ბოლო წლების განმავლობაში, წყლის ფოტოელექტრული წყლის სატუმბი სისტემების (PVWPS) ეფექტურობის გაუმჯობესებამ დიდი ინტერესი გამოიწვია მკვლევარებში, რადგან მათი ფუნქციონირება ეფუძნება სუფთა ელექტრო ენერგიის წარმოებას. ამ ნაშრომში შემუშავებულია ახალი საეჭვო ლოგიკის კონტროლერზე დაფუძნებული მიდგომა PVWPS-სთვის. აპლიკაციები, რომლებიც აერთიანებს დანაკარგების მინიმიზაციის ტექნიკას, რომელიც გამოიყენება ინდუქციური ძრავებისთვის (IM). შემოთავაზებული კონტროლი ირჩევს ნაკადის ოპტიმალურ სიდიდეს IM დანაკარგების მინიმიზაციის გზით. გარდა ამისა, ასევე დანერგილია ცვლადი საფეხურის აშლილობის დაკვირვების მეთოდი. შემოთავაზებული კონტროლის ვარგისიანობა აღიარებულია ნიჟარის დენის შემცირება;მაშასადამე, ძრავის დანაკარგები მინიმიზირებულია და ეფექტურობა გაუმჯობესებულია. შემოთავაზებული კონტროლის სტრატეგია შედარებულია მეთოდებთან დანაკარგების მინიმიზაციის გარეშე. შედარების შედეგები ასახავს შემოთავაზებული მეთოდის ეფექტურობას, რომელიც ეფუძნება დანაკარგების მინიმიზაციას ელექტრული სიჩქარით, შთანთქმის დენით, ნაკადით. წყალი და განვითარებადი ნაკადი.პროცესორის მარყუჟში (PIL) ტესტი შესრულებულია როგორც შემოთავაზებული მეთოდის ექსპერიმენტული ტესტი. იგი მოიცავს გენერირებული C კოდის დანერგვას STM32F4 აღმოჩენის დაფაზე. ჩაშენებულიდან მიღებული შედეგები. დაფა მსგავსია რიცხვითი სიმულაციის შედეგებისა.
განახლებადი ენერგია, განსაკუთრებითმზისფოტოელექტრული ტექნოლოგია შეიძლება იყოს წიაღისეული საწვავის უფრო სუფთა ალტერნატივა წყლის სატუმბი სისტემებში1,2.ფოტოელექტრული სატუმბი სისტემებმა დიდი ყურადღება მიიპყრო შორეულ ადგილებში ელექტროენერგიის გარეშე3,4.
PV სატუმბი აპლიკაციებში გამოიყენება სხვადასხვა ძრავები. PVWPS-ის პირველადი ეტაპი დაფუძნებულია DC ძრავებზე. ამ ძრავების კონტროლი და დანერგვა მარტივია, მაგრამ ისინი საჭიროებენ რეგულარულ მოვლას ანოტაციების და ჯაგრისების არსებობის გამო5. ამ ნაკლოვანების დასაძლევად, ჯაგრისების გარეშე დაინერგა მუდმივი მაგნიტის ძრავები, რომლებიც ხასიათდება ჯაგრისების გარეშე, მაღალი ეფექტურობითა და საიმედოობით6. სხვა ძრავებთან შედარებით, IM-ზე დაფუძნებულ PVWPS-ს აქვს უკეთესი შესრულება, რადგან ეს ძრავა არის საიმედო, დაბალფასიანი, მოვლა-პატრონობის გარეშე და გთავაზობთ უფრო მეტ შესაძლებლობებს კონტროლის სტრატეგიებისთვის7. არაპირდაპირი ველზე ორიენტირებული კონტროლის (IFOC) ტექნიკა და პირდაპირი ბრუნვის კონტროლის (DTC) მეთოდები ჩვეულებრივ გამოიყენება8.
