Development and validation of enhanced fuzzy logic controller and boost converter topologies for a single phase grid system

Abstract

Solar photovoltaic system is one of the most essential and demanding renewable energy source in the current days, due to the benefits of high efficiency, reduced cost, no pollution, and environment friendly characteristics. Here, the maximum power point tracking controller has been implemented for obtaining an extreme power from the photovoltaic array. For this purpose, there are different controller and converter strategies have been deployed in the conventional works. It includes perturb and observation, incremental conductance, fuzzy logic systems, and hill climbing, and these techniques intend to extract the high amount of power from the solar systems under different climatic conditions. Still, it limits with the issues like increased design complexity, high cost consumption, high harmonics, and increased time consumption. The goal of this work is to deploy an improved controlling and converter topologies to regulate the output voltage and power fed to the single phase grid systems. The novelty of the work aims to develop an enhanced fuzzy logic controller based maximum power point tracking mechanism with the boost DC-DC converter topology for a single phase grid tied photovoltaic systems. Practical value. Also, the higher order harmonics suppression and unbalanced current elimination are handled by the use of LCL filtering technique, which efficiently reduces the harmonics in the output of inverter voltage and current. Moreover, it helps to obtain the reduced total harmonics distortion value with improved accuracy and efficiency. Results. There are different performance indicators have been evaluated for validating the proposed enhanced fuzzy logic controller–maximum power point tracking controlling technique. Moreover, the obtained results are compared with some of the conventional controlling algorithms for proving the betterment of the proposed work.Сонячна фотоелектрична система є одним з найбільш важливих та затребуваних відновлюваних джерел енергії в наші дні завдяки перевагам високої ефективності, низької вартості, відсутності забруднення та екологічно безпечним характеристикам. При цьому було реалізовано контролер стеження за точкою максимальної потужності для отримання екстремальної потужності від фотогальванічної батареї. З цією метою у традиційних роботах використовуються різні стратегії контролерів та перетворювачів. Це включає збурення та спостереження, інкрементну провідність, системи нечіткої логіки та сходження на пагорб, і ці методи призначені для отримання великої кількості енергії із сонячних систем у різних кліматичних умовах. Тим не менш, це обмежується такими проблемами, як підвищена складність конструкції, високі витрати, високі гармоніки та збільшення витрат часу. Метою цієї роботи є розвиток вдосконаленого управління та топології перетворювача для регулювання вихідної напруги та потужності, що подається до однофазних мережевих систем. Новизна роботи спрямована на розробку вдосконаленого механізму відстеження точки максимальної потужності на основі контролера з нечіткою логікою з топологією перетворювача постійного струму, що підвищує, для однофазних фотоелектричних систем, прив'язаних до мережі. Практична цінність. Крім того, придушення гармонік вищих порядків та усунення незбалансованого струму здійснюється за допомогою методу LCL-фільтрації, який ефективно зменшує гармоніку на виході інвертора напруги та струму. Крім того, це допомагає отримати зменшене значення повного гармонійного спотворення з покращеною точністю та ефективністю. Результати. Існують різні показники ефективності, які були оцінені для перевірки запропонованого покращеного контролера нечіткої логіки – методу керування відстеженням точки максимальної потужності. Крім того, отримані результати порівнюються з деякими звичайними алгоритмами контролю для доведення кращості запропонованої роботи.