i ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD PGS TS Trương Việt Anh SVTH MSSV Nguyễn Vũ Luân 18142333 Trần Hữu Nhân 18142350 Hồ Quốc Thạch 18142383 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ XÁC ĐỊN.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP XÁC ĐỊNH ĐIỂM CƠNG SUẤT CỰC ĐẠI TỒN CỤC DÙNG GIẢI THUẬT TỐI ƯU BẦY ĐÀN CHO HỆ THỐNG PIN QUANG ĐIỆN TRONG ĐIỀU KIỆN CÓ BÓNG CHE GVHD: PGS.TS Trương Việt Anh SVTH: MSSV: Nguyễn Vũ Luân 18142333 Trần Hữu Nhân 18142350 Hồ Quốc Thạch 18142383 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2022 i TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP XÁC ĐỊNH ĐIỂM CÔNG SUẤT CỰC ĐẠI TOÀN CỤC DÙNG GIẢI THUẬT TỐI ƯU BẦY ĐÀN CHO HỆ THỐNG PIN QUANG ĐIỆN TRONG ĐIỀU KIỆN CÓ BÓNG CHE GVHD: PGS.TS Trương Việt Anh SVTH: MSSV: Nguyễn Vũ Luân 18142333 Trần Hữu Nhân 18142350 Hồ Quốc Thạch 18142383 TRANG BÌA Tp Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2022 i CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc o0o PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên Sinh viên: Nguyễn Vũ Luân MSSV: 18142333 Họ tên Sinh viên: Trần Hữu Nhân MSSV: 18142350 Họ tên Sinh viên: Hồ Quốc Thạch MSSV: 18142383 Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện – Điện tử Tên đề tài: Xác định điểm công suất cực đại toàn cục dùng giải thuật tối ưu bầy đàn cho hệ thống pin quang điện điều kiện có bóng che Họ tên Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Trương Việt Anh NHẬN XÉT Về nội dung đề tài khối lượng thực hiện: - Tìm hiểu giải thuật PSO áp dụng cho tốn dị tìm điểm phát công suất cực đại hệ thống pin mặt trời - Thực mô phần mềm PSIM mơ hình vật lý Ưu điểm: - Xác suất tìm kiếm điểm cơng suất cực đại tồn cục cao ổn định - Hiệu suất biến đổi lượng cao (95%) Khuyết điểm: - Tốc độ tìm kiếm điểm cơng suất cực đai tồn cục chưa nhanh cần cải thiện - Hệ số phận đo chưa tinh chỉnh tối ưu Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đề nghị bảo vệ Đánh giá loại: Tốt Điểm số: 9.0 (Bằng chữ: Chín chẵn) Tp Hồ Chí Minh, ngày 07 tháng 07 năm 2022 Giảng viên hướng dẫn ii CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc o0o PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên Sinh viên: Nguyễn Vũ Luân MSSV: 18142333 Họ tên Sinh viên: Trần Hữu Nhân MSSV: 18142350 Họ tên Sinh viên: Hồ Quốc Thạch MSSV: 18142383 Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện – Điện tử Tên đề tài: Xác định điểm cơng suất cực đại tồn cục dùng giải thuật tối ưu bầy đàn cho hệ thống pin quang điện điều kiện có bóng che Họ tên Giáo viên phản biện: TS Nguyễn Vinh Quan NHẬN XÉT Về nội dung đề tài khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Câu hỏi phản biện: Điểm số: .(Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2022 Giảng viên phản biện (Ký ghi rõ họ tên) iii LỜI CẢM ƠN Lời nói đầu tiên, nhóm thực xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô trường Đại Học Sư Phạm Kĩ Thuật thành phố Hồ Chí Minh nói chung thầy khoa Điện-Điện tử nói riêng tạo điều kiện tuyệt vời cho nhóm thực nghiên cứu đề tài Với lịng kính trọng biết ơn sâu sắc, xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành đến thầy PGS.TS Trương Việt Anh, giảng viên hướng dẫn, hỗ trợ tận tình suốt trình thực đồ án tốt nghiệp Sau học kì tìm hiểu, nghiên cứu làm đồ án tốt nghiệp, chúng em hoàn thành tiến độ, chúng em xin cảm ơn thầy cô, anh chị bạn tận tình hướng dẫn giúp đỡ cho chúng em, tạo điều kiện thuận lợi hỗ trợ tài liệu, kiến thức mặt tinh thần cho chúng em thực tốt việc hồn thành đồ án Vì thời gian có hạn, trình độ kinh nghiệm cịn hạn chế nên khơng thể tránh khỏi gặp khó khăn sai sót Chúng em mong q thầy bỏ qua thiếu sót chúng