IFOC შემუშავებულია Blaschke-სა და Hasse-ის მიერ და საშუალებას იძლევა შეცვალოს IM სიჩქარე ფართო დიაპაზონში9,10. სტატორის დენი დაყოფილია ორ ნაწილად, ერთი წარმოქმნის მაგნიტურ ნაკადს და მეორე წარმოქმნის ბრუნვას dq კოორდინატულ სისტემაში გადაყვანის გზით. ნაკადის და ბრუნვის დამოუკიდებელი კონტროლი მდგრად მდგომარეობაში და დინამიურ პირობებში. ღერძი (d) შეესაბამება როტორის ნაკადის სივრცის ვექტორს, რომელიც გულისხმობს როტორის ნაკადის სივრცის ვექტორის q-ღერძის კომპონენტს ყოველთვის ნულის ტოლფასი. FOC უზრუნველყოფს კარგ და სწრაფ პასუხს11. ,12, თუმცა, ეს მეთოდი რთულია და ექვემდებარება პარამეტრების ცვალებადობას13. ამ ხარვეზების დასაძლევად, ტაკაშიმ და ნოგუჩიმ14 შემოიღეს DTC, რომელსაც აქვს მაღალი დინამიური შესრულება და გამძლეა და ნაკლებად მგრძნობიარეა პარამეტრების ცვლილებების მიმართ. DTC-ში, ელექტრომაგნიტური ბრუნვის და სტატორის ნაკადი. კონტროლდება სტატორის ნაკადისა და ბრუნვის გამოკლებით შესაბამისი შეფასებებიდან. შედეგი იკვებება ჰისტერეზის შესადარებელში, რათა შეიქმნას შესაბამისი ძაბვის ვექტორი კონტროლისთვის.როგორც სტატორის ნაკადი, ასევე ბრუნი.
ამ კონტროლის სტრატეგიის მთავარი უხერხულობაა ბრუნვისა და ნაკადის დიდი რყევები სტატორის ნაკადისა და ელექტრომაგნიტური ბრუნვის რეგულირებისთვის ჰისტერეზის რეგულატორების გამოყენების გამო15,42. მრავალდონიანი გადამყვანები გამოიყენება ტალღის შესამცირებლად, მაგრამ ეფექტურობა მცირდება დენის გადამრთველების რაოდენობით16. რამდენიმე ავტორმა გამოიყენა კოსმოსური ვექტორის მოდულაცია (SWM)17, მოცურების რეჟიმის კონტროლი (SMC)18, რომლებიც მძლავრი ტექნიკაა, მაგრამ განიცდის არასასურველ ჟიტერულ ეფექტებს19. ბევრმა მკვლევარმა გამოიყენა ხელოვნური ინტელექტის ტექნიკა კონტროლერის მუშაობის გასაუმჯობესებლად, მათ შორის, (1) ნერვული ქსელები, კონტროლის სტრატეგია, რომელიც მოითხოვს მაღალსიჩქარიანი პროცესორების დანერგვას20 და (2) გენეტიკური ალგორითმები21.
ბუნდოვანი კონტროლი მძლავრია, შესაფერისია არაწრფივი მართვის სტრატეგიებისთვის და არ საჭიროებს ზუსტი მოდელის ცოდნას. ის მოიცავს ფუჟური ლოგიკის ბლოკების გამოყენებას ჰისტერული კონტროლერების ნაცვლად და გადართვის შერჩევის ცხრილების ნაკადის და ბრუნვის ტალღის შესამცირებლად. აღსანიშნავია, რომ FLC-ზე დაფუძნებული DTC უზრუნველყოფს უკეთეს შესრულებას22, მაგრამ არასაკმარისად ძრავის ეფექტურობის მაქსიმიზაციისთვის, ამიტომ საჭიროა კონტროლის მარყუჟის ოპტიმიზაციის ტექნიკა.
წინა კვლევების უმეტესობაში, ავტორებმა აირჩიეს მუდმივი ნაკადი, როგორც საცნობარო ნაკადი, მაგრამ მითითების ეს არჩევანი არ წარმოადგენს ოპტიმალურ პრაქტიკას.
მაღალი წარმადობის, მაღალი ეფექტურობის ძრავის დრაივები მოითხოვს სწრაფ და ზუსტ სიჩქარის რეაგირებას. მეორე მხრივ, ზოგიერთი ოპერაციისთვის კონტროლი შეიძლება არ იყოს ოპტიმალური, ამიტომ წამყვანი სისტემის ეფექტურობის ოპტიმიზაცია შეუძლებელია. უკეთესი მუშაობის მიღწევა შესაძლებელია გამოყენებით ცვლადი ნაკადის მითითება სისტემის მუშაობის დროს.
