Модель и контроль возобновляемых источников энергии

Аннотация – В работе представлен разработанный метод для управления мультигенератором возобновляемой энергии. Система управления состоит в основном из трех датчиков (анемометра ветра, солнечного датчика и датчика напряжения). Эти датчики представляют собой входы PLС аналога. Контроль выходного напряжения может быть достигнут путем расширения метода взаимосвязи между возобновляемыми генераторами энергии, в зависимости от этих датчиков и выходных контакторов.

Возобновляемым источником энергии является любой источник энергии, который может быть использован без истощения его запасов. Эти источники включают в себя солнечный свет или солнечную энергию и другие источники, такие как энергия ветра, волн, биомассы и гидроэнергии. Генераторы возобновляемой энергии состоят из четырех генераторов, которые питаются от двух шин. Два генератора постоянного тока питаются от шины постоянного тока, и два генератора переменного тока питаются от шины переменного тока. Система управления состоит из 4 контакторов. Каждый контактор подключается к выходу генератора. Это означает, что выходное напряжение с любого генератора попадает на контактор, который отвечает за этот генератор, и так далее до конца контакторов. Контроль этих контакторов происходит путем контроля соединения между этими контакторы, в зависимости от используемых ресурсов (ветровые, солнечные, батареи банка, дизель-генераторы). Система управления может состоять из программируемых логических контроллеров (PLС) Allan Bradley серии 500 для аппаратных средств. Связь между ПК и PLС обеспечивается с помощью RSLogix 500 (Rockwell Software), который содержит RSLinks (Rockwell Software). Контроллер состоит из фиксированной питания, входы, выходы и процессора в одном устройстве. Он также предлагает 2-слот шасси для большей гибкости. Программируемые инструменты и большинство I/O модулей совместимы между двумя вариантами аппаратной системы управления генератора возобновляемой энергетики..

Линия SLC 500 предлагает широкий выбор возможностей в памяти, ввода/вывода мощностей, набор инструкций, а также коммуникационные порты для осуществления системы контроля точных требований приложений. Эти продукты имеют большой опыт надежности охватывающих сотни тысяч объектов в широком диапазоне применений. На рисунке 1 приведена схема платы ввода/вывода (разъемы 1-7), процессор (слот 0), и блок питания для SLC 500 системы управления генератора возобновляемой энергетики.[1-5]

II. ОПИСАНИЕ СИСТЕМЫ

Три аналоговых датчика (анемометр ветра, датчик напряжения и солнечный датчик) подключены к разъему 3, содержащим 4 канала. Это означает, что аналоговые входы подключены к PLC в серии. Например, значению 4 мА (минимальное значение) соответствует целое число 3277, а 20 мА (максимальное значение) соответствует целое число 16384.

Есть 13 цифровых входов слот 1 (24 В постоянного тока), из 3 запасных частей. Слот 2 имеет 6 цифровых входов (24 VDC), с 10 запасных частей. Соотношение аналоговых и цифровых входов в соответствии с программой определяет правильный выбор выходного контактора и включение возобновляемого генератора (например,ветра, солнечной энергии, уровня напряжения). Получив сигнал о том, какая система переходит в оперативный режим процессора, через слот 4 активируется катушка определенного генератора. [6-78]

На рисунке 2 показаны типичные генераторы возобновляемой энергии, состоящие из четырех генераторов. Если ветрогенератор (ведущая роль в блокировке) производит 240 В переменного тока (ветреный день), то на входе выходного контактора ветра будет 240 VAC. Активации катушки контактора выход ветра зависит от датчика анемометра и это имеет определенное значение (в пределах диапазона). Солнечный генератор будет отключен, например, в пасмурный день, банк батареи генератора в автономном режиме, дизель-генератор, выбранный в выключен или автоматическое положение. Когда все условия выполнены, то катушку контактора ветер выход активирован. Второй генератор это солнечный генератор, он работает только тогда, когда операционные условия будут выполнены. Например, недостаточный уровень ветра, низкий уровень напряжения, дизель генератор отключен или работает в автоматическом режиме, и количество света, необходимое для регистрации уровня напряжения, находится в пределах диапазона.

