Устройство управления энергоснабжением для жилых домов, коммерческих и промышленных объектов с использованием сетевых, вспомогательных и возобновляемых источников электрической энергии и их комбинаций и способ интеллектуального управления подключением источников электроэнергии
POWER SUPPLY CONTROL DEVICE FOR RESIDENTIAL HOUSES, COMMERCIAL AND INDUSTRIAL FACILITIES USING NETWORK, AUXILIARY AND RENEWABLE SOURCES OF ELECTRIC ENERGY AND THEIR COMBINATIONS AND METHOD OF INTELLIGENT CONTROL OF CONNECTION OF ELECTRIC POWER SOURCES

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Использование в области электротехники. Настоящее изобретение относится к устройству и связанному с ним способу управления для интеллектуального управления подключением источников и потребителей нагрузки электрической сети низкого или среднего напряжения различных объектов, например, сети электроснабжения зданий и домов жилого, промышленного и коммерческого назначения, на которых могут быть установлены собственные источники генерации электроэнергии.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В настоящее время широко применяются различные конфигурации систем индивидуального энергоснабжения объектов с использованием энергии из возобновляемых источников, а также широко известны многочисленные решения по организации систем бесперебойного энергоснабжения с использованием аккумуляторных батарей.
Как правило каждое такое решение предполагает использование определенных устройств для решения конкретной специфической задачи и представляет из себя ряд отдельных устройств соединяемых определенным образом между собой или отдельно стоящих, при этом каждое из них управляется собственным блоком управления.
Примеры существующих решений:
- Солнечная электростанция - помимо фотоэлектрических элементов включает в себя отдельно стоящие устройства такие как: контроллер заряда аккумуляторных батарей, силовой инвертер, аккумуляторные батареи и допускает подключение только солнечных батарей в качестве источника энергии. Такие системы также часто допускают подключение к внешней электросети, но основная функция в такого подключения - передача в сеть излишков энергии.
- Ветровая электростанция - конфигурируется по аналогичным принципам также как и солнечная, источником энергии выступает ветровой генератор
- Гибридные электростанции - объединяющие несколько возможных источников генерации.
- Источник бесперебойного питания (ИБП) - имеет в своем составе AC/DC инвертер, систему заряда аккумуляторных батарей, аккумуляторные батареи - основная задача ИБП обеспечить резервный запас энергии и быстрое переключение мощности на резервный аккумулятор в случае пропажи напряжения в сети.
- Устройства автоматического ввода резерва и управления запуском резервного генератора (работающего с использованием двигателя внутреннего сгорания в качестве привода генератора).
Из публикаций в открытых источниках, например интернет журнал Института Инженеров Электротехники и Электроники «ШЕЕ Access», статья «DC Microgrid Technology: System Architectures, AC Grid Interfaces, Grounding Schemes, Power Quality, Communication Networks, Applications,and Standardizations Aspects" Авторы: DINESH KUMAR, FIRUZ ZARE, ARINDAM GHOSH3. Дата публикации 1 июня, 2017, дата последней версии 24 июля, 2017. Digital Object Identifier 10.1109/ACCESS.2017.2705914 известны проблемы, возможности и различные методы объединения многочисленных источников генерации электроэнергии из возобновляемых источников посредством подключения их к единой шине постоянного тока в рамках микросети, при этом возможно автоматическое поддержание заданных пределов напряжения такой шины несмотря на существенные колебания напряжения непосредственно на источниках генерации. Известна «Система электроснабжения потребителей в сетях напряжения с использованием возобновляемых и невозобновляемых источников энергии и управлением генерацией электроэнергии», патент РФ №2539875
Основными недостатками данного решения являются необходимость установки индивидуальных блоков управления у источников генерации а также необходимость синхронизации выходных параметров источников генерации для обеспечения возможности их одновременного включения в общую сеть, кроме того в составе системы отсутствует модуль хранения энергии в виде аккумуляторных батарей или подобный, что делает систему более зависимой от необходимости наличия генерации как минимум на одном из источников генерации.
Известна «Система и метод управления электроэнергией для дома», «Ноте energy Control system and controlling method thereof», патент США: US 9,543,761 B2. Система предполагает использование источников генерации возобновляемой энергии, модуля хранения энергии, нереверсивных инвертеров отдельных для передачи энергии к потребителям и для передачи энергии во внешнюю сеть. Недостатками данной системы являются то, что каждый функциональный модуль представляет из себя отдельное устройство, отсутствует возможность непосредственного подключения внешней сети к питающей сети потребителей внутри здания, в процессе обмена энергией постоянно задействована аккумуляторная батарея, что увеличивает количество циклов заряда-разряда и уменьшает ее срок службы. Также применены раздельные инвертеры для передачи энергии во внутреннюю сеть и во внешнюю сеть.
Известна «Система, устройство и метод управления энергией для приоритизации источника генерации энергии в зависимости от возможности продажи произведенной энергии», «Energy Control System, Energy Control Device and Energy Control method for prioritizing a power generation source based on the possibility of selling generated power» патент США: US 9,846,418 B2
Система предлагает подключение источников генерации таких как фотоэлектрические панели и газовый генератор на топливных элементах к единой системе управления, при этом программа управления сфокусирована в основном на обеспечении возможности продажи произведенной энергии в общую сеть. Система не предполагает наличия резервного хранения энергии в аккумуляторных батареях. Наиболее близким прототипом является «Устройство управления мощностью, метод управления мощностью, программа и система управления энергией», "Power control apparatus, power control method, program and energy management system" патент США: US 9,853,452 B2. Данное устройство предполагает возможность подключения нескольких устройств генерации и хранения электроэнергии посредством шины постоянного тока и последующую конвертацию энергии в переменный ток для выдачи мощности потребителям или во внешнюю сеть. Недостатком данного устройства является отсутствие возможности подключения устройств генерации на стороне переменного тока, а также постоянное подключение устройства к внешней сети, что не позволяет гибко менять приоритеты подключения различных вводов от источников генерации и аккумуляторных батарей. Также способ управления устройства предполагает управление системой с жестко заданным приоритетом только исходя из наличия и качества электроэнергии производимой одним источником генерации.
ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ УСТРОЙСТВА
Устройство (схема приведена на фиг. 1 фиг. 2) содержит внутри единого корпуса, соединенные между собой посредством шины постоянного тока и шины переменного тока, следующие модули: модули преобразования электроэнергии получаемой от внешних источников генерации, а именно преобразователи напряжения постоянного тока (DC/DC преобразователи) 103, 203, 105, 205; преобразователи переменного тока в постоянный (AC/DC преобразователи) 103, 203, 106, 206; реверсивные преобразователи AC/DC - один, в случае однофазного исполнения, и три в случае трехфазного исполнения 108, 208; реле переключения S1-Sn; модули синхронизации фаз переменного тока; силовые трансформаторы; аккумуляторные батареи 102, 202; система управления зарядом аккумуляторных батарей 104, 204 микропроцессорный модуль управления 101, 201; защитные автоматы и устройства электробезопасности. Преобразователи напряжения 103, 203, 105, 205, 106, 206, оборудованы регулятором напряжения постоянного тока на стороне подключения к шине постоянного тока. Устройство имеет следующие выходы для подключения: подключение одной или более цепей фотоэлектрических элементов постоянного тока; подключение одного или более трехфазных генераторов переменного тока таких как ветровые генераторы; подключение внешнего однофазного или трехфазного генератора с собственной системой управления, такого как модульный генератор работающий от двигателя внутреннего сгорания; один или более вводы от внешней сети поставщика электроэнергии; выход постоянного тока для подключения силового нагрузочного сопротивления 107, 207; выход переменного тока для подключения основных потребителей электрической мощности объекта; устройство также может иметь или не иметь выход постоянного тока для подключения нагрузок постоянного тока потребителя с DC/DC преобразователем напряжения 209. Управление устройством осуществляется с помощью программы заложенной в микропроцессорный модуль управления 101, 201, к которому по кабелям подключены датчики электрической мощности, тока и напряжения VA1, VA2, VA3, VA4, VA5, VA6, VA7, VA8…VAn и исполнительные устройства реле переключения S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9…Sn. Также к микропроцессорному модулю управления посредством внутренней шины передачи данных, подключены AC/DC и DC/DC преобразователи 103, 203, 105, 205, 106, 206, 108, 208 и система управления зарядом аккумуляторов 104, 204. Для описания схемы функционирования устройства предлагается схема однофазного исполнения устройства имеющего один ввод от внешней электросети переменного тока, один ввод постоянного тока от фотоэлектрических модулей генерации, один ввод от трехфазного генератора переменного тока - ветрового генератора, один ввод от вспомогательного генератора на основе двигателя внутреннего сгорания, один вывод в сеть переменного тока объекта для питания основных потребителей, один выход постоянного тока на нагрузочное сопротивление.