ბევრმა ავტორმა შემოგვთავაზა საძიებო კონტროლერი (SC), რომელიც ამცირებს დანაკარგებს სხვადასხვა დატვირთვის პირობებში (როგორიცაა 27-ში) ძრავის ეფექტურობის გასაუმჯობესებლად. ტექნიკა მოიცავს შეყვანის სიმძლავრის გაზომვას და მინიმიზაციას d-ღერძის დენის განმეორებითი მითითებით ან სტატორის ნაკადით. მინიშნება. თუმცა, ეს მეთოდი შემოაქვს ბრუნვის ტალღას ჰაერის ნაკადში არსებული რხევების გამო, და ამ მეთოდის განხორციელება შრომატევადი და გამოთვლითი რესურსია. ნაწილაკების ოპტიმიზაცია ასევე გამოიყენება ეფექტურობის გასაუმჯობესებლად28, მაგრამ ამ ტექნიკას შეუძლია იჭედება ლოკალურ მინიმუმებში, რაც იწვევს კონტროლის პარამეტრების ცუდად შერჩევას29.
ამ ნაშრომში, FDTC-თან დაკავშირებული ტექნიკა შემოთავაზებულია ოპტიმალური მაგნიტური ნაკადის შესარჩევად ძრავის დანაკარგების შემცირებით. ეს კომბინაცია უზრუნველყოფს ნაკადის ოპტიმალური დონის გამოყენების შესაძლებლობას თითოეულ საოპერაციო წერტილში, რითაც გაზრდის შემოთავაზებული ფოტოელექტრული წყლის სატუმბი სისტემის ეფექტურობას. ამიტომ, როგორც ჩანს, ძალიან მოსახერხებელია ფოტოელექტრული წყლის სატუმბი აპლიკაციებისთვის.
გარდა ამისა, შემოთავაზებული მეთოდის პროცესორის ციკლში ტესტი შესრულებულია STM32F4 დაფის გამოყენებით, როგორც ექსპერიმენტული ვალიდაცია. ამ ბირთვის მთავარი უპირატესობაა განხორციელების სიმარტივე, დაბალი ღირებულება და რთული პროგრამების შემუშავების საჭიროება 30. გარდა ამისა. , FT232RL USB-UART კონვერტაციის დაფა ასოცირდება STM32F4-თან, რომელიც გარანტიას იძლევა გარე საკომუნიკაციო ინტერფეისის კომპიუტერზე ვირტუალური სერიული პორტის (COM პორტის) დამყარების მიზნით. ეს მეთოდი იძლევა მონაცემთა გადაცემის მაღალი ბაუდის სიჩქარით.
PVWPS-ის შესრულება შემოთავაზებული ტექნიკის გამოყენებით შედარებულია PV სისტემებთან დანაკარგების მინიმიზაციის გარეშე სხვადასხვა საოპერაციო პირობებში. მიღებული შედეგები აჩვენებს, რომ შემოთავაზებული ფოტოელექტრული წყლის ტუმბოს სისტემა უკეთესია სტატორის დენის და სპილენძის დანაკარგების მინიმუმამდე შემცირებაში, ნაკადის ოპტიმიზაციაში და წყლის ამოტუმბვაში.
ნაშრომის დანარჩენი სტრუქტურა ასეა: შემოთავაზებული სისტემის მოდელირება მოცემულია განყოფილებაში „ფოტოელექტრული სისტემების მოდელირება“. სექციაში „შესწავლილი სისტემის კონტროლის სტრატეგია“, FDTC, შემოთავაზებული მართვის სტრატეგია და MPPT ტექნიკაა. დეტალურად არის აღწერილი. დასკვნები განხილულია სექციაში "სიმულაციის შედეგები". სექციაში "PIL ტესტირება STM32F4 აღმოჩენის დაფაზე" აღწერილია პროცესორის ციკლში ტესტირება. ამ ნაშრომის დასკვნები წარმოდგენილია " დასკვნები” განყოფილება.
