1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Nghiên cứu cải tiến giải thuật dò tìm điểm công suất cực đại của tấm pin năng lượng mặt trời sử dụng thuật toán BAT và bộ điều khiển mờ luận văn thạc sĩ

97 25 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 97
Dung lượng 1,96 MB

Cấu trúc

  • CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU (15)
    • 1.1 Lý do chọn đề tài (15)
    • 1.2 Tình hình Nghiên cứu trong và ngoài nước (19)
      • 1.2.1 Tình hình Nghiên cứu trong nước (19)
      • 1.2.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước (29)
    • 1.3 Mục tiêu nghiên cứu (34)
    • 1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu (35)
      • 1.4.1 Đối tượng nghiên cứu (35)
      • 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu (35)
    • 1.5 Phương pháp nghiên cứu (35)
    • 1.6 Nội dung Luận văn (36)
    • 1.7 Dự kiến kết quả đạt được (36)
    • 2.3 Các ảnh hưởng đến hệ thống (44)
    • 2.4 Những giải thuật điều khiển để tìm điểm MPPT của tấm pin mặt trời đang được sử dụng (47)
    • 2.5 Giới thiệu thuật toán BAT và bộ điều khiển mờ (59)
  • CHƯƠNG 3 MÔ HÌNH HOÁ TRÊN PHẦN MỀM MATLAB VÀ KẾT QUẢ MÔ PHỎNG (66)
  • CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN (85)
    • 4.1 Kết luận (85)
    • 4.2 Hướng nghiên cứu tiếp theo ............................. Error! Bookmark not defined. TÀI LIỆU THAM KHẢO (0)

Nội dung

TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU

Lý do chọn đề tài

Trong những thập kỷ gần đây, mối quan tâm về nóng lên toàn cầu và ô nhiễm môi trường đã gia tăng, dẫn đến việc sử dụng rộng rãi các nguồn năng lượng tái tạo (RES) như một giải pháp hiệu quả cho nhu cầu năng lượng ngày càng tăng với chi phí thấp và phát thải giảm Các công nghệ năng lượng tái tạo, bao gồm gió, năng lượng mặt trời, địa nhiệt và sinh khối, không chỉ giúp giảm thiểu tác động môi trường mà còn đa dạng hóa tổ hợp phát điện và đảm bảo cung cấp an toàn cho nhu cầu phụ tải Đặc biệt, năng lượng gió và mặt trời đã thu hút sự chú ý của các chuyên gia và chính phủ nhờ vào tính sẵn có cao và công nghệ tiên tiến Đáng chú ý, chi phí công nghệ năng lượng mặt trời đã giảm tới 80% trong những năm qua và vẫn tiếp tục xu hướng giảm.

Do đó, sự hiện diện của các hệ thống phát điện như vậy và cách lắp đặt của nó cần được xem xét cẩn thận và chi tiết.

Dưới sự chỉ đạo của Chính phủ, năng lượng tái tạo, đặc biệt là năng lượng điện mặt trời, đã có những bước phát triển đột phá Tuy nhiên, để đảm bảo sự phát triển bền vững và an ninh năng lượng quốc gia, cần sự tham gia của doanh nghiệp và nhà nghiên cứu trong và ngoài nước Nhu cầu điện ngày càng tăng là thách thức lớn cho ngành điện, trong khi nguồn cung năng lượng trong nước như than đá và dầu mỏ đã gần đạt giới hạn, dẫn đến phụ thuộc vào nhập khẩu Biến đổi khí hậu toàn cầu gây ra hạn hán và ảnh hưởng đến hoạt động của các hồ thủy điện, làm chậm tiến độ một số dự án Do đó, nghiên cứu nâng cao hiệu suất khai thác năng lượng luôn được các nhà khoa học quan tâm.

Hệ thống pin quang điện (PV) chuyển đổi bức xạ mặt trời thành điện năng, được phân loại thành hai loại: hệ thống kết nối lưới và hệ thống độc lập Hệ thống kết nối lưới thường sử dụng cho các mảng năng lượng trong trang trại PV, trong khi hệ thống độc lập phục vụ cho các thiết bị như máy bơm nước và hệ thống chiếu sáng Hai vấn đề chính của hệ thống PV là khả năng khai thác năng lượng trong điều kiện khí hậu khác nhau và hiệu suất khi bức xạ mặt trời thấp Giải quyết những vấn đề này sẽ giúp tối ưu hóa đầu tư cho hệ thống Đặc tuyển I-V và P-V của hệ thống PV thay đổi phi tuyến theo bức xạ mặt trời và nhiệt độ.

Dò tìm điểm công suất cực đại nhằm xác định điểm vận hành của hệ thống để đạt hiệu suất và công suất đầu ra tối ưu Phương pháp này có thể thực hiện qua mô hình toán học hoặc giải thuật tìm kiếm, trong đó bộ điều khiển dò tìm điểm công suất cực đại là giải pháp hiệu quả giúp hệ thống hoạt động ở điều kiện nhiệt và bức xạ khác nhau Nhiều nghiên cứu đã phát triển các bộ điều khiển với tính năng linh hoạt, đa dạng cảm biến, hiệu suất cao và độ hội tụ lớn Các kỹ thuật này được phân loại thành ba loại chính: trực tiếp, gián tiếp và trí tuệ nhân tạo (AI) Một số kỹ thuật gián tiếp như kỹ thuật dòng điện ngắn mạch (SCC) và điện áp hở mạch (OCV) phụ thuộc vào các tham số vận hành của hệ thống PV trong điều kiện khí hậu khác nhau, gây hạn chế trong việc theo dõi chính xác bức xạ mặt trời và nhiệt độ Để khắc phục, các nhà nghiên cứu đã áp dụng trí tuệ nhân tạo như Fuzzy, mạng nơron nhân tạo và các thuật toán tiến hoá nhằm nâng cao hiệu suất theo dõi điểm công suất cực đại trong điều kiện khí hậu không ổn định Đề tài này tập trung vào giải thuật điều khiển áp dụng kỹ thuật điều khiển mờ và thuật toán BAT, dựa trên hành vi định vị của loài dơi, nhằm tối ưu hóa hiệu suất trong điều kiện thay đổi đột ngột.

Yang phát triển vào năm 2010).

Hệ thống năng lượng nghiên cứu bao gồm tấm pin năng lượng mặt trời và pin lưu trữ, hoạt động ở chế độ hòa lưới, cung cấp nguồn điện ổn định và liên tục Sơ đồ điều khiển được đề xuất đảm bảo hiệu suất tối ưu ngay cả trong điều kiện khí hậu thay đổi và khi bị bóng râm che phủ một phần Nguyên tắc điều khiển được phát triển dựa trên việc xác định hệ số tỷ lệ của hàm liên thuộc và trọng số của các luật điều khiển mờ, sử dụng thuật toán BAT Thuật toán này đã được nghiên cứu và đánh giá trong các điều kiện khác nhau, với các giá trị nhiệt độ, bức xạ mặt trời và tình trạng bóng râm khác nhau.

