A maximum power point tracking of a photovoltaic system connected to a three-phase grid using a variable step size perturb and observe algorithm

Abstract

The production of electricity from solar energy is necessary because of the global consumption of this energy. This article's study is based on increased energy extraction by improving maximum power point tracking (MPPT). From different MPPT techniques proposed, the perturb and observe (P&O) technique is developed because of its low implementation cost and ease of implementation. Methods. A modified variable step-size P&O MPPT algorithm is investigated which uses fuzzy logic to automatically adjust step-size to better track maximum power point, compared with the conventional fixed step-size method. The variable step P&O improves the speed and the tracking accuracy. This controller is implemented on a boost DC-DC power converter to track the maximum power point. The suggested controlled solar energy system includes a boost converter, a voltage-source inverter, and a grid filter. The control scheme of a three-phase current-controlled pulse-width modulation inverter in rotating synchronous coordinate d-q with the proposed MPPT algorithm and feed-forward compensation is studied. Results. The photovoltaic grid-connected system controller employs multi-loop control with the filter inductor current of the inverter in the inner loop to achieve a fast dynamic response and the outer loop to control bus voltage for MPPT, the modeling, and control of three phase grid connected to photovoltaic generator is implemented in the MATLAB/Simulink environment and validated by simulation results.

Виробництво електроенергії із сонячної енергії необхідне через глобальне споживання цієї енергії. Дослідження цієї статті ґрунтується на збільшенні вилучення енергії за рахунок покращення відстеження точки максимальної потужності (MPPT). З різних запропонованих методів MPPT був розроблений метод збурення та спостереження (P&O) через його низьку вартість реалізації та простоту реалізації. Методи. Досліджується модифікований алгоритм P&O MPPTзі змінним розміром кроку, який використовує нечітку логіку для автоматичного налаштування розміру кроку для кращого відстеження точки максимальної потужності порівняно із звичайним методом фіксованого розміру кроку. Змінний крок P&O підвищує швидкість та точність відстеження. Цей контролер реалізований на перетворювачі, що підвищує потужності постійного струму для відстеження точки максимальної потужності. Пропонована керована сонячна енергетична система включає підвищуючий перетворювач, інвертор джерела напруги і мережевий фільтр. Досліджується схема управління трифазним струмокерованим інвертором з широтно-імпульсною модуляцією в синхронній координаті, що обертається, d-q із запропонованим алгоритмом MPPT і попереджувальною компенсацією. Результати. Контролер фотоелектричної системи, підключеної до мережі, використовує багатоконтурне керування зі струмом індуктора фільтра інвертора у внутрішньому контурі для досягнення швидкого динамічного відгуку та зовнішнім контуром для керування напругою шини для MPPT, моделювання та керування трифазною мережею. підключений до фотогальванічного генератора, реалізований у середовищі MATLAB/Simulink та підтверджений результатами моделювання.