Модифицированная система управления сетью MicroGrid
РЕФЕРАТ
Работа содержит 69 страницы, 20 рисунков и 25 таблиц. Было использовано 32 источника.
Цель работы: Улучшить эффективность системы управление сетью MicroGrid за счет ее модификации при применении Интернета вещей.
Проанализированы разные существующие типы структур интеллектуальных сетей. В частности Smart Grid, Smart Power Grid, SCADA системы и MicroGrid.
Подведено и подтверждено актуальность разработки концепции контроля Интернета вещей над MicroGrid. Рассмотрены проблематики, которые возникают при внедрении и эксплуатации данной концепции системы.
Поставлено за Задача модифицировать созданную имитационную модель управление ИоТ над MicroGrid. Для решение поставленного Задача предложена аналитическая модель, основанная на принципах существующих конецепций интеллектуальных сетей Smart Grid и Microgrid с учетом Интернета вещей из использованием облачных технологий. В рамках данной имитационной модели определено правила взаимодействий элементов системы. Применение предложенного решение позволяет иметь определенное представление системы при ее проектировании, которое отвечает заданной предметной области Метод должен предусматривать отсутствие участия человека, но при формировании на столько большой системы не позволяет ликвидировать ее контроль. над нет контролируемыми элементами сети. Получены результаты доказывают на основе имитационной модели, предложенная модификация является энергоэффективной и отказоустойчивым.
Ключевые слова: MicroGrid, Smart Grid, Интернет вещей(ИоТ), интеллектуальные сети, микросети, смарт технологии, имитационная модель.
СОДЕРЖАНИЕ
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ
ИоТ | Интернет вещей |
MG | Micro Grid |
ГАЭС | Гидроаккоммулирующая электростанция |
АЭС | Атомно электростанция |
ТЭЦ | Теплоэлектроцентраль |
ГЭС | Гидроэлектростанция |
ПД | Передача данных |
ВИДЕ | Восстановительные источники энергии |
ПО | Программное обеспечение |
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность. Интеллектуальная сеть представляет собой полный набор текущих да предложенных ответов на вызовы поставка электроэнергии. Из-за разнообразие факторов существует немало конкурирующих таксономий и нету согласия относительно универсального определение. Стремительное рост население и развитие промышленности, повышение потребление электроэнергии и при этом ограничены источники энергии - это одна с ключевых проблем, какая стоит перед современной энергетикой. Основным фактором для возникновение и популяризации технологии MicroGrid стол задача обеспечение энергоэффективности. Решение MicroGrid есть целенаправленный Поиск потенциальных источников энергосбережение, как подход к возобновляемых источников да дополнение к существующего традиционного горючего. Встроенные MicroGrid с подключением к Интернету и другим аппаратным формам. средств позволяют обмениваться информацией, контролировать объем необходимой для использование энергии да взаимодействовать с другими через Интернет, и их можно дистанционно контролировать и использовать в одной сети. Задача разработки современных автоматизированных систем управления и принятия решений для систем распределенной генерации MicroGrid в наш время есть достаточно актуальной.
Предмет исследование – модифицированная система Интернета вещей для управление MicroGrid.
Объект исследование – процесс управление MicroGrid.
Цель работы : Повысить эффективность управления сетью MicroGrid за счет модификации системы управления с применением технологий Интернета вещей.
Для достижения цели исследования были поставлены и решены следующие основные задачи:
вещей.
3. Создать имитационную модель предложенного решение.
Теоретический результат исследование:
Предложена модификация системы управления MicroGrid за счет применение Интернета вещей.
Практический результат работы:
Показать, что применение Интернета вещей для управления системой MicroGrid повышает эффективность работы системы и снижает.
РАЗДЕЛ 1
АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТЕЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ MICROGRID
MicroGrid система - это инновационная концепция малой распределенной энергетики, что предполагает создание локальных сетевых энергетических структур. Структурная система MicroGrid контроллера взаимодействует с аккумуляторными батареями, превращающими устройствами напряжения, контроллерами заряда/разряда, разнотипными генераторами (альтернативные да восстановительные источники энергии).
Рис. 1.1 Система контроля MicroGrid
Существующие альтернативные источники энергии позволяют обеспечить параллельность работы при отключении централизованной сети питания или бесперебойность в ней. В случае длительной отсутствия напряжений в сетях да недостаточности энергии от альтернативных источников происходит отключение электротехнических приборов с учетом их приоритетов.
Результатом внедрение концепции ИоТ есть сети, что состоят с связанных физ. объектов (вещей) и приборов со встроенными датчиками и управляемые устройства, а также ПО, позволяющее реализовывать обработку и миграцию данных между физ. системами и компьютерными сетями за помощью применение стандартных протоколов связи в проволочных или беспроводных сетях. Или взаимосвязанные объекты могут быть запрограммированы на считывание информации и приведение в действие устройств, подсоединенных к ним, идентификацию пользователя, а также позволяют при необходимости исключить участие человека в функционировании этих устройств используя интеллектуальные интерфейсы [2].
Традиционные энергосистемы передают электроэнергию с централизованных генераторов (например, угольных заводов или гидроэлектростанций) к домашним, деловых и промышленных потребителей Эта система базируется на иерархической платформе, которая включает генераторы энергии, сети передачи, распределительные сети и потребители. Идея размещение генерации электроэнергии (особенно возобновляемых источников энергии) ближе к места использования появилась в концы 20 век[3].
MicroGrid это мелкомасштабные версии традиционной централизованной электрической сети, состоящие из распределенных генераторов, накопителей энергии да нагрузок(Рис. 1.1). Тем нет меньше, microgrids отличаются от традиционной сетки за их более близкую близость к спроса, в результате чего повышается эффективность и сокращение передачи.
Интеллектуальная сеть - это применение Интернета вещей (IoT) на базе коммунальных услуг. Приборы Интернета вещей могут использоваться для мониторинга да управление механическими, электрическими да электронными системами, что используются в разных типах домов, в системах автоматизации домов и автоматизации построек.
Интеллектуальное управление энергопотреблением IoT призвано максимально повысить энергоэффективность за счет сбора информации о энергию, управление аварийным восстановлением энергии и общего использование / торговли энергией путем разработки технологии интеллектуальной энергетической платформы на основе Интернета вещей.
Услуги интеллектуального управления энергопотреблением IoT обеспечивают повышение энергоэффективности, совместное использование энергии и услуги торговли за помощью подключение да интеграции энергосистем, что обеспечивают передачу-использование энергии с использованием Интернета вещей. Для этого в этом документе показана платформа управление энергопотреблением IoT с системой больших данных о энергию.
Концепция Интернета вещей очень масштабна. Нет четкого набора приборов, для которых можно использовать этот подход. Развитие Интернета вещей зависит от всех технологий беспроводных сетей с низким энергопотреблением, темпов внедрение сотовых сетей для ИоТ, перехода сети Интернет на версию протокола IPv6. Самым распространенным средством связи в ИоТ есть беспроводные сети, которые используют соответствующие технологии передачи данных. К этим технологиям совершенно нельзя отнести MicroGrid, но соединив эти понятия можно решить ряд общих проблем Интернета вещей и MicroGrid.
Возобновляемые источники энергии, в частности солнечные батареи становятся существенными в жилых домах и зданиях, для обеспечения существенных преимуществ нашего климата, здоровья да экономики они вместе с другими источниками вскоре омрачят традиционную энергетика, какая есть источником устойчивого развития. Однако мощность солнечных батарей, зависит от разных факторов, таких как погодные условия, фотоэлектрические панели да превращение энергии, которые нуждаются больших да постоянных исследований, чтобы максимизировать свой потенциал. С этой целью было проведено ряд исследований с использованием электромеханических приборов или специальных электронных схем[1].
Возобновляемые источники энергии являются лишь частью интеллектуальных сетей MicroGrid.
