Cистема енергоформуючого керування автономним гібридним електрогенеруючим комплексом

Анотація

Прагнення енергетичної незалежності зумовлює використання різного типу елементів генерування енергії з
відновлюваних джерел, для роботи яких в автономному режимі необхідні пристрої накопичення енергії. Створений таки
чином електрогенеруючий комплекс повинен виконувати низку завдань, які формуються системою енергетичного
менеджменту. Виконання цих завдань та забезпечення належних статичних і динамічних характеристик роботи цього
комплексу з багатьма входами і виходами здійснює система керування. Як показують результати останніх досліджень у
світі, а також досвід авторів цієї роботи, для побудови подібних систем керування доцільно застосувати пасивне
керування (Passivity-Based Control – PBC), представивши об’єкт керування як гамільтонову систему з керованими
портами (Port-Controlled Hamiltonian System - PHS). Завдяки розробленому методу введення додаткових взаємозв’язків та
демпфування (Interconnection & Damping Assignment – IDA) пасивне керування дає широкі можливості для налаштувань
керуючих впливів, забезпечуючи при цьому асимптотичну стійкість системи в цілому. Це особливо корисно у складній
системі, що розглядається в даній роботі і включає в себе як гібридну енергоустановку генерування електроенергії від
сонця і вітру, так і гібридну установку накопичення енергії в акумуляторній батареї та суперконденсаторному модулі. У
даній статті показано процедуру синтезу системи пасивного керування, за якою сформовано та досліджено три структури
формувачів керуючих впливів (ФКВ) з різними комбінаціями додатково введених взаємозв’язків та демпфувань, що дає
можливість сформувати бажані перетікання енергії в середині замкненої системи, а отже і забезпечити бажані результати
керування. Серед них, зокрема, є завдання підтримання напруг на шині мережі постійного струму та
суперконденсаторному модулі на заданих рівнях, плавність перехідних процесів струму в акумуляторній батареї.
Проведено порівняльні симуляційні дослідження на створеній в середовищі Matlab/Simulink комп’ютерній моделі
електрогенеруючого комплексу з використанням синтезованих систем керування, які показали ефективність їх роботи та
переваги різних структур ФКВ.