طرح استراتژی MPPT با پارامترهای وضعیت هوای متغیر به وسیله آنالیز تاثیر مبدل DC/DC بر روی MPP سیستم PV
چکیده
به جهت دسترسی به نقطه حداکثر توان (MPP) سیستم فوتوولتائیک (PV) در سریع ترین زمان ممکن، و بهبود تطبیق پذیری MPPT با شرایط هوایی متغیر، در این مقاله استراتژی کنترل ردیابی نقطه توان حداکثر (MPPT) با پارامترهای متغیر آب و هوایی (VWP) جدیدی پیشنهاد شده است. در این استراتژی، تفاوت MPP بین سیستم PV مجهز و غیر مجهز به مبدل DC/DC آنالیز شده، و به عنوان اساس تئوری دستیابی به سیگنال کنترل MPP مورد استفاده قرار گرفته است. در همین حال رابطه مستقیم سیگنال کنترل و VWP با استفاده از روش برازش منحنی کشف شده است؛ امری که برای پیاده سازی این سیستم عاملی حیاتی می باشد. در انتها برخی آزمایشات شبیه سازی نشان خواهد داد که استراتژی پیشنهاد شده امکان پذیر و در دسترس، برای ردیابی موفقیت آمیز MPP بوده، و کارآیی بهتری نسبت به روش اختلال و نظارت (P&O) (تحت شرایط هوایی متفاوت) و روش کنترل فازی (تحت شرایط هوایی متغیر با سرعت بالا) دارد.
1. مقدمه
امروزه تقریبا تمامی سیستم های PV از تکنیک MPPT استفاده می کنند تا از اتلاف قدرت به وجود آمده جلوگیری نمایند. این استراتژی و یا روش های MPPT به طور کلی شامل ردیابی ولتاژ ثابت (موهانتی و همکاران 2014)، روش P&O (لیو و همکاران 2014، احمد و سلام 2015، ژیانگ و همکاران 2014، اشاق و همکاران 2014)، روش رسانایی افزایشی (IncCond) (اشاق و همکاران 2014، سیواکمار و همکاران 2015، الجندی و همکاران 2013)، الگوریتم عمومی (شایک و همکاران 2013، دشکار و همکاران 2015)، روش کنترل منطق فازی (ملیت و کولاگیرو 2014، گونونو و همکاران 2014)، روش شبکه عصبی (سلام و همکاران 2013) روش کنترل حالت لغزشی (ژانگ و همکاران 2015، هنگ و چن 2014)، تکنیک کنترل قابل پیش بینی (سانگ و چان 2013) و غیره می شوند. در میان این روش ها، روش P&O که به عنوان نماینده روش کلاسیک MPPT، و روش کنترل فازی که به عنوان نماینده روش هوشمند MPPT شناخته شده است، به شکل گسترده و عملی مورد استفاده قرار گرفته اند. مزایای روش P&O عموما شامل سخت افزار کم هزینه، پیاده سازی آسان، و کارایی خوب بدون وجود تابش خورشیدی و تغییرات سریع دما در طول زمان است. با این حال برخی عوامل مانند سرعت کم در ردیابی و نوسانات از معایب این روش محسوب می شوند. روش کنترل فازی غالبا تحت شرایط آب و هوایی متغیر سریع کارایی بالایی از خود نشان داده است، در حالی که معایبی چون پردازنده گران قیمت و دستیابی دشوار آن به داده های تجربی از نقاط ضعف آن محسوب می شوند. در این مقاله دو روش P&O و کنترل فازی برای مقایسه درنظر گرفته شده اند تا خروجی کارایی استراتژی MPPT پیشنهادی مورد بررسی قرار گیرد.
7. جمع بندی
در این مقاله به وسیله آنالیز تاثیر مبدل DC/DC بر روی MPP سیستم PV، استراتژی کنترل MPPT جدیدی با قابلیت ردیبای سریع تر MPP پیشنهاد شد. در این مطالعه هدف کلیدی پیدا کردن راهی برای دستیابی به سیگنال کنترل MPP، از طریق آنالیز عمیق تفاوت ها میان سیستم PV با و بدون استفاده از مبدل DC/DC بوده است. در همین حال استفاده از رابطه ریاضی بین سیگنال کنترل و VWP نیز نقشی اساسی در پیاده سازی این استراتژی MPPT ایفا می کند. در انتها با استفاده از آزمایشات شبیه سازی، امکان پذیری و دسترسی این استراتژی کنترل پیشنهادی تایید شد، و کارایی MPPT این استراتژی پیشنهادی تحت شرایط هوایی متفاوت مورد آنالیز قرار گرفت. همچنین این روش با روش فازی و P&O تحت شرایط هوایی متغیر سریع مقایسه شد.