სურათი 1 გვიჩვენებს შემოთავაზებული სისტემის კონფიგურაციას დამოუკიდებელი PV წყლის სატუმბი სისტემისთვის. სისტემა შედგება IM-ზე დაფუძნებული ცენტრიდანული ტუმბოსგან, ფოტოელექტრული მასივისაგან, ორი დენის გადამყვანისგან [გამაძლიერებელი კონვერტორი და ძაბვის წყაროს ინვერტორი (VSI)]. ამ განყოფილებაში , წარმოდგენილია შესწავლილი ფოტოელექტრული წყლის სატუმბი სისტემის მოდელირება.
ეს ნაშრომი იღებს ერთ დიოდურ მოდელსმზისფოტოელექტრული უჯრედები. PV ელემენტის მახასიათებლები აღინიშნება 31, 32 და 33-ით.
ადაპტაციის შესასრულებლად გამოიყენება გამაძლიერებელი გადამყვანი. კავშირი DC-DC გადამყვანის შემავალ და გამომავალ ძაბვებს შორის მოცემულია ქვემოთ მოცემულ განტოლებაში 34:
IM-ის მათემატიკური მოდელი შეიძლება აღწერილი იყოს საცნობარო ჩარჩოში (α, β) შემდეგი განტოლებით 5,40:
სადაც \(l_{s }\),\(l_{r}\): სტატორის და როტორის ინდუქციურობა, M: ურთიერთ ინდუქციურობა, \(R_{s }\), \(I_{s }\): სტატორის წინააღმდეგობა და სტატორის დენი, \(R_{r}\), \(I_{r }\): როტორის წინააღმდეგობა და როტორის დენი, \(\phi_{s}\), \(V_{s}\): სტატორის ნაკადი და სტატორი ძაბვა , \(\phi_{r}\), \(V_{r}\): როტორის ნაკადი და როტორის ძაბვა.
ცენტრიდანული ტუმბოს დატვირთვის ბრუნვის პროპორციული IM სიჩქარის კვადრატი შეიძლება განისაზღვროს:
შემოთავაზებული წყლის ტუმბოს სისტემის კონტროლი დაყოფილია სამ განსხვავებულ ქვესექციად. პირველი ნაწილი ეხება MPPT ტექნოლოგიას. მეორე ნაწილი ეხება IM-ის მართვას დაფუძნებული ბუნდოვანი ლოგიკის კონტროლერის პირდაპირი ბრუნვის კონტროლზე. გარდა ამისა, III სექცია აღწერს ტექნიკას, რომელიც დაკავშირებულია FLC-ზე დაფუძნებული DTC, რომელიც იძლევა საცნობარო ნაკადების განსაზღვრის საშუალებას.
ამ ნამუშევარში გამოყენებულია ცვლადი საფეხურის P&O ტექნიკა მაქსიმალური სიმძლავრის წერტილის თვალყურის დევნებისთვის. იგი ხასიათდება სწრაფი თვალთვალით და დაბალი რხევით (სურათი 2)37,38,39.
DTC-ის მთავარი იდეაა უშუალოდ აკონტროლოს აპარატის ნაკადი და ბრუნი, მაგრამ ჰისტერეზის რეგულატორების გამოყენება ელექტრომაგნიტური ბრუნვისა და სტატორის ნაკადის რეგულირებისთვის იწვევს მაღალი ბრუნვისა და ნაკადის ტალღის წარმოქმნას. ამიტომ დანერგილია დაბინდვის ტექნიკა გაძლიერების მიზნით. DTC მეთოდი (ნახ. 7) და FLC-ს შეუძლია განავითაროს საკმარისი ინვერტორული ვექტორული მდგომარეობა.
ამ საფეხურზე, შეყვანა გარდაიქმნება ბუნდოვან ცვლადებად წევრობის ფუნქციების (MF) და ლინგვისტური ტერმინების მეშვეობით.
პირველი შეყვანის (εφ) წევრობის სამი ფუნქციაა უარყოფითი (N), დადებითი (P) და ნული (Z), როგორც ნაჩვენებია სურათზე 3.
