Σχεδίαση Ελεγκτή για την Εύρεση του Σημείου Μέγιστης Ισχύος Λειτουργίας Φωτοβολταϊκού Συστήματος υπό Συνθήκες Μερικής Σκίασης

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία αναπτύσσεται ελεγκτής δύο σταδίων για την εύρεση του σημείου μέγιστης ισχύος λειτουργίας εν ός φωτοβολταϊκού συστήματος υπ ό συνθήκες μερικής σκίασης. Το πρώτο στάδιο του ελεγκτή βασίζεται στην τεχνική ελέγχου της Γραμμικής Εξίσωσης Φορτίου, όπου μια γραμμική εξίσωση της τάσης, συναρτήσει του ρεύματος , μεταφέρει τη λειτουργία του συστήματος κοντά στην περιοχή του σημείου μέγιστης ισχύος, ενώ το δεύτερο στάδιο αποτελείται από τον αλγόριθμο Στοιχειώδους Αγωγιμότητας, ο οπ οίος αναλαμβάνει την ακριβή εύρεση του σημείου μέγιστης ισχύος. Επίσης, αναπτύσσεται μοντέλο φ ωτοβ ολταϊκού συστήματος, με τη χρήση του λογισμικού Simulink®/Matlab®, για την προσομοίωση της λειτουργίας του Προτεινόμενου αλγορίθμου ελέγχου, καθώς και των αλγορίθμων Διαταραχής και Παρατήρησης, Στοιχειώδους Αγ ωγιμότητας και τον αλγόριθμο Τοποθέτησης Σημαίας, ώστε να αξιολογηθεί η αποτελεσματικότητα του πρώτου. Τέλος, από τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων σε πραγματικό φωτοβολταϊκό σύστημα και για συγκεκριμένη μεταβολή στο επίπεδο της ηλιακής ακτιν οβολίας καθώς και από τον τρόπο σκίασης των φωτοβολταϊκών πλαισίων , προέκυψε ότι η Προτεινόμενη τεχνική ελέγχου επιτυγχάνει την εύρεση του σημείου μέγιστης ισχύος με την εμφάνιση ελάχιστων ταλαντώσεων.

This diploma thesis develops a two stages maximum power point tracking controller for the operation of a photovoltaic system under partially shaded conditions. The first stage is based on the Load Line control technique, where a linear equation of the voltage with the current transfer the operation of the system in the vicinity of the maximum power point, and the second stage is composed of the Incremental Conductance algorithm, which is responsible to converge the operation of the system on the maximum power point. In addition, it is developed a model of a photovoltaic system with the use of Simulink®/Matlab® software. The model is used to simulate the operation of the Proposed algorithm, as well as the operation of the Perturb and Observe algorithm, the Incremental Conductance algorithm and the Flag Locating a lgorithm in order to determine the efficiency of the former. Finally, the simulation results on a real photovoltaic system under certain change in the irradiance level and on the way that the photovoltaic panels are shaded show that the Proposed control technique tracks the maximum power point with minimum oscillations.