Cải tiến thuật toán INC trong điều khiển bám điểm công suất cực đại hệ thống pin mặt trời cấp điện độc lập

Bài viết Cải tiến thuật toán INC trong điều khiển bám điểm công suất cực đại hệ thống pin mặt trời cấp điện độc lập trình bày năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng sạch, vô tận và không gây ô nhiễm môi trường. Việc nghiên cứu hệ thống điện mặt trời có ý nghĩa rất quan trọng, góp phần khai thác triệt để nguồn năng lượng tự nhiên trong khi các nguồn năng lượng truyền thống đang ngày càng cạn kiệt,... Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Cải tiến thuật toán INC trong điều khiển bám điểm công suất cực đại hệ thống pin mặt trời cấp điện độc lậpTạp chí KH Nông nghiệp Việt Nam 2016, tập 14, số 5: 785-798www.vnua.edu.vnVietnam J. Agri. Sci. 2016, Vol. 14, No. 5: 785-798CẢI TIẾN THUẬT TOÁN INC TRONG ĐIỀU KHIỂN BÁM ĐIỂM CÔNG SUẤT CỰC ĐẠIHỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI CẤP ĐIỆN ĐỘC LẬPĐỗ Vũ Lực*, Kang Jin-songĐại Học Đồng Tế (Tongji University), Thượng Hải, Trung QuốcEmail*: dovuluc@gmail.comNgày gửi bài: 08.03.2016Ngày chấp nhận: 05.06.2016TÓM TẮTNăng lượng mặt trời là nguồn năng lượng sạch, vô tận và không gây ô nhiễm môi trường. Việc nghiên cứu hệthống điện mặt trời có ý nghĩa rất quan trọng, góp phần khai thác triệt để nguồn năng lượng tự nhiên trong khi cácnguồn năng lượng truyền thống đang ngày càng cạn kiệt. Điều khiển bám điểm công suất cực đại hệ thống pin điệnmặt trời (Maximum Power Point Tracking, MPPT) được coi là một phần không thể thiếu trong hệ thống điện mặt trời,được áp dụng để nâng cao hiệu suất của dàn pin điện mặt trời. Bài báo giới thiệu và đưa ra một phương pháp cảitiến thuật toán điện dẫn gia tăng (Incremental Conductance Algorithm, INC); đồng thời kết hợp với phương phápĐiện áp không đổi (Constant Voltage tracking, CVT) thực hiện điều khiển bám điểm công suất cực đại của dàn pinđiện mặt trời. Kết quả mô phỏng cho thấy, phương pháp cải tiến thuật toán INC cho hiệu quả tốt hơn.Từ khóa: Bám điểm công suất cực đại (MPPT), pin điện mặt trời (PV), thuật toán điện dẫn gia tăng (INC), thuậttoán điện áp không đổi (CVT).Maximum Power Point Tracking ControlBased on Improved Incremental Conductance MethodABSTRACTSolar energy is clean, endless and does not pollute the environment. Solar energy system research plays a veryimportant role to fully exploit the natural energy resources while traditional energy sources become scare. MaximumPower Point Tracker (MPPT) control for Solar panels considered as an indispensable part of the solar power systemis applied in order to improve the efficiency of solar panels. This paper described and proposed a modifier ofIncremental Conductance (INC) algorithms with Constant Voltage tracking (CVT) that were used to implement forMaximum Power Point control of Solar panels. Simulation results showed that modifier of INC algorithm had a bettereffect.Keywords: Constant voltage tracking (CVT), incremental conductance algorithm (INC), maximum power pointtracking (MPPT), photovoltaic (PV).1. ĐẶT VẤN ĐỀMPPT (Maximum Power Point Tracking) làphþĄng pháp dò tìm điểm làm việc có c÷ng suçtcăc đäi cûa hệ thùng pin điện mðt trąi th÷ngqua việc đóng mć khóa điện tā cûa bộ biến đúiDC/DC (Wu Libo, 2006). PhþĄng pháp MPPTđþợc sā dýng rçt phú biến trong hệ thùng pinquang điện làm việc độc lêp cüng nhþ trong hệthùng điện mðt trąi có nùi vĆi lþĆi điện. Khi mộttçm PV đþợc míc trăc tiếp vào một tâi, điểmlàm việc cûa tçm PV đó sẽ là giao điểm giĂađþąng đðc tính làm việc I - V cûa tçm pin vàđþąng đðc tính I - V cûa tâi. Giâ sā nếu tâi làthuæn trć thì đþąng đðc tính tâi là một đþąngthîng vĆi độ dùc là 1/Rtâi.785Cải tiến thuật toán INC trong điều khiển bám điểm công suất cực đại hệ thống pin mặt trời cấp điện độc lập5.04.5Rtai 21/Rdoc3.02.5tai3.5DoDong dien (A)4.0MPPRtai 12.01.5Rtai 31.00.50Gia tang Rtai5 10 15 20 25 30 35 40 45 50Dien ap (V)Hình 1. Đặc tính làm việc I-V của PV và tâiTÿ đðc tính I - V cho thçy có một điểm göilà điểm c÷ng suçt căc đäi (MPP - MaximumPower Point), là điểm mà khi hệ thùng hoätđộng täi điểm đó thì c÷ng suçt ra cûa PV là lĆnnhçt. Các yếu tù về thąi tiết ânh hþćng rçt lĆntĆi hoät động cûa PV. Trong đó, nhiệt độ vàcþąng độ bĀc xä mðt trąi là nhĂng yếu tù tiêubiểu ânh hþćng mänh nhçt tĆi đðc tính I - Vdén tĆi să thay đúi vị trí MPP cûa PV. Th÷ngthþąng, điểm làm việc hiếm khi ć đúng täi vị trícó c÷ng suçt lĆn nhçt, vì vêy nó sẽ kh÷ng sinh rac÷ng suçt lĆn nhçt. Mäng nguøn pin mðt trąithþąng bị quá tâi khi phâi bù cho một lþợngc÷ng suçt thçp vào thąi gian ánh sáng yếu kéodài nhþ trong mùa đ÷ng. Să kh÷ng thích ĀnggiĂa tâi và các tçm pin mðt trąi thþąng làm chonguøn pin mðt trąi bị quá tâi và gåy ra tún haotrong toàn hệ thùng. Để giâi quyết vçn đề này,phþĄng pháp MPPT đþợc sā dýng để duy trìđiểm làm việc cûa nguøn điện pin täi đúng điểmcó c÷ng suçt phát ra lĆn nhçt. Có nhiều thuêttoán đþợc nghiên cĀu và Āng dýng trong thăctế. Bài báo này giĆi thiệu hai thuêt toán Điệndén gia tëng (INC) và Điện áp kh÷ng đúi (CVT).Đøng thąi đþa ra phþĄng pháp câi tiến thuêttoán INC, kết hợp vĆi thuêt toán CVT để xåydăng hệ thùng m÷ phông điều khiển bám điểmc÷ng suçt căc đäi cho hệ PV.7862. XÂY DỰNG MÔ HÌNH TOÁN HỌC HỆ PVPin quang điện PV có mäch điện tþĄngđþĄng nhþ một Diode míc song song vĆi mộtnguøn điện quang sinh. Ở cþąng độ ánh sáng únđịnh, PV có träng thái làm việc nhçt định, dòngđiện quang sinh kh÷ng thay đúi theo träng tháilàm việc. Do đó, trong mäch điện tþĄng đ ...