Tình hình Nghiên cứu trong và ngoài nước

1.2.1 Tình hình Nghiên cứu trong nước

Pin quang điện (PV) chuyển đổi năng lượng từ bức xạ mặt trời, và hiệu suất của nó phụ thuộc vào các yếu tố môi trường như nhiệt độ và cường độ bức xạ Trong quá trình hoạt động, hệ thống PV có thể bị che khuất bởi các yếu tố tự nhiên như mây, nhà cao tầng, bụi, động vật, cột điện và cây cối, ảnh hưởng đến khả năng phát điện của nó Báo cáo này đề xuất một thuật toán dò tìm điểm phát công suất cực đại (MPPT) cho hệ thống PV hoạt động dưới điều kiện bị che khuất một phần, dựa trên phương pháp tối ưu hóa bầy đàn.

Mô hình PSO kết hợp với ba modul PV PHM60W36 đã được mô phỏng bằng phần mềm PSIM, cho thấy hiệu quả vượt trội khi so sánh với thuật toán P&O và các giải thuật tối ưu trước đó trong cùng điều kiện vận hành Một mô hình thực nghiệm cũng được phát triển để khảo sát phản ứng của giải pháp trong môi trường thực tế, sử dụng bộ mô phỏng pin quang điện Chroma-62050H Kết quả cho thấy giải pháp đề xuất của nhóm tác giả Bùi Văn Hiền, Trương Việt Anh và Quách Thanh Hải đã nâng cao hiệu suất và tốc độ MPPT của hệ thống trong các điều kiện vận hành phức tạp.

Đề tài này gặp phải hạn chế do ảnh hưởng của bóng che, dẫn đến việc số đỉnh phát công suất cực đại tăng lên, làm cho việc xác định điểm phát công suất toàn cục trở nên phức tạp và độ chính xác giảm.

Bài báo của Trương Việt Anh và Nguyễn Thanh Thuận nghiên cứu một thuật toán mới nhằm tìm điểm công suất cực đại (MPPT) cho pin mặt trời trong các điều kiện môi trường thay đổi Thuật toán này phân chia đường đặc tuyến của pin thành ba vùng: bên trái MPP, vùng MPP và bên phải MPP, giúp xác định nhanh chóng vị trí làm việc của pin và điều chỉnh độ rộng xung của mạch boost để tối ưu hóa công suất Kết quả mô phỏng và thực nghiệm cho thấy pin mặt trời luôn hoạt động tại điểm công suất cực đại khi áp dụng thuật toán này So với thuật toán P&O, thuật toán mới có tốc độ tìm MPP nhanh hơn, độ giao động công suất nhỏ hơn và khắc phục được nhược điểm của P&O trong điều kiện bức xạ thay đổi nhanh.

PV thu được bị dao động lớn và dễ tìm sai điểm MPP khi bức xạ thay đổi nhanh.

Bài báo của Trần Quang Thọ và Trương Việt Anh trình bày thuật toán giảm thiểu sóng hài trong hệ thống điện mặt trời nối lưới ba pha, sử dụng bộ điều chỉnh điện áp MPPT có gia cố biến thiên Việc điều chỉnh này cần thiết do công suất điện của dàn pin mặt trời thay đổi theo điều kiện thời tiết, và bộ dò điểm công suất cực đại đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa hiệu suất hệ thống.

MPPT được sử dụng để tối ưu hóa việc chiết xuất năng lượng điện từ dàn pin mặt trời Báo cáo chỉ ra rằng khi công suất điện của dàn pin thay đổi do điều kiện thời tiết, điện áp MPPT sẽ được điều chỉnh nhanh chóng đến điểm công suất cực đại, sau đó giảm gia số để đạt được độ méo dạng sóng hài THD dòng điện thấp hơn Kết quả mô phỏng trên Simulink/Matlab cho thấy bộ điều chỉnh điện áp MPPT đề xuất có hiệu suất gia số biến thiên tốt hơn so với bộ điều chỉnh có gia số cố định.

Trong bài viết “Thiết kế bộ điều khiển MPPT cho turbine gió dùng máy phát đồng bộ nam châm vĩnh cửu”, tác giả Trương Việt Anh, Huỳnh Quang Minh, Võ Hoài Thương đã nêu rõ tầm quan trọng của năng lượng gió và các nguồn năng lượng tái tạo khác trong việc thay thế năng lượng hóa thạch, đặc biệt tại Việt Nam với tiềm năng gió lớn Các turbine gió hoạt động hiệu quả ở mỗi tốc độ gió khác nhau, với một điểm làm việc tối ưu thể hiện qua tốc độ quay và moment đầu trục, từ đó đạt được công suất tối đa Do đó, việc điều chỉnh điểm làm việc theo sự thay đổi của tốc độ gió là cần thiết để tối ưu hóa hiệu suất sử dụng của turbine gió.

Việc này, trong một hệ thống turbine gió được giao cho bộ dò tìm công suất cực đại

Hệ thống điều khiển MPPT (Maximum Power Point Tracking) được đề xuất trong báo cáo này nhằm tối ưu hóa việc chuyển đổi năng lượng gió thành điện năng cho turbine gió sử dụng máy phát đồng bộ nam châm vĩnh cửu, cho phép thu được năng lượng tối đa mà không cần đo tốc độ gió và đặc tuyến công suất Mô hình vật lý đã được thiết kế và thử nghiệm trong điều kiện phòng thí nghiệm, sử dụng thuật toán P&O cải tiến với hai hệ số K1 và K2 để điều chỉnh điểm làm việc gần và xa điểm công suất cực đại Kết quả thí nghiệm cho thấy khả năng trích xuất công suất điện tối đa từ turbine gió trong các điều kiện gió thay đổi Bên cạnh đó, đề tài của tác giả Lương Xuân Trường và cộng sự cũng nêu rõ rằng các hệ thống pin năng lượng mặt trời công suất vừa và nhỏ có thể hoạt động độc lập, phù hợp cho những vùng khó tiếp cận lưới điện Thuật toán tối ưu hóa công suất cho hệ thống mặt trời nhỏ được đề xuất nhằm phục vụ cho bơm nước tưới tiêu, với kết quả nghiên cứu ban đầu được thực nghiệm trên mô phỏng PSIM và mô hình thực tế sử dụng động cơ DC.

Thành phố Thủ Dầu Một, Tỉnh Bình Dương” của tác giả Lê Phương Trường, Trần Minh Bằng,

Lợi Nguyễn Phúc Ân và Nguyễn Tấn Hòa đã thực hiện phân tích tính khả thi kinh tế cho hệ thống điện mặt trời trên mái nối lưới tại Thành phố Thủ Dầu Một Nghiên cứu dựa trên số liệu bức xạ mặt trời từ 14 phường và biểu đồ phụ tải tiêu biểu của hộ gia đình, từ đó xây dựng mô hình tính toán sản lượng điện bằng phần mềm PV Syst Kết quả cho thấy, hệ thống điện mặt trời có công suất từ 3kW đến 5kW sẽ sản xuất từ 4,48 đến 7,54MWh/năm cho các hộ gia đình Chi phí đầu tư dao động từ 2827 đến 4260 USD, với thời gian hoàn vốn khoảng 6-7 năm.

