کنترل همبستگی موج دار

کنترل همبستگی ریپل (RCC) [36] از Ripple در ولتاژ PV و جریان برای انجام MPPT استفاده می کند.

اصطلاحات مرتبط:

• عکسبرداری
• تابش
• حداکثر نقطه قدرت
• حداکثر ردیابی نقطه قدرت
• ولتاژ مدار باز
• هدایت
• پتانسیل الکتریکی
• نقطه عملیاتی
• سیستم فتوولتائیک

درباره این صفحه

عملکرد تکنیک های MPPT از سیستم های فتوولتائیک در شرایط سایه دار طبیعی و جزئی

1. 7 کنترل همبستگی موج دار

کنترل همبستگی ریپل (RCC) [36] از Ripple در ولتاژ PV و جریان برای انجام MPPT استفاده می کند. RCC با مشتقات زمان آرایه PV متغیر زمان با مشتق زمان جریان آرایه یا ولتاژ PV متغیر زمان برای هدایت شیب برق به صفر ، ارتباط دارد و در نتیجه به MPP می رسد. برای اجرای RCC می توان از مدارهای آنالوگ ساده و ارزان استفاده کرد. نمونه ای در میدیا و همکاران آورده شده است.[37]آزمایشات انجام شد تا نشان دهد که RCC با دقت و سریع MPP را ردیابی می کند ، حتی در سطح تابش متفاوت. زمان لازم برای همگرایی به MPP با فرکانس تعویض مبدل برق و افزایش مدار RCC محدود است. یکی دیگر از مزایای RCC این است که نیازی به اطلاعات قبلی در مورد ویژگی های آرایه PV ندارد ، و سازگاری آن با سیستم های مختلف PV را ساده می کند.

بیشتر بخوانید URL: https://www. scienceirect. com/science/article/pii/b9780128129593000046

تبدیل سیستم فتوولتائیک

Nimrod Vázquez ، Jeziel Vázquez ، در کتابچه راهنمای الکترونیک Power (چاپ چهارم) ، 2018

24. 5. 6 روش های دیگر

تکنیک های خودکار مانند جستجوی خط فیبوناچی ، روش کنترل همبستگی موج دار ، شبکه عصبی و منطق فازی نیز برای MPPT معرفی شده است. به منظور ایجاد درک روشنی در تعیین مزایا و مضرات هر الگوریتم ، یک مقایسه جامع تجربی بین الگوریتم های مختلف MPPT انجام شد و برای همان مجموعه PV در دانشگاه ایالتی داکوتای جنوبی اجرا شد ، و نتایج نشان داد که روش ICT بالاترین میزان را داردراندمان 98 ٪ از نظر توان استخراج شده از آرایه PV ، تکنیک PAO دارای راندمان 96. 5 ٪ است و در آخر ، روش ولتاژ ثابت دارای راندمان 88 ٪ است.

روش فناوری اطلاعات و ارتباطات در شرایط آب و هوایی به سرعت در حال تغییر است و بالاترین راندمان ردیابی را ارائه می دهد ، اگرچه چهار سنسور برای انجام اندازه گیری برای محاسبات و تصمیم گیری لازم بود. اگر سیستم در ردیابی MPP به زمان تبدیل بیشتری نیاز داشته باشد ، مقدار زیادی از دست دادن برق رخ می دهد. در مقابل ، تحت روش آشفتگی و مشاهده ، در صورت افزایش نمونه برداری و سرعت اجرای ، تلفات کاهش می یابد. مزیت اصلی این روش این است که فقط دو سنسور مورد نیاز است که منجر به کاهش نیاز و هزینه سخت افزاری می شود.

بیشتر بخوانید URL: https://www. sciencedirect. com/science/article/pii/b978012811407000026x

تبدیل سیستم فتوولتائیک

27. 5. 6 روش های دیگر

تکنیک های خودکار مانند جستجوی خط فیبوناچی ، روش کنترل همبستگی موج دار ، شبکه عصبی و منطق فازی نیز برای MPPT معرفی شده است. به منظور ایجاد درک روشنی در تعیین مزایا و مضرات هر الگوریتم ، یک مقایسه جامع تجربی بین الگوریتم های مختلف MPPT انجام شد و برای همان مجموعه PV در دانشگاه ایالتی داکوتای جنوبی اجرا شد [28] ، و نتایج نشان داد که روش ICTاز نظر توان استخراج شده از آرایه PV بالاترین راندمان 98 ٪ را دارد ، تکنیک PAO دارای راندمان 96. 5 ٪ است و در آخر ، روش ولتاژ ثابت دارای راندمان 88 ٪ است.

