قسمت 4 +شبیه سازی نقطه ماکسیمم نیروی فتوولتائیک (MPPT) با نوسان صفر و گام انطباقی

مقاله ای که امروز قرار است در موردش توضیح بدین و شبیه سازی که بر روی آن انجام شده در مورد یکی از اصلی ترین قسمتهای روز دنیا است بر روی سلول های خورشیدی که ماکسیموم پاورپوینت ترکینگ یا MPPT نام داره به این معنا که به هر روشی که شده دانشمندان و محققان بر این عقیده هستند .که بیان با کمترین تعداد آرایه بیشترین میزان استحصال انرژی خورشیدی را از پنل ها داشته باشند نقطه بهینه تابش رو در این مقاله بیان و پیدا کنند با استفاده از الگوریتم PSO و P&O که در ادامه در مورد آن توضیح خواهم داد در این مقاله قرار هستش که بیان با کمترین میزان نوسان بیان و تابش رو به نحوی همانطور که از عنوان مقاله پیداست تابش رو بیان ترک کنند و دنبال کنند و و بعد از اون بیان و نقطه ماکسیموم پاورپوینت ترکینگ رو یعنی نقطه MPPT رو بیان ترک کنند.
شمارو به دبدن فیلم اموزشی این مبحث دعوت میکنم.

زمان 21:45 ثانیه

شبیه سازی نقطه ماکسیمم نیروی فتوولتائیک (MPPT) با نوسان صفر و گام انطباقی

بسم الله الرحمن الرحیم مقاله ای که امروز قرار است در موردش توضیح بدین و شبیه سازی که بر روی آن انجام شده در مورد یکی از اصلی ترین قسمتهای روز دنیا است.

$C:\Users\Administrator\Desktop\New folder (2)\76.png$

بر روی سلول های خورشیدی که ماکسیموم پاورپوینت ترکینگ یا MPPT نام داره به این معنا که به هر روشی که شده دانشمندان و محققان بر این عقیده هستند که بیان با کمترین تعداد آرایه بیشترین میزان استحصال انرژی خورشیدی را از پنل ها داشته باشند نقطه بهینه تابش رو در این مقاله بیان و پیدا کنند با استفاده از الگوریتم PSO و P&O که در ادامه در مورد آن توضیح خواهم داد در این مقاله قرار هستش که بیان با کمترین میزان نوسان بیان و تابش رو به نحوی همانطور که از عنوان مقاله پیداست تابش رو بیان ترک کنند و دنبال کنند و و بعد از اون بیان و نقطه ماکسیموم پاورپوینت ترکینگ رو یعنی نقطه MPPT رو بیان ترک کنند.

$C:\Users\Administrator\Desktop\New folder (2)\77.png$

همانطور که در چکیده مقاله به وضوح دیده میشه دلیل این که ازP&O اومده و استفاده کرده این مقاله خود نویسنده عقیده بر این که پیاده سازی P&O الگوریتمش از بقیه راحت تره و آواز بیشتری این مسئله رو بررسی کرد.

$C:\Users\Administrator\Desktop\New folder (2)\78.png$

خود چکیده تاکید میکنه که مقاله از سه قسمت تشکیل شده قسمت اول قسمتی هستش که در حالت ایده آل و بدون هیچ تغییر تابشی قرار است که نقطه بهینه پیدا بشه قسمت دوم قرار است که به صورت طبیعی زمانی که تابش به هر دلیل کاهش پیدا میکند.