Abstract
In order to achieve the maximum power point (MPP) of photovoltaic (PV) system as quickly as possible and improve the MPPT adaptability to the varying weather conditions, in this paper, a maximum power point tracking (MPPT) control strategy with variable weather parameters (VWP) is proposed. In this strategy, the MPP difference between PV system with and without DC/DC converter is analyzed and used as the theoretical basis of acquiring the MPP control signal. Meanwhile, the direct relationship between control signal and VWP is found out by the curve-fitting technique, which is the key work to implement this proposed strategy. Finally, some simulation experiments show that the proposed control strategy is feasible and available to track the MPP successfully, and has better MPPT performance than conventional perturbation and observation (P&O) method under different weather conditions and than fuzzy control method under fast changing weather conditions.
1. Introduction
Now almost all PV systems use the MPPT technique to avoid the produced power losses. These methods or strategies for MPPT control are mainly include the constant voltage tracking (Mohanty et al., 2014), the P&O method (Liu et al., 2014; Ahmed and Salam, 2015; Jiang et al., 2014; Ishaque et al., 2014), the incremental conductance (IncCond) method (Ishaque et al., 2014; Sivakumar et al., 2015; Elgendy et al., 2013), the genetic algorithm (Shaiek et al., 2013; Deshkar et al., 2015), the fuzzy logic control method (Mellit and Kalogirou, 2014; Guenounou et al., 2014), the neural network method (Salam et al., 2013), the sliding mode control method (Zhang et al., 2015; Hong and Chen, 2014), the predictive control technique (Tsang and Chan, 2013), and so on. In them, the P&O method, which is regarded as the representation of classical MPPT methods, and the fuzzy control method, which is regarded as the representation of intelligent MPPT methods, have been widely used in practical application. The advantages of P&O method mainly include its low-cost hardware, easy implementation and good performance without solar irradiance and temperature varying quickly with time. However, there are also some shortcomings including its slow tracking speed and oscillation around MPP. The fuzzy control method mainly has the good performance under fast changing weather conditions while carrying its high-cost processor and its difficult acquisition of empirical data. In this paper, the P&O method and the fuzzy control technique are all selected as the compared object in order to study the output performance of proposed MPPT strategy.
7. Conclusions
In this paper, through analyzing the effect of the DC/DC converter to the MPP of PV system, a MPPT control strategy with VWP, which has the ability to track the MPP more rapidly, has been proposed. In this study, the key work is to find out the way for acquiring the control signal at the MPP through analyzing deeply the difference between PV system with and without DC/DC converter. Meanwhile, the acquisition of mathematical relationship between control signal and VWP is also playing a key role to implement this proposed MPPT strategy. Finally, by simulation experiments, the feasibility and availability of this proposed control strategy have been verified, and the MPPT performance of this proposed control strategy has been analyzed under different weather conditions and has been compared with fuzzy method and P&O method under fast varying irradiance conditions.
چکیده
1. مقدمه
2. اساس نظری استراتژی MPPT معرفی شده
2.1. پیکربندی و مدل های ریاضی سیستم PV
2.2. آنالیز تاثیر مبدل DC/DC بر روی MPP
3. مقایسه استراتژی MPPT پیشنهادی
4. پیاده سازی و استراتژی MPPT پیشنهادی
5. آزمایشات شبیه سازی و آنالیز نتایج
5.1. آزمایشات امکان پذیری دسترسی به استراتژی MPPT پیشنهادی
5.2. آنالیز کارایی MPPT
5.3. مقایسه با دیگر روش ها
6. بحث های پیرامون
7. جمع بندی
Abstract
1. Introduction
2. Theoretical basis of proposed MPPT strategy
2.1. Configuration and mathematical models of PV system
2.2. Analysis on the effect of the DC/DC converter to the MPP
3. Proposition of proposed MPPT strategy
4. Implementation of proposed MPPT strategy
5. Simulation experiments and results analysis
5.1. Feasibility and availability experiments of proposed MPPT strategy
5.2. Analysis of MPPT performance
5.3. Comparison with other MPPT methods
6. Discussions
7. Conclusions
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه