Recently, the small scale photovoltaic (PV) electronic devices are drawing attention as the upcoming PV generation system. The PV system is commonly used in small scale PV applications such as LED lighting and cell phone. This paper proposes photovoltaic output sensorless (POS) maximum power point tracking (MPPT) control for a small scale charging system of PV-nickel metal hydride battery using field-programmable gate array (FPGA) controller. A converter is connected to a small scale PV cell and battery, and performs the POS MPPT at the battery terminal current instead of being at the PV cell output voltage and current. The FPGA controller and converter operate based on POS MPPT method. The experimental results show that the nickel metal hydride battery is charged by the maximum PV output power.
A small-scale wind power generation system with a switched-mode rectifier(SMR) is proposed. To simplify the converter circuit of the wind power generation system, the synchronous inductors of the permanent magnet synchronous generator(PMSG) replace the inductor for the boost converter. The sensorless maximum power point tracking(MPPT) control is carried out for the wind power generation system with the SMR. The proposed system is verified through the simulations and the experiments.
In this paper, a novel method for wind speed estimation in wind power generation systems is presented. The proposed algorithm is based on estimating the wind speed using Support-Vector-Machines for regression (SVR). The wind speed is estimated using the generator power-speed characteristics as a set of training vectors. SVR is trained off-line to predict a continuos-valued function between the system's inputs and wind speed value. The predicted off-line function as well as the instantaneous generator power and speed are then used to determine the unknown winds speed on-line. The simulation results show that SVR can define the corresponding wind speed rapidly and accurately to determine the optimum generator speed reference for maximum power point tracking.
연료전지가 동작할 때에는 공기공급을 위한 압축기가 동작하게 되는데 공기의 유량에 따라 연료전지의 출력전력이 달라진다. 또한 공기의 유량에 따라 압축기에서 소비하는 전력이 달라지기 때문에 공기 유량에 따른 연료전지의 최대 효율점이 존재하게 된다. 본 논문에서는 연료전지의 출력전력에서 압축기의 손실전력을 제외한 순수 파워를 최대로 낼 수 있는 유량을 추적 제어하는 알고리즘을 제안한다.
본 논문에서는 고 전력밀도 및 저가형으로 구성 가능한 새로운 구조의 계통 연계형 태양광 인버터 시스템을 제안한다. 제안 시스템은 태양전지의 최대 전력점 추종기능과 배터리의 충 방전 기능을 단일 전력단으로 구성함으로써, 고 전력밀도 및 저가격형 시스템 구성이 가능하다. 또한, 제안 시스템은 배터리를 링크 캐패시터에 직렬 연결함으로써 링크 캐패시터의 전압 스트레스를 배터리 전압만큼 저감할 수 있으므로 가격저감 효과가 크다. 최종적으로 제안 시스템의 우수성과 신뢰성 검증을 위하여 1.5kW급 태양광 인버터 시스템의 시작품을 제작하였고, 이를 이용한 실험결과를 바탕으로 제안 시스템의 타당성을 검증한다.
Park, Jong-Hyoung;Kim, Heung-Geun;Nho, Eui-Cheol;Chun, Tae-Won
Journal of Power Electronics
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제10권1호
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pp.79-84
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2010
This paper presents a grid connected photo-voltaic system using a quasi-Z-source inverter (QZSI) for power stage reduction. The power stage can be reduced because of an additional shoot-through stage which is a characteristic of QZSI. Therefore, by utilizing a QZSI the system's efficiency can be increased. In this paper, for applying a QZSI to a PV system, control methods such as maximum power point tracking (MPPT), point of common coupling (PCC) current control and PWM are studied and verified through simulation and experiment. In order to explain the above controllers, the characteristics of a QZSI are first analyzed. Then the MPPT control technique with a modified P&O method, the PCC current control for the regulation of the dc-link capacitor voltage and the PWM methods for the proposed system are explained. The feasibility of the proposed algorithm is verified through simulation and experiment with a 3kW system.
Due to the high efficiency and compact mechanical structure, direct drive variable speed generators are used for power conversion in wind turbines. The wind energy conversion system (WECS) considered in this paper consists of a permanent magnet synchronous generator (PMSG), uncontrolled rectifier, dc-dc boost converter controlled with maximum power point tracking (MPPT) and adaptive hysteresis controlled voltage source inverter (VSI). For high utilization of the converter's power capability and stabilizing voltage and power flow, constant DC-link voltage is essential. Step and search MPPT algorithm which senses the rectified voltage ($V_{DC}$) alone and controls the same is used to effectively maximize the output power. The adaptive hysteresis band current control is characterized by fast dynamic response and constant switching frequency. With MPPT and adaptive hysteresis band current control in VSI, the DC link voltage is maintained constant under variable wind speeds and transient grid currents respectively.
In this paper a single-phase Cascaded H-Bridge (CHB) inverter for photovoltaic (PV) applications is presented. Based on the presented mathematical analysis, a novel controller is introduced which adjusts the inverter power factor (PF) and manipulates the distribution of the reactive power between the cells to enhance the operating range of the CHB inverter. The adopted control strategy enables tracking of the maximum power point (MPP) of distinct PV strings and allows independent control of the dc-link voltages. The proposed controller also enables the inverter to operate under heavily unbalanced PV conditions. The performance of the CHB inverter and the proposed controllers are evaluated in the PSCAD/EMTDC environment. A seven-level CHB-based grid connected laboratory prototype is also utilized to verify the system performance.
본 논문에서는 배터리를 사용하는 유틸리티 차량용 컨트롤러 개발과 태양광 발전을 병행하여 차량의 운행시간을 보완하였다. 유틸리티 차량용 컨트롤러는 다른 컨트롤러와 호환성을 유지하고 저가격, 고성능을 위해 마이크로 프로세서를 이용하여 속도센서와 전류센서를 사용하지 않고 타여자 직류 전동기를 제어하였다. 태양광발전을 위해 DC-DC 컨버터를 이용하여 태양전지의 최대 전력점 추종 제어(MPPT)와 출력전류를 제어하여 태양전지와 배터리를 병렬운전하였다. 시스템의 타당성을 모의실험과 시제품의 실험을 통하여 검증하였다.
본 논문에서는 가변속 풍력발전시스템을 위한 최적속도의 PSF(Power Signal Feedback) MPPT 제어를 제안한다. 풍속센서를 이용한 데이터 수집이 요구되지 않으며 공기밀도, 출력되는 전력 피드백 값을 이용하여 시스템 속도 제어를 위한 지령속도를 출력하여 최대 전력점을 찾도록 하는 제어 방법으로, PSIM 프로그램 결과를 통해 본 논문의 타당성을 입증한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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