Имитационная модель контроллера солнечной батареи

Abstract

Имитационные модели автономных систем электропитания находят применение при проектировании таких систем и позволяют осуществлять прогноз их функционирования с учётом деградационных изменений энергетических характеристик солнечной и аккумуляторных батарей. Применение типовых элементов при создании имитационных моделей позволяет оперативно изменять топологию систем электропитания, позволяя учитывать внешние факторы, влияющие на работу системы, - освещённость, температуру, угол падения солнечных лучей и др. Актуальность статьи обусловлена необходимостью создания имитационной модели типового элемента автономной системы - контроллера солнечной батареи. Цель исследования: разработка имитационной модели контроллера солнечной батареи для пополнения базы типовых элементов. Задача: создание имитационной модели контроллера солнечной батареи, логика функционирования которой соответствует логике функционирования реального контроллера в различных режимах: в режиме заряда аккумуляторной батареи постоянным током заданной величины, в режиме поиска точки экстремального регулирования солнечной батареи, в режиме заряда аккумуляторной батареи снижающимся током при достижении напряжения аккумуляторной батареи определённого уровня; также модель должна осуществлять контроль за состоянием аккумуляторной батареи и, в случае снижения напряжения аккумуляторной батареи до нижнего уровня, отключать нагрузку. Методы исследования: имитационное моделирование с использованием языка Simulink, входящего в состав программного пакета MatLAB 7.9. Результаты: разработана имитационная модель контроллера солнечной батареи, адекватно отражающая логику работы реального контроллера, что позволяет использовать её на этапах проектирования и эксплуатации автономных систем электропитания. Модель защищена свидетельством о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2013612150.

Simulation models of power supply autonomous systems are used when designing such systems and allow predicting their operation, taking into account degradation changes in power characteristics of solar and storage batteries. The use of typical elements when designing simulation models allows changing rapidly the topology of power supply systems. This allows taking into account the external factors that affect the system operation - illumination, temperature, sunlight incidence angle. Relevance of the research is conditioned by the need to develop a simulation model of a typical element of an autonomous system - solar controller. The main aim of the study: development of a simulation model of a solar battery controller for renewing typical elements base. The task of the research is to develop the simulation model of solar controller, logic of operation of which corresponds to the logic of functioning of real solar controller in different modes: storage battery charging with constant current of a given value; searching for a point of solar battery optimizing control; storage battery charging with dropping current when storage battery voltage achieve certain level; the model should control as well over the storage battery state and disconnect the load in the case of storage battery voltage drop to a lower level. The methods used in the study: simulation using the software package MatLAB 7.9. The results: The authors have developed the simulation model of the solar battery controller, reflecting adequately the logic in real controller operation, which allows applying it when designing and service of autonomous power supply systems. The model is protected by the certificate of state registration of the computer software № 2013612150.