0

Nghiên cứu, đề xuất cấu hình mạch tăng áp trong hệ thống pin mặt trời kết nối lưới điện và mô phỏng MPPT trong điều kiện có bóng che từng phần

12 2 0
  • Nghiên cứu, đề xuất cấu hình mạch tăng áp trong hệ thống pin mặt trời kết nối lưới điện và mô phỏng MPPT trong điều kiện có bóng che từng phần

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Tài liệu liên quan

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 15/09/2021, 18:42

Bài viết này đề xuất một cấu hình tăng áp mới sử dụng ít khóa bán dẫn, ít cuộn kháng và hệ số tăng áp cao hơn các cấu hình tăng áp thông thường. Điều này cho phép việc điều khiển dễ dàng hơn, ít tổn thất trên linh kiện, hiệu suất cao, giảm kích thước và trọng lượng mạch, chi phí thấp. Journal of Mining and Earth Sciences Vol 62, Issue (2021) 79 - 90 79 Research and proposal the configuration of the booster circuit in the grid connected solar cell system and MPPT simulation in the partially shaded conditions Minh Duc Nguyen 1,*, Anh Viet Truong 2, Phi Hoang Le 2, Lan Thuy Thi Vu 3, Y Nhu Do 4, Chuong Trong Trinh Institute of Energy Science, Vietnam Academy of Science & Technology, Vietnam HCMC University of Technology and Education, Vietnam Thai Binh University, Vietnam Faculty of Electro - Mechanics, Hanoi University of Mining and Geology, Vietnam Hanoi University of Industry, Vietnam ARTICLE INFO ABSTRACT Article history: Received 15th July 2021 Accepted 20th July 2021 Available online 31st Aug 2021 This paper proposes a new turbocharger configuration that uses fewer semiconductor locks, fewer reactor coils, and a higher turbidity factor than conventional turbocharger configurations This allows for easier control, less component loss, high efficiency, reduced circuit size and weight, and low cost A booster circuit configuration with recommended neutral is required and is suitable for T-shaped and NPC 3-order inverters In addition, the article also applies the maximum power point tracking algorithm for PV systems working in partially shaded conditions to improve the working efficiency of PV systems, to meet the requirements of the PV systems grid-connected large capacity PV system Keywords: DC/DC, GA, MPPT, PV, P&O Copyright © 2021 Hanoi University of Mining and Geology All rights reserved _ *Corresponding author E - mail: minhnguyenduc.ies@gmail.com DOI: 10.46326/JMES.2021.62(4).09 80 Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất Tập 62, Kỳ (2021) 79 - 90 Nghiên cứu, đề xuất cấu hình mạch tăng áp hệ thống pin mặt trời kết nối lưới điện mơ MPPT điều kiện có bóng che phần Nguyễn Đức Minh 1,*, Trương Việt Anh 2, Lê Hoàng Phi 2, Vũ Thị Thùy Lan 3, Đỗ Như Ý 4, Trịnh Trọng Chưởng Viện Khoa học Năng lượng, Viện Hàn Lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, Việt Nam Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh, Việt Nam Trường Đại học Thái Bình, Việt Nam Khoa Cơ Điện, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Việt Nam Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội, Việt Nam THƠNG TIN BÀI BÁO TĨM TẮT Q trình: Nhận 15/7/2021 Chấp nhận 20/7/2021 Đăng online 31/8/2021 Bài báo đề xuất cấu hình tăng áp sử dụng khóa bán dẫn, cuộn kháng hệ số tăng áp cao cấu hình tăng áp thông thường Điều cho phép việc điều khiển dễ dàng hơn, tổn thất linh kiện, hiệu suất cao, giảm kích thước trọng lượng mạch, chi phí thấp Cấu hình mạch tăng áp có trung tính đề xuất cần thiết phù hợp với nghịch lưu bậc hình T NPC Ngồi ra, báo áp dụng giải thuật dị điểm cơng suất cực đại cho hệ thống PV làm việc điều kiện có bóng che phần để nâng cao hiệu làm việc hệ thống PV, đáp ứng yêu cầu hệ thống PV công suất lớn nối lưới Từ khóa: DC/DC Dị tìm điểm cơng suất cực đại, GA, PV, P&O © 2021 Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tất quyền bảo đảm Mở đầu Các chuyển đổi tăng áp DC/DC sử dụng thiết bị trung gian để biến đổi lượng nguồn điện áp thấp tới mức điện áp DC cao Trong nhiều ứng dụng đại, chẳng hạn hệ thống PV kết nối lưới (Figueres nnk., 2009) hệ thống phát điện dùng _ *Tác giả liên hệ E - mail: minhnguyenduc.ies@gmail.com DOI: 10.46326/JMES.2021.62(4).09 lượng tái tạo, cần thiết phải sử dụng chuyển đổi với hệ số tăng áp cao Các chuyển đổi tăng áp DC/DC khác trình bày tài liệu (Deshpande Bhasme, 2018; Selvaraj Rahim, 2009; Scarpa Buso, 2009;Li nnk., 2007) Tùy vào ứng dụng, chúng có cấu trúc cách ly (Sahoo Kumar, 2014) không cách ly (Chen nnk., 2013) Các chuyển đổi sử dụng biến áp thu hệ số tăng áp cao cách điều chỉnh tỷ số vòng dây sử dụng Nguyễn Đức Minh nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 62(4), 79 - 90 linh kiện có giá trị định mức thấp để giảm tổn thất dẫn Tuy nhiên, điện cảm rò gây gai điện áp cao linh kiện cơng suất thường địi hỏi mạch dập xung (snubber) Có thể sử dụng mạch dập xung kiểu điện trở - tụ điện - diode (RCD) mạch kẹp để triệt tiêu lượng rò rỉ (Marabeas nnk., 2011; Das Pradhan, 2011; A Khan Pal, 2017; Kumari Babu, 2013; Armstrong nnk., 2006) Để giải toán mật độ công suất hệ số tăng áp cao chuyển đổi DC/DC, nhà nghiên cứu nhà sản xuất giải theo hai cách khác nhau: phát triển công nghệ bán dẫn đề xuất cấu hình Tuy nhiên, để thiết kế chuyển đổi nhỏ gọn, phải có cách để giảm thiểu loại bỏ tổn thất chuyển mạch Các kỹ thuật chuyển mạch mềm cộng hưởng áp dụng cho tăng áp cao để giảm thiểu tổn thất chuyển mạch Bài báo trình bày đề xuất cấu hình tăng áp DC/DC phù hợp hơn, cách sử dụng cấu hình tăng áp sử dụng khóa bán dẫn, cuộn kháng hệ số tăng áp cao cấu hình tăng áp thơng thường Từ dẫn đến việc điều khiển dễ dàng hơn, tổn thất linh kiện, hiệu suất cao, giảm kích thước trọng lượng mạch, chi phí thấp Cấu hình mạch tăng áp có trung tính đề xuất cần thiết phù hợp với nghịch lưu bậc hình T NPC (Neutral Point Clamped- Kẹp điểm trung tính) Kết đánh giá hiệu mạch phân tích thuật tốn GA đánh giá q trình dị tìm điểm cơng suất cực