Nghiên cứu của tác giả Lê Phương Trường và các cộng sự đã phát triển một thuật toán nhằm ước tính năng suất và phân tích hiệu suất của nhà máy điện quang điện nối lưới, bao gồm hệ thống PV trên mái nhà và trang trại năng lượng mặt trời Mô hình được xây dựng trên nền tảng MATLAB/Simulink, với tổng công suất lắp đặt lần lượt là 0,986 MW cho hệ thống mái nhà và 30,7 MW cho trang trại năng lượng mặt trời Kết quả cho thấy hiệu suất trung bình đạt 70% cho hệ thống PV trên mái nhà và 80,45% cho trang trại năng lượng mặt trời trong khoảng thời gian sáu tháng của năm 2019, phù hợp với tỷ lệ hiệu suất toàn cầu từ 70% đến 80% cho các hệ thống năng lượng mặt trời hoạt động hiệu quả.

Bài viết này cũng tập trung vào việc phân tích các nghị quyết của chính phủ liên quan đến phát triển năng lượng mặt trời tại Việt Nam, nhằm hỗ trợ cho nghiên cứu đề tài.

Quyết định 11/2017/QĐ-TTg, ban hành ngày 11/4/2017, của Thủ tướng Chính phủ Việt Nam, nhằm khuyến khích phát triển các dự án điện mặt trời Quyết định này đưa ra cơ chế hỗ trợ để thúc đẩy đầu tư vào năng lượng tái tạo, góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành điện quốc gia.

Các tổ chức và cá nhân tham gia phát triển dự án điện mặt trời có thể huy động vốn hợp pháp từ cả trong và ngoài nước để đầu tư theo quy định pháp luật Dự án điện mặt trời được hưởng chính sách miễn, giảm thuế thu nhập doanh nghiệp tương tự như các dự án ưu đãi đầu tư Dựa trên quy hoạch được phê duyệt, Ủy ban nhân dân cấp tỉnh sẽ hỗ trợ việc thu xếp quỹ đất cho các nhà đầu tư thực hiện dự án điện mặt trời.

Việc bồi thường và hỗ trợ giải phóng mặt bằng được thực hiện theo quy định của pháp luật về đất đai hiện hành Bên mua điện có trách nhiệm mua điện với giá 2.086 đồng/kWh (chưa VAT), tương đương 9.35 Uscents/kWh, và giá này sẽ được điều chỉnh theo biến động tỷ giá đồng/USD Mức giá này chỉ áp dụng cho các dự án nối lưới có hiệu suất tế bào quang điện lớn hơn 16% hoặc module lớn hơn.

Các dự án điện mặt trời trên mái nhà được áp dụng cơ chế bù trừ điện năng thông qua hệ thống công tơ hai chiều, cho phép lượng điện phát ra vượt quá lượng tiêu thụ trong một chu kỳ thanh toán được chuyển sang chu kỳ tiếp theo Cuối năm hoặc khi kết thúc hợp đồng mua điện, lượng điện dư sẽ được bán cho bên mua điện theo giá quy định Chi phí mua điện từ các dự án này được tính toán và đưa vào thông số đầu vào của phương án giá bán điện hàng năm của Tập đoàn Điện lực Việt Nam.

Mục tiêu nghiên cứu

Làm rõ các đặc tính của hệ thống năng lượng mặt trời.

Nghiên cứu kinh nghiệm áp dụng các thuật toán tìm điểm công suất cực đại cho tấm pin năng lượng mặt trời từ các đề tài trong và ngoài nước nhằm rút ra bài học kinh nghiệm cho việc thực hiện đề tài này.

Nghiên cứu này tập trung vào việc phát triển một sơ đồ điều khiển hiệu quả cho hệ thống điện năng lượng mặt trời, bao gồm tấm pin quang điện và hệ thống lưu trữ năng lượng Mục tiêu là tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng tái tạo và nâng cao hiệu suất hoạt động của toàn bộ hệ thống.

Nghiên cứu này áp dụng bộ điều khiển mờ kết hợp với thuật toán BAT để xác định các giá trị tối ưu cho các tham số của bộ điều khiển trong hệ thống MPPT Thuật toán BAT được sử dụng để điều chỉnh các hàm liên thuộc (MF – Membership function) của bộ điều khiển mờ, nhằm xử lý tình trạng không ổn định trong việc đo lường bức xạ và nhiệt độ.

Mô phỏng được thực hiện nhằm kiểm tra thuật toán đề suất và so sánh với các giải pháp nổi bật như FUZZY, INC và P&O để đánh giá hiệu quả Kết quả nghiên cứu đã được công bố trong một bài báo khoa học trên tạp chí Khoa học Lạc Hồng.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu các kinh nghiệm ứng dụng các thuật toán tìm điểm công suất cực đại (MPPT) cho tấm pin năng lượng mặt trời từ các đề tài trong và ngoài nước nhằm rút ra bài học quý giá cho việc thực hiện đề tài này.

Nghiên cứu này tập trung vào việc phát triển một sơ đồ điều khiển hiệu quả cho hệ thống điện năng lượng mặt trời, bao gồm tấm pin quang điện và hệ thống lưu trữ năng lượng Mục tiêu là tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng tái tạo từ ánh sáng mặt trời, đồng thời đảm bảo khả năng lưu trữ năng lượng để cung cấp điện ổn định Sơ đồ điều khiển sẽ giúp quản lý và điều phối hoạt động của các thành phần trong hệ thống, nâng cao hiệu suất và tính bền vững của nguồn năng lượng này.

Lập giải thuật điều khiển tìm điểm phát công suất cực đại của tấm pin năng lượng mặt trời nối lưới trong trường hợp có pin lưu trữ.

Sử dụng matlab/simulink để mô phỏng, đánh giá thuật toán và so sánh đánh giá hiệu quả với các thuật toán như FUZZY, INC và P&O

Viết các bài báo khoa học đăng trên Hội nghị chuyên đề quốc tế về công nghệ mới và bền vững năm 2020 tại Đài loan Trung Quốc.

Nghiên cứu sử dụng bộ điều khiển mờ và thuật toán BAT để tìm các giá trị tối ưu của các tham số của bộ điều khiển cho MPPT.

Nghiên cứu thuật toán BAT nhằm điều chỉnh các hàm liên thuộc (MF - Membership function) trong bộ điều khiển mờ, giúp cải thiện khả năng xử lý các trường hợp không ổn định liên quan đến việc đo lường bức xạ và nhiệt độ.

Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp phân tích hệ thống được áp dụng để làm rõ mối tương tác giữa các yếu tố môi trường xung quanh và ảnh hưởng của chúng đến điều kiện hoạt động của hệ thống pin năng lượng mặt trời.

Phương pháp mô hình toán sử dụng phần mềm Matlab cho phép mô phỏng và thử nghiệm các thuật toán điều khiển, đồng thời kiểm tra các thông số môi trường ảnh hưởng đến hiệu suất của tấm pin năng lượng mặt trời.

