توضیحات
عنوان فارسی: دریافت جریان جدید فتوولتائیک ردیابی نقطه حداکثر توان بر اساس استراتژی کنترل حالت کشویی
عنوان انگلیسی:
Novel current sensing photovoltaic maximum power point tracking based on sliding mode control strategy
چکیده
روش ردیابی نقطه ماکسیمم توان جدید بر اساس استراتژی کنترل حالت کشویی برای برداشت حداکثر توان از پنل های خورشیدی پیشنهاد شده است و با کنترل ضریب کار مبدل باک DC-DC که به آنها متصل است موثر تر خواهد بود. این روش از استراتژی حالت کشویی برای رسیدن به سرعت ردیابی سریع و کاهش نوسان حالت پایدار بهره برده است. علاوه بر این، بر خلاف بسیاری از روش های دیگر که نیاز به سیگنالهای فیدبک از هر دو سنسورهای ولتاژ و جریان دارند، این روش تنها نیاز به اطلاعات فیدبک جریان دارد تا عملکرد کنترلی را ایجاد کند؛ بنابراین هزینه سرمایه و پیچیدگی سیستم کاهش می یابد. مدلسازی سیستم، توسعه روش کنترل حالت کشویی، تعریف سطح لغزش و تحلیل پایداری در این مقاله ارائه شده است. نتایج عددی نشان داده شده در مقایسه با روش معمولی مشاهده و انحراف ، سرعت ردیابی بسیار سریع تر و بهبود بازده تا 5٪ می تواند به دست آید.
کلمات کلیدی: کنترل حالت کشویی؛ سیستم های فتوولتائیک؛ ردیابی نقطه حداکثر توان. بر پایه سنسور جریان
مقدمه
تقاضا برای انرژی های تجدید پذیر جهانی به طور پیوسته در حال افزایش است. با توجه بهREN21 (2013)، درصد تامین منابع انرژی تجدیدپذیر در سراسر سال های 2011 و 2012 در حال افزایش بوده است، 19 درصد از مصرف نهایی انرژی جهانی، با وجود بحران اقتصادی بین المللی تامین شده است. در میان بسیاری از تکنولوژی های انرژی تجدید پذیر، انرژی خورشیدی دارای سریع ترین نرخ رشد متوسط در دوره زمانی پنج ساله بوده است. در سال 2012، مجموع ظرفیت عملیاتی جهانی از انرژی خورشیدی فتوولتائیک (PV) به نقطه عطف GW100 ، با ظرفیت کل سلولهای خورشیدی در حال رشد با نرخ متوسط 60٪ تا پایان سال 2007 رسیده است. .
سلول های خورشیدی معمولا دارای یک رفتار غیرخطی قوی در مشخصه توان هستند. یک نقطه عملکرد واحد وجود دارد که نقطه حداکثر توان (MPP) نامیده می شود، که در آن حداکثر توان خروجی تحت شرایط تابش و دمای سلول خورشیدی مشخص منتقل می شود. موقعیت MPP وابسته به نوع سلول PV و همچنین به شدت وابسته به شرایط آب و هوایی می باشد. از این رو پیش بینی تغییر در MPP به دلیل بسیاری از تفاوت ها و فرآیندهای پیچیده فیزیکی دشوار خواهد بود. به عنوان یک نتیجه، اگر به طور مستقیم سلول های PVبه یک بار متصل شود، امکان رخ دادن عدم تطابق بین ویژگی های جریان و ولتاژ بار و MPP وجود دارد. بنابراین، ردیابی این نقطه بطور دقیق یک وظیفه مهم PV خورشیدی است، که نه تنها سبب افزایش راندمان کلی وسایل می شود، بلکه سبب کاهش تعداد پانل های مورد نیاز برای تقاضای بار خاص و در نهایت کاهش هزینه سرمایه می شود(هوهم و روپ، 2000). چندین روش MPPT پیشنهاد شده است، از جمله روش جزء به جزء، روش انحراف و مشاهده (O&P) ، روش میزان رسانایی افزایشی (INC)، استراتژی کنترل هوشمند مانند منطق فازی ، شبکه عصبی، روش کنترل اکسترمم، و دیگر روش های ترکیبی، همانند آنچه در کارهای اسرام و چپمن (2007)، رضا رئیسی و همکاران (2013) و سوبودهی و پرادهان (2013) آمده است.
