4.4.2.1 Khi ∆D=0.002 Khi BXMT thay đổi 400-500-600Wp
Hình 4.12 Cường độ BXMT chiếu lên tấm pin Hình 4.13 Công suất ngõ ra pin NLMT Tại thời điểm T=0s cho ta thấy được BXMT chiếu sáng lên tấm pin làm (400 w/m2 , T=0,5s BXMT=500 w/m2, T=1s BXMT=600) w/m2 và tương ướng với thời giam đó thì công suất ngõ ra của pin mặt trời là 101w ; 125w; 150w MPP
HVTH : LÊ VIỆT TIẾN 61 Tại thời điểm T=0s cho ta thấy được điện áp ngõ ra và dòng điện ngõ ra bắt đầu tăng và quá độ một khoản thời gian rồi ổn định nhưng vẫn còn dao động. Đến thời điểm T=0,5s BXMT bắt đầu thay đổi làm cho dòng điện và điện áp dao động mạnh trong khoản thời gian ngắn rồi lại ổn định. Đến thời điểm T=1s BXMT bắt đầu thay đổi quá trình diễn ra như trên.
Hình 4.16 Tỉ số điều chế thời gian mạch Boost
Tại thời điểm T=0s ta delay ∆D 0.1s sau đó mạch bắt đầu hoạt động trong thời gian quá độ 90ms rồi ổn định lại nhưng có dao động. Đến thời điểm T=0,5s BXMT bắt đầu thay đổi làm cho tỉ số điều chết thay đổi, đến T=1s lại thay đổi tiếp.
Kết quả mô phỏng của thuật toán P&O cơ bản ở các BXMT khác nhau (400- 600) w/m2 ở và giá trị ∆D=0.002, ta thấy công suất bám theo MPP nhưng dạng sóng ngõ ra còn nhiều dao động không ổn định, hoạt động không tốt tại những lúc BXMT thay đổi.
HVTH : LÊ VIỆT TIẾN 62
4.4.2.2 Khi BXMT thay đổi 700-800-900Wp
Hình 4.17 Cường độ BXMT chiếu lên tấm pin Hình 4.18 Công suất ngõ ra pin NLMT Tại thời điểm T=0s cho ta thấy được BXMT chiếu sáng lên tấm pin làm (700 w/m2 , T=0,5s BXMT=800 w/m2, T=1s BXMT=900) w/m2 và tương ướng với thời gian đó thì công suất ngõ ra của pin mặt trời là 170w ; 201w; 220w MPP và thời gian quá độ ban đầu dài so với BXMT thấp
HVTH : LÊ VIỆT TIẾN 63 Tại thời điểm T=0s cho ta thấy được điện áp ngõ ra và dòng điện ngõ ra bắt đầu tăng và quá độ một khoản thời gian rồi ổn định nhưng vẫn còn dao động và thời gian quá độ ban đầu dài so với BXMT thấp. Đến thời điểm T=0,5s BXMT bắt đầu thay đổi làm cho dòng điện và điện áp dao động mạnh trong khoản thời gian ngắn rồi lại ổn định. Đến thời điểm T=1s BXMT bắt đầu thay đổi quá trình diễn ra như trên
Hình 4.21 Tỉ số điều chế thời gian mạch Boost
Tại thời điểm T=0s ta delay ∆D 0.1s sau đó mạch bắt đầu hoạt động trong thời gian quá độ 300ms rồi ổn định lại nhưng có dao động. Đến thời điểm T=0,5s BXMT bắt đầu thay đổi làm cho tỉ số điều chết thay đổi, đến T=1s lại thay đổi tiếp.
Kết quả mô phỏng của thuật toán P&O cơ bản ở các BXMT khác nhau (700- 900) w/m2 ở và giá trị ∆D=0.002, ta thấy công suất bám theo MPP nhưng dạng sóng ngõ ra còn nhiều dao động không ổn định hơn so với bức xạ thấp, hoạt động không tốt tại những lúc BXMT thay đổi.
