Проект автоматизації керування сонячними панелями. Система автоматизованого регулювання потужністю

Abstract

UA : Метою роботи є проєктування багаторівневої системи автоматичного регулювання (САР) потужності та навантаження фотоелектричної станції з інтегрованою акумуляторною системою накопичення електричної енергії. У ході виконання роботи було проведено комплексний технологічний аналіз сонячної електростанції як об'єкта автоматизації та формалізовано математичну модель її п'яти базових режимів роботи. Розроблено структуру та алгоритми функціонування трирівневої АСУ ТП, а також створено відповідну імітаційну модель комплексу в середовищі MATLAB/Simulink, яка підтвердила високу ефективність прецизійної стабілізації вихідної активної потужності. Обґрунтовано та сформовано комплекс технічних засобів автоматизації на базі промислового ПЛК Modicon M340, фазозсувного DC/DC перетворювача, літій-залізо-фосфатної АКБ Pylontech й гібридного інвертора Solis, а також виконано розрахунок техніко-економічних показників проєкту, який підтвердив його високу рентабельність із терміном окупності 4,77 року.

ЕN : The aim of the work is to design a multi-level automatic control system (ACS) for regulating the power and load of a photovoltaic power plant with an integrated battery energy storage system (BESS). In the course of the research, a comprehensive technological analysis of the solar power plant as a control object was conducted, and a mathematical model formalizing its five core operating modes was developed. The structure and operational algorithms of a three-level process control system (PCS) were designed, and a corresponding simulation model of the complex was developed in the MATLAB/Simulink environment, validating the high efficiency of precision output active power stabilization. The selection of automation hardware components was justified and formulated based on a Modicon M340 industrial PLC, a phase-shifted DC/DC converter, a Pylontech lithium iron phosphate ($LiFePO_4$) battery, and a Solis hybrid inverter. Finally, the techno-economic indicators of the project were calculated, confirming its high profitability with a payback period of 4.77 years.