بخشی از مقاله
خلاصه : در نوشتار حاضر سعی بر آن بوده تا با استفاده از شبکه نقطه ماکزیمم توان - MPP - مورد بررسی قرار گیرد. با توجه به روشهایی که تاکنون ارایه شده است این روش نسبت به سایر آنها از مزیت هاي بیشتري برخوردار است. اینورتر منبع امپدانس یک سیستم پردازنده توان تک مرحله اي است که از شبکه سلفی – خازنی براي اتصال کوتاه نقطه ماکزیمم توان را دنبال می کند. بنابراین دیگري نیازي به مبدل DC/DC جهت ردیابی نقطه حداکثر توان نمی باشد و هزینه و پیچیدگی سیستم پردازنده توان کاهش می یابد.
در این مقاله ساختار کنترلی دو حلقه اي بررسی می شود، حلقه داخلی جریان ماکزیمم توان اکتیو را با ضریب توان یک به شبکه تزریق می کند. حلقه خارجی کنترل ولتاژ خازن منبع امپدانس جهت پایداري سازي ولتاژ بکار گرفته شده است. همچنین در ساختار پیشنهادي از روش ولتاژ دو ماژول نقطه ماکزیمم را می یابد و در مقایسه با سایر روش ها نیازي به حافظه براي ذخیره سازي اطلاعات و یا واحد محاسبه کنن توان ندارد.
-1 براي گسترش سطح توان خروجی زمان و هزینه کمتري لازم است، همچنین داراي انعطاف پذیري بالاتري می باشد.
-2 به علت ساختار موازي سایز و هزینه واحد PSC کاهش یافته و بازده تبدیل - استخراج - توان بالاتر می رود.-3 این ساختار داراي قابلیت اطمینان بالاتر می باشد، زیرا در ساختار متمرکز اگر مبدل DC/AC دچار وقفه گردد، کل سیستم از کار می افتد. استفاده از ماکزیمم توان قابل حصول از ماژول فتوولتاییک یکی از وظایف واحد PSC می باشد. ماژول PV داراي مشخصه V-I غیرخطی می باشد و در شرایط آب و هوایی و دماي متفاوت تنها یک نقطه کار وجود دارد که در ماکزیمم توان ماژول PV از آن استخراج می شود به این نقطه ماکزیمم توان MPP - Maximum Power Point - گویند. تاکنون روش هاي متفاوتی براي یافتن MPP در مقالات ارائه شده است.
از جمله روش هاي - P&Q انحراف و مشاهده [1] - ، هدایت افزایشی [2,3] روش هاي مبتنی بر شبکه عصبی و منطق فازي .[4,5] مرجع[6] روش کارآمد و موثر براي سیستم هاي چند ماژوله موازي ارائه نموده است که بر خلاف روش هاي ذکر شده نیاز به محاسبه توان و یا حافظه جهت ذخیره اطلاعات ندارد. در این روش از ولتاژ و جریان ماژول هاي موازي استفاده می شود و از طریق ارجاع متقابل - - cross reference اطلاعات دو ماژول نقطه ماکزیمم توان مشخص می گردد. این روش بسیار ساه بوده و به راحتی توسط مدارات آنالوگ قابل پیاده سازي است.
معمولترین ساختار براي اتصال ماژول PV به شبکه استفاده از ترکیب یک مبدل کاهنده ولتاژ و یا یک مبدل افزاینده ولتاژ است که داراي دو وظیفه ردیابی نقطه ماکزیمم توان و ثابت ولتاژ ورودي به اینورتر می باشد. اینورتر براي انتقال توان به شبکه مورد استفاده قرار می گیرد. استفاده از این ساختارها باعث افزایش قیمت، کاهش بازده و در عین پیچیدگی سیستم کنترلی می گردد. براي رفع نقصه فوق تا کنون مبدل هاي تک مرحله اي متفاوتی براي اتصال PV به شبکه معرفی شده است.
مبدل منبع امپدانس یک مبدل تک مرحله اي است که در [7] براي اتصال PV به شبکه تک فاز، در [8] به عنوان واسط بین PV و شبکه سه فاز و در [9] براي کار PV به صورت مستقل استفاده شده است. در این مقاله ساختار موازي ماژول هاي PV که از اینورتر منبع امپدانس پیشنهاد شده است که از الگوریتم DM-MPPT براي ردیابی نقطه ماکزیمم توان پیاده سازي می گردد. در ادامه در بخش دوم پیکربندي سیستم پیشنهادي معرفی می شود، در بخش سوم الگوریتم روش DM-MPPT ارائه خواهد شد.
-2 پیکربندي ساختار پیشنهادي
این ساختار متشکل از دو ماژول AC است که هر ماژول AC شامل یک ماژول PV و اینورتر منبع امپدانس می باشد که از طریق یک سلف به شبکه متصل شده است. در قسمت هاي بعدي این بخش به ترتیب مدل ماژول PV، ساختار مبدل منبع امپدانس و الگوریتم DM-MPPT مورد بررسی قرار خواهد گرفت. در این مقاله Io,n بر اساس اطلاعات ارائه شده توسط سازنده و از طریق معادله - 4 - بدست می آید.
a مقدار ثابت دیود می باشد که در مقالات متفاوت به دلخواه در بازه 1≤a≤1.5 انتخاب میشود. a به نوعی نشان دهنده ضریب ایده آل بودن دیود می باشد که کاملاً تجربی است و تغییرات آن در برازش منحنی مشخصه ماژول خورشیدي تاثیر ناچیزي دارد. Rp و Rs دو پارامتر مجهول در معادله - 1 - هستند. در این مقاله روش تعیین Rp و Rs براین واقعیت استوار است که فقط و فقط یک جفتRp ] و [ Rs وجود دارد که در نقطه - VMPP , IMPP - توان خروجی با ماکزیمم توان تجربی Pmax,e برابر می گردد. بنابراین با استفاده از معادله - 1 - رابطه بین Rp و Rs را محاسبه می شود.
