Generation of electricity from solar energy has gained worldwide because due to its abundant availability and eco-friendly nature, which can reduce fuel costs, to reduce dependence on fo
Gi i thi u
Trong nh ng th p k qua, th gi i qua m t nhu c u r t l n v ngu ng thay th gi m s ph thu c vào ngu n ng hóa th ch c m s ng ng m t tr i là m t câu tr l i y cho nhu c Pin qua c s d ng trong không gian và các ng d ng trên m nh tranh v kinh t v i các ngu n ng thay th a, ngành công nghi ã ch ng minh t ng cao trong nh [18]
Hình 1.1 th hi n công su t c s n xu t b i ng m t tr i t t i 2013 t i m t s n c trên th gi i ngày càng phát tri n c bi c Châu Âu phát tri n r t m nh
Hình 1.1 N n m t tr i m t s n c trên th gi i t n 2013
2 Hình 1.2 th hi n s bi i v giá c c a n t i US, ta th c giá pin n gi m r t m nh t $76/watt xu ng ch còn $0.3/watt 2015 S gi m này góp ph n d n t i chi phí l t h th ng PV càng gi m, t o ti cho s phát tri n i trà c a th th n PV
D a vào thành ph n c u trúc c , h th ng PV có th c chia thành ba lo i: h th ng c l p, h th ng k t n i và h th i v i nh xa h th ng i, các h th ng PV c l p c coi là m t gi i pháp thay th n l i t Nh ng h th ng này có th c t ngu n kinh t thi t th c y v n c bi t là nh i không th ti p c c Các h th c trình bày theo hai quy mô: các ng d ng quy mô nh t 1 n 10 kW c s d cung c c n, các h th n m t tr i g i là h th ng m t tr i (Solar Home System) Và các h th c l p có công su ìn watts, t n 100 kW, trên mái nhà Tóm l i, h th c l p có nh ng l i th c a vi c s d ng m t c u hình h th u khi n [18]
3 Trong các h th ng PV, hi u su t c a m t h th ng d u ki n ng ho ng Công su t t h th ng PV ph thu c m nh m vào các y u t môi
: b c x ánh n ng, h i (tr kháng t i) và nhi t bào n (nhi ng xung quanh), gi s hi u su ng c nh S bi ng c a u ra c tính I – V c a m t module n t hàm c a nhi và b c x Nó có th c quan sát th y r ng nh i nhi ch y u ng u ra c a n, trong khi nh i b c x ch y u nh n dòng u ra c a PV [18]
Mô hình h th ng m t tr i c l p bao g m các thành ph hình 1.3
Nh hi u n các t m pin m t tr i c t o thành t các ch t bán d n th c hi n quá trình chuy i b c x ng m t tr i thành ng n DC M i t n có m c tuy n P – V riêng bi t, trên c tuy n n t i duy nh t m m làm vi c mà h th ng PV phát ra công su t c i toàn c c Ngh n ho ng nhi m khác nhau c tuy n thì s c công su t ngõ ra c a h th ng khác nhau Ch t n t i duy nh t m m có th c công su t ngõ ra c a h th ng PV c i i m ho c tuy n P – c g i là MPP m này i theo s i c a u ki n môi b c x và nhi ho n b che khu t m t ph n do v t c n xu t hi n nhi u MPP
4 Vì v y thu t toán MPPT th c s r t c n thi t giúp h th ng c công su t l n nh t góp ph n làm u su t c a h th ng và gi m giá thành s n ph m Chính vì v y, MPPT tr thành m t trong nh ng ch ng mà h th ng PV c n ph i có R t nhi u gi i thu ã c nghiên c u và phát tri n tác gi ã trình bày ph n tóm t tài và chi ti t s c trình bày ng 3 tài này, tác gi t p trung gi i thi u, phân tích các gi i thu t MPPT ã c nghiên c u, công b Tác gi l a ch n gi i thu t INC truy n th th c hi n mô ph tài và xu t gi gi i quy t các m c a INC truy n th ng g p ph i khi ng d ng vào h th ng PV trong vi c theo dõi MPP
Tác gi tìm hi u v các gi i thu ã c nghiên c u, ng d ng trên th gi i, l a ch n gi i thu t INC truy n th ng tác gi mô ph ng và c i ti n m sao cho có th u ki n b c x i c a h th n m t tr i và gi c MPP tài s d c u lý thuy t các v n pin m t tr i, gi i thu t MPPT INC truy n th ng T phát tri n gi i thu gi i quy u ki n h th ng PV b ng do s i c a b c x Gi i thu t này c xây d ng trên n n t ng MATLAB
D a trên các v t ra, n i dung nghiên c u lu m:
- Nghiên c u lý thuy t: h th ng PV g m pin m t tr i, các b bi i công su t, gi i thu t MPPT
- Mô ph ng gi i thu t MPPT b ng ph n m m MATLAB
2 H TH NG N M T TR I tác gi ã gi i thi u ph n tóm t t tài tác gi t p trung tìm hi u v h th ng PV c l p H th ng PV này bao g m các thành ph n chính: pin m t tr i, b u khi n s c, b bi i công su t, thi t b n và t i t tr i m nhi m ch ng m t tr c b bi i công su t giám sát, u khi công su t ngõ ra phù h p v i nhu c u t i và phát c công su t t a h th ng PV, tóm l i là có th t c hi u su t cao nh t c a h th ng B chuy i công su t có ch th acquy ho c chuy i h n DC thành h n AC qua bi n t n và n qu c gia khi h th ng PV phát ra công su t l c u t i
H th ng PV là h th ng thu th p, chuy i ng m t tr n DC ho c AC theo nhu c u s d ng H th ng PV ng tùy theo yêu c u th c ti n có c u trúc phù h p c chia thành các d ng chính h th ng k t n c l p và h th ng lai c th c trình bày các ph n ti p theo [18]:
H th ng PV n i (Grid-Connected) c u trúc ình 2.1 N ng n do pin m t tr i s n xu c s d m t tr i h th ng chuy i s d i H th ng PV chuy ng n DC c p cho t i DC, b bi n t n chuy n hóa h n DC thành h n AC c p cho t i ho c hòa vào l n qu c gia khi công su t ngõ ra l u ph t i m c a h th ng này là không ph i s d ng h th n, và công su t l t h th ng có th nh t tiêu th c u này gi i quy c bài toán kinh t cho h th ng Trong nh ng h ng t o ra l i tiêu th , h th ng có th cung c n c l i cho n truy n th ng T c là h
6 th ng có th bi n DC t o ra t h th ng n AC qua bi n t n và hòa n qu c gia
Hình 2.1 kh i h th ng PV n i
Nh ng yêu c u mà h th ng n i ph m b o là: bi n t n không gây nhi u t i các thi t b khác trong h th ng, ch õ ra ph m b c m c h a t n n m trong ph t yêu c u k thu t, c n áp và dòng n Ngoài ra, bi n t n ph i có nhi m v ng t khi quá trình hòa l i th t b i
H th ng PV c l p (Off-Grid) không k t n i v n c u trúc c mô t ình 2.2 N ng m t tr c bi tr acquy ho c dùng cho t i DC i v i t i AC thì ph i qua bi n t n chuy n i DC/AC ng accquy ph i m b o cho vi c và cung c p n t i t i tiêu th liên t m c a h th ng này là xây d ng nh n i không th ph c v c là bi o ng nhu c u dân sinh, s n su t t i các khu v c này
Hình 2.2 kh i h th ng PV c l p
2.1.3 Nh ng h th n m t tr i khác
Ngoài hai h th ng PV chu n c trình bày nh ng m c trên thì tùy thu c theo nhu c u c d ng còn có m t s h th ng PV sau:
H th ng PV n i có d tr : h th ng này c th ng PV n i acquy n, h th ng này có ình 2.3 m b o vi c cung c n liên t c ngay c i b m H th c ng d ng cho nh ng t i yêu c u cung c n liên t c
Hình 2.3 kh i h th ng PV n i có d tr
H th ng PV c l p không d tr : h th ng này hoàn toàn ph thu ng ánh sáng m t tr i B c x m t tr i càng l n thì công su t t o ra càng l ng n t c s d ng t c th i H th ng c ình 2.4, ng ng d c, qu t thông gió…
Hình 2.4 H th ng PV c l p không d tr
H th ng PV c l p h n h p: th ng PV c l p th ng c b sung thêm m t máy phát c nh c p ngu n cho h th ng hình 2.5 m c a h th ng này là công su t h th ng PV có th nh su t tính toán u ki n ánh sáng y u nh th ng s s d ng máy phát
8 d phòng ng công su t còn thi u u ki n b c x m t tr i y m b o cung c p cho t i s d ng
Gi i thi u h th n m t tr i
H th n m t tr c l p
H th ng PV c l p (Off-Grid) không k t n i v n c u trúc c mô t ình 2.2 N ng m t tr c bi tr acquy ho c dùng cho t i DC i v i t i AC thì ph i qua bi n t n chuy n i DC/AC ng accquy ph i m b o cho vi c và cung c p n t i t i tiêu th liên t m c a h th ng này là xây d ng nh n i không th ph c v c là bi o ng nhu c u dân sinh, s n su t t i các khu v c này
Hình 2.2 kh i h th ng PV c l p
Nh ng h th n m t tr i khác
Ngoài hai h th ng PV chu n c trình bày nh ng m c trên thì tùy thu c theo nhu c u c d ng còn có m t s h th ng PV sau:
H th ng PV n i có d tr : h th ng này c th ng PV n i acquy n, h th ng này có ình 2.3 m b o vi c cung c n liên t c ngay c i b m H th c ng d ng cho nh ng t i yêu c u cung c n liên t c
Hình 2.3 kh i h th ng PV n i có d tr
H th ng PV c l p không d tr : h th ng này hoàn toàn ph thu ng ánh sáng m t tr i B c x m t tr i càng l n thì công su t t o ra càng l ng n t c s d ng t c th i H th ng c ình 2.4, ng ng d c, qu t thông gió…
Hình 2.4 H th ng PV c l p không d tr
H th ng PV c l p h n h p: th ng PV c l p th ng c b sung thêm m t máy phát c nh c p ngu n cho h th ng hình 2.5 m c a h th ng này là công su t h th ng PV có th nh su t tính toán u ki n ánh sáng y u nh th ng s s d ng máy phát
8 d phòng ng công su t còn thi u u ki n b c x m t tr i y m b o cung c p cho t i s d ng
Các thành ph n trong h th n m t tr i
ng yêu c u th c ti n khác nhau d n n các thành ph n c a h th ng PV c i theo, n bi n nh t hi n nay v n là h th ng PV n c l p tài này tác gi ch t p trung nghiên c u gi i thu t MPPT nên tác gi t p trung vào h th ng PV c l p
Hình 2.6 kh i h th ng chuy i n m t tr i
Hình 2.6 là s kh i chi ti t c a h th c l p, h th ng bao g m các thành ph n, thi t b n acquy, b bi i
DC/DC, gi i thu t MPPT và b u khi n s c.