Солнечный датчик передает сигнал через PLC 500, чтобы активировать витки выходного контактора солнечной энергии, а значит, т.е. пройдет напряжением от солнечного генератора к шине постоянного тока. Третий контактор генератора датчика напряжения, контактор активируется, если нет ни ветра, ни солнца, и дизель-генератор находится в автономном или автоматическом режиме, то напряжение датчика (например, в течение рабочего напряжения), который подключен к аналоговому вводу с перфокарт PLС, дают для катушки банка выходной контактор батарей активирует так, что она проходит напряжение от батареи генератора к шине постоянного тока. Активизации четвертого контактора будет достигнуто, когда нет ни ветра, ни солнца, ни достаточно напряжения от батареи и генератор переключен на автоматический режим, то PLC выдаст команду на выход катушки дизельного контактора активирует так что напряжение от дизельного генератора переходит к шине AC. Если переключатель режима работы генератора на автоматический режим и дизель-генератор не запускается ни при каких условиях, то поверните регулятор переключения генератора на ручной режим, который позволяет запустить генератор вручную на тех же условиях (ни ветра, ни солнца, ни высокий уровень напряжения из банка батареи). Существует еще один режим эксплуатации генератора, который называется тестовым режимом, который позволяет осуществлять мониторинг производительности генератора, даже если любой генератор работает (ветер, солнечная энергия, или генераторы батареи банка). Это может быть достигнуто путем три аварийных остановок, каждый аварийной остановки для каждого контактора, нажмите их все отключения катушки контактора 3 и, следовательно, активирует контактор выход дизельного топлива позволит прохождения переменного тока напряжением от дизель-генератора на шине AC.

III. БЛОКИРОВКА

Для того чтобы подчеркнуть связь между контакторами, есть блокировка между 4 контакторы так, что если катушку любой контактор активируется, то другие контакторы невозможно включить, даже если условия работы для них доступны. Например, если ветер генератор работает за счет допустимого уровня ветер, то ветер анемометр читать значения и передать его на аналоговый вход карты PLC, а также других условиях производятся в соответствии с программным обеспечением. В результате этого, 24 В постоянного тока с выхода карты заказов PLC катушку контактора ветра, чтобы активировать вызывает AC напряжение, которое порождается ветрогенератор перейти к шине AC, блокировкой между контакторами позволяет солнечной энергии, или батареи, банк, или дизель-генераторы для активации. Эта же программа реализуется для других контакторы, как показано на рисунке, только один контактор активирует даже условия работы для всех контакторов для предупреждения мешая друг контакторов. Если ветрогенератор прекратил производство переменного тока из-за низкого уровня ветер, то ветер анемометра по заданной точки в прикладной программе передавать этот низкий уровень ветер PLC причиной выхода карты производить 0 VDC отправкой его на катушку ветер контактор. В результате он отключает контактор ветра, останавливаясь переменного тока к шине AC, то другой контактор, где условия эксплуатации можно, передав аналог значение карты ввода аналога PLC. В результате она будет порядка вывода карты для производства 24 В постоянного тока на катушку контактора, что для его активации, в результате чего прохождение напряжения питания, что генератор для конкретной шине. В солнечный день, солнечный генератор производит постоянного тока, потому что блокировка между генераторами, катушка солнечной контактор не было активации до солнечного датчика указывает на допустимый уровень солнечного света, чтобы передать его в аналоговый ввод с перфокарт PLC, поэтому выход 24 В постоянного тока генерируется в солнечной активизирует катушки контактора, а затем она проходит питания постоянного тока от солнечного генератора к шине постоянного тока. Солнечной контактор не начнет немедленно защитить груз от внезапного напряжения питания, задержки других контакторы запуска, откладывая по таймеру на пару секунд до нескольких минут, пока напряжение упадет вниз.

III. РАЗРАБОТАННЫЙ МЕТОД

На рис. 3 показана блок-схема управления разработанным методом из 3 возобновляемых генераторов энергии и аварийных LPG или дизель-генератора, управляемых PLC. Метод управления зависит от трех аналоговых датчиков (ветра анемометр, солнечный датчик, датчик напряжения), Allen Bradley SLC 500 и 4 выхода контакторы, как показано в выделенном блоке на рис. 3.

Эти три датчика аналоговый подключен к аналоговому входу карты SLC 500 (Allan Bradley). Любое чтения через любой датчик будет передавать его на карту аналоговый вход. Все датчики соединены последовательно с аналоговым входом.

VI. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Эта статья продемонстрировала метод контроля развития сочетание трех генераторов возобновляемой энергии и резервного дизель-генератора: с помощью трех аналоговых датчиков ветровой, солнечной энергии, и батареи напряжения. Разработанный метод может быть обобщен:

1. Природные ресурсы, такие как ветер; солнечный свет активизирует контакторы катушек с помощью своих аналоговых датчиков (ветра анемометр, солнечный датчик). Эти датчики и батареи напряжения датчика, подключенного к карте аналоговый вход PLC для получения вывода катушки контактора в каждой. Хотя катушки срабатывания контакторов дизельное зависит от провала всех других возобновляемых источников энергии контакторы.
2. Для предотвращения любых помех между контакторами используются блокировки между ними.
3. Контроль возобновляемых генераторов энергии удаленно может быть достигнут путем системы SCADA посредством телефонной линии и модема.