94
РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА УПРАВЛЕНИЯ И SIMULINK-МОДЕЛИ
АВТОНОМНОЙ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
С ТОТЭ НА БИОГАЗЕ
Шалухо А.В., Липужин И.А., Шароватов Р.А.
ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева»
Нижний Новгород, Россия
,
,
Аннотация
Состояние вопроса:
Cтатья посвящена проблеме повышения качества электроснабжения и экологичности удаленных
сельскохозяйственных потребителей за счет применения энергоустановки на основе твердооксидных топливных
элементов (ТОТЭ), которая работает на биогазе из утилизированных отходов сельхозпроизводства. Объектом
исследования является автономная система электроснабжения животноводческого предприятия, включающая
энергоустановку на ТОТЭ, систему накопления электроэнергии на основе аккумуляторных батарей и резервный источник
питания. Целью работы является разработка алгоритма управления режимами работы и Simulink-модели автономной
системы электроснабжения для отработки алгоритма и исследования показателей качества электроэнергии.
Материалы и методы:
Использованы методы математического и имитационного моделирования в Matlab Simulink.
Результаты:
Представлена структурная схема рассматриваемой автономной системы электроснабжения и выполнен
анализ основных режимов работы системы. Разработан алгоритм управления, обеспечивающий оптимальное
распределение нагрузки между источниками питания. Представлена структура Simulink-модели автономной системы
электроснабжения и определены параметры энергоустановок для разработки основных блоков Simulink-модели.
Выводы:
На основе результатов отработки алгоритма управления режимами работы, выполненного с помощью
Simulink-модели, будет проведена корректировка предложенных решений по построению и управлению автономной
системой электроснабжения сельскохозяйственного предприятия с ТОТЭ на биогазе.
Ключевые слова:
ТОТЭ, биогаз, алгоритм управления, Simulink-модель.
DEVELOPMENT OF CONTROL ALGORITM AND SIMULINK-MODEL
OF STAND-ALONE POWER SUPPLY SYSTEM WITH SOFC ON BIOGAS
Andrey Shalukho, Ivan Lipuzhin, Ruslan Sharovatov
Nizhny Novgorod State Technical University n.a. R.E. Alekseev
Nizhny Novgorod, Russian Federation
Abstract
Background:
The article is devoted to the problem of improving the quality of power supply and environmental friendliness of
remote agricultural consumers through the use of a power plant based on solid oxide fuel cells (SOFC), which operates on biogas
from recycled agricultural waste. The object of the research is an agricultural enterprise’s stand-alone power supply system. This
system includes a SOFC-based power plant, a storage system based on batteries and backup power source. The goal of the work is
to develop a control algorithm and a Simulink-model of a stand-alone power supply system to study the power quality.
Materials and methods:
Method of mathematical modeling and simulating modeling in the Matlab Simulink were used.
Results:
The block diagram of the considered stand-alone power supply system is presented and the analysis of the main system
operating modes of is carried out. A control algorithm that ensures optimal distribution of electrical load between power sources
has been developed. The structure of the stand alone power supply system Simulink-model is presented and the power plants
parameters for the development of the main Simulink-model blocks are determined.
Conclusions:
Based on the results of the development of the operating modes control algorithm, performed using the Simulink-
model, the proposed solutions for the construction and control of a stand-alone power supply system for an agricultural enterprise
with SOFC on biogas will be adjusted.
Key words:
SOFC, biogas, control algorithm, Simulink-model.