T n
C u trúc t n
Hình 2.7 C u trúc bán d ng ình 2.7 thì các âm (- ên t ên t
Khi ph à boron chúng ta s có c hình 2.8
Hình 2.8 C u trúc bán d n tr n boron
Trong hình 2.8 guyên t (-) là ên t à các ô màu vàng là các nguyên t màu xanh là các l ên t à trung hòa ên t òa ên s ình thành m ên t à boron L ào l tr n t à bán d lo
(positive) ì chúng ta thu ch ình 2.9
Hình 2.9 C u trúc bán d n tr n phosphor
Trong hình 2.9 nguyên t à nh àu vàng, xung quanh phosphor c òa hòa ên s d ch l , và khi k ày l ì s ành m chênh l ình 2.10
Hình 2.10 K t h p bán d n lo i p và lo i n
11 ình thành m ùng bán d ùng bán d ình 2.10, s ình thành này là do P có nhi ch à các l
Khi ánh sáng m ào tinh th ì s
N và P ình 2.11 ì s ình thành m ênh l à m dòng òng à t
Do bán d ì d chuy ên bán d
P và v kim lo ên bán d ì s ành m ên n ì s silicon, h à không có s ành dòng d th
Bên c àu r ên s th ng trong pin m ì v ã s ph
T n
T n là thành ph n c u thành trong h th ng PV ng m t t b n ch th à dòng r nh cung c ho , nhà s k các t song song ho n hình
Hình 2.12 Hình và các cách ghép n
Nhi ghép n i v ành m h pin su êu c Tùy thu ào yêu c õ ra ghép phù h òng õ ra thì ta ghép song song các t còn i õ ra thì ghép n ình 2.13 b) a) b)
Hình 2.14 n t di chuy n t l p n qua t i và tr v l p p, i mà chúng k t h p v i l tr ng, dòng n ch y theo h ng c l i
M a t n g m m t dòng n ngu n I SC , m t diode D, m n tr song song R P và m n tr n i ti p R S ình 2.15 [19] c n tr i di n cho t n hao c a t n tr ngu n I SC là dòng c t o ra t các photon
Hình 2.15 M ng c a m t t n ng c tuy n I – c b ng cách gi ánh sáng i và duy trì nhi t bào quang n tr c a t òng n c t o ra
Dòng n ng n m ch I SC : là dòng c khi ta n i t t c i v i n áp gi a chúng b ng 0 và không n tr gi a chúng, m ch mô t ình 2.16 a)
OC này dòng à à vô cùng ình 2.16 b) a) b)
Do ào có t song song và n R P và R S ph th ãn:
I(A): dòng t I SC (A): dòng ng I0(A): dòng bão hòa V d (V): i q(C): i 1.6*10 -19 k(J/K): h 1.381*10 -23
1 (2.7) c tuy n I – V c c bi u di n theo công th c
(2.6), v i b t ki u ki n nào thì pin quang n c có m m ho ng mà t giá tr n áp và dòng n có th cho công su t c i Công su c cho b i công th c P = I*V V ng cong P – V và I – c m t m ho ng gi ng nhau ình 2.17 a) và b) a)
Hình 2.18 c tuy n I – V c a t n ng h p có ánh sáng và không có ánh sáng
Hình 2.19 c tuy n I – V c a t n ng h p nh ng R S , R P và không b ng
Công su t m t t bào quang n thì r ông su u ra c a h th ng, các t bào n c ghép n i ti p ho c song song t o thành modul PV [42]
Dòng n ra c a c tính theo công th c (2.8) [41], [54]:
N s và N p : l t là s ng t n m c n i ti p và song song
Khi t ghép tr tr à giao c cong I – I – V c mô ph ình 2.20 ta có:
Bi công th (2.6) và công th (2.9) v lên m ta có ình 2.21, t ày ta à dòng àm vi v àm vi ình 2.21 [17]
18 D a vào hình 2.21 ta th y ch có m t giá tr n tr R c a t c tuy n giao nhau t i MPP t c là h th ng PV phát ra công su t c y, tr kháng c a t i ph u ki n ho ng c a t n, d n h th ng s làm vi c t i MPP Vi c ph i h p tr kháng gi a h th n và t i s làm c c a h th ng và d
Nh n th i ta s d ng b bi u ch n áp u vào t h th t MPP và truy n công su t c i t i t i R
D a vào hình 2.22 ta có tr kháng c a t i c (2.10 , V 0 và I 0 là n áp và dòng n ngõ ra Tr kháng t c tính theo công th c (2.11), trong
MPP và I MPP n áp và dòng ng t i MPP
Theo lý thuy t truy n công su t c i thì R load = R opt c t thì r t khó u này B bi ò nh i nh m ph i h p v i pin truy n công su t c i Tuy nhiên MPP c a m t h th n m t tr i không c nh, nó ph thu c và b c x , nhi …
Hai thông s m à dòng ng OC m Dòng SC là dòng ào quang òng photon Dòng này s à b x giá tr dòng ng khác nhau
Ta có th òng các photon x p x SC và t b ào t ào )
N SC(G0) là giá tr òng 0 = 1000W/m 2 Ta có dòng heo b )
Ví d PV dòng Mono – cell do hãng Bosch ( nh b êu chu 2 , 25 o C) MAX = 50W, V MPP 16,5V, I MPP = 2,77A, V OC = 22,01V, I SC = 3,1 A Mô ph quan h V – I, P – V, và P – I c ph thu ình 2.23 [17]:
Qua hình 2.23 ta th tuy ên r ày d s õi
MPP cho h PV là r [17] Nh àm vi t àn h
Hình 2.23 c tuy n I – V, P – V và P – I v i các m c b c x khác nhau
T r : là nhi 2 ) là SC trên m
Dòng n bão hòa ph thu c theo nhi c (2.17) và dòng n theo nhi c cho b i bi u th c (2.18)
C y ví d v m c tuy n I – V, P – V và P – I t i các m c nhi ình 2.24 Khi nhi ì c tuy n I – V d ch sang trái t n áp gi m D n t i MPP c a h th n c i
V y yêu c u ph i có thu theo dõi MPP giúp h th ng có th làm vi c t i gi m t n th t và nâng cao hi u su t ho ng cho toàn h th ng [17]
22 a) ng cong quan h I –V c a PV b) ng cong quan h P – V c a PV c) ng cong quan h P – I c a PV
Hình 2.24 c tuy n I – V, P – V và P – I v i các nhi khác nhau
c tuy n I – V v i t n tr
Khi t ghép tr tr à giao c cong I – I – V c mô ph ình 2.20 ta có:
Bi công th (2.6) và công th (2.9) v lên m ta có ình 2.21, t ày ta à dòng àm vi v àm vi ình 2.21 [17]
18 D a vào hình 2.21 ta th y ch có m t giá tr n tr R c a t c tuy n giao nhau t i MPP t c là h th ng PV phát ra công su t c y, tr kháng c a t i ph u ki n ho ng c a t n, d n h th ng s làm vi c t i MPP Vi c ph i h p tr kháng gi a h th n và t i s làm c c a h th ng và d
Nh n th i ta s d ng b bi u ch n áp u vào t h th t MPP và truy n công su t c i t i t i R
D a vào hình 2.22 ta có tr kháng c a t i c (2.10 , V 0 và I 0 là n áp và dòng n ngõ ra Tr kháng t c tính theo công th c (2.11), trong
MPP và I MPP n áp và dòng ng t i MPP
Theo lý thuy t truy n công su t c i thì R load = R opt c t thì r t khó u này B bi ò nh i nh m ph i h p v i pin truy n công su t c i Tuy nhiên MPP c a m t h th n m t tr i không c nh, nó ph thu c và b c x , nhi …
ng c a b c x t i MPP
Hai thông s m à dòng ng OC m Dòng SC là dòng ào quang òng photon Dòng này s à b x giá tr dòng ng khác nhau
Ta có th òng các photon x p x SC và t b ào t ào )
N SC(G0) là giá tr òng 0 = 1000W/m 2 Ta có dòng heo b )
Ví d PV dòng Mono – cell do hãng Bosch ( nh b êu chu 2 , 25 o C) MAX = 50W, V MPP 16,5V, I MPP = 2,77A, V OC = 22,01V, I SC = 3,1 A Mô ph quan h V – I, P – V, và P – I c ph thu ình 2.23 [17]:
Qua hình 2.23 ta th tuy ên r ày d s õi
MPP cho h PV là r [17] Nh àm vi t àn h
Hình 2.23 c tuy n I – V, P – V và P – I v i các m c b c x khác nhau
ng c a nhi t i MPP
T r : là nhi 2 ) là SC trên m
Dòng n bão hòa ph thu c theo nhi c (2.17) và dòng n theo nhi c cho b i bi u th c (2.18)
C y ví d v m c tuy n I – V, P – V và P – I t i các m c nhi ình 2.24 Khi nhi ì c tuy n I – V d ch sang trái t n áp gi m D n t i MPP c a h th n c i
V y yêu c u ph i có thu theo dõi MPP giúp h th ng có th làm vi c t i gi m t n th t và nâng cao hi u su t ho ng cho toàn h th ng [17]
22 a) ng cong quan h I –V c a PV b) ng cong quan h P – V c a PV c) ng cong quan h P – I c a PV
Hình 2.24 c tuy n I – V, P – V và P – I v i các nhi khác nhau
Thi t b n acquy
i v i h th ng PV c l ng t o ra t n không th c s d ng h c t o ra và m t y u t quan tr ng khác c a h th c l p là do b n ch t c ng m t tr i là có thông s u ra d ng [46] Mà trong nhi ng h p, có nh ng lo i t i òi h i m t m c công su t duy trì không i Cho nên thi t b n không th thi u trong h th c l p [18] nh m m c ph c b t c p trên Thông ng h th ng s dùng acquy axit – chì n DC trong h th ng này Vì lo c s d ng r ng rãi, ph bi n v i nhi u kích c , ngoài ra chi phí th ng c a chúng t t [18] Các yêu c n c a m t acquy s d ng trong h th ng PV ng n c t o ra t h n và cung c t b c yêu c u Ph m b c cung c i n áp và dòng n acquy ph i nh lo i b c các gai xu t hi n trong h th ng Ngoài ra ph i cung c c dòng cao hay dòng nh cho các t i.
