Mơ hốnh mơ phỏng hê ̣ thơng quang điê ̣n s̉ dụng ph ng phap FLC trong

simulink matlab

4.2.1. mơ hốnh mơ phỏng

H̀nh 4.6: Mơ hình bộ MPPT dùng ph ơng pháp FLC trong simulink Matlab

4.2.2. Gi i thiê ̣u cac khơi chốnh trong mơ hốnh

a, Tơm pin quang điê ̣n (PV). Các thơng số lựa chọn (đã được trinh bay trong chương 3)

b, Bơ ̣ phơ ̣n đo l ng cac thơng sơ E(k), CE(k).

LVTN Chư ng ́. Kết Quả Mơ Phỏng.

GVHD: TS. Trư ng Viê ̣t Anh HVTH: 58 Trân Văn Lưu

H̀nh 4.8: Mơ hinh vật ly của khơi đo l ơng thơng sơ đâu vào.

c, khơi điêu khiển logic m

Đây la khơi điêu khiển quan trong nhât trong phương phap FLC. Khối này bao g̀m bộ soạn th̉o FIS (Fuzzy Inference Systemμ soạn th̉o hệ suy diễn mờ), bộ soạn th̉o hàm thành viên (Membership Function Editor), bộ soạn th̉o luật (Rule Editor), bộ quan sát luật (Rule Viewer), và bộ quan sát mặt sai số (Surface Viewer).

LVTN Chư ng ́. Kết Quả Mơ Phỏng.

GVHD: TS. Trư ng Viê ̣t Anh HVTH: 59 Trân Văn Lưu

LVTN Chư ng ́. Kết Quả Mơ Phỏng.

GVHD: TS. Trư ng Viê ̣t Anh HVTH: 60 Trân Văn Lưu

H̀nh 4.10: Bợ soạn thảo ANFIS Editor trong simulink matlab

LVTN Chư ng ́. Kết Quả Mơ Phỏng.

GVHD: TS. Trư ng Viê ̣t Anh HVTH: 61 Trân Văn Lưu

Hình 4. 12: Bợ quan sat luật trong simulink matlab.

d, Khơi chuyển đởi t đơ ̣ rơng xung sang Vref

LVTN Chư ng ́. Kết Quả Mơ Phỏng.

GVHD: TS. Trư ng Viê ̣t Anh HVTH: 62 Trân Văn Lưu

H̀nh4.14: Mơ hinh vật ly bợ chuyển đởi t đợ rơng xung sang Vref

e, Bơ ̣ hiển thi ̣ kêt quả hai giải thuơ ̣t

LVTN Chư ng ́. Kết Quả Mơ Phỏng.

GVHD: TS. Trư ng Viê ̣t Anh HVTH: 63 Trân Văn Lưu

4.2.3. Kêt quả mơ phỏng ph ng phap FLC trên phơn mên Matlab

H̀nh 4.16: Điê ̣n ap thu đ ợc theo thơi gian của ph ơng phap FLC

LVTN Chư ng ́. Kết Quả Mơ Phỏng.

GVHD: TS. Trư ng Viê ̣t Anh HVTH: 64 Trân Văn Lưu

H̀nh 4.18: Cơng suât thu đ ợc theo thơi gian của ph ơng phap FLC.

4.3. So sanh kêt quả P&O va ph ng phap FLC

H̀nh 4.19: Mơ phỏng ph ơng phap P&O va FLC trong Matlab.

Các hệ thống quang điện được đề xút chủ yếu là khác nhau trong cách tính tốn các thuật tốn MPPT vơi viê ̣c coi các bơ ̣chuỷn đổi DC/DC là ĺ tưởng. ́ng

LVTN Chư ng ́. Kết Quả Mơ Phỏng.

GVHD: TS. Trư ng Viê ̣t Anh HVTH: 65 Trân Văn Lưu

dụng matlab đ̃ mơ phỏng ŕt phong ph́ các kết qủ khác nhau với việc ứng dụng các thuật tốn khác nhau trong mơi trườn g lam viê ̣c gân vơi thực tê. Một sốkết qủ lựa chọn được tr̀nh bàyđ̉ so sánh sự khác nhau giưa hai phương pháp MPPT là P & O và FLC nhăm đanh gia phương phap nao tơt hơn, hiê ̣u quả hơn.