Phương pháp thống kê toán học được áp dụng để chỉnh lý thông tin trong các mô hình toán học Nghiên cứu này sử dụng phương pháp định lượng, phát triển giải thuật và mô hình mô phỏng nhằm chứng minh tính hiệu quả của giải thuật điều khiển.

Nội dung Luận văn

Chương 2 Cơ sở lý thuyết

Chương 3 Mô hình hoá trên phần mềm Matlab và kết quả mô phỏng

Chương 4 Kết luận và hướng phát triển của đề tài

Dự kiến kết quả đạt được

Kết quả nghiên cứu sẽ góp phần tạo ra sự chuyển biến rõ rệt về hiệu suất của tấm pin năng lượng mặt trời.

Bài báo trình bày những giải pháp nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả khai thác tấm pin năng lượng mặt trời, từ đó góp phần nâng cao năng lực cạnh tranh cho sản phẩm này Nghiên cứu được công bố tại Hội nghị chuyên đề quốc tế về công nghệ mới và bền vững năm 2020 tại Đài Loan, Trung Quốc.

Tóm tắt của Chương 1 Ở chương 1, báo cáo này đã nêu ra được tâm quan trọng về nguồn năng lượng được tầm ảnh hưởng của nguồn năng lượng sạch này.

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Một tấm pin năng lượng mặt trời bao gồm nhiều tế bào quang được kết nối theo cách mắc nối tiếp và song song để tạo ra các giá trị đầu ra cần thiết Có nhiều cấu hình khác nhau cho hệ thống PV, nhưng để giảm thiểu sự phức tạp, việc sử dụng cấu hình một diode là một phương pháp hiệu quả trong việc mô hình hóa các hệ thống này Biểu diễn mạch của cấu hình này được thể hiện trong Hình 2.1, và phương trình (2.1) mô tả đặc tính I-V của cấu hình được nghiên cứu.

Hình 2.1 Mạch tương đương một diode của pin mặt trời [33, 34].

V PV – điện áp ra của PV (V)

I PV - Dòng điện ra của PV (A).

IPh – Dòng điện ngắn mạch của PV (A)

I PV 0 – Dòng điện bão hòa của diode (A) q – điện tích của electron (1,602.10−19C) k - hằng số Boltzman (1,381.10−23J/K)

T - nhiệt độ lớp tiếp xúc (K)

Điện trở nối tiếp và điện trở shunt được ký hiệu lần lượt là Rs và Rsh, trong khi dòng quang điện được biểu thị bằng Iph và hệ số lý tưởng của đường giao nhau p-n là n Dòng điện bão hòa được ký hiệu là IPVO, và hằng số Boltzmann được ký hiệu là k với giá trị 1,38 × 10^-23 J/K Điện tích được biểu diễn bằng q với giá trị 1,602 × 10^-19 C, và nhiệt độ của tế bào được tính bằng Kelvin, ký hiệu là T Đặc tính P-V đã được phác thảo trong Hình 2.2 cho các điểm mẫu khác nhau của bức xạ mặt trời, ký hiệu là G, và nhiệt độ, cho thấy năng lượng do hệ thống tạo ra.

Sản lượng điện từ năng lượng mặt trời sẽ tăng khi giá trị bức xạ mặt trời tăng Tuy nhiên, khi nhiệt độ tăng cao hơn so với các điều kiện kỹ thuật tiêu chuẩn (STC), giá trị dòng điện và sản lượng điện sẽ giảm Hai hiện tượng này được minh họa trong Hình 2.2.

Giá trị bức xạ mặt trời trên tất cả các mô-đun là đồng nhất, điều này dẫn đến MPP riêng lẻ trên đường cong P-V của hệ thống.

2.2(b) Hình 2.2 Đường cong P-V cho các giá trị điển hình của (a) Bức xạ mặt trời; (b) Nhiệt độ 2.2 Mô hình Pin

Với sự gia tăng nguồn năng lượng gián đoạn, nhu cầu lắp đặt hệ thống lưu trữ điện ngày càng trở nên cấp thiết Trong số các giải pháp lưu trữ hiện có, pin nổi bật nhờ vào mật độ năng lượng cao và tính linh hoạt trong việc sử dụng ở nhiều địa điểm khác nhau.

Hệ thống dự trữ bắt buộc đang trở nên khả thi hơn do chi phí vốn cao đã giảm trong những năm gần đây.

Trong lĩnh vực này, nhiều công nghệ khác nhau đã được phát triển, trong đó pin axit-chì (LA) nổi bật với hiệu suất xuất sắc Báo cáo này tập trung vào việc sử dụng pin axit-chì.

Hệ thống lưu trữ năng lượng pin (BES) tại LA được trang bị bộ chuyển đổi DC-DC hai chiều, kết nối pin với bus DC Hệ thống BES này sẽ có biến động, nhưng sẽ giúp ổn định điện áp tại liên kết DC chung, từ đó đảm bảo sự ổn định điện áp cho bus.

DC Điện áp pin được biểu thị như sau [12]

Trong đó điện áp bên trong của hệ thống BES được biểu thị bằng E batt và được xác định như sau

Các ảnh hưởng đến hệ thống

Các hệ thống PV chịu sự ảnh hưởng bởi các yếu tố như sau

Cường độ chiếu sang Nhiệt độ

Hiện tượng bóng râm 2.3.1 Ảnh hưởng của cường độ chiếu sáng

Cường độ ánh sáng là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống năng lượng mặt trời (PV) Khi cường độ ánh sáng tăng cao, công suất thu được từ hệ thống PV cũng tăng theo, dẫn đến dòng điện ngắn mạch (Isc) lớn hơn.

Hình 2.3 Đặc tuyến V-I của hệ thống PV thay đổi do cường độ anh sang khác nhau ở nhiệt độ 250C.

2.3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ

Nhiệt độ của môi trường tác động lên PV càng cao thì sẽ làm tiêu hao điện áp khi thu được, hình 2.4

Hình 2.4 Đặc tuyến V-I của PV thay đổi với các nhiệt độ khác nhau và cường độ chiếu sáng không đổi 1 kW/m 2 2.3.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ bóng râm

Hiện tượng bóng râm được xác định khi PV bị vật thể che phủ một phần làm giảm hiệu suất của PV hình 2.5

Hình 2.5 Module PV với n PV trong trường hợp không bị che khuất (a) bị che khuất

Tại thời điểm đó, điện áp của module PV sẽ là

Ta thay (2.7) vào (2.6) thì ta có

Khi đó, hiệu suất điện áp giảm bởi hiện tượng bóng râm được xác định như sau

(2.10) Mặt khác, do R p >> R s Khi ấy

∆𝑉~ + 𝐼Rp (2.11) Đặc tính của module PV khi bị ảnh hưởng bởi hiện tượng bóng râm được biểu diễn như hình 2.6

Hình 2.6 Đặc tính của module PV khi bị ảnh hưởng của hiện tượng bóng râm

Trường hợp module PV bị che khuất nhiều thì đường đặc tuyến được biểu diễn như hình 2.7

Ảnh hưởng của hiện tượng bóng râm lên hiệu suất của module PV phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm số lượng và vị trí của các tấm pin mặt trời bị che khuất Sự che khuất này có thể làm giảm đáng kể hiệu suất hoạt động của module PV, dẫn đến giảm lượng điện năng sản xuất Việc hiểu rõ các yếu tố này là rất quan trọng để tối ưu hóa hiệu suất hệ thống năng lượng mặt trời.