B u khi n s c
H u h t trong các h th ng PV, u s d ng b u khi n s c là m t y u t thi t y u [47], ngo i tr các h th ng PV nh v i t i tr nh, s d ng modul t u ch n áp th p ho c dùng pin l n ho c m ng nh [18] B u khi n s c ho u ch nh các gi i h n dòng n n p vào ho c x ra t acquy, a vi c s c tràn và n áp, m ch ng, tu i th hay gây ng cho thi t b n Thi t b u khi n s a s d ng c n ki t acquy, ho c i u khi n quá trình x , ph thu c vào công ngh acquy duy trì tu i th c a nó B u khi n s c m t tr i là m t thi t b u khi n quá trình s n t pin m t tr u khi n quá trình s d ng c a t i M t b u khi n s n ki m tra khi nào acquy c n s c và n u c n s c thì nó ki m tra công su n hi n có t h th ng pin quang b t u s c cho acquy B u khi n s c s d ng vi c s c khi nó xác nh acquy ã y Trong quá trình x , b u khi n s c duy trì k t n i t i t i cho t i khi acquy ch m t n áp t i thi a phá h y acquy Tùy vào công ngh ch t o c a các hãng mà yêu c u v m c x c nào
Theo dõi m công su t c i
M t thành ph n quan tr ng trong h th ng PV là MPPT, thành ph n này giúp h th ng PV c công su t ngõ ra c a h th ng c i, gi m t n th t công su t và gi i quy t bài toán kinh t cho h th ng PV t thi t b công su t liên k t h n v i t u khi m ho ng c a h c công su t c i t h n v u ki , b c x , bóng râm… vì th hi u su t h th c c i thi n MPPT là s k t h p b i m t b bi i xung DC/DC và m t thu t toán u khi n V i h th ng pin quang c l p, gi i thu c tích h p trong b bi th c hi n công vi c MPPT.
B bi i công su t
B Boost
B Boost có c u hình nh hình 2.25 a) [32], b này có ch c s d n áp yêu c u l u ra h th ng pin m t tr i Khi khóa Q 1 n c m L 1 n i ti p v i ngu n V i làm cu n c m n ng theo th i gian ình 2.25 b) Khi khóa Q 1 ng n áp trên cu n c c d u v i tr ng thái Q 1 D 1 tr ng thái phân c c thu n ình 2.25 c) N n áp ra V 0 lúc này b n áp ngu n c ng v n áp c m ng trên cu n c m, d n
25 dòng trên cu n c m gi m d n theo th i gian T n ngõ ra C 0 có giá tr l dao ng n áp t i ngõ ra n m trong gi i h n cho phép V 0 cùng d u v i V i a) b) c)
Hình 2.25 C u trúc b Boost và hai tr ng thái cu khóa Q 1 tr ng thái xác l p, dòng I L u chu k b ng dòng cu i chu k
V 0 n áp ngõ ra (V) V i n áp ngõ vào (V) D: chu k nhi m v D ng sóng các thành ph n trong b bi c th hi ình 2.26 [32]
Hình 2.26 D ng sóng qua các ph n t trong b bi i Boost
B Buck
Hình 2.27 C u hình b bi i Buck c l i v i b Boost, b Buck có ch n áp Khi khóa Q 1 n c m L 1 n i ti p v i ngu n V i làm dòng n trong cu n c n theo th i gian
Khi khóa Q 1 ng t, cu n c m L 1 ng duy trì dòng n qua nó s t n áp c m diode D 1 phân c c thu t vào cu n c m L 1 lúc này c d u v i khi khóa Q 1 l n b n áp ngõ ra c ng v n áp
D 1 , khi n cho dòng n c m L 1 gi m d n theo th i gian T n ngõ ra C 0 có giá tr l n áp t i ngõ ra n m trong gi i h n cho phép V 0 cùng d u v i V i tr ng thái xác l p, dòng I L u chu k b ng dòng cu i chu k ó + _ =( )
D ng sóng các thành ph n trong c u hình Buck c trình bày nh hình 2.28 [32]
Hình 2.28 D ng sóng qua các ph n t trong b bi i Buck
B SEPIC
B bi n áp ngõ ra có th u ch nh l c nh n áp u vào, tùy thu c vào vi u ch r ng xung D C u hình b bi i SEPIC hình 2.29 [32]
Khi khóa Q 1 n c m L 1 n i ti p v i ngu n V i , dòng qua L 1 n theo th i gian Khi khóa Q 1 p t c áp V C = V i , lúc này diode D 1 phân c c ngh ch nên cu n c m L 2 c n p b i C 1 có chi c v i chi u áp V L2 và áp V L2 -Vi
Khi khóa Q1 ng t, cu n c m L1, t C1 và L2 n i ti p v i ngu n Vi, và t c c p ng ngu n V i , L 1 và L 2 c n p b i t C 1 khi khóa Q 1 1 c n p n này, và C 1 s n p cho L 2 khi khóa Q 1
Bi u th c liên h gi u ra trong c u hình SEPIC:
=1 => + (2.23) th minh h a các d ng sóng trong c u hình SEPIC c th hi n hình 2.30 [32]
Hình 2.30 D ng sóng qua các ph n t trong b bi i SEPIC
B Buck – Boost
B Buck – Boost có th u ch n áp ngõ ra cao h c th n áp ngõ vào gi SEPIC, tuy nhiên, c u hình Buck – Boost có ít thành ph n th ng ng dòng ngõ vào b i vì khóa công su t u vào C u trúc b Buck – Boost hình 2.31 [32]
Hình 2.31 C u trúc b bi i Buck-Boost
Khi khóa công su t Q 1 n c m L 1 c n i ti p v i ngu c n ng, dòng cu n c theo th i gian, lúc này diode D 1 phân c c Khi khóa Q 1 ng n áp trên cu n c m L 1 c d u và dòng qua cu n c m gi m d n, diode D 1 phân c c thu c d u v u vào
Bi u th c liên h gi n áp ngõ vào và ngõ ra c a b bi i Buck – Boost công th c (2.23) i:
= 1=> + (2.24) th d ng sóng các thành ph n trong c u hình Buck – Boost c th hi n hình 2.32 [32]:
Hình 2.32 D ng sóng qua các ph n t trong b bi i Buck – Boost
B Cuk
B bi u ra âm so v u vào gi ng b bi i Buck-
Khi khóa Q 1 ng t, L 1 n i ti p v i V i và C 1 , s chênh l t lên L 1 , diode D 1 phân c c thu n, làm dòng I L1 n áp trên L 1 là = L 2 n i tr c ti p v i t ngõ ra C 0 và có d c v i d u và dòng trên L 2 c n p b ng t C 1 th m Q 1 L2 = V 0
Tr ng thái khóa Q 1 n kháng L 1 n i ti p v i ngu n V i L1 = V i Cu n L 2 n i ti p v i C 1 và C 0 v c n p b i C 1 c c a V L2 = V 0 + V C1 n áp trung bình c a V L1 và V L2 :
= ( + ) + (1 ) = ( + ) (2.26) tr ng thái xác l n áp trung bình trên cu n c m L 1 và L 2 ph i b ng 0
T công công th c cu i và yêu c u áp trên cu n kháng tr ng thái xác l p:
= (2.27) n áp trung bình qua cu n c m L 1 :
34 th d ng sóng các thành ph n trong c u hình Cuk c th hi n hình 2.34 bên i [32]:
Hình 2.34 D ng sóng qua các ph n t trong b bi i Cuk
GI I THU T TÌM M CÔNG SU T C I tìm hi u các gi i thu t MPPT ã c nghiên c u và công b , phân tích nh m c m c a t Tác gi l a ch n gi i thu t INC có nhi m th c hi tài, tác gi xu t các c i ti n gi i thu t INC truy n th kh c ph c nh m y u c a gi i thu t INC truy n th ng nh m gi m t n th t và nâng cao hi u su t h th ng PV.
