The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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v.61
no.12
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pp.1864-1871
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2012
This paper proposes the hybrid proportional integral(HBPI) controller for maximum power point tracking(MPPT) control of photovoltaic system. The output characteristics of the solar cell are a nonlinear and affected by a temperature, the solar radiation and influence of a shadow. The MPPT control is a very important technique in order to increase an output and efficiency of the photovoltaic system. The conventional constant voltage(CV), perturbation and observation(PO) and incremental conductance(IC) are the method which finding maximum power point(MPP) by the continued self-excitation vibration, and uses the fixed step size. If the fixed step size is a large, the tracking speed of maximum power point is faster, but the tracking accuracy in the steady state is decreased. On the contrary, when the fixed step size is a small, the tracking accuracy is increased and the tracking speed is slower. Therefore, in order to solve these problems, this paper proposes HBPI controller that is adjusted gain of conventional PI control using fuzzy control, and the maximum power point tracks using this controller. The validity of the controller proposed in this paper proves through the results of the comparisons.
Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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v.28
no.2
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pp.9-18
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2014
This paper proposes the fuzzy PI controller for maximum power point tracking(MPPT) control of photovoltaic system. The output characteristics of the solar cell are a nonlinear and affected by a temperature, the solar radiation. The MPPT control is a very important technique in order to increase an output and efficiency of the photovoltaic system. The conventional perturbation and observation(PO) and incremental conductance(IC) are the method which finding maximum power point(MPP) by the continued self-excitation vibration, and uses the fixed step size. If the fixed step size is a large, the tracking speed of maximum power point is faster, but the tracking accuracy in the steady state is decreased. On the contrary, when the fixed step size is a small, the tracking accuracy is increased and the tracking speed is slower. Therefore, this paper proposes the MPPT control using the fuzzy PI controller that can be improve a MPPT control performance. The fuzzy PI controller is adjusted a input of PI controller by fuzzy control and compensated a cumulative error of fuzzy control by PI controller. The fuzzy PI MPPT control is compared to conventional PO and IC MPPT method for various temperature and radiation condition. This paper proves the validity of the fuzzy PI controller using these results.
The MPPT(Maximum Power Point Tracking) techniques are employed in photovoltaic (PV) systems to maximize the PV array output power which depends on solar irradiance and temperature. The dynamic MPPT performance under varying irradiance conditions affects the impact on overall PV system performance. This paper presents the improved MPPT algorithm by the simulation comparison with other algorithms. The simulation models are made by the Matlab & Simulink. The result of simulation, the dynamic MPPT efficiency of proposed algorithm is higher than the other algorithms.
Photovoltaic generation systems need MPPT (Maximum Power Point Tracking) control because the output power depends on the operating voltage and current. Therefore, many researchers propose various types of MPPT control methods. A new MPPT control scheme is proposed in this paper in order to realize higher efficiency with simple calculation. The line search algorithm with fibonacci sequence which is one of the optimizing method is employed for the MPPT. The line search method is modified for real-time operation. The method is verified by simulations and experiments. It is concluded that the scheme can respond fast variation of irradiance.
Photovoltaic (PV) pumping systems with maximum power point tracking (MPPT) technique aims at obtaining the highest possible power to the pump under various insolation and temperature, thus overcomes the mismatch between the photovoltaic panel and the pumping load. A simple method of tracking the maximum power points and forcing the system to operate close to these points is presented in this paper. The MC68HC908GP32 micro control unit (MCU) is employed to implement the proposed MPPT controller. Experimental results will also show the performances of the photovoltaic pumping system with the MPPT technique.
The power-voltage (P-V) characteristic of a photovoltaic (PV) array is nonlinear and time varying with the change in atmospheric conditions. As a result, the maximum power point tracking (MPPT) technique must be applied in PV systems to maximize the generated energy. The incremental conductance (INC) algorithm, one of the MPPT strategies, is widely used for its high tracking accuracy, good adaptability to rapidly changing atmospheric conditions, and easy implementation. This paper presents a modified asymmetrical variable step size INC MPPT method that is based on the asymmetrical feature of the P-V curve. Compared with conventional fixed or variable step size method, the proposed method can effectively improve tracking accuracy and speed. The theoretical foundation and design principle of the proposed approach are validated by the simulation and experimental results.
A microbial fuel cell (MFC) and bioelectrochemical systems are novel bioprocesses which employ exoelectrogenic biofilm on electrode as a biocatalyst for electricity generation and various useful chemical production. Previous reports show that electrogenic biofilms of MFCs are time varying systems and dynamically interactive with the electrically conductive media (carbon paper as terminal electron acceptor). It has been reported that maximum power point tracking (MPPT) method can automatically control load by algorithm so that increase power generation and columbic efficiency. In this study, we developed logic based control strategy for external load resistance by using $LabVIEW^{TM}$ which increases the power production with using flat-plate MFCs and MPPT circuit board. The flat-plate MFCs inoculated with anaerobic digester sludge were stabilized with fixed external resistance from $1000{\Omega}$ to $100{\Omega}$. Automatic load control with MPPT started load from $52{\Omega}$ during 120 hours of operation. MPPT control strategy increased approximately 2.7 times of power production and power density (1.95 mW and $13.02mW/m^3$) compared to the initial values before application of MPPT (0.72 mW and $4.79mW/m^3$).
Variable step size maximum power point trackers (MPPTs) are widely used in photovoltaic (PV) systems to extract the peak array power which depends on solar irradiation and array temperature. One essential factor which judges system dynamics and steady state performances is the scaling factor (N), which is used to update the controlling equation in the tracking algorithm to determine a new duty cycle. This paper proposes a novel stability study of variable step size incremental resistance maximum power point tracking (INR MPPT). The main contribution of this analysis appears when developing the overall small signal model of the PV system. Therefore, by using linear control theory, the boundary value of the scaling factor can be determined. The theoretical analysis and the design principle of the proposed stability analysis have been validated using MATLAB simulations, and experimentally using a fixed point digital signal processor (TMS320F2808).
To increase the efficiency of a wind energy conversion system (WECS), the maximum power point tracking (MPPT) algorithm is usually employed. This paper proposes an optimal MPPT algorithm which tracks a sudden wind speed change condition fast. The proposed method can be implemented without the prior information on the wind turbine parameters, generator parameters, air density or wind speed. By investigating the directions of changes of the mechanical output power in wind turbine and rotor speed of the generator, the proposed MPPT algorithm is able to determine an optimal speed to achieve the maximum power point. Then, this optimal speed is set to the reference of the speed control loop. As a result, the proposed MPPT algorithm forces the system to operate at the maximum power point by using a three-phase converter. The simulation results based on the PSIM are given to prove the effectiveness of the proposed method.
Park, Joon-Ho;Yoon, Eun-Jung;Park, Jong-Tae;Yu, Chong-Gun
Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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v.15
no.11
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pp.2457-2464
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2011
In this paper, a vibration energy harvesting circuit using a piezoelectric device is designed. MPPT(Maximum Power Point Tracking) control function is implemented using the electric power-voltage characteristic of a piezoelectric device to deliver the maximum power to load. The designed MPPT control circuit traces the maximum power point by periodically sampling the open circuit voltage of a full-wave rectifier circuit connected to the piezoelectric device output and delivers the maximum available power to load. The proposed vibration energy harvesting circuit is designed with $0.18{\mu}m$ CMOS process. Simulation results show that the maximum power efficiency of the designed circuit is 91%, and the chip area except pads is $700{\mu}m{\times}730{\mu}m$.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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