自主潮流控制器，其总体概述已在 上一篇文章，涉及可再生能源产生的能源的优化管理，旨在最大限度地提高系统效率。更具体地说，控制器是微电网的一部分，其中能源的生产和消耗共存，其算法使用天气数据决定上述能源的利用。
更详细地介绍了作为电力生产者或消费者运行的系统的结构元件及其各自的电气特性，以及将开发和管理所有上述数据的设备（硬件）。最后，给出了系统开发所选择的控制器及其相应的特性。
电力生产者和消费者
待开发的混合动力系统由以下部分组成：
- 光伏板总功率41.04千瓦
- 小型5.00kW垂直轴风力发电机
- 配备 2.00kW 氢气发生器的水塔
- 铅酸储能电池（可再生能源固定式铅酸电池），总容量220.00千瓦时
- 电力分配网
- 安装用电负荷总功率10.00千瓦
其中一些元件充当电力生产者，一些充当消费者。
更具体地说，电力生产由以下因素产生：
一个.太阳能板
b. 风力涡轮机
C。带氢气发生器的水塔系统
D. 配电网
e. 蓄能器（放电阶段）
因此，电力由以下项目消耗：
a. 安装荷载
b. e. 蓄能器（放电阶段）
c. 钻孔（水塔注水阶段）
然后将详细介绍系统的所有部件及其技术和电气特性。
太阳能板
光伏电池板充当电力生产者。将安装的光伏系统总功率为41.04千瓦，由72块电池板组成，每块功率为570峰值瓦特。使用的电池板是单面、单晶、硅、72 电池。
光伏板通过吸收太阳辐射来发电。本质上，它是将太阳能转化为电能。光伏电池板产生的电流为直流电 (DC)，而一块电池板的标称开路电压等于 50.11V。
光电系统将被安装在地面的小组将被放置在一个稳定的金属碱的支持。在出口的系统、光生伏打系统将连接到三充电控制器450/200与输入电压从光伏长达450V和输出电流200A。
充电控制器控制的充电过程中的电池和电中断时，它是找到全面负责这些。
在同一时间，将允许自动重新启动的充电过程中的电池时，它是发现的压降低于一定收费水平。 输出所有的充电控制器将要连接一个的设备的DC巴48伏DC(DC总48伏将被安装。
风力涡轮机
风力涡轮机作为电力生产者。安装的风力发电机为垂直轴式，功率为5.00kW，放置在12.00m高的金属支柱上。
目前的产生由风力涡轮机是交流(交流)，电压为220V。 在输出的风力涡轮机会连接到一个充电器的输出电压的48伏，并且输出电流105A。
充电控制器控制的充电过程中的电池，切断的时候才发现为全面负责这些。 同时，允许自动重新启动的充电过程中的电池时，它是发现的压降低于一定收费水平。 此外，在充电控制器控制转移的剩余能量的风轮机所载的拒绝(卸载)。 输出这种充电控制器，将连接到DC总48伏安装。
水力发电机
水力发电机作为电力生产设备运行。将安装一个由水塔和功率为2.00千瓦的水力发电机组成的系统。该系统还将连接一个功率为4.50千瓦的钻井设备，该设备将根据所开发系统的能量需求进行运行。
由水力发电机产生的电流为交流电（AC），电压为38V、75V、150V或200V（取决于型号）。
输出电压为48V、输出电流为105A的48|105充电调节器将连接到氢气发生器的输出端。
充电调节器会控制电池的充电过程，并在发现电池充满电时停止充电。
同时，当检测到电池电压低于某一设定的充电水平时，它将允许自动重新启动电池的充电过程。 该充电控制器的输出也将连接到将安装的48V直流母线 (DC BUS)。 下方显示了水力发电机电路的连接图，以及将要安装的充电控制器的技术和电气特性。
在水力发电机的输出端将连接一个48|105的充电控制器，输出电压为48V，输出电流为105A。充电控制器将控制电池的充电过程，并在检测到电池完全充满时停止充电。同时，当检测到电池电压低于某一设定的充电水平时，它将允许自动重新启动电池的充电过程。该充电控制器的输出也将连接到将安装的48V直流母线 (DC BUS)。下方显示了水力发电机电路的连接图，以及将要安装的充电控制器的技术和电气特性。
储能电池
储能电池充当电力生产者（在放电阶段）和电力消耗者（在充电阶段）
在这两种情况下，电池电流均为直流 48V。
在这个特别的应用程序需要安装的电池与电能存储等于220千瓦时. 我们将使用两个平行的阵列的铅酸蓄电池可再生能源来源摩托车.