Gi i thi u
Tr ng c tuy n P – V (công su t – n áp) và P – I (công su t – dòng n) c a h th ng n luôn t n t i duy nh t m m ho ng t a h th ng n có th t o ra công su t c i cung c p cho h th ng ó chính là MPP c a h th ng PV [18] MPPT là gi i thu h th ng luôn luôn ho t t i MPP u ki n khác nhau c ng, s i t i n ch có th bi i m t ph n b c x ánh n ng m t tr n tùy theo công ngh ch t o c a các hãng pin khác nhau, m ng l n ng m t tr i ã b t n th t M t khác, v c tính c n ph thu c m nh m u ki c x , nhi , bóng râm… và ph thu c vào h i u ki t ng t, dòng n áp c i theo u này d n t i vi c dò MPP r t quan tr ng v i h th ng PV, giúp cho h th ng luôn ho ng t i MPP, nh m gi m t n th t công su t và nâng cao hi u su t ho ng c a toàn h th ng c áp d ng gi i thu t MPPT cho h th n m t tr i là r t quan tr ng u ki n v n hành nào a thì h th ng n luôn luôn t n t i m m ho ng mà giá tr dòng n áp V c a n cho công su t c i Lúc này, giá tr tr khác c ng là R=V/I, công su t P=V*I D c tuy n c n thì công su t c i khi th a mãn u ki n dI/dV = - I/V m công su t c nh c a ng c tuy n P – V hình 3.1 sau
Hình 3.1 c tuy n P – V c n nh lý Thuy t truy n công su t c i thì tr kháng c n b ng tr kháng t i thì h th ng s truy n công su t c i V y, v dò MPP tr thành v ph i h p tr tài này, tác gi s d ng b bi i DC/DC Boost k t n i h i n áp ngõ ra c a h n cung c p cho t i khác nhau B i chu k nhi m v , ho n áp b bi i Boost chúng ta có th ph i h p tr kháng v i ngu n t i.
Các gi i thu t MPPT
Hill – Climbing
Các thu u d a trên lý thuy t HC, b ng cách di chuy m ho t ng c a pin ng mà công su t ngõ ra t [20] và [21] P phá bi n nh t b i vì d dàng th c hi n và hi u qu t t trong ng h u ki ng nh [21] m c a các gi i thu t này là n và ít tính toán Bên c còn có c p trong tài li u tham kh o [21] – [26]
Gi i thu t P&O là m t d ng c c s d ng khá ph bi n [27] là gi i thu t MPPT t o m t nhi n áp ho ng c a liên k t DC gi n và b bi i công su t [28] m c a gi i thu n, có th th c hi n ng d ng trong th c t vì gi i thu t áp d ng t u khi n ho c h th ng x lý s tín hi u, có th th c hi c gi i thu t mà không c c tính c a t m pin
Trong thu t n áp ho ng c a pin m t tr i b nhi u b i m t gia s nh à k t qu i công su c quan sát Hình 3.2 mô t nguyên lý ho ng c a thu t toán P&O, t suy ra cách th c ho ng c a thu t
N m ho ng c a h th chuy và ì c n n áp ho ng di chuy m ho ng t m
MPP N m ho ng c a h th ng chuy à
> 0) thì c n n áp ho n di chuy m ho ng t m MPP
N m ho ng c a h th chuy à ì c n gi n áp ho di chuy n m ho t ng t m MPP N m ho ng c a h th chuy n theo à ì c n gi m n áp ho di chuy m ho t ng t m MPP [17]
Hình 3.2 c tuy n P – V c n và thu t toán P&O
V nguyên t c ho ng c a gi i thu t P&O hoàn toàn d a vào s nhi u lo n ho c d ch chuy m v n hành c a t m pin theo d u c a s bi n thiên công su t phát ra t ng m t tr i Khi dP/dV > 0 thì d ch chuy n v bên ph i ho c khi dP/dV 0 thì t n áp tham chi u V ref N u ì gi m giá tr n áp
40 tham chi u V ref c p nh t các giá tr m i thay cho giá tr a V, P và ti s I, V cho chu k làm vi c ti p theo [17]
M t gi i thu INC ng c i thi n
O b ng cách thay th c s d ng trong gi i thu t P&O b i cách so sánh giá tr t c th i c n I/V và gia s d n dI/dV [31], [33].
Nguyên lý ho ng c a thu t toán INC là s d ng t n d a dãy pin m t tr dò tìm MPP t n d m d c c a c tính h PV b ng 0 t d bên trái m MPP, là âm khi bên ph m MPP c tính P – V gi i thích nguyên lý thu t toán hình 3.4 [42]:
Hình 3.4 c tuy n P – V c a h PV và thu t toán INC
Ta có th vi t l i công th c (3.2
42 thu t toán hình 3.5 gi i thích s ho ng c a thu u khi n theo n áp tham chi u V ref Các giá tr dòng n và n áp c d ng các giá tr t c th i và giá tr tính toán các giá tr c a à V Thu t toán s ki u ki n c ình hình 3.5 N m ho t ng n m phía bên trái m MPP thì chúng ta ph i di chuy n nó sang bên ph i b ng cách n áp c a pin m t tr i N m ho ng n m bên ph m MPP thì chúng ta l i ph i di chuy n nó sang bên trái t c là ph i gi n áp pin m t tr i u ki n = c th a mãn (chính là m MPP) thì thu t toán này s b qua vi c u ch n áp [31]
M t ki m tra quan tr ng c a thu t toán này là phát hi u ki n c ng N u m ho ng v n u ki u ki n b c x không thay thì s không ph u ch n áp ho ng N c x
> 0) thì n áp MPP gi m nên thu t toán INC ph n áp ho theo dõi m MPP N u b c x gi n t m MPP ph i gi m n áp ho theo dõi i m MPP Vào chu k cu i, nó s c p nh t l ch s b ng n áp và dòng n hi n t i, s s d ng ti p theo [31] m c a gi i thu t này là m u khi n ph c t p, Nó s d ng hai c m bi n dòng n áp nên chi phí l t cao m c t qu t t ngay c khi b c x i nhanh ng m MPP nh nên gi c t n th t cho h th ng PV [17] V i nh m này tác gi ch n gi i thu gi i quy t bài toán c tài.
Fuzzy Logic Control (FLC)
Fuzzy Logic còn c g u khi n thông minh, c ph c nh ng h n ch c truy n th ng V u khi n Fuzzy Logic bao g m 3 giai khâu m lu t (fuzzy rule base table) và gi i m
(defuzzification) n m hóa, m n các bi n s thành ngôn ng m chính xác c a Fuzzy Logic b ng r t l n b i s ng hàm thành viên (membership function), s chính xác c a gi i thu t s ng, ph m vi c a hàm thành viên là t 5-7 [34] Ví d 5 hàm thành viên hình 3.6 bao g m NB (negative big), NS (negative small), ZE (zero), PS (positivez small), và PB (positive big) Bi n s nh giá tr trong m i hàm thành viên
Trong ng d ng MPPT pin m t tr i, các thông s u vào c u khi n Fuzzy Logic là giá tr sai s E và s i c a sai s Tuy nhiên s l a ch n c a sai s ph thu c hoàn toàn vào s hi u bi t c i thi t k ng d ng i v i công vi c thi t k và h th ng PV s l a ch d c c ng cong P-V m g trình sai s b i vì nó t giá tr m v n hành m MPP trình (3.3) và (3.4) mô t sai s và s i c a sai s Trong nghiên c u [35] tác gi s d ng dP và dV là bi n s u vào c u khi n Fuzzy Logic
( ) = ( ) ( 1) (3.4) u ra c u khi n Fuzzy Logic r ng xung c a khóa công su t trong b bi n i công su t ho n áp tham chi u Vì th , nh lu t m c t o ra ph thu c s k t h p gi u ra u vào S k t h p khác nhau s d n k t qu ngôn ng u ra khác nhau và ph thu c vào ki u b bi i công su c s d ng và trình i thi t k B ng 3.1 minh h a m t ví d c a lu t m áp d ng
44 trong b bi i Boost u ra là giá tr n áp tham chi u Ví d , n m v n hành xa phía bên ph m MPP thì giá tr sai s u s i c à PB, có ngh à h th ng c nhi u lo n ra xa v phía bên ph i m MPP, vì th b u khi n c n xu t ra giá tr gi m r ng xung PWM cycle, NB duy chuy m v n hành v phía bên trái ti p c m MPP
Cu i quá trình là giai n gi i m (defuzzification), các bi n ngôn ng c chuy n i thành giá tr s nh s i c a r ng xung PWM ho n áp tham chi c s d ng ph bi n nh n gi i m là Center of
V i Y(k) là h s tr ng tâm, F(k) là h s nhân d a vào hàm thành viên và à s thay i r ng xung PWM cycle m chính c a gi i thu t Fuzzy Logic là kh và không tuy n tính Bên c chính xác c a tín hi u vào mà ch p nh n sai nhi u c a tín hi u c nghiên c u [36] gi i thu t Fuzzy Logic nhanh và hi u su t cao u ki i Tuy nhiên thu c r t nhi u vào kinh nghi m c i thi t k và tính ch t c a ng d nh sai s và b n lu t m phù h p [35].
