بهبود عملکرد کنترل پیش‌بین مبتنی بر مدل در ردیابی ماکزیمم توان در سیستم فتوولتائیک با استفاده از کنترل فازی در صورت وجود عدم قطعیت در مدل

مشخصة توان - ولتاژ در یک سیستم فتوولتائیک، مشخصة غیرخطی است. محل و مقدار نقطة ماکزیمم توان[i] (MPP) به شرایط محیطی مانند شدت نور و دمای محیط بستگی دارد. برای استخراج ماکزیمم توان به سیستمی نیاز است که شامل یک مبدل DC-DC و یک روش کنترلی است؛ به چنین سیستمی، ردیابی نقطة ماکزیمم توان[ii] (MPPT) گفته می‌شود که یک قسمت اساسی در سیستم فتوولتائیک است. یکی از این روش‌های کنترلی استفاده‌شده در MPPT، روش کنترل پیش‌بین مبتنی بر مدل[iii] (MPC) است. روش کنترل پیش‌بین مبتنی بر مدل با استفاده از معادلات مربوط به مبدل dc-dc، نقطة ماکزیمم توان را ردیابی می‌کند. در کنترل پیش‌بین مبتنی بر مدل، معادلات سیستم به‌صورت ایدئال نوشته می‌شوند؛ درحالی‌که در واقعیت و با مرور زمان، مقادیر عناصر موجود در مبدل dc تغییر کرده یا نامشخص‌اند. برای حل این مشکل دو راه‌حل وجود دارد: راه‌حل نخست این است که معادلات سیستم به‌صورت واقعی نوشته شوند؛ درنتیجه، فرمول‌ها بسیار پیچیده می‌شوند و حجم زیادی از حافظه و زمان میکروپروسسور را اشغال می‌کنند و درنهایت، سرعت عملکرد کنترل را کاهش می‌دهند. در بیشتر اوقات نیز مقادیر دقیق عناصر موجود در مدار مشخص نیستند. روش دوم، استفاده از سنسورهای اضافی است که این امر نیز باعث افزایش قیمت سیستم می‌شود. در این مقاله با استفاده از یک کنترلر فازی، عملکرد کنترل پیش‌بین مبتنی بر مدل در صورت وجود عدم‌قطعیت در مدل مبدل بهبود می‌یابد. در ضمن با استفاده از این روش، نیاز به سنسورهای اضافی برای تشخیص نامعینی عناصر موجود در مبدل DC-DC برطرف می‌شود. نتایج با استفاده از نرم‌افزار متلب (MATLAB) ارائه شده‌اند و عملکرد بهتر این روش را در مقایسه با روش کنترل پیش‌بین مبتنی بر مدل و روش کنترلر فازی مرسوم نشان می‌دهند. [i] Maximum Power Point [ii] Maximum Power Point Tracking [iii] Model predictive control

Keywords:

ردیابی ماکزیمم توان , کنترل پیش‌بین مبتنی بر مدل , کنترل فازی , سیستم فتوولتائیک