Maximum Power Point Tracking under simplified sliding mode control based DC-DC boost converters

• Autorzy: Benaissa Tahar , Djillali Mahi , Khaled Halbaoui

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2021.07.12

Warianty tytułu

PL

Śledzenie maksymalnego punktu mocy w przypadku konwerterów podwyższających DC-DC z uproszczonym sterowaniem przesuwnym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this paper, a design of a simplified sliding mode controller (SMC) for Boost DC-DC converter in continuous conduction mode of operation is presented by defining a simplified formulation for sliding surface. The robustness and stability of the proposed controller are investigated to environment changes. Simulation results show that SMC provides good performance under the climatic changes in term of stability and robustness to irradiance and temperature variations. The proposed converter is a cascaded boost converters under Sliding Mode Control (SMC). The operation of the proposed control of dc–dc converter topology has been verified through simulation using Simulink and its performance has been shown to be satisfactory.

PL

W artykule przedstawiono projekt uproszczonego sterownika trybu ślizgowego (SMC) dla przekształtnika Boost DC-DC w trybie pracy ciągłej przewodzenia poprzez zdefiniowanie uproszczonego sformułowania dla powierzchni ślizgowej. Odporność i stabilność proponowanego kontrolera są badane pod kątem zmian środowiskowych. Wyniki symulacji pokazują, że SMC zapewnia dobrą wydajność przy zmianach klimatycznych pod względem stabilności i odporności na napromienienie i zmiany temperatury. Proponowany konwerter to kaskadowe przetwornice podwyższające w trybie sterowania przesuwnego (SMC). Działanie proponowanego sterowania topologią przekształtnika DC – DC zostało sprawdzone w drodze symulacji z wykorzystaniem Simulink i jego działanie okazało się zadowalające.

Słowa kluczowe

EN

boost converter; maximum power point tracking; MPPT; photovoltaic system; sliding mode control; SMC

PL

przekształtnik Boos DC-DC; tryb ślizgowy; maksymalny punkt mocy

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2021
• Tom: R. 97, nr 7
• Strony: 60--65
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Benaissa Tahar

• Amar TELIDJI University of Laghouat, Algeria, Department of Electrical Engineering, Faculty of Science

• https://orcid.org/0000-0002-7795-1811

autor

Djillali Mahi

• Amar TELIDJI University of Laghouat, Algeria, Department of Electrical Engineering, Faculty of Science

• https://orcid.org/0000-0002-0396-2139

autor

Khaled Halbaoui

• Nuclear Research Centre of Brine CRNB, Power Electronics Laboratory

• https://orcid.org/0000-0002-7591-4750

Bibliografia

• [1] Bhatnagar P., Nema R. K., “Maximum power point tracking control techniques: State of the art in photovoltaic applications Review Article”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 23 (July 2013), pp. 224-241
• [2] Dupont, E.; Koppelaar, R.; Jeanmart, H. Global available solar energy under physical and energy return on investment constraints. Appl. Energy (2020), 257, 113968.
• [3] Haddou. A, Tariba.N. E, Naima. I, Bouknadel. A, El Omari. H, EL Omari. H. “Comparative study of new MPPT control approaches for a photovoltaic system”. International Journal of Power Electronics and Drive System (IJPEDS) Vol. 11 (March 2020), No. 1, pp. 251~261.
• [4] Manel Hlaili, Hfaiedh Mechergui, "Comparison of Different MPPT Algorithms with a Proposed One Using a Power Estimator for Grid Connected PV Systems", International Journal of Photoenergy, vol. 2016 (2016), pp. 1-10, http://dx.doi.org/10.1155/2016/1728398
• [5] Mendez, E.; Ortiz, A.; Ponce, P.; Macias, I.; Balderas, D.; Molina, A. Improved MPPT Algorithm for Photovoltaic Systems Based on the Earthquake Optimization Algorithm. Energies Vol. 13 (2020), 3047.
• [6] Safarin. A, Mekhilef, S. "Simulation and hardware implementation of incremental conductance MPPT with direct control method using cuk converter" IEEE transactions on industrial electronics, Vol. 58 (2010), nr 4, pp. 1154-1161.
• [7] Chiu, C.-S., Ouyang, Y.-L. "Robust Maximum Power Tracking Control of Uncertain Photovoltaic Systems: A Unified T-S Fuzzy Model-Based Approach". IEEE Trans. Control Syst. Technol. Vol. 19 (2011), pp. 1516–1526.
• [8] Lin, W.-M.; Hong, C.-M.; Chen, C.-H. Neural-Network-Based MPPT Control of a Stand-Alone Hybrid Power Generation System. IEEE Trans. Power Electron. Vol. 26 (2011), pp. 3571–3581.
• [9] Reham Haroun Mohamed Abdelkarim “Cascaded Voltage Step-up Canonical Elements for Power Processing in PV Applications” PhD thesis, Dept. d’Enginyeria Electronica, Electrica i Automatica Universitat Rovira i Virgili, 2014
• [10] A. Leon-Masich, H. Valderrama-Blavi, J. M. Bosque-Moncusí, J. Maixé-Altés and L. Martínez-Salamero, "Sliding-Mode- Control-Based Boost Converter for High-Voltage–Low-Power Applications," IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 62 ( 2015), nr. 1, pp. 229-237
• [11] Paula. A.O.V, Carlos. A.R.P “Sliding-Mode Controller for Maximum Power Point Tracking in Grid-Connected Photovoltaic Systems“ Energies Vol. 8 (2015), pp. 12363– 12387; doi:10.3390/en81112318
• [12] Gomathi. A, Nageswari. S, Durga D. R," Modeling and Analysis of Sliding Mode MPPT Controller for Solar Photovoltaic System" International Journal of Advanced Research in Electrical, Electronics and Instrumentation Engineering, Vol. 7 (2018), nr. 2, pp. 726-734
• [13] Z. Meng, W. Shao, J. Tang and H. Zhou, "Sliding-mode control based on index control law for MPPT in photovoltaic systems," in CES Transactions on Electrical Machines and Systems, vol. 2 (September 2018), nr. 3, pp. 303-311, doi: 10.30941/CESTEMS.2018.00038.
• [14] K. Vrdoljak, N. Peric, and I. Petrovi ´ c, “Sliding mode based load- frequency control in power systems,” Electric Power Systems Research, vol. 80(2010), nr. 5, pp. 514–527
• [15] M. A. G. Brito, L. Galotto, Jr., L. P. Sampaio, G. A. Melo, and C. A. Canesin, “Evaluation of the main MPPT techniques for photovoltaic applications,” IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 60 (Mar 2013), nr. 3, pp. 1156–1167
• [16] Mostafa R. Mustafa, Naggar H. Saad, Ahmed A. El-sattar. Tracking the maximum power point of PV array by sliding mode control method "Ain Shams Engineering Journal Vol. 11 (March 2020), nr.1, , pp. 119-131
• [17] M. S. Agamy, M. H. Todorovic, A. Elasser, S. Chi, R. L. Steigerwald, J. A. Sabale, A. J. McCann, Li Zang, and F. Mueller, “An efficient partial power processing DC/DC converter for distributed PV architectures,” IEEE Trans. Power Electron., Vol. 29 (Feb. 2014 ), nr. 12, pp. 674–686

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).