Luận án đề xuất các thuật toán điều khiển tối ưu cho bài toán tái cấu trúc hệ thống pin mặt trời

MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Cuộc khủng hoảng lượng trở nên cấp bách, không đe dọa đến tăng trưởng kinh tế giới, mà cịn đe dọa trực tiếp hồ bình, an ninh quốc tế Nguồn lượng hố thạch; q quý báu thiên nhiên ban tặng cho người cạn kiệt Do đó, nguồn lượng tái tạo vấn đề nóng mà cộng đồng quốc tế phải quan tâm nghiên cứu Liên minh châu Âu cam kết giảm phát thải khí nhà kính 20% so với mức năm 1990, đến năm 2020 sản xuất đuợc 20% mức lượng cần thiết từ nguồn lượng tái tạo Dưới thực trạng này, lượng mặt trời (NLMT) đóng vai trò quan trọng nguồn lượng sạch, NLMT tạo lượng trực tiếp từ ánh sáng mặt trời mà khơng phát thải khí CO2 khơng gây hiệu ứng nhà kính Ngồi ra, việc cung cấp điện từ nhà máy điện cho thị trấn làng mạc xa tốn dân chúng thường phải chờ điện đến hàng năm trời Những nhà máy NLMT nhỏ giải vấn đề cách đưa nguồn điện đến gần phụ tải điện hơn, giảm thiểu thay hoàn toàn việc sử dụng máy phát điện dùng nhiên liệu Diesel có chi phí cao Điều mang lại lợi ích kinh tế lâu dài cho cộng đồng thông qua nguồn lượng dồi mà không khoản chi phí Mặt khác, để xây dựng nhà máy NLMT cần nguồn vốn đầu tư đắt nhiều so với nhà máy lượng khác (thủy điện, nhiệt điện ) Chính vậy, giới thúc đẩy mạnh mẽ nghiên cứu công nghệ NLMT để tương lai gần giảm chi phí sản xuất điện năng, cạnh tranh với nguồn lượng khác [1, 2] Tuy nhiên, trình làm việc, nhiều trường hợp pin quang điện nhà máy NLMT nhận mức độ xạ mặt trời không đồng Nguyên nhân che phủ phần bóng mây, cối, nhà cửa, cột ăng ten dẫn đến sụt giảm công suất nhà máy NLMT Hơn nữa, cịn gây tượng Hotspot [3] pin quang điện bị che phủ, từ gây hư hỏng trực tiếp đến tế bào quang điện [4, 5] Ảnh hưởng hệ hống NLMT bị che phủ phần đề cập [4, 5] với suy giảm công suất thể Hình 1-21 Khi bị che phủ phần, khơng gây sụt giảm cơng suất hệ thống, ngồi xảy tượng Misleading (hiện tượng nhầm lẫn có nhiều điểm làm việc cho cơng suất cực đại - Maximum Power Point) Để giảm thiểu tổn thất quang điện bị che phủ phần, nhiều giải pháp đề xuất chia thành nhóm sau [5]: - Phân bổ MPPT - Biến tần đa cấp - Tái cấu trúc hệ thống pin NLMT Một lĩnh vực nghiên cứu mũi nhọn phát triển chiến lược tái cấu trúc hệ thống pin NLMT dựa phương pháp cân xạ [6], việc tái cấu trúc hệ thống pin NLMT việc xếp lại mạch kết nối pin quang điện nhằm mục đích tăng công suất đầu bảo vệ thiết bị hệ thống NLMT làm việc điều kiện ánh sáng không đồng gây che phủ phần số lý khác pin quang điện bị vỡ, hỏng, sụt giảm hiệu suất làm việc Ví dụ nhiều pin quang điện mạch nối tiếp bị che phủ, dòng công suất tạo bị giảm dẫn đến giảm thiểu công suất đầu hệ thống [7] Hơn nữa, pin quang điện bị che phủ, nhiệt độ tăng cao, dẫn đến tượng Hotspot [3, 8] làm nguy hại trực tiếp đến pin quang điện Việc sử dụng bypass diốt [9] tránh tượng Hotspot gây suy giảm cơng suất cục mạch nối tiếp gây suy giảm công suất đầu hệ thống [10] 2 Mục tiêu nhiệm vụ luận án Mục tiêu luận án phân tích đưa phương pháp cho toán tái cấu trúc hệ thống NLMT sử dụng mạch kết nối Total-Cross-Tied (TCT) điều kiện chiếu sáng không đồng dựa chiến lược cân xạ Nhằm mục tiêu giảm tổn thất công suất, tăng hiệu suất làm việc hệ thống NLMT, cụ thể luận án có mục tiêu tối ưu sau: - Xây dựng mô hình tốn, đề xuất áp dụng thuật tốn cho tốn tìm kiếm cấu hình cân xạ hệ thống NLMT điều kiện chiếu sáng không đồng - Xây dựng mơ hình tốn, đề xuất áp dụng thuật toán cho toán lựa chọn phương pháp chuyển mạch tối ưu, từ cấu hình kết nối ban đầu đến cấu hình cân xạ - Xây dựng mơ Matlab Simulink mơ hình thực nghiệm để đánh giá thuật toán đề xuất Phạm vi nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu luận án tập trung nghiên cứu phương pháp tối ưu hóa nguồn sơ cấp hệ thống NLMT, cụ thể áp dụng vào toán tái cấu trúc hệ thống NLMT điều kiện chiếu sáng không đồng nhất, sử dụng mạch kết nối TCT dựa chiến lược cân xạ với nội dung cụ thể sau: - Nghiên cứu phía nguồn sơ cấp, kết nối pin quang điện sử dụng mạch kết nối TCT - Bài tốn tìm kiếm cấu hình cân xạ với hàm mục tiêu giảm tổn thất công suất hệ thống NLMT, loại bỏ điểm cực đại cục trường hợp chiếu sáng