Research Article

Maximum Power Point Tracking by the Small-Signal-Based PI and Fuzzy Logic Controller Approaches for a Two-stage Switched-Capacitor DC-DC Power Boost Converter; Applicable for Photovoltaic Utilizations

Volume: 7 Number: 3 September 30, 2020
  • Kübra Bulut
  • Davood Ghaderi *

Maximum Power Point Tracking by the Small-Signal-Based PI and Fuzzy Logic Controller Approaches for a Two-stage Switched-Capacitor DC-DC Power Boost Converter; Applicable for Photovoltaic Utilizations

Abstract

Fotovoltaik paneller için esas problemlerden biri de voltajın sınırlı değerlerde üretilmesidir. Şebeke uygulamaları için bu DC voltajını arttırmak için, yüksek voltaj kazanclı, trafosuz, düşük voltaj stresi ve verimli DC-DC yükseltici dönüştürücüler kullanılır.Esas olan, basit kontrol yaklaşımları ile PV dizisinin gerilimini veya dizinin maksimum güç altındaki yük değerini değiştirerek voltajı dönüştürücünün çıkış uçlarında sabit tutmaktır.Bu yaklaşım Maksimum Güç Noktası İzleme (MPPT) olarak bilinir. Bu çalışma, Orantılı İntegral (PI) ve bulanık mantık denetleyici yöntemlerine sahip İki Aşamalı Anahtarlamalı Kapasitör (SC) hücre tabanlı boost dönüştürücü için kontrol sürecini sunar. Güç anahtarı üzerinde düşük voltaj stresleri ve daha yüksek voltaj kazancı sağlamak için geleneksel yükseltici dönüştürücü yerine iki aşamalı SC hücre tabanlı yükseltici dönüştürücü kullanılmıştır. Önerilen çalışmada, yükseltici dönüştürücünün voltaj kazancı ve verimliliği, volt-ikinci denge yöntemi ve akım şarj yaklaşımları kullanılarak hesaplanmıştır. Karşılaştırılan sistemler farklı giriş voltajlarında test edilmiştir ve çıkış voltajı 200 VDC'ye sabitlenmiştir.Sonuçlar, dönüştürücüye uygulanan PI denetleyicisi ile bulanık mantık denetleyicisi algoritmaları arasındaki karşılaştırmayı gösterir. Bu makalede MATLAB / SIMULINK yazılımı kullanılmıştır. Nihai sonuçlar, bulanık mantık denetleyicisinin PI Kontrolü ile karşılaştırıldığında daha hızlı performansa sahip olduğunu, ancak PI denetleyicisinin giriş voltajının veya çıkış yükünün değişim süresinde daha az aşma ve aşınmaya sahip olduğunu göstermektedir.

Keywords

References

  1. [1] Spring, G. Wirth, G. Becker, R. Pardatscher and R. Witzmann, "Grid Influences From Reactive Power Flow of Photovoltaic Inverters With a Power Factor Specification of One," in IEEE Transactions on Smart Grid, vol. 7, no. 3, pp. 1222-1229, May 2016, doi: 10.1109/TSG.2015.2413949.
  2. [2] A. Sangwongwanich and F. Blaabjerg, "Mitigation of Interharmonics in PV Systems With Maximum Power Point Tracking Modification," in IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 34, no. 9, pp. 8279-8282, Sept. 2019, doi: 10.1109/TPEL.2019.2902880.
  3. [3] D. GHADERI, D. Molaverdi, A. Kokabi, and B. Papari, “A Multi Phase Impedance Source Inverter with an Improved Controller Structure,” ELECTRICAL ENGINEERING, pp. 0–0, Mar. 2020.
  4. [4] H. D. Tafti, C. D. Townsend, G. Konstantinou and J. Pou, "A Multi-Mode Flexible Power Point Tracking Algorithm for Photovoltaic Power Plants," in IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 34, no. 6, pp. 5038-5042, June 2019, doi: 10.1109/TPEL.2018.2883320.
  5. [5] M. Lei et al., "An MPC-Based ESS Control Method for PV Power Smoothing Applications," in IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 33, no. 3, pp. 2136-2144, March 2018, doi: 10.1109/TPEL.2017.2694448.
  6. [6] Y. Jeon, H. Lee, K. A. Kim and J. Park, "Least Power Point Tracking Method for Photovoltaic Differential Power Processing Systems," in IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 32, no. 3, pp. 1941-1951, March 2017, doi: 10.1109/TPEL.2016.2556746.
  7. [7] H. D. Tafti, A. Sangwongwanich, Y. Yang, J. Pou, G. Konstantinou and F. Blaabjerg, "An Adaptive Control Scheme for Flexible Power Point Tracking in Photovoltaic Systems," in IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 34, no. 6, pp. 5451-5463, June 2019, doi: 10.1109/TPEL.2018.2869172.
  8. [8] J. Wang, K. Sun, H. Wu, L. Zhang, J. Zhu and Y. Xing, "Quasi-Two-Stage Multifunctional Photovoltaic Inverter with Power Quality Control and Enhanced Conversion Efficiency," in IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 35, no. 7, pp. 7073-7085, July 2020, doi: 10.1109/TPEL.2019.2956940.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Engineering