წევრობის ხუთი ფუნქცია მეორე შეყვანისთვის (\(\varepsilon\)Tem) არის უარყოფითი დიდი (NL) უარყოფითი მცირე (NS) ნულოვანი (Z) დადებითი მცირე (PS) და დადებითი დიდი (PL), როგორც ნაჩვენებია 4-ზე.
სტატორის ნაკადის ტრაექტორია შედგება 12 სექტორისგან, რომლებშიც ბუნდოვანი სიმრავლე წარმოდგენილია ტოლფერდა სამკუთხა წევრობის ფუნქციით, როგორც ნაჩვენებია სურათზე 5.
ცხრილი 1 აჯგუფებს 180 ბუნდოვან წესს, რომლებიც იყენებენ შეყვანის წევრობის ფუნქციებს შესაბამისი გადართვის მდგომარეობის შესარჩევად.
დასკვნის მეთოდი შესრულებულია მამდანის ტექნიკით. i-ე წესის წონის კოეფიციენტი (\(\alpha_{i}\)) მოცემულია:
სადაც\(\mu Ai \მარცხენა( {e\varphi } \მარჯვნივ)\),\(\mu Bi\left( {eT} \მარჯვნივ) ,\) \(\mu Ci\left( \theta \მარჯვნივ) \) : მაგნიტური ნაკადის, ბრუნვის და სტატორის ნაკადის კუთხის შეცდომის წევრობის მნიშვნელობა.
ნახაზი 6 ასახავს მკვეთრ მნიშვნელობებს, რომლებიც მიიღება ბუნდოვანი მნიშვნელობებიდან მაქსიმალური მეთოდის გამოყენებით, რომელიც შემოთავაზებულია განტოლებით (20).
ძრავის ეფექტურობის გაზრდით, ნაკადის სიჩქარე შეიძლება გაიზარდოს, რაც თავის მხრივ ზრდის წყლის დღიურ ამოტუმბვას (სურათი 7). შემდეგი ტექნიკის მიზანია დანაკარგების მინიმიზაციის დაფუძნებული სტრატეგიის დაკავშირება პირდაპირი ბრუნვის კონტროლის მეთოდთან.
ცნობილია, რომ მაგნიტური ნაკადის მნიშვნელობა მნიშვნელოვანია ძრავის ეფექტურობისთვის. ნაკადის მაღალი მნიშვნელობები იწვევს რკინის დანაკარგების გაზრდას, ასევე მიკროსქემის მაგნიტურ გაჯერებას. პირიქით, ნაკადის დაბალი დონე იწვევს ჯოულის მაღალ დანაკარგებს.
ამიტომ, IM-ში დანაკარგების შემცირება პირდაპირ კავშირშია ნაკადის დონის არჩევასთან.
შემოთავაზებული მეთოდი ეფუძნება ჯოულის დანაკარგების მოდელირებას, რომელიც დაკავშირებულია დენთან, რომელიც მიედინება მანქანაში სტატორის გრაგნილების მეშვეობით. ის შედგება როტორის ნაკადის მნიშვნელობის ოპტიმალურ მნიშვნელობაზე რეგულირებისგან, რითაც მცირდება ძრავის დანაკარგები ეფექტურობის გაზრდის მიზნით. ჯოულის დანაკარგები შეიძლება გამოიხატოს შემდეგნაირად (ძირითადი დანაკარგების იგნორირება):
ელექტრომაგნიტური ბრუნი \(C_{em}\) და როტორის ნაკადი\(\phi_{r}\) გამოითვლება dq კოორდინატთა სისტემაში, როგორც:
ელექტრომაგნიტური ბრუნვა\(C_{em}\) და როტორის ნაკადი\(\phi_{r}\) გამოითვლება მითითებაში (d,q), როგორც:
განტოლების (30) ამოხსნით, ჩვენ შეგვიძლია ვიპოვოთ სტატორის ოპტიმალური დენი, რომელიც უზრუნველყოფს როტორის ოპტიმალურ ნაკადს და მინიმალურ დანაკარგებს:
სხვადასხვა სიმულაციები ჩატარდა MATLAB/Simulink პროგრამული უზრუნველყოფის გამოყენებით შემოთავაზებული ტექნიკის გამძლეობისა და მუშაობის შესაფასებლად. გამოკვლეული სისტემა შედგება რვა 230 W CSUN 235-60P პანელისგან (ცხრილი 2), რომლებიც დაკავშირებულია სერიაში. ცენტრიდანული ტუმბო ამოძრავებს IM და მისი დამახასიათებელი პარამეტრები ნაჩვენებია ცხრილში 3. PV სატუმბი სისტემის კომპონენტები ნაჩვენებია ცხრილში 4.