Phân bố bóng che trên các bộ PV

Dạng thiết kế của module PV

Hiệu ứng bóng râm trong hệ thống năng lượng mặt trời (PV) là một yếu tố không thể tránh khỏi, và ngay cả khi chỉ xảy ra ở một phần nhỏ, nó cũng dẫn đến tổn thất công suất đáng kể.

Những giải thuật điều khiển để tìm điểm MPPT của tấm pin mặt trời đang được sử dụng

Thuật toán MPPT là yếu tố quan trọng trong hệ thống năng lượng mặt trời PV, giúp điều chỉnh chu kỳ hoạt động của bộ tăng cường Bộ điều khiển cung cấp điện áp tham chiếu cho thành phần điều chế độ rộng xung, cho phép mảng PV hoạt động tại điểm công suất tối đa (MPP) Các kỹ thuật MPPT được áp dụng nhằm tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống năng lượng mặt trời.

Thuật toán FLC đã chứng minh được hiệu quả của mình và thường bao gồm ba bước chính: làm mờ, công cụ suy luận mờ và giải mờ Hình 2.8 minh họa rõ ràng ba bước này.

Trong bước đầu tiên, các biến đầu vào được chuyển đổi thành thuật ngữ ngôn ngữ khác nhau Tiếp theo, các thuật ngữ này được kiểm soát thông qua một tập hợp quy tắc đã được xác định, dựa trên kiến thức của quy trình.

Giải thích dữ liệu thông qua hệ thống suy luận bao gồm việc áp dụng các quy tắc và chức năng thành viên Bước cuối cùng trong quá trình này là giải mờ dữ liệu, chuyển đổi dữ liệu mờ từ bước trước thành thông tin rõ ràng và không mờ.

Dữ liệu đầu ra được sử dụng cho quy trình kiểm soát [34, 35].

Các thuật toán MPPT dựa trên FLC được thiết kế với một đầu ra duy nhất và hai đầu vào, nhằm cung cấp thông tin cho hệ thống MPP Các mối quan hệ được sử dụng để đặc trưng hóa các biến đầu vào này rất quan trọng trong việc tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống.

Tương tự như vậy, biến đầu ra cũng được định nghĩa là

Trong chu kỳ làm việc, E(k), ΔE(k) và ΔD đại diện cho sai số, sự thay đổi của sai số và biến thiên tương ứng Những yếu tố này đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá hiệu suất và độ chính xác của hệ thống.

Năm hàm liên thuộc được sử dụng để mô tả các biến đầu vào và đầu ra bao gồm: dương lớn (PL), dương nhỏ (PS), không (ZO), âm nhỏ (NS) và âm lớn (NL).

Các quy tắc nêu trong Bảng 2.1 được sử dụng để giảm thiểu các dao động ở tốc độ theo

Thuật toán min-max là một kỹ thuật nổi tiếng có thể áp dụng trong báo cáo này, với 21 dõi cao trong trạng thái ổn định Khu vực trung tâm (COA) của quá trình khử mờ được định nghĩa là Dj, trung tâm của thuật toán tiếp cận max-min trong hàm thành viên đầu ra.

2.9 (c) Hình 2.9 Các chức năng của thành viên (a) Lỗi (E) (b) Thay đổi sai số (CE); (c) đầu ra

Hoạt động hiệu quả của FLC chủ yếu phụ thuộc vào quy định và chức năng của các thành viên Để xác định các thông số này, cần thu thập thông tin chính xác từ hệ thống Do đó, FLC sẽ không đạt hiệu suất tối ưu trong những điều kiện khác nhau Báo cáo này sử dụng thuật toán BAT để giải quyết các vấn đề của FLC thông thường, nhằm xác định một cách chính xác các hệ số tỷ lệ mong muốn.

Bảng 2.1 Các quy tắc mờ được sử dụng trong nghiên cứu này.

Thuật toán Perturbation & Observation P&O là một thuật toán đơn giản trong số

NL NS ZO PS PL

NL ZO ZO ZO NL PS

NS ZO ZO NS NS NS

ZO NS ZO ZO ZO PS

PS PS PS PS ZO ZO

Các thuật toán xác định điểm cực đại, đặc biệt là trong các hệ thống tìm điểm công suất cực đại của năng lượng mặt trời (PV), là rất quan trọng Những thuật toán này dựa vào sự thay đổi điện áp, với ΔE (k) đại diện cho sai số và ΔD thể hiện sự thay đổi của sai số Sự thay đổi này ảnh hưởng đến công suất, với ΔP cho thấy sự biến động của công suất nhận được từ hệ thống.

PV đạt cực đại khi áp dụng thuật toán P&O, như được thể hiện trong lưu đồ ở hình 2.10 Thuật toán này giúp xác định tín hiệu điều khiển nhằm điều chỉnh hiệu quả bộ điều khiển DC/DC.

Hình 2.10 Lưu đồ thuật toán P&O Thuật toán P&O được mô tả như sau

- Nếu tăng điện áp và công suất nhận lại được tăng -> chu kỳ sau sẽ tăng điện áp.

- Nếu tăng điện áp và công suất nhận lại được giảm -> chu kỳ sau sẽ giảm điện áp.

- Nếu giảm điện áp và công suất nhận lại được tăng -> chu kỳ sau sẽ giảm điện áp.

- Nếu giảm điện áp và công suất nhận lại được giảm -> chu kỳ sau sẽ tăng điện áp.

Suy ra lưu đồ thuật toán P&O sẽ như sau

- Xác định giá trị ban đầu cho PV bao gồm V, I, P tại thời điểm k

- Đo và kiểm tra giá trị từ PV bao gồm V, I, P tại thời điểm k+1

- So sánh P(k+1) và P(k) o Nếu P(k+1) = P(k) thì V(k) = V(k+1) o Nếu P(k+1)  P(k) thì tiếp tục so sánh V(k+1) và V(k) và sau đó, ra quyết định tăng hoặc giảm điện áp.

Thuật toán P&O có sự phụ thuộc lớn vào thời gian lấy mẫu để so sánh Khi cường độ chiếu sáng ổn định, thuật toán hoạt động hiệu quả trong việc tìm điểm công suất cực đại của hệ thống năng lượng mặt trời Tuy nhiên, khi cường độ chiếu sáng thay đổi, thuật toán có thể xác định sai điểm công suất cực đại.

2.11 đã cho ta thấy khi cường độ bức xạ tang lên và đường cong của công suất sẽ thay đổi từ P1 sang P2.

