بهبود ردیابی نقطه حداکثر توان پنل‌های خورشیدی جدا از شبکه
الموضوعات :
محمدحسن مرادی
1
(دانشگاه بوعلی سینا همدان)
علی‌رضا رئیسی
2
(دانشگاه بوعلی سینا همدان)
الکلمات المفتاحية: ردیابی نقطه حداکثر توان پنل خورشیدی ولتاژ مدار باز روش اغتشاش و مشاهده,
ملخص المقالة :
پنل‌های خورشیدی دارای مشخصه جریان- ولتاژ غیر خطی بوده و تنها در یک نقطه کار خاص، حداکثر توان را تولید می‌کنند. این نقطه بهینه توان با تغییر دما و شدت نور تغییر می‌کند. روش‌های مختلفی برای ردیابی نقطه حداکثر توان به صورت online و offline معرفی شده است. این مقاله روش جدیدی جهت بهبود عملکرد ردیابی نقطه حداکثر توان پنل‌های خورشیدی جدا از شبکه ارائه می‌دهد و الگوریتم روش پیشنهادی از دو بخش محاسبه نقطه کار و تنظیم دقیق تشکیل شده است. ابتدا بخش محاسبه نقطه کار که بر اساس روش ولتاژ مدار باز می‌باشد، حداکثر توان را تقریب می‌زند و سپس بخش تنظیم دقیق بر اساس روش اغتشاش و مشاهده مقدار دقیق حداکثر توان را دنبال می‌كند. روش پیشنهادی در محیط Matlab/Simulink شبیه‌سازی و برای یک نمونه آزمایشگاهی پیاده‌سازی شده و تأثیر تغییر فرکانس و دامنه اغتشاش بر روي پاسخ دینامیکی و عملکرد حالت پایدار ردیابی نقطه حداکثر مورد بررسی قرار می‌گیرد. نتایج حاصل از شبیه‌سازی و آزمایشگاه براي حالت راه‌اندازی و حالت پایدار با روش‌هاي موجود مقايسه مي‌گردد و مؤثربودن روش پیشنهادی نشان داده می‌شود.
[1] M. Kheshti, M. Na Yeripour, and M. D. Majidpour, "Fuzzy dispatching of solar energy in distribution system," Applied Solar Energy, vol. 47, no. 2, pp. 105-111, Jun. 2011.
[2] V. Reddy and A. Raturi, "Optimization and sensitivity analysis of a PV/Wind/Diesel hybrid system for a rural community in the pacific," Applied Solar Energy, vol. 46, no. 2, pp. 152-156, Jun. 2010.
[3] A. R. Reisi, M. H. Moradi, and S. Jamasb, "Classification and comparison of maximum power point tracking techniques for photovoltaic system: a review," Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 19, pp. 433-443, Mar. 2013.
[4] J. J. Schoeman and J. D. Van Wyk, "A simplified maximal power controller for terrestrial photovoltaic panel arrays," in Proc. 13th Annu. IEEE Power Electron. Spec. Conf., pp. 361-367, Jun. 1982.
[5] J. H. R. Enslin, M. S. Wolf, D. B. Snyman, and W. Swiegers, "Integrated photovoltaic maximum power point tracking converter," IEEE Trans. Ind. Electron, vol. 44, no. 6, pp. 769-773, Dec. 1997.
[6] T. Noguchi, S. Togashi, and R. Nakamoto, "Short-current pulse-based maximum-power-point tracking method for multiple photovoltaic-and-converter module system," IEEE Trans. Ind. Electron, vol. 49, no. 1, pp. 217-223, Feb. 2002.
[7] T. Hiyama, S. Kouzuma, T. Imakubo, and T. H. Ortmeyer, "Evaluation of neural network based real-time maximum power tracking controller for PV system," IEEE Trans. Energy Convers, vol. 10, no. 3, pp. 543-548, Sep. 1995.
[8] T. Hiyama, S. Kouzuma, and T. Imakubo, "Identification of optimal operating point of PV modules using neural network for real-time maximum power tracking control," IEEE Trans. Energy Convers, vol. 10, no. 2, pp. 360-367, Jun. 1995.
[9] C. Hua, J. Lin, and C. Shen, "Implementation of a DSP-controlled photovoltaic system with peak power tracking," IEEE Trans. Ind. Electron, vol. 45, no. 1, pp. 99-107, Feb. 1998.