ОПИСАНИЕ СПОСОБА УПРАВЛЕНИЯ УСТРОЙСТВОМ
Способ управления основан на выполнении циклического алгоритма (фиг. 3) программы, реализуемой с помощью микропроцессорного модуля управления 101, 201, с применением гибкой системы автоматической корректировки исходных параметров программы. В качестве исходных параметров программы пользователем задаются основные параметры такие как, но не только: приоритет входов от источников генерации и от внешней сети, приоритет работы от аккумуляторных батарей (АКБ), приоритеты вводов от источников генерации и АКБ могут задаваться гибко в зависимости от времени суток и дня недели, допустимая степень разряда АКБ, минимальные параметры электрической мощности от источников возобновляемой энергии при которых возможно их включение, возможность поставки избыточной произведенной электроэнергии в общую сеть, основные параметры себестоимости электроэнергии такие как: тарифы поставщика энергии, себестоимость электроэнергии производимой вспомогательным генератором на базе двигателя внутреннего сгорания, и т.п.
Микропроцессорный модуль 101, 201 может иметь связь с внешней компьютерной сетью и интернетом и может иметь встроенный интернет сервер. Микропроцессорный модуль 101, 201 может получать данные о прогнозе силы ветра и интенсивности солнечного излучения от внешних сервисов в сети интернет. Микропроцессорный модуль 101, 201 производит постоянный анализ и накопление статистических данных относительно профиля нагрузки потребителей и систематических приоритетов использования потребителем электроэнергии по времени суток, дням недели и месяцам в течение года, таким образом всегда известна ожидаемая средняя часовая потребность в электроэнергии на ближайшее время, в каждую единицу времени, а также ожидания относительно систематических пиковых нагрузок от потребителей.
Перед началом выполнения программного алгоритма, в систему вводятся основные исходные данные - параметры системы 302 фиг. 3. В числе исходных параметров могут быть такие как, но не только: номинальная электрическая мощность основных компонентов системы - внешних устройств генерации, выходная мощность к потребителям; номинальная емкость АКБ; допустимая степень разряда АКБ, приоритеты соответствующих вводов от устройств генерации и внешней сети поставщика электроэнергии, приоритет работы от АКБ, показатели стоимости электроэнергии, возможность поставки избытков электроэнергии во внешнюю сеть, и т.п. Для упрощения описания принципа работы системы примем следующие приоритеты: Приоритет 1 - вводы от устройств собственной генерации с датчиками VA5, VA6, … VAn; Приоритет 2 - ввод от внешней сети поставщика электроэнергии, датчик VA2; Приоритет 3 - ввод от резервного генератора на базе двигателя внутреннего сгорания. Аккумуляторные батареи имеют динамически изменяющийся приоритет в зависимости от внешней информации поступающий в микропроцессорный модуль 101, 201 из внешней компьютерной сети.
После ввода основных параметров происходит переход к выполнению программы управления 303. В рамках выполнения алгоритма управления выполняется циклический опрос данных от датчиков тока и напряжения VA1-VAn. По показаниям датчиков VA1-VAn определяется наличие и качество электроэнергии на вводах устройства.