روش فناوری اطلاعات و ارتباطات در شرایط آب و هوایی به سرعت در حال تغییر عملکرد خوب بود و بالاترین راندمان ردیابی را ارائه می داد ، اگرچه چهار سنسور برای انجام اندازه گیری برای محاسبات و تصمیم گیری لازم بود [23]. اگر سیستم در ردیابی MPP به زمان تبدیل بیشتری نیاز داشته باشد ، مقدار زیادی از دست دادن برق رخ می دهد [20]. در مقابل ، تحت روش آشفتگی و مشاهده ، در صورت افزایش نمونه برداری و سرعت اجرای ، تلفات کاهش می یابد. مزیت اصلی این روش این است که فقط دو سنسور مورد نیاز است که منجر به کاهش نیاز و هزینه سخت افزاری می شود.

بیشتر بخوانید URL: https://www. sciencedirect. com/science/article/pii/b9780123820365000276

برق برق برای منابع انرژی تجدید پذیر

28. 2. 3. 1. 4 کنترل آنالوگ

مکانیسم های کنترل آنالوگ زیادی در مقالات مختلف ارائه شده است. به عنوان مثال ، جریان اتصال کوتاه کسری (من_sc) [6-9] ، ولتاژ مدار باز کسری (v_OP) [6 ، 7 ، 10-13] و کنترل همبستگی ریپل (RCC) [14-17].

ولتاژ مدار باز کسری (v_OP) یکی از روش های کنترل آنالوگ ساده است. این بر این فرض استوار است که حداکثر ولتاژ نقطه قدرت، V_mpp، یک تابع خطی از ولتاژ مدار باز، V است_OCبه عنوان مثال V_mpp= کیلو ولت_OCکه در آن k ≈ 0. 76. این فرض حتی برای تغییرات زیاد در جریان و دما اتصال کوتاه سلول به طور منطقی دقیق است. این نوع MPPT احتمالاً رایج ترین نوع است. یک تغییر در این روش شامل مدار باز دوره ای رشته سلول و اندازه گیری ولتاژ مدار باز است. مقدار مناسب V_mppسپس می توان با یک تقسیم کننده ولتاژ ساده به دست آورد.

بیشتر بخوانید آدرس اینترنتی: https://www. sciencedirect. com/science/article/pii/B9780123820365000288

روش کنترل مرسوم، هوشمند و کسری برای ردیابی نقطه توان حداکثر یک سیستم فتوولتائیک: مروری

نشوا ا. کمال، احمد م. ابراهیم، در سیستم های مرتبه کسری، 2018

3. 5 سایر تکنیک های MPPT

علاوه بر روش‌های فوق، تکنیک‌های دیگری نیز در ادبیات ارائه شده است. نمونه‌هایی از روش‌های MPPT عبارتند از: استراتژی جابجایی جریان (بدور و ارمیس، 1994)، استراتژی کنترل جریان خطی (پان و همکاران، 1999)، کنترل همبستگی امواج (Lim and Hamill، 2000، 2001؛ Casadei و همکاران، 2006).، کنترل افتادگی خازن لینک DC (Matsui و همکاران، 1999؛ کیتانو و همکاران، 2001)، روش جدول جستجو (Hsiao and Chen، 2002)، تکنیک نوسان اجباری (Tse et al., 2002)، ظرفیت انگلیتکنیک (هوم و روپ، 2003)، روش MPPT مبتنی بر حالت (سولودوونیک و همکاران، 2004)، روش کنترل یک چرخه (OCC) (فمیا و همکاران، 2006؛ چن و اسمدلی، 2004)، روش تمایز (جین)و آگاروال، 2004)، بازخورد تغییرات توان با روش ولتاژ (سالاس و همکاران، 2005؛ چرنایا و همکاران، 2014)، تکنیک به حداکثر رساندن جریان بار یا ولتاژ بار (شمیلوویتز، 2005)، بازخورد تغییر توان با تکنیک جریان (Li-Qun و Zhi-Xin، 2008)، و بازخورد ولتاژ یا روش بازخورد جریان (لوپز-لاپنا و همکاران، 2010).

بیشتر بخوانید آدرس اینترنتی: https://www. sciencedirect. com/science/article/pii/B9780128161524000200

انتشارات توصیه شده

نماد اطلاعات مجله مجله مجله مجله

برق برق برای منابع انرژی تجدید پذیر

سید م اسلام , . Md Mubashwar Hasan, in Power Electronics Handbook (ویرایش چهارم) 2018

کنترل آنالوگ

مکانیسم های کنترل آنالوگ زیادی در مقالات مختلف پیشنهاد شده است، به عنوان مثال، جریان اتصال کوتاه کسری (I_SC) [5-8]، ولتاژ مدار باز کسری (V_OP) [5،6،9-12] ، و کنترل همبستگی ریپل (RCC) [13-16].