Ĺc đầu, các thuật tốn MPPT với một cơng cụ chuỷn đổi Boost lý tưởngđ̃ được thử nghiệm. Trong trường hợp sử dụng thuâ ̣t toan P &O bộ điều khỉn MPPT

hoạt động trên bộ chuỷn đổi (duty cycle) nhường chỗ cho viê ̣c điêu khiển tơi ưu giá trị điện áp V ref c̀n trong trường hợp sử dụng phương p háp logic mờ FLC th̀ hoạt động của bộ MPPT dựa trên bộ chuỷn đổi là điều chỉnh độ rộng xung D . Trong h̀nh 4.20. biểu diễn thơi gian do điểm lam viê ̣c cực đa ̣i của hai phương phap

P&O va phương phap FLC (đương mau xanh dương b iểu diễn cơng suât lam viê ̣c khi sử dụng phương phap FLC , đương mau xanh ma ̣ non biểu diễn cơng suât lam viê ̣c của pin khi sử dụng thuâ ̣t toan P &O). Kêt quả cho thât phương phap FLC do t̀m nhanh hơn, điểm lam viêc của phương phap FLC luơn tiêp câ ̣n điểm cực đa ̣i gân hơn so vơi phương phap P&O.

LVTN Chư ng ́. Kết Quả Mơ Phỏng.

GVHD: TS. Trư ng Viê ̣t Anh HVTH: 66 Trân Văn Lưu

LVTN Chư ng ́. Kết Quả Mơ Phỏng.

GVHD: TS. Trư ng Viê ̣t Anh HVTH: 67 Trân Văn Lưu

H̀nh 4.22: Tín hiệu điê ̣n dịng điện ng̃ra của P&O va FLC.

H̀nh 4.21 và 4.22 biểu diễn tin hiê ̣u điê ̣n ap va dong điê ̣n của phương p háp

P&O va phương phap FLC (đương mau xang dương biễu diên tin hiê ̣u của phương pháp P&O, đương mau xanh ma ̣ non biễu diễn tin hiê ̣u khi dung phương phap

FLC). Vê gia tri ̣ thi cac giải phap trên tương tương nhau nhưng khi sử dụng phương pháp FLC th̀ tín hiệu điện áp và d̀ng điện ít dao độn hơn c̀n sử dụng phương pháp P&O thi tin hiê ̣u điê ̣n a p va dong điê ̣n luơn bi ̣ dao đơ ̣ng xung quanh vi ̣ tri lam viê ̣c cực đa ̣i.

LVTN Chư ng ́. Kết Quả Mơ Phỏng.

GVHD: TS. Trư ng Viê ̣t Anh HVTH: 68 Trân Văn Lưu

H̀nh 4.23 (đương mau xanh dương biểu diễn cơn suât của pin quang điê ̣n thu được khi sử dụng phương phap FLC, đương mau đỏ biễu diễn cơng suât của pin quang điê ̣n thu được khi sử dụng phương phap P &O) cho thây cơng suât lam viê ̣c khi sử dụng phương phap P &O va phương phap FLC gân như tương đương vơi nhau nhưng vơi thơi gian đap ưng tơ t hơn, tín hiệu ít dao động hơn sẽ làm cho phương phap FLC co hiê ̣u suât điêu khiển cao hơn so vơi phương phap P &O trong

thực tê điêu nay đơng nghĩa vơi viê ̣c sản lượng điê ̣n thu được khi sử dụng phương pháp FLC sẽ cao hơn.

LVTN Chư ng 5. Kết Luận và Kiến Nghị.

GVHD: TS. Trư ng Viê ̣t Anh HVTH: 69 Trân Văn Lưu

Ch ng 5

K T LU N VÀ KI N NGH

5.1. K t lu n

Thơng qua đề tài “D̀ t̀m đi m c̣c đ i trong h th ng pin quang đi n b̀ng ph ng phap logic m ”. Luận văn g̀m những nội dung nghiên cứu sauμ

-Nghiên cứu các đặc tuyến làm việc của các t́m pin quang điện.

-Nghiên cứu ly thuyêt mơ va cac ưng dụng.

-Nghiê cưu va mơ phỏng do tim điểm lam viê ̣c cực đa ̣i hê ̣ thơng pin quang điê ̣n sử dụng thuâ ̣t toan P&O.

-́ng dụng ĺ thuyết mờ đ̉ d̀ t̀m đỉm làm việc cực đại của hệ thơng pin quang điê ̣n

-Mơ phỏng hệ thống điều khỉn đ̃ được đề xút trên trong mơi trường

Matlab Simulink.