Neural Network (NN)
Bên c nh u khi n Fuzzy Logic, m ng th n kinh nhân t o là m phù h p v i v n hành c a vi x lý và x lý tín hi u s T , v n hành c a thi t b
45 d a vào l p trình C u c n kh p trình và kinh nghi m c i thi t k m b o h th ng v n ng, c n c a m t m n kinh bao g m 3 l p khác nhau, u vào, l p n và l ình bày hình 3.7 [18] Các c ng các nút u vào và s ng các l p nh ngh i thi t k [28], s ng l p chính xác c a h th ng càng ng trong ng d ng MPPT pin m t tr i u vào c u khi n m ng th n kinh có th là b t k ho c k t h u ki n th i ti t (b c x , nhi ) ho c thông s c a pin (V oc , I sc ), u ra ch có th là m t, ho c r ng xung PWM cycle ho n áp tham chi u [28]
Trong m ng th n kinh Neural, ngoài y u t là s ng c a l p n, m t nhân t quan tr ng khác góp ph n và chính xác c a h th ng là s o (training given) B i vì m i m ng n có c tính khác nhau, vì v y, s h th ng có th t m ng n c th Theo quá trình o, m u c u ra s c quan sát và ghi l i theo th i gian có th c duy trì vài tháng ho k t qu c a quá trình o, giá tr c a m i liên k t ví d ij c xác nh chính xác
Nghiên c u [37] xu t m t mô hình p Neural – Fuzzy cho ng d ng MPPT, bao g u khi n Fuzzy Logic và 3 m c cung c n m ng Neural H th c ch ng minh mang l i hi u su và phù h p v i ho ng
46 ph c t p, phi tuy n c a pin m t tr i u ki n th i ti i nhanh chóng so v i m ng Neural truy n th ng
Tuy nhiên, b t l i c a gi i thu t Neural là h th ng c n ph nh k ch c ch chính xác cao b i vì c tính c a t m pin s i theo th i gian.
Fractional Open – Circuit Voltage (VOC)
n áp h m ch (VOC), còn c g i là gi i thu t h ng s n áp, cung c p m t gi i thu t th c hi d ng quan h tuy n tính gi a V mpp và V OC ình (3.6) i:
= (3.6) ng s t l Giá tr c i b i dãy pin s d ng, nhi và c b c x [28], [38], giá tr K c ch n t 0.71-0.78 Giá tr K có th c t c tính c a t m pin thông qua công su u ki n t i
Sau khi bi t giá tr c a K, V mpp có th c b ng cách s d ình (3.6) c th c hi n b n áp h m ch V OC M c dù th c hi này r n, có th th c hi n b ng gi i thu t không c n s d u khi n hay x lý tín hi u s Tuy nhiên gi i thu t này t n t i m t s c m không th b qua i n áp h m ch ch u ng r t l n b i nhi , nên ph ng xuyên h m u ra c a t m pin, d n hi u su t th p do t n th t công su t trong quá trình nh giá tr K Bên c pháp này c theo dõi u ki n b c x i nhanh chóng P ìm m MPP b i vì s d ng công th c g i quan h gi a V OC và V mpp kh c ph c nh ng h n ch c a t s xu t, m t trong nh d ng m t t bào pin m t tr i nh ph c v ng thay vì s d ng t m pin c a h th ng T c tính c a t m pin m t tr i l n có th c mà không ng nhi n hi u su t c a h th ng Tuy nhiên, các t m pin m t tr i m c n ph u ch phù h p v i t m pin c a h th ng s d ng, tuy nhiên vi c này s làm chi phí c a h th ng
47 M t s nghiên c u th c hi n v ã phát hi n giá tr h ng s K s i khi t m pin m t tr i b che ho c do bám b i b n Do dó ph ng xuyên v sinh b m t các t m pin m t tr i u này l c t p và chi phí v n hành c a h th ng.
Fractional Short circuit current (ISC)
d ng k thu t gi ng v VOC tuy n tính gi a dòng n ng n m ch I SC và dòng n I mpp ình (3.7)
K là h ng s t l và giá tr c l y t 0.78-0.92 [28], so v n n áp h m c t ph i ng n m ch có chu k c a t nh giá tr dòng ng n m ch ISC H n ch v n áp h m ch là không theo dõi chính xác m MPP do s d ng công th c g 7) h ng s t l K s i nhi u khi bóng che hay t m pin b bám b i.
Ripple Correlation control (RCC)
RCC là ng k thu t gi -Climbing, s d nh p nhô c a dòng n ho nh v trí MPP B chuy i DC/DC ph i t o ra ng dòng n ho n áp a th i công su t và th n áp ho c dòng duy chuy m v n hi n ình (3.8) và (3.9)
V ình c s d ng trong gi i thu t n tích phân o hàm c a s i công su t theo th i gian v i dòng n ho n áp t nh giá tr r ng xung PWM cycle t h ng s
m
ã trình bày các ph c MPP c a h th ng PV ch u ng c a u ki ng, nh u ki n này c tính c a h th ng
PV Trong u ki ng nh t thì c tính P – V ch t n t i duy nh t m t MPP
T u ki n ng nh bóng m t ng ph n thì c tính n áp và công su t i nhi u u LMPP và ch có duy nh t m t GMPP ình 3.8 u này làm cho vi c theo dõi GMPP g p nhi u [39], [40] Do các thu ng d nh m l n gi a
LMPP và GMPP u này d n t i h th ng PV c công su t c i th c c a h th ng
Hình 3.8 H th u ki n b c x ng nh t (a), b c x không ng nh c tính I – V và P – ng h p (c)
49 u ki ì b t bu c ph i có nh ng c i ti n m i trong thu t toán làm sao theo dõi c công su t c i th c t c a h th ng PV
Gi c t n th t công su t c a h th ng và nâng cao hi u su t toàn h th ng Do v này quá ph c t t quá kh hiên c u c tài nên tác gi không c n trong quá trình mô ph ng trên ph n m m Matlab trong C
C i ti n gi i thu t INC
Theo dõi MPP b ng thu t toán INC truy n th ng
Thu t toán MPPT s ra l nh cho b u khi u ch n áp làm vi c Sau m v c a b u khi u ch n áp làm vi c và duy trì nh m n áp làm vi c c a h pin m t tr kh ình 3.11 sau [41]
Hình 3.11 kh i chung c a h th ng PV v i MPPT
MPPT s n áp PV và dòng n d a vào nh ng phép tính và u ki n c a thu tính toán giá tr n áp quy chi u V ref u ch nh n áp làm vi c c a c a PV theo V ref Nhi m v c a thu t toán MPPT ch nh giá tr n áp V ref và vi c tính toán này s c l p l i theo chu k ( ng kho ng t 1 n 10 l n l y m u trong 1 giây) Kh u ch xung bi i
DC/DC Kh i PWM có nhi m v bù sai l ch gi n áp V ref c b ng u ch nh h s t D c a b bi i công su t DC/DC N u coi D là m t bi u khi n thì l thu t toán INC truy n th ng c vi t l i nh ình 3.12 sau: u khi u khi n áp tham chi u V ref thông qua b bi i DC/DC, m t v n c nh y c a thu t toán nh n hi u qu c thu t toán hình 3.12 c c c c kh i t o b ng :
S c nh v c nh y c nh n hi u qu u khi n
MPPT c a thu t toán INC N c l n thì h th t t i tr ng m MPP l i l n, làm gi m hi u su t c a MPPT c l i, n c nh , thì th h th t t i tr ng thái
MPP l i lâu S h n ch c kh c ph c b ng vi c c i ti n thu t toán INC v i kích t c nh y t u ch nh s c trình bày ph n ti p theo
Hình 3.12 thu t toán INC v i bi n D c nh
54 D a trên hình 3.12 trên gi i thu t INC truy n th ng bao g n c 1: Kh i t o giá tr các tham s u dòng n I pv n áp V pv t pin m t tr i c 2: Tính giá tr công su t P pv bi n thiên công su bi n bi n thiên dòng n dI c 3: Vòng l p INC so sánh các giá tr dV, dI, dV/dI c 4: nh giá tr r ng xung D cho khóa công su t c ti p theo và quay tr l c 1.
