Розробка методу автоматизованої системи контролю параметрів сонячної електростанції

Abstract

Метою роботи є підвищення енергетичної ефективності та надійності функціонування сонячних електростанцій шляхом розроблення та впровадження методу автоматизованого контролю, що базується на адаптивній ідентифікації параметрів еквівалентної схеми заміщення в режимі реального часу. Для досягнення цієї мети необхідно вирішити наступні завдання: – Проаналізувувати існуючі методи моніторингу СЕС та виявлено їх недоліки, зокрема неможливість розрізнення зовнішніх факторів (затінення) та внутрішніх дефектів (деградація контактів); – Розробити нові методи для точного вимірювання і моніторингу параметрів сонячних батарей; – Удосконалити математичну дводіодну модель фотоелектричного перетворювача, в якій параметри послідовного (Rs) та шунтового (Rsh) опорів розглядаються як динамічні змінні стану для діагностики дефектів.; – Розробити алгоритм ідентифікації параметрів у реальному часі на базі мікроконтролера STM32 з використанням W-функції Ламберта, що забезпечує високу швидкодію та точність; – Проведено імітаційне моделювання роботи системи, яке підтвердило селективність методу та здатність виявляти деградацію компонентів на ранніх стадіях (похибка визначення Rs не перевищує 3% при рівні шуму 30 дБ). Об'єктом дослідження є процеси контролю та моніторингу робочих параметрів сонячної електростанції. Предметом дослідження є методи, алгоритми та математичні моделі, що забезпечують автоматизований контроль стану сонячних елементів на основі аналізу еволюції параметрів еквівалентної схеми заміщення.The study analyzes existing monitoring methods, upgrades the two-diode mathematical model, and proposes a numerical algorithm using the Lambert W-function for dynamic parameter calculation. To achieve this goal, the following tasks need to be solved: – Analyze and evaluate existing methods for monitoring and controlling parameters of solar power plants; – Adapt the mathematical model of the solar cell (two-diode circuit) to real-time operation requirements for dynamic determination of internal resistances; – Develop an automated control method that allows identifying contact degradation and structural defects by monitoring deviations in series (Rs) and shunt (Rsh) resistances; – Perform simulation modeling and conduct a comparative analysis of the results of the base and improved methods. The object of the research is the processes of control and monitoring of the operating parameters of a solar power station. The subject of the research is the methods, algorithms, and mathematical models ensuring automated control of the state of solar elements based on the analysis of the evolution of equivalent circuit parameters.