Tại thời điểm k, hệ thống tìm điểm cực đại điều khiển hệ thống PV hoạt động ở điểm A Khi cường độ bức xạ tăng nhanh vào thời điểm (k+1), thuật toán sẽ điều chỉnh để tối ưu hóa hiệu suất.

Trong điều kiện P(k+1) > P(k) và V(k+1) > V(k), thuật toán P&O sẽ điều chỉnh tăng điện áp, dẫn đến việc điểm làm việc chuyển đến điểm C Tuy nhiên, điểm C chưa phải là điểm cực đại trong quá trình tối ưu hóa.

Khi hệ thống tìm điểm cực đại sử dụng thuật toán P&O để xác định điểm cực đại của hệ thống năng lượng mặt trời (PV), điểm cực đại có thể bị xác định sai sau một vài chu kỳ lấy mẫu nếu cường độ bức xạ thay đổi nhanh chóng.

Giới thiệu thuật toán BAT và bộ điều khiển mờ

Thuật toán tối ưu hóa dơi, được đề xuất bởi Yang vào năm 2010, dựa trên hành vi tìm kiếm thức ăn của loài dơi Sử dụng tính năng định vị bằng tiếng vang, dơi có khả năng phát hiện và tìm kiếm côn trùng, nguồn thức ăn chính của chúng.

Nguyên tắc của khả năng định vị bằng tiếng vang của dơi dựa vào hướng và cực điểm của tín hiệu từ con mồi, cho phép chúng dự đoán khoảng cách Khi bay qua vùng tìm kiếm, dơi phát ra các xung siêu âm với tốc độ xác định Qua khả năng này, dơi nhận được tín hiệu phản hồi, bao gồm cả tín hiệu của chính nó và các tín hiệu từ đồng loại Tín hiệu từ con mồi được phân tích dựa trên các đặc điểm như tính toàn vẹn thấp và tỷ lệ cao Khi dơi tiến gần đến con mồi, tín hiệu nhận được tăng lên trong khi tính toàn vẹn giảm xuống, cho thấy sự hiệu quả của thuật toán này trong việc tối ưu hóa các vấn đề phức tạp.

Nghiên cứu này áp dụng thuật toán Bầy Dơi (BAT) kết hợp với Lập kế hoạch Năng lượng (FLC) cho các ứng dụng theo dõi điểm công suất tối đa (MPPT) trong hệ thống điện mặt trời thuộc PSC Các con dơi bay qua không gian tìm kiếm một cách ngẫu nhiên để tìm kiếm con mồi, sử dụng khả năng định vị bằng tiếng vang với tần số không đổi Thuật toán bắt đầu với một quần thể gồm n con dơi ảo, mỗi con dơi đại diện cho một giải pháp khả thi trong vùng tìm kiếm Vị trí của mỗi con dơi được xác định ngẫu nhiên và sau đó, tất cả các vị trí được đánh giá để tìm ra con dơi tốt nhất dựa trên giá trị thể lực Các vị trí và tốc độ của từng con dơi được cập nhật theo các phương trình đã định, và quá trình này tiếp tục cho đến khi xác định được con dơi tốt nhất với vị trí tối ưu, thể hiện sản lượng điện PV mong muốn.

  (x x xi i it được hiển thị bằng x i and  i respectively. t

Giá trị ngẫu nhiên α trong khoảng [0, 1] là yếu tố bắt buộc trong quá trình tính toán Vị trí tổng thể của giải pháp được ký hiệu là x, trong khi tần số thay đổi được xác định bởi fi, fmin và fmax cho từng con dơi i Vị trí mới và vận tốc được tính theo công thức t t x new x old L  (x L, với εL nằm trong khoảng [-1, 1] và L t thể hiện giá trị âm lượng của từng con dơi tại thời điểm đó Khi Lmin bằng 0, điều này cho thấy con dơi đã phát hiện ra con mồi và tạm thời ngừng phát âm thanh.

(2.23) Cần lưu ý rằng β biểu thị một hằng số có giá trị trong khoảng [0, 1] Hình 2.14 chỉ ra cơ chế của thuật toán tối ưu hóa BAT.

Hình 2.14 Lưu đồ của thuật toán tối ưu BAT

Vấn đề chính với FLC là xác định chức năng thành viên không phù hợp, dẫn đến việc nhiều giải pháp đã được đề xuất để khắc phục Các giải pháp này chủ yếu dựa vào việc áp dụng các thuật toán tối ưu hóa heuristic và meta-heuristic nhằm điều chỉnh các hệ số tỷ lệ một cách hiệu quả.

Bài báo này trình bày một số thuật toán điều chỉnh tham số cho Fuzzy Logic Controller (FLC), trong đó thuật toán tối ưu hóa BAT được áp dụng để thiết lập các hệ số tỷ lệ của các hàm thành viên Hình 2.4.1.1 minh họa cấu hình của sơ đồ điều khiển đề xuất Một điểm quan trọng là số lượng biến tối ưu hóa sẽ giảm khi sử dụng các hệ số tỷ lệ của các hàm liên thuộc thay vì các khoảng tập mờ Các quy trình được mô tả nhằm đạt được Maximum Power Point (MPP) với tốc độ cao, và chỉ số sai số tuyệt đối theo thời gian tích phân (ITAE) được sử dụng làm hàm mục tiêu, được biểu thị bằng (2.24).

ITAE  t e(t) dt    P   t P   P MPPT PV (t) P (t) dt  f

Thuật toán MPPT được khởi tạo với chu kỳ nhiệm vụ chính, trong đó PPV (k) được xác định dựa trên điện áp và dòng điện của bộ kích điện, ký hiệu là VPV và IPV Sau khi tính toán các biến thể của sản lượng điện, chu kỳ làm việc được điều chỉnh tương ứng Các giá trị điện áp và dòng điện mới được lấy mẫu để thu được PPV công suất mới (k + 1) Bằng cách so sánh các giá trị hiện tại và trước đó của sản lượng điện, chu kỳ nhiệm vụ sẽ được điều chỉnh liên tục cho đến khi đạt được MPP.

Chương 2 của báo cáo trình bày chi tiết về cấu trúc của mô hình quang điện và mô hình pin, đồng thời phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của module PV, dẫn đến sự giảm sút hiệu quả trong quá trình sử dụng.

Bài viết cũng đề cập đến các thuật toán nhằm xác định điểm cực đại của tấm pin năng lượng mặt trời, từ đó so sánh hiệu quả với thuật toán lai BAT – FLC.

MÔ HÌNH HOÁ TRÊN PHẦN MỀM MATLAB VÀ KẾT QUẢ MÔ PHỎNG

3.1 Kết quả mô phỏng và bàn luận

Sơ đồ kiểm soát cho MPPT đã được đánh giá qua mô phỏng ba nghiên cứu điển hình, với kết quả so sánh cùng các kỹ thuật phổ biến Nghiên cứu đầu tiên phân tích tác động của sự thay đổi bức xạ mặt trời và nhiệt độ Nghiên cứu thứ hai xem xét sự biến đổi chậm của bức xạ mặt trời khi nhiệt độ giữ cố định ở 25°C Cuối cùng, nghiên cứu thứ ba tập trung vào hiệu suất của thuật toán.

