Т. 328, № 6

Имитационная модель режимов работы автономной фотоэлектрической станции с учетом реальных условий эксплуатации

Актуальность. Огромный потенциал, экологическая чистота и доступность солнечной энергии обеспечивают стремительное развитие фотоэлектрической технологии преобразования энергии, которая находит практическое применение в самых разнообразных областях человеческой жизнедеятельности. Основной технической проблемой автономных энергетических систем с возобновляемыми источниками является необходимость согласования режимов производства и потребления энергии, что требует достоверного определения энергетического баланса с высокой временной дискретизацией. Нелинейность характеристик основных элементов фотоэлектрических станций, а также их ярко-выраженная зависимость от внешних факторов, многие из которых имеют стохастическую природу, определяет высокую сложность и актуальность задачи определения их энергетических характеристик в реальных условиях эксплуатации. Цель исследования: разработка имитационной модели автономной фотоэлектрической станции, обеспечивающей моделирование ее рабочих режимов с учетом реальных условий эксплуатации. Методы исследования: математическое и компьютерное моделирование с использованием программной среды MatLab/Simulink. Результаты. Разработана имитационная модель автономной фотоэлектрической станции, состоящая из шести основных компонентов: модель прихода солнечной радиации, солнечная батарея, преобразователь постоянного напряжения (контроллер заряда), аккумуляторная батарея, инвертор, электрическая нагрузка. Все модели компонентов выполнены в виде отдельных подсистем в программной среде MatLab/Simulink, обладают свойством масштабирования, что позволяет проводить исследования фотоэлектрических систем произвольной конфигурации. Особенностью предложенной модели является учет влияния внешних климатических факторов на энергетические характеристики солнечной батареи, что обеспечивает повышение точности прогнозных расчетов в выработке электроэнергии.

Ключевые слова:

автономные фотоэлектрические станции, солнечные батареи, солнечная радиация, имитационные модели, MatLab, Simulink, возобновляемые источники энергии, климатические факторы, энергетические характеристики, электроэнергия, электронный ресурс, труды учёных ТПУ,

Авторы:

Обухов Сергей Геннадьевич

Плотников Игорь Александрович

Скачать PDF