ردیابی ماکزیمم توان برای سلول خورشیدی (MPPT) با استفاده از تکنیک سنکرون سازی خطای دینامیکی

سلول خورشیدی به عنوان یک منبع تولید پراکنده مطرح می باشد که توان خروجی آن وابسته به میزان تابش ورودی و دمای محیط می باشد و بر این حسب یک رابطه غیرخطی در آن تعریف می شود . لازمه افزایش راندمان سلول خورشیدی یافتن نقطه ماکزیمم جریان گیری از پنل فتوولتائیک می باشد .

مسئله توان خروجی برای یک سلول خورشیدی علی الخصوص در هنگام نصب آن به یک ریزشبکه اهمیت می یابد چرا که به منظور افزایش قابلیت اطمینان ریزشبکه مورد نظر ، توان خروجی سلول خورشیدی مهم می باشد .

 

شماتیک یک ریزشبکه نمونه

در این پروژه به منظور انجام مسئله MPPT از سنکرون سازی خطای دینامیکی با استفاده از کلیدزنی مبدل استفاده شده است ، به گونه ای که پس از بیان مدل غیرخطی جریان خروجی فتوولتائیک برحسب ولتاژ آن از این واقعیت که توان ماکزیمم در لحظه نسبت به ولتاژ سلول و جریان سلول تغییر نمی کند ، معادلات مرتبه کسری را بیان می کنیم و از این معادله ، رابطه بین تغییرات ولتاژ و جریان برای دست یابی به هدف (ماکزیمم توان) استخراج می شود که از این رابطه در کلیدزنی مبدل DC/DC استفاده می شود . در شماتیک زیر بلوک بندی مراحل لازم برای انجام MPPT نشان داده شده است .

 

 شماتیک کنترلی برای تعیین دوره کار

استخراج دمای سلول و تخمین ولتاژ با توجه به کاهش خطای دینامیکی مطرح شده در بخش قبل مبنای اصلی کار می باشد که پس از تخمین ولتاژ و دریافت ولتاژ خروجی مبدل در کنترلر مبدل سیگنال کنترلی لازم تولید می شود که از آن برای تعیین دوره کار برای مبدل DC/DC استفاده می شود ، البته وجود بار AC در خروجی ما را بر آن می دارد تا از یک اینورتر DC/AC در خروجی مبدل استفاده کنیم .

پروژه - پایان نامه انجام شده در زمینه قدرت (شماره 1)

ارزیابی عملکرد تصادفی و تعیین سایز برای شبکه هیبریدی شامل سلول خورشیدی ، توربین بادی و ذخیره ساز انرژی :

در این پروژه هدف بهینه سازی اندازه (سایز) در کنار سنجش قابلیت اطمینان برای شبکه هیبریدی شامل منابع انرژی نو می باشد . در این پایان نامه مهندسی برق قدرت ، توان توربین بادی و سلول خورشیدی به صورت تصادفی و طبق داده های میانگین براساس حرکت اتورگرسیو داده شده است . 

بهینه سازی براساس جستجوی الگو ترکیب شده با شبیه سازی مونت کارلو به منظور مینیمم کردن هزینه سیستم و برقراری قابلیت اطمینان سیستم انجام گرفته است . 

شبیه سازی با استفاده از روش مونت کارلو و اندازه گیری در لحظه اندیس های قابلیت اطمینان به منظور بالا بردن آن ها و کاهش هزینه از اهداف کلی این پایان نامه برق قدرت می باشد . 

در کنار این مسئله استراتژی شیفت بار به منظور انعطاف پذیری شبکه و کاهش خظاهای فرکانس و ولتاژ در حالت های کاهش توان تولیدی منابع نیز در پایان نامه دخالت داده شده است که در این مسئله از الگوریتم هوشمند استفاده کرده ایم . درصد های مختلف شیفت بار و در نظر گرفتن قابلیت اطمینان و هزینه شبکه هیبریدی در شرایط مختلف نیز در این حالت در نظر گرفته شده است . در این حالت با مصالحه میان قابلیت اطمینان و هزینه شبکه مقادیر مطلوب در شیفت بار انتخاب شده است .

طراحی فیلتر اکتیو با استفاده از منابع انرژی نو :

در شبکه های توزیع بحث مهمی به نام کیفیت توان داریم ، کیفیت توان عبارت است از برقراری شرایط مناسب از لحاظ پروفیل ولتاژ ، اعوجاج ولتاژ ، فلیکر ولتاژ و پخش توان در شبکه قدرت که راه حل های مختلفی نیز برای آن وجود دارد که از آن جمله :

  • استفاده از ادوات FACTS
  • خازن گذاری 
  • رگولاتور ولتاژ
  • استفاده تر کیبی از ادوات پیشنهادی 
  • فیلتر اکتیو 

می باشند ، در مورد موارد اول تا چهارم بعدها توضیحات کافی داده خواهد شد ، مورد آخر به منظور کاهش هارمونیک و به اصطلاح THD در شبکه های قدرت کاربرد دارد ، در این راستا استفاده از یک منبع DC مطمئن برای تغذیه فیلتر نقش مهمی دارد .

منابع انرژی نو شامل توربین بادی و سلول خورشیدی می توانند به عنوان یک منبع DC قابل قبول (به شرط دارا بودن قابلیت اطمینان بالا) در این سیستم ها استفاده شوند ، طریقه اتصال این منابع به گونه ای است که هم شبکه را تغذیه کند و هم سیستم فیلتر را که در این حالت توان مازاد بر نیاز فیلتر وارد شبکه توزیع می شود ، از طرفی خود این منابع در راستای تزریق توان در شبکه هارمونیک وارد آن می کنند و به نوعی در ابتدای خط هارمونیک را در شبکه افزایش می دهند .

اما فیلتر اکتیو جایابی شده می تواند با عملکرد بهینه خود در سمت بار هارمونیک کل شبکه را کاهش دهد ، روش های مختلف و بهینه کلیدزنی به منظور این فرآیند پیش بینی شده است که در آن ها از تکنیک های تطبیقی به منظور انجام بهتر فرآیند استفاده می شود .