1348

ELE3 80

Hayder Ahmed Mohammed Al-Husseini

معرفي يك دنبال كننده حداكثر توان سريع و با نوسان كم مبتني بر اغتشاش براي سيستمهاي فتوولتائيك

دكتري

1403/09/11

127 P.

Dr. Mehdi Niroomand , Dr. Behzad Mirzaeian Dehkordi

Photovoltaic system , maximum power point tracking (MPPT) , low oscillations , adaptive step size (ASS) , adaptive P&O algorithms , fuzzy logic controller (FLC)

The maximum power point tracking (MPPT) technique is considered a crucial part in the design of photovoltaic systems (PVSs) for maximizing the output power of a PV array an‎d improving the stability an‎d reliability of the PV system. Algorithms based on perturbation suffer from the tradeoff between steady-state oscillations around (MPP) an‎d the tracking speed. In this thesis, a fuzzy logic controller (FLC)-based Adaptive P&O MPPT algorithm for PVSs with fast tracking an‎d low oscillations under rapidly changing irradiance conditions is developed. When the operation point reaches a steady state, the proposed method can halt any perturbation. Consequently, there are no oscillations around the MPP, an‎d energy loss is reduced compared with conventional perturbation-based algorithms. The proposed algorithm can detect any change in irradiance without using additional sensors by employing a technique called drift avoidance. The algorithmʹs design accommodates variations in panel parameters, allowing for implementation with different photovoltaic (PV) panels without requiring modifications. In addition, the FLC creates variable step sizes adaptively to accomplish speedy an‎d accurate convergence to the MPP under normal an‎d changeable weather circumstances. The proposed method is well-suited for various load types, offering a versatile solution for diverse MPPT applications. Using MATLAB simulation, the algorithmʹs performance is compared to P&O-MPPT, SOFT P&O MPPT [74], an‎d FLC-MPPT [92] algorithms under two scenarios to demonstrate the effectiveness of the proposed algorithm in enhancing MPP tracking performance under rapidly changing environmental conditions an‎d achieving improved MPPT efficiency. The first scenario involved step changes in irradiance, while the second focused on ramp changes in irradiance. DSP TMS320F28335 is used to validate that the proposed algorithm can monitor MPP with a low settling time, low steady-state oscillations, an‎d a high convergence rate at the operational point.

تكنيك رديابي نقطه حداكثر توان (MPPT) به عنوان بخشي حياتي در طراحي سيستم‌هاي فتوولتائيك (PVS) براي حداكثر كردن توان خروجي يك آرايه فتوولتائيك و بهبود پايداري و قابليت اطمينان سيستم فتوولتائيك در نظر گرفته مي‌شود. الگوريتم‌هاي مبتني بر نوسان دچار تعادل بين نوسانات حالت پايدار در اطراف نقطه حداكثر توان (MPP) و سرعت رديابي هستند. در اين پايان‌نامه، يك الگوريتم MPPT مبتني بر كنترل‌كننده منطق فازي (FLC) به‌همراه روش تطبيقي P&O براي سيستم‌هاي فتوولتائيك با رديابي سريع و نوسانات كم تحت شرايط تابش تغيير سريع توسعه داده شده است. هنگامي كه نقطه عملياتي به حالت پايدار مي‌رسد، روش پيشنهادي مي‌تواند هرگونه نوسان را متوقف كند. در نتيجه، نوساناتي در اطراف MPP وجود ندارد و از دست دادن انرژي نسبت به الگوريتم‌هاي سنتي مبتني بر نوسان كاهش مي‌يابد. الگوريتم پيشنهادي مي‌تواند هرگونه تغيير در تابش را بدون استفاده از حسگرهاي اضافي با استفاده از تكنيكي به نام اجتناب از انحراف شناسايي كند. طراحي الگوريتم تغييرات در پارامترهاي پنل را در نظر مي‌گيرد و امكان پياده‌سازي آن با پنل‌هاي فتوولتائيك مختلف را بدون نياز به تغييرات فراهم مي‌كند. علاوه بر اين، FLC اندازه‌هاي گام متغير را به‌طور تطبيقي ايجاد مي‌كند تا به همگرايي سريع و دقيق به MPP تحت شرايط آب و هوايي عادي و متغير دست يابد. روش پيشنهادي براي انواع بارهاي مختلف مناسب است و راه‌حلي چندمنظوره براي كاربردهاي مختلف MPPT ارائه مي‌دهد. با استفاده از شبيه‌سازي MATLAB، عملكرد الگوريتم با الگوريتم‌هاي PO-MPPT، SOFT PO MPPT و FLC-MPPT تحت دو سناريو مقايسه شده است تا اثربخشي الگوريتم پيشنهادي در بهبود عملكرد رديابي MPP تحت شرايط محيطي تغيير سريع و دستيابي به كارايي بهتر MPPT نشان داده شود. سناريوي اول شامل تغييرات گام‌به‌گام در تابش بود، در حالي كه سناريوي دوم بر تغييرات شيب‌دار در تابش تمركز داشت. براي تأييد اينكه الگوريتم پيشنهادي مي‌تواند MPP را با زمان نشستن كم، نوسانات حالت پايدار كم و نرخ همگرايي بالا در نقطه عملياتي نظارت كند، از DSP TMS320F28335 استفاده شده است.

حيدر الحسيني

992035003

مهندسي برق - الكترونيك

مهندسي برق

123618

123619

6

123620

123621

123622

123623

123624

123625

123626

123627

123628

123629

سيستم فتوولتائيك , رديابي نقطه حداكثر توان (MPPT) , نوسانات كم , اندازه گام تطبيقي (ASS) , الگوريتم‌هاي P&O تطبيقي , كنترل‌كننده منطق فازي (FLC)