• 제목/요약/키워드: MPPT(Maximum Power Point Tracking) control

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Applying Least Mean Square Method to Improve Performance of PV MPPT Algorithm

  • Poudel, Prasis;Bae, Sang-Hyun;Jang, Bongseog
    • 통합자연과학논문집
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    • 제15권3호
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    • pp.99-110
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    • 2022
  • Solar photovoltaic (PV) system shows a non-linear current (I) -voltage (V) characteristics, which depends on the surrounding environment factors, such as irradiance, temperature, and the wind. Solar PV system, with current (I) - voltage (V) and power (P) - Voltage (V) characteristics, specifies a unique operating point at where the possible maximum power point (MPP) is delivered. At the MPP, the PV array operates at maximum power efficiency. In order to continuously harvest maximum power at any point of time from solar PV modules, a good MPPT algorithms need to be employed. Currently, due to its simplicity and easy implementation, Perturb and Observe (P&O) algorithms are the most commonly used MPPT control method in the PV systems but it has a drawback at suddenly varying environment situations, due to constant step size. In this paper, to overcome the difficulties of the fast changing environment and suddenly changing the power of PV array due to constant step size in the P&O algorithm, least mean Square (LMS) methods is proposed together with P&O MPPT algorithm which is superior to traditional P&O MPPT. PV output power is predicted using LMS method to improve the tracking speed and deduce the possibility of misjudgment of increasing and decreasing the PV output. Simulation results shows that the proposed MPPT technique can track the MPP accurately as well as its dynamic response is very fast in response to the change of environmental parameters in comparison with the conventional P&O MPPT algorithm, and improves system performance.

무변압기형 3상 계통연계 PV PCS (Transformerless Three-Phase Line-connected Photovoltaic PCS)

  • 서현우;권정민;권봉환
    • 전력전자학회논문지
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    • 제12권5호
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    • pp.355-363
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    • 2007
  • 본 논문에서는 무변압기형 3상 계통연계 PV PCS (photovoltaic power conditioning system)를 제안하였다. 태양전지의 국소 최대 전력점에서 발전하는 것을 방지하여 최대 전력점에서 발전을 하도록 개선한 P&O (perturb and observe) 방식의 MPPT (maximum power point tracking) 알고리즘을 제안하였다. 3상 전압형 인버터를 외부 직류 링크 전압제어기, 내부 전류제어기, 그리고 마이크로컨트롤러로 구현하기에 적합하도록 간단화한 공간벡터 변조법을 통해 제어하여 3상 계통연계 시 단위 역률을 실현하였다. 그리고 시스템의 안정성 향상과 역률 개선을 위해 직류 링크 전압을 더 빠르고 정확하게 제어하기 위한 알고리즘을 제안하였다. 모든 알고리즘과 제어기를 하나의 마이크로컨트롤러로 구현하고 제안된 알고리즘과 제어기의 우수성을 실험을 통해 검증하였다.

고성능 AC-DC 변환기를 이용한 저전압 진동에너지 하베스팅 회로 (A Low-voltage Vibrational Energy Harvesting Circuit using a High-performance AC-DC converter)

  • 공효상;한장호;최진욱;윤은정;유종근
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2016년도 추계학술대회
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    • pp.533-536
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    • 2016
  • 본 논문에서는 진동 에너지를 이용한 MPPT 제어기능을 갖는 에너지 하베스팅 회로를 설계하였다. Body-bias technique과 bulk-driven technique을 이용하여 저전압에서도 높은 효율특성을 갖는 고성능 AC-DC 변환기를 제안하고 진동에너지 하베스팅 회로 설계에 적용하였다. MPPT (Maximum Power Point Tracking) 제어는 진동소자의 개방회로전압과 MPP 전압간의 관계를 이용하였으며, 진동소자의 개방회로전압을 주기적으로 샘플링 함으로써 이를 이용해 MPPT 기준전압을 생성하고, 이를 기준으로 부하로의 에너지 공급을 제어한다. $0.35{\mu}m$ CMOS 공정으로 설계된 회로의 칩 면적은 $1.21mm{\times}0.98mm$이다.

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NFC 알고리즘을 이용한 태양광 발전의 새로운 MPPT 제어 (A Novel MPPT Control of Photovoltaic Generation Using NFC Algorithm)

  • 장미금;최정식;정동화
    • 전기학회논문지
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    • 제60권10호
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    • pp.1865-1874
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    • 2011
  • This paper proposes a novel maximum power point tracking(MPPT) using a new fuzzy control(NFC) algorithm for robust in insolation variation. Maximum power point(MPP) of solar cell has to achieve for improving output efficiency because it is changed with insolation and temperature. Conventional MPPT controller such as constant voltage(CV), perturbation and observation(PO) and incremental conductance(IC) are researched. But these controller have the problem that is failure to MPP with environment changing. The proposed NFC controller is based the fuzzy control algorithm and able to robust control with environment changing. Also the proposed controller of PV system is modeled by PSIM and the response characteristics according to the parameter variation is compared and analyzed. The validity of this controller is proved through response results.

