Řízení a optimalizace využití fotovoltaické elektrárny v lokalitě rodinného domu

Bc. Jan PÍCHA

Diplomová práce

Control and optimization of the photovoltaic power plant utilization in the family house locality

Anotace:

Tato diplomová práce se zabývá optimalizací a řízením elektrické energie vyrobené malou fotovoltaickou elektrárnou, která je připojena do elektrické rozvodné sítě v lokalitě rodinného domu. Tato problematika je vnímána jako součást konceptu inteligentních sítí, jejichž vlastnosti jsou na začátku této práce stručně popsány. Jako optimalizační nástroj je použito dynamické programování, na jehož základě je formulována úloha optimalizace řízení topného výkonu bojlerů a nabíjení baterií použitých pro zajištění osvětlení v rodinném domě. Pro realizaci řešení této úlohy je navržen řídicí systém založený na systému REX, který je instalován na minipočítači Raspberry Pi. S pomocí vývojové desky Arduino UNO a 1-Wire zařízení jsou navrženy měřící a řídící prvky systému potřebné pro řízení zátěže a sledování dalších parametrů systému. Vzhledem k tomu, že některé části formulované úlohy nebyly vyřešeny, není požadované optimální řízení nalezeno.

Abstract:

Energy consumption optimization and load control of the electric energy generated by small On-Grid photovoltaic power plant located at the family house is the main focus of the thesis. It introduces the topic as a part of smart grid technology. Simple overview of the smart grid technology is given in the first part of the thesis. Dynamic programming is used as an optimization method and on its principles is formulated optimization problem concerning water heater load control and battery storage charging. Battery storage is then used for lighting purposes in the house.REX control system installed on Raspberry Pi minicomputer is used as a heart of proposed control system. Measuring and control modules based on Aruduino Uno platfrom and 1-Wire devices needed for load control are described in the last part of the thesis. Due to incomplete solution of the formulated optimization problem si optimal control strategy not found.

Klíčová slova

inteligentní sítě, fotovoltaická elektrárna, dynamické programování, řídicí systém REX, minipočítač Raspberry Pi, Arduino UNO, 1-Wire sběrnice, 1-Wire zařízení, tyristorová regulace, regulační autotransformátor, akumulace elektrické energie

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 31. 8. 2016

Zveřejnit od: 31. 12. 2999

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Ing. Pavel Balda, Ph.D.

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI

Fakulta aplikovaných věd

Magisterský studijní program / obor:
Aplikované vědy a informatika / Kybernetika a řídicí technika