không đồng - Bài toán lựa chọn phương pháp chuyển mạch tối ưu với hàm mục tiêu giảm thiểu số lần đóng mở khóa, kéo dài tuổi thọ ma trận chuyển mạch - Trong nghiên cứu luận án chưa xét đến ràng buộc chi phí sản xuất thiết bị, tính kinh tế áp dụng thực tiễn Phương pháp nghiên cứu Luận án sử dụng phương pháp lí thuyết, kiểm chứng, thực nghiệm hệ thống NLMT với mức độ che phủ khác nhau, đồng thời so sánh với nghiên cứu khác để đánh giá, cụ thể: - Nghiên cứu lý thuyết áp dụng thuật toán tối ưu cho toán tái cấu trúc hệ thống NLMT - Mơ hình hóa hệ thống pin NLMT làm sở đề xuất thuật toán tái cấu trúc - Sử dụng phương pháp mô phỏng, thực nghiệm để kiểm tra độ xác thuật tốn đề xuất thông qua việc so sánh với nghiên cứu khác để đánh giá Điểm luận án Các điểm luận án thể cơng trình nghiên cứu tác giả, gồm có ba điểm sau: - Xây dựng mơ hình tốn, áp dụng thuật toán Dynamic programming (DP) đề xuất thuật toán Smartchoice (SC) cho tốn lựa chọn cấu hình cân xạ nhằm tìm cách xếp vị trí kết nối TPQĐ cho cơng suất hệ thống tối ưu, loại bỏ điểm cực đại cục - Đề xuất mơ hình tốn, áp dụng thuật toán Munkres assignment algorithm (MAA) đề xuất thuật toán MAA cải tiến cho toán lựa chọn phương pháp chuyển mạch tối ưu nhằm mục đích kéo dài tuổi thọ ma trận chuyển mạch hệ thống NLMT - Xây dựng công cụ mô Matlab-Simulink Micrsoft Visual Studio đánh giá hiệu độ xác thuật tốn phục vụ minh chứng phương pháp luận án Giá trị thực tiễn luận án: - Các kết nghiên cứu luận án đạt có giá trị thực tiễn vấn đề nghiên cứu toán tái cấu trúc: - Phương pháp nghiên cứu dựa chiến lược tái cấu trúc hệ thống pin NLMT khẳng định việc áp dụng luật kinh nghiệm phương pháp tối ưu cho toán tối ưu sử dụng tốt số trường hợp, nhiên để thực phương pháp này, đòi hỏi người xây dựng phải nắm bắt rõ tính chất đặc điểm tốn - Thuật tốn tìm kiếm cấu hình cân xạ cho pin quang điện (TPQĐ) với ưu điểm độ xác cao, tốc độ tính tốn nhanh, có ý nghĩa thực tế việc áp dụng tái cấu trúc vào hệ thống NLMT lớn nay, đáp ứng xử lý thời gian thực - Đề xuất toán lựa chọn phương pháp chuyển mạch tối ưu, dựa thuật toán MAA MAA cải tiến, giúp tối thiểu hóa hoạt động đóng mở mạch, tăng tuổi thọ ma trận chuyển mạch, giúp giảm chi phí, tăng khả áp dụng thực tế chiến lược tái cấu trúc - Xây dựng mô Matlab Simulink công cụ hỗ trợ định cho việc thiết kế, vận hành hệ thống NLMT tham gia vào thị trường điện cạnh tranh - Tạo tình khác nhau, xây dựng liệu chuẩn trình hoạt động hệ thống NLMT để đánh giá thuật toán đề xuất - Khi áp dụng thực tế góp phần nâng cao hiệu khai thác hệ thống NLMT nguồn phát Bố cục luận án: Luận án chia làm chương Chương 1: Cấu trúc hệ thống lượng mặt trời chiến lược tăng hiệu suất làm việc hệ thống điều kiện bị che phủ phần Trong chương này, tác giả trình bày tổng quan hệ thống NLMT có hịa lưới bao gồm thành phần, mơ hình kết nối thành phần hệ thống NLMT cấu trúc kết nối TPQĐ Tiếp theo, trình bày tổng quan chiến lược tăng hiệu suất làm việc hệ thống NLMT điều kiện chiếu sáng không đồng cho mạch kết nối TCT mạch nối tiếp-song song (SP), dựa phương pháp cân xạ Phân tích ưu, nhược điểm phương pháp nghiên cứu khác, từ xây dựng định hướng nghiên cứu cho luận án Chương 2: Khái quát lý thuyết điều khiển tối ưu Tác giả trình bày khái quát lý thuyết điều khiển tối ưu, từ lựa chọn phương pháp điều khiển tối ưu áp dụng cho luận án Mô tả tổng quan thiết bị tái cấu trúc kết nối pin quang điện bao gồm: Tính năng, liệu vào ra, vị trí lắp đặt hệ thống NLMT có hịa lưới Đề xuất hệ thống điều khiển thuật toán điều khiển tối ưu sử dụng thiết bị tái cấu trúc Chương 3: Xây dựng sách lược tái cấu trúc hệ sử dụng lý thuyết điều khiển tối ưu Trong chương 3, tác giả phân tích chiến lược cân xạ với mạch kết nối TCT Phần tiếp theo, tác giả đề xuất mơ hình tốn hai thuật tốn cho tốn lựa chọn cấu hình cân xạ; đề xuất mơ hình tốn hai thuật tốn cho toán lựa chọn phương pháp chuyển mạch tối ưu Mỗi thuật tốn chứng minh tính đắn so với mơ hình tốn đề xuất, so sánh với thuật tốn tác giả khác cơng bố Chương 4: Mô thực nghiệm Trong chương tác giả trình bày kết mơ sử dụng công cụ Matlab Simulink, đánh giá so sánh chất lượng thuật toán đề xuất chương với nghiên cứu khác, chứng minh ưu điểm