部分都單獨(dú)控制，除了共同控制。當(dāng)他們一起工作，每一個組成部分，必須分別進(jìn)行調(diào)整以使他們互相競爭，使他們相應(yīng)的運(yùn)作。當(dāng)太陽能電池板的水平變化，不能提供恒定的功率。同樣，當(dāng)沒有風(fēng)，風(fēng)機(jī)不工作。如果其中一個來源產(chǎn)生的能量低于需要量，比其他來源的成功提供剩余量，使負(fù)載正常工作。目標(biāo)管理系統(tǒng)是做出正確的決策，使負(fù)載在額定電壓和頻率值連續(xù)得到所需要的功率。該系統(tǒng)包括風(fēng)輪機(jī)模擬器，太陽能電池板，電池，最大功率點(diǎn)跟蹤（光伏） 2和充電調(diào)節(jié)器，斷路器，逆變器和負(fù)荷。能源管理是通過考慮風(fēng)力和太陽的

4、位置。雙方的風(fēng)力渦輪機(jī)和太陽能電池板能單獨(dú)供給負(fù)載。但如果沒有風(fēng)荷載所必須提供的太陽能電池板。同樣，如果在夜晚沒有太陽，風(fēng)力渦輪機(jī)必須提供所有負(fù)載。在類似的情況下，系統(tǒng)必須根據(jù)控制功率水平從風(fēng)能和太陽能光伏系統(tǒng)提供。該差分為基礎(chǔ)的短信決定是否光伏，風(fēng)力或兩個系統(tǒng)投入服務(wù)，供應(yīng)電力的負(fù)荷防止任何不連續(xù)負(fù)載功率。這些情況是根據(jù)能源管理軟件采取決定SPS或韋斯開啟或關(guān)閉。他們都能根據(jù)環(huán)境條件在同一時間開啟SPS或韋斯供應(yīng)負(fù)荷。在系統(tǒng)中，最大功率的風(fēng)力由FLR塊 3，4 立即計算。在這項(xiàng)研究中的風(fēng)和太陽能光伏板是用來作為主要的動力來源。電力所產(chǎn)生的這些來源是收集在一個48伏直流母線，然后應(yīng)用到負(fù)載的單

5、相逆變器。發(fā)電量從風(fēng)能系統(tǒng)（韋斯）和光伏電池的直流總線，是由該短信考慮電力需求的負(fù)荷和發(fā)電的可再生能源。整個系統(tǒng)的性能測試在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中系統(tǒng)驗(yàn)證。二、太陽能/風(fēng)能生產(chǎn)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計太陽能與風(fēng)力能源生產(chǎn)系統(tǒng)顯示在圖1。該系統(tǒng)由風(fēng)輪機(jī)模擬器（垃圾焚燒），太陽能電池板，電池，最大功率跟蹤和充電調(diào)節(jié)器，傳感器，交流負(fù)載，斬波器和逆變器組成。在系統(tǒng)研究，結(jié)合所提供的電壓和排水措施對48伏直流母線。然后共直流母線電壓轉(zhuǎn)換為220/ 50赫茲交流電壓的變頻器供電交流負(fù)載。韋斯的安裝功率為3千瓦。同樣，太陽能板安裝在最高320每1千瓦的斬波器和額定功率3千瓦的逆變器。圖1、太陽能與風(fēng)力可再生能源A .風(fēng)輪機(jī)模擬

6、器這個子部件包括2個感應(yīng)電機(jī)，其中一個是5千瓦的發(fā)電機(jī)另外一個是3.5千瓦的電動機(jī)，連接33自激電容器，變壓器（380/36伏，50赫茲和2.2伏安），3相整流橋，斬波器（1千瓦，1972伏的輸入電壓和輸出電壓48伏），一個3千瓦的逆變器（48伏輸入電壓和輸出電壓220伏50赫茲）和交流負(fù)載。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組模型是通過附加2個異步電機(jī)軸一起。在這里，第一個異步電機(jī)是用來模擬風(fēng)力機(jī)，提供機(jī)械動力輸入到另一個，這是用來作為發(fā)電機(jī)。代表作為第一機(jī)風(fēng)機(jī)是由一個3相異步驅(qū)動模擬風(fēng)力機(jī)的運(yùn)行在不同轉(zhuǎn)速和功率水平。二機(jī)是用來作為一個異步發(fā)電機(jī)，獲得機(jī)械輸入功率從風(fēng)仿真器和激發(fā)自激電容連接到輸出端子機(jī)。機(jī)器使用的