đại (MPPT) điều kiện có bóng che phần 81 D1 L1 C1 S Vin RLoad C3 D3 C2 D2 Hình Cấu hình mạch tăng áp DC/DC đề xuất Phương pháp điều khiển dựa phương pháp điều chế độ rộng xung PWM - phương pháp điều chế dựa thay đổi độ rộng chuỗi xung vuông dẫn đến thay đổi điện áp Các PWM biến đổi có tần số khác độ rộng sườn dương hay sườn âm Xung PWM tạo cách so sánh điện áp điều khiển UX với sóng mang xung tam giác với tần số f, biên độ đỉnh - đỉnh (Hình 2) Ở đây: TON thời gian đóng khóa bán dẫn S, T-TON Cấu trúc hệ thống 2.1 Cấu hình mạch tăng áp DC/DC đề xuất Hình cấu hình mạch tăng áp DC/DC đề xuất, gồm nguồn cung cấp DC (Vin)- nguồn Pin quang điện, khóa bán dẫn chuyển mạch (S), ba diode (D1, D2, D3), cuộn cảm (L), ba tụ điện (C1, C2, C3) Đầu nối với tải trở (Rload) Giá trị điện áp đầu Vo tăng cao nhờ hoạt động khóa bán dẫn S khả tích trữ lượng cuộn dây L tụ điện C3 làm cho điện áp tụ C1 C2 cao điện áp nguồn cấp 2.2 Phương pháp điều khiển Hình Giản đồ điều chế độ rộng xung kỹ thuật điều chế PWM 82 Nguyễn Đức Minh nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 62(4), 79 - 90 thời gian mở khóa Do hệ số chu kỳ có giá trị là: D = TON/T 2.3 Nguyên lý hoạt động Cấu hình giải yêu cầu: hệ số tăng áp lớn, số linh kiện chuyển mạch tích cực (khóa bán dẫn S) ít, tạo điện áp DC đối xứng qua điểm trung tính Cấu hình tăng áp hoạt động dựa hai trạng thái đóng mở khóa bán dẫn S (Hình 3) Trạng thái 1: khoảng thời gian t = T TON, khóa S mở (hở mạch), lúc lượng nguồn lượng cuộn kháng L nạp qua tụ C1 C3 thông qua diode D1 D3 Điện áp tụ xác định theo công thức (1): Trạng thái 1: khoảng thời gian t = T TON, khóa S mở (hở mạch), lúc lượng nguồn lượng cuộn kháng L nạp qua tụ C1 C3 thông qua diode D1 D3 Điện áp tụ xác định theo công thức (1): 𝑈𝑐1 = 𝑈𝑐3 = 𝑈 𝑇 𝑇 − 𝑇𝑂𝑁 (1) Trong đó: Uc1 - điện áp tụ C1, (V); Uc3 - điện áp tụ C3, (V); U - điện áp nguồn cấp DC, (V); T - chu kỳ chuyển mạch, (s), TON - thời gian đóng khóa bán dẫn S, (s) Trạng thái 2: khoảng thời gian TON, khóa S đóng (ngắn mạch) Lúc lượng từ D1 L1 C1 S Vin RLoad C3 D3 C2 D2 Hình Các chế độ hoạt động cấu hình đề xuất nguồn chiều tích trữ vào cuộn kháng L Đồng thời trạng thái khóa S D2 đóng nên điện áp từ tụ C3 nạp qua tụ C2 Điện áp tụ C2 có giá trị điện áp tụ C3 Do đó: 𝑈𝑐2 = 𝑈𝑐3 = 𝑈 𝑇 𝑇 − 𝑇𝑂𝑁 (2) Trong đó: Uc2 - điện áp tụ C2, (V) Thay (2) vào (1) xác định điện áp tụ C1 C2 (3), (4): 1−𝐷 (3) 1−𝐷 (4) 𝑈𝑐1 = 𝑈 𝑈𝑐2 = 𝑈 Trong đó: D - hệ số chu kỳ Kết có điện áp tụ mắc nối tiếp C1 C2 đối xứng Do điện áp tải có giá trị: 𝑈𝐿𝑜𝑎𝑑 = 𝑈𝑐1 + 𝑈𝑐2 = 2𝑈𝑐2 = 𝑈 (5) 1−𝐷 Trong đó: ULoad - điện áp tải, (V) Và điểm trung tính nơi nối tụ C1, C2 mass nguồn Hệ số tăng áp mạch: 𝑘𝐵 = 1−𝐷 (6) Trong đó: kB - hệ số tăng áp Như vậy, cấu hình mạch tăng áp đề xuất sử dụng khóa bán dẫn chuyển mạch S Bên cạnh cấu hình cho hệ số nhân áp cao điện áp tụ C1, C2, C3 điện áp phục hồi ngược diode D1, D2, D3 nửa so với điện áp đầu Do đó, sử dụng diodeSchottky có giá thành