phương pháp đề xuất so với phương pháp khác Thực nghiệm xây dựng tái cấu trúc pin quang điện, đánh giá khả áp dụng nghiên cứu hệ thống NLMT thật CHƯƠNG 1: CẤU TRÚC HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ CHIẾN LƯỢC TĂNG HIỆU SUẤT LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG TRONG ĐIỀU KIỆN BỊ CHE PHỦ MỘT PHẦN Trong chương này, tác giả trình bày tổng quan hệ thống NLMT có hịa lưới bao gồm thành phần, mơ hình kết nối thành phần hệ thống NLMT cấu trúc kết nối TPQĐ Tiếp theo, trình bày tổng quan chiến lược tăng hiệu suất làm việc hệ thống NLMT điều kiện chiếu sáng không đồng cho mạch kết nối TCT SP, dựa phương pháp cân xạ Phân tích ưu, nhược điểm phương pháp nghiên cứu khác, từ xây dựng định hướng nghiên cứu cho luận án Chiến lược tăng hiệu suất làm việc cho hệ thống NLMT điều kiện bị che phủ phần tác giả phân tích cơng bố (CT1 4) 1.1 Tổng quan hệ thống lượng mặt trời 1.1.1 Năng lượng mặt trời Mặt trời trung tâm hệ mặt trời, chiếm khoảng 99,86% khối lượng hệ mặt trời Trái đất thiên thể khác hành tinh, tiểu hành tinh, thiên thạch, chổi, bụi quay quanh mặt trời Khoảng cách trung bình mặt trời trái đất xấp xỉ 149,6 triệu kilômét (1 đơn vị thiên văn AU) nên ánh sáng mặt trời cần phút 19 giây đến trái đất Năng lượng mặt trời dạng ánh sáng hỗ trợ cho hầu hết sống trái đất thơng qua q trình quang hợp, điều khiển khí hậu thời tiết trái đất Thành phần mặt trời gồm hydro (khoảng 74% khối lượng, hay 92% thể tích), heli (khoảng 24% khối lượng, 7% thể tích), lượng nhỏ nguyên tố khác, gồm sắt, nickel, oxy, silic, lưu huỳnh, magiê, carbon, neon, canxi, crom Mặt trời có có nhiệt độ bề mặt xấp xỉ 5.778 K (5.505°C) Quang phổ xạ mặt trời không gian trái đất thể Hình 1-1 Hình 1-1 Quang phổ xạ mặt trời không gian (màu đỏ) trái đất (màu xanh) [11] 1.1.2 Bức xạ mặt trời Trái đất quay quanh mặt trời vòng 365.2 ngày, thời điểm nửa trái đất chiếu sáng mặt trời Khi xạ mặt trời chiếu vào bầu khí trái đất, bầu khí hấp thu tia cực tím (UV) tia hồng ngoại, cho phép xạ mặt trời có bước sóng dao động từ 0.29 μm and 2.3 μm qua Bức xạ mặt trời lượng mặt trời nhận diện tích bề mặt đơn vị tính Watt/m2 Phần lượng xạ mặt trời truyền tới bề mặt trái đất ngày quang đãng thời điểm cao vào khoảng 1.000W/m2 (Hình 1-2) Yếu tố xác định cường độ xạ mặt trời điểm Trái đất quãng đường qua Sự mát lượng quãng đường gắn liền với tán xạ, hấp thụ xạ phụ thuộc vào thời gian ngày, mùa, vị trí địa lý Hình 1-2 Quá trình truyền lượng xạ mặt trời qua lớp khí trái đất [12] 1.1.3 Điện mặt trời Điện mặt trời việc chuyển đổi lượng ánh sáng mặt trời thành điện năng, chuyển đổi trực tiếp cách sử dụng pin quang điện (TPQĐ), chuyển đổi gián tiếp cách sử dụng điện mặt trời tập trung (ĐMTTT) Hệ thống ĐMTTT sử dụng ống kính, gương hệ thống theo dõi để tập trung khu vực rộng lớn ánh sáng mặt trời vào chùm nhỏ TPQĐ chuyển đổi ánh sáng thành dòng điện cách sử dụng hiệu ứng quang điện Nhiệt tập trung sau sử dụng nguồn lượng cho nhà máy điện thông thường Các nhà máy ĐMTTT thương mại phát triển vào năm 1980, CSP SEGS354MW nhà máy ĐMTTT lớn giới nằm sa mạc Mojave California Các nhà máy ĐMTTT lớn khác bao gồm Nhà máy điện mặt trời Solnova (150 MW) Nhà máy điện mặt trời 10 (a) (b) Hình 4-16 Kết nối TPQĐ trước tái cấu trúc (a) sau tái cấu trúc (b) Mạch tái cấu trúc thể Hình 4-17, Hình 4-18 thể phương pháp đo trực tuyến TPQĐ, trường hợp này, không cần ngắt kết nối TPQĐ đo điện áp Để đo điện áp trực tuyến liên tục, TPQĐ cần mắc nối tiếp với điốt Nhược điểm phương pháp tổn thất lượng điện áp nhỏ TPQĐ Ngược lại ưu điểm phương pháp giám sát liên tục điện áp TPQĐ, trì cung cấp điện, tăng độ bền thiết bị tái cấu trúc Hình 4-17 Mạch tái cấu trúc Hình 4-18 Mạch đo dòng điện, điện áp TPQĐ 136 Trong chế độ tự vận hành, phút, hệ thống đo điện áp trực tuyến TPQĐ gửi kết liên tục vi xử lý Nếu có thay đổi điện áp vượt giới hạn lần đo liền nhau, ma trận chuyển mạch ngắt kết nối TPQĐ, dòng điện TPQĐ, ước tính xạ mặt trời, chạy thuật toán cân xạ, thuật toán lựa chọn phương pháp chuyển mạch tối ưu Trong trường hợp cấu hình kết nối khác cấu hình ban đầu, vi xử lý gửi liệu điều khiển lên ma trận chuyển mạch để thay đổi kết nối từ cấu hình ban đầu đến cấu hình