2.3.2 .1Các bộ biến đổi bán dẫn trong hệ thống
b) Thuật toán nhiễu loạn và quan sát (Perturb and Observe P&O)
Phương pháp thực hiện nhiễu loạn và quan sát (P&O) cũng giống như cái tên của
nó, thuật tốn dựa vào việc quan sát công suất đầu ra và dịch chuyển công suất dựa vào tăng hoặc giảm điện áp hay dòng điện tham chiếu. Việc tăng hay giảm tín hiệu tham chiếu phụ thuộc vào cơng suất trích mẫu trước đó.
Hình 2-31 mơ tả cấu trúc bộ điều khiển MPPT với thuật tốn P&O. Trong đó tín hiệu dịng điện, điện áp ra của PMT được xử lý nhờ thuật tốn P&O, sau khi tính tốn, thuật tốn dưa ra tín hiệu điện áp tham chiếu Vref . Đây là điện áp cần bám để có thể dị điểm cơng suất cực đại. Hệ thống cần thêm bộ điều khiển để việc bám này thực hiện đạt hiệu quả cao.
Hình 2- 31: Sơ đồ cấu trúc bộ điều khiển MPPT với thuật toán P&O
Từ đồ thị đặc tính P-V (Hình 2-32) dưới đây, ta thấy rằng: Nếu điểm hoạt động của hệ thống đang di chuyển theo hướng 1 tức ∆P > 0 và ∆V > 0 thì tăng điện áp để kéo điểm hoạt động về điểm công suất cực đại MPP. Nếu điểm hoạt động đang di chuyển theo hướng 2 tức ∆P < 0 và ∆V < 0 thì tăng điện áp để kéo điểm hoạt động ngược trở về điểm công suất cực đại MPP. Nếu điểm hoạt động đang di chuyển theo hướng 3 tức ∆P > 0 và ∆V < 0 cần giảm điện áp để kéo điểm hoạt động về điểm công suất cực đại MPP. Cuối cùng điểm hoạt động của hệ thống đang di chuyển theo hướng 4 tức ∆P < 0 và ∆V > 0 thì cần giảm điện áp để kéo điểm hoạt động trở về điểm công suất cực đại MPP.
NGUYỄN VĂN TUẤN 20164394 37
Hình 2- 32: Đặc tính P-V của pin mặt trời
Hình 2- 33: Lưu đồ thuật tốn P&O điều khiển theo điện áp tham chiếu Vref
Thuyết minh thuật toán:
NGUYỄN VĂN TUẤN 20164394 38
• Tính P(k)=V(k)xI(k), ∆P=P(k)-P(k-1) và ∆V=V(k)-V(k-1).
• Nếu ∆P>0 và ∆V>0 hoặc ∆P<0 và ∆V<0 thì tăng Vref.
• Nếu ∆P>0 và ∆V<0 hoặc ∆P<0 và ∆V>0 thì giảm Vref.
• Cập nhật các giá trị dòng điện và cơng suất rồi thực hiện chu trình tiếp theo. Nhận xét:
• Ưu điểm: Cấu trúc đơn giản dễ thực hiện, cần ít thơng số để tính tốn.
• Nhược điểm: Cơng suất của hệ thống bị dao động xung quanh công suất cực đại.
2.3.2.2.5 Phương pháp điều khiển MPPT
Thuật toán MPPT sẽ ra lệnh cho bộ điều khiển MPPT phải làm gì để điều chỉnh điện áp làm việc. Sau đó nhiệm vụ của bộ điều khiển MPPT là điều chỉnh tăng giảm điện áp làm việc và duy trì ổn định mức điện áp làm việc của hệ nguồn pin mặt trời. Có 3 phương pháp phổ biến điều khiển MPPT.