Chương 3 : ĐỀ XUẤT THUẬT TOÁN ĐÁP ỨNG CÁC ĐIỀU KIỆN THAY ĐỔI
3.2 Giải thuật đề xuất tìm điểm MPPT khi các dãy pin bị bóng che một phần (Mức
(Mức bức xạ trên các PV bị che là đồng đều)
Hình 3. 5 Các dãy pin màu đen có mức bức xạ (Ir=400W/m2) với dãy pin màu trắng có mức bức xạ (Ir=1000W/m2) trên một mảng PV
38
Ở hình minh họa 3.5 ta thấy trên một mảng PV trong đó các module bị bóng che một phần đều có chung một mức là 400W/m2. Các module cịn lại khơng bị bóng che đều ở mức bức xạ là 1000W/m2. Như vậy ở đây mảng PV đã bị bóng che một phần nhưng có mức bức xạ các pin bị che là như nhau. Thuật toán bên dưới áp dụng cho trường hợp này và được kiểm chứng trong phần kết quả mơ phỏng (Chương 4).
Hình 3.6 cho thấy lưu đồ của thuật toán MPPT được cải tiến để theo dõi GMPP trong điều kiện bóng che một phần. Việc thực hiện các thuật tốn ln bắt đầu với giá trị điện áp tham chiếu (Vref ) được thiết lập là 85% điện áp hở mạch Voc(khối 1) như trong chương trình chính đồng thời nhập thơng số ban đầu là số lượng module PV (N: số lượng module). Dưới bức xạ mặt trời đồng nhất, chỉ có một đỉnh trong đường cong P-V. Các phương pháp MPPT truyền thống như theo dõi và quan sát (P & O) có thể hoạt động tốt. Do đó, cho đến khi bóng che xảy ra, nó duy trì hoạt động tại GMPP bằng cách liên tục thực hiện phương pháp P & O (khối 2 và 3). Khi một MPP được tìm thấy, nó sẽ lưu trữ thơng tin điểm cực đại này, ví dụ như cơng suất dãy PV và điện áp dãy PV (khối 4). Một chương trình ngắt định thời được sử dụng để đảm bảo kiểm tra thường xun điều kiện bóng (khối 5). Khi điện áp mơ đun PV lớn hơn một điện áp khác trong cùng một điểm (Vi Vj), điều đó có nghĩa là bóng che một phần đã xảy ra. Khi sự sai số tuyệt đối giữa hai điện áp này lớn hơn một hằng số đã xác định trước (được sử dụng để loại bỏ sự xáo trộn của mẫu và những khác biệt nhỏ do sự thay đổi nhẹ, Const trong luận văn được chọn 0.05V, giá trị này tăng hoặc giảm sẽ được cân chỉnh theo thực tế trong quá trình lắp đặt), "Chương trình chính" sẽ gọi "chương trình con theo GMPP" (khối 7). "Chương trình con theo GMPP" xác định GMPP thực sự và sau đó chuyển quyền kiểm sốt sang "Chương trình chính", duy trì hoạt động tại GMPP mới này.
"Chương trình con theo dõi GMPP" xác định vị trí của MPP cuối cùng trên đường cong P-V (khối 8). Khi điện áp của bất kỳ mô đun PV nào nhỏ hơn 0 (Vi 0), nó có nghĩa là đỉnh MPP này là đỉnh cuối cùng bên trái trên đường cong P-V [như hình 3.2(d)], và khi đó điện áp tham chiếu của đỉnh phải được đặt khoảng 85% điện áp hở mạch Voc(khối 9). Sau đó, một kỹ thuật MPP thơng thường (như P & O) được áp dụng để theo dõi đỉnh này (khối 10 và 11). Khi bất kỳ điện áp mô đun PV nào không
39
nhỏ hơn 0, thì đỉnh MPP này là đỉnh cuối cùng bên phải trên đường cong P-V. Nó chia tất cả các module PV thành hai nhóm điện áp theo giá trị của chúng và tính M (số lượng mơ-đun trong nhóm theo nhóm điện áp), với điện áp nhỏ hơn (khối 12), M mô đun này sẽ được bỏ qua và sẽ không xuất ra bất kỳ cơng suất nào (như trong Hình 3.2 (d)), lúc này điện áp tham chiếu của đỉnh trái bằng khoảng 85% của 1M N/ *Voc (khối 13). Sau đó, cùng một kỹ thuật MPP được áp dụng để theo dõi đỉnh này (khối 14 và 15). Bằng cách so sánh giá trị điện áp của đỉnh này (MPP mới) và giá trị điện áp của đỉnh MPP cuối cùng (MPP cuối cùng), sau đó ta sẽ thu được các giá trị lớn nhất của hệ thống và lúc này hệ thống đang hoạt động tại điểm GMPP (khối 16 và 17). Cuối cùng, điện áp tham chiếu được đặt thành điện áp của GMPP thực sự, và truyền tín hiệu điều khiển vào "Chương trình chính", nó duy trì hoạt động tại GMPP này cho đến khi ngắt định thời lại xảy ra.