thấp giảm thiểu tổn thất liên quan đến việc phục hồi ngược diode, tổn thất ứng dụng tăng áp có hệ số tăng áp lớn 2.4 Thông số kỹ thuật đầu vào Đẻ lựa chọn linh kiẹ n cho mạ ch, cà n xác định yêu cà u kỹ thuật củ a mạ ch, gồm thông số sau: - Khoảng điẹ n áp vào có trị số sau: + Điẹ n áp danh định điẹ n áp củ a tá m pin tạ i điẻ m có công suá t cực đạ i: VN = 52 V + Điẹ n áp lớn nhá t: lá y bà ng điẹ n áp hở mạ ch củ a tá m pin: Vimax = 65 V Nguyễn Đức Minh nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 62(4), 79 - 90 + Điẹ n áp cực tiẻ u: điẹ n áp tối thiẻ u đẻ Arduino điều khiẻ n đó ng ngá t cho MOSFET: Vimin = 15 V - Điẹ n áp định mức đầu ra: điẹ n áp đầu điểm có cơng suất cực đại khơng có bóng che, VON = 165 V - Dò ng tải lớn nhá t: IOmax = VON/RL = 165/154 = 1,1 A - Độ rộng xung tối đa: đảm bảo không vượt khả chịu đựng củ a khó a bán dẫn, Dmax = 80% - Tà n số đó ng cá t: tà n số cao giú p giảm yêu cà u linh kiẹ n đồng thời làm giảm hiẹ u suá t mạ ch, fS = 40 kHz - Các loạ i mạ ch tích hợp: gồm cảm bié n, mạ ch xử lý tín hiẹ u phụ c vụ cho viẹ c điều khiẻ n MPPT Mạch thực nghiệm cấu hình tăng áp đề xuất điều khiển board Arduino UNO R3 Mạch tăng áp đề xuất xây dựng với Mosfet công suất kết hợp với mạch kích để điều khiển, diode xung, tụ điện phân cực sử dụng để lưu lượng tạm thời mạch cuộn cảm, sơ đồ khối mơ hình thực nghiệm thể Hình - Để khảo sát giải thuật mơ hình cách xác nhất, thay sử dụng pin quang điện thực tế khó cho việc xác định đặc tuyến pin xạ mặt trời hay nhiệt độ thay đổi, nghiên cứu sử dụng mô Pin quang điện Chroma 62050H Bộ mô có ưu điểm tùy chỉnh đầu theo thông số pin nhiều điều kiện khác xạ, nhiệt độ thay đổi, tượng bóng che,… đồng thời ghi lại liệu kiểm tra hiệu suất giải thuật tìm điểm MPPT Các liệu giám sát máy tính thơng qua phần mềm giao tiếp Chroma Array Simulation Các thông số mô pin quang điện thể Bảng Mạch tăng áp DC/DC đề xuất gồm: mạch tăng áp truyền thống nhân điện áp Nguồn cấp DC (Pin quang điện) 83 Mạch tăng áp dc-dc đề xuất Vpv Ipv GMPPT (Arduino) PWM Mạch kích Mosfet Hình Sơ đồ khối mơ hình thực nghiệm Mạch đo lường gồm có mạch đo áp dùng cầu phân áp mạch đo dòng điện dùng cảm biến ACS712 để đo dịng điện điện áp đầu vào, tín hiệu kết nối với đầu vào tương tự board Arduino Mạch kích Mosfet dùng Opto TLP250 để nhận tín hiệu xung PWM từ board Arduino để kích cho Mosfet đóng ngắt, sơ đồ nguyên lý tăng áp DC/DC dị MPPT thể Hình - Để Khảo sát cấu hình mạch tăng áp đề xuất với nguồn pin quang điện dị MPPT thơng số đầu vào: Sơ đồ ngun lý mơ cấu hình tăng áp đề xuất dị điểm cơng suất cực đại phần mềm PSIM thể Hình Trong mơ hình mơ sử dụng module PV mắc nối tiếp để thuận tiện cho việc khảo sát tượng bóng che Đầu dãy PV mắc với đầu vào cấu hình tăng áp đề xuất Có cảm biến dịng điện điện áp để thu thập tín hiệu dịng điện, điện áp đầu vào truyền Arduino, từ Arduino xuất tín hiệu xung PWM để điều khiển đóng ngắt Mosfet với hệ số chu