다이렉트 듀티비 제어에 의한 태양광 가로등용 충전제어기에 관한 연구 (A Study on the Charge Controller for Solar Street Lamp by Direct Duty Ratio Control)

  • 장한기;임중열
    • 전기전자학회논문지
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    • 제19권1호
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    • pp.118-123
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    • 2015
  • MPPT가 미적용된 기존 태양광 가로등은 최대 30%의 출력저하를 유발한다고 보고되고 있다. 본 논문에서는 이러한 출력 저하로부터 태양광발전시스템의 효율을 향상시키기 위해 다이렉트 듀티비 제어 알고리즘을 적용한 250W 태양광가로등을 위한 충전제어기를 제안하였으며, PWM 제어기와 전력 토폴로지를 다루고, MPPT 알고리즘을 분석하였다. 전력변환부는 푸쉬풀 강압 컨버터로 구성하고, PWM 제어기는 8비트 MCU를 기반으로 해서 제조 원가를 낮추도록 하였다. 다이렉트 듀티비 제어 알고리즘을 적용한 PWM 제어기는 태양광모듈의 최대전력점을 지속적으로 추적하여 출력 전력을 증가시킨다. 실험 결과, 241W 태양광시뮬레이터 환경에서 97.1~97.4%의 MPPT 효율을 나타내었으며, 실제 응용제품에 적용할 수 있을 것으로 예상된다.

스위칭방식 PV Simulator의 전력회로와 LCL필터 설계 (A Design of Power Circuit and LCL Filter for Switching Mode PV Simulator)

  • 이성민;유태식;김효성
    • 전력전자학회논문지
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    • 제17권5호
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    • pp.431-437
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    • 2012
  • PV simulators are essential equipment for testing power conditioning systems (PCS) which are one of an important part in PV generator systems, for testing before shipment. High dynamic PV simulator is required since MPPT(Maximum Power Point Tracking) test procedure has been established by EN50530 regulation recently. Most high quality PV simulator prevailed in the market is linear type which however has low efficiency. This paper proposes design guide lines for the power stage and LCL type filter cooperating with a switching mode PV simulator that shows high efficiency and very low power consumption. Proposed theory is verified by experiment.

빛 에너지 하베스팅을 이용한 MPPT 제어 기능을 갖는 배터리 충전기 (A Battery Charger Using Photovoltaic Energy Harvesting with MPPT Control)

  • 윤은정;양민재;유종근
    • 전기전자학회논문지
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    • 제19권2호
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    • pp.201-209
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    • 2015
  • 본 논문에서는 빛에너지 하베스팅을 이용한 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 제어 기능을 갖는 배터리 충전기를 제안한다. 제안된 회로는 MPPT를 이용하여 빛 에너지를 PV(photovoltaic) 셀로부터 수확하고, 수확한 에너지를 배터리에 연결하여 충전한다. 배터리 관리 회로에서 출력되는 신호에 따라, 배터리의 충전 상태가 조절된다. MPPT 제어는 PV 셀의 개방회로 전압과 MPP 전압간의 비례관계를 이용하여, 보조(pilot) PV 셀로 하여금 주(main) PV 셀의 MPP를 실시간 추적할 수 있도록 설계하였다. 제안된 회로는 $0.35{\mu}m$ CMOS 공정으로 설계하였으며, 모의실험을 통해 성능을 검증하였다. 설계된 회로의 최대 효율은 86.2%이며 칩 면적은 패드를 포함하여$1.35mm{\times}1.2mm$이다.

태양광 발전시스템을 위한 신경회로망 PID 기반 MPPT 알고리즘 (Neural PID Based MPPT Algorithm for Photovoltaic Generator System)

  • 박지호;조현철;김동완
    • 신재생에너지
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    • 제8권3호
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    • pp.14-22
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    • 2012
  • Performance of photovoltaic (PV) generator systems relies on its operating conditions. Maximum power extracted from PV generators depends strongly on solar irradiation, load impedance, and ambient temperature. A most maximum power point tracking (MPPT) algorithm is based on a perturb and observe method and an incremental conductance method. It is well known the latter is better in terms of dynamics and tracking characteristics under condition of rapidly changing solar irradiation. However, in case of digital implementation, the latter has some error for determining a maximum power point. This paper presents a PID based MPPT algorithm for such PV systems. We use neural network technique for determining PID parameters by online learning approach. And we construct a boost converter to regulate the output voltage from PV generator system. Computer simulation is carried out to evaluate the proposed MPPT method and we accomplish comparative study with a perturb and observe based MPPT method to prove its superiority.

퍼지제어기를 이용한 에어콘 구동용 태양광 발전시스템의 최대전력점추종 방법 (The Maximum Power Point Tracking of Photovoltaic System for Air Conditioning System using Fuzzy Controller.)

  • 강병복;차인수;유권종;정명웅;송진수
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1996년도 하계학술대회 논문집 A
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    • pp.600-602
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    • 1996
  • The purpose of this paper is to develop a new maximum power point tracking(MPPT) using fuzzy set theory for air conditioning system. Fuzzy algorithm based on linguistic rules describing the operator's control strategy is applied to control step-up chopper for MPPT. Fuzzy algorithm is applied to control boost MPPT converter by temperature compensation effect with 8 bit single chip 8051 microcontroller. In this paper, temperature compensation(Becom Transducer : pf-T type) range is $-40^{\circ}C{\sim}+100^{\circ}C$.

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A dP/dV Feedback-Controlled MPPT Method for Photovoltaic Power System Using II-SEPIC

  • Park, Han-Eol;Song, Joong-Ho
    • Journal of Power Electronics
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    • 제9권4호
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    • pp.604-611
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    • 2009
  • A dP/dV feedback-controlled MPPT (Maximum Power Point Tracking) method for photovoltaic power systems using II-SEPIC (Isolated Inverse-SEPIC; Single Ended Primary Inductance Converter) is presented and a current-mode dP/dV feedback-controlled MPPT method is devised to apply for the PV power converter system. A control strategy for the current-mode dP/dV feedback control system is developed in this paper and the proposed MPPT shows relatively satisfactory dynamics against rapidly changing insolation conditions. In order to verify the validity and effectiveness of the proposed method, simulations and experiments of the PV power system using II-SEPlC converter are performed. These simulation and experiment results show that the proposed method enables the PV power system to extract maximum power from the photovoltaic module against the solar insolation variation.