На этапе 304 при наличии электрической мощности на датчиках VA5;VA6;VAn происходит переход к выполнению этапа 305 программы. При отсутствии таковой - к выполнению этапа 316.
На этапе 305 микропроцессор дает команду на включение реле вводов с приоритетом 1, таких как реле S5, S6, Sn - для тех вводов на соответствующих датчиках которых VA5, VA6, VAn обнаружено наличие достаточной мощности. В рамках данного этапа может быть подключено как один, так и несколько вводов, на которых имеет место генерация электроэнергии. Также происходит включение реле S8, подключения реверсивного инвертора AC/DC, и реле S1 - подключения потребителей переменного тока. Если на момент выполнения этапа 305 указанные реле уже находились в подключенном состоянии, они остаются в таком состоянии. Далее происходит переход к этапу 306 на котором происходит оценка электрической мощности требуемой потребителям в текущий момент времени, согласно показаниям датчика VA1 и анализу статистической информации в памяти системы управления, и сравнение потребности с текущим производством электроэнергии от источников с приоритетом 1 - датчики VA5, VA6, VAn. В случае если текущей производимой мощности недостаточно, происходит переход к этапу 316. В случае если текущей мощности достаточно, происходит переход к этапу 307. На этапе 307 осуществляется отключение источников генерации с приоритетом 2 и 3, а именно реле S2 внешней сети и реле S3 вспомогательного генератора. Также модуль управления дает команду на остановку генератора, в случае если тот работает. На этапе 308 происходит анализ уровня SOC - текущего заряда аккумуляторных батарей 102, 202. Анализируются данные поступающие от датчика VA4 и от системы управления зарядом аккумуляторов 104, 204. В случае если АКБ заряжены на 100%, происходит переход к этапу 311. В случае если АКБ требуют подзарядки, происходит переход к этапу 309. На этапе 309 система управления дает команду на включение реле S4 подключения АКБ, далее происходит переход к этапу 310. На этапе 310 происходит анализ уровня текущего заряда аккумуляторных батарей 102, 202. Анализируются данные поступающие от датчика VA4 и от системы управления зарядом аккумуляторов 104, 204. В случае если АКБ требуют дальнейшей подзарядки, происходит возврат к этапу 309. В случае если АКБ заряжены на 100%, происходит переход к этапу 311. На этапе 311 происходит отключение АКБ от шины постоянного тока путем выключения реле S4. Далее, на этапе 312 происходит сравнение электрической мощности, производимой собственными источниками генерации, с потребностью в электроэнергии на выходе к собственным потребителям. В случае если производство электроэнергии достаточно для покрытия собственных потребностей, но не более, происходит завершение данной ветви программы и переход в начало нового цикла. В случае если производство электроэнергии превышает потребности, происходит переход к этапу 313. На данном этапе проверяется возможность поставки электроэнергии в общую сеть, данное условие может являться частью исходных параметров, выбираемых пользователем на этапе 302 программы, либо поступать в модуль управления посредством каналов связи, в том числе через сеть интернет. В случае если поставка возможно, программа осуществляет переход к этапу 314, если поставка невозможна, происходит переход к этапу 315. На этапе 314 происходит включение реле S2 подключения системы к внешней сети. На этапе 315, при наличии избытка производимой электроэнергии, система управления дает команду на подключение нагрузочного сопротивления путем включения реле S7. После выполнения этапов 314 или 315, устройство продолжает работу в установившемся режиме, до наступления изменений в программном модуле 304 или 306. При изменении состояния программных модулей 304 и 306, а именно в случае исчезновения или недостатка электрической мощности от собственных устройств генерации, происходит переход к этапу 316. На этапе 316 система проверяет наличие мощности на вводах с приоритетом «2», в частности это может быть ввод от внешней сети поставщика электроэнергии. В случае отсутствия мощности на вводах с приоритетом «2», осуществляется переход к этапу 327. В случае наличия мощности на хотя бы одном вводе с приоритетом «2», осуществляется переход к этапу 317. На данном этапе проверяется условие приоритетной работы от аккумуляторных батарей (АКБ) над вводами с приоритетом «2», данное условие может являться частью исходных параметров, выбираемых пользователем на этапе 302 программы, либо поступать в модуль управления посредством каналов связи, в том числе через сеть интернет. Корректировка текущего приоритета АКБ согласно данным поступающим из внешних систем, может выполняться по алгоритму приведенному на Фиг. 4.