$C:\Users\Administrator\Desktop\New folder (2)\79.png$

حالا وجود ابرها یا هر دلیل طبیعی دیگری کاهش تابش شما خواهیم داشت این استراتژی رو بررسی میکنه و در نهایت ۱ سیستم آداپتیو وسیستمی که میاد و یک الگوریتمی برای ما تطابق را به صورت چند مرحله ای به صورت تطابقی برای ما این ماکسیمم پاورپوینت ترکینگ رو برای ما بیاد و انجام بده خب در شکل اول اومده و به نحوی شکل را به سه قسمت تقسیم کرده قسمت اول قسمتی هستش که با یک نشان داده اون رو اگر من این رو زوم کنم که به صورت درشت تر ببینیم تصمیم درست در اینجا اتفاق میفته برای ما در این اوقات که نقاطی هست که بیشترین میزان ساب شده گی ولتاژ V_pv رو بر اساس زمان ما داریم در قسمت دوم قسمتی هستش که ما طبق نموداری که به حالت سبز رنگ اومده و ترسیم کرده و ایده‌آل ما است و گام ما باید تنظیم بشه و در قسمت سوم هستش میزان تابش ما در حال تغییر است و تابش در این نقاط تغییر می کنه هدف مقاله این هستش که این Osilasion ها یا این نوسانات رو که به این نحو دارید می‌بینید در V_pv ما هست و طبیعتا یک حالت اسکریت و تیکه تیکه ای را داره رو میخواد بیاد حذف کنه با استفاده از روش هایی که میاد میزنه و اون رو میخواد به یک حد تناسبی برسونه که ایده آلش MPPT هست و در نهایت می خواد بیاد و استفاده از این میزان نوسان که اینجا قراره داره بیاد واین رو به حداقل برسونه نحوه ی انتخاب های غلط رو میگه که کجاها انتخاب های ما غلط خواهد بود اگر بخوایم بیاییم و در زمان هایی که تابش داره تغییرات زیادی رو انجام میده بیایم و این نقاط رو به عنوان ماکزیمم پاورپوینت ترکینگ انتخاب کنیم.

$C:\Users\Administrator\Desktop\New folder (2)\80.png$

$C:\Users\Administrator\Desktop\New folder (2)\81.png$

خب قسمت بعدی مربوط میشه به جایی که ما اومدیم در مقاله جستجو کردیم و شماتیکی هستش از سیستمی که پیاده سازی شده این مقاله از سه قسمت شبیه سازی تشکیل میشه شبیه سازی ، شبیه سازی قسمت اول قسمتی هستش که مربوط میشه به ماژول های قدرتی ما یک P_V ماژول داریم ما که دو تا خروجی از این گرفته میشه از این P_V ماژول ما I_PV و V_pv هست بعد از اون یک power converter هست که میاد و برای ما کار DC به DC رو انجام میده DC رو به DC تبدیل می کنه و به اون ولتاژ ما میرسونه که این میتونه به حالت باک یا بوس یا باک –بوس باشه با استفاده از نوع تریگری که به اون تزریق میشه از خروجی کنترلر ما نوعش ممکنه تغییر کنه و در نهایت باتری پک ما هست که جزء لاینفک هر سیستم خورشیدی هست که دارای پنل خورشیدی هست و معمولا این جز باید باشه تا در زمان های که انرژی نیاز هست به سیستم تزریق بشه بیاد و این کار رو برای ما انجام بده.

$C:\Users\Administrator\Desktop\New folder (2)\82.png$

با استفاده از P_V ماژول ما میاییم I_PV و V_pv رو استخراج میکنیم I_PV به صورت مستقیم وارد بلوک MPPT ما میشه و پروسس P&O بر روش انجام میشه V_pv وارد این سیستم میشه این هم این پروسس بر روش انجام میشه و در نهایت یک خروجی به صورت فیدبک از V_pv نهایی هم گرفته میشه و وارد این پروسسر ما میشه بخش دوم شبیه سازی که اصلی ترین و مهمترین قسمت بحث ما هست قسمتی هست که ما قرار هستش با الگوریتم MPPT رو ترک کنیم و پیدا کنیم و در نهایت یک کنترلر Pi هست که با استفاده از گین p و گین i میاد و برای ما یک Pi رو تشکیل میده که خروجی این کنترلر i_pvما هست و ورودی اون هم V_pv هست که از MPPT استخراج شده و در نهایت یک V_pv رفرنس که از pv ماژول ما میاد با هم دیگه مقایسه میشن به صورت ورودی وارد این PI CONTROLER میشه و در نهایت i_pvما تشکیل میشه که خوده همین i_pvبا i_pvاولیه دوباره مقایسه میشه و وارد یک گینی میشه و اون گین هست که میاد و پالس های مارو برای تریگر کردن این باک-بوس در اینجا به وجود میاد.