ამ განყოფილებაში, ფოტოელექტრული წყლის სატუმბი სისტემა FDTC-ის გამოყენებით მუდმივი ნაკადის მითითებით შედარებულია შემოთავაზებულ სისტემასთან, რომელიც დაფუძნებულია ოპტიმალურ ნაკადზე (FDTCO) იმავე საოპერაციო პირობებში. ორივე ფოტოელექტრული სისტემის მუშაობა შემოწმდა შემდეგი სცენარის გათვალისწინებით:
ამ განყოფილებაში წარმოდგენილია ტუმბოს სისტემის შემოთავაზებული გაშვების მდგომარეობა, რომელიც ეფუძნება 1000 ვტ/მ2 იზოლაციის სიჩქარეს. სურათი 8e ასახავს ელექტრული სიჩქარის რეაქციას. FDTC-თან შედარებით, შემოთავაზებული ტექნიკა უზრუნველყოფს აწევის უკეთეს დროს, სტაბილურ მდგომარეობას აღწევს 1.04-ზე. s, და FDTC-ით, რომელიც მიაღწევს სტაბილურ მდგომარეობას 1.93 წმ-ზე. ნახაზი 8f გვიჩვენებს კონტროლის ორი სტრატეგიის გადატუმბვას. ჩანს, რომ FDTCO ზრდის ტუმბოს რაოდენობას, რაც ხსნის IM-ით გარდაქმნილი ენერგიის გაუმჯობესებას. ნახატები 8გ. და 8 სთ წარმოადგენს შედგენილ სტატორის დენს. გაშვების დენი FDTC-ის გამოყენებით არის 20 A, ხოლო შემოთავაზებული კონტროლის სტრატეგია გვთავაზობს გაშვების დენს 10 A, რაც ამცირებს ჯოულის დანაკარგებს. ნახატები 8i და 8j აჩვენებს განვითარებულ სტატორის ნაკადს. FDTC დაფუძნებული PVPWS მუშაობს 1.2 Wb მუდმივი საორიენტაციო ნაკადით, ხოლო შემოთავაზებულ მეთოდში საცნობარო ნაკადი არის 1 A, რომელიც მონაწილეობს ფოტოელექტრული სისტემის ეფექტურობის გაუმჯობესებაში.
(ა)მზისგამოსხივება (ბ) დენის მოპოვება (გ) სამუშაო ციკლი (დ) მუდმივი ავტობუსის ძაბვა (ე) როტორის სიჩქარე (ვ) სატუმბი წყალი (გ) სტატორის ფაზის დენი FDTC-სთვის (თ) სტატორის ფაზის დენი FDTCO-სთვის (i) ნაკადის პასუხი FLC-ის გამოყენებით (კ) ნაკადის პასუხი FDTCO-ს გამოყენებით (ლ) სტატორის ნაკადის ტრაექტორია FDTC-ის გამოყენებით (ლ) სტატორის ნაკადის ტრაექტორია FDTCO-ს გამოყენებით.