MPPT được đề xuất dựa trên BAT-FLC theo PSC, với mô-đun PV thương mại được sử dụng cho mô phỏng STC được tính với nhiệt độ 25 °C và bức xạ mặt trời 1000 W/m² Dữ liệu kỹ thuật của hệ thống PV có trong Bảng 3.1, với mỗi mô-đun có công suất 90 W và tổng công suất hệ thống là 7300 W với 81 mô-đun Bảng 3.1 và 3.2 cung cấp thông tin kỹ thuật về pin và bộ chuyển đổi Theo phương trình (3.1), hiệu quả của hệ thống sẽ được cải thiện khi sử dụng thuật toán MPPT chính xác và nhanh chóng trong hệ thống điện mặt trời.

(3.1)Cần lưu ý rằng t1, t2 và P biểu thị thời gian khởi động, thời gian tắt máy và công

  P max dt tập hợp các tham số được đề xuất Thuật toán BAT được trình bày trong phụ lục B.

Bảng 3.1 Dữ liệu kỹ thuật của hệ thống PV

Bảng 3.2 Thông số kỹ thuật của pin LA

3.1 Tác động của bức xạ mặt trời và nhiệt độ

Hệ thống được mô phỏng trong Matlab/Simulink nhằm đánh giá hiệu suất của thuật toán MPPT trong các điều kiện khí hậu khác nhau Hiệu quả của hệ thống phụ thuộc vào hai yếu tố chính: bức xạ mặt trời và nhiệt độ Hiệu suất được đánh giá qua sự thay đổi đột ngột của bức xạ mặt trời, tăng từ t = 0 đến t = 12s và giảm từ t = 12s đến t = 14s, như thể hiện trong Hình 3.2 (a) Tương tự, nhiệt độ cũng thay đổi, tăng từ t = 0 đến t = 11s và giảm từ t = 11s đến t = 14s, được minh họa trong Hình 3.2 (b).

60% Điện trở bên trong pin (R)

Công suất định mức 300Ah

Hình 3.1 Biểu diễn giản đồ của hệ thống đã nghiên cứu.

Hình 3.2 (a) Các biến đổi của bức xạ mặt trời.

Hình 3.2 (b) Các biến đổi của nhiệt độ.

Hoạt động của thuật toán MPPT được trình bày dựa trên BAT-FLC về sản lượng

PV của hệ thống trong các điều kiện mô tả ở trên đã được minh họa trong Hình 3.3 (a).

Thuật toán BAT-FLC được đề xuất thể hiện hiệu suất xuất sắc khi đối mặt với sự biến đổi đột ngột của bức xạ mặt trời và nhiệt độ, với sự dao động thấp hơn và tỷ lệ hội tụ cao hơn so với các thuật toán khác.

MPPT phổ biến Các kỹ thuật khác nhau được nghiên cứu trong báo cáo này là P&O,

Trong trường hợp sản lượng điện của hệ thống PV bị thâm hụt, pin sẽ ngay lập tức cung cấp năng lượng cần thiết để duy trì nguồn điện ổn định cho tải Bảng 3.3 đã thực hiện một so sánh toàn diện giữa kết quả từ thuật toán BAT-FLC và các kỹ thuật phổ biến khác, nhằm xác minh tính hiệu lực và hiệu quả của thuật toán này.

MPPT được đề xuất Kết quả thu được bằng cách áp dụng các giá trị khác biệt của bức

Nhiệt độ (°C) và bức xạ mặt trời ảnh hưởng đến hiệu suất hệ thống năng lượng Kết quả mô phỏng cho thấy thuật toán MPPT có ưu điểm vượt trội về tốc độ theo dõi so với các kỹ thuật khác Hiệu suất của hệ thống với thuật toán MPPT dựa trên BAT-FLC đạt 99%, như thể hiện trong Hình 3.4 (a).

Hệ thống cho thấy hiệu quả từ 93% đến 97% với các thuật toán khác, mặc dù tốc độ theo dõi của chúng thấp hơn Đặc biệt, biên độ dao động của kỹ thuật P&O đạt 22 W, trong khi thuật toán BAT-FLC tổ hợp chỉ có biên độ dao động là 5 W.

3.3(b)Hình 3.3 (a) Đầu ra của PV; (b) Sức mạnh BES

Giá trị thực 4256 4949 4310 4907 4421 6352 7300 5819 P&O[12] 4216 4896 4253 4835 4347 6258 7246 5764 INC[12] 4236 4924 4285 4872 4395 6324 7274 5791 FLC[12] 4243 4933 4294 4887 4406 6332 7285 5801 BAT-FLC 4251 4946 4306 4901 4415 6346 7296 5816

Bảng 3.3 Kết quả so sánh cho sản lượng điện

(c) Hình 3.4 Các kỹ thuật khác nhau chịu sự thay đổi của bức xạ; (a) dao động xung quanh

MPPT (b) Hiệu suất trung bình; (c) Thời gian phản hồi3.2 Sự thay đổi bức xạ trong 24 giờ

Nghiên cứu điển hình này đánh giá hiệu suất của hệ thống PV với thuật toán MPPT dựa trên BAT-FLC, trong điều kiện nhiệt độ cố định 25 °C và bức xạ mặt trời thay đổi chậm Kết quả mô phỏng cho thấy sơ đồ điều khiển đề xuất vượt trội hơn so với các kỹ thuật MPPT thông thường, với hiệu quả trung bình đạt 99%, trong khi các phương pháp khác chỉ đạt từ 95-97% Thời gian phản hồi của thuật toán BAT-FLC hợp lý và có khả năng xử lý nhanh chóng các biến đổi đột ngột trong điều kiện hoạt động, đảm bảo hiệu suất trạng thái ổn định cao.

Hình 3.5 (a) Lưu đồ hàng ngày của bức xạ mặt trời.

Hình 3.5 (b) Sản lượng điện hàng ngày của hệ thống PV đã nghiên cứu.

(c) Hình 3.6 Các kỹ thuật khác nhau tùy thuộc vào sự thay đổi nhiệt độ; (a) dao động xung quanh MPP (b) Hiệu suất trung bình; (c) Thời gian phản hồi

Số mẫu Công suất đầu ra PV lý tưởng

Công suất đầu ra PV thu được

3.3 Theo dõi năng lượng với nhiều mô hình bóng

Cấu hình chuỗi năm mô-đun của hệ thống PV đã được minh họa trong Hình 3.7.

Mỗi mô-đun đều được trang bị một diode rẽ nhánh, và các kiểu tô bóng áp dụng cho bài toán được trình bày trong Bảng 3.4 Các điểm cực đại được phân loại thành cực đại cục bộ (LM) và cực đại toàn cục (GM), trong khi Bảng 3.5 cung cấp kết quả thu được trong trường hợp này.

Hình 3.7 Cấu hình mảng PV năm mô-đun được trang bị diodes rẽ nhánh trong PSC.

Bảng 3.4 Hai chế độ che nắng từng phần.