Kết qủ mơ phỏng thu được của bộ điều khỉn mờ (FLC) được so sánh với bộ điều khỉn quan sát nhiễu loạn (P&O). Kết qủ cho th́y bộ điềukhỉn mờ làm việc với hiệu sút cao, chắc chắn và thiết kế đơn gỉn.

Như vậy, qua nghiên cứu và kết qủ mơ phỏng của phương pháp đề xút đ̃ k t

h p đ c bƠi tón đi u khi n m vƠ bƠi tón t i u cơng su t trong h th ng pin mặt tr i.

5.2. H n ch

Mặc dù đ̃ cĩ nhiều cố gắng cùng với sự gíp đỡ của qú Thầy Cơ cùng các bạn học viên, song do điều kiện thời gian khơng cho phép nên nội dung đề tài nghiên cứu vẫn c̀n nhiều thiếu sĩt và hạn chế.

Trong luận văn, việc đề xút phương pháp điều khỉn MPPT dùng phương pháp logic mờ c̀n một số hạn chế như việc xây dựng các hàm liên thuộc và các luật điều khỉn chưa được phong ph́, chưa đưa nhiều kinh nghiệm cho luật suy diễn đ̉ điều khỉn MPPT.

LVTN Chư ng 5. Kết Luận và Kiến Nghị.

GVHD: TS. Trư ng Viê ̣t Anh HVTH: 70 Trân Văn Lưu

Kết qủ mơ phỏng trên đây dựa trên các gỉ thiết là bộ biến đổi DC-DC đáp ứng được hồn tồn các giá trị điện áp yêu cầu của hệ MPPT, các linh kiện điện tử cơng sút ĺ tưởng, trong thực tế các bộ DC-DC, các linh kiện điện tử cơng sút cũng cĩ các ̉nh hưởng ŕt quan trọng đến v́n đề năng lượng, cho nên muốn cĩ cái nh̀n tổng th̉ ph̉i xét đến hết t́t các yếu tố này.

5.3. Ki n ngh vƠ h ng ph́t tri n đ tƠi

Nội dung luận văn này khi gỉi quyết v́n đề hệ MPPT chủ yếu tập trung gỉi quyết sự biến đổi cơng sút do thay đổi cường độ chiếu sáng của mặt trời gây nên. Trong thực tế c̀n cĩ hiện tượng bĩng râm làm ̉nh hưởng ŕt nghiêm trọng đến pin PV vẫn chưa gỉi quyết được, hy vọng các đề tài tiếp theo cĩ th̉ gỉi quyết v́n đề

này.

Đê tai nay mơi chỉ được xây dựng vơi 25 luâ ̣t nên tin hiê ̣u ngõ ra vẫn con giao đơ ̣ng quanh điểm lam viê ̣c cực đa ̣i , nêu xây dựng thêm nhiêu luâ ̣t hơn nữa thi hê ̣ thơng sẽlàm việc hiệu qủ hơn và hiệu sút sẽ được c̉i thiện nhiều hơn nữa.

Qua phân nghiên cưu cac phương phap do tim điểm lam viê ̣c cực đa ̣i tac giả đề xuât giải phap mơi vơi viê ̣c kêt hợp phương phap do tim điê ̣n ap va logic mơ . Vơi các bước thực hiện như sau.

Bươc 1: xây dựng đơ thi ̣ P_V khi cương đơ ̣ bưc xa ̣ thay đởi va đơ thi ̣ P _V khi

nhiê ̣t đơ ̣ thay đởi.

LVTN Chư ng 5. Kết Luận và Kiến Nghị.

GVHD: TS. Trư ng Viê ̣t Anh HVTH: 71 Trân Văn Lưu

Bươc 2: Xác định đỉm làm việc nhỏ nh́t và lớn nh́t của điện áp hở mạch Voc

Tư cơng thưc

oc mpp

V V

K  như trinh bay trong phân 3.2.4 ta xac đi ̣nh được gia trị K = ( 0,79÷0,83). Ví dụ trên h̀nh 5.1 ta xac đi ̣nh được Voc = ( 40÷44) như vâ ̣y khoảng điê ̣n ap cực đa ̣i dao đơ ̣ng V mpp = (31,6÷36,52). Như vâ ̣y ta sẽ xac đi ̣nh được vung dao đơ ̣ng của điểm MPP.

H̀nh 5.2:Phân vung lam viê ̣c theo điê ̣n ap.

Như vâ ̣y tin hiê ̣u đâu vao la điê ̣n ap sẽ được phân thanh 3 trương hợp.