В случае если на текущий момент выполнения программы приоритет подключения у ввода с приоритетом «2», программа переходит к модулю 321. В случае если на текущий момент выполнения программы приоритет подключения у АКБ, программа переходит к модулю 318. На этапе 318 происходит проверка SOC - состояния заряда АКБ. Если состояние заряда не достаточно для обеспечения устойчивой работы потребителей в течение промежутка времени, задаваемого на этапе 302 программы, происходит переход к этапу 321, если состояние заряда достаточно - переход к этапу 319. На этапе 319 происходит подключение АКБ 202, через инвертор 108, 208, к сети потребителей переменного тока, а именно включение реле S1, S4, S8 на Фиг. 1 и Фиг. 2. На последующем этапе 320 система управления отслеживает достаточность электрической мощности поставляемой от АКБ 102, 202, через инвертор 108, 208, для питания потребителей сети переменного тока. В случае если мощности достаточно, система продолжает работу от АКБ до наступления изменений в предшествующих модулях программы согласно циклу опроса датчиков. В случае если на текущий момент мощности недостаточно, программа переходит к этапу 321. На этапе 321 происходит подключение вводов от внешней сети переменного тока с приоритетом «2» путем включения реле S2. На последующем этапе 322 программы, происходит проверка и команда на отключение вводов с приоритетом "3" и команда на остановку резервного генератора. В случае если вводы с приоритетом "1" подключены, их состояние не изменяется. На последующем этапе 323 программы управления происходит анализ уровня SOC - текущего заряда аккумуляторных батарей 102, 202. Анализируются данные поступающие от датчика VA4 и от системы управления зарядом аккумуляторов 104, 204. В случае если АКБ заряжены на 100%, система продолжает работу в установившемся режиме до наступления изменений в программном модуле 304 или 316.
В случае если АКБ требуют подзарядки, происходит переход к этапу 324. На этапе 324 система управления дает команду на включение реле S4 подключения АКБ, а также реле S1 и S8 подключения инвертора. После этого происходит переход к этапу 325. На этапе 325 происходит анализ уровня текущего заряда аккумуляторных батарей 102, 202. Анализируются данные поступающие от датчика VA4 и от системы управления зарядом аккумуляторов 104, 204. В случае если АКБ требуют дальнейшей подзарядки, происходит возврат к этапу 324. В случае если АКБ заряжены на 100%, происходит переход к этапу 326. На этапе 326 происходит отключение АКБ от шины постоянного тока путем выключения реле S4 а также отключение реле инвертора S1 и S8, но только в случае если параллельно не задействованы источники генерации подключенные к шине постоянного тока командой модуля 305, если на текущий момент они используются, реле S1 и S8 остаются включенными. После этого система продолжает работу в установившемся режиме до наступления изменений в программном модуле 304 или 316.
На этапе 327 проверяется условие приоритетной работы от аккумуляторных батарей (АКБ) над вводами с приоритетом «3», таковыми могут являться например ввод от вспомогательного генератора работающего от двигателя внутреннего сгорания, данное условие может являться частью исходных параметров, выбираемых пользователем на этапе 302 программы, либо поступать в модуль управления посредством каналов связи, в том числе через сеть интернет. Корректировка текущего приоритета АКБ согласно данным поступающим из внешних систем, может выполняться по алгоритму приведенному на Фиг. 4. по аналогии с приоритетом АКБ над вводами с приоритетом «2».