kỳ (D) thay đổi Hai giải thuật GA P&O đề xuất áp dụng để so sánh, đánh giá Thí nghiệm mơ tiến hành sơ đồ Các thông số module PV thể Bảng Thông số linh kiện sử dụng mơ thực nghiệm trình bày Bảng Phần mềm PSIM sử dụng để khảo sát cấu hình tăng áp đề xuất với giải thuật dò điểm MPPT GA P&O cho hệ thống pin quang điện làm việc điều kiện xạ đồng Bảng Các thông số mô pin quang điện Thông số Điện áp Dịng điện định mức Cơng suất định mức Tầm đo điện áp Giá trị 0-600V 0-8.5A 5kW 120V/600V Thơng số Tầm đo dịng điện Nhiễu điện áp (đỉnh-đỉnh) Độ dập điện áp hiệu dụng Độ dập dòng điện hiệu dụng Giá trị 3.4A/8.5A 1.5V 650mV 150mA Tải ngõ 84 Nguyễn Đức Minh nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 62(4), 79 - 90 Hình Sơ đồ nguyên lý tăng áp DC/DC dị MPPT Bảng Thơng số pin quang điện dùng mô thực nghiệm Số lượng cell Cơng suất cực đại (Pmax) Dịng điện Pmax (Imp) Điện áp Pmax (Vmp) Dòng điện ngắn mạch (Isc) Điện áp hở mạch (Voc) Hiệu suất module Điện áp cực đại hệ thống Kích thước 36 60 W 3,33 A 18 V 3,99V 21,6 V 14,2% 600 V 780x675x35 mm Bảng Thông số linh kiện sử dụng mô thực nghiệm Thông số Cuộn dây Diode L D1, D2, D3 C1, C2, C3 Tụ điện Cin Khóa bán dẫn S Tần số chuyển mạch (fs) Giá trị 0,4 mH MUR1660CT 470 µF/250 V 470 µF/100 V IRFP250N 40 kHz Hình Cấu hình mạch tăng áp đề xuất dị MPPT PSIM có bóng che phần Trong phạm vi báo, nhóm nghiên cứu khảo sát hệ thống pin quang điện làm việc trường hợp có mức xạ khác nhau, nhiệt độ môi trường (250C) tải không thay đổi Nguyễn Đức Minh nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 62(4), 79 - 90 85 Hình Dạng sóng điện áp đầu Vo cấu hình tăng áp 2.5 Kết thảo luận 2.5.2 Khảo sát mạch tăng áp đề xuất với nguồn chiều cố định nhiều hệ số chu kỳ (D) tần số chuyển mạch (fs) khác để so sánh hiệu suất mô thực nghiệm Kết so sánh hiệu suất mô thực nghiệm cấu hình đề xuất với điện áp đầu vào Vin= 50 V, hệ số chu kỳ D = 0,5 trình bày Hình Hiệu suất đo mức tải khác tần số chuyển mạch khác Hiệu suất f = 30 kHz Hiệu suất (%) 90 88 86 84 Hiệu suất (%) 90 88 86 84 Mô Thực nghiệm 82 80 50 80 50 100 P (W) 140 P (W) 140 170 90 88 86 84 Mô Thực nghiệm 82 50 100 P (W) 140 170 f = 65 kHz 92 91 90 89 88 87 86 85 84 Mô Thực nghiệm 50 Mô Thực nghiệm 82 100 f = 50 kHz 92 Hiệu suất (%) Hình dạng sóng điện áp đầu cấu hình tăng áp đề xuất Với hệ số chu kỳ D = 0,5, Vin = 30 V, R = 80 Ω điều kiện lý tưởng không xét đến tổn thất lượng chuyển đổi, giá điện áp đầu mô V0 = 120 V thể qua đường màu đỏ Ở điều kiện có xét đến tổn thất lượng giá trị điện áp đầu mô V0 = 105,65 V thể qua đường màu xanh dương Giá trị điện áp đầu thực nghiệm V0 = 104,25 V thể qua đường màu hồng f = 40 kHz 92 Hiệu suất (%) 2.5.1 Cấu hình mạch tăng áp đề xuất với nguồn chiều cố định 100 140 170 P (W) 170 Hình So sánh hiệu suất mơ thực nghiệm cấu hình theo fs 86 Nguyễn Đức Minh nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 62(4), 79 - 90 thực nghiệm cao chuyển đổi 