Journal Section

Research Article

Authors

Davood Ghaderi * This is me
0000-0003-2234-3453
Türkiye

Publication Date

September 30, 2020

Submission Date

May 6, 2020

Acceptance Date

July 1, 2020

Published in Issue

Year 2020 Volume: 7 Number: 3

APA
Bulut, K., & Ghaderi, D. (2020). Maximum Power Point Tracking by the Small-Signal-Based PI and Fuzzy Logic Controller Approaches for a Two-stage Switched-Capacitor DC-DC Power Boost Converter; Applicable for Photovoltaic Utilizations. El-Cezeri, 7(3), 1167-1190. https://doi.org/10.31202/ecjse.733167
AMA
1.Bulut K, Ghaderi D. Maximum Power Point Tracking by the Small-Signal-Based PI and Fuzzy Logic Controller Approaches for a Two-stage Switched-Capacitor DC-DC Power Boost Converter; Applicable for Photovoltaic Utilizations. El-Cezeri Journal of Science and Engineering. 2020;7(3):1167-1190. doi:10.31202/ecjse.733167
Chicago
Bulut, Kübra, and Davood Ghaderi. 2020. “Maximum Power Point Tracking by the Small-Signal-Based PI and Fuzzy Logic Controller Approaches for a Two-Stage Switched-Capacitor DC-DC Power Boost Converter; Applicable for Photovoltaic Utilizations”. El-Cezeri 7 (3): 1167-90. https://doi.org/10.31202/ecjse.733167.
EndNote
Bulut K, Ghaderi D (September 1, 2020) Maximum Power Point Tracking by the Small-Signal-Based PI and Fuzzy Logic Controller Approaches for a Two-stage Switched-Capacitor DC-DC Power Boost Converter; Applicable for Photovoltaic Utilizations. El-Cezeri 7 3 1167–1190.
IEEE
[1]K. Bulut and D. Ghaderi, “Maximum Power Point Tracking by the Small-Signal-Based PI and Fuzzy Logic Controller Approaches for a Two-stage Switched-Capacitor DC-DC Power Boost Converter; Applicable for Photovoltaic Utilizations”, El-Cezeri Journal of Science and Engineering, vol. 7, no. 3, pp. 1167–1190, Sept. 2020, doi: 10.31202/ecjse.733167.
ISNAD
Bulut, Kübra - Ghaderi, Davood. “Maximum Power Point Tracking by the Small-Signal-Based PI and Fuzzy Logic Controller Approaches for a Two-Stage Switched-Capacitor DC-DC Power Boost Converter; Applicable for Photovoltaic Utilizations”. El-Cezeri 7/3 (September 1, 2020): 1167-1190. https://doi.org/10.31202/ecjse.733167.
JAMA
1.Bulut K, Ghaderi D. Maximum Power Point Tracking by the Small-Signal-Based PI and Fuzzy Logic Controller Approaches for a Two-stage Switched-Capacitor DC-DC Power Boost Converter; Applicable for Photovoltaic Utilizations. El-Cezeri Journal of Science and Engineering. 2020;7:1167–1190.
MLA
Bulut, Kübra, and Davood Ghaderi. “Maximum Power Point Tracking by the Small-Signal-Based PI and Fuzzy Logic Controller Approaches for a Two-Stage Switched-Capacitor DC-DC Power Boost Converter; Applicable for Photovoltaic Utilizations”. El-Cezeri, vol. 7, no. 3, Sept. 2020, pp. 1167-90, doi:10.31202/ecjse.733167.
Vancouver
1.Kübra Bulut, Davood Ghaderi. Maximum Power Point Tracking by the Small-Signal-Based PI and Fuzzy Logic Controller Approaches for a Two-stage Switched-Capacitor DC-DC Power Boost Converter; Applicable for Photovoltaic Utilizations. El-Cezeri Journal of Science and Engineering. 2020 Sep. 1;7(3):1167-90. doi:10.31202/ecjse.733167

Cited By

Creative Commons License El-Cezeri is licensed to the public under a Creative Commons Attribution 4.0 license.
88x31.png