HVTH : LÊ VIỆT TIẾN 64
4.4.2.3 Khi ∆D=0.008, BXMT thay đổi 400-500-600Wp
Hình 4.22 Cường độ BXMT lên tấm pin Hình 4.23 Công suất ngõ ra pin NLMT Tại thời điểm T=0s cho ta thấy được BXMT chiếu sáng lên tấm pin làm (400 w/m2 , T=0,5s BXMT=500 w/m2, T=1s BXMT=600) w/m2 và tương ướng với thời giam đó thì công suất ngõ ra của pin mặt trời là 101w ; 125w; 150w MPP
HVTH : LÊ VIỆT TIẾN 65 Tại thời điểm T=0s cho ta thấy được điện áp ngõ ra và dòng điện ngõ ra bắt đầu tăng và quá độ một khoản thời gian rồi ổn định nhưng vẫn còn dao động. Đến thời điểm T=0,5s BXMT bắt đầu thay đổi làm cho dòng điện và điện áp dao động mạnh trong khoản thời gian ngắn rồi lại ổn định. Đến thời điểm T=1s BXMT bắt đầu thay đổi quá trình diễn ra như trên
Hình 4.26 Tỉ số điều chế thời gian mạch Boost
Tại thời điểm T=0s ta delay ∆D 0.1s sau đó mạch bắt đầu hoạt động trong thời gian quá độ 60ms rồi ổn định lại nhưng có dao động. Đến thời điểm T=0,5s BXMT bắt đầu thay đổi làm cho tỉ số điều chết thay đổi, đến T=1s lại thay đổi tiếp.
Kết quả mô phỏng của thuật toán P&O cơ bản ở các BXMT khác nhau (400- 600) w/m2 ở và giá trị ∆D=0.008, ta thấy công suất bám theo MPP nhưng dạng sóng ngõ ra còn nhiều dao động không ổn định, hoạt động không tốt tại những lúc BXMT thay đổi.
HVTH : LÊ VIỆT TIẾN 66
4.4.2.4 Khi ∆D=0.008, BXMT thay đổi 700-800-900Wp
Hình 4.27 Cường độ BXMT lên tấm pin Hình 4.28 Công suất ngõ ra pin NLM Tại thời điểm T=0s cho ta thấy được BXMT chiếu sáng lên tấm pin làm (700 w/m2 , T=0,5s BXMT=800 w/m2, T=1s BXMT=900) w/m2 và tương ướng với thời gian đó thì công suất ngõ ra của pin mặt trời là 170w ; 201w; 220w MPP và thời gian quá độ ban đầu dài so với BXMT thấp
HVTH : LÊ VIỆT TIẾN 67 Tại thời điểm T=0s cho ta thấy được điện áp ngõ ra và dòng điện ngõ ra bắt đầu tăng và quá độ một khoản thời gian rồi ổn định nhưng vẫn còn dao động. Đến thời điểm T=0,5s BXMT bắt đầu thay đổi làm cho dòng điện và điện áp dao động mạnh trong khoản thời gian ngắn rồi lại ổn định. Đến thời điểm T=1s BXMT bắt đầu thay đổi quá trình diễn ra như trên
Hình 4.31 Tỉ số điều chế thời gian mạch Boost
Kết quả mô phỏng của thuật toán P&O cơ bản ở các BXMT khác nhau (700- 900) w/m2 ở và giá trị ∆D=0.08, ta thấy công suất bám theo MPP nhưng dạng sóng ngõ ra còn nhiều dao động hơn, không ổn định hơn, hoạt động không tốt
Khi ta so sánh hai giá trị ∆D=0.08 và ∆D=0.02 thì ta thấy rằng khi ∆D nhỏ thì sẽ ổn định hơn nhưng đạt được điểm MPP thì chậm hơn so với ∆D cao. ∆D cao thì dao động nhiều hơn khó xác định được điểm MPP, khó ổn định cho hệ thống khi hoạt động do ∆D cố định.
