Система управління вітроенергетичної станції на базі fuzzy-логіки для умов гірничорудних підприємств

Abstract

Робота присвячена розробці та моделюванню системи управління вітроенергетичної станції на базі Fuzzy-логіки для умов гірничорудних підприємств. Основну увагу приділено аналізу можливостей використання вітроенергетичних установок у системах електропостачання промислових підприємств, особливостям їх роботи в умовах кар’єрів, відвалів і промислових майданчиків, а також формуванню нечіткої системи керування для стабілізації параметрів вітроенергетичної установки. Об’єкт дослідження – режими роботи вітроенергетичної станції у складі системи електропостачання гірничорудного підприємства. Мета роботи – розробка та моделювання системи управління вітроенергетичної станції на базі Fuzzy-логіки для підвищення стабільності її роботи в умовах змінної швидкості вітру, несталого навантаження та особливостей електропостачання гірничорудних підприємств. Практичне значення роботи полягає у можливості використання запропонованої системи керування для підвищення ефективності роботи вітроенергетичних станцій у локальних і частково автономних системах електропостачання гірничорудних підприємств. Результати моделювання можуть бути застосовані під час вибору алгоритмів керування вітроенергетичними станціями, формування бази нечітких правил, стабілізації напруги та частоти, а також керування підключенням конденсаторних батарей і баластного навантаження. У першому розділі розглянуто загальну характеристику вітроенергетичних установок і вітроенергетичних станцій, їх класифікацію, схеми роботи та особливості використання в умовах гірничорудних підприємств. Проаналізовано потенційні зони розміщення вітроенергетичних установок на території гірничорудних підприємств, зокрема кар’єри, відвали, промислові майданчики та периферійні відкриті ділянки. Розглянуто режими роботи вітроенергетичних станцій у системах електропостачання промислових підприємств, а також обґрунтовано доцільність використання нечіткої логіки в системах автоматичного керування вітроенергетичними установками. У другому розділі розроблено структурну схему вітроенергетичної станції для умов гірничорудного підприємства. Визначено вхідні та вихідні змінні системи Fuzzy-керування, сформовано базу нечітких правил для керування батареями додаткових конденсаторів і баластним навантаженням. Побудовано Fuzzy-модель системи керування вітроенергетичною станцією у середовищі Matlab, виконано налаштування функцій належності, реалізовано базу правил нечіткого логічного висновку та проаналізовано результати моделювання. Отримані залежності показали плавний характер зміни керувального сигналу, що підтверджує доцільність використання Fuzzy-регулятора для стабілізації режимів роботи вітроенергетичних установок. У висновках наведено основні результати виконаної роботи та підтверджено доцільність застосування Fuzzy-логіки для керування вітроенергетичними станціями в умовах гірничорудних підприємств.