кризисные ситуации способна взять на себя Задача временного энергопоставщика
Это своего рода уменьшена версия централизованной системы электроснабжение.
Концепция Micro Grid в последнее время получила широкое распространение по границей. При этом еще большей актуальности она приобрела через изменения которые происходят в энергетике, особенно через увеличение доли выработка электрической энергии на основе возобновляемых источников энергии в определенных регионах [4].
Micro Grid относится к применение Smart Grid, интеллектуальной энергосистемы следующего поколение, оптимизированной для повышение энергоэффективности, путем применение информационных технологий (ИТ) к существующей сети в соответствии с характеристиками небольших регионов [4].
на отличие от существующей энергосистемы однонаправленной системы, какая распределяет электроэнергию, производимую электростанцией, потребителю, микросетям оборудована локальной системой энергоснабжения и хранения, сосредоточенной на независимых распределенных источниках энергии. Это энергетическая сеть, какая может подключаться к существующей энергосистеме в меру необходимости, а также обеспечивать самообеспечение энергией, такой как электричество и тепло, за счет независимого использование нескольких распределенных источников энергии. Выполняя роль производителей и поставщиков электроэнергии, таких как независимые генерирующие компании, он максимизирует эффективность использования избыточной электроэнергии, произведенной путем формирование электрической сети в определенный отрасли масштаба.
Существуют соответствующие технические решение относительно применение локальных сетей, которые используются в разных странах мира, например США.
Но специфика энергосистем каждой страны имеет свои особенности и не всегда удается полностью позаимствовать использованный опыт, хотя и существуют базисные общие. элементы для всех сетей, но на сегодняшний день не сформулированы особенности построения и функционирования требований относительно использования на территории Украины такого вида сетей.
Поскольку производство электроэнергии рассредоточено, Возможно стабильное энергоснабжение, а эффективность может быть дополнительно повышенная за счет сочетание с возобновляемыми источниками энергии. Его можно разделить на жилую, небольшую коммерческую, коммерческую, военную, кампусную и общественную, в зависимости от размера обрабатываемой мощности.
Микрогрид обычно работает при подключении к общей центральной сети, но в любой момент он может отключиться и работать за счет своей собственной генерации энергии.
И самое важное - или «умные» электросети способны использовать возобновляемые источники энергии
Пять крупнейших проектов, где задействованы наиболее продвинутые системы MicroGrid указаны в Таблицы 1.1
Таблица 1.1 Пять крупнейших проектов, где задействованы наиболее продвинутые системы MicroGrid
Объект проекта | Технология | Преимущества |
1. Горон дель Вьенто, Канарские острова | Интеграция ветровых установок 5 × 2,3 МВт с ГАЭС мощностью 11,32 МВт и дизель- генераторами на 11 МВт | Первая в мире интеграция гидроаккумулирующей станции с возобновляемыми источниками, эффективное управление системой. |
2. Ross Island, Антарктика | Интеграция ветровых установок 3 × 330 кВт с дизель- генераторами 9×125 кВт, установка стабилизатора на 500 кВт | Минимизация эксплуатации дизель-генераторов, экономия в топливе 463 000 литров/год, снижение выбросов CO2 на 2800 тонн / год |
3. Marble-Bar, Австралия | Интеграция фотоэлектрической установки 1×300 кВт с дизель- генераторами 4×320 кВт, установка стабилизатора на 500 кВт | Минимизация эксплуатации дизель-генераторов, экономия в топливе 405000 литров/год, снижение выбросов CO2 на 1100 тонн / год |
4. Медный рудник ДеГросса, Австралия | Интегрированное решение с применением фотовольтаической установки 10,6 МВт с системой накопление с дизель- генераторной установкой, установка стабилизатора | Минимизация эксплуатации дизель-генераторов, экономия в топливе 5 млн литров / год |
5. Остров Кадьяк, Аляска | Стабилизация островной сети | Стабилизация сети с колебаниями 9 МВт, продление срока жизни аккумуляторных батарей |
Интернет вещей – это сетевая технология будущего, в которой вся информация, такая как люди, вещи, процессы и т. д., подключаются к Интернета для генерации, сбора, обмена и использования информации[2]. Интернет вещей в последнее время не возник внезапно, а существует уже давно. Он был описан множеством имен, и в меру развития технологий его технологии и концепции развиваются.
IoT в основном означает подключение к Интернету всего. Но что действительно важно, так это «зачем подключать вещи к Интернету», а не «как подключаться к Интернету Интернета ».
Сеть физических объектов, которые содержат встроенную технологию для общение, ощущение или взаимодействия их внутренние состояния или внешнее среда.
С технического взгляда ИоТ можно разделить на три основные системы: интеллектуальная инфраструктура, интеллектуальное управление да интеллектуальный защита системы.
Умная инфраструктурная система – это энергия, информация и инфраструктура связи, что лежит в основе ИоТ. Он поддерживает двусторонний поток электроэнергии. да информации. Умная архитектура сетки увеличивает пропускную способность да гибкость сети да обеспечивает как усовершенствованное зондирование, да и контроль за помощью современных коммуникационных технологий.
Конечная цель Интернета вещей – получать информацию о характеристиках вещей через подключение к Интернету всех вещей вокруг нас, автоматизировать их с минимальным вмешательством человека, а также предоставлять знания и качественные услуги. людям за счет слияния информации через разные связи. Для этого важно не соединять компьютеры, которые искали в существующем Интернете, а соединять человеческие, объектные, космические и нематериальные данные, анализировать разную информацию, полученную от них и делиться ими. Интернет вещей определяется как «слово, которое сочетается с работой и вещами». Другими словами, все виды вещей, которые мы обычно видим и используем вокруг нас, такие как Люди, автомобили, мосты, электронные устройства, велосипеды, очки, часы, одежду, культурные ценности, животные и растения.
Результатом внедрение концепции ИоТ есть сеть, что складывается с взаимосвязанных физ. вещей или приборов со встроенными датчиками, исполнительными устройствами, а также имеет ПО, что позволяет воплощать передачу и обменивание данным между физиологическим миром и компьютерными системными сетями за помощью использование стандартных протоколов связи в проволочных или беспроводных сетях. Или связанные объекты могут быть запрограммированы на считывание информации да приведение в действие устройств, что присоединены к них, идентификацию пользователя, а также позволяют при потребности исключить участие человека в функционировании этих устройств поэтому что можно использовать интеллектуальные интерфейсы
За помощью единого интегрированного интерфейса инновационной платформы компании смогут оценивать расходы энергии на освещение, отопление и вентиляцию в помещении или комплексе построек. Она значительно упрощает обнаружение случаев нерационального расходования энергии, позволяет оперативно реагировать и экономить деньги владельцев построек. Благодаря мгновенному доступу и возможности проанализировать весь объем данных, предприятия получают небывало высокий уровень контроля за использованием коммунальных ресурсов
На сегодняшний день Интернет вещей находится на начальной стадии развития. Для его полной реализации необходимый дальнейший развитие существующих беспроводных технологий передачи данных да сетевой инфраструктуры, а также улучшение существующей элементной базы устройств считывание информации да исполнение действий (датчиков, выключателей, тому подобное).
Развитие Интернета вещей зависит от:
- ИоТ, а также универсальных сетей 5G;
Основополагающий принцип IoT состоит в поэтому, чтобы предложить пользователям целостность совместимость, усовершенствованная связь между машинами, людьми, услуг, разрозненных сетей, в частности систем управление для обеспечение возможности передачи знаний в реальном времени между организациями да внутри организаций. Таким образом, использование IoT в MG позволяет делать интеллектуальные. системы, системы поддержки принятие управленческих решений, да системы прогностической диагностики с целью увеличение производства электроэнергии потенциал и, следовательно, приводит к значительных финансовых выгод. В SG, многочисленны
компоненты архитектуры IoT включают радиочастоту идентификация, датчики, исполнительные механизмы, контекстные вычисления, облако технологий и многообразного проводной и беспроводной связи технологии интенсивной взаимосвязи. Эти объекты через однозначно назначена схема адрес может взаимодействовать да сотрудничать автономно с другими традиционными устройствами, такими как планшеты, смартфоны, персональные компьютеры и т.п., использующие веб-сервисы через Интернет для цель сбора и обмена данным в цифровом мире.