HVTH : LÊ VIỆT TIẾN 68
4.5 Kết quả mô phỏng dựa trên thuật toán Fuzzy-P&O 4.5.1 BXMT thay đổi 400-500-600Wp 4.5.1 BXMT thay đổi 400-500-600Wp
Hình 4.32 Cường độ BXMT chiếu lên tấm pin Hình 4.33 Công suất ngõ ra pin NLMT Tại thời điểm T=0s cho ta thấy được BXMT chiếu sáng lên tấm pin làm (400 w/m2 , T=0,5s BXMT=500 w/m2, T=1s BXMT=600) w/m2 và tương ướng với thời giam đó thì công suất ngõ ra của pin mặt trời là 103w ; 128w; 153w MPP
HVTH : LÊ VIỆT TIẾN 69 Tại thời điểm T=0s cho ta thấy được điện áp ngõ ra và dòng điện ngõ ra bắt đầu tăng và quá độ một khoản thời gian rồi ổn định. Đến thời điểm T=0,5s BXMT bắt đầu thay đổi làm cho dòng điện và điện áp dao động ngắn trong khoản thời gian ngắn rồi lại ổn định. Đến thời điểm T=1s BXMT bắt đầu thay đổi quá trình diễn ra như trên
Hình 4.36 Tỉ số điều chế thời gian mạch Boost
Tại thời điểm T=0s ta delay ∆D 0.1s sau đó mạch bắt đầu hoạt động trong thời gian quá độ 30ms rồi ổn định. Đến thời điểm T=0,5s BXMT bắt đầu thay đổi làm cho tỉ số điều chết thay đổi, đến T=1s lại thay đổi tiếp.
Kết quả mô phỏng của thuật toán P&O cơ bản ở các BXMT khác nhau (400- 600) w/m2, ta thấy công suất bám theo MPP nhưng dạng sóng ngõ ra không còn dao động ổn định, hoạt động tốt tại những lúc BXMT thay đổi.
HVTH : LÊ VIỆT TIẾN 70
4.5.2 Khi BXMT thay đổi 700-800-900Wp
Hình 4.37 Cường độ BXMT chiếu lên tấm pin Hình 4.38 Công suất ngõ ra pin NLMT Tại thời điểm T=0s cho ta thấy được BXMT chiếu sáng lên tấm pin làm (700 w/m2 , T=0,5s BXMT=800 w/m2, T=1s BXMT=900) w/m2 và tương ướng với thời gian đó thì công suất ngõ ra của pin mặt trời là 170w ; 201w; 220w MPP và thời gian quá độ ban đầu dài so với BXMT thấp
HVTH : LÊ VIỆT TIẾN 71 Tại thời điểm T=0s cho ta thấy được điện áp ngõ ra và dòng điện ngõ ra bắt đầu tăng và quá độ một khoản thời gian rồi ổn định. Đến thời điểm T=0,5s BXMT bắt đầu thay đổi làm cho dòng điện và điện áp dao động ngắn trong khoản thời gian ngắn rồi lại ổn định. Đến thời điểm T=1s BXMT bắt đầu thay đổi quá trình diễn ra như trên.
Hình 4.41 Tỉ số điều chế thời gian mạch Boost
Tại thời điểm T=0s ta delay ∆D 0.1s sau đó mạch bắt đầu hoạt động trong thời gian quá độ 90ms rồi ổn định. Đến thời điểm T=0,5s BXMT bắt đầu thay đổi làm cho tỉ số điều chết thay đổi, đến T=1s lại thay đổi tiếp.