每个电池组将由24个电压为2伏特、容量为2286安时的电池组成。
电池组将连接到中央总线 (DC总48V).
电力分配网
电力分配网作为 电能生产者 运行。该网络的电流为 三相交流电 (AC)，电压为 400伏特， 频率为 50赫兹。.
希腊电力分配网将连接到一个 交流母线配置，如下所述。
消费负荷
该安装的负载作为 电能消耗者 。在此特定应用中，负载的总功率为 10.00千瓦。负载分为以下三类：
- 关键负载 – 1.50千瓦：指的是需要连续和不间断电源的负载（计算机、照明、电源插座）。
- 正常负载 – 4.00千瓦：指的是安装中的其他负载（计算机）。
- 钻井负载– 4.50千瓦：指的是将与水塔-水力发电机系统连接的钻井设备，该设备将在特定条件下根据系统的能量需求启动。
下表显示了要设计的系统的所有元件及其相应的电气特性。
消费负荷
| 负载 | 功率 (千瓦) | 类型 (三相/单相) |
|---|---|---|
| 关键负载 | ||
| 1台。 | 0.25 | 单相 |
| 电脑2 | 0.25 | 单相 |
| 电脑3 | 0.25 | 单相 |
| 照明 | 0.3 | 单相 |
| 变压器 | 0.45 | 单相 |
| 部分总数 | 1.5 | 单相 |
| 正常负载 | ||
| 1台。 | 0.45 | 单相 |
| 电脑2 | 0.45 | 单相 |
| 电脑3 | 0.45 | 单相 |
| 电脑4 | 0.45 | 单相 |
| PC5 | 0.45 | 单相 |
| PC6 | 0.45 | 单相 |
| 电脑7 | 0.45 | 单相 |
| 电脑8 | 0.45 | 单相 |
| 电脑9 | 0.4 | 单相 |
| 部分总数 | 4 | 单相 |
| 钻井负荷 | ||
| 钻探 | 4.5 | 三相 |
| 部分总数 | 4.5 | 三相 |
| 总 | 10 | 三相 |
系统电气特性
| 系统元素 | 类型 (AC/DC) | 输出电压 (V) | 总功率 (千瓦) | 容量 (千瓦时) |
|---|---|---|---|---|
| 制片人 | ||||
| 太阳能板 | DC | 50.11 | 7.4 | – |
| 风力涡轮机 | 交流 | 220 | 5 | – |
| 水力发电机 | 交流 | 38,00V 75,00V 150,00V 或200,00V | 2 | |
| 累加器 | DC | 48 | – | 220 |
| 电力分配网 | 交流 | 400 | – | – |
| 消费者 | ||||
| 累加器 | DC | 48 | – | 220 |
| 安装荷载 | 交流 | 400 | 10 | – |
负载将连接到与电力分配网相连的相同 交流母线 配置中。
在两个 母线 (AC BUS, DC BUS 48V) 之间，将连接三个功率为 15.00千瓦 的单相逆变器/充电器。逆变器将把直流电转换为交流电，以供给安装的负载，同时也用于在中央控制器认为必要的情况下为蓄电池充电。逆变器的输出将连接到将要安装的 交流母线 以供电给安装的负载。下面展示了将要安装的逆变器的技术和电气特性，以及与电网和负载相关的所有电路的连接图。
值得注意的是，要开发的系统是可扩展的，可以连接任何附加设备，例如发电机组、氢气发生器、风力发电机、光伏发电等。
系统控制器
系统控制器用于控制微电网的是一款 Raspberry Pi 4 Model B，这是 Raspberry Pi 计算机系列的最新产品。它是一个完整的单板计算系统，包含一个中央处理单元 (CPU)、集成图形处理器 (GPU)、存储空间、内存 (RAM) 和输入/输出端口 (GPIO)。
具体而言，Raspberry Pi 4 Model B 由一款四核 ARM Cortex-A72 处理器组成，具有 64 位架构和 1.5 GHz 的主频。内存为 LPDDR4 类型，大小为 4GB，这使得能够执行复杂的并行处理。其电源通过 USB-C 接口供电，电压为 5V 和 3A。此外，网络连接可以通过以太网接口进行有线连接，也可以通过 Wi-Fi 进行无线连接。同时，它还支持通过 Bluetooth 5.0 进行数据传输。
关于系统中控制器的使用，Raspberry Pi 将通过电路板的继电器连接到装置的电气面板的继电器，并以这种方式发出命令来塑造能量流。