Рис. 1.3 Интернет вещей в MicroGrid
Первым шагом интеграции в этом направлении является применение Интеллектуально- измерительного оборудование (Smart Meters), какое растет очень.
Соответственно к норм ЕС 2020, интеллектуальные счетчики должны обслуживать 80% энергопотребление в Европе.
Умные счетчики. Умные счетчики да микросеть - это больше всего важные компоненты, включенные в разумную сетевую архитектуру. Умное измерение есть одной с наиболее новых технологий что используется в
интеллектуальной сети для получение информации о реальный время клиентов потребление энергии.
Он также способен контролировать передовые системы измерительной инфраструктуры (AMI). AMI поддерживает двунаправленный механизм связи для получение энергии в режиме реального времени потребление на концы потребителей удаленно.
Умный счетчик - это устройство что способны регистрировать энергию потребление потребителями. Клиенты и коммунальные услуги выгодны интеллектуально инфраструктура учета К примеру, клиент может оценить его потребление энергии в течении целого дня для оптимизации затрат, да утилита может поддерживать мониторинг в реальном времени спрос кривая.
Умная система измерение связи складывается с следующих компонентов:
- умный счетчик , какой есть двусторонним коммуникационным устройством,
какой
измеряет потребление энергии приборами (электроэнергия, газ, вода или тепло);
образована приборами да устройствами в пределах домой для поддержки разных распределенных приложений (например, интеллектуального измерение да энергоменеджмент в потребительских помещениях);
Неоднородная архитектура умных сетей, ответ на спрос и микросети есть основными строительными элементами интеллектуально сетевой архитектуры. Топология сетки должна адаптироваться и перейти от централизованного источники к
распределенной топологии, какая может поглощать разные источники энергии динамическим способом.
Цель этой части - установить требования к строительства интеллектуальные (умные) процессы интегрированной системы интеллектуальной сети и разработать концептуальную модель перспективного видение умных энергетических систем, основанных на облачных вычислениях да больших данных. Комплекс системных ресурсов и услуг, обеспечивающих поддержку организаций системы управления и реализуется как платформа.
Настройка Стандартной архитектуры обеспечивает реализацию наиболее прогрессивной методики IoT и облачных вычислений. Инфраструктуру интеллектуальной сети нужно разворачивать по всему миру. Масштабируемая платформа нужна для быстрой интеграции да анализа поточная информация с нескольких умных счетчиков одновременно, в для того чтобы сбалансировать кривые спроса и предложения в реальном времени. Высказывая мнение, что облачные платформы хорошо подходят для поддержки таких огромные данные да вычислительные программы, постоянные программы.
В таких приложений, облако предлагает преимущества масштабируемых и эластичных ресурсов для создать программную инфраструктуру для поддержки такой динамической и постоянной работы приложений. В этих средах облачная платформа работает как свойственные компоненты благодаря следующим разнообразным преимуществам:
Облачно платформа используется в многоуровневой интеллектуальной сети (рис. 1.4).
Рис. 1.4 Многоуровневая интеллектуальная сеть
Клиенты могут принять адекватное решение, пока они имеют сеть, накопитель да энергию, что генерируется самостоятельно, а также для минимизации энергозатраты за помощью механизма реагирование на спрос. С другого стороны, виртуальное хранение энергии также является одной из полезных методик для надежного энергоснабжение.
За наличии виртуальной платформы накопителя энергии, микро-сетки могут накапливать свою избыточную энергию, в то время как другие микросети могут потреблять накопительную энергию, чтобы удовлетворить потребности своих клиентов спрос.
Большие данные в интеллектуальных сетевых системах – интеграция IoT Технология с SG поставляется с расходами на управление огромными
объемами данных, с частой обработкой да хранением. Такой данные включают потребители загружают спрос, потребление энергии, компоненты сети состояние, неисправности линий электропередач, расширенные записи учета, отключение записи управление да прогнозные условия. Это значит, что утилита компании должны иметь аппаратные да программные возможности для хранение, эффективно управлять да обрабатывать собраны данные с устройств IoT да эффективно.
Большие данные определяются как данные с огромным объемом, разнообразием и скоростью (три V). Высокая частота сбора данных устройствами IoT в SG делает размер данных очень велик. Сорт представлен разными датчиками, которые выдают разные. данные. Скорость данных представляет требуемую скорость сбора и обработки данных. Итак, IoTaided SG-системы могут применять методы управление большими данным и обработка имя существительное:
IoТ-системы предусматривают обработку данных, которые требуют BigData обработка данных (рис. 1.5). Методы обработки больших данных включают уменьшение карты да обработка потока. Map Reduce подходит для статических да приложения не в реальном времени, а также анализирует обширные исторические данные. Это разбивает наборы больших данных на меньшие наборы данных и обрабатывает или меньшие данные устанавливается одновременно на нескольких машинах. Обработка потока подходит как на не реальном, да и в реальном времени, и идеально подходит для датчиков и больших потоки данных. Он устойчив к неисправностям и имеет большой потенциал для больших данных управление в системах микросетки с поддержкой IoT.
Рис. 1.5 MicroGrid с Cloud технологией
Сначала microgrid планировалось использовать, как модель действующей SmartGrid, какая есть больше за объемом. Во-первых обращалась внимание на важную свойство MicroGrid, это то, что, несмотря на функционирование в рамках распределительной системы, она может автоматически переходить в изолированный режим работы и в случае аварии в сети может восстанавливать синхронную работу с сетью и параллельно поддерживать необходимую качество электрической энергии. на первых этапах создание систем MicroGrid как единой энергосистемы, нет обязательно было просматривать и восстанавливать релейную защиту и автоматику, ведь сама по себе задумка автономного питание жилых массивов и удаленных районов подразумевает самодостаточность, следовательно, практически нулевой поток мощности от внешней сети (табл. 1.2). Достаточно было и установление необходимого оборудование для мониторинга, фиксации и ограничения необходимого максимального перетекание мощности MicroGrid в системе единого электроснабжение. По большей части дана технология развивается в США, островных регионах на которых задействовано систему MicroGrid. Но с обзора на современные технологии и развитие такого понятие как IoT на данную концепцию смотрят с другой стороны, поскольку она одолевает одни из более значительных недостатков Интернета вещей.
Такими являются:
1. Энергозатратность – для полноценной работы ИоТ необходимо достичь автономности сети и получать энергию с окружающего среды.