در میان استراتژی های MPPT ذکر شده در بالا، روش های O&P و INC اغلب به علت پیاده سازی ساده و عملکرد ردیابی معقول، هر دو با بکارگیری روش های ریاضی تپه نوردی به تصویب رسیدند. تغییرات در توان خروجی به عنوان یک نتیجه کوچک از تنظیمات (انحراف) در ولتاژ پانل خورشیدی مشاهده می شود. اگر توان خروجی افزایش یابد، تنظیمات بیشتر در همان جهت ایجاد می شوند، تا زمانی که توان خروجی دیگر افزایش نیابد. با این حال، هر دو روش از نوسانات در توان خروجی، به خصوص در حالت پایدار زیان می بینند. اندازه گام انحراف ولتاژ به وضوح یک سازش بین سرعت ردیابی در طول حالت گذرا و کاهش راندمان ناشی از نوسان در حالت پایدار است. انحراف بیشتر از ردیابی سریعتر نتیجه می شود اما متحمل نوسانات بزرگتر در حالت پایدار و بالعکس می شود. علاوه بر این، روش O&P برای ردیابی در جهت اشتباه تحت تغییرات ناگهانی در تابش خورشیدی نشان داده شده است به ویژه هنگامی که تاثیر بر روی توان خروجی از تغییر تابش بزرگتر از انحراف اعمال شده باشد (ژانگ و همکاران، 2013؛ لیو و همکاران، 2013). .
ویژگی دیگر روشهای O&P و INC آن است که آنها نیاز به سیگنال های فیدبک از هر دو سنسور ولتاژ و جریان به منظور محاسبه توان خروجی که آنها به دنبال به حداکثر رساندن آن هستند، ندارند. توان به عنوان متغیر اندازه گیری عمل می کند و برای تولید تلاش کنترل (سیگنال) استفاده می شود و از این رو ضریب کار توان الکترونیکی را کنترل می کند. که ممکن است نیاز به حافظه و دستگاه های محاسباتی، افزایش هزینه سرمایه و پیچیدگی وسایل داشته باشد.
برخی از روش های ترکیبی وجود دارند (مرادی و رئیسی، 2011؛ مرادی و همکاران، 2013. ژانگ و همکاران، 2013)، که هنگامی که با استراتژی های پیش بینی و / یا انطباقی ادغام می شوند می توان ادعا کرد که راندمان بیشتر شده است. با این حال، چنین روش هایی اغلب پیچیده هستند و ممکن است نیاز به دانش قابل توجهی در طراحی سیستم کنترل داشته باشند که ممکن است به طور گسترده ای در دسترس نباشد. چنین پیچیدگی بیشتر ممکن است با محاسبات هزینه وسایل افزایش یابد. .
کنترل حالت کشویی (SMC) یک استراتژی کنترل غیر خطی است که از نظریه سیستم ساختار متغیر (VSS) به دست آمده است. در VSS، کنترل مجاز به تغییر ساختار سیستم با تغییر از یک مجموعه از توابع پیوسته حالت به یک مجموعه دیگر در هر لحظه است (آتکین، 1977). با انجام این کار، ممکن است ویژگی های مفید از ساختار های کنترل مختلف ترکیب شوند و حتی می تواند به گونه ای باشد که ویژگی جدید در هر یک از ساختارهای مورد استفاده ظاهر نشود. .
در کنترل ساختار متغیر، دو هدف با استفاده از قانون کنترل سوئیچینگ با سرعت بالا به دست می آید. اول از همه، حالت مسیر از تعریف کاربر، سطح (بالا) در فضای حالت مشتق می شود که به عنوان سطح لغزش به آن اشاره می شود. که در این سطح برای همه زمان های پس از آن باقی می ماند. که به اصطلاح کنترل ساختار متغیر خوانده می شود چرا که در طول این فرایند، سیستم کنترل ساختار خود را از یک فرم به فرم دیگر تغییر می دهد. واژه کنترل حالت کشویی برای تاکید بر اهمیت حالت کشویی استفاده می شود(لیو و وانگ، 2011).
این روش دارای مزایای متعددی از قبیل اجرای ساده ، نیرومند و پاسخگویی دینامیکی خوب است(بارتوزویکز، 2011). این روش با موفقیت بر سیستم های الکترونیک قدرت مانند مبدلهای DC-DC اعمال شده است. .
SMC برای سیستم های تبدیل توان PV مطالعه شده است با استفاده از عدد(باتیستا و مانتز 2002)، و مطالعات بیشتر شامل فعالیت های جیمنز و همکاران (2008)، بری و همکاران (2010) و جیمنز و همکاران (2010) است.
توجه:
- برای دانلود فایل word کامل ترجمه لطفا اقدام به خرید فرمایید.
- پس از خرید بلافاصله لینک دانلود فایل برای شما ایمیل خواهد شد.
دیدگاهها
هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.