控制系统
该研究项目的目的是设计和开发一种设备（硬件），该设备将提供管理和分配上述生产者和消费者产生的所有能量流的能力。设备将接收以下数据作为输入：
- 气候数据 4-5天的天气预报（阳光、风速等）
- 消耗 关键 负载
- 消耗 正常 负载
通过接收此数据，设备将能够检查与其连接的所有组件，并执行分配以实现最大可能的性能。例如，如果在阳光明媚的日子里，房屋的光伏板正在发电，而电池没有充满电，设备就会做出选择。如果预计第二天的天气是多云，它就会给蓄电池充电，以便有储备，否则它将把多余的能量输送到电网。
所有输入数据都将输入计算机软件，该软件将从设备电路获取瞬时数据并决定能量流的各自方向。为了实现这一目标，我们将开发 Raspberry Pi 系列计算机的 Raspberry Pi B 型控制器。本质上，控制器将接受特定命令，通过这些命令打开或关闭开关触点（继电器），并控制系统所有元件（光伏、风力发电机、氢气发生器、蓄电池、电力分配网网络、消耗负载和任何其他可以连接的设备。
该板的继电器将由 12V、3A 电流和 36W 电源供电。上图中将增加一块7英寸触摸屏，分辨率为1024×600。它通过 HDMI 电缆连接到 Raspberry Pi，同时通过 USB 电缆供电。下面显示了将使用的电源（左）以及将连接到 Raspberry Pi 的显示器（右）。
关于控制器控制系统继电器的操作，遵循以下步骤：
- 系统继电器与主板继电器的连接
- 在 Raspberry Pi 上运行的软件开发
- 在软件中，从云端读取数据。
- 根据数据值和程序逻辑（代码），将板上继电器的状态更改为常闭或常开，以进一步驱动（供电）系统继电器
- 在连接到 Raspberry Pi 的监视器上显示数据并允许进一步控制，例如关闭整个微电网并监控各种功率流
在屏幕上的控制器，其中有有关的所有信息系统的检查。
自主控制器微电网
ΙΩΝΙΚΗ Autonomous
自主潮流控制器，其总体概述已在 上一篇文章，涉及可再生能源产生的能源的优化管理，旨在最大限度地提高系统效率。更具体地说，控制器是微电网的一部分，其中能源的生产和消耗共存，其算法使用天气数据决定上述能源的利用。
更详细地介绍了作为电力生产者或消费者运行的系统的结构元件及其各自的电气特性，以及将开发和管理所有上述数据的设备（硬件）。最后，给出了系统开发所选择的控制器及其相应的特性。
电力生产者和消费者
待开发的混合动力系统由以下部分组成：
- 光伏板总功率41.04千瓦
- 小型5.00kW垂直轴风力发电机
- 配备 2.00kW 氢气发生器的水塔
- 铅酸储能电池（可再生能源固定式铅酸电池），总容量220.00千瓦时
- 电力分配网
- 安装用电负荷总功率10.00千瓦
其中一些元件充当电力生产者，一些充当消费者。
更具体地说，电力生产由以下因素产生：
一个.太阳能板
b. 风力涡轮机
C。带氢气发生器的水塔系统
D. 配电网
e. 蓄能器（放电阶段）
因此，电力由以下项目消耗：
a. 安装荷载
b. e. 蓄能器（放电阶段）
c. 钻孔（水塔注水阶段）
然后将详细介绍系统的所有部件及其技术和电气特性。
太阳能板
光伏电池板充当电力生产者。将安装的光伏系统总功率为41.04千瓦，由72块电池板组成，每块功率为570峰值瓦特。使用的电池板是单面、单晶、硅、72 电池。
光伏板通过吸收太阳辐射来发电。本质上，它是将太阳能转化为电能。光伏电池板产生的电流为直流电 (DC)，而一块电池板的标称开路电压等于 50.11V。
光电系统将被安装在地面的小组将被放置在一个稳定的金属碱的支持。在出口的系统、光生伏打系统将连接到三充电控制器450/200与输入电压从光伏长达450V和输出电流200A。
充电控制器控制的充电过程中的电池和电中断时，它是找到全面负责这些。
在同一时间，将允许自动重新启动的充电过程中的电池时，它是发现的压降低于一定收费水平。 输出所有的充电控制器将要连接一个的设备的DC巴48伏DC(DC总48伏将被安装。
风力涡轮机
风力涡轮机作为电力生产者。安装的风力发电机为垂直轴式，功率为5.00kW，放置在12.00m高的金属支柱上。
目前的产生由风力涡轮机是交流(交流)，电压为220V。 在输出的风力涡轮机会连接到一个充电器的输出电压的48伏，并且输出电流105A。