1. Отсутствие единой системы – проблема интеграции ИоТ в отсутствия общих правил и стандартов
Микросети, безусловно, являются частью Интернета вещей. Если Интернет вещей понимать как способность интеллектуальных устройств к обмена информацией то это будет означать обмен данным о функционирование распределенных ресурсов между элементами энергетической сети да операторами. Впоследствии такой информационный обмен может привести к создание многоуровневой архитектуры управление.[9]
Результатом внедрение концепции ИоТ есть сеть, что складывается с взаимосвязанных физических устройств, которые имеют встроенные датчики, исполнительные устройства, а также программное обеспечение, позволяющее осуществлять передачу и обмен данным между физическим миром и компьютерными системами за помощью использование стандартных протоколов связи в проволочных или беспроводных сетях.[6]
Таблица 1.2
Преимущества да недостатки
Архитектура | Способ управление(обработка) | Недостатки | Преимущества |
На примере иностранных проектов | Целью проекта является разработка действующей модели MicroGrid что обладает характеристиками SmartGrid и позволяет легко интегрировать системы предыдущих поколений. | 1.Схемы предыдущих поколение удовлетворяют современных стандартов. | 1.Позволяет легко интегрировать системы предыдущих поколений. |
На примере разумного дома( Рис.1.4) | Реализация согласованного управление электротехническими устройствами в системе распределенной генерации MicroGrid с реализацией концепции Интернет вещей, позволяет обеспечить соблюдение требований энергоэффективности и интеллектуализации современных электронных систем В зависимости от функционального назначение задачи управление обмен данными между устройствами общей системы реализуется с использованием технологий проволочного или беспроводного связи.[8] | а) возможность изменения алгоритма защиты без изменения аппаратной части; Б) обеспечение отслеживание реального тока потребление микроконтроллера. | |
Упрощенная схема microgrid | Важным элементом активного энергокомплекса будущего есть так называемые активные потребители, что появились за счет развития технологий бытовых генераторов энергии (солнечных батарей) и умных счетчиков, энергоэффективных решений и управление спросом. | 1.Двунаправленные потоки мощности; 2.Проблемы стабильности |
На первых этапах создания систем MicroGrid как единой энергосистемы, не обязательно было просматривать и восстанавливать релейную защиту и автоматику, ведь сама по себе задумка автономного питание жилых массивов и удаленных районов подразумевает самодостаточность, следовательно, практически нулевой поток мощности от внешней сети.
Достаточно было и установка необходимого оборудование для мониторинга, фиксации да ограничение необходимого максимального перетекание мощности MicroGrid в системе единственного электроснабжения. Как уже ранее было отмечено, в режимах аварийных возмущений можно отключить MicroGrid на изолированную работу.
А в некоторых ситуациях MicroGrid может даже выступать в виде управляющего воздействию. Но учитывая современные технологии и развитие такого понятия как Интернет вещей(IoT) на дану концепцию смотрят с другой стороны, поскольку она преодолевает одни с более значительных недостатков Интернета вещей.
Основные недостатки микросети:
Выводы
В этом разделе было рассмотрено реализация согласованного управление электротехническими устройствами в системе MicroGrid с реализацией концепции Интернет вещей что позволяет обеспечить соблюдение требований энергоэффективности и интеллектуализации современных электронных систем Также были рассмотрены существующие аналоги и действующие стартапы путём анализа литературы о подобных системах. Из-за сравнение существующих сетей и сопоставленной к ним информации было обнаружено основные преимущества и недостатки.
на основе полученных результатов было установлено что в зависимости от функционального назначение да поставленной задачи управление обменом данным между устройствами общей системы может реализовываться с использованием технологий проводной или беспроводной связи А сочетание IoT и энергетической сети MicroGrid это вычислительная концепция, которая может подключаться к Интернету многочисленны да разнообразные элементы благодаря датчикам да другим беспроводным технологиям.
Преимущество системы может быть реализовано в интеллектуальных сетях для повышение их производительности и сотрудничества с разумными грузами, электрическими транспортными средствами и возобновляемыми энергоресурсами.
РАЗДЕЛ 2
МОДИФИКАЦИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ MICROGRID ЗА ПОМОЩЬЮ ИНТЕРНЕТА ВЕЩЕЙ
Интеллектуальное управление энергией IoT - это максимизация энергоэффективности путем сбора энергетической информации, управление энергоэффективностью и распределения торговли энергией путем взаимодействия технологии MicroGrid на основе IoT. Услуги интеллектуального управление энергией IoT обеспечивают повышение энергоэффективности, распределение энергии да торговые услуги через взаимосоединение да интеграцию энергосистем энергосбережение- передачи-использование с использованием управление Интернета вещей. IoT в основном значит подключение всех вещей к Интернет.
Конечной целью Интернета Вещей является разведка характеристик/данных о состоянии объекта, через подключение к Интернету всех вещей вокруг нас, автоматизация их за помощью минимального вмешательство человека, а также предоставление знаний и лучших услуг людям через слияние информации через разные связи. Для этого важно не подключать компьютеры, которые искали в существующем Интернете, а соединять человека, объект, пространство и нематериальные данные, анализировать разнообразную информацию, собранную из них, и делиться ею.
IoT может общаться, реагировать на объекты, среду и данные, ощущать экологическую информацию как активных участников бизнес-процессов, так и социальных процессов Объект автономно реагирует на физическое событие реальной среды или выполняет процесс, создающий службу, или инициирует определенное действие, независимо от того, или непосредственно эта лицо задействовано.
Интерфейс в контроллере службы облегчает взаимодействие с такими умными объектами через Интернет и запросы, или обменивается статусом объектов да соответствующей информацией с учетом вопросов безопасности да конфиденциальности.
Для того чтобы реализовать Интернет вещей взаимодействие с элементами, необходимо использовать технологию датчиков распознавание ситуаций, технологию коммуникационных сетей, технологию чип-устройств, легкую встроенную сетевую технологию, технологию автономной интеллектуальной платформы, технологию Big Data для обработки большого количества данных, технологию интеллектуального анализа данных, облачные технологии, технологии веб-сервисов да технологии защиты конфиденциальности.
Устройства IoT могут быть непосредственно подключены к Интернет, если они оборудованы технологиями доступа к сети или они могут быть подключены к локальных шлюзов IoT за помощью беспроводных технологий короткого диапазона, таких как Bluetooth и от шлюза в Интернет. Шлюзы IoT могут быть простым соединением, которое передает данные только в Интернет и использует преимущества облачных вычислений для вычисления, обработки данных и хранения (рис. 2.1). Можно разрешить шлюзам IoT выполнять несколько функций локально, а затем отправить важные обновление к Облака для синхронизации
Как показано на Рис. 2.1, устройства и датчики IoT в предлагаемой системе подключены к шлюзу IoT, работающему как на вычислительных платформах, так и на компьютерных платформ. Шлюз IoT знает о состоянии любого локального объекта, который находится в жилой микросети, и он также имеет доступ к местному прогноза погоды, чтобы оценить наличие возобновляемых источников энергии Шлюз IoT может смещать Задача в Облака, или наоборот, соответственно к местного состояния и прогноза погоды для максимизации энергоэффективности Кроме того, шлюз IoT может обмениваться датчиками и уменьшать их передачу данных скорость для экономии энергии с помощью получение и обработки меньше данных
Для предоставления энергетических информационных услуг членам домохозяйств, домашним учреждениям, офисным организациям мы устанавливаем регулятор температуры котла да умный выключатель освещение в быту да обеспечиваем удаленное обслуживание через Интернет.
Информация, собранная через шлюз IoT(рис. 2.1) в домашнем хозяйстве, сохраняется в операционной системе, и информация предоставляется для каждой семьи в в виде мобильного сервиса путем облачных технологий на основе веб-сервера. В свою очередь веб-сервер предоставляет услуги управление да интегрированную информацию измерение для контролеров температуры да выключателей освещение, а также анализирует и предоставляет информацию о потреблении энергии.
Используя интегрированную функцию сбора данных измерение, управление квартирой может экономить электроэнергию для каждого поколения в базе данных, управлять ею и взимать с домохозяйства плату за использование энергии на основе этих данных.
Контроллер может анализировать тенденции использования энергии в быту, чтобы проанализировать расход энергии соответственно к условий расположение домохозяйства или погоды да управлять потребностями энергии для планирование энергоснабжение. Контроллер(Рис. 2.2) анализирует изменения в потреблении энергии домашними хозяйствами и направляет информацию на облако в случае внезапной изменения, чтобы проверить, или есть проблема да диагностировать неисправность измерительного оборудование, да синхронизировать статус объекту. Контроллер отопление, кусковой световой контроллер и домашний шлюз устанавливаются в дома для блокировки операционной систем.
Анализ преимуществ и недостатков системы и относительная новизна концепции сочетания Интернет вещей и распределенной сети, требует применения аналитических методов моделирование. Преимуществами такого моделирования является простота получения результата путем относительно дешевой и не сложной модели.
