Автоматизоване проектування гібридних сонячних енергетичних систем

Abstract

Метою дисертаційного дослідження є підвищення ефективності ГСЕС, а так само її елементів, за рахунок побудови системи автоматизованого проектування на основі використання інтелектуальних підходів, зокрема, багатокритеріальних методів оптимізації. У дисертації розроблена структура системи автоматизованого проектування ГСЕС, що дозволяє оптимізувати структуру і параметри ГСЕС, мінімізувати вартість системи, збільшити надійність, мінімізувати дефіцит енергії для споживачів, мінімізувати забруднення навколишнього середовища, на підставі використання методів багатокритеріальної оптимізації. Розроблена структура СЕС для БПЛА на сонячній енергії до складу якої входить гібридна система накопичення енергії (до її складу входять акумуляторні батареї і суперконденсатори), параметри якої визначаються в результаті рішення оптимізаційної задачі, що дозволяє підвищити надійність, збільшити час польоту, збільшити пікову максимальну потужність енергетичної системи БПЛА. Розроблено новий алгоритм пошуку точки максимальнох потужності (MPPT) який дозволяє підвищити ефективність і швидкість знаходження точки максимальної потужності в умовах часткової затемненості на основі використання еволюційного методу Mine Blast Algorithm. Розроблена система імітаційних моделей елементів ГСЕС, до її складу входять елементи СЕС (сонячні панелі, набір перетворювачів постійного та змінного струму), дизель-генератор, гібридна система накопичення енергії.

Целью исследования является повышение эффективности ГСЭС, а так же ее элементов, за счет построения системы автоматизированного проектирования на основе использования интеллектуальных подходов, в частности, многокритериальных методов оптимизации. В диссертации разработана структура системы автоматизированного проектирования ГСЭС, что позволяет оптимизировать структуру и параметры ГСЭС, минимизировать стоимость системы, увеличить надежность, минимизировать дефицит энергии для потребителей, минимизировать загрязнение окружающей среды, на основе методов многокритериальной оптимизации. Разработана структура СЭС для БПЛА на солнечной энергии в состав которой входит гибридная система накопления энергии (в ее состав входят аккумуляторные батареи и суперконденсаторы), параметры которой определяются в результате решения оптимизационной задачи, позволяет повысить надежность, увеличить время полета, увеличить пиковую максимальную мощность энергетической системы БПЛА. Разработан новый алгоритм поиска точки максимальноq мощности (MPPT), который позволяет повысить эффективность и скорость нахождения точки максимальной мощности в условиях частичной затенённости на основе использования эволюционного метода Mine Blast Algorithm. Разработанная система имитационных моделей элементов ГСЭС, в ее состав входят элементы СЭС (солнечные панели, набор преобразователей постоянного и переменного тока), дизель-генератор, гибридная система накопления энергии.

The aim of the dissertation is to increase the efficiency of the HSPS, as well as its elements, by building a computer-aided design system based on the use of intelligent approaches, in particular, multi-objective optimization methods. In the dissertation, the structure of the automated design system of the HSPS was developed, which allows optimizing the structure and parameters of the HSPS, minimizing the cost of the system, increasing reliability, minimizing the energy deficit for consumers, minimizing environmental pollution, based on multi-objective optimization methods. The structure of a solar power plant for a solar-powered UAV has been developed, which includes a hybrid energy storage system (it includes rechargeable batteries and supercapacitors), the parameters of which are determined as a result of solving an optimization problem, which makes it possible to increase reliability, increase flight time, and increase the peak maximum power of the energy system UAV. A new algorithm for finding the maximum power point (MPPT) has been developed, which allows to increase the efficiency and speed of finding the maximum power point in partial shading conditions based on the use of the evolutionary method Mine Blast Algorithm. The developed system of imitation models of the elements of the HSPS, which includes the elements of the SPS (solar panels, a set of DC and AC converters), a diesel generator, a hybrid energy storage system.