xu t c i ti n thu t toán INC nh t MPP nhanh
ã c p trên, gi i thu t INC truy n th ng th c hi n theo dõi MPP d a trên c nh y c nh [41] u này d n, gi i thu t h i t ch m và dao ng xung quanh MPP m nh d n t i hi u su t c a h th ng PV th p Ho ng th t b u ki n khí quy i nhanh chóng và chúng có th b l c và theo dõi u ki n khí quy i nhanh chóng Vi t MPP nhanh có th c v c nh y l d n ng quá m c lúc h th t tr ng thái nh là không th tránh kh i, kích c nh y nh làm gi ng t i MPP h i t ch i quy t nh ng tình hu ng khó x này, nhi ã d c c bi i và ti n b ã c th c hi n T , vi xu t c i ti n thu t toán INC truy n th ng thành gi i thu t INC c nh y t c tính m ng PV [41], [42] – [45]; Tùy thu c vào t u ki n ho t c nh y nên có s cân b ng th a t t MPP và dao ng quanh MPP n c a MPPT, tác gi xu t m c bi n m i c a thu t toán INC nh m m th c MPP nhanh chóng c b c nh ã c nghiên c u và công b k t qu trên các t p chí n i ti ng:
M theo dõi trung bình ng tr ng thái nh
Hi ng t t ng tr ng thái nh M theo dõi trung bình (2011)
= ( ) + ( ); = + (3.13) ng tr ng thái nh cao
Giá tr c ch n, nó không th thay i trong quá trình theo dõi
Nhi u giá tr c a N quá ch m ng tr ng thái công su t t b gi m (2013)
Hi ng t t ng tr ng thái nh, (2014)
Kh õi t chính xác cao ng tr ng thái nh ng chu k
T c tính P – V hình 3.4 có th th i dP/dV có liên h v i c c a thu t toán INC Giá tr D c a b bi i DC/DC c a chu k này s c gi m m ng dP/dV c a chu k c th hi công th c (3.18) sau:
N là tham s , tham s này s quy c trong thu t toán INC Ta có th vi t l i công th c (3.18
Khi h th ng trong quá trình kh ng, vì m làm vi c còn cách xa v i MPP, nên c c nh y lúc này c n ph i l t MPP c a h PV B i v y, t i th u, thu t toán có th s d c step =
Khi h th ã g c ph u ch nh nh gi m s ng c a h th ng quanh MPP m b o tính h i quy c a h th ng, kích c c ph c gi i h công th c (3.20) sau:
( ) ( ) ( ) ( ) là giá tr nh t i th m kh ng c c nh y c nh T công th c
(3.20) ta có th c tham s N theo công th c (3.21) sau:
( ) ( 1) (3.21) c tham s N c then ch t trong vi c c i ti
INC v c t u ch nh T i th m kh ng, tham s N càng l n thì h th t n tr ng thái MPP Khi g m MPP thì h th ng s t u ch nh N kích c nh m gi ng c a h th ng quanh ng c a gi i thu t m c a s c i ti c nh y t u ch nh
57 này c a thu t toán MPPT INC c trình bày trong hình 3.13
Hình 3.13 thu t toán INC v i kích c nh i nh m m c h i t nhanh
Gi i thu t c i ti n này ch i trong ph n m m c a h th ng MPPT b ng vi c u ki n ràng bu c c nh y trong vòng l p mà không phát sinh thêm b t k m t k t c u ph n c m c a gi i thu n, d th c hi n
M c tiêu c a vi c áp d c nh y i h i t c a gi i
58 thu t khi có s i b c x t phía pin m t tr i Khi m v n hành s c i nhanh chóng b ng m t giá tr l n
M c dù, xu n t n t m là da ng quanh MPP l m này s c gi i quy t trong ph n ti p theo c a tài
D a trên hình 3.11 trên gi i thu t INC c nh y t u ch nh bao g m các c 1: Kh i t o giá tr các tham s u tr dòng n I pv n áp V pv t pin m t tr i c 2: Tính giá tr công su t P pv bi n thiên công su bi n bi n thiên dòng n dI c nh i step N*abs(dP/(dV-dI)) c 3: Vòng l p INC so sánh các giá tr dV, dI, dV/dI c 4: nh giá tr r ng xung D cho khóa công su t c ti p theo và quay tr l c 1.
xu t c i ti n thu t toán INC nh m gi ng quanh MPP
Khi h th ng tr ng thái xác l p, các giá tr bi n thiên công su t không l n, thì m t giá tr c nh y càng nh s càng gi ng, gi m t n th t công su t cho h th ng Trong gi i thu t xu t tài c ng m t giá tr c nh l n gi m d n v giá tr gi ng c a công su t khi t MPP
V i u ki bi u th c (3.22) c nh y ti p theo s nh d bi i c c nh y c, và n u công su i nh , thì giá tr c nh y s gi m d n v i m t h s chia , và giá tr c ch n là 2
Hình 3.14 thu t toán INC v c nh i nh m m c gi ng t i MPP
M c tiêu c a gi i thu t INC c i ti n này là c i thi n t t MPP và gi ng ã c MPP i thu t MPPT INC truy n th ng, gi i thu xu t s d ng 2 c m bi ng dòng n áp u ra pin m t tr i và xu t xung
60 u khi n khóa công su t trong m ch Boost P t h p có ình 3.12 [41]:
D a trên hình 3.12 trên gi i thu t INC c nh y t u ch nh bao g m các c 1- Kh i t ng: gi i thu t kh i t o các giá tr tham s c giá tr dòng n áp pin m t tr t Các giá tr bi n thiên dòng n áp và công su t c c này, sau khi tính các giá tr t i th m k, các bi n s tính cho vòng l p sau
(3.23) c 2 - c nh y: bi n thiên công su t so v i m t giá tr ng u ki n (3.17):
| | < => = (3.24) u ki nh tr ng thái nh, b i vì bi n thiên công su t n m trong ã tìm c công su t c i N u v i gi i thu t INC truy n th ng thì công su t s ng quanh MPP, b i vì r v n hành 3 m ã trình bày trong các ph c Tuy nhiên, n u s d u ki n ràng bu c (3.17), giá tr gi m d n v i h s , m t s tác gi ch n chia nh kho n bi r ng xung d n v 0
N u giá tr l n c a dP l ng , thì h th t MPP ho c u ki n b c x tài s d ng công th c nh y theo giá tr d c c ng cong P-V v i m t h s nhân N 18)
61 c 3 - nh MPP: s c giá tr c nh y c n thi t, gi i thu t th c hi n ki m tra giá tr bi n thiên c a công su nh chi u c a c nhi u lo n ti p theo c 4: nh giá tr r ng xung D cho khóa công su t c ti p theo và quay tr l c 1 xu t c i ti n thu t toán INC truy n th ì ta có c t t
MPP c a gi i thu ã c MPP thì gi ng i INC truy n th ng K t qu này nh m m m t n th t cho h th ng PV, góp ph n nâng cao hi u su t cho toàn h th ng K t qu mô ph ki m ch xu t c i ti n s c tác gi trình bày trong ch p theo
K T QU MÔ PH NG TRÊN PH N M M MATLAB
mô ph ng
xây d c mô hình mô ph ng trên ph n m m Matlab thì tác gi trình bày t t c các thành ph n g mô ph
Kh c s d ng b ng cách xây d ng các phép toán mô hình hóa pin m t tr ã c r t nhi u tác gi ch ng minh và th c hi n ình 4.1
Hình 4.1 mô hình hóa pin quang n i panel PV có công su t MPP kho ng 13.7W t t c công su t 8kW ã ch n m c song song 30 dãy, m i dãy 20 mudule PV ình 4.2 Vì trong tài ch kh o sát pin m t tr ng h i b c
63 x , vì v y nhi t c m c nh 25 o u vào ch bao g m giá tr b c x n th 2 c c c a pin V+ và V-
4.1.2 Kh i i b c x mô ph c s i c a b c x , tác gi s d ng kh i phát tín hi linh ho u ch nh giá tr b c x và kho ng th ng Tác gi l a ch n th i b c x 0s – 4s: G = 700W/m 2 , 4s – 6s: G = 900W/m 2 , 6s – 8s: G = 600W/m 2 , 8s – 15s: G = 800W/m 2
S i b c x c tác gi mô ph ng các kho ng th ình 4.4
Hình 4.4 S i b c x trong mô ph ng
4.1.3 Kh i công su t bi i DC/DC
Tác gi s d ng b n áp c n thi t cho các t n áp cao
Các giá tr th c ch ình 4.5 u vào b bi i công su t là n áp ra t pin m t tr r u khi n MPPT, ngoài ra có th u khi n áp u ra V out tài này, tác gi t p trung vào gi i thu t MPPT, vì v u khi n giá tr n áp V out c n
Hình 4.5 Kh i bi i công su t DC/DC