Основой аналитических методов есть теория случайных процессов. Для установки определенных рамок модели воспользуемся предложенными графическими моделями (Рис. 2.1-2.2).
Для определение этапов работы предложенной концепции построим блок- схему управления MicroGrid путем IoT (рис. 2.3).
Итак предметом исследование есть сеть управляемая Интернет вещами с применением облачных вычислений, шлюзы всех жилых домов общаются с коммунальным предприятием (через GPRS, 3G или оптическое волокно). Это может быть реализовано за помощью облачных вычислений, как современно парадигма, какая уже принята для таких проблем.
Следует отметить, что при использовании облачных технологий вычисления могут происходить определенные задержки обработка данных на облака, поскольку там происходит анализ данных с всех источников(датчики, элементы сети, информация о погодные условия в разных регионах, информация о напряжение в сети, сэкономленную энергию за счет ВИЭ тому подобное.)
Типичной информацией, какая может обмениваться между шлюзом есть: цена текущее электроэнергии и будущее потребление микросетки, текущее и будущее производство распределенных производственных источников, связанных с микросетью, состояние работоспособности элементов сети, распределенные источники энергии, такие как солнечные панели, ветровые турбины да другое.Элементами которой являются модель Смарт-Дома, опровергнута модель энергосети с солнечной панелью и воздушной турбиной, да модель датчиков сбора информации о погодные условия.
Рис. 2.4 MicroGrid сеть управляемая Облачным технологиями
Описание смодулированной системы :
Элементы Смарт-Дом (дверь, гараж, светильник) потребляют определенную энергию, имеют определенные характеристики да данные о свой состояние. Основная ответственность за дом заключается на контроллер.
Контроллером есть компьютер, что управляет систему дома автоматически или управляется человеком. Он предоставляет информацию человеку о состоянии среды дома, сэкономленную энергию, освещенность, пространственность и т.д. Смарт дом в нашей модели будем считать цельным и неизменным объектом. Все данные собраны контроллером о состоянии энергосети дома присылаются на облако.
Элементы энерго сети солнечная панель да ветряная турбина обеспечивают основное энрго снабжение. Информация о количестве собранной энергии отправляется на облако.
Датчики это обособленная система, которая обеспечивает сбор информации о погоде. условия да среда.
Независимо от погодных языков они потребляют постоянное количество энергии и ресурса
Вся собрана информация обо всех элементах сети собрана на облака.
Облако имеет свой сервер обработка данных, по завершению сбора
информации (числовых характеристик) ведется обработка данных.
Данные обрабатываются двумя путями:
Традиционный метод
В традиционный учреждении нету автоматической система управление и все нагрузки заключаются в операторе. Для установленной системы, учитывая все нюансы рабочего времени и часы пик (от 6 утра до 9 и с 6 вечера до 23) и перерыв между ими на общую час. Вентиляторы да разумное освещение испытывают нагрузок в дома.
Таким образом, эти нагрузки потребляют энергию полностью из сетки увеличивает спрос на энергию, а также электрический счет. Высокие и главные перепады происходят здесь даже когда нету людей, энергия тратится в времена перерывы, когда нет использования, поскольку система остаются в состоянии ON. Хотя есть осознанные правила и законы для экономии энергии, но это не делается должным образом через небрежность.
Автоматический метод
Вместо этого традиционного метода может быть эксплуатируемый метод с возобновляемыми источниками энергии. Но система не может работать всегда на возобновляемых источниках, поскольку производство электроэнергии высоко только в определенные часы и погодные условия. Солнечно энергия есть полезной, но производит максимальное мощность только в пиковые часы (в полдень) а в ветро турбинах производится максимум во время сильных ветров. Таким образом для интеллектуального управление энергией разработана система, какая использует оба методы
MicroGrid управляемая путем Интернета вещей.
Рис. 2.5 MicroGrid сеть управляемая оператором
Для исследование модели автоматического метода, вводим допущение при вычислениях:
Для данной сети составим список состояний:
11.Cloud нетрудоспособный
Составим таблицу переходов между состояниями для исследуемой сети(табл.
2.1)
Таблица 2.1 Типы переходов в разные состояния
Тип перехода | Описание состояния | ||
Λs | Отказ от одного к всех коммутаторов | ||
1 | 2 | ||
λs | |||
1 | 3 | ||
λs | |||
1 | 4 | ||
Λcl 1 | 7 | Отказ Слоуд контроллера | |
λcl 3 λcl 4 | λs 8 | 7 | Отказ Cloud через отказ коммутатора (и |
наоборот) | |||
λs 9 | 7 | ||
λo | Переход к восстановление | ||
2 | 5 | ||
λo | |||
3 | 5 | ||
λo | |||
4 | 6 | ||
λo | λo | Восстановление сервера при восстановлении | |
8 | 10 | 7 | коммутатора |
λo | λo | ||
9 | 10 | 7 | |
μm | μ | Ликвидация отказов | |
10 | 1 | 5 | |
μm | μ | ||
10 | 1 | 6 | |
Если соединить все или состояния можно получить граф-состояния спроектированной сети (рис 2.6)
Рис. 2.6 Граф состояний сети управляемой Интернетом вещей
Сделав описание состояний отметим описание интенсивностей переходов между этими сословиями(табл. 2.2)
Таблица 2.2
Интенсивности переходов
Отметка | Описание |
λs | Интенсивность отказов коммутаторов |
λcl | Интенсивность отказа сервера Слоуд controller |
λo | Интенсивность обнаружение отказов |
μ | Интенсивность обновления коммутатора |
μ m | Интенсивность обновления контроллера |
Рассмотрим характеристики сети передачи данных(ПД), связанные с ее пропускной способностью и надежностью доставки информации. Сеть ПД есть стохастической системой, поскольку на ее Вход поступает случайный поток сообщений от РС и серверов, а обслуживающие приборы – каналы и узлы связи склонны к отказам; в каналах связи есть случайные препятствия, влияющие на время передачи сообщений Таким образом, сеть ПД - это сложная СМО с большой количеством обслуживающих приборов.
Модифицированный метод
Поскольку для управления и работы микросети требуется эффективная система. Для достижение этой коммуникации нужно поддерживать очень быстро, поэтому решение заключается в использовании аналоговой системы связи вместо цифровой системы. Поскольку аналоговая связь намного быстрее, можно достичь системы управление за значительно меньшее время.
Для аналогового связи используется комбинация программируемого логического контроллера вместе с 4 входными и 2 выходными аналоговыми модулями. Сначала оба исходных данных сведены к нулю в выключенном состоянии. В состоянии ON оба выходных сигнала изменяются одновременно. Эти выходы присоединены к двум разным поводов постоянного тока, один - двигателя постоянного тока, а другой - синхронный генератор. Выполняя ручные эксперименты, можно судить, что когда медленно увеличивать напряжение к 6,5 Вольт постоянного тока для повода постоянного тока, подключенного к двигателю постоянного тока, и до 2,5 Вольт постоянного тока для привода постоянного тока, подключенного к синхронному генератора, достигается выход 380/440 вольт переменного тока и частота 50 Гц.
Следовательно, используя эти результаты и наряду со значительными изменениями, можно достичь замкнутой системы. Сначала подавать подобные напряжения на постоянные диски с шагом 0,5 В постоянного тока. После достижение этого закрывать 3-фазный выключатель, таким образом обеспечивая обратный связь с ПЛК. [6] [11] используется три входа для обратной связи, включающие "напряжение", "об/ мин" и "ток". Для этого используется преобразователь тока, потенциальный преобразователь да ИК-датчик, детали которых уже обсуждались в предыдущем
разделе. Обратный связь сравнивается с условиями, которых можно достичь, которые составляют 50 Гц (3000 об/мин) и 380/440 В переменного тока (200/220 В переменного тока однофазные). После сравнения, если они не равны, а 0,1 В увеличивается через уровни промежутки времени, если напряжение или о / мин ниже условия, а 0,1 В уменьшается, если они превышают выше условия.(рис. 2.7)
Везде в мире, где от выходного сигнала генератора нужна фиксированная частота, вместо индукционного генератора лучшим есть синхронный генератор [13]. Используя индукционный генератор, он нет может достичь синхронной скорости через скольжение между фактической скоростью и синхронной скоростью. Итак, используя индукционный генератор, авторы нет могут установить постоянную частоту, поскольку скольжение всегда присутствует в индукционном генераторе, существует прямая связь между частотой и скольжением. [9] Если скольжение уменьшается, тогда синхронная скорость уменьшается, изменение выходной частоты генератора может создавать нежелательные гармоники в системе, поэтому авторы используют синхронный генератор.
