Содержание
Аннотация
В работе любых систем, созданных с использованием солнечных (фотоэлектрических) элементов, самая важная задача – это извлечение максимальной мощности из фотоэлектрических матриц с минимальными потерями. Для решения этой задачи обычно используют методы поиска точки максимальной мощности (ТММ). В этой статье предлагается модифицированный метод отслеживания возмущений и наблюдения (perturb and observe, P&O) с использованием понижающего преобразователя постоянного тока с чередованием (buck-конвертера) и приводится сравнение с традиционным методом. В предлагаемом методе уровень освещённости используется в качестве сигнала возмущения для управления рабочим циклом преобразователя при изменяющихся условиях солнечной радиации. Результаты показывают преимущества предложенного метода на основе уровня освещённости в виде более высокой скорости работы и эффективности по сравнению с эффективностью традиционного метода P&O.
Список использованной литературы
1. Abdul-Kalaam, R., Muyeen, S., Al-Durra, A. Review of maximum power point tracking techniques for photovoltaic system // Glob J Control Eng Technol, 2016, Vol. 2, pp. 8–18.
2. World Energy Outlook 2020, IEA, Paris, 2020. [Online]. Available: https://www.iea.org/ reports/world-energy-outlook‑2020/
3. Ahmed, J., Salam, Z. An Enhanced Adaptive P&O MPPT for Fast and Efficient Tracking Under Varying Environmental Conditions // IEEE Trans. Sustain. Energy, 2018, Vol. 9, #3, pp. 1487–1496.
4. Bhattacharyya, S., Kumar, D. S., Samanta, S., Mishra, S. Steady output and fast tracking MPPT (SOFT-MPPT) for P&O and InC algorithms // IEEE Trans. Sustain. Energy, 2021, Vol. 12, #1, pp. 293–302.
5. Khan, O., Xiao, W. Integration of Start-Stop Mechanism to Improve Maximum Power Point Tracking Performance in Steady State // IEEE Trans. Ind. Electron., 2016, Vol. 63, #10, pp. 6126–6135.
6. Moussa, H.H.H., Youssef, A.R., Mohamed, E.E.M. State of the art perturb and observe MPPT algorithms based wind energy conversion systems: A technology review // International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 2021, Vol. 126, Part A, March, 106598.
7. Lyden, S., Haque, M.E. Maximum Power Point Tracking techniques for photovoltaic systems: A comprehensive review and comparative analysis // Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2015, Vol. 52, pp. 1504–1518.
8. Jordehi, A.R. Maximum power point tracking in photovoltaic (PV) systems: A review of different approaches // Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2016, Vol. 65, pp. 1127–1138.
9. Ahmad, R., Murtaza, A.F., Sher, H.A. Powertracking techniques for efficient operation of photovoltaic array in solar applications – A review // Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2019, Vol. 101, pp. 82–102.
10. Ahmed, J., Salam, Z. An improved perturb and observe (P&O) maximum power point tracking (MPPT) algorithm for higher efficiency // Appl. Energy, 2015, Vol. 150, pp. 97–108.
11. Loukriz, A., Haddadi, M., Messalti, S. Simulation and experimental design of a new advanced variable step size Incremental Conductance MPPT algorithm for PV systems // ISA Trans., 2016, Vol. 62, pp. 30–38.
12. Kollimalla, S. K., Mishra, M. K. A novel adaptive P&O MPPT algorithm considering sudden changes in the irradiance // IEEE Trans. Energy Convers., 2014, Vol. 29, #3, pp. 602–610.
13. Dandoussou, A., Kamta, M., Bitjoka, L., Wira, P., Kuitché, A. Comparative study of the reliability of MPPT algorithms for the crystalline silicon photovoltaic modules in variable weather conditions // J. Electr. Syst. Inf. Technol., 2017, Vol. 4, #1, pp. 213–224.
14. Abdelsalam, A.K., Massoud, A.M., Ahmed, S., Enjeti, P.N. High-performance adaptive perturb and observe MPPT technique for photovoltaic-based microgrids // IEEE Trans Power Electron., 2011, Vol. 26, #4, pp. 1010–1021.
15. Piegari, L., Rizzo, R. Adaptive perturb and observe algorithm for photovoltaic maximum power point tracking // IET Renew Power Gener, 2010, Vol. 4, pp. 317–328.