[10] E. Bianconi, J. Calvente, R. Giral, E. Mamarelis, G. Petrone, C. A. Ramos-Paja, G. Spagnuolo, and M. Vitelli, "Perturb and observe MPPT algorithm with a current controller based on the sliding mode," International J. of Electrical Power & Energy Systems, vol. 44, no. 1, pp. 346-356, Jan. 2013.
[11] P. Huynh and B. H. Cho, "Design and analysis of a microprocessor-controlled peak-power-tracking system," IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst., vol. 32, no. 1, pp. 182-190, Jan. 1996.
[12] Q. Mei, M. Shan, L. Liu, and J. M. Guerrero, "A novel improved variable step-size incremental-resistance MPPT method for PV systems," IEEE Trans. on Ind. Electronics, vol. 58, no. 6, pp. 2427-2434, Jun. 2011.
[13] T. Esram, J. W. Kimball, P. T. Krein, P. L. Chapman, and P. Midya, "Dynamic maximum power tracking of photovoltaic arrays using ripple correlation control," IEEE Trans. Power Electron, vol. 21, no. 5, pp. 1282-1291, Sep. 2006.
[14] Z. Zhi-Dan, H. Hai-Bo, Z. Xin-Jian, C. Guang-Yi, and R. Yuan, "Adaptive maximum power point tracking control of fuel cell power plants," J. Power Sources, vol. 176, no. 1, pp. 259-269, Jan. 2008.
[15] C. Hua and J. Lin, "An on-line MPPT algorithm for rapidly changing illuminations of solar arrays," Renewable Energy, vol. 28, no. 7, pp. 1129-1142, Jun. 2003.
[16] G. J. Yu, Y. S. Jung, J. Y. Choi, and G. S. Kim, "A novel two-mode MPPT control algorithm based on comparative study of existing algorithms," Solar Energy, vol. 76, no. 4, pp. 455-463, Apr. 2004.
[17] T. Tafticht, K. Agbossou, M. L. Doumbia, and A. Cheriti, "An improved maximum power point tracking method for photovoltaic systems," Renewable Energy, vol. 33, no. 7, pp. 1508-1516, Jul. 2008.
[18] M. G. Villalva, J. R. Gazoli, and E. R. Filho, "Comprehensive approach to modeling and simulation of photovoltaic arrays," IEEE Trans. Power Electron, vol. 24, no. 5, pp. 1198-1208, May 2009.
[19] C. Carrero, J. Amador, and S. Arnaltes, "A single procedure for helping PV designers to select silicon PV module and evaluate the loss resistances," Renewable Energy, vol. 32, no. 15, pp. 2579-2589, Dec. 2007.
[20] W. Tasi-Fu and C. Yu-Kai, "Modeling PWM DC/DC converters out of basic converter units," IEEE Trans. Power Electron, vol. 13, no. 5, pp. 870-881, Sep. 1998.
[21] F. Liu, S. Duan, F. Liu, B. Liu, and Y. Kang, "A variable step size INC MPPT method for PV systems," IEEE Trans. on Ind. Electron, vol. 55, no. 7, pp. 2622-2628, Jul. 2008.
[22] B. N. Alajmi, K. H. Ahmed, S. J. Finney, and B. W. Williams, "Fuzzy-logic-control approach of a modified hill-climbing method for maximum power point in microgrid standalone photovoltaic system," IEEE Trans. on Power Electron, vol. 26, no. 4, pp. 1022-1030, Apr. 2011.
[23] C. Yang, C. Hsieh, F. Feng, and K. Chen, "Highly efficient analog maximum power point tracking (AMPPT) in a photovoltaic system," IEEE Trans. on Circuits and Systems-I: Regular Papers, vol. 59, no. 7, pp. 1546-1556, Jul. 2012.
[24] A. B. G. Bahgat, N. H. Helwa, G. E. Ahmad, and E. T. E. Shenawy, "MPPT controller for PV systems using neural networks," Renew. Energy, vol. 30, no. 8, pp. 1257-1268, Jul. 2005.
[25] C. Chiu and Y. Ouyang, "Robust maximum power tracking control of uncertain photovoltaic systems: a unified T-S fuzzy model-based approach," IEEE Trans. on Control Systems Technology, vol. 19, no. 6, pp. 1516-1527, Nov. 2011.
