Naslov
Upravljanje istosmjernim uzlaznim pretvaračem napajanim fotonaponskim modulom s ciljem maksimizacije proizvedene snage
(Control of a DC-DC Boost Converter Supplied by Photovoltaic Module for Maximum Power Production)

Autori
Pavlović, Tomislav

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Fakultet elektrotehnike i računarstva

Mjesto
Zagreb

Datum
29.09

Godina
2014

Stranica
207

Mentor
Ban, Željko

Ključne riječi
uzlazni istosmjerni pretvarač; usrednjeni model; modulacija po vršnoj vrijednosti struje zavojnice; klizni režim; algoritam traženja maksimuma snage fotonaponskog sustava; djelomično zasjenjenje fotonaponskih modula; Nelder-Mead algoritam
(DC-DC boost converter; averaged model; peak current-mode control; sliding mode; maximum power point tracking in photovoltaic systems; partial shading of photovoltaic modules; Nelder-Mead algorithm)

Sažetak
U ovom radu obrađen je problem traženja maksimuma snage fotonaponskog modula u sustavu s istosmjernim uzlaznim pretvaračem s modulacijom po vršnoj vrijednosti struje zavojnice i baterijom na izlazu u uvjetima jednolikog osvjetljenja i djelomičnog zasjenjenja. U tu svrhu iskorišten je Nelder-Mead optimizacijski postupak, koji načelno radi u dva načina rada, u lokalnom i globalnom. Predloženi su koraci ograničavanja područja pretraživanja u globalnom načinu rada, te podešavanja parametara algoritma, s ciljem smanjenja broja iteracija, te time i gubitka snage. Da bi Nelder-Mead algoritam mogao raditi s malim vremenima uzorkovanja projektiran je podređeni regulator ulaznog napona pretvarača utemeljen na teoriji kliznih režima. U sintezi regulatora predloženo je modeliranje procesa linearnim modelom drugog reda s promjenjivim parametrima. Regulator ulaznog napona osigurava jednaku dinamiku prijelaznih pojava pri velikim promjenama referentnog iznosa ulaznog napona u različitim radnim uvjetima, za oblačnog i vedrog vremena, u području malih snaga i nominalne snage, te osigurava gotovo idealnu kompenzaciju utjecaja promjene dozračenosti, što je potvrđeno simulacijama i eksperimentom na realnom sustavu. Za slučajeve kad fotonaponski sustav mora sudjelovati u regulaciji napona trošila projektiran je regulator izlaznog napona pretvarača s kliznim režimom, čija je sinteza napravljena pod pretpostavkom pojednostavljenja modela procesa linearnim modelom prvog reda s promjenjivim parametrima. Regulator izlaznog napona osigurava jednaku dinamiku prijelaznih pojava pri promjeni referentne veličine u svim radnim točkama, te osigurava zadovoljavajuću kompenzaciju promjena izlaznog opterećenja. U svrhu ubrzanja računalnih simulacija kompleksnih sustava s pretvaračima, kao što su mikromreže, razvijen je pojednostavljeni usrednjeni nelinearni model realnog uzlaznog istosmjernog pretvarača s modulatorom po vršnoj vrijednosti struje zavojnice uz zanemarenje dinamike struje zavojnice. Razvijeni pojednostavljeni model omogućuje ubrzanje trajanja simulacija u programskom paketu Matlab-Simulink do jednog reda veličine u usporedbi s modelima punog reda. Predloženi usrednjeni model i rad svih sustava upravljanja eksperimentalno su provjereni na realnom sustavu.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Elektrotehnika

POVEZANOST RADA