充电控制器控制的充电过程中的电池，切断的时候才发现为全面负责这些。 同时，允许自动重新启动的充电过程中的电池时，它是发现的压降低于一定收费水平。 此外，在充电控制器控制转移的剩余能量的风轮机所载的拒绝(卸载)。 输出这种充电控制器，将连接到DC总48伏安装。
水力发电机
水力发电机作为电力生产设备运行。将安装一个由水塔和功率为2.00千瓦的水力发电机组成的系统。该系统还将连接一个功率为4.50千瓦的钻井设备，该设备将根据所开发系统的能量需求进行运行。
由水力发电机产生的电流为交流电（AC），电压为38V、75V、150V或200V（取决于型号）。
输出电压为48V、输出电流为105A的48|105充电调节器将连接到氢气发生器的输出端。
充电调节器会控制电池的充电过程，并在发现电池充满电时停止充电。
同时，当检测到电池电压低于某一设定的充电水平时，它将允许自动重新启动电池的充电过程。 该充电控制器的输出也将连接到将安装的48V直流母线 (DC BUS)。 下方显示了水力发电机电路的连接图，以及将要安装的充电控制器的技术和电气特性。
在水力发电机的输出端将连接一个48|105的充电控制器，输出电压为48V，输出电流为105A。充电控制器将控制电池的充电过程，并在检测到电池完全充满时停止充电。同时，当检测到电池电压低于某一设定的充电水平时，它将允许自动重新启动电池的充电过程。该充电控制器的输出也将连接到将安装的48V直流母线 (DC BUS)。下方显示了水力发电机电路的连接图，以及将要安装的充电控制器的技术和电气特性。
储能电池
储能电池充当电力生产者（在放电阶段）和电力消耗者（在充电阶段）
在这两种情况下，电池电流均为直流 48V。
在这个特别的应用程序需要安装的电池与电能存储等于220千瓦时. 我们将使用两个平行的阵列的铅酸蓄电池可再生能源来源摩托车.
每个电池组将由24个电压为2伏特、容量为2286安时的电池组成。
电池组将连接到中央总线 (DC总48V).
电力分配网
电力分配网作为 电能生产者 运行。该网络的电流为 三相交流电 (AC)，电压为 400伏特， 频率为 50赫兹。.
希腊电力分配网将连接到一个 交流母线配置，如下所述。
消费负荷
该安装的负载作为 电能消耗者 。在此特定应用中，负载的总功率为 10.00千瓦。负载分为以下三类：
- 关键负载 – 1.50千瓦：指的是需要连续和不间断电源的负载（计算机、照明、电源插座）。
- 正常负载 – 4.00千瓦：指的是安装中的其他负载（计算机）。
- 钻井负载– 4.50千瓦：指的是将与水塔-水力发电机系统连接的钻井设备，该设备将在特定条件下根据系统的能量需求启动。
下表显示了要设计的系统的所有元件及其相应的电气特性。
消费负荷
| 负载 | 功率 (千瓦) | 类型 (三相/单相) |
|---|---|---|
| 关键负载 | ||
| 1台。 | 0.25 | 单相 |
| 电脑2 | 0.25 | 单相 |
| 电脑3 | 0.25 | 单相 |
| 照明 | 0.3 | 单相 |
| 变压器 | 0.45 | 单相 |
| 部分总数 | 1.5 | 单相 |
| 正常负载 | ||
| 1台。 | 0.45 | 单相 |
| 电脑2 | 0.45 | 单相 |
| 电脑3 | 0.45 | 单相 |
| 电脑4 | 0.45 | 单相 |
| PC5 | 0.45 | 单相 |
| PC6 | 0.45 | 单相 |
| 电脑7 | 0.45 | 单相 |
| 电脑8 | 0.45 | 单相 |
| 电脑9 | 0.4 | 单相 |
| 部分总数 | 4 | 单相 |
| 钻井负荷 | ||
| 钻探 | 4.5 | 三相 |
| 部分总数 | 4.5 | 三相 |
| 总 | 10 | 三相 |
系统电气特性
| 系统元素 | 类型 (AC/DC) | 输出电压 (V) | 总功率 (千瓦) | 容量 (千瓦时) |
|---|---|---|---|---|
| 制片人 | ||||
| 太阳能板 | DC | 50.11 | 7.4 | – |
| 风力涡轮机 | 交流 | 220 | 5 | – |
| 水力发电机 | 交流 | 38,00V 75,00V 150,00V 或200,00V | 2 | |
| 累加器 | DC | 48 | – | 220 |