7、實(shí)驗(yàn)裝置3個階段。因此產(chǎn)生的電壓也進(jìn)行三階段的電壓，這是轉(zhuǎn)換為直流用3相整流橋和控制的斬波器有一個48伏直流母線電壓。這是輸入電壓逆變器。最后對逆變器輸出的交流電壓，其值為220/50赫茲供電負(fù)荷。斬波器的輸入電壓和輸出電流值轉(zhuǎn)移到計算機(jī)的傳感器與此，即時數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)。B .太陽能面板系統(tǒng)設(shè)計的SPS由4個光伏板組成，最大功率跟蹤和電荷調(diào)節(jié)劑（12/ 24 /36 /48伏電池充電電壓和可調(diào)的情況），2個電池（12伏/60?。?，斬波器（1千瓦，1972伏的輸入電壓和輸出電壓48伏），逆變器（48伏輸入電壓和輸出電壓220伏50赫茲）和負(fù)載。附加板等系統(tǒng)中串行，并行或串行并行，可以獲得不同的電流

8、和電壓值。根據(jù)瞬態(tài)光伏板工作在最大功率值通過使用最大功率追蹤。提供的電壓通過斬波器輸出，電壓固定的價值的48伏直流電。這個值是逆變器的輸入值。在逆變器輸出的交流電壓為220/50赫茲是取得和負(fù)載提供電壓。同樣，如即時戰(zhàn)略系統(tǒng)，在系統(tǒng)的斬波器的輸入電壓和輸出電流值轉(zhuǎn)移到電腦上的傳感器，通過這一瞬間對系統(tǒng)數(shù)據(jù)收集。C .能源管理能源體系的用戶總是要可持續(xù)的能源管理，能源在需要的時候準(zhǔn)備好。因此，重要的是有一個有效的能源管理，特別是電力系統(tǒng)的可再生能源。由于發(fā)電光伏和風(fēng)力是受天氣影響很大，能源管理等系統(tǒng)比傳統(tǒng)的變得更復(fù)雜，因?yàn)楣芾硐到y(tǒng)必須處理的變化的氣候條件以及負(fù)載電力需求的變化。圖1顯示了實(shí)驗(yàn)裝置

9、，太陽能和風(fēng)力能源分別連接到48伏直流電逆變。輸出電壓的光伏系統(tǒng)控制的直流斬波器而rectifier-dc斬波器組合是用來控制輸出電壓的一部分。兩個電壓光伏和風(fēng)力渦輪機(jī)的控制和保持恒定在48伏直流電，這是輸入電壓升壓逆變器，如圖1所示。圖2、能源管理流程圖最重要的一部分，能源管理可從每個能源系統(tǒng)知道最大值。最大功率1千瓦的系統(tǒng)。30%的最大功率是預(yù)留用于維持可持續(xù)性當(dāng)輸入來源不足以供應(yīng)所需功率。這意味著只要生成的功率變化小于300或更少將不會有任何不連續(xù)的負(fù)載。請求的交換必須按照數(shù)額的備用電源和負(fù)荷需求功率。該算法開發(fā)的正確的轉(zhuǎn)換和能源管理在圖2。最重要的挑戰(zhàn)是確定最大功率可以從風(fēng)力渦輪機(jī)和太