91,5% tần số chuyển mạch f = 65 kHz Do đó, với tần số chuyển mạch f = 65 kHz, điện áp đầu vào Vin = 30 V, hiệu suất mô thực nghiệm đo mức tải khác hệ số chu kỳ (D) khác thể Hình Hiệu suất thực nghiệm cao đo 91% hệ số chu kỳ D = 0,35 Nhìn chung, kết điện áp đầu ra, hiệu suất mô thực nghiệm có chênh lệch tổn thất lượng linh kiện, đặc biệt điện trở nối tiếp tụ điện ESR mà phần mềm mô khơng thể mơ tả xác (khơng có thiết bị hỗ trợ nên khơng thể xác định xác điện trở nối tiếp tụ điện ESR) D=0.35 Hiệu suất (%) 95 90 85 80 Mô Thực nghiệm 75 P (W) 100 150 D=0.5 90 Hiệu suất (%) 50 88 86 84 Mô Thực nghiệm 82 80 50 100 150 P (W) D=0.7 Hiệu suất (%) 90 85 80 75 Mô Thực nghiệm 70 50 100 150 P (W) Hình So sánh hiệu suất mơ thực nghiệm cấu hình đề xuất theo hệ số chu kỳ (D) 2.5.3 Cấu hình mạch tăng áp đề xuất với nguồn pin quang điện dò MPPT Trường hợp 1: Các pin nhận mức xạ đồng nhau, khơng có bóng che 1.000 1.000 – 1.000 W/m2 Hình 10 thể đặc tuyến P-V hệ thống pin quang điện với mức xạ 1.000 W/m2 module, đặc tuyến có đỉnh có cơng suất 190,87 W Hình 11 thể điểm công suất mà giải thuật P&O GA dị chạy cấu hình tăng áp đề xuất Nhận thấy giải thuật dò điểm có cơng suất cực đại Trường hợp 2: Các pin có mức xạ 1.000 – 800 - 600 W/m2 (điểm cực đại toàn cục nằm bên phải) Hình 12 thể đặc tuyến P-V hệ thống pin quang điện với mức xạ module 1.000 - 800 - 600W/m2, đặc tuyến có đỉnh cơng suất cực đại đỉnh có cơng suất lớn 127,47 W nằm phía bên phải Hình 13 thể điểm công suất mà giải thuật P&O GA dị MPPT chạy cấu hình tăng áp đề xuất Qua hình nhận thấy giải thuật GA dị điểm có cơng suất cực đại 127,1 W, giải thuật P&O bị rơi vào điểm cực trị địa phương 108,1 W Trường hợp 3: Các pin có mức xạ 800 – 400 - 200 W/m2 (điểm cực đại toàn cục nằm giữa) Hình 14 thể đặc tuyến P-V hệ thống pin quang điện với mức xạ module 800 – 400 - 200W/m2, đặc tuyến có đỉnh cơng suất cực đại đỉnh có cơng suất lớn 55,79 W nằm Hình 15 thể điểm cơng suất mà giải thuật P&O GA dò chạy cấu hình tăng áp đề xuất Qua hình nhận thấy giải thuật GA dị điểm có cơng suất cực đại 55,82 W, giải thuật P&O bị rơi vào điểm cực trị địa phương bên trái 50,98 W Trường hợp 4: Các pin có mức xạ 1.000 – 200 - 300 W/m2 (điểm cực đại toàn cục nằm bên trái Hình 16 thể đặc tuyến P-V hệ thống pin quang điện với mức xạ module 1.000 – 200 – 300 W/m2, đặc tuyến có đỉnh cơng suất cực đại đỉnh có cơng suất lớn 63,62 W nằm phía bên trái Hình 17 thể điểm công suất mà giải Nguyễn Đức Minh nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 62(4), 79 - 90 Hình 10 Đặc tuyến P-V hệ thống pin quang điện 1000-1000-1000 W/m2 Hình 11 Kết mơ dị điểm MPPT với giải thuật P&O GA 1000-1000-1000 W/m2 Hình 12 Đặc tuyến P-V hệ thống pin quang điện 1000-800-600 W/m2 87 88 Nguyễn Đức Minh nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 62(4), 79 - 90 Hình 13 Kết mơ dị điểm MPPT với giải thuật P&O GA 1000-800-600 W/m2 Hình 14 Đặc tuyến P-V hệ thống pin