Kết quả mô phỏng của thuật toán P&O cơ bản ở các BXMT khác nhau (700- 900) w/m2, ta thấy công suất bám theo MPP nhưng dạng sóng ngõ ra không còn dao động ổn định, hoạt động tốt tại những lúc BXMT thay đổi
HVTH : LÊ VIỆT TIẾN 72
4.5.3 So sánh kết quả thu được giữa P&O và Fuzzy-P&O
Hình 4.42 Công suất ngõ ra pin NLMT
Bảng 4.1 Kết quả so sánh cho điểm công suất tối đa
Thuật toán MPPT Công suất MPP % Dao động(ms) Tính ổn định
P&O 93-97 200 Không ổn định
Adaptive P&O-fuzzy
95-100 50 Ổn định hơn
Kết quả so sánh công suất ngõ ra của hai thuật toán Fuzzy-P&O và P&O cơ bản. Tại thời điểm T=0s mạch bắt đầu hoạt động xảy ra quá độ, ở bức xạ thấp thời gian quá độ ngắn hơn so với bức xạ cao. Theo thực tế thì công suất bám theo của Fuzzy-P&O cao hơn P&O và ổn định hơn nhiều so với P&O.
HVTH : LÊ VIỆT TIẾN 73
Hình 4.43 Dòng điện ngõ ra pin NLMT Bảng 4.2 Kết quả so sánh dòng điện ngõ ra
Thuật toán MPPT Dòng điện MPP % Dao động(ms) Tính ổn định
P&O 90-95 200 Không ổn định
Adaptive P&O-fuzzy
95-100 85 Ổn định hơn
Kết quả so sánh công suất ngõ ra của hai thuật toán Fuzzy-P&O và P&O cơ bản. Tại thời điểm T=0s mạch bắt đầu hoạt động xảy ra quá độ, ở bức xạ thấp thời gian quá độ ngắn hơn so với bức xạ cao. Khi T=0.5s thì dòng điện ngõ ra của Fuzzy- P&O dao động và ổn định nhanh hơn so với P&O và tương tự vậy tại T=1s
HVTH : LÊ VIỆT TIẾN 74 Hình 4.44 Điện áp ngõ ra pin NLMT
Bảng 4.3 Kết quả so sánh điện ngõ ra
Thuật toán MPPT Độ vọt lố (V) Dao động(ms) Tính ổn định
P&O 5 200 Không ổn định
Adaptive P&O-fuzzy
2 90 Ổn định hơn
Kết quả so sánh công suất ngõ ra của hai thuật toán Fuzzy-P&O và P&O cơ bản. Tại thời điểm T=0s mạch bắt đầu hoạt động xảy ra quá độ, ở bức xạ thấp thời gian quá độ ngắn hơn so với bức xạ cao. Khi T=0.5s thì điện áp ngõ ra của Fuzzy- P&O dao động và ổn định nhanh hơn, độ vọt lố thấp so với P&O và tương tự vậy tại T=1s
HVTH : LÊ VIỆT TIẾN 75
Hình 4.45 Tỉ số điều chế thời gian mạch Boost Bảng 4.4 So sánh tỉ sổ đều chế thời gian
Thuật toán MPPT Thời gian phản ứng
(ms) Dao động(ms) Tính ổn định P&O 175 500 Không ổn định Adaptive P&O-fuzzy 100 100 Ổn định hơn
Kết quả so sánh công suất ngõ ra của hai thuật toán Fuzzy-P&O và P&O cơ bản. Tại thời điểm T=0s mạch bắt đầu hoạt động xảy ra quá độ, ở bức xạ thấp thời gian quá độ ngắn hơn so với bức xạ cao. Khi T=0.5s thì tỉ số điều chế thời giana của Fuzzy-P&O dao động và ổn định nhanh hơn so với P&O và tương tự vậy tại T=1s. Tỉ số thời gian quyết định sự ổn định của hệ thống do nó điều chế xung cho bộ PWM.
HVTH : LÊ VIỆT TIẾN 76
4.6 Kết luận
Kết quả mô phỏng cho ta thấy thuật toán mới P&O-Fuzzy vượt trội hơn so với P&O cơ bản. Công suất ngõ ra, dòng điện ngõ ra, điện áp ngõ ra, tỉ số điều chế thời gian tất cả đều vượt trội hơn khi mạch hoạt đông bình thường và khi có bức xạ mặt trời thay đổi liện tục thuật toán P&O-Fuzzy ít dao động và ổn định nhanh giúp hệ thống dễ bán đuổi công suất cực đại nhanh chóng và chính xác hơn cũng như cho phép đẩy nhanh tốc độ hội tụ về điểm làm việc MPP khi nhiệt độ cùng độ rọi môi trường biến động.