ولتاژ مدار باز کسری (v_OP) یکی از روشهای ساده کنترل آنالوگ است. این فرض بر این است که حداکثر ولتاژ نقطه قدرت ، v_MPP، یک تابع خطی از ولتاژ مدار باز ، v است_اوازبشربه عنوان مثال ، V M P P = K V O C که در آن K ≈ 0. 76 است. این فرض از نظر منطقی حتی برای تغییرات زیادی در جریان و درجه حرارت کوتاه سلول دقیق است. این نوع MPPT احتمالاً رایج ترین نوع است. تغییر در این روش شامل دوره باز کردن رشته سلولی و اندازه گیری ولتاژ مدار باز است. مقدار مناسب V_MPPسپس می توان با یک تقسیم کننده ولتاژ ساده به دست آورد.

بیشتر بخوانید URL: https://www. sciencedirect. com/science/article/pii/b9780128114070000271

سیستم های کنترل الکترونیک برق

ولتاژ مدار باز کسری

این الگوریتم مبتنی بر این اصل است که حداکثر ولتاژ نقطه قدرت VMPP همیشه بخش ثابت از VOC ولتاژ مدار باز است. بنابراین ، ولتاژ مدار باز پانل فتوولتائیک اندازه گیری و به عنوان ورودی برای کنترلر استفاده می شود.

(6) V M P P = K × V O C

جایی که k ثابت بودن تناسب است معمولاً بین 71/0 تا 78/0 است.

سایر الگوریتم ها و همچنین راه حل های کاملاً آنالوگ وجود دارند که گاهی اوقات برای اجرای آن بسیار ساده هستند ، مانند جریان کوتاه کوتاه کسری یا کنترل همبستگی موج دار (RCC) (Eltamaly ، 2018). این الگوریتم ها به دلیل سادگی و همگرایی سریع آنها رواج دارند (کرمدی و همکاران ، 2020). در سالهای اخیر ، روشهای MPPT مبتنی بر تکنیک های هوشمند مانند بهینه سازی ذرات ذرات (PSO) ، الگوریتم های ژنتیکی (GA) ، کنترل فازی ، الگوریتم بازپرداخت شبیه سازی شده ، شبکه های عصبی و الگوریتم Firely گزارش شده است (ژانگ و همکاران ، 2019). با این حال ، الگوریتم های هوشمند به عنوان اجرای پیچیده و مشکل در انتخاب نقطه اولیه اشکالاتی دارند (Xu et al. ، 2020). چالش فعلی معرفی روشهای قوی و قابل اعتماد MPPT است. خطوط تحقیقاتی که در نشریات اخیر مورد توجه قرار می گیرد ، بر شرایط سایه جزئی و تکنیک های کلاسیک بهبود یافته است.

یک مطالعه مصنوعی پیشرفته از یک سیستم مستقل PV مبتنی بر مبدل باک ارائه شده است (Abbes et al. ، 2013). این شامل مدل سازی ژنراتور PV با شناسایی پارامترها و الگوریتم بهبود یافته P& O (آشفتگی و مشاهده) با مرحله افزایش تطبیقی و یک رویکرد دقیق از مدل سازی مبدل DC-DC است. یک روش کامل برای تعیین پارامترهای کنترل کننده جریان PI استفاده می شود. تمرکز ویژه ای به تأثیر تغییرات تابش خورشیدی بر پویایی مبدل و رفتار به عنوان طیف وسیعی از جریان PV از 0 A تا 8 A در نظر گرفته شده است.

بیشتر بخوانید URL: https://www. scienceirect. com/science/article/pii/b9780128212042001045

یک نیمکت آزمایش آزمایشی برای تقلید از ویژگی های استاندارد سیستم های فتوولتائیک (PV)

2. 5 روش های کنترل PVS

برای یک سیستم تبدیل انرژی PV ، چالش واقعی برای محقق بهبود بهره وری انرژی یک فناوری سلول PV معین با استفاده از کنترل MPPT به عنوان یکی از تکنیک های مهم است. با توجه به اینکه ، منحنی خروجی P-V PV ها یک قله واحد را در یک محیط حتی تابش نشان می دهد و خصوصیات چندگانه غیرخطی را در شرایط سایه زنی جزئی (PSC) به نمایش می گذارد ، بسیاری از روش های مختلف کنترل MPPT برای تنظیم اوج توان و به آن توسعه داده شده استبازده تولید سیستم PV را در هر دو شرایط بهبود بخشید [26 ، 27]. این روشها را می توان به طور عمده در دو خانواده ترتیب داد ، یعنی تکنیک های MPPT که در شرایط عادی اعمال می شود ، که به MPPT سنتی تقسیم می شوند و MPPT هوشمند و تکنیک های MPPT در نظر گرفته شده تحت PSC قرار می گیرند. برای اولین خانواده MPPT ، تکنیک های سنتی شامل الگوریتم های کنترل مستقیم مبتنی بر داده های نمونه برداری شده و روش های کنترل بر اساس انتخاب پارامترها است.