Bảng 3.5 Thuật toán MPPT được đề xuất dưới nhiều PSCs

Chế độ đầu tiên được nghiên cứu trong trường hợp này bao gồm bức xạ mặt trời không đồng đều 0,93 kW / m2, 0,5 kW / m2, 1 kW / m2, 0,7 kW / m2 và 0,4 kW / m2.

Hình 3.8 (a) chỉ ra các đặc tính P-V và I-V của hệ thống PV nơi có thể quan sát thấy bốn

Giá trị của GM đạt 181,32 W tại điểm cực đại thứ tư của đường cong P-V Trong chế độ thứ hai, bức xạ mặt trời trên các mô-đun thay đổi từ 1 kW/m2 đến 0,25 kW/m2, với kết quả thể hiện trong Hình 3.8 (b) cho thấy GM đạt 188,65 W nhờ kỹ thuật MPPT dựa trên BAT-FLC Trong khi đó, thuật toán MPPT P&O chỉ tạo ra LM 152,8 W như trong Hình 3.8 (c), cho thấy hạn chế của các thuật toán phổ biến trong việc tìm GM và dẫn đến giảm hiệu quả Hơn nữa, dao động sản lượng điện của kỹ thuật BAT-FLC thấp hơn nhiều so với các kỹ thuật khác, giúp hệ thống lai đạt hiệu suất 99% trong điều kiện che bóng một phần (PSC), cao hơn 18% so với kỹ thuật P&O.

3.2.3.2 (c) Hình 3.8 (a) Các đường cong P-V và I-V cho SP1; (b) Các đường cong P-V và I-V đối với SP2; (c) Sản lượng điện của hệ thống PV cho SP2 3.4 Phân tích độ nhạy

Hiệu suất của thuật toán tối ưu hóa BAT phụ thuộc vào việc xác định chính xác các tham số, trong đó tần số xung (fmax) là tham số quan trọng nhất Giá trị fmax càng cao, kết quả thu được sẽ càng tốt Mặc dù các tham số khác không ảnh hưởng mạnh mẽ như tần số xung, việc gán chúng một cách hợp lý vẫn có thể nâng cao khả năng của thuật toán.

3.6 thể hiện bộ giá trị tốt nhất của các thông số thu được khi thực hiện phân tích độ nhạy.

Dựa trên Bảng 3.6, để nâng cao khả năng tìm kiếm của thuật toán, cần chú ý đến giá trị cao của fmax, tốc độ xung thấp và vận tốc lớn, với α và β bằng 1 Đặc biệt, thông số độ lớn xung không có ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất của thuật toán Kết hợp tốt nhất của các tham số cho tần số, α, β, vận tốc, độ lớn xung và kích thước dân số tương ứng sẽ là 28, 1, 1, 0, 9 và 1.

Bảng 3.6 Phân tích độ nhạy của các tham số thuật toán BAT

Tóm tắt chương 3 Ở chương 3, báo cáo dựa theo mô hình hóa trên matlab và đã đưa ra kết quả mô

Giá trị Giá trị thể chất

0.8452 0.7541 0.6654 0.3215 0.1387 phỏng sau đó sẽ so sánh với thuật toán Fuzzy, INC cũng như là P&O để đánh giá tính hiệu quả của thật toán.

Ngày đăng: 12/04/2022, 17:49

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
[1] Hien, B., Truong, V. A., & Hai, Q. (2020), “Optimization of the maximum power point of photovoltaic working under partial shading conditions”, Science &Technology Development Journal - Engineering and Technology, 3(1), 326-338.https //doi.org/10.32508/stdjet.v3i1.544 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Optimization of the maximum power point of photovoltaic working under partial shading conditions
Tác giả: Hien, B., Truong, V. A., Hai, Q
Nhà XB: Science & Technology Development Journal - Engineering and Technology
Năm: 2020
[2] Trương Việt Anh, Nguyễn Thanh Thuận. (2012), Tìm điểm công suất cực đạicủa pin mặt trời đáp ứng các điều kiện môi trường, ngày 15 tháng 10 năm 2020, https//www.researchgate.net/profile/Thuan_Nguyen51/publication/311843070_Phuong_phap_tim_diem_cong_suat_cuc_dai_cua_pin_mat_troidap_ung_cac_dieu_kien_moi_truong/links/58be55f945851591c5e9c5ab/Phuong-phap-tim-diem-cong-suat-cuc-dai-cua-pin-mat-troidap-ung-cac-dieu-kien-moi-truong.pdf Sách, tạp chí
Tiêu đề: Tìm điểm công suất cực đạicủa pin mặt trời đáp ứng các điều kiện môi trường
Tác giả: Trương Việt Anh, Nguyễn Thanh Thuận
Năm: 2012
[3] Tran, T., & Truong, A. (2012), “MPPT voltage regulating in three-phase grid-connected photovoltaic system”, Science and Technology Development Journal, 15(2) Sách, tạp chí
Tiêu đề: MPPT voltage regulating in three-phase grid-connected photovoltaic system
Tác giả: Tran, T., & Truong, A
Năm: 2012
[4] Trương, V. A., Huỳnh, Q. M., & Võ, H. T. (2020), “Design of a MPPT controller for permanent magnet synchronous generator driven wind turbine”, Science& Technology Development Journal - Engineering and Technology, 2(4), 251-257.https //doi.org/10.32508/stdjet.v2i4.440 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Design of a MPPT controller for permanent magnet synchronous generator driven wind turbine
Tác giả: Trương, V. A., Huỳnh, Q. M., Võ, H. T
Nhà XB: Science & Technology Development Journal - Engineering and Technology
Năm: 2020
[5] Lương Xuân Trường, Nguyễn Tùng Linh và Trương Việt Anh (2019), “Nâng cao hiệu suất pin năng lượng mặt trời kết hợp với hệ thống bơm tưới nước”, Tạp chíKhoa học và Công nghệ - Đại học Công nghiệp Hà Nội, (55), 10-15 https //dlib.haui.edu.vn/home/handle/123456789/554 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Nâng cao hiệu suất pin năng lượng mặt trời kết hợp với hệ thống bơm tưới nước
Tác giả: Lương Xuân Trường, Nguyễn Tùng Linh, Trương Việt Anh
Nhà XB: Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Công nghiệp Hà Nội
Năm: 2019
[6] Lê Phương Trường, Trần Minh Bằng, Lợi Nguyễn Phúc Ân, Nguyễn Tấn Hòa (2017), Phân tích kinh tế cho hệ thống điện mặt trời trên mái nối lưới tại Thành phố ThủDầu Một, tỉnh Bình Dương, Số 11(120).2017-Quyển 2, Trang 132-136 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Phân tích kinh tế cho hệ thống điện mặt trời trên mái nối lưới tại Thành phố ThủDầu Một, tỉnh Bình Dương
Tác giả: Lê Phương Trường, Trần Minh Bằng, Lợi Nguyễn Phúc Ân, Nguyễn Tấn Hòa
Nhà XB: Số 11(120).2017-Quyển 2
Năm: 2017

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TRÍCH ĐOẠN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w