Research of Maximum Power Point Tracking Algorithms of Photovoltaic Power Plants
Baškys, Algirdas | Recenzentas / Rewiewer |
Darbo gynimo komisijos pirmininkas / Thesis Defence Board Chairman | |
Darbo gynimo komisijos narys / Thesis Defence Board Member | |
Darbo gynimo komisijos narys / Thesis Defence Board Member | |
Darbo gynimo komisijos narys / Thesis Defence Board Member | |
Darbo gynimo komisijos narys / Thesis Defence Board Member | |
Darbo gynimo komisijos narys / Thesis Defence Board Member |
Darbo pradžioje aptariamas MPPT algoritmų svarbumas saulės elektrinėse sistemose ir jų įtaka visos sistemos efektyvumui. Atlikta išsami tradicinių MPPT algoritmų, tokios kaip Perturbuoti ir stebėti (P&O) algoritmas ir Inkrementinė kondukancija (IC) algoritmas, apžvalga, išryškinant jų privalumus ir apribojimus.Remiantis išvadomis, gautomis iš analizės, darbe siūloma nauja Perturbuoti ir stebėti (P&O) algoritmo modifikacija, naudojant keičiamojo žingsnio metodą tobulinamam sekimui. Šis metodas įveda modifikacijas į įprastą Perturbuoti ir stebėti (P&O) algoritmą, įtraukiant dvi skirtingas žingsnio dydžio vertes, siekiant greitesnio konvergavimo, sumažintų svyravimų ir pagerinto galios išgavimo efektyvumo. Adaptuotas žingsnio dydžio metodas leidžia tiksliai sekti maksimalios galios tašką (MPP) skirtingomis darbo sąlygomis, pagerinant visos saulės elektrinės sistemos veikimą.Norint įvertinti pasiūlytų patobulinimų efektyvumą, atliekamos išsamios simuliacijos, naudojant MATLAB/Simulink programinę įrangą. Nagrinėjami du scenarijai: vienas su pastoviu apšvietimu ir kintančia temperatūra, o kitas su pastovia temperatūra ir kintančiu apšvietimu. Simuliacijų rezultatai rodo, kad modifikuotas Perturbuoti ir stebėti (P&O) algoritmas su keičiamojo žingsnio metodu pasižymi geresniu veikimu lyginant su klasikiniu Perturbuoti ir stebėti (P&O) algoritmu ir Inkrementinė kondukancija (IC) algoritmu. Pasiūlyti patobulinimai pasižymi greitesniu konvergavimu, sumažintais svyravimais ir pagerintu galios išgavimu įvairiomis aplinkos sąlygomis.Darbą sudaro 8 dalys: Įvadas, PV elementų principų apžvalga, MPPT algoritmų apžvalga, Perturb ir Observe MPPT algoritmo tyrimas, Prieauginio laidumo MPPT algoritmo tyrimas, Perturb ir Observe MPPT algoritmo modifikavimas su perjungtu žingsniu, Įvertinimas ir aptarimas, Išvada ir ateities darbas.Darbo apimtis - 78 p. teksto be priedo, 43 paveikslai ir 23 literatūros sąrašas. Darbo priedai pridedami atskirai.
The thesis begins with an introduction to the significance of MPPT algorithms in PV systems and their impact on overall system efficiency. A comprehensive review of traditional MPPT algorithms, such as the Perturb and Observe (P&O) algorithm and the Incremental Conductance (IC) algorithm, is conducted, highlighting their strengths and limitations.Building upon the insights gained from the analysis, the thesis proposes a novel modification of the P&O algorithm with the switched step approach for Enhanced Tracking. This approach introduces modifications to the conventional P&O algorithm, incorporating two distinct step sizes for achieving faster convergence, reduced oscillations, and improved power extraction efficiency. The adaptive step size approach allows for precise tracking of the maximum power point (MPP) under different operating conditions, enhancing the overall performance of PV power plants.To evaluate the effectiveness of the proposed improvements, extensive simulations are conducted using MATLAB/Simulink software. Two scenarios are considered: one with constant irradiation and varying temperature, and another with constant temperature and varying irradiation. The simulation results demonstrate the superior performance of the modified P&O algorithm with the switched step approach, as compared to the classical P&O algorithm and the IC algorithm. The proposed improvements exhibit faster convergence, reduced oscillations, and improved power extraction under different environmental conditions.The work consists of 8 parts: Introduction, Review of PV cell principles, Review of MPPT algorithms, Investigation of Perturb and Observe MPPT algorithm, Investigation of Incremental Conductance MPPT algorithm, Modification of Perturb and Observe MPPT algorithm with Switched step, Evaluation and discussion, Conclusion and Future work.Thesis consists of 78 p. text without Appendix, 43 images and 23 References. Work appendixes are attached separately.