РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВАРИЙНОГО ВВОДА РЕЗЕРВА НА ПЛАТФОРМЕ WIREN BOARD

На текущий момент множество собственников частных домов испытывают проблемы с постоянным качественным электрообеспечением. В связи с этим обширно используются системы автоматического ввода резерва (далее - АВР). Современные автоматические системы ввода резерва не позволяют гибко настраивать поведение системы для использования энергии, полученный с помощью персональных генераторов, например, солнечной электростанции.  Актуальность работы заключается в разработке удобной и расширяемой системы с возможностью самостоятельной сборки и конфигурации.

Как и любая система аварийного ввода резерва, в основе работы лежит система переключения фаз, в данном случае при помощи реле и контроллера wiren board. 

Данная платформа позволяет автоматизировать жилые и производственные помещения при помощи системы linux, а также протоколов 1-wire, modbus, MQTT и многих других. В рамках проводимого исследования используем только компоненты того же производителя, в таком случае переключение фаз с основной на резервные будет происходить при помощи модуля реле.

Рассмотрим use-case диаграмму сценариев использования на рисунке 1. В соответствии с ней пользователь может вручную инициализировать режим аварии или выбрать предпочтение источника аварийного энергоснабжения (генератор или солнечную панель).

Рисунок 1 - Use-case диаграмма

Система непрерывно считвыает значения напряжения вводной фазы, а также значения энергопотребления. При выходе значеня напряжения за пределы установленных значений (190 и 250 вольт), или инициализации пользователем запускается процесс ввода резервного питания, включается индикатор аварии.

Если энергопотребление меньше установленного пользователем значения и солнечный модуль готов к работе, то работает солнечное снабжение. В спроектированной системе возможно скорректировать целевые значения энергопотребления из-за разных вольтамперных характеристик персональных солнечных станций, которые на сегодняшний день легко доступны к покупке.

Если режим работы солнечного генератора не удовлетворен, происходит запуск бензинового генератора со стартером. Также, пользователь может отдать предпочтение независимому запуску бензинового генератора.

Смоделируем упомянутую систему на базе демонстрационного стенда Wiren Board wb-demo-kit v2. Архитектура представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 - Архитектура системы

Составим список оборудования: Модули реле WB-MR6CU, контроллер Wiren Board, Аналоговый модуль WB-MAI6, Счетчик электроэнергии WB-MAP12E, датчики холла, датчики электроэнергии, Датчик протечки WB-MWAC, аналоговые датчики, резервные источники питания (солнечные панели, генераторы и т.д.).

Реализуем спроектированную систему на языке скриптов Wiren Board (рисунки 3-4). Для взаимодействия с пользователем создадим виртуальное устройство.

Рисунок 3 - Виртуальный девайс

Рисунок 4 - сценарии включения резервного питания

Проект позволяет оптимизировать энергопотребление, используя солнечные панели и бензиновые генераторы в зависимости от потребления и наличия солнечной энергии. Это способствует экономии энергоресурсов и снижению затрат.

Система имеет гибкие настройки, позволяя пользователю устанавливать целевые значения энергопотребления и предпочтительные источники энергии. Это позволяет адаптировать систему под различные условия и потребности.

Управление происходит в реальном времени, что повышает надежность и эффективность системы. Проект позволяет интегрироваться с различными типами оборудования и систем, что делает его универсальным для применения в различных зданиях и организациях.          Возможность добавления датчиков и другого оборудования позволяет расширить функциональность проекта, например, добавить мониторинг протечек и обеспечить безопасность помещений.