Устройство регулирования балластной нагрузкой аккумуляторных батарей на основе искусственной нейронечеткой сети

Авторы патента:

H02J3/28 - устройства для выравнивания нагрузки в сети путем накопления энергии

Владельцы патента RU 2624640:

Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" Министерства обороны Российской Федерации (RU)

Изобретение относится к области электроэнергетики и теории автоматического управления и может быть использовано при эксплуатации аккумуляторных батарей. Устройство регулирования балластной нагрузкой аккумуляторных батарей на основе искусственной нейронечеткой сети, состоящее из аккумуляторных батарей, балластной нагрузки, нейронечеткого регулятора и блока управления, отличается тем, что в него дополнительно введены устройство с программируемой логикой и блок контроля, соединенные выходами с нейронечетким регулятором, причем блок контроля входом соединен с аккумуляторными батареями, а выход нейронечеткого регулятора соединен с блоком управления. Изобретение позволяет прогнозировать состояния системы на основе нейтронечёткой сети, максимально точно определив ее последующее поведение. 1 ил.

Изобретение относится к области электроэнергетики и теории автоматического управления и может быть использовано при эксплуатации аккумуляторных батарей.

Известны своим практическим использованием системы регулирования балластной нагрузкой аккумуляторных батарей на основе программируемых микроконтроллеров, позволяющие определить аварийный режим работы (АКБ) и, подключив балластную нагрузку, избежать возгорания литий-полимерного источника питания.

Недостатком данных устройств является отсутствие возможности избежать потерь источника питания из-за несвоевременного подключения балластной нагрузки [1].

Также известны своим применением различные устройства, основанные на использовании нейросетевых технологий, позволяющие осуществить необходимый прогноз технического состояния, к примеру, аккумуляторных батарей за счет использования предварительно обученной на все возможные состояния данной батареи нейронечеткой сети. Однако применение подобных технологий ограничивается тем, что поведение обученной нейронечеткой сети не всегда может быть однозначно предсказуемо [3].

Наиболее близким по технической сущности является устройство управления балластной нагрузкой аккумуляторных батарей [2], характеризующееся высоким уровнем надежности и широким спектром действия.

Применение подобных устройств ограничивается невозможностью осуществления прогноза технического состояния аккумуляторных батарей по данным идентификации текущих параметров.

Задачей изобретения является создание устройства управления балластной нагрузкой аккумуляторных батарей, позволяющего прогнозировать состояния системы на основе нейронечеткой сети, максимально точно определив ее последующее поведение.

Требуемый технический результат достигается тем, что устройство регулирования балластной нагрузкой аккумуляторных батарей на основе искусственной нейронечеткой сети состоит из аккумуляторных батарей, балластной нагрузки, блока управления, устройства с программируемой логикой, блока контроля, соединенного с нейронечетким регулятором, идентифицирующего предварительные состояния аккумуляторных батарей, что вместе с блоком управления представляет собой нейронечеткую сеть. Созданную искусственную нейронечеткую сеть, предварительно обученную на все возможные состояния аккумуляторной батареи, по данным о напряжении, силе тока и температуре используют для прогноза и идентификации предаварийного состояния аккумуляторных батарей и формирования управляющих команд на подключение балластной нагрузки к элементам батареи и величины сопротивления требуемой нагрузки для предотвращения аварии и достижения оптимального режима работы аккумуляторных батарей. Для максимально точного определения последующего поведения обученной искусственной нейронечеткой сети необходимы средства для автоматического получения формального описания аппроксимирующих нейронечетких сетей. Для этого осуществляется анализ возможности создания и использования спецвычислителей (нейронечетких аппроксиматоров) на базе вводимого в состав предлагаемого изобретения устройства с программируемой логикой.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 представлен возможный вариант подключения нейронечеткой сети к блоку аккумуляторных батарей и их балластной нагрузке:

1 - аккумуляторные батареи;

2 - блок контроля;

3 - нейронечеткий регулятор;

4 - блок управления;

5 - балластная нагрузка;

6 - устройство с программируемой логикой.