kết nối tối ưu Với cách thiết kế này, che phủ phần diễn thời gian ngắn, hệ thống không tác động Đánh giá hiệu tái cấu trúc thơng qua thí nghiệm che phủ TPQĐ mức độ khác theo thời gian, so sánh công suất đầu hệ thống trường hợp có sử dụng tái cấu trúc không sử dụng tái cấu trúc Kết thể Bảng 4-3 Hình 4-19 Bảng 4-3 thể 11 trường hợp che phủ khác TPQĐ, từ 0% đến 75%, thực nghiệm thay đổi mức độ che phủ khác trường hợp Hình 4-19 với đường màu đỏ đường Công suất hệ thống 11 trường hợp che phủ khác nhau, không sử dụng tái cấu trúc đường màu xanh trường hợp có sử dụng tái cấu trúc Qua thực nghiệm cho thấy, nhiều trường hợp, tái cấu trúc tăng hiệu suất làm việc hệ thống lên đến 43% 137 Bảng 4-3 Bảng so sánh hoạt động tái cấu trúc tối ưu hệ thống NLMT 11 trường hợp 138 Hình 4-19 Biểu đồ so sánh cơng suất hệ thống NLMT trước sau tái cấu trúc 11 trường hợp 4.3 Kết luận chương Trong chương 4, tác giả sử dụng công cụ Matlab-Simulink để mô hoạt động hệ thống NLMT bao gồm: Các pin quang điện với ưu điểm cho phép nhập liệu khác cho TPQĐ, Bộ tái cấu trúc bao gồm khối thuật toán ma trận chuyển mạch Thông qua mô hoạt động hệ thống NLMT điều kiện chiếu sáng không đồng trường hợp khác chứng minh tính hiệu thuật tốn lựa chọn cấu hình cân xạ: Độ xác cao, tốc độ xử lý nhanh, đáp ứng hoạt động thời gian thực hệ thống NLMT lớn Tiếp theo, tác giả sử dụng phần mềm Microsoft Visual Studio để xây dựng phần mềm mô hoạt động hệ thống NLMT gồm 35 pin, hoạt động năm để đánh giá hiệu thuật tốn lựa chọn cấu hình cân xạ lựa chọn phương pháp chuyển mạch tối ưu cho thấy thuật toán hoạt động hiệu quả, tăng hiệu suất làm việc hệ thống kéo dài tuổi thọ ma trận chuyển mạch lên đến 56% so với phương pháp cũ 139 Phần cuối cùng, nằm nội dung đề cương luận án, tác giả xây dựng thực nghiệm tái cấu trúc kết nối, áp dụng cho TPQĐ đánh giá tính thực tế luận án Kết thực nghiệm cho thấy hệ thống hoạt động ổn định, cải thiện hiệu suất hệ thống NLMT điều kiện hoạt động thời gian thực 140 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Chiến lược tái cấu trúc kết nối pin quang điện lần đầu đề xuất Salameh cộng vào năm 1990, có hàng ngàn cơng trình nghiên cứu khoa học lĩnh vực Việc áp dụng tái cấu trúc vào hệ thống NLMT giúp cho việc vận hành hệ thống công suất đỉnh, khơng có ý nghĩa việc bị che phủ, tác động khác đến hiệu suất TPQĐ vỡ, hỏng, lão hóa, đứt dây kết nối ln hệ thống kiểm sốt thơng qua dịng điện điện áp tạo TPQĐ, từ đưa cách thức vận hành bảo dưỡng, bảo trì hiệu quả, tiết kiệm chi phí vận hành Trong luận án này, tác giả nghiên cứu phát triển thuật toán điều khiển tối ưu cho tốn tối ưu hóa hệ thống pin lượng mặt trời, làm sở xây dựng tái cấu trúc kết nối sử dụng trước DC-DC converter hệ thống NLMT giúp hệ thống luôn hoạt động với công suất tối ưu Theo chủ quan tác giả, luận án có đóng góp sau đây: Xây dựng mơ hình tốn, áp dụng thuật tốn DP đề xuất thuật toán SC cho toán lựa chọn cấu hình cân xạ nhằm tìm cách xếp vị trí kết nối TPQĐ cho công suất hệ thống tối ưu, loại bỏ điểm cực đại cục giúp cho thuật toán MPPT hoạt động hiệu Đề xuất mơ hình toán, áp dụng thuật toán MAA đề xuất thuật toán MAA cải tiến cho toán lựa chọn phương pháp chuyển mạch tối ưu nhằm mục đích kéo dài tuổi thọ ma trận chuyển mạch hệ thống NLMT Chuyển mạch tối ưu theo tiêu chí: • Số lần đóng mở mạch ma trận • Cân số lần chuyển mạch khóa ma trận Xây dựng cơng cụ mô Matlab-Simulink Micrsoft Visual Studio đánh giá hiệu độ xác thuật tốn phục vụ minh chứng phương pháp luận án 141 KIẾN NGHỊ VÀ ĐỀ XUẤT - Nghiên cứu phương pháp áp dụng chiến lược tái cấu trúc TPQĐ cho hệ thống NLMT lớn - Nghiên cứu chiến lược tái cấu trúc áp dụng cho mạch kết nối SeriesParallel 142 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ (CT1) Eleonora Riva Sanseverino, Ngo Ngoc Thanh, Marzia Cardinale, Vincenzo Li Vigni, Domenico Musso, Pietro Romano, Fabio Viola "Dynamic programming and Munkres algorithm for Optimal Photovoltaic Arrays Reconfiguration" Solar Energy, 12/2015, vol 122, p 347–358 ISSN: 0038-092X SCI-Q1 IF 2015: 4.701 DOI: https://doi.org/10.1016/j.solener.2015.09.016 (CT2) Ngô Ngọc Thành, Nguyễn Phùng Quang, Phạm Thuợng Cát "Cải tiến thuật toán điều khiển cho toán nâng