الگوریتم های کنترل مستقیم در این دسته برای پیاده سازی در عمل ساده هستند، به هیچ مدلی از PV متکی نیستند و از این رو به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. آنها شامل ردیابی MPP با گرفتن داده های نمونه برداری شده، مانند ولتاژ، جریان و توان، از یک آرایه PV هستند. این روش‌ها شامل اغتشاش و مشاهده (P& O)، رسانایی افزایشی، ظرفیت انگلی، کنترل همبستگی ریپل، روش فیدبک ولتاژ، بازخورد توان و اندازه‌گیری واقعی و غیره است. دانش پانل PV پارامترهای تعریف و اندازه گیری شده را تحت شرایط عملیاتی آن، اجازه می دهد تا یک مدل ریاضی بهینه را ایجاد کند [28، 29]. روش‌های کنترل عمدتاً شامل ردیابی ولتاژ ثابت، ردیابی ولتاژ مدار باز، ردیابی جریان اتصال کوتاه، روش جدول جستجو، روش اسکن جریان، روش برازش منحنی و غیره است [30].

اگرچه این روش‌های کنترل مرسوم دقت خوبی را از نظر MPPT تضمین می‌کنند، اما گاهی اوقات بسیار قابل اعتماد و پایدار نیستند و ممکن است علی‌رغم تغییر شرایط آب و هوایی شکست بخورند. از این رو، کنترل های هوشمند MPPT 315 به طور گسترده ای برای بهبود راندمان تولید سیستم PV پیشنهاد شده است. این روش‌ها 316 شامل کنترل‌کننده منطق فازی، شبکه عصبی و همچنین کنترل‌کننده غیرخطی مانند کنترل‌کننده حالت لغزشی 317 (SMC) و کنترل ولتاژ خارجی همراه با P& O و کنترل حالت لغزشی انتگرال تطبیقی [31-37] است.

برای خانواده دوم، تکنیک های کنترل MPPT تحت PSC برای غلبه بر مشکل افت توان خروجی به دلیل خاصیت چند پیک منحنی مشخصه سیستم PV استفاده می شود. با این حال، این روش‌ها نیاز به اندازه‌گیری داده‌های بلادرنگ، محاسبه طولانی و تنظیمات مدار خاص دارند. در نتیجه، برخی از روش‌های عملی‌تر و مطمئن‌تر برای ردیابی بهینه جهانی، به عنوان تئوری کنترل مدرن و توسعه هوش مصنوعی، در دسترس قرار گرفته‌اند. آنها بر اساس روش‌های کنترل سخت‌افزار مبتنی بر پیکربندی مجدد آرایه، روش‌های کنترل مبتنی بر الگوریتم‌های هوش مصنوعی، و روش‌های کنترل مستقیم بهبود یافته بر اساس خود بهینه‌سازی اغتشاش طبقه‌بندی می‌شوند.

روشهای کنترل سخت افزار بر اساس پیکربندی آرایه PV به سوئیچ ها ، سنسورها و کنترل کننده ها نیاز دارند تا به صورت پویا ساختار اتصال آرایه PV مانند SC ، PC ، SPC ، BL ، TCT ، HC و غیره را تغییر دهند ، برای افزایش ایمنی سیستم به PSCبشربا تغییر مناسب ساختار اتصال آرایه ، می تواند اثر سایه را کاهش داده و تا حدودی تولید برق را افزایش دهد.

روشهای کنترل مبتنی بر الگوریتم های هوش مصنوعی از جمله محبوب ترین در حال حاضر هستند که شامل 331 بهینه سازی ذرات ذرات ، الگوریتم کلونی زنبور مصنوعی ، بهینه سازی کلونی مورچه ، الگوریتم SALP SWARM ، GA و غیره است [36].

روشهای کنترل مستقیم پیشرفته بر اساس خودپسندی اختلال ، به یک روش کنترل مستقیم با استفاده از داده های نمونه برداری اشاره دارد ، که با توجه به نیاز کنترل ردیابی سیستم PV تا حدی بهبود می یابد. یک رویکرد ترکیبی یک الگوریتم جستجوی فاز را با یک الگوریتم کنترل مستقیم سنتی ترکیب می کند و به یک مرحله اجازه می دهد تا با حرکت دادن نقطه کار و در مرحله دیگر ، جستجو را با خواندن یک الگوریتم معمولی در یک محدوده کوچک جستجو کنید تا MPP جهانی را جستجو کنید [38-41]شکل 4. 10 تمام تکنیک های MPPT ذکر شده را خلاصه می کند.