HVTH : LÊ VIỆT TIẾN 77
Chương 5 KẾT LUẬN
Luận văn này đã trình bày một thuật toán MPPT mới với kết hợp các thuật toán P&O và FLC. Thuật toán này sử dụng các tính năng đơn giản có sẵn trong cả P&O và FLC góp phần giảm sự phức tạp trong hoạt động mà không ảnh hưởng đến mục tiêu hiệu suất cao. Một loạt các mức độ chiếu xạ đã được xem xét đóng góp vào tính độc đáo của tác phẩm này đặc biệt là trong hoạt động ở độ rọi thấp. Phân tích ở trạng thái ổn định hoạt động đã được sử dụng rộng rãi trước đây, và thông qua phân tích bổ sung với hoạt động năng động, hơn thế nữa kết quả toàn diện và phát hiện có thể thu được cho đánh giá thêm. Thuật toán được đề xuất đã được chứng minh và đánh giá so sánh đã được thực hiện với P&O và FLC thông thường để thu được kết quả xác minh hiệu suất tốt hơn của nó. Trạng thái ổn định và năng động các công trình mô phỏng xác nhận hiệu suất tốt nhất của thích nghi Thuật toán MPPT P & O-mờ để đạt được tỷ lệ MPP cao với dao động thấp và vượt qua, góp phần vào hoạt động ổn định cao5.1 Những vấn đề đã giải quyết trong luận văn
Nghiên cứu, tìm hiểu những vấn đề liên quan PV, các thuật toán MPPT, các dạng hệ thống PV hoạt động độc lập.
Mô hình mô phỏng được đặc tính của PV, array PV kết hợp mạch Buck- Boost converter qua thuật toán MPPT trên cơ sở Fuzzy-P&O.
* Kết quả đạt được cụ thể như sau:
Với thuật toán MPPT trên cơ sở Fuzzy-P&O, công suất thu được từ hệ PV đạt được giá trị cực đại ứng với mỗi độ chiếu sáng khác nhau.
5.2 Những vấn đề còn tồn tại
o Chưa xét đến quá trình quá độ khi nối lưới.
o Chưa xét đến một số hiện tượng bóng che
* Các hướng phát triển của đề tài
Nghiên cứu các phương pháp khắc phục hiện tượng bóng che từng phần Nối lưới Pin năng lượng mặt trời
HVTH : LÊ VIỆT TIẾN 78
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 Faranda, R., Leva, S.: ‘Energy comparison of MPPT techniques for PV systems’, WSEAS Trans. Power Syst., 2008, 3, pp. 446–455
2 Ko, S.-H., Chao, R.-M.: ‘Photovoltaic dynamic MPPT on a moving vehicle’, Sol. Energy, 2012, 86, pp. 1750–1760
3 Chen, W., Shen, H., Shu, B., Qin, H., Deng, T.: ‘Evaluation of performance of MPPT devices in PV systems with storage batteries’, Renew. Energy, 2007, 32, pp. 1611–1622
4 Andrejasic, M., Jankovec, M.: ‘Topic. Comparison of direct maximum power point tracking algorithms using EN 50530 dynamic test procedure’, IET Renew. Power Gener., 2011, 5, (4), pp. 281–286
5 Long, X., Liao, R., Zhou, J.: ‘Low-cost charge collector of photovoltaic power conditioning system based dynamic DC/DC topology’, IET Renew. Power Gener., 2011, 5, (2), pp. 167–174
6 Houssamo, I., Locment, F., Sechilariu, M.: ‘Maximum power tracking for photovoltaic power system: development and experimental comparison of two algorithms’, Renew. Energy, 2010, 35, pp. 2381–2387