Устройство регулирования балластной нагрузкой аккумуляторных батарей на основе искусственной нейронечеткой сети работает следующим образом: в процессе функционирования аккумуляторных батарей (1) происходит их взаимодействие с нейронечетким регулятором (3), который идентифицирует предварительные состояния аккумуляторных батарей (1), что вместе с блоком управления (4) представляет собой нейронечеткую сеть, на которую поступают сигналы с устройства с программируемой логикой (6) с целью максимально точного определения последующего поведения обученной искусственной данной нейронечеткой сети, далее через блок контроля (2) подается входная информация о напряжении аккумуляторных батарей (1), их силе тока и температуре. Предварительно нейронечеткую сеть настраивают для идентификации предаварийных состояний для данного типа аккумуляторных батарей и формирования в качестве выходного сигнала двух векторов: первый выход имеет два значения - «балластная нагрузка подключена» и «балластная нагрузка отключена», второй выход - величина требуемой балластной нагрузки (5). В случае идентификации нейронечеткой сетью предаварийной ситуации блок управления (4) выполняет подключение балластной нагрузки требуемой величины в зависимости от выходных значений нейронечеткой сети.

Литература

1. М. Браун. Источники питания. Расчет и конструирование. - М.: МК-Пресс, 2005 г.

2. RU 137690, 2014 г.

3. www.neuronus.com.

Устройство регулирования балластной нагрузкой аккумуляторных батарей на основе искусственной нейронечеткой сети, состоящее из аккумуляторных батарей, балластной нагрузки, нейронечеткого регулятора и блока управления, отличающееся тем, что в него дополнительно введены устройство с программируемой логикой и блок контроля, соединенные выходами с нейронечетким регулятором, причем блок контроля входом соединен с аккумуляторными батареями, а выход нейронечеткого регулятора соединен с блоком управления.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат – повышение скорости реагирования, гибкости и эксплуатационной надежности электростанций.

Регулирование вклада вторичных источников энергии в электрораспределительную сеть // 2565235

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - повышение надежности.

Устройство управления и способ управления, используемые при шунтировании блоков питания // 2518093

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройстве и способе управления, используемых при шунтировании блоков питания. Технический результат - уменьшение пульсации выходного напряжения.

Устройство для быстродействующего выравнивания активной мощности энергосистемы // 2515269

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение быстродействия.

Способ повышения качества электрической энергии // 2475914

Изобретение относится к электроэнергетике и к электротехнике и может быть использовано для повышения качества электрической энергии в энергетических или автономных системах электроснабжения при наличии как симметричной, так и несимметричной нагрузок.

Система автоматического управления многофункциональным энергетическим комплексом // 2432659

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам автоматического управления многофункциональным энергетическим комплексом (МЭК), встроенным в энергосистему, работающим на пассивную нагрузку, т.е.

Способ снижения потерь электроэнергии // 2351049

Изобретение относится к области электротехнике. .

Способ снижения потерь электроэнергии в распределительных сетях 6( 10)-0,4 кв // 2349012

Изобретение относится к электротехнике. .

Дизель-электрическая станция контейнерного исполнения // 2345465

Изобретение относится к автономным источникам питания различной аппаратуры, приборов и комплексов связи. .

Способ бесперебойного электроснабжения потребителей электроэнергетической системы, работающей на нестабильных источниках энергии // 2286639

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к области электроснабжения потребителей, подключенных к электроэнергетической системе, работающей от нестабильных, преимущественно возобновляемых, источников энергии, например, ветроэлектрических автономных установок или автономных гидроэлектрических станций малой мощности.

Гибридная электростанция, в которой используется комбинирование генерирующих средств и системы аккумулирования энергии в режиме реального времени // 2642422

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано на предприятиях коммунального обслуживания. Техническим результатом является исключение перерывов подачи электроэнергии и снижение затрат на ее производство. В способе управления мощностью гибридной электростанции с использованием комбинирования генерирующих средств и системы аккумулирования энергии в режиме реального времени принимают показатель мощности, которая должна подаваться в электрическую сеть, генерируют мощность с помощью электрогенератора и регулируют, используя генерированную мощность, уровень энергии устройства аккумулирования энергии таким образом, чтобы управлять мощностью, подаваемой в сеть, в соответствии с принятым показателем. Система содержит: приемник показателя сети, предназначенный для приема показателя мощности, которая должна подаваться в электрическую сеть; электрогенератор, соединенный с сетью; устройство аккумулирования энергии, связанное с электрогенератором; контроллер для регулирования с использованием генерированной мощности от генератора уровня энергии устройства аккумулирования энергии так, чтобы регулировать мощность, подаваемую в сеть в соответствии с принятым показателем. 5 н. и 25 з.п. ф-лы, 7 ил.