4.1.4 Kh i u khi m MPPT tài s d ng kh l p trình u khi n theo dõi MPP, v u vào c a gi i thu t INC là V pv và I pv nh t ngõ vào b Boost, hay ngõ ra pin m t tr nh th i gian cho h th u khi tài s d ng kh i t bi u khi n th i gian l y m u dòng n, n áp cho b MPPT M t b thông s t trong MPPT Parameters bao g v n hành b Boost, bao g m giá tr D min , D max D init ình vi t trong MATLAB Function s cho ra giá tr D t t MPPT, giá tr D s u vào c a m t kh i phát xung PWM v i t n s kh o sát, trong th c t , giá tr t n s này c c l a ch n d a vào kh a vi x lý, t n s làm vi c c a các linh ki n bán d n, thành ph n th ng LC, Tuy nhiên trong mô ph ng, s ng c a t n s lên linh ki n là không nhi tài ch n t n s khóa bán d ch y mô ph ng
4.1.5 Kh i hi n th d dàng quan sát các giá tr c, tác gi s d ng các kh i hi n th th và hi n th giá tr t c th i tr c ti p T các kh i hi n th th thì tác gi d và xu t k t qu lúc c n thi t
Hình 4.7 Kh i ng và hi n th
T nh ng kh ã phân tích, tác gi xây d mô ph ình 4.8
Hình 4.8 mô ph ng hoàn thi n
67 Sau khi xây d ng mô hình hoàn ch nh, tác gi ti n hành các mô ph tìm c giá tr công su t c i theo lý thuy t ng v i h th ng pin m t tr d ng mô ph ng, m c a vi c này là so sánh v i công su t theo dõi c khi v n hành gi i thu t INC truy n th ã xu t và so sánh v ng h p tác gi xu t c i ti n c tính V – P và V – I c a h pin m t tr i trong mô ph c th hi n trong hình 4.9 và 4.10 c tính này, tác gi c các giá tr công su t c i c a t ng m c b c x khác nha c th hi ình 4.11
Hình 4.11 Công su t c i c a h n theo lý thuy t
K t qu mô ph ng
T mô hình mô ph ã có, tác gi ti n hành l p trình gi i thu t MPPT trong kh u ra c a hàm function này là giá tr r u khi n khóa công su t trong b bi i công su t Boost Tác gi l t mô ph ng các gi i thu t INC truy n th ng và các xu t c i ti n ch ng gi i thu t INC truy n th ng bao g m: xu t c i ti h i t và xu t gi m dao ng t i MPP
4.2.1 Gi i thu t INC truy n th ng
D thu t toán INC truy n th c nh y c nh) hình 3.12 tác gi mô ph c các ng u ra c a h th ình 4.12 sau: a) ng D
69 b) ng dòng n c) n áp d) ng công su t so v i công su t lý thuy t Hình 4.12 ng u ra h th ng PV v i gi i thu t INC truy n th ng
70 Qua ng u ra D trên hình 4.12 a) ng khác c a k t qu mô ph ng INC truy n th ng ta th c c 0.05s thì s l y m u m t l c nh y D luôn luôn c nh b ng 0.01 Gi i thu m công su t c ình c c m c a gi i thu t INC truy n th ng này là c t MPP ch m th u ph i m t 2.4s thì h th ng m i b t c MPP m th hai c a thu t toán INC truy n th c MPP thì dao ng quanh MPP quá m m này d n t i t n th t công su t c a h th ng và gi m hi u su t h th ng PV kh c ph c nh ã nêu trên tác gi ti xu i ti c trình bày trình bày k t qu mô ph ng các ph n ti p theo c tài
4.2.2 C i ti n INC nh t MPP nhanh ã trình bày v xu t c i thi n t h i t c a thu t toán INC m c 3.4 Tác gi ti n hành mô ph ng theo lý thuy ã xu t thì thu c k t qu ng c a h th ng PV so v ng h p INC truy n th n ình 4.13 Qua các ng ta th m c c nh i là t t MPP c a thu t c nh i lúc b u ho ng và gi a các th i b c x i INC truy n th ng c a t i MPP c a INC c nh i c i INC truy n th ng Ta có th quan sát ki m ch ng các nh nh trên qua hình nh mô ph ng sau: a) áp ng D
71 b) ng dòng n c) ng n áp d) ng công su t
Hình 4.13 So áp ng c a gi i thu t INC truy n th ng và c nh i
Hình 4.14 ng D c a INC truy n th c nh i lúc kh ng
Qua k t qu ng D c a INC truy n th c nh i u kh ng trên hình 4.14 ta th y INC truy n th ng m t 2.4s m c MPP trong c nh i ch c n s có th c MPP c nh i t u ch nh giá tr khi còn xa MPP thì th c hi n nh c nh y l n, khi g t MPP thì th c hi n nh c nh y nh nh m tránh v t l , gi m
Hình 4.15 ng P c a INC truy n th c nh i lúc kh ng
Hình 4.16 ng P c a INC truy n th c nh i lúc b c x i t 700W/m 2 lên 900W/m 2
Hình 4.17 So sánh dao ng P c a INC truy n th c nh y t i MPP
Qua mô ph ng ta d c t t MPP lúc b u ho ng c a c nh n th ng r t nhi u c th hi n hình
4.15 Ngay c ng h p b c x i t G = 700W/m 2 lên G = 900W/m 2 gi i thu c nh m công su t t c th hi n hình
4.16 Hình 4.17 th hi n ng công su t lúc G = 600W/m 2 th y c nh ng quanh MPP nh i INC truy n th ng
V y qua k t qu mô ph ng tác gi có th k t lu n: k t qu mô ph v i lý thuy t gi i thu t c i ti n mà tác gi xu t Tuy nhiên, ng quanh
MPP c c nh i v n t n t i nên tác gi xu i ti n
74 ti p theo là h n ch ng quanh MPP c 3.4.3 trên và k t qu mô ph ng c th hi n m c ti p theo
4.2.3 C i ti n INC nh m gi ng t i MPP ã trình bày trên, ph n này tác gi s mô ph ng k t qu i ti n mà tác gi ã xu t nh m gi ng t i MPP, gi i thu c th c hi hình 3.14 Qua k t qu c t mô ph ng ph n m m Matlab ình 4.18 ta th y xu t này có t h i t nhanh và gi ng t k D n t i gi m t n hao công su t và nâng cao hi u su t c a h th ng PV nhìn th y rõ h th phóng to t i quá trình kh ng và t i th i n ng c ch ra hình 4.19 a) ng D b) ng dòng n
Hình 4.18 So sánh gi i thu t INC truy n th ng và gi ng t i MPP a) ng D quá trình kh ng
T hình 4.19a ta nh n th y r ng, v i m t giá tr c nh y i, h th ng s nhi u lo n nh c gi i h n 10%, và càng g n giá tr công su t c i, giá tr c nhãy nh d n và ti n g n 0, vi c gi i thích hình 3.14 gi m d c ch n là 2, có ngh à, gi i thu t s liên t c gi m giá tr c nhãy cho 2 cho t giá tr g n 0 Vi c này c i thi c ng công su t tr ng thái xác l p các th m xác l r ng xung c gi giá tr g i, thay vì là dao ng 3 m gi i thu t c nh i và gi i thu t INC truy n th ng Hình 4.19 b) th hi n khi có s b c x giây th 4, gi i thu t ngay l p t c nh n bi u này ch t l y m u, và giá tr c nh u l m b o th i gian xác l p nhanh, giá tr c nh y này gi m d t giá tr c i sau 0.35s c hi u qu gi a 3 i ti xu t, tác gi v l i các ng công su t t i th m kh ình 4.20 a), ánh n ình
4.20 b) và h th ng nh hình 4.20 c)
77 a) ng P quá trình kh ng b) ng P quá trình thay i b c x c) ng P trong quá trình nh Hình 4.20 So ng công su t c a 3 gi i thu t và lý thuy t
Theory P Traditional P Variable P Modify Variable P
Theory P Traditional P Variable P Modify Variable P
Theory PTraditional PVariable PModify Variable P
78 T hình 4.20 ta th y r ng: c 3 gi i thu c công su t c i so v i lý thuy t , xu t c i ti n c nh i c i thi n t h i t t i th i m kh i b c x và nó c m b ng quanh MPP n còn xu t c i ti n gi ng quanh MPP c i thi c t xác l d ng khi tr ng thái xác l p r t nhi u
T nh ng k t qu mô ph ã ch c r ng 2 gi i thu xu t có kh i thi c hi u su t c a gi i thu t INC truy n th ng các tiêu chí v th d ng t i MPP và t n th t công su t u này ch ng minh s ph h p c a các gi i thu xu t so v i gi i thu t truy n th ng
K T LU NG PHÁT TRI TÀI
K t lu n
Sau quá trình th c hi tài, tác gi ã c nh ng v t ra bao g m:
- Tìm hi u v h th ng pin m t tr i
- Tìm hi u v b bi i công su t s d ng trong h th ng pin m t tr i ( c bi t b Boost)
- Tìm hi u các thu t toán MPPT cho h th ng pin m t tr i
- xu t c i ti n hi u qu cho gi i thu t INC truy n th ng
- Ki m ch ng tính kh thi c xu t b ng mô ph ng trên ph n m m MATLAB
K t qu th c hi tài là m t gi i thu t n, d dàng th c hi n trong th c t , tác gi xu t c i ti n nh m giúp nâng cao hi u su t b ng cách h i t nhanh và gi m MPP so v n th ng.