$C:\Users\Administrator\Desktop\New folder (2)\84.png$

و این نوع و لحظه ی فایرینگ و آتش زدن تریستورهاش در پاورکانورتر هست که برای ما تعیین کننده هست که چه میزان جریان و چه میزان توانی رو بیاییم به صورت پالس های نهایی داشته باشیم و ضرب اونها ماکزیمم توان رو به وجود بیاره با استفاده از تریگر کردن پاورکانورز.

$C:\Users\Administrator\Desktop\New folder (2)\85.png$

در قسمت بعدی اومده یک شماتیکی رو از سیستم پنل ما برای ما کشیده که از یک Ig تشکیل شده که به عنوان یک منبع مستقل جریان در نظر گرفته میشه و یک I_d و یک i شنت و یک R شنت ازش خارج میشه و یک ولتاژ شنت رو اینجا به وجود میاره و یک Rs که I_pv خروجی از ترمینال های V_pv خارج میشه و همونجور که در شکل نشون داده شده و اومده نمودار i_pvرو بر حسب V_pv رسم کرده در نقاطی که در نمودار بنفش داره نشون میده نقاطی هستش که مربوط به i_mpp ما هست ودر این ناحیه که i_mpp ما و v_mpp ما ماکزیمم هستند هر دوتا که ضرب این دو تا P_mpp نشون میده که ما به دنبال این موضوع هستیم که این عدد رو بدست بیاریم.

$C:\Users\Administrator\Desktop\New folder (2)\86.png$

در قسمت بعد میاد رابطه ی i_pvرو با سایر پارامترها مثل i_g و بقیه پارامترها میاد و شرح میده که i_g رو در این قسمت داره میگه که جریانی هستش که بر اثر تابش داره به وجود میاد و در یک M میاد ضرب میشه که این تعداد قسمت های موازی هست که با استفاده از موازی کردن سلول ها بدست میاد. ضرب در M میشه و منهای جریان ستیورشن ریورز داریم که با این جریان اولیه ما داره مقابله میکنه و در این قسمت دارید میبیند که مقابل i_d ما وایمسته که این بستگی به یک سری پارامترهایی داره مثل دما میبینید که دما هر چقدر که بالاتر بره این سیستم رو کمترش میکنه و اگر دما به سمت بینهایت بره این اکسپولنشیال یک میشه و اون میزان جریان رو صفر میکنه و هر کدوم از این ها یکسری پارمترهایی هستن که در ذات خود این سیستم هست و درمقاله در مورد اون توضیحات کامل داده شده ما هم تک تک اینها رو شبیه سازی کردیم که بلافاصله بعد از اینجا وارد شبیه سازی میشم و نوع شبیه سازی این ها رو توضیح خواهم داد.خب من اگر بخوام بیام این رو در نحوه ی فرمول نویسیش رو در نرم افزار متلب توضیح بدم میبینید که برای اینکه بیایم و به نحوی تفکیک شده تر هر کدوم از این فانکشن هارو داشته باشیم اومدیم شبیه سازی رو به فانکشن های مختلفی تقسیم کردیم و با استفاده از هر فانکشن اومدیم و قسمتی از برنامه رو به اون موکول کردیم یک قسمتی هست به نام fristrunme که با استفاده از ران کردنه این تابع بقیه توابع بصورت خود به خود ران میشن یک تابعی داریم به نام printing کهدر نهایت میاد برای ما گرافها رو رسم میکنه و تابع runme هم فرمول های مربوط به الگورتیم ژنتیک که استفاده کردیم در اون نوشته شده و الگوریتم pso در این قسمت هستش که طبق الگوریتم pso اومدیم تعداد interition ها و میزان اینرسی و فاکتور کارکشن رو اومدیم و بهش دادیم و اومدیم مشبندی کردیم سیستم رو کارهایی که معمول هست در الگوریتم pso و اومدیم آبجکت دیو فانکشنهامون رو اینجا براش تعریف کردیم i_pv رو همونجور که در مقاله بود اومدیم برابر این مقدار قرار دادیم بقیه پارامترها رو هم دقیقا شبیه مقاله تعریف کردیم اگر من این رو بیارم فرمول شماره 3 مقاله هست رابطه p_pv من هست فرمول شماره 17 رو میبینیم و P_mpp رو هم اومدیم برابر فرمول شماره 18 مقاله قرار دادیم، که در این قسمت قرار داده شده و اومدیم لوپ pso رو اینجا تعریف کردیم که هر کدوم از این ها به چه نحوی میشن و بهترین عدد رو برای xy که در اینجا هستش انتخاب میکنیم ودر یک نقطه میاییم و بهینه سازی رو براش انجام میدیم و گرافش رو رسم میکنیم بعد از اینکه گراف رسم ششد میایم و در قسمت پرینتینگ میایم و فیگور شماره 9 و 10 رو از این سیستم استخراج میکنیم.