В случае если на текущий момент выполнения программы приоритет подключения у ввода с приоритетом «3», программа переходит к модулю 331. В случае если на текущий момент выполнения программы приоритет подключения у АКБ, программа переходит к модулю 328. На этапе 328 происходит проверка SOC - состояния заряда АКБ. Если состояние заряда не достаточно для обеспечения устойчивой работы потребителей в течение промежутка времени, задаваемого на этапе 302 программы, происходит переход к этапу 331, если состояние заряда достаточно - переход к этапу 329. На этапе 329 происходит подключение АКБ 102, 202, через инвертор 108, 208, к сети потребителей переменного тока, а именно включение реле S1, S4, S8 на Фиг. 1 и Фиг. 2. На последующем этапе 330 система управления отслеживает достаточность электрической мощности поставляемой от АКБ 102, 202, через инвертор 108, 208, для питания потребителей сети переменного тока. В случае если мощности достаточно, система продолжает работу от АКБ до наступления изменений в предшествующих модулях программы согласно циклу опроса датчиков. В случае если на текущий момент мощности недостаточно, программа переходит к этапу 331. На этапе 331 происходит формирование команды на запуск резервного генератора направляемой в устройство управления резервным генератором, находящееся за пределами устройства описываемого в данном контексте, после чего происходит переход к программному модулю 332 в котором происходит ожидание запуска генератора в течение промежутка времени, задаваемого на этапе 302 настоящей программы. На последующем этапе 333 происходит проверка наличия мощности на вводах от вспомогательного генератора, по показаниям датчика VA3. При отсутствии электрической мощности на датчике VA3, происходит возврат к модулю 331 для повторной команды на запуск резервного генератора. В случае наличия электрической мощности на датчике VA3, что свидетельствует об успешном запуске генератора, происходит переход к этапу 334, на котором происходит подключение генератора к потребителям путем включения реле S3.
На последующем этапе 335 программы управления происходит анализ уровня SOC - текущего заряда аккумуляторных батарей 102, 202. Анализируются данные поступающие от датчика VA4 и от системы управления зарядом аккумуляторов 104, 204. В случае если АКБ заряжены на 100%, система продолжает работу в установившемся режиме до наступления изменений в программном модуле 304, 316 или 327.
В случае если АКБ требуют подзарядки, происходит переход к этапу 336. На этапе 336 система управления дает команду на включение реле S4 подключения АКБ, а также реле S1 и S8 подключения инвертора. После этого происходит переход к этапу 337. На этапе 337 происходит анализ уровня текущего заряда аккумуляторных батарей 102, 202. Анализируются данные поступающие от датчика VA4 и от системы управления зарядом аккумуляторов 104, 204. В случае если АКБ требуют дальнейшей подзарядки, происходит возврат к этапу 336. В случае если АКБ заряжены на 100%, происходит переход к этапу 338. На этапе 338 происходит отключение АКБ от шины постоянного тока путем выключения реле S4 а также отключение реле инвертора S1 и S8, но только в случае если параллельно не задействованы источники генерации подключенные к шине постоянного тока командой модуля 305, если на текущий момент они используются, реле S1 и S8 остаются включенными. После этого, система продолжает работу в установившемся режиме, до наступления изменений в программном модуле 304, 316 или 327.
Корректировка исходных параметров модуля 302 происходит путем сравнения ожидаемого производства электроэнергии, при помощи собственных средств генерации, в зависимости от почасового прогноза силы ветра и солнечного излучения, получаемых из общедоступных ресурсов сети интернет, и ожидаемого расхода электроэнергии в зависимости от собственных статистических данных системы. Основным исходным параметром подлежащим корректировке по данному алгоритму является параметр «Приоритет АКБ». При корректировке данного параметра время действия приоритета АКБ по отношению к вводам с приоритетом «2» и «3», сдвигается в ту или иную сторону, в зависимости от ожидаемого производства собственной энергии. Например: мы имеем более низкий ночной тариф на электроэнергию, при этом ночью отсутствует солнечное излучение, то есть отсутствует производство электроэнергии от фотоэлементов, соответственно исходно может быть установлен более высокий приоритет ввода от внешней сети чем приоритет АКБ во время ночного периода, и система переключит ввод на внешнюю сеть. Однако, в случае применения динамической корректировки приоритета, если утром ожидается достаточное солнечное излучение для покрытия собственных потребностей в электроэнергии и зарядки АКБ, и при условии что текущего заряда АКБ достаточно для покрытия собственных потребностей в электроэнергии до начала собственного производства, приоритет может быть автоматически изменен в пользу работы от АКБ.