Tr ng h ̣p 1: điê ̣n ap đo được ta ̣i thơi điểm tưc thơi Vt < 31,6 như vâ ̣y bơ ̣ MPPT sẽ xác định được đỉm làm việc đang ở phái trái đỉm MPP . Do đo ma ̣ch sẽ điêu chỉnh lập tức độ rộng xung D theo cơng thức:

D T T U U on i o   (Duty cycle)

Vơi Uo =31,6, Ui được xac đi ̣nh thơng qua ma ̣ch đo thi đơ ̣ rơ ̣ng xung D sẽ nhanh chong được xac đi ̣nh va điêu khiển đưa điê ̣n ap lam viê ̣c vao trong vung 31,6

≤ Vt ≤ 36,52. Khi điê ̣n ap được đưa đên vung nay thi điêu khiển mơ băt đâu hoa ̣t đơ ̣ng để do tim điểm lam viê ̣c cực đa ̣i.

LVTN Chư ng 5. Kết Luận và Kiến Nghị.

GVHD: TS. Trư ng Viê ̣t Anh HVTH: 72 Trân Văn Lưu

Tr ng h ̣p 2:điê ̣n ap đo được ta ̣i thơi điểm tưc thơi Vt > 36,52 như vâ ̣y bơ ̣ MPPT

sẽ xác định được đỉm làm việc đang ở phía ph̉i điểm MPP. Do đo ma ̣ch sẽ điêu chỉnh lập tức độ rộng xung D theo cơng thức như trên và nhanh chĩng đưa đỉm vào việc về điện áp 31,6 ≤ Vt ≤ 36,52 và sau đĩ thuật tốn logic mơ la ̣i được kich hoạt đ̉ t̀m đỉm làm việc cực đại.

Tr ng h ̣p 3: điê ̣n ap nõ ra đo được 31,6 ≤ Vt ≤ 36,52 ĺc này gỉi thuật mờ sẽ thực hiê ̣n cơng viê ̣c do tim điểm cực đa ̣i.

Nêu phương phap nay được thực hiê ̣n sẽ gíp cho việc d̀ t̀m đỉm cực đại diễn ra nhanh hơn, thiêt kê đơn giản va hiê ̣u suât lam viê ̣c sẽ cao hơn.

Bước 3μ Xây dựng lưu đ̀ gỉi thuật

LVTN Tài Liệu Tham Khảo.

GVHD: TS. Trư ng Viê ̣t Anh HVTH: 73 Trân Văn Lưu

TÀI LI U THAM KH O TI NG VI T

1. Nguyễn Cơng Vân, Năng lượng mặt trời,nhà xút b̉n khoa học và kỹ thuật,

2005.

2. Trân Minh Luân. Luâ ̣n văn: Phát trỉn bộ tích trữ tối đa của pin năng l ượng mặt trơi, 2010.

3. Kiều Xuân Thực Vũ Thị Thu Hương, Vũ trung Kiên - Vi điều khỉnμ ću tŕc – lập tr̀nh vàứng dụng - Nhà xút b̉n giáo dục, 2010.

4. Nguyễn Trường Đan Vũ - luận vănμ Nghiên cứu và ứng dụng gỉi thuật ANN-

IncCond MPPT cho hệ thống Pin mặt trời dựa trên nền t̉ng FPGA, 2010.

5. Nguyễn Thanh Thuâ ̣n, Chuyên đê 2: Nghiên cưu giải thuâ ̣t mơi trong viê ̣ c do t̀m đỉm làm việc của pin quang điện, 2011.

6. Viện khí tượng thủy văn (http://www.imh.ac.vn/).

TI NG ANH

7. A. Mellit., M. Benghanme., A.Hadj Arab., A. Guessoum. Control of stand alone photovoltaic system using fuzzy logic controller. Proceedings of the Fourteenth Symposium on Improving Building Systems in Hot and Humid Climates, Richardson, 2004.

8. A.Daoud., A. Midoun. A Fuzzy Logic Based Photovoltaic Maximum Power.

9. Akihiro Oi. Design and Simulation of Photovoltaic Water Pumping System,

2005.

10. Chun Hua Li., Xin jian Zhu., Guang yi Cao., Wan qi Hu., Sheng Sui., Ming ruo

Hu. A maximum power point tracker for photovoltaic energy systems based on fuzzy neural networks, Journal of Zhejiang University Science a issn, 2011. 11. First Solar Việt Nam –dự án cơng nghệ cao đầu năm 2011.