quang điện 800-400-200 W/m2 Hình 15 Kết mơ dị điểm MPPT với giải thuật P&O GA 800-400-200 W/m2 Nguyễn Đức Minh nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 62(4), 79 - 90 89 Hình 16 Đặc tuyến P-V hệ thống pin quang điện 1.000 – 200 - 300 W/m2 Hình 17 Kết mơ dò MPPT với giải thuật P&O, GA 1000-200-300 W/m2 thuật P&O GA dị chạy cấu hình tăng áp đề xuất Qua hình 18 nhận thấy: giải thuật dị điểm có cơng suất cực đại Trong trường hợp điểm xạ nằm phía bên trái, bên cạnh hệ số chu kỳ (D) lúc khởi động nằm gần điểm nên vô tình giải thuật P&O dị Nhưng thực tế đa số đỉnh có cơng suất cực đại thường nằm bên phải giữa, nên sử dụng giải thuật P&O để dị điểm cơng suất cực đại hệ thống pin quang điện làm việc điều kiện có bóng che phần khơng hiệu giải thuật GA Kết luận Bài báo đề xuất cấu hình tăng áp DC/DC giúp giảm số linh kiện bán dẫn, hệ số nhân áp cao, hiệu suất cao so với cấu hình truyền thống nghiên cứu trước Ngồi ra, cấu hình có cấu trúc đơn giản nên dễ dàng kiểm tra hư hỏng xác suất hư hỏng linh kiện thấp Bài báo trình bày phương pháp điều chế độ rộng xung, nguyên lý hoạt động, kết phân tích mạch tính tốn, lựa chọn linh kiện cho cấu hình tăng áp DC/DC đề xuất áp dụng giải thuật dị điểm cơng suất cực đại cấu hình đề xuất Trên sở lý 90 Nguyễn Đức Minh nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 62(4), 79 - 90 thuyết trình bày, mô thực nghiệm tiến hành để chứng minh khả hoạt động mạch Từ kết mô thực nghiệm kiểm chứng số ưu điểm mạch tăng áp DC/DC đề xuất: - Hệ số nhân áp cao: số lượng khóa bán dẫn giảm đáng kể so với cấu hình nghiên cứu trước Những ưu điểm cấu hình đề xuất vượt trội cấu hình nghiên cứu trước đó: giảm phức tạp điều khiển có khóa bán dẫn; tiết kiệm chi phí; kích thước mạch nhỏ gọn - Hai giải thuật dị điểm cơng suất cực đại P&O GA khảo sát với hệ thống PV làm việc điều kiện có bóng che khơng có bóng che chạy ổn định cấu hình đề xuất Bên cạnh đó, cấu hình tăng áp DC/DC có trung tính đề xuất cần thiết phù hợp cho nghịch lưu bậc hình T NPC, đáp ứng yêu cầu hệ thống PV công suất nhỏ quy mơ hộ gia đình cơng suất lớn nối lưới Đóng góp tác giả Tác giả Nguyễn Đức Minh: đưa ý tưởng viết, thu thập liệu, xây dựng giải thuật đề xuất cấu hình tăng áp cho nội dung viết Trương Việt Anh: thiết kế, xây dựng mạch điều khiển cho mơ hình thực nghiệm, giải thích liệu thơng số kỹ thuật Lê Hồng Phi: thiết kế, xây dựng mạch điều khiển cho mơ hình thực nghiệm Vũ Thị Thùy Lan: kiểm tra thông số thực nghiệm xây dựng mơ hình mơ Đỗ Như Ý: mô kiểm tra thông số thực nghiệm hiệu chỉnh hình thức tổng quan viết Trịnh Trọng Chưởng: thực nghiệm, mô so sánh đưa kết luận kiểm tra hiệu chỉnh nội dung viết Tài liệu tham khảo Figueres, E., Garceras, G., Sandia, J., Espisn, F G., and Rubio, J C., (2009) Sensitivity study of the dynamics of three-phase photovoltaic inverters with an LCL grid filter IEEE Trans Ind Electron., vol 56, no 3, pp 706–717 Deshpande, S., and Bhasme