em trình tìm hiểu, nghiên cứu đồ án Đồng thời chúng em mong nhận nhiều góp ý từ q thầy người để giúp chúng em hồn thiện ngày Chúng em mong học hỏi nhiều tương lai Xin cảm ơn đến gia đình, bạn bè, người ủng hộ, động viên chúng em q trình làm việc hồn thành đồ án Một lần nữa, xin cảm ơn toàn thể thầy cô trường Đại Học Sư Phạm Kĩ Thuật thành phố Hồ Chí Minh giảng dạy, truyền đạt kiến thức, giúp đỡ chúng em suốt năm học vừa qua Chúng em xin trân trọng cảm ơn iv TÓM TẮT Pin quang điện thiết bị chuyển đổi lượng mặt trời thành điện Tuy nhiên có nhiều tác động mơi trường ảnh hưởng đến hiệu suất làm việc nhiệt độ, cường độ ánh sáng, Hiện có nhiều phương pháp để nâng cao hiệu suất chuyển đổi lượng pin quang điện, đồ án tập trung nghiên cứu giải thuật dị tìm điểm phát cơng suất cực đại hệ thống PV điều kiện có bóng che dựa giải thuật tối ưu bầy đàn (PSO) Nhóm nghiên cứu thực mô PSIM mơ hình vật lý nguồn mơ pin quang điện Chroma 6205H Từ kết nghiên cứu thu được, cho thấy việc ứng dụng giải thuật PSO để nâng cao hiệu suất chuyển đổi lượng hệ thống PV khả quan v MỤC LỤC TRANG BÌA i PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ii PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iii LỜI CẢM ƠN iv TÓM TẮT v MỤC LỤC vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT viii DANH MỤC BẢNG BIỂU ix DANH MỤC HÌNH ẢNH .x CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI .1 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 Nhiệm vụ đề tài 1.4 Phương pháp nghiên cứu 1.5 Giá trị thực tiễn đề tài 1.6 Nội dung đồ án .3 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1 Giới thiệu pin mặt trời 2.1.1 Cấu tạo 2.1.2 Phân loại .5 2.1.3 Nguyên lí hoạt động .7 2.1.4 Đặc tính tế bào quang điện 2.1.5 Tổng quang hệ thống pin lượng mặt trời 13 2.1.6 Cấu hình kết nối dàn pin mặt trời .15 2.2 Hệ thống MPPT 17 2.2.1 Bộ chuyển đổi DC-DC (BOOST) 18 2.2.2 Bộ điều khiển - Arduino Nano 21 CHƯƠNG 3: GIẢI THUẬT DÒ TÌM ĐIỂM CƠNG SUẤT CỰC ĐẠI 24 vi GIẢI THUẬT PSO 24 3.1 Tổng quan giải thuật PSO .24 3.1.1 Giới thiệu giải thuật PSO 24 3.1.2 Các đặc điểm giải thuật PSO .25 3.1.3 Các thông số PSO 25 3.1.4 Lưu đồ chung cho giải thuật PSO 27 3.1.5 Các bước thực ví dụ .28 3.2 Hiện tượng bóng che đặc tuyến hệ PV có bóng che 32 3.2.1 Hiện tượng bóng che 32 3.2.2 Áp dụng giải thuật PSO vào tốn dị tìm điểm cơng suất cực đại 38 CHƯƠNG 4: MƠ PHỎNG VÀ MƠ HÌNH THỰC TẾ 42 4.1 Mô giải thuật PSO dị tìm điểm cơng suất cực đại PSIM 42 4.1.1 Thông số mô 42 4.1.2 Mạch mô phần mềm PSIM 43 4.1.3 Kết mô PSIM .45 4.2 Mơ hình thực tế 54 4.2.1 Sơ đồ kết nối linh kiện Proteus 54 4.2.2 Chroma nguồn thay hệ thống pin thực tế 54 4.2.3 Kết mô 66 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN .69 5.1 Kết luận 69 5.2 Hướng phát triển 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO .70 PHỤ LỤC 71 vii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Tiếng anh Tiếng việt MPPT Maximum Power Point Tracking Theo dõi điểm công suất tối đa PSO Particle Swarm Optimization Giải thuật tối ưu hóa bầy đàn PV Photovoltaics Quang điện DC Direct Current Dòng điện chiều AC Alternating Current Dòng điện xoay chiều MPP Maximum Power Point Điểm công cực đại PWM Pulse Width Modulation Điều chế độ rộng xung GMPP Global Maximum Power Point Điểm cơng suất cực đại tồn cục LMPP Local Maximum Power Point Điểm công sức cực đại địa phương viii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật Arduino Nano 22 Bảng 3.1: Thông số pin mặt trời 33 Bảng 4.1: Thông số mô 42 Bảng 4.2: Bảng tổng hợp kết mô 53 Bảng 4.3: Thông số kỹ thuật Chroma 62050H-600S 55 Bảng 4.4: Thông số kĩ thuật nguồn DC QJE QJ6030S 59 Bảng 4.5: Thông số kĩ thuật IC TLP250 64 ix { if(l