40
Hình 3. 6 Lưu đồ tìm MPPT cải tiến cho dãy pin bị bóng che một phần (các mức bức xạ trên các pin bị che giống nhau) (các mức bức xạ trên các pin bị che giống nhau)
Chương trình chính Yes No o No No Yes Yes Start 1. Vref= 0.85*Voc Nhập số lượng PV moudule, N
2. Đo giá trị điện áp, dịng điện; Gọi thuật
tốn P&O 3. Có phải MPPT khơng? 4. Lưu trữ giá trị MPP: Pmax_last, Vm_last 5. Thời gian ngắt? 6. |Vi-Vj|>Const, i, j=1,2,…n? 7. Gọi thuật tốn tìm điểm GP Chương trình con Yes No
12. Chia các module điện áp PV thành hai nhóm; tính tốn
số lượng PV module trong từng nhóm nhỏ, M
13. Set Vref = 0.85*(1-M/N)*VOC
14. Đo giá trị Vcurrent, Gọi thuật tốn P&O
15.Có phải MPPT khơng? 19. Set Vref=Vm_new No Yes No Yes Start 8. Vi<0, i=1,2,…n? 16. Lưu trữ giá trị MPP: Pmax_last, Vm_new 11. Có phải MPP không? 17.Pmax_last> Pmaxnew? 10. Đo giá trị điện áp
và dịng điệng. Gọi thuật tốn P&O
18. Set Vref=Vm_last 20. Return Yes No 9. Vref=0.85*Voc
Đo giá trị V(n), I(n) Start P(n) = V(n) * I(n) ΔP = P(n) - P(n-1) ΔV = V(n) - V(n-1) ΔP≠0 & ΔV≠0 Update P(n-1) = P(n) V(n-1) = V(n) I(n-1) = I(n) Thuật toán P&O
ΔP/ΔV > 0
Vref = V(n) +
ΔVref Vref = V(n) - ΔVref
No
Yes
Yes
41
Để hiểu thuật toán với một ví dụ, giả sử rằng một mảng PV trong trường hợp Hình 3.2 (c). Các đỉnh địa phương [điểm B, như trong Hình 3.2 (c)] được theo dõi bằng phương pháp P & O. Liệu MPP có đạt được hay không được kiểm tra bằng cách xác định dấu hiệu của công suất trong hai sự nhiễu loạn tiếp theo. Khi đỉnh địa phương (điểm B) được theo dõi và lưu trữ thông tin hiện tại (Pmax_last 2112W , Vm last_ 73.7V), thuật tốn đo điện áp mơ đun V1V2 21.6Vvà V3 V4 20.8V. Rõ ràng, phán đoán (Vi Vj) được thiết lập, và "chương trình con theo dõi GMPP" được gọi. Trong chương trình theo dõi GMPP, khơng có điện áp mơ đun nhỏ hơn khơng, do đó các điện áp mơ đun được chia thành hai nhóm (V V1, 2và V V3, 4), và M bằng 2. Sau đó điện áp tham chiếu mới được đặt là 36.04 V, và phương pháp P & O được áp dụng để theo dõi một đỉnh khác (điểm A). Khi đỉnh (điểm A) được theo dõi, các thông tin mới (
max_new 2226
P W, Vm new_ 32.2V ) được lưu trữ. Công suất đầu ra của MPP mới lớn
hơn so với cái cũ, vì vậy điểm A là GMPP.