Theმზისგამოსხივება მერყეობდა 1000-დან 700 ვტ/მ2-მდე 3 წამში და შემდეგ 500 ვტ/მ2-მდე 6 წამში (ნახ. 8a). სურათი 8b გვიჩვენებს შესაბამისი ფოტოელექტრული სიმძლავრე 1000 ვტ/მ2, 700 ვტ/მ2 და 500 ვტ/მ2. ნახაზი 8c და 8d ასახავს სამუშაო ციკლს და DC კავშირის ძაბვას, შესაბამისად. სურათი 8e ასახავს IM-ის ელექტრო სიჩქარეს და შეგვიძლია შევამჩნიოთ, რომ შემოთავაზებულ ტექნიკას აქვს უკეთესი სიჩქარე და რეაგირების დრო FDTC-ზე დაფუძნებულ ფოტოელექტრო სისტემასთან შედარებით. სურათი 8f. გვიჩვენებს წყლის ტუმბოს სხვადასხვა დონისთვის დასხივების დონეს, რომელიც მიღებულია FDTC-სა და FDTCO-ს გამოყენებით. FDTCO-ით მეტი ტუმბოს მიღწევა შესაძლებელია, ვიდრე FDTC-ით. ნახატები 8g და 8h ასახავს იმიტირებული დენის პასუხებს FDTC მეთოდის და შემოთავაზებული კონტროლის სტრატეგიის გამოყენებით. შემოთავაზებული კონტროლის ტექნიკის გამოყენებით დენის ამპლიტუდა მინიმუმამდეა დაყვანილი, რაც ნიშნავს სპილენძის ნაკლებ დანაკარგს, რითაც გაზრდის სისტემის ეფექტურობას. შესაბამისად, გაშვების მაღალმა დენებმა შეიძლება გამოიწვიოს მანქანის მუშაობის შემცირება. სურათი 8j გვიჩვენებს ნაკადის პასუხის ევოლუციას, რათა აირჩიოთოპტიმალური ნაკადი დანაკარგების მინიმიზაციის უზრუნველსაყოფად, შესაბამისად, შემოთავაზებული ტექნიკა ასახავს მის შესრულებას. 8i სურათისგან განსხვავებით, ნაკადი მუდმივია, რაც არ წარმოადგენს ოპტიმალურ მუშაობას. ნახატები 8k და 8l გვიჩვენებს სტატორის ნაკადის ტრაექტორიის ევოლუციას. ნახაზი 8l ასახავს ნაკადის ოპტიმალურ განვითარებას და განმარტავს შემოთავაზებული კონტროლის სტრატეგიის მთავარ იდეას.
უეცარი ცვლილებამზისგამოყენებული იყო გამოსხივება, დაწყებული 1000 ვტ/მ2 დასხივებით და მკვეთრად მცირდება 500 ვტ/მ2-მდე 1,5 წამის შემდეგ (ნახ. 9a). სურათზე 9b ნაჩვენებია ფოტოელექტრული პანელებიდან მოპოვებული ფოტოელექტრული სიმძლავრე, რომელიც შეესაბამება 1000 ვტ/მ2 და 500. W/m2.სურათები 9c და 9d ასახავს სამუშაო ციკლს და DC კავშირის ძაბვას, შესაბამისად. როგორც ჩანს ნახ. 9e-დან, შემოთავაზებული მეთოდი უზრუნველყოფს უკეთეს რეაგირების დროს. სურათი 9f გვიჩვენებს წყლის ამოტუმბვას, რომელიც მიღებულია კონტროლის ორი სტრატეგიისთვის. Pumping FDTCO-ით უფრო მაღალი იყო, ვიდრე FDTC-ით, ტუმბოს 0,01 მ3/წმ 1000 ვტ/მ2 გამოსხივების დროს, ვიდრე 0,009 მ3/წმ FDTC-ით;გარდა ამისა, როდესაც დასხივება იყო 500 W At/m2, FDTCO ამოტუმბავს 0,0079 m3/s, ხოლო FDTC ტუმბოს 0,0077 m3/s. ნახატები 9g და 9h. აღწერს მიმდინარე პასუხს, რომელიც სიმულირებულია FDTC მეთოდით და შემოთავაზებული კონტროლის სტრატეგიით. შეგვიძლია აღვნიშნოთ, რომ შემოთავაზებული კონტროლის სტრატეგია აჩვენებს, რომ დენის ამპლიტუდა მცირდება გასხივოსნების მკვეთრი ცვლილებების დროს, რაც იწვევს სპილენძის დანაკარგებს. ასახავს მის მოქმედებას 1Wb ნაკადით და 1000 W/m2 დასხივებით, ხოლო ნაკადი არის 0.83Wb და გამოსხივება 500 W/m2. ნახ. 9i-ისგან განსხვავებით, ნაკადი მუდმივია 1.2 Wb, რაც არ წარმოადგენს ოპტიმალურ ფუნქციას. ნახატები 9k და 9l გვიჩვენებს სტატორის ნაკადის ტრაექტორიის ევოლუციას. სურათი 9l ასახავს ნაკადის ოპტიმალურ განვითარებას და განმარტავს შემოთავაზებული კონტროლის სტრატეგიის მთავარ იდეას და შემოთავაზებული სატუმბი სისტემის გაუმჯობესებას.