cao hiệu suất làm việc hệ thống lượng mặt trời điều kiện xạ không đồng nhất" Chuyên san điều khiển tự động hóa, 8/2016, vol 16, p 57-68 ISSN: 1859-0551 (CT3) Thanh Ngo Ngoc, Quang Nguyen Phung, Linh Nguyen Tung, Eleonora Riva Sanseverino, Pietro Romano, Fabio Viola "Increasing efficiency of photovoltaic systems under non-homogeneous solar irradiation using improved Dynamic Programming methods" Solar Energy, 7/2017, vol 150, p 325-334 ISSN: 0038-092X SCI-Q1 IF 2017: 4.626 DOI: https://doi.org/10.1016/j.solener.2017.04.057 (CT4) Ngô Ngọc Thành, Nguyễn Phùng Quang "Chiến lược tái cấu trúc kết nối pin lượng mặt trời dựa phương pháp cân xạ" Hội nghị - Triển lãm quốc tế lần thứ Điều khiển Tự động hoá - VCCA 2017 (CT5) Ngo Ngoc Thanh, Nguyen Phung Quang "Simulation of reconfiguration system using Matlab-Simulink environment" Journal of Computer Science and Cybernetics, 2018, vol 34 ISSN: 1813-9663 DOI: https://doi.org/10.15625/1813-9663/34/2/9194 (CT6) Ngo Ngoc Thanh, Nguyen Phung Quang, "Hai toán tối ưu chiến lược tái cấu trúc kết nối pin quang điện" Workshop on Green Technologies for suitainable development, 2018 (CT7) Ngô Ngọc Thành, Nguyễn Phùng Quang, Nguyễn Quang Địch "Phương pháp tăng hiệu suất làm việc hệ thống lượng mặt trời điều kiện chiếu sáng không đồng sử dụng mạch kết nối Series-Parallel" Chuyên san đo lường, điều khiển tự động hóa, 12/2018, vol 21, p 10-18 ISSN: 1859-0551 (CT8) Ngô Ngọc Thành, Nguyễn Phùng Quang "Đề xuất mơ hình tốn cho chiến lược tái cấu trúc pin quang điện điều kiện xạ không 143 đồng nhất" Chuyên san đo lường, điều khiển tự động hóa, 4/2019, vol 22, p 16-22 ISSN: 1859-0551 (CT9) Thanh Ngo Ngoc, Eleonora Riva Sanseverino, Nguyen Quang Ninh, Pietro Romano, Fabio Viola, Doan Van Binh, Nguyen Huy Hoang, Tran Trong Thang, Nguyen Phung Quang " A hierarchical architecture for increasing efficiency of large photovoltaic plants under non-homogeneous solar irradiation" Solar Energy, 7/2019, vol 188, p 1306-1319 ISSN: 0038-092X SCI-Q1 IF 2019: 4.674 DOI: https://doi.org/10.1016/j.solener.2019.07.033 (CT10) Ngô Ngọc Thành, Nguyễn Phùng Quang, Diệp Thanh Thắng " Mơ hình tốn cho chiến lược tái cấu trúc pin quang điện sử dụng mạch kết nối song song - nối tiếp" Hội nghị - Triển lãm quốc tế lần thứ Điều khiển Tự động hoá - VCCA 2019 ISBN: - Giải nhì Best Paper 144 TÀI LIỆU THAM KHẢO 10 11 12 13 Trends in photovoltaic applications Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2012 International Energy Agency, 2013 Electricity from sunlight: an introduction to photovoltaics Current Reviews for Academic Libraries, 2011, vol 48, no 5, p 933-933 M C Alonso García, W Herrmann, W Bưhmer, B Proisy, Thermal and electrical effects caused by outdoor hot-spot testing in associations of photovoltaic cells Progress in Photovoltaics, 2003, vol 11, no 5, p 293307 Achim Woytea, Johan Nijsa, Ronnie Belmans, Partial shadowing of photovoltaic arrays with different system configurations: literature review and field test results Solar Energy, 2003, vol 74, p 217-233 M Z Shams El-Dein, Mehrdad Kazerani, M M A Salama, Optimal Photovoltaic Array Reconfiguration to Reduce Partial Shading Losses IEEE Transactions on sustainable energy, 2012, vol.4, no 1, p 145-153 Guillermo Velasco Quesada, Juan José Negroni Vera, Francesc Guinjoan Gispert, Robert Piqué, Irradiance equalization method for output power optimization in plant oriented grid-connected PV generators 2005 European Conference on Power Electronics and Applications, 2005 Chris Deline, Aron Dobos, Steven Janzou, Jenya Meydbray, Matt Donovan, A simplified model of uniform shading in large photovoltaic arrays Solar Energy, 2013, vol 96, p 274-282 Spagnolo G, Del Vecchio P, Makary G, Papalillo D, Martocchia A, A review of IR thermography applied to PV systems Environment and electrical engineering (EEEIC), 2012 Eleventh international conference, 2012 S Silvestre, A Boronat, A Chouder, Study of bypass diodes configuration on PV modules Applied Energy, 2009, vol 86, no 9, p 1632-1640 Nuri Gokmena, Engin Karatepea, Faruk Ugranlia, Santiago Silvestreb, Voltage band based global MPPT controller for photovoltaic systems Solar Energy, 2013, vol 