Рис. 2.7 Модифицированная система управление
Выводы
В данном разделе была предложена аналитическая модель системы управления MicroGrid с помощью Интернета вещи путем облачных вычислений. Также было разработано имитационную модель интеллектуального управление системы с возобновляемой энергией путем использования понятие Интернета вещей как метод управление над сетью. на основе предложенной имитационной модели было рассмотрено основные состояния сети с указанными упрощениями.
Таким образом, после изучения принципа работы привода постоянного тока можно контролировать частоту вращение двигателя постоянного тока, а также управлять выходными линейными напряжениями синхронного генератора с помощью повода постоянного тока на основе чего было предложено модифицированный метод. Благодаря контроля да работе микросети также способны обеспечить стабильность напряжения и частоты и имеют низкую стоимость.
Также эта система имеет высокую энергоэффективность, поскольку она использует микроконтроллер облачных вычислений, какой выполняет автоматический распределение электроэнергии наиболее эффективным способом (зависит от ПО).
За счет этого получено предположение, что нам не нужно контролировать распределение энергии, а это делается автоматически. Или это можно контролировать с веб- страницы или из мобильного приложения, поскольку мы используем платформу IoT. Благодаря этому эта система эффективно управляет энергетической системой, уменьшая потребление электроэнергии, счет за электроэнергию и тем самым расходы на техническое обслуживание, а вмешательство человека минимизируется.
РАЗДЕЛ 3
АНАЛИЗ МЕТОДОВ МОДИФИКАЦИИ
Наша система управление энергией(Рис. 3.1) тестируется за прототипом MicroGrid управляемой IoT. Тестируемая система содержит солнечную панель и ветряную турбину, а информация о получении энергию передается в моделированную облако.
Система имитационной модели работала в течение суток, после чего показания были записаны к таблицы. Сравнивающие снижение энергопотребление в нагрузках можно увидеть (табл. 3.1)
Поскольку в новомодифицированной системе управление отличается, составим сравнительные таблицы сбережений.(Рис. 3.2)
В таблицы приведено сравнение единиц сбережения энергии в обоих традиционном и автоматическим режимах. Можно увидеть значительное увеличение профита в автоматическом режиме в сравнении с традиционным режимом.
Таблица 3.1
Сравнение сбережений в разных режимах
День | Тип режима | ||
Традиционный (В ат) | Автоматический(В ат) | Модифицированный(Ват) | |
1 | 2931 | 2862 | 3128 |
2 | 2856 | 2739 | 3081 |
3 | 2651 | 2590 | 3090 |
4 | 2745 | 2598 | 2972 |
5 | 2912 | 2830 | 3132 |
6 | 3110 | 3009 | 3210 |
7 | 2957 | 2902 | 3174 |
8 | 2609 | 2568 | 3065 |
9 | 2415 | 2315 | 2932 |
10 | 2692 | 2574 | 3003 |
на основе сравнение режимов имеем диаграмму сбережений.
Рис. 3.1 Система управление энергией
Диаграмма сбережений
Понятно, что единицы, что потребляются в традиционном режиме сравнительно больше к автоматического режима благодаря интеграции использование возобновляемая
энергии да плановых нагрузок за помощью IoT, что видно с Диаграммы сбережений .
Определим величину задержки сообщений в i-х каналах сети и сети целом. Или величины будем определять как при известных законах распределения случайных велич T и Ti:
T = T обс + Т оч , (3.1)
Для анализа делается ряд упрощают предположений:
1
Рассмотрим время обслуживание сообщение в канале Ti. Оно пропорционально длине сообщение l.
В очереди к канала i находятся сообщение с других линий, а также предложения, что поступили в сеть, есть они вышли с разных очередей, поэтому интервалы между поступлениями распределены по сложном закону.
Решить это можно только представив дану систему самой простой M / M /
T = 1
(3.2)
обс μ + λo
Рассмотрим время ожидания сообщения в канале. Для этого воспользуемся возможностями программного обеспечения Cisco Packet Tracer.
В зависимости от зоны охват интернет-провайдера и расположение узлов источники и назначение отслеживают маршруты могут пересекать множество переходов и сетей.
Для определение задержки сети можно также использовать команду
traceroute .
Команда tracert применяется для отслеживание пути к тех же узлов назначение, как в автоматической да и традиционной системе
Для этой цели команда tracert использует пакеты с сообщением ICMP TTL Exceed (Время жизнь пакета превышено) и эхо-отзывы ICMP.
Рассмотрим Традиционный метод(Рис. 2.5):
Таблица 3.2
Команды настройка среды
Среда | Команда |
Switch> | ena (enable) |
Switch# | conf t |
Switch(config)# | Int Fa0/1 |
Switch(config-if)# | //other comands |
Работу имитационной модели можно понять с успешного отправка echo запроса командой ping .(3.2)
Рис. 3.2 Работа имитации
Поскольку имитационная модель работает, пакеты поступают к облака, можно смело переходить к проверке задержек. Пример проверки задержек передачи пакетов к элемента сети можно увидеть на (Рис. 3.3)
Рис. 3.3 Показатели получены командой tracert
Получены значение показателей задержек передачи пакетов к каждого элемента сети занесено к Таблицы 3.3.
Таблица 3.3
Показатели задержек передачи пакетов к каждого элемента
Номер эксперимента | Показатели задержек передачи пакетов к каждого элемента системы традиционного метода, мс | ||||||||
1 | 21 | 14 | 15 | 19 | 16 | 14 | 16 | 17 | 15 |
2 | 36 | 21 | 19 | 23 | 19 | 15 | 18 | 13 | 17 |
3 | 17 | 14 | 16 | 16 | 18 | 20 | 16 | 19 | 17 |
4 | 27 | 34 | 21 | 18 | 17 | 19 | 19 | 17 | 14 |
5 | 14 | 16 | 25 | 21 | 17 | 18 | 19 | 14 | 16 |
6 | 21 | 16 | 18 | 19 | 19 | 14 | 14 | 19 | 19 |
7 | 21 | 14 | 17 | 29 | 14 | 18 | 24 | 18 | 25 |
Рассмотрим Автоматический метод(Рис. 2.4):
Команды настройка автоматического среды
Таблица 3.4
Среда | Команда |
Router> | ena (enable) |
Router # | conf t |
Router (config)# | int Fa0/0 |
Router (config-if)# | ip address … |
Рис. 3.4 Работа имитации 2
Работу имитационной модели можно понять с успешного отправка echo
запроса командой ping .(3.4)
Сразу можно заметить отличие в несколько ms указанных в:
Approximate round trip times in milli-seconds
Поскольку имитационная модель работает, пакеты поступают к облака и Cloud Controller то можно смело утвердить что система работоспособно и имеет меньшую задержку.
Докажем это тем же путь ом что и на имитационный модели с контролером обработанным частично или полностью человеком.
Рис. 3.5 Показатели получены командой tracert
Проведя исследование можно заметить что на отличие от традиционного режима
показатели задержки нет превышают 16 ms.
Нет учитывая показателей задержки ответы на определенные задачи человеческого фактора, понятно, что в автоматическом режиме они будут выполняться в разы быстрее. (зависит от сложности задачи да ПО) Получены значение можно увидеть в Таблицы 3.5.