(ა)მზისგამოსხივება (ბ) ამოღებული სიმძლავრე (გ) სამუშაო ციკლი (დ) მუდმივი ავტობუსის ძაბვა (ე) როტორის სიჩქარე (ვ) წყლის ნაკადი (გ) სტატორის ფაზის დენი FDTC-სთვის (თ) სტატორის ფაზის დენი FDTCO-სთვის (i) ) ნაკადის პასუხის გამოყენებით FLC (j) ნაკადის პასუხი FDTCO-ს გამოყენებით (k) სტატორის ნაკადის ტრაექტორია FDTC-ის გამოყენებით (ლ) სტატორის ნაკადის ტრაექტორია FDTCO-ს გამოყენებით.
ორი ტექნოლოგიის შედარებითი ანალიზი ნაკადის მნიშვნელობის, დენის ამპლიტუდისა და ტუმბოს თვალსაზრისით ნაჩვენებია ცხრილში 5, რომელიც აჩვენებს, რომ შემოთავაზებულ ტექნოლოგიაზე დაფუძნებული PVWPS უზრუნველყოფს მაღალ შესრულებას გაზრდილი სატუმბი ნაკადით და მინიმალური ამპლიტუდის დენით და დანაკარგებით, რაც გამოწვეულია ნაკადის ოპტიმალური შერჩევისთვის.
შემოთავაზებული კონტროლის სტრატეგიის შესამოწმებლად და შესამოწმებლად, PIL ტესტი შესრულებულია STM32F4 დაფაზე დაყრდნობით. იგი მოიცავს კოდის გენერირებას, რომელიც ჩაიტვირთება და გაიშვება ჩაშენებულ დაფაზე. დაფა შეიცავს 32-ბიტიან მიკროკონტროლერს 1 MB Flash-ით, 168 MHz. საათის სიხშირე, მცურავი წერტილის ერთეული, DSP ინსტრუქციები, 192 KB SRAM. ამ ტესტის დროს შეიქმნა განვითარებული PIL ბლოკი საკონტროლო სისტემაში, რომელიც შეიცავს გენერირებულ კოდს STM32F4 აღმოჩენის აპარატურულ დაფაზე დაყრდნობით და დაინერგა Simulink პროგრამულ უზრუნველყოფაში. ნაბიჯები, რომლებიც საშუალებას იძლევა PIL ტესტები, რომლებიც უნდა იყოს კონფიგურირებული STM32F4 დაფის გამოყენებით, ნაჩვენებია სურათზე 10.
თანასიმულაციური PIL ტესტირება STM32F4-ის გამოყენებით შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც იაფი ტექნიკა შემოთავაზებული ტექნიკის შესამოწმებლად. ამ ნაშრომში, ოპტიმიზებული მოდული, რომელიც უზრუნველყოფს საუკეთესო საცნობარო ნაკადს, დანერგილია STMicroelectronics Discovery Board-ში (STM32F4).
ეს უკანასკნელი შესრულებულია Simulink-თან პარალელურად და ცვლის ინფორმაციას ერთობლივი სიმულაციის დროს შემოთავაზებული PVWPS მეთოდის გამოყენებით. სურათი 12 ასახავს ოპტიმიზაციის ტექნოლოგიის ქვესისტემის განხორციელებას STM32F4-ში.
მხოლოდ შემოთავაზებული ოპტიმალური საცნობარო ნაკადის ტექნიკა ნაჩვენებია ამ თანასიმულაციაში, რადგან ეს არის მთავარი საკონტროლო ცვლადი ამ სამუშაოსთვის, რომელიც აჩვენებს წყლის ფოტოელექტრული სატუმბი სისტემის საკონტროლო ქცევას.
გამოქვეყნების დრო: აპრ-15-2022