98, p 322–334 Volker Quaschning, The Sun as an Energy Resource Renewable Energy World, 05/2003, p 90-93 Năng lượng mặt trời, https://voer.edu.vn/m/nang-luong-mattroi/00db8609 Rooble, S.Chatterji, Shimi S.L, Solar maximum power point tracking system and its application to greenhouse International Journal of 145 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Advanced Research in Electrical, Electronics and Instrumentation Engineering, 06/2016, vol 2, no 6, p 2162-2168 Jennifer Spence, Renewable energy in the Australian red meat processing industry & the viability of paunch as a biofuel University of Southern Queensland, 12/2012 Electropaedia, Solar Power (Technology and Economics) Woodbank Communications Ltd, http://www.mpoweruk.com/solar_power.html, 01/2012 Quaschning Volker, Understanding renewable energy systems Earthscan, 2005, p 272 Vincenzo Li Vigni, Damiano La Manna, Eleonora Riva Sanseverino, Vincenzo di Dio, Pietro Romano, Pietro di Buono, Maurizio Pinto, Rosario Miceli, Costantino Giaconia, Proof of Concept of an Irradiance Estimation System for Reconfigurable Photovoltaic Arrays Energies, 2015, vol 8, p 6641-6657 Azevedo, G M S., Cavalcanti, M C.,Oliveira, K C., Neves, F A S., Lins, Z D., Evaluation of Maximum Power Point Tracking Methods for Grid Connected Photovoltaic Systems 2008 IEEE Power Electronics Specialists Conference, 2008, p 1456-1462 Maximum Power Point Tracking (MPPT) Available from: https://www.aero.iitb.ac.in/satelliteWiki/index.php?title=Maximum_Po wer_Point_Tracking_(MPPT)&mobileaction=toggle_view_desktop Blocking Diode and Bypass Diode for solar panels Available from: https://sinovoltaics.com/learning-center/off-grid/blocking-diode-bypassdiode-solar-panels/ Bypass Diodes in Solar Panels Available from: https://www.electronicstutorials.ws/diode/bypass-diodes.html Damiano La Manna, Vincenzo Li Vigni, Eleonora Riva Sanseverino, Vincenzo Di Dio, Pietro Romano, Reconfigurable Electrical Interconnection Strategies for Photovoltaic Arrays: A Review Renewable and Sustainable Energy Reviews, 5/2014, vol 22, p 412-426 D.Picault, B.Raison, S.Bacha, J.de la Casa, J.Aguilera, Forecasting photovoltaic array power production subject to mismatch losses Solar Energy, 7/2010, vol 84, no 7, p 1301-1309 Nicola Femia, Giovanni Petrone, Giovanni Spagnuolo, Massimo Vitelli, Power Electronics and Control Techniques for Maximum Energy Harvesting in Photovoltaic systems 2012 P.G McCormick, H Suehrcke, The effect of intermittent solar radiation on the performance of PV systems Solar Energy, 2018, vol 171, p 667674 146 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 Walid Omran, Performance analysis of grid-connected photovoltaic systems Electrical and Computer Engineering, University of Waterloo, Waterloo, Ontario, Canada, 2010 Norjasmi Bin Abdul Rahman, Inverter Topologies for Photovoltaic Systems, Dept Electrical Engineering, Aalto University School of Science and Technology, Espoo, Finland, 2010 Dzung Nguyen, Brad Lehman, An adaptive solar photovoltaic array using model-based reconfiguration algorithm IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2008, vol 55, no 7, p 2644-2654 F Jeffrey, Private communication Power Film Inc Dan Weinstock, Joseph Appelbaum, Shadow Variation on Photovoltaic Collectors in a Solar Filed The 23rd IEEE Convention of Electrical and Electronics Engineers in Israel, 2004 Dan Weinstock, Joseph Appelbaum, Optimal Design of Solar Field The 22nd Convention of Electrical and Electronics Engineers in Israel, 2002 Rauschenbach, H.S., Electrical output of shadowed solar arrays IEEE Electron Devices Society, 8/1971, p 483 - 490 Quaschning, V., Hanitsch, R., Influence of shading on electrical parameters of solar cells Conference Record of the Twenty Fifth Ieee Photovoltaic Specialists Conference, 1996, p 1287-1290 Swaleh, M.S, Effect of shunt resistance and bypass diodes on the shadow tolerance of solar cell modules Solar cells, 01/1982, vol 5, no 2, p 183 - 198 N Femia, G Lisi, G Petrone, G Spagnuolo, M Vitelli, Distributed maximum power point tracking of photovoltaic arrays: Novel approach and system analysis IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2008, vol 