12. Fuzzy Logic Toolbox For Use with MATLAB (www.tailieu.vn)

LVTN Tài Liệu Tham Khảo.

GVHD: TS. Trư ng Viê ̣t Anh HVTH: 74 Trân Văn Lưu

14. Houria Boumaaraf., Abdelaziz Talha. Modeling of a Photovoltaic Panel and the

Search for its Maximum Power Point Tracking, EFEEA’10 International

Symposium on Environment Friendly Energies in Electrical Applications, Algeria, 2010.

15. J. H. Enslin et al. Integrated Photovoltaic Maximum Power Point Tracking.

16. L. Chaar. ―Solar Power Conversion. Elsevier Inc. pp. 661-673.

17. M. A. S. Masoum., M. Sarvi. A new fuzzy-based maximum power point tracker

for photovoltaic applications. Iranian Journal of Electrical & Electronic Engineering, 2005.

18. M.S. Aït Cheikh., C. Larbe.s, G.F. Tchoketch Kebir., A. Zerguerras. Maximum

power point tracking using a fuzzy logic control scheme, Revue des Energies Renouvelables, 2007.

19. Mayssa Farhat., Lassâad Sbita. Advanced Fuzzy MPPT Control Algorithm for Photovoltaic, Science Academy Transactions on Renewable Energy Systems Engineering and Technology, 2011.

20. Min Kuang Wu. Microcontroller Implementation of Low-Cost Maximum

Power Point Tracking Methods for Photovoltaic System, Southern Taiwan

University Department of Mechanical EngineeringbMaster’s Thesis, 2010.

21. Mohamed Salhi., Rachid El-Bachtri., Maximum Power Point Tracker using

Fuzzy Control for Photovoltaic System, International Journal of Research and Reviews in Electrical and Computer Engineering, 2011.

22. Muhammad H. Rashid. Power Electronics Handook, 2000.

23. Neson Diaz., Johann Hern´andez., Oscar Duarte. Fuzzy Maximum ower Point TrackingTechniques Applied to a Grid-Connected Photovoltaic System- Descent to Maximum Power Point Tracking Universidad Nacional, Colombia, 2010.

24. Nopporn Patcharaprakitia., Suttichai Premrudeepreechacharnb., Yosanai

Sriuthaisiriwong. Maximum power point tracking using adaptive fuzzy logic control for grid-connected photovoltaic system, Department of Electrical

LVTN Tài Liệu Tham Khảo.

GVHD: TS. Trư ng Viê ̣t Anh HVTH: 75 Trân Văn Lưu

Engineering, Rajamagala Institute of Technology, Chiang Rai 57120, Thailand, 2011.

25. Pongsakor Takun., Somyot Kaitwanidvilai., Chaiyan Jettanasen. Maximum

Power Point Tracking using Fuzzy Logic Control for Photovoltaic Systems, IMCES, HongKong, 2011.

26. Pongsakor Takun., Somyot Kaitwanidvilai., Chaiyan Jettanasen. Maximum

Power Point Tracking using Fuzzy Logic Control for Photovoltaic Systems. Proceedings of International Multiconference of Engineers and Computer Scientists, Hong Kong, 2011.

27. Subiyanto., Azah Mohamed., M A Hanan., Hamimi Fadziati Abd Wahab.,

Photovoltaic Maximum Power Point Tracking using Fuzzy Logic Controller, Proceedings of the Regional Engineering Postgraduate Conference, 2009.

28. Syafrudin Masri, Pui-Weng Chan “Development of a microcontroller – based boost converter for photovoltaic system” ISSN 1450-216X, Tracker Controller,

Southern Taiwan University, Master’s Thesis, 2010.

29. Mei Shan Ngan, Chee Wei Tan - A Study of Maximum Power Point Tracking

Algorithms for Stand-alone Photovoltaic Systems - 2011 IEEE Applied Power Electronics Colloquium (IAPEC).

TÀI LI U INTERNET 30. www.renewbl.com 31. www.pv.unsw.edu.au n.jpg 32. http://www.hepza.hochiminhcity.gov.vn 33. http://ebookfreetoday.com/view-pdf.php?bt=A-Maximum-Power-Point- Tracking-of-PV-System-by-Scaling-Fuzzy 34. http://www.dienmattroi.com/ung-dung-doi-song/144-ung-dung-nang-luong- mat-troi-tai-viet-nam.html.

35. Energy Information Administration (EIA). ―International Energy Outlook