Modele czasu rzeczywistego ogniw fotowoltaicznych zrealizowane w układach FPGA

• Autorzy: Stala R. , Stawiarski Ł.

Warianty tytułu

EN

Real-time models of PV arrays implemented in FPGAs

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono koncepcję modeli czasu rzeczywistego ogniw fotowoltaicznych zrealizowanych w układzie FPGA, która umożliwia prototypowanie rozbudowanych systemów fotowoltaicznych oraz testowanie sterowania, znacznie skracając czas i koszty badań. Sprzętowa realizacja modelu ogniwa fotowoltaicznego w układzie FPGA, może w wielu przypadkach zastąpić sprzętowe symulatory ogniw fotowoltaicznych, często wykorzystywane do prototypowania systemów fotowoltaicznych, oferując lepsze parametry i niższe koszty.

EN

The paper presents a conception of FPGA-based real-time models of photovoltaic (PV) sources. The method offers new capabilities in prototyping the PV systems and testing their control, reducing time and costs of the investigations. Hardware implementation of a PV cell model in an FPGA device can in some cases replace hardware photovoltaic simulators (which are often used in prototyping new photovoltaic system), offering better parameters and lower overall costs.

Słowa kluczowe

PL

FPGA; fotowoltaika; ogniwo fotowoltaiczne; modele czasu rzeczywistego

EN

photovoltaic; PV; PV array; real-time models; FPGA

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 86, nr 2
• Strony: 358--363
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., wykr., schem.

Twórcy

autor

Stala R.

autor

Stawiarski Ł.

• Akademia Górniczo Hutnicza im. Stanisława Staszica, Katedra Automatyki Napędu i Urządzeń Przemysłowych, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków,

Bibliografia

• [1] M.Sibiński and Z.Lisik, “Polycrystalline CdTe solar cells on elastic substrates”, Bull. Pol. Ac.: Tech. 55 (3), 287-292 (2007).?
• [2] KC200GT – KYOCERA – datasheet
• [3] J.M. Carrasco, L.G. Franquelo, J.T. Bialasiewicz, E. Galvan, R.C. Portillo Guisado, M.A.M. Prats, J . I . Leon, N. Moreno-Alfonso, ”Power-Electronic Systems for the Grid Integration of Renewable Energy Sources: A Survey”. IEEE Trans. on Ind. El. Vol. 53, No. 4, August 2006.
• [4] F. Blaabjerg, F. Iov, R. Teodorescu, Z. Chen, “Power Electronics in Renewable Energy Systems”, 12h International Power Electronics and Motion Control Conference EPE-PEMC 2006, Portoroż Słowenia, 31 August-2 September 2006, CD Proceedings.
• [5] Jih-Sheng ( Jason) Lai , “Power Conditioning Circuit Topologies”, IEEE Industrial Electronics Magazine, June 2009
• [6] Cyclone III product specs, Altera Corporation,
• [7] R. Stala, „Analiza sterowania przekształtnika wielokomórkowego ac/ac na podstawie modelu zrealizowanego w układzie FPGA”, Przegląd Elektrotechniczny, 2007-10, p.28.
• [8] A. Parera Ruiz, M. Cirstea, W. Koczara, R. Teodorescu, “A Novel Integrated Renewable Energy System Modelling Approach, Allowing Fast FPGA Controller Prototyping”, Optimization of Electrical and Electronic Equipment, 2008. OPTIM 2008. 11th International Conference on, 22-24 May 2008, Page(s): 395 – 400.
• [9] E. Koutroulis, K. Kalaitzakis and V. Tzitzilonis, “Development of and FPGA-based System for Real-Time Simulation of Photovoltaic Modules”, Seventeenth IEEE International Workshop on Rapid System Prototyping (RSP'06).
• [10] R. Stala, “Testing of the grid-connected photovoltaic systems using FPGA-based real-time model”, 13th International Power Electronics and Motion Control Conference, Poznań–Poland, 1 – 3 Sept., 2008.
• [11]R. Ruelland, G. Gateau, T.A. Meynard, J.M. Hapiot , “Design of FPGA-Based Emulator for Series Multicell Converters Using Co-Simulation Tools”, IEEE Trans. On Power. Electron., 18 (2003), n. 1, 455-463.
• [12] C. Dufour, T. Ishikawa, S. Abourida, J. Belanger, “Modern Hardware-In-the-Loop Simulation Technology for Fuel Cell Hybrid Electric Vehicles”. 2007, IEEE.
• [13] M. N. Cirstea and A. Dinu, “A VHDL Holistic Modeling Approach and FPGA Implementation of a Digital Sensorless Induction Motor Control Scheme”. IEEE Trans. On Ind. Electron., Vol. 54, NO. 4, August 2007.
• [14] C. Dufour, S. Abourida, J. Belanger, “Real-Time Simulation of Permanent Magnet Motor Drive on FPGA Chip for High-Bandwidth Controller Tests and Validation“, IEEE ISIE 2006, July 9-12, 2006, Montreal, Quebec, Canada.
• [15] S. Piróg, M. Baszyński , “Modelling a single phase multicell DC/AC inverter using FPGA”, Przegląd Elektrotechniczny, 2008 R. 84 nr 2 s. 84–87.
• [16] M. Cirstea, “Power electronic Systems VHDL Modelling and FPGA Controller Prototyping”, Przegląd Elektrotechniczny, 2005-4, p.16.
• [17] L.A.C. Lopes and A. M. Lienhardt, ”A Simplified Nonlinear Power Source For Simulating PV Panels”, Power Electronics Specialist Conference, 2003. PESC; 03. 2003 IEEE 34th Annual Volume 4, Issue , 15-19 June 2003 Page(s): 1729 – 1734.
• [18] P. T. Krein, ”Tricks of the Trade: A Simple Solar Cell Model”, IEEE Power Electronics Society Newsletter, April 2001
• [19] M.A. Vitorino, L.V. Hartmann, A.M.N. Lima, M.B.R. Cor rea, ”Using the model of the solar cell for determining the maximum power point of photovoltaic systems”, 12th European Conference on Power Electronics and Applications EPE’07, 2007–, CD Proceedings.
• [20] O.M. Midtgard, “A simple photovoltaic simulator for testing of power electronics”, 12th European Conference on Power Electronics and Applications EPE’07, 2007–, CD Proceedings. [21] U. Böke: “A simple model of photovoltaic module electric characteristics”, 12th European Conference on Power Electronics and Applications EPE’07, 2007–, CD Proceedings.
• [22] Marcelo Grandella Villalva, Jonas Rafael Gazoli, and Ernesto Ruppert Filho, “Comprehensive Approach to Modeling and Simulation of Photovoltaic Arrays”, IEEE Trans. On Power Electronics, Vol. 24, NO.5, May 2009
• [23] Agilent E4360 Modular Solar Array Simulators – AGILENT – datasheet
• [24] Trishan Esram, Student Member, IEEE, and Patrick L. Chapman, Senior Member, IEEE, “Comparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniques”, IEEE Trans. On Energy Conservation, Vol. 22, NO.2, June 2007
• [25] M.C. Cavalcanti, K.C. Oliveira, G.M. Azevedo, D. Moreira, F.A.Neves: “Maximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic Systems”, Przegląd Elektrotechniczny, 2006-2, p.49.