| 电力分配网 | 交流 | 400 | – | – |
| 消费者 | ||||
| 累加器 | DC | 48 | – | 220 |
| 安装荷载 | 交流 | 400 | 10 | – |
负载将连接到与电力分配网相连的相同 交流母线 配置中。
在两个 母线 (AC BUS, DC BUS 48V) 之间，将连接三个功率为 15.00千瓦 的单相逆变器/充电器。逆变器将把直流电转换为交流电，以供给安装的负载，同时也用于在中央控制器认为必要的情况下为蓄电池充电。逆变器的输出将连接到将要安装的 交流母线 以供电给安装的负载。下面展示了将要安装的逆变器的技术和电气特性，以及与电网和负载相关的所有电路的连接图。
值得注意的是，要开发的系统是可扩展的，可以连接任何附加设备，例如发电机组、氢气发生器、风力发电机、光伏发电等。
系统控制器
系统控制器用于控制微电网的是一款 Raspberry Pi 4 Model B，这是 Raspberry Pi 计算机系列的最新产品。它是一个完整的单板计算系统，包含一个中央处理单元 (CPU)、集成图形处理器 (GPU)、存储空间、内存 (RAM) 和输入/输出端口 (GPIO)。
具体而言，Raspberry Pi 4 Model B 由一款四核 ARM Cortex-A72 处理器组成，具有 64 位架构和 1.5 GHz 的主频。内存为 LPDDR4 类型，大小为 4GB，这使得能够执行复杂的并行处理。其电源通过 USB-C 接口供电，电压为 5V 和 3A。此外，网络连接可以通过以太网接口进行有线连接，也可以通过 Wi-Fi 进行无线连接。同时，它还支持通过 Bluetooth 5.0 进行数据传输。
关于系统中控制器的使用，Raspberry Pi 将通过电路板的继电器连接到装置的电气面板的继电器，并以这种方式发出命令来塑造能量流。
控制系统
该研究项目的目的是设计和开发一种设备（硬件），该设备将提供管理和分配上述生产者和消费者产生的所有能量流的能力。设备将接收以下数据作为输入：
- 气候数据 4-5天的天气预报（阳光、风速等）
- 消耗 关键 负载
- 消耗 正常 负载
通过接收此数据，设备将能够检查与其连接的所有组件，并执行分配以实现最大可能的性能。例如，如果在阳光明媚的日子里，房屋的光伏板正在发电，而电池没有充满电，设备就会做出选择。如果预计第二天的天气是多云，它就会给蓄电池充电，以便有储备，否则它将把多余的能量输送到电网。
所有输入数据都将输入计算机软件，该软件将从设备电路获取瞬时数据并决定能量流的各自方向。为了实现这一目标，我们将开发 Raspberry Pi 系列计算机的 Raspberry Pi B 型控制器。本质上，控制器将接受特定命令，通过这些命令打开或关闭开关触点（继电器），并控制系统所有元件（光伏、风力发电机、氢气发生器、蓄电池、电力分配网网络、消耗负载和任何其他可以连接的设备。
该板的继电器将由 12V、3A 电流和 36W 电源供电。上图中将增加一块7英寸触摸屏，分辨率为1024×600。它通过 HDMI 电缆连接到 Raspberry Pi，同时通过 USB 电缆供电。下面显示了将使用的电源（左）以及将连接到 Raspberry Pi 的显示器（右）。
关于控制器控制系统继电器的操作，遵循以下步骤：
- 系统继电器与主板继电器的连接
- 在 Raspberry Pi 上运行的软件开发
- 在软件中，从云端读取数据。
- 根据数据值和程序逻辑（代码），将板上继电器的状态更改为常闭或常开，以进一步驱动（供电）系统继电器
- 在连接到 Raspberry Pi 的监视器上显示数据并允许进一步控制，例如关闭整个微电网并监控各种功率流
在屏幕上的控制器，其中有有关的所有信息系统的检查。
观察画的图，它的结论是，应用程序是负责任的可视化的数据包括三个主要菜单。 一个共同的特点的所有三个是画面分成六个小窗户。
最后，值得注意的是，将开发的用于控制系统并在屏幕上显示数据的应用程序类型可以是网络应用程序（web）或桌面或移动应用程序.
更详细地，控制和决策系统在文中介绍“独立控制器：硬件“
融资
AmEFC (EMION)由希腊共和国研究与创新总秘书处资助，提案编号为[T2EDK-02878]，并由欧盟资助。
该项目在研究、技术开发和创新领域的特别服务管理和实施行动的支持下进行。由希腊和欧盟共同资助。