16. Nabulsi, A. Al., Dhaouadi, R. Efficiency optimization of a DSP-based standalone PV system using fuzzy logic and dual-MPPT control // IEEE Trans Ind Informat, 2012, Vol. 8, #3, pp. 573–584.
17. Islam, M. A., Kabir, M.A. Neural network based maximum power point tracking of photovoltaic arrays // TENCON2011–2011 IEEE Region 10 Conference, 2011, Bali, Indonesia, pp. 79–82.
18. Liu, Y. H., Huang, S.C., Huang, J. W., Liang W.C. A particle swarm optimization-based maximum power point tracking algorithm for PV systems operating under partially shaded conditions // IEEE Trans Energy Convers, 2012, Vol. 27, pp. 1027–1035.
19. Benavides, N.D., Chapman, P.L. Modelling the effect of voltage ripple on the power output of photovoltaic module // IEEE Trans Ind Electron, 2008, Vol. 55, #7, pp. 2638–2643.
20. Gkizas, G. and et al. State-feedback control of an interleaved DC-DC boost converter // 24th Mediterranean Conference on Control and Automation (MED), Athens, 2016, pp. 931–936.
21. Joseph, A., Francis, J. Design and Simulation of Two Phase Interleaved Buck Converter // International Journal of Advanced Research in Electrical, Electronics and Instrumentation Engineering, 2015, Vol. 4, #1, pp. 8–15.
22. Ejury, J. Buck Converter Design // Infineon Technologies North America (IFNA) Corp., 2013, Design Note DN2013–01.
23. Michael, P. A Conversion Guide: Solar Irradiance and Lux Illuminance // IEEE Dataport, 2019.
24. Sunceco Poly-crystalline Solar Module Datasheet http://sunceco.com/wp-content/uploads/2017/01/SEP300–320.pdf (Access time 10.10.2020)
25. Khan, M. S., Hegde, V., Shankar, G. Effect of Temperature on Performance of Solar Panels-Analysis // Int. Conf. Curr. Trends Comput. Electr. Electron. Commun. CTCEEC2017, 2017, pp. 109–113,
26. Kharb, R. K., Shimi, S. L., Chatterji, S., Ansari, M.F. Modeling of solar PV module and maximum power point tracking using ANFIS // Renew. Sustain. Energy Rev., 2014, Vol. 33, pp. 602–612.
27. Salman, S., Ai, X., Wu, Z. Design of a P-&-O algorithm based MPPT charge controller for a stand-alone 200W PV system // Prot. Control Mod. Power Syst., 2018, Vol. 3, #1.
28. Azad, M. L., Das, S., Kumar Sadhu, P., Satpati, B., Gupta, A., Arvind, P. P&O algorithm based MPPT technique for solar PV system under diffrent weather conditions // Proc. IEEE Int. Conf. Circuit, Power Comput. Technol. ICCPCT 2017, 2017.
29. Kwan, T. H., Wu X. An adaptive scale factor based MPPT algorithm for changing solar irradiation levels in outer space // Acta Astronaut., 2016, Vol. 132, pp. 33–42.
30. Yang, Y., Wen, H. Adaptive perturb and observe maximum power point tracking with current predictive and decoupled power control for grid-connected photovoltaic inverters // J. Mod. Power Syst. Clean Energy, 2019, Vol. 7, #2, pp. 422–432.
31. Ahmed, M., Abdelrahem, M., Harbi, I., Kennel, R. An Adaptive Model-Based MPPT Technique with Drift-Avoidance for Grid-Connected PV Systems // Energies, 2020, Vol. 13, #24, p. 6656.
32. Mamatha, G. Assessment of different MPPT techniques for PV system // J. Electr. Eng., 2016, Vol. 16, #1, pp. 116–123.
Ключевые слова
- уровень освещённости
- солнечное излучение
- адаптивный алгоритм ТММ P&O
- понижающий преобразователь постоянного тока с чередованием
- алгоритм ТММ
- фотоэлектрические системы
Выберите вариант доступа к этой статье
Рекомендуемые статьи
Обеспечение энергоэффективности внутреннего освещения офисов и промышленных зданий методами обработки изображений «Светотехника», 2015, № 4