Таблица 3.5
Показатели задержек передачи пакетов с каждого элемента
Номер эксперимента | Показатели задержек передачи пакетов к каждого элемента системы автоматического метода, мс. | ||||||||
1 | 15 | 14 | 14 | 15 | 13 | 15 | 16 | 15 | 14 |
2 | 16 | 13 | 12 | 17 | 10 | 15 | 12 | 11 | 16 |
3 | 15 | 14 | 11 | 12 | 12 | 13 | 13 | 15 | 15 |
4 | 17 | 14 | 15 | 11 | 11 | 12 | 11 | 12 | 16 |
5 | 19 | 14 | 12 | 14 | 11 | 14 | 12 | 16 | 13 |
6 | 12 | 14 | 15 | 13 | 12 | 13 | 14 | 18 | 11 |
7 | 11 | 14 | 12 | 11 | 13 | 16 | 14 | 17 | 14 |
Итак показатели задержки автоматического метода значительно меньшие.
Поскольку определенные показатели отличны(табл. 3.3) и (табл. 3.5), аналогичным образом симулируем передачу пакетов между контролером разумного дома да контролером на облаке в разных режимах.
Рассмотрим модифицированный метод(Рис. 2.4):
Команды настройка автоматического среды
Таблица 3.6
Среда | Команда |
Router> | ena (enable) |
Router # | conf t |
Router (config)# | int Fa0/0 |
Router (config-if)# | ip address … |
Рис. 3.6 Работа имитации 3
Работу имитационной модели можно понять с успешного отправка echo
запроса командой ping .(3.6)
Сразу можно заметить отличие в несколько ms указанных в:
Approximate round trip times in milli-seconds
Поскольку имитационная модель работает, пакеты поступают к облака и Cloud Controller то можно смело утвердить что система работоспособно и имеет меньшую задержку.
Докажем это тем же путем что и на имитационный модели с контролером обработанным частично или полностью человеком.
Рис. 3.7 Показатели получены командой tracert
Проведя исследование можно заметить что на отличие от традиционного режима
показатели задержки нет превышают 16 ms.
Нет учитывая показателей задержки ответы на определенные задачи человеческого фактора, понятно, что в автоматическом режиме они будут выполняться в разы быстрее. (зависит от сложности задачи да ПО) Получены значение можно увидеть в Таблицы 3.7.
Таблица 3.7
Показатели задержек передачи пакетов с каждого элемента
Номер эксперимента | Показатели задержек передачи пакетов к каждого элемента системы автоматического метода, мс. | ||||||||
1 | 15 | 14 | 14 | 15 | 13 | 15 | 16 | 15 | 14 |
2 | 16 | 13 | 12 | 17 | 10 | 15 | 12 | 11 | 16 |
3 | 15 | 14 | 11 | 12 | 12 | 13 | 13 | 15 | 15 |
4 | 17 | 14 | 15 | 11 | 11 | 12 | 11 | 12 | 16 |
5 | 19 | 14 | 12 | 14 | 11 | 14 | 12 | 16 | 13 |
6 | 12 | 14 | 15 | 13 | 12 | 13 | 14 | 18 | 11 |
7 | 11 | 14 | 12 | 11 | 13 | 16 | 14 | 17 | 14 |
на основе сравнение данных получаем сравнивающую гистограмму.
Показатели задержек можно увидеть в Таблицы 3.8.
Показатели задержек
Таблица 3.8
Тест | Тип режима | ||
Традиционный, мс. | Автоматический, мс. | Модификация ный, мс. | |
1 | 21 | 15 | 5 |
2 | 14 | 14 | 7 |
3 | 15 | 14 | 6 |
4 | 19 | 15 | 5 |
5 | 16 | 13 | 5 |
6 | 14 | 14 | 7 |
7 | 16 | 16 | 8 |
8 | 17 | 15 | 5 |
9 | 15 | 14 | 4 |
10 | 36 | 16 | 5 |
Сравнительная гистограмма задержек
Согласно с полученными данным понятно что основную предпочтение след предоставлять автономном метода работы системы
Сбор информации может происходить на уровни элемента, или уровни целого объекта
– будет ли это умный дом, офис, многоэтажка, завод, фабрика, больница информация о нем поступает на вспомогательный контроллер, а затем на обработку до сервера Cloud Controller'а, где на соответствующий запрос или ситуацию будет принято решение.
Новая сетевая система питания имеет два привода постоянного тока, а также программируемый логический контроллер (ПЛК), что функционируют на определенный расстояния друг от друга. Как результат, требуется точная координация, чтобы сохранить стабильность сети Для этого предназначен надежный контроллер для управления работой локального контроллера из стороны в сторону аналоговой связи. Контроллер нагрузка используется для обнаружения настроек и наблюдения за потоком мощности на машинах Когда система работает, она обнаруживает два состояния, один не является состоянием нагрузка, а другой - погрузкой [14].
Диаграмма функционирования локального контроллера показана на рис. 3.7. Эта блок-схема дает схему процедуры создания полного цикла обратной связи для системы. Эта система работает до тех пор, пока не достигнет и не сохранит стабильное положение относительно частоты и напряжения.
Полевое возбуждение обеспечивается синхронным генератором, и его ротор вращается с вращением вала двигателя, что приводит к электрической мощности на его выходе. Потоки мощности между машинами имеют форму механического крутящего момента, поскольку мощность на входе да выходе есть, естественно, электрической. Этот процесс обеспечивает изоляцию электрической системы, а также буферизацию мощности между этими двумя электрическими системами.
Рис. 3.7 Функционирование локального контроллера
Выводы
В этом разделе были проведены тестовые расчеты сбережений энергии в разных режимах, за помощью возможностей программы Cisco Packet Tracer. С созданной модели протестированной в 10дневному режиме получено значение использованной энергии и создано сравнительную таблицу сбережений. Определено показатели задержки поступление информации с контроллеру систем к Cloud контроллеру на основе предложенных имитационных модель традиционного да автоматического методов Получены значение внесено к таблицы да сделано сравнивающую гистограмму. на основе этих расчетов сделано выводы что предложенная система управления MicroGrid'ом обладает высокой энергоэффективностью, поскольку она использует контроллер облачных вычислений, какой выполняет автоматический распределение электроэнергии наиболее эффективным способом в зависимости от постановленной задачи, а также обнаружено что показатели задержки передачи данных в модифицированном режиме значительно меньше, чем в традиционном или автоматическом за счет улучшенного контроллера.
РАЗДЕЛ 4
РАЗРАБОТКА СТАРТАП – ПРОЕКТА
Раздел имеет целью проведение маркетингового анализа стартап проекта для определение принципиальной возможности его рыночного внедрения и возможных направлений реализации этого внедрение. Проведение маркетингового анализа предполагает исполнение нижеследующих шагов.
Этапы маркетингового анализа стартап-проекта:
Описание идеи стартап – проекта приведено в табл. 4.1 , а определение сильных, слабых и нейтральных характеристик идеи проекта в табл. 4.2.
Таблица 4.1.
Описание идеи стартап-проекта
Содержание идеи | Направления применение | Удобства для пользователя |
Содержание идеи: создание системы управление работой потребителей на основе прогноза спроса на электроэнергию. | 1. Информационные технологии | Онлайн система мониторинга |
2. Автономные объекты | Возможность работать в автономном режиме | |
3. Аварийный режим | Обеспечение энергопотреблением наиболее ответственным погрузкой | |
4. Планирование работы | Возможность предоставление расходов на энергию за счет планирование работы системы |
Таблица 4.2.