ng phát tri tài
Trong quá trình th c hi tài, tác gi có b t g p m t s v n l v c này nên tác gi xu ng phát tri n ti p theo c ng phát tri n th nh t: gi i thu t INC c i ti xu ã c ch ng minh phù h p trong mô ph ng v i ph n m m MATLAB c hi u qu c a gi i thu t, thì vi c thi t k mô hình th c t c c th c hi n và c n i thu u ki ng b c x m t tr i th c V ng phát tri n c a tài là áp d xu t c i ti n c a gi i thu t INC vào h th ng PV th c t ng phát tri n th hai: trong quá trình nghiên c tài, tác gi có b t g p v h th ng PV v u ki n b c x khô ng nh t do bóng mây ho c v t c n che khu t m t ph u ki n này d n t c tính P –V c a h th ng PV xu t hi y tài phát tri ng gi i quy m là m t v thi t th c
[1] R Venugopalan et al., “Modified Particle Swarm Optimization technique based Maximum Power Point Tracking for uniform and under partial shading condition,” Applied Soft Computing 2015
[2] M.A.S Masoum et al., “Theoretical and experimental analyses of photovoltaic systems with voltage and current-based maximum power-point tracking,” IEEE
Trans Energy Convers., vol 17, no 4, pp 514–522, Dec 2002
[3] W Xiao and W.G Dunford, “A modified adaptive hill climbing MPPT method for photovoltaic power systems, ” IEEE PESC, pp 1957–1963, 2004
[4] N Femia et al., “Optimization of perturb and observe maximum power point tracking method,” IEEE Trans Power Electron., vol 20, no 4, pp 963–973, Jul 2005
[5] K.S Tey and S Mekhilef, “Modified incremental conductance algorithm for photovoltaic system under partial shading conditions and load variation,” IEEE
Trans Ind Electron., vol 61, no 10, pp 5384–5392, Oct 2014
[6] Q Mei et al., “A novel improved variable step-size incremental-resistance MPPT method for PV systems,” IEEE Trans Ind Electron., vol 58, no 6, pp
[7] K.L Lian et al., “A maximum power point tracking method based on perturb- and-observe combined with particle swarm optimization,” IEEE J Photovoltaics, vol 4, no 2, pp 626–633, Mar 2014
[8] T Esram et al., “Dynamic maximum power point tracking of photovoltaic arrays using ripple correlation control,” IEEE Trans Power Electron., vol 21, no 5, pp 1282–1291, Sep 2006
[9] Y Jiang et al., “Adaptive step size with adaptive-perturbation-frequency digital
MPPT controller for a single sensor photovoltaic solar system,” IEEE Trans
Power Electron., vol 28, no 7, pp 3195–3205, Jul 2013
81 [10] A.A Nabulsi and R Dhaouadi, “Efficiency optimization of a DSP-based standalone PV system using fuzzy logic and dual-MPPT control,” IEEE Trans
Ind Informat., vol 8, no 3, pp 573–584, Aug 2012
[11] Syafaruddin et al., “Artificial neural network polar coordinated fuzzy controller based maximum power point tracking control under partially shaded conditions,”
IET Renew Power Gener., vol 3, no 2, pp 239–253, Jun 2009
[12] H Renaudineau et al , “A PSO-based global MPPT technique for distributed PV power generation,” IEEE Trans Ind Electron., vol 62, no 2, pp 1047–1058, Feb 2015
[13] E Bianconi et al., “A fast current-based MPPT technique employing sliding mode control,” IEEE Trans Ind Electron., vol 60, no 3,pp 1168–1178, Mar
[14] E Mamarelis et al “Design of a sliding mode controlled SEPIC for PV MPPT applications,” IEEE Trans Ind Electron., vol 61, no 7, pp 3387–3398, Jul
[15] M.A Algendy et al., “Assessment of perturb and observe MPPT algorithm implementation techniques for PV pumping applications,” IEEE Trans Sustain
Energy, vol 3, no 1, pp 21–33, Jan 2012
[16] K.S Tey and S Mekhilef, “Modified Incremental Conductance Algorithm for Photovoltaic System Under Partial Shading Conditions and Load Variation,”
IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2014
[17] Nguy n Vi Minh Tâm, Tr n Th ng, Nguy ng
“So sánh hai thu u ki m công su t c i cuar h th ng pin m t tr i c c l p,” T p chí Khoa h c và Phát tri n, t p 13, s 8: 1452-1463, 2015
[18] V Salas et al., “Review of the maximum power point tracking algorithms for stand-alone photovoltaic systems,” Solar Energy Materials & Solar Cells, 90,
1555–1578, 2006 [19] Gilbert, “Renewable and efficent electric power systems,” chapter 8, 9, 2004
82 [20] Tat Luat Nguyen and Kay-Soon Low, “A global Maximum power point tracking scheme employing DIRECT seach Algorithm for photovoltaic systems”, IEEE
Transactions on Industrial Electronics, Volume: 57, Issue: 10, Oct 2010
[21] D Sera et al., “Improve MPPT Algorithm for rapidly changing environmental conditions,” IEEE Trans Sustain Energy, 2009
[22] N Femia et al., “Optimizing sampling rate of P&O MPPT technique,” Power
Electronics Specialists Conference, PESC 04 2004 IEEE 35th Annual, 2004
[23] N Femia et al., “Optimization perturb and observe maximum power point tracking method,” IEEE Transactions on Power Electronics, Volume: 20, Issue:
[24] KH Hussein et al., “Maximum Photovoltaic power tracking an Algorithm for rapidly changing atmospheric conditions,” IEEE Proceedings-Generation, 1995
[25] Chao Zhang et al., “A modified MPPT method with variable perturbation step for photovoltaic system,” Power Electronics and Motion Control Conference, PEMC '09, IEEE 6th International, 2009
[26] Weidong Xiao and W.G Dunford, “A modified adaptive hill climbing MPPT method for photovoltaic power systems,” Power Electronics Specialists Conference, PESC 04 2004 IEEE 35th Annual 2004
[27] I Abdalla et al., “Voltage-Hold Perturbation & Observation Maximum Power
Point Tracking Algorithm (Vh-P&O MPPT) for Improved Tracking over the Transient Atmospheric Changes,” in Power Electronics and Applications (EPE
2011), Proceedings of the 2011-14th European Conference on, 2011), pp 1-10
[28] T Esram and P.L hapman,“Comparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniques,” IEEE Transactions on Energy Conversion, Vol 22, No 2, pp 439, June 2007
[29] T Esram, P.L Chapman, “Comparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniques,” IEEE Transactions on Energy Conversion, vol 22, no 2, pp 439-449, 2007
83 [30] M.A Elgendy et al., “Assessment of Perturb and Observe MPPT Algorithm
Implementation Techniques for PV Pumping Applications,” Sustainable Energy,
IEEE Transactions, pp 21-33, on, March 2012
[31] N.E Zakzouk et al., “Modified Variable-step Incremental Conductance Maximum Power Point Tracking Technique for Photovoltaic Systems,” IEEE, 2013
[33] V c and Kang Jin-song, “C i ti n thu u ki n bám m công su t c i h th ng pin m t tr i c c l p,” Vietnam J Agri
[34] S.A Khan, and M.I Hossain, “Design and Implementation of Microcontroller Based Fuzzy Logic Control for Maximum Power Point Tracking of a Photovoltaic System,” in Electrical and Computer Engineering (ICECE), pp
[35] D.S Morales, “Maximum Power Point Tracking Algorithms for Photovoltaic Applications,” [Master
[36] A Messai et al., “Maximum Power Point Tracking Using an Optimized Fuzzy
Logic Controller and Its FPGA Implementation,” Solar Energy, Vol 85, pp 265- 77, 2011
[37] A Chaouachi et al., “A Novel Multi-Model Neuro-Fuzzy-Based MPPT for Three-Phase Grid-Connected Photovoltaic System,” Solar Energy, Vol 84, pp
[38] S Jain, and V Agarwal, “Comparison of the Performance of MaximumPower Point Tracking Schemes Applied to Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systems,” Electric Power Applications, IET, vol 1, pp 753-62, 2007
[39] H Patel and V Agarwal, “Maximum Power Point Tracking Scheme for PV Systems Operating Under Partially Shaded Conditions,” IEEE Trans Ind Electron, vol 55, no 4, April 2008
84 [40] K Ishaque and Z Salam, “A review of maximum power point tracking techniques of PV system for uniform insolation and partial shading condition,”
Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol 19, pp 475–488, 2003
[41] A Loukriz et al., “Simulation and experimental design of a new advanced variable step size Incremental Conductance MPPT algorithm for PV systems,”
[42] A Safari and S Mekhilef, “Simulation and hardware implementation of incremental conductance MPPT with direct control method using cuk converter,”
IEEE Trans Ind Electron, pp 1154–61, 2001
[43] D Rekioua and E Matagne, “Optimization of photovoltaic power systems: modelization, simulation and control,”, London: Springer- Verlag; 2012
[44] N Femia et al., “Predictive & adaptive MPPT perturb and observe method,”
IEEE Trans Aerosp Electron Syst, pp 934–50, 2007
[45] M.A Emad and M Shoyama, “Scaling factor design issues in variable step size incremental resistance MPPT in PV systems,” In: Proceedings of the Ninth International Conference on Power Electronics and Drive Systems (PEDS) Singapore, 2011
[46] G Bopp et al., “Energy Storage in photovoltaic stand-alone energy supply systems,” Prog Photovoltaics: Res Appl 6, pp 271–291, 1998
[47] J.P Dunlop, “Batteries and charge control in stand-alone photovoltaic systems,”
Fundamentals and Application, Sandia National Laboratories, 1997
[48].F Liu et al “A variable step size INC MPPT method for PV systems,” IEEE Trans Ind Electron., vol 55, pp 2622–8, 2008
[49] Q Mei et al., “A novel improved variable step size incremental resistance MPPT method for PV systems,” IEEE Trans Indus Electron., pp 2424–34, 2011
[50] M.A Emad and M Shoyama, “Stability Study of Variable Step Size Incremental Conductance – Impedance MPPT for PV systems,” In: Proceedings of the 8th International Conference on Power Electronics - ECCE Asia The Shilla Jeju, Korea, 2011
85 [51] N.H Abdul Rahman et al., “A modification of variable step size INC MPPT in
PV system,” In: Proceedings of the 7th IEEE International Power Engineering and Optimization Conference (PEOCO) Malaysia, 2013
[52] K.S Tey and S Mekhilef, “Modified incremental conductance MPPT algorithm to mitigate inaccurate responses under fast-changing solar irradiation level,”
[53] M.A Abdourraziq et al., “Comparative study of MPPT using variable step size for photovoltaic systems,” In: Proceedings of the Second World Conference on Complex Systems (WCCS) Agadir, Morocco, 2014
[54] B.A Isaloo and P Amiri, “Improved Variable Step Size Incremental
Journal of Engineering Science and Technology, Vol 11, No 4, pp 516 – 528,