55, p 2610-2621 E.Roman, R.Alonso, P.Ibanez, S.Elorduizapatarietxe, D.Goitia, Intelligent PV module for grid-connected PV systems IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2006, vol 53, p 1066-1073 L Gao, R A Dougal, S Liu, A P Iotova, Parallel-connected solar PV system to address partial and rapidly fluctuating shadow conditions IEEE Transactions on Industrial Electronics, 5/2009, vol 56, p 15481556 S Busquets-Monge, J Rocabert, P Rodriguez, S Alepuz, J Bordonau, Multilevel diode-clamped converter for photovoltaic generators with independent voltage control of each solar array IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2008, vol 55, no 7, p 2713-2723 147 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 A I Bratcu, I Munteanu, S Bacha, D Picault, B Raison, Cascaded DCDC converter photovoltaic systems: Power optimization issues IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2011, vol 58, no 2, p 403-411 Z M Salameh, C Liang, Optimum switching point for array reconfiguration controllers Proc IEEE 21st Photovoltaic Specialist Conf , 5/1990, vol 2, p 971-976 Z M Salameh, F Dagher, The effect of electrical array reconfig- uration on the performance of a PV-powered volumetric water pump IEEE Trans Energy Convers , 1990, vol 5, p 653-658 Y Auttawaitkul, B Pungsiri, K Chammongthai, M Okuda, A method of appropriate electric array reconfiguration management for photovoltaic powered car Proc 1998 IEEE Asia-Pacific Conf Circuits and Systems (APCCAS 98) , 1998, p 201-204 R A Sherif, K S Boutros, Solar Module Array With Reconfigurable Tile U.S Patent 6350944B1, 2002 Guillermo Velasco, Francesc Guinjoan, Robert Pique, Electrical PV Array Reconfiguration Strategy for Energy Extraction Improvement in Grid-Connected PV Systems IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2009, vol 56, no 11, p 4319-4331 G Velasco, J J Negroni, F Guinjoan, R Piqué, Energy generation in PV grid-connected systems: A comparative study depending on the PV generator configuration Proc IEEE Int Symp Industrial Electronics, 2005, vol 3, p 1025-1030 G Velasco, J J Negroni, F Guinjoan, R Piqué, Grid-connected PV systems energy extraction improvement by means of an electric array reconfiguration (EAR) strategy: Operating principle and experimental results Proc IEEE 39th Power Electronics Specialists Conf., 2008 P Romano, R Candela, M Cardinale, V Li Vigni, D Musso, E Riva Sanseverino, Optimization of photovoltaic energy production through an efficient switching matrix Journal of Sustainable Development of Energy, Water and Environment Systems, 2013, vol 1, no 3, p 227-236 Storey, J.P., Wilson, P.R., Bagnall, D., Improved Optimization Strategy for Irradiance Equalization in Dynamic Photovoltaic Arrays IEEE Transactions on Power Electronics, 2012, vol 28, no 6, p 11 Manjunath Matam, Venugopal Reddy Barry, Improved performance of Dynamic Photovoltaic Array under repeating shade conditions Energy Conversion and Management, 2018, vol 168, p 639-650 Manjunath Matam, Venugopal Reddy Barry, Variable size Dynamic PV array for small and various DC loads Solar Energy, 2018, vol 163 148 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 Moein Jazayeri, Kian Jazayeri, Sener Uysal, Adaptive photovoltaic array reconfiguration based on real cloud patterns to mitigate effects of nonuniform spatial irradiance profiles Solar Energy, 2017, vol 155, p 506516 Yousef Mahmoud, Ehab F El-Saadany, Enhanced Reconfiguration Method for Reducing Mismatch Losses in PV Systems IEEE Journal of photovoltaics, 2017, vol 7, no 6, p 1746-1754 Mahmoud Alahmada, Mohamed Amer Chaabanb, Su kit Laua, Jonathan Shic, Jill Neald, An adaptive utility interactive photovoltaic system based on a flexible switch matrix to optimize performance in real-time Solar Energy, , 2012 vol 86, p 951–963 Patnaik B, Sharma P, Trimurthulu E, Duttagupta SP, Agarwal V, Reconfiguration strategy for optimization of solar photovoltaic array under non-uniform illumination conditions 2011 Thirty-seventh IEEE photovoltaic specialists conference, 2011, p 1859–64 Patnaik B, Distributed multi-sensor network for real time monitoring