10、陽能電池板的環(huán)境條件的改變。最大功率跟蹤提供最大的系統(tǒng)電源的太陽能電池板。但可以從風(fēng)機(jī)提供的最大功率必須計算。這種計算是通過森林。D .模糊推理模糊邏輯在工業(yè)中有很多的應(yīng)用。大多數(shù)工業(yè)在控制區(qū)應(yīng)用外語。模糊邏輯推理算法通常用于頻分復(fù)用，其中發(fā)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)需要一個結(jié)論，確定輸入數(shù)據(jù)。因?yàn)轱L(fēng)的條件是不確定的和不可預(yù)測的，所產(chǎn)生的電力風(fēng)能系統(tǒng)變得不明朗，包括輸出功率最大為。因此模糊推理算法來確定最大功率產(chǎn)生的韋斯。模糊推理用于確定最大功率的韋斯表示在圖3。圖3、頻分多路復(fù)用頻分復(fù)用通常模糊輸入和評估他們的規(guī)則體系，是成立較早的投入產(chǎn)出關(guān)系的不確定系統(tǒng)的模糊隸屬度函數(shù)和模糊規(guī)則。被評價的模糊規(guī)則產(chǎn)生模糊

11、規(guī)則的結(jié)論模糊輸入相互作用。如果輸入變量是脆的，那么他們模糊值模糊化。同樣，如果輸出是需要清晰的，然后得出模糊輸出轉(zhuǎn)換為離散值的過程被稱為反模糊化。在這項(xiàng)研究中，輸入值的差分電壓和電流的測量從韋斯。生成的規(guī)則是用來與輸入電壓、電流和功率的韋斯取決于風(fēng)速條件。阻燃算法在有限差分法是用來獲取最大發(fā)電從韋斯的不確定和不可預(yù)測的條件。建設(shè)的法治基礎(chǔ)，類似于一個模糊邏輯控制器作為討論5,6,9。設(shè)計為基礎(chǔ)的有限差分模型在自由環(huán)境中如圖4所示。最大風(fēng)力的價值是由有限差分法利用斬波器的輸入VDC/DCI和輸出IDC/DCO。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，3期變壓器，3相整流橋和一個直流/直流轉(zhuǎn)換器都被假定為一體的系統(tǒng)。所有

12、的計算基于價值的VDC/DCI和 IDC/DCO 。由于斬波器輸出電壓保持恒定在48伏直流電，主變量的輸出端子的直升機(jī)或共用直流母線，是當(dāng)前的輸出端子的直升機(jī)。輸出電流的斬波器的控制電壓的韋斯是變量的變化反映在韋斯的權(quán)力。因此活動所產(chǎn)生的電力，韋斯是從方程1。PDC/DC = 48 x IDC/ DCO(1)圖4、輸入和輸出值的圖5、FLR輸入在線數(shù)據(jù)收集和傳輸?shù)诫娔X是用來確定數(shù)額的負(fù)載功率，提供從風(fēng)光來源。同時，數(shù)據(jù)代表韋斯數(shù)量，采用有限差分法來確定最大功率由韋斯產(chǎn)生的瞬間測量。最大功率值都韋斯和光伏板是用于能源管理的研究。在圖5，脆的電流和電壓值轉(zhuǎn)換為模糊值。三角型隸屬函數(shù)是用來表示7個模

13、糊子集。在該系統(tǒng)中的電流和電壓值分別從5到23,5和從27伏至55伏。下限電壓對應(yīng)到下限風(fēng)速。低于下限電壓所需的能量轉(zhuǎn)換不滿意。因此，電壓低于27伏視為零。輸出的差分輸出功率是空間，計算提供最大功率值的韋斯。電力所產(chǎn)生的韋斯作為一個功能不同的風(fēng)速。因此，最大功率從韋斯的變化取決于風(fēng)速水平，必須確定不同的速度級別根據(jù)風(fēng)速變化。因此，最大功率表面韋斯是分成七個模糊地下如圖6所示。圖6、7級功率輸出空間三、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)圖7、測試系統(tǒng)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖7。風(fēng)速變化通過手動調(diào)整驅(qū)動電機(jī)速度。測量數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X和評價的有限差分法和能量管理算法，它模擬仿真和加工的在線實(shí)時操作。四、討論和結(jié)果分析能量管理算法仿真