Время на которое будет смещено время приоритета АКБ может быть рассчитано по формуле:
где:
где:
С - Ач, номинальная полная емкость аккумуляторных батарей
V- Вольт, напряжение батарей
SOC - %, текущее состояние заряда батарей в % от максимального
SOC(min)- %, установленный пользователем минимально допустимый уровень заряда батарей,
dSOC- располагаемый текущий интервал использования заряда батарей
Р(ср.ч), кВтч - среднее статистическое часовое потребление электроэнергии в рассматриваемый промежуток времени,
Р(акб), кВтч - располагаемая емкость аккумуляторных батарей
Т(акб) - располагаемое время работы от АКБ при текущем уровне заряда, час
Решение об изменении приоритета АКБ принимается программой в зависимости от прогнозируемого времени выхода собственных источников генерации на полную мощность и располагаемого времени работы от АКБ. Т1 - время выхода источников генерации на полную мощность, Т0- наиболее раннее допустимое время включения работы потребителей от АКБ
Т0=Т1-Т(акб)
Таким образом система может принять решение об изменении приоритета и переходе на работу от АКБ в случае если текущее время момента переключения Т(тек) находится в интервале Т0<Т(тек)<Т1
Программная функция корректировки приоритета осуществляется следующим образом: из системы более высокого уровня (интернет) поступают данные об ожидаемом уровне солнечного излучения, наружной температуры, скорости ветра в географической точке установки системы, 401 фиг. 4.; 301 фиг. 3 В процессорном модуле осуществляется расчет ожидаемой мощности в определенное время, и происходит определение времени выхода производства электроэнергии от собственных источников генерации на требуемый уровень производства для покрытия собственных потребностей объекта. Далее происходит проверка уровня текущего заряда АКБ (SOC) и располагаемого заряда АКБ (dSOC), 402. В случае если заряда недостаточно, приоритет переключения остается за источником с приоритетом «2», как правило это сеть внешнего поставщика электроэнергии, и программа переходит к модулю 405. В случае если присутствует располагаемый запас энергии dSOC в АКБ, то есть dSOC>0, система переходит к следующему программному модулю 403.
На этапе 403 происходит сравнение располагаемого времени работы от АКБ с необходимым временем, оставшимся до прогнозируемого выхода собственных источников генерации на требуемую мощность. Если переключение на работу от АКБ в текущий момент времени позволяет обеспечить работу системы от АКБ, до момента прогнозируемого выхода производства электроэнергии от собственных источников генерации на требуемый уровень производства электроэнергии, а именно Т0<Т(тек)<Т1, происходит переход к этапу 404 и приоритет переходит к работе от АКБ. Если же не позволяет, то происходит переход к этапу 405, и приоритет остается за внешней сетью.
ПЕРЕЧЕНЬ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фигура 1: Принципиальная схема устройства управления энергоснабжением объекта, оборудованного выходом переменного тока для подачи энергии потребителям и входами от следующих источников генерации: внешняя сеть, вспомогательный генератор приводимый от ДВС, солнечные панели, ветровой генератор, иные источники генерации
Фигура 2: Принципиальная схема устройства управления энергоснабжением объекта, оборудованного выходами переменного и постоянного тока для подачи энергии потребителям и входами от следующих источников генерации: внешняя сеть, вспомогательный генератор приводимый от ДВС, солнечные панели, ветровой генератор, иные источники генерации
Фигура 3: Принципиальная схема алгоритма работы способа управления подключением источников энергии
Фигура 4: Принципиальная схема алгоритма динамической корректировки приоритета подключения источников энергии