N R., (2018) A review of topologies of inverter for grid connected PV systems 2017 Innov Power Adv Comput Technol i-PACT 2017, vol 2017-Janua, pp 1–6 Selvaraj, J., and Rahim, N A., (2009) Multilevel Inverter For Grid-ConnectedPV System Employing Digital PI Controller IEEE Trans Ind Electron., vol 56, no 1, pp 149–158 Scarpa, V V R., Buso, S., and Spiazzi, G., (2009) Lowcomplexity MPPT technique exploiting the PV module MPP locus characterization IEEE Trans Ind Electron., vol 56, no 5, pp 1531–1538 Li, W., Liu, J., Wu, J., and He, X., (2007) Design and analysis of isolated ZVT boost converters for highefficiency and high-step-up applications IEEE Trans Power Electron., vol 22, no 6, pp 2363– 2374 Sahoo, M., and Kumar, K S., (2014) High gain step up DC-DC converter for DC micro-grid application 2014 7th Int Conf Inf Autom Sustain "Sharpening Futur with Sustain Technol ICIAfS 2014 Chen, S., Zhou, L., Luo, Q., and Zhu, B., (2013) Interleaved non-isolated high step-up DC/DC converter based on the diode–capacitor multiplier IET Power Electron., vol 7, no 2, pp 390–397 Marabeas, P., Coutellier, D., Yang, J., Choi, S., and Agelidis, V G., (2011) Analysis, design and experimental results of a floating-output interleaved-input boost-derived DC–DC high-gain transformer-less converter IET Power Electron., vol 4, no 1, p 168 Das, D., and Pradhan, S K P., (2011) Modeling and Simulation of PV Array With Boost Converter : An Open Loop Study pp 1–47 Khan, A., and Pal, S., (2017) Study PV Module Characteristics Int Conf Energy, Commun Data Anal Soft Comput., no 3, pp 2399–2403 Kumari J S., and Babu, C S., (2013) Mathematical Modeling and Simulation of Photovoltaic Cell using Matlab-Simulink Environment Int J Electr Comput Eng., vol 2, no 1, pp 26–34 Armstrong, M., Atkinson, D J., Johnson, C M., and Abeyasekera, T D., (2006) Auto-calibrating dc link current sensing technique for transformerless, grid connected, H-bridge inverter systems IEEE Trans Power Electron., vol 21, no 5, pp 1385–1393 ... Mỏ - Địa chất Tập 62, Kỳ (2021) 79 - 90 Nghiên cứu, đề xuất cấu hình mạch tăng áp hệ thống pin mặt trời kết nối lưới điện mô MPPT điều kiện có bóng che phần Nguyễn Đức Minh 1,*, Trương Việt Anh... với hệ thống PV làm việc điều kiện có bóng che khơng có bóng che chạy ổn định cấu hình đề xuất Bên cạnh đó, cấu hình tăng áp DC/DC có trung tính đề xuất cần thiết phù hợp cho nghịch lưu bậc hình. .. dẫn S, T-TON Cấu trúc hệ thống 2.1 Cấu hình mạch tăng áp DC/DC đề xuất Hình cấu hình mạch tăng áp DC/DC đề xuất, gồm nguồn cung cấp DC (Vin)- nguồn Pin quang điện, khóa bán dẫn chuyển mạch (S),
- Xem thêm -

Xem thêm: Nghiên cứu, đề xuất cấu hình mạch tăng áp trong hệ thống pin mặt trời kết nối lưới điện và mô phỏng MPPT trong điều kiện có bóng che từng phần, Nghiên cứu, đề xuất cấu hình mạch tăng áp trong hệ thống pin mặt trời kết nối lưới điện và mô phỏng MPPT trong điều kiện có bóng che từng phần