20326

۲۰۳۲۶

طراحي و شبيه سازي سيستم رديابي نقطه توان بيشينه در آرايه هاي فوتوولتائيك خورشيدي با استفاده از كنترل پيش بين مدل

كارشناسي ارشد

الكترونيك

1395

۱۳۹۷/۰۸/۲۸

دكتر جمشيد فريبرز

برق

در سال هاي اخير، به دليل مشكلاتي نظير كمبود انرژي و آلودگي محيط، انرژي هاي تجديدپذير توجه زيادي را به خود جلب كرده است. يكي از قدم هاي اصلي در اين راه، استفاده از انرژي خورشيدي است. بازدهي يك سيستم فوتوولتائيك به شرايط آب و هوايي وابسته است. تغيير در دما و سطح تابش، توان خروجي از سيستم را تغيير مي دهد. سيستم هاي توليدكننده انرژي فوتوولتائيك معمولا با استفاده از رديابي نقطه حداكثر توان تنظيم مي شوند، تا خروجي جريان و ولتاژ ماژول فوتوولتائيك حداكثر مقدار ممكن باشد. كنترل پيش بين مدل، يك روش كنترلي جديد است كه اخيرا به صورت گسترده اي براي كنترل مبدل هاي قدرت استفاده شده است. اين روش در دو دهه اخير در سيستم هاي فوتوولتائيك نيز استفاده شده است. در اين پايان نامه يك ارزيابي و تحليل دقيق از روش هاي رديابي نقطه توان بيشينه مبتني بر كنترل پيش بين مدل كه بر روي مبدل بوست اعمال مي شود فراهم آورده شده است. در ادامه يك روش جديد كه از ايده كنترل پيش بين مدل براي تخمين رفتار ماژول فوتوولتائيك در هر گام و رسيدن به نوسانات كم حول نقطه توان بيشينه استفاده مي كند ارايه شده است. نتايج شبيه سازي اين روش با روش هاي ديگر كنترل پيش بين مدل مقايسه شده است. در حالت كلي همه روش هاي كنترل پيش بين مدل سرعت رديابي مشابهي دارند و همه روش هاي بررسي شده در پايان¬نامه در يك زمان مشخصي به مقدار بيشينه خود رسيده اند. ولي اين روش ها در زمينه نوسانات حالت پايدار تفاوت هايي با هم دارند. روش پيشنهاد شده در پايان نامه نوسانات كم را در تابش هاي زير 800W/m^2 دارد، ولي اين روش در تابش هاي بالاي 1000W/m^2 نوسانات خيلي زيادي مي دهد. اين روش، با يك روش جديد از كنترل پيش بين كه نوسانات كم در تابش هاي زياد مي دهد، تركيب شده است، به گونه اي كه نوسانات خروجي كم داشته باشد. واژه‌هاي كليدي: سلول هاي خورشيدي، سيستم هاي فوتوولتائيك، رديابي نقطه توان بيشينه، كنترل پيش بين مدل

1398/01/26

Design and simulation of maximum power point tracking system for solar photovoltaic arrays using model predictive control

4/15/2019 12:00:00 AM

In recent years, due to problems such as energy shortages and environmental pollution, renewable energy has attracted much attention. One of the main steps in this way is the use of solar energy. The efficiency of a photovoltaic system depends on weather conditions. The change in temperature and radiation level changes the output power of the system. Photovoltaic power generation systems are usually set up, using maximum power point tracking to maximize the output of the photovoltaic module's current and voltage output. Model predictive control is a new control method that has recently been used extensively to control power converters. This method has also been used in photovoltaic systems in the last two decades. In this thesis, a thorough evaluation and analysis of the maximum power point tracking methods based on the model predictive control applied to the Boost converter is provided. In the following, a new method that uses the concept of model predictive control to estimate the behavior of the photovoltaic modules in each step and to achieve low oscillations around the maximum power point is presented. The simulation results of this method are compared with other methods of mode predictive control. In general, all model predictive control methods have the same tracking speed and all of the methods examined in the thesis have reached their maximum value at a given time. But these methods are different in the case of stable state oscillations. The proposed method in the thesis has low oscillations in the radiation below 800W/m^2, but this method is very large in excess of 1000W/m^2 radiation. This method is combined with a new method of predictive control, which produces low oscillations in high radiation, so that it has low output oscillations. Keywords: Solar Cells, Photovoltaic Systems, Maximum Power Point Tracking, Model Predictive Control