14、模型如圖8所示。電流和電壓數(shù)據(jù)從衛(wèi)生和植物檢疫措施，韋斯和負(fù)載是通過收集數(shù)據(jù)采集卡傳輸?shù)接嬎銠C(jī)。需要計算和能源管理措施進(jìn)行處理，把開關(guān)打開或關(guān)閉。結(jié)果如圖9- 13。圖8、能源管理算法仿真模型在0 - 14周期負(fù)載200瓦特功率見圖11。在這期間，風(fēng)力是550瓦特如圖12所示。根據(jù)實(shí)際負(fù)荷的地位和保證保留300瓦的功率，韋斯可以供應(yīng)獨(dú)自系統(tǒng)如圖9所示，而SPS不運(yùn)行，如圖10所示。因?yàn)橹鄙龣C(jī)損失，SPS只花少量。在14- 20，有一個400 W負(fù)載。在此期間由韋斯和其余的功率提供一個風(fēng)力最大值為550瓦和180瓦的負(fù)載功率，保留350瓦。即使在最大風(fēng)能550瓦特400個瓦特負(fù)荷是由韋斯提供的。

15、其余的150瓦的功率被保留。由于保留功率應(yīng)該是300瓦特，剩下的是SPS所提供的。在這種情況下即時功率300瓦可以容忍的能源管理程式。同時，功耗直流斬波還應(yīng)注意。在=20 - 28的時期有一個負(fù)載500W。在此期間有一個風(fēng)力的最大值為550瓦和220瓦功率的負(fù)載是由韋斯。其余的權(quán)力已預(yù)留330瓦特。即使在最大風(fēng)能550瓦特，負(fù)載功率500瓦可通過韋斯50瓦特功率是保留功率為300W .然而，韋斯無法負(fù)荷供電和備用電源單獨(dú)。因此，SPS打開，開始提供額外的功率400W這個瞬間功率300瓦特的變化可以容忍的能源管理程式。圖9、電流，電壓和功率的變化圖10、電流，電壓和功率的變化 圖11、電流，電壓

16、和功率的變化圖12、從韋斯輸出的變化的最大功率值圖13、功率比較在30 - 60秒期間，韋斯能供給負(fù)載和本身功率保留的SPS。在60 70，韋斯和SPS一起運(yùn)行和負(fù)載供電。在70 - 100周期只有韋斯運(yùn)行。在這個時期，如果有足夠的太陽輻射的電池可以充電。在圖13中， t=25的比較功率。在這里，風(fēng)電機(jī)組，太陽能電源功率，負(fù)載功率和最大的風(fēng)電機(jī)組。能源管理計劃是提供額外的功率能量瞬時負(fù)荷變化。五、結(jié)論模糊推理為基礎(chǔ)的能源管理系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用的一個小規(guī)模的風(fēng)力/光伏能源系統(tǒng)。以確定由不同風(fēng)速韋斯產(chǎn)生的最大功率，采用模糊決策制定。最大功率產(chǎn)生的韋斯和光伏系統(tǒng)所使用的能量管理算法的開啟/關(guān)閉系統(tǒng)供電

17、負(fù)荷而保留一定的功率，用于可持續(xù)發(fā)展。該能源管理系統(tǒng)和有限差分法模擬仿真和測試使用在線實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)裝置。結(jié)果表明，性能和能源可持續(xù)發(fā)展的作用。應(yīng)該注意的是，如果沒有很長一段時間的風(fēng)和太陽，并沒有保留功率，那么可持續(xù)性是無法保證的。必須有計劃的防止如電網(wǎng)或柴油發(fā)電機(jī)的不連續(xù)的額外關(guān)注。感謝這項(xiàng)工作是由卡拉丹茲技術(shù)大學(xué)工程2008.112.004.2支持的。參考： 1v .quasching，認(rèn)識可再生能源系統(tǒng)，英國：Earthscan 出版社，2005。 2T .esram， Chapman, P. L.，比較光伏陣列最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)，能量轉(zhuǎn)換匯刊，2007-06，22卷2號。 3 L.A.

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