of illumination states for a reconfigurable solar photovoltaic array Phys Technol Sens (ISPTS), 2012 Patnaik B, Mohod J, Duttagupta SP, Dynamic loss comparison betweenfixedstate and reconfigurable solar photovoltaic array 38th IEEE Photovoltaic Specialists Conference, 2012 G Sai Krishna, Tukaram Moger, Reconfiguration strategies for reducing partial shading effects in photovoltaic arrays: State of the art Solar Energy, 2019, vol 182, p 429-452 Remus Teodorescu, Marco Liserre, Pedro Rodriguez, Grid Converters for Photovoltaic and Wind Power Systems Solar Energy & Photovoltaics Wiley-IEEE Press, 2011 Silvano Martello, Paolo Toth, Subset-sum problem Ebook - Knapsack Problems - Algorithms and Computer Implementations, 1990, p 105-130 James munkres, Algorithms for the Assignment and Transportation Problems Journal of the Society for Industrial and Applied Mathematics, 1957, vol 5, no 1, p 32-38 Kuhn H W., The Hungarian Method for the assignment problem Naval Res Logist Quart 2, 1955, p 83-97 Damiano La Manna, Vincenzo Li Vigni, Eleonora Riva Sanseverino, Vincenzo Di Dio, Pietro Romano, Reconfigurable electrical interconnection strategies for photovoltaic arrays: A review Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2014, vol 22, p 412-426 C A R Hoare, Algorithm 64: Quicksort Communications of the ACM, 7/1961, vol 4, no 7, p 321 149 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 Cemal Keles, B Baykant Alagoz, Murat Akcin, Asim Kaygusuz, Abdulkerim Karabiber, A Photovoltaic System Model For Matlab/Simulink Simulations 4th International Conference on Power Engineering, 2013 Xuan Hieu Nguyen, Matlab/Simulink Based Modeling to Study Effect of Partial Shadow on Solar Photovoltaic Array Environmental Systems Research, 2015 N Belhaouas, M.S Ait Cheikh, A Malek, C Larbes, Matlab-Simulink of photovoltaic system based on a two-diode model simulator with shaded solar cells Revue des Energies Renouvelables, 2013, vol 16, p 65-73 Utkarsh S Bhadoria, Rakesh Narvey, Modeling and Simulation of PV Arrays under PSC (Partial Shading Conditions) International Journal of Electronic and Electrical Engineering, 2014, vol 7, p 423-430 Basim A Alsayid, Samer Y Alsadi, Ja’far S Jallad, Muhammad H Dradi, Partial Shading of PV System Simulation with Experimental Results Smart Grid and Renewable Energy, 2013, vol 4, p 429-435 Samer Said, Ahmed Massoud, Mohieddine Benammar, Shehab Ahmed, A Matlab/Simulink-Based Photovoltaic Array Model Employing SimPowerSystems Toolbox Journal of Energy and Power Engineering, 2012, vol 6, p 1965-1975 PV Module Simulink models ECEN 2060 renewable sources and efficient electrical energy systems, 2008 MathWorks Partial Shading of a PV Module Available from: http://www.mathworks.com/help/physmod/sps/examples/partialshading-of-a-pv-module.html#sps_productpower_PVArray_PartialShading A Campoccia, L Dusonchet, E Telaretti, G Zizzo, An analysis of feed’in tariffs for solar PV in six representative countries of the European Union Solar Energy, 2017, vol 107, p 530–542 A Campoccia, L Dusonchet, E Telaretti, G Zizzo, Comparative analysis of different supporting measures for the production of electrical energy by solar PV and Wind systems: Four representative European cases Solar Energy, 2008, vol 83, no 3, p 287–297 Fabio Viola, Pietro Romano, Eleonora Riva Sanseverino, Rosario Miceli, Marzia Cardinale, Giuseppe Schettino, An economic study about the installation of PV plants reconfiguration systems in Italy 3rd The International Conference on Renewable Energy Research and Applications, 2014 150 ... đặt hệ thống NLMT có hịa lưới Đề xuất hệ thống điều khiển thuật toán điều khiển tối ưu sử dụng thiết bị tái cấu trúc Chương 3: Xây dựng sách lược tái cấu trúc hệ sử dụng lý thuyết điều khiển tối. .. sánh với nghiên cứu khác để đánh giá, cụ thể: - Nghiên cứu lý thuyết áp dụng thuật toán tối ưu cho toán tái cấu trúc hệ thống NLMT - Mơ hình hóa hệ thống pin NLMT làm sở đề xuất thuật toán tái. .. thuyết điều khiển tối ưu Tác giả trình bày khái quát lý thuyết điều khiển tối ưu, từ lựa chọn phương pháp điều khiển tối ưu áp dụng cho luận án Mô tả tổng quan thiết bị tái cấu trúc kết nối pin