Определение сильных, слабых да нейтральных характеристик идеи проекта
№ п/ п | Технико- экономичн и характерист и ки идеи | (потенциальные) товары/концепции конкурентов | W слабая сторон а) | N (нейтрал ь на сторона ) | S (сильная сторона) | |||
Мой проект т | Конкуре н т 1 | Конкурен т 2 | Конкурент 3 | |||||
1. | Система сбора данных | Сбор и сохранение статистических данных | Сбор да сохранит ние статист и ческих данных | Сбор и сохраниться н я статистич них данных | Сбор и сохранен я статист и х данных | + | ||
3. | Управление нагрузка н неми на основе прогноза | Возможность персонально настроить процесс управление или автоматически | Автомат ичное управляемый не | Полуавто о матическое управление я | Автоматич н е управление | + | ||
3. | Система | Система | Нет имеет | Нет имеет | Дополняю т ься соответственно к настроенный я пользователь а | |||
поощрений | поощрений | + | ||||||
+ | ||||||||
использование | ||||||||
системы | ||||||||
Технологическая выполнимость идеи проекта приведено в табл. 4.3.
Таблица 4.3.
№ п/п | Идея проекта | Технологии ее реализации | Наличие технологий | Доступность технологий |
1 | Обработка и фильтрация входных данных | Разработка, исследование, программирование; | В наличии | Доступно |
2 | Модель прогнозирование | Создание правил, программирование в среде; | Нет налицо | Доступно |
Выбрана технология реализации идеи проекта: самостоятельная разработка на основе исследование | ||||
Предыдущая характеристика потенциального рынке стартап проекта приведено в табл. 4.4., а характеристика потенциальных клиентов в табл. 4.5.
Таблица 4.4.
№ п/п | Показатели состояния рынке (наименование) | Характеристика |
1 | Количество главных игроков, Ед | 100 |
2 | Общий объем продажа, грн/усл.ед | 700 |
3 | Динамика рынке (качественно оценка) | Растет |
4 | Наличие ограничений для входа (указать характер ограничений) | Отсутствие массового производителя |
5 | Специфические требования к стандартизации да сертификации | Нету |
6 | Средняя норма рентабельности в отрасли (или по рынку), % | 31 |
Таблица 4.5.
Потребность , формирующая рынок | Целевая аудитория (целевые сегменты рынке) | Различия в поведении разных потенциальных целевых групп клиентов | Требования потребителей к товару |
Потребность в точном прогнозе энергопотребление. Планирование работы генераторов. Оптимизация энергопотребление. | Регионы из критическими потребностями резервного поставка да регионы с неблагоприятным климатом удалены регионы и островные регионы | Работа в аварийных да безаварийных режимах. Работа в удаленном автономном режиме. | к продукции: точность; надежность; дешевизна; качество; в компанию- поставщика: точность; брендинг да ведомость; гарантийность; |
Таблица 4.6. Факторы угроз
№ п/п | Фактор | Содержание угрозы | Возможна реакция компании |
1 | Перехват передачи информации | Сложность персонализации информации; Демпинг; | Сделать упор на надежность да разработать вспомогательные системы защиты |
2 | Конкуренция | ||
3 | Инородные | ||
вмешательство |
аблица 4.7. Факторы возможностей
№ п/п | Фактор | Содержание возможности | Возможна реакция компании |
1 | Достоверность и | Преимущества при | Сделан упор на |
надежность | прогнозировании и | маркетинг да рекламу в этих | |
информации | работе алгоритма | направлениям для | |
2 | Шидкодия | управление | рекомендация себя, как |
нагрузками | компании, на рынке; |
Таблица 4.8. Ступенчатый анализ конкуренции на рынке
Особенности конкурентного среды | В чем проявляется дана характеристика | Влияние на деятельность предприятия (возможны действия компании, чтобы быть конкурентоспособной) |
1. Тип конкуренции: чистая | Где лучше – там и покупают | Улучшение сферы обслуживание |
2. По уровню конкурентной борьбы: локальная | Относится к энергетического рынке сбыта; | Расширение функционала да ориентации пользователей |
3. По отраслевой признаком: межотраслевая | Присущая разным ветвям применение; | Расширение функционала да отраслей применение |
4. Конкуренция за видами товаров: товарно- родовая да товарно-видовая | Относится к системам прогнозирование да управление | Расширение фукционала устройства |
5. По характеру конкурентных преимуществ: ценовая да неценовая | Чем дешевле – тем привлекательнее; Чем лучше – тем рентабельнее; | Улучшение ценовой политики и качества товара |
6. За интенсивностью: нет марочно | Не жестоко конкуренция | Агрессивные да нет агрессивные формы пиара |
Таблица 4.9. SWOT- анализ стартап-проекта
этинговой программы стартап-проекта
озр о ле нн я ма рк
Определение базовой стратегии конкурентной поведения приведено в табл. 4.10, а определение ключевых преимуществ концепции потенциального товара в 4.11.
Таблица 4.10.
№ п/п | Есть ли проект «первопроходцем» на рынке? | Или будет компания искать новых потребителей, или забирать существующих в конкурентов? | Или будет компания копировать основные характеристики товара конкурента, и которые? | Стратегия конкурентной поведения* |
С точки зрения анализатора | Будет искать новых | Нет, нет будет, да как это | Умеренная, местами | |
– нет, с точки зрения | расширяющие | уменьшит клиентскую | агрессивная | |
прогнозного управления – | функционал и | базу | ||
да | потенциал продукта, а | |||
1 | также существующие клиенты | |||
у конкурентов | ||||
самовольно будут | ||||
использовать | ||||
более лучше | ||||
продукт |
Таблица 4.11.
№ п/п | Потребность | Удобство, какую предлагает товар | Ключевые преимущества перед конкурентами (существующие или такие, что нужно создать |
1 | «Держать руку на пульсе»; «Быть в тренде»; Прогнозирование спроса, управление нагрузками | Экономия энергоносителей | Создание надежного бренда; Постоянный развитие да апгрейд системы да компании в всех направлениям; Занятия всех возможных ниш в энергетической отрасли для создания монополии; Соблюдать схемы цена – качество. |
В табл 4.12 можно увидеть определение границ установления цены, а в 4.13 формирование системы сбыта
Таблица 4.12.
№ п/п | Уровень цен на товары- заменители | Уровень цен на товары-аналоги | Уровень доходов целевой группы потребителей | Верхняя и нижняя пределы установки цены на товар/услугу |
1 | 130-150% от цены нашего продукта | 150-170% от цены нашего продукта | 20000 - 100000 грн со 100 проданных Ед. | 700/1500 грн |
Таблица 4.13.
№ п/п | Специфика закупочной поведения целевых клиентов | Функции сбыта, которые должно выполнять поставщик товара | Глубина канала сбыта | Оптимальная система сбыта |
Удовольствие потребностей, | Сбыт товара да | Все возможны | ||
1 | планирование да управление | удовольствие | каналы сбыта | Собственно |
работой потребителей, | спрашиваемых потребностей | (глубокая) | ||
получение рекомендаций | клиентов | |||
на основе прогноза | Сбыт и реклама товара | Все возможны | ||
2 | да удовольствие | каналы сбыта | Вовлечена | |
спрашиваемых потребностей | (глубокая) | |||
клиентов |
Выводы
Разработано стартап-проект, какой показал возможность рыночной коммерциализации предложенного решение. Рост спроса на сети MicroGrid влечет за собой рост спроса на сопутствующие товары и услуги, в том числе числе системы управления MicroGrid.
Динамика рынка достаточно благоприятна к разрабатываемому проекту. Дальнейшая имплементация проекта есть целесообразной да рентабельным.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
«Интернет вещей» под ред. А.В. Рослякова. Самара: ПЕУТИ, ООО «Издательство
"Ас Эард", 2014. 340 с. URL:
https://www.cisco.com/c/ru_ru/about/press/2013/09032013c.htm l (дата обращение: 10.01.2019).
http://www.tech.vernadskyjournals.in.ua/journals/2018/2_2018/60.pdf (дата обращение: 26.02.2019).
URL: http://www.mobilecomm.ru/iot-platforma-dlya-ekonomii-energii (дата обращение: 02.05.2019).