$C:\Users\Administrator\Desktop\New folder (2)\87.png$

که با استفاده از این MPP ما اگر اومد V_pv اومد اینهارو تخمین زد و در صورتی که V_pv برابر مقداری باشه که مشاهده می کنید میاد و p نهایی رو از اینجا استخراج میکنه و اگر نباشه این لوپ ها رو دور میزنه به سمت بالای این فلوچارتمون میره و درنهایت اومدیم.

$C:\Users\Administrator\Desktop\New folder (2)\88.png$

و فیگور های نهایی که مربوط به pso هستش رو در سه حالت برای خودمون دیدیم و V_pv که به صورت ورودی وارد سیستممون میشه و V_mpp هستش که مورد نیاز ماست که با اوسیلیشن صفر اومدیم و در اینجا اون رو انتخاب کردیم و در نهایت میبینیم که افیشنسی ما بصورت خیلی زیادی تغییر میکنه مخضوضا در جاهایی که ما یک قسمت بزرگی رو از come back که بر اثر انتخاب های نادرست داریم رو خواهیم داشت اگر نیایم از این pso استفاده کنیم میبینیم که در این نواحی که به وضوح مشخص کرده در مقاله یک افیشنسی زیادی رو از دست خواهیم داد در این نواحی و راندمان ما به شدت کاهش پیدا خواهد کرد. اگر من بیام و این قسمت پرینتینگ رو هم بر اساس سه تا ساب پلات اومدیم تعریف کردیم و پلات هایی هستش که با استفاده از اعدادی که از قسمت pso به دست میاد و در این قسمت قرار میگیره و در نهایت اعداد رو به ما میده من اکر بیام و ران رو بزنم.

$C:\Users\Administrator\Desktop\New folder (2)\89.png$

میاد و کارکتر و نقطه ی ترکینگ رو پیدا میکنه و با استفاده از اون میاد و خروجی های ما رو یکی یکی بهمون میده که برحسب v_pv و V_mpp هست و خروجی های هستش که مد نظر ما هست و با استفاده از اینکه تک تک میاد و i رو برحسب v در نقاطی پیدا میکنه طبق این شکل از مقاله میاد و نقطه ی P_mpp رو برای ما رسم میکنه و خروجی هایی نظیر خروجی های مقاله بدست میاره که میبینید.

$C:\Users\Administrator\Desktop\New folder (2)\90.png$

در این نقطه دوباره ما اون میزان افیشنسی متفاوت رو نسبت به حالت اولیه خودش داریم که در اینجا قابل مشاهده هست. اگر من اینجا عرایضم رو بخوام جمع بندی کنم، این سیستم رو ما بر اساس 4 تا فانکشنش VPSO ، PRINTING، FRISTRUNME و RUNME اومدیم و شبیه سازی کردیم که با استفاده از FRISTRUNME شما میتونید این شبیه سازی رو اجرا کنید و با تغییر سایزها میتونین اعداد رو به صورت دقیق تر داشته باشید و در عوض سرعت شبیه سازی شما کند خواهد شد ولی اعداد رو نزدیکتر به اعداد واقعی خواهید داشت.

دیدگاه‌ خود را بنویسید لغو پاسخ