Una introducción a la mayoría de los algoritmos de nivel de energía en los métodos FV

Algoritmos de nivelación de potencia (MPPT) - Tensión fraccionaria en circuito abierto y estrategias de perturbación y observación

En un sistema fotovoltaico, cada módulo fotovoltaico tiene un nivel de trabajo que viene definido por la carga a la que está relacionado. Este nivel de trabajo varía a lo largo del día porque la irradiación que incide sobre el módulo es variable. Se desea conmutar la energía más accesible del conjunto fotovoltaico a la carga con la irradiancia accesible. Para saber esto, vamos a comprobarlo se demuestra 1 a continuación.

Los factores A1, B1 y C1 significan los factores a los que el módulo mostrará más energía a las 9h, 11h y 13h respectivamente. Mientras que los factores A, B y C representan el funcionamiento preciso de los módulos fotovoltaicos con una irradiancia totalmente diferente accesible a las 9, 11 y 13 horas respectivamente.

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La potencia fotovoltaica accesible en A1, B1 y C1 es inferior a la de A, B y C, respectivamente. Por lo tanto, como alternativa a trabajar con la mayor parte de la energía, el nivel de trabajo del módulo fotovoltaico está muy por debajo de su nivel energético máximo. Por lo tanto, para extraer la máxima energía sobre la irradiancia accesible del conjunto fotovoltaico se adopta una técnica particular conocida como control del nivel de potencia mayoritario (MPPT).

A diferencia de la monitorización mecánica, la monitorización del nivel de potencia máxima incluye un circuito de potencia digital que garantiza que el módulo fotovoltaico funcione al nivel más energético. Esta técnica de monitorización incluye un circuito digital y un algoritmo que funciona con el pensamiento de la adaptación de la impedancia.

La situación de adaptación de la impedancia entre la carga y la alimentación fotovoltaica es importante para que el módulo funcione a la máxima potencia. Esto se realiza generalmente mediante el uso de un convertidor CC-CC, en el que se calcula la instalación del módulo fotovoltaico, que es una entrada al algoritmo MPPT (o algoritmos de nivel de potencia) y el ajuste del ciclo de responsabilidad de intercambio de semiconductores dentro del convertidor es la salida de ese algoritmo.

Ajustando el ciclo de responsabilidad del intercambio de semiconductores estamos controlando el movimiento común de la corriente que puede alimentar nuestro módulo fotovoltaico para que funcione a la potencia de trabajo deseada que corresponde a la potencia máxima del módulo fotovoltaico en el curso de la irradiación accesible. Ahora nos permite comprobar algunos de los algoritmos MPPT (Nivel de Energía Máximo).

• Técnica de la tensión de circuito abierto fraccionada
• Técnica de molestar y observar

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Técnica de la tensión de circuito abierto fraccionada:

La técnica de la tensión fraccionada en circuito abierto se beneficia de la verdad de que la relación de tensión del módulo en la mayoría de los niveles de potencia (V_DIPUTADO) para la tensión del módulo en circuito abierto (V_OC) es fija, es decir, V_DIPUTADO/ V_OC = 0.78. Esta fijación puede conocerse como Ok y difiere del conocimiento celular utilizado. En los módulos fotovoltaicos habituales, V_DIPUTADO es aproximadamente el 78% de V_OC.

En esta técnica, se detecta la tensión del campo fotovoltaico, tras lo cual esta tensión se detecta en contraste con la tensión de referencia, es decir, V_DIPUTADO = 0.78 × V_OC esto genera una señal de error que se utiliza para generar pulsos de la señal de gestión, evaluándola con una forma de onda triangular que ajusta el ciclo de responsabilidad del convertidor para realizar el nivel máximo de potencia a V_DIPUTADO.

Al haber un cambio en la irradiación, el módulo V_OC los ajustes con el cambio de irradiación debido a esta técnica requieren, de hecho, la medición de V_OC en el transcurso de la operación. Esto puede completarse apagando rápidamente el módulo fotovoltaico durante toda la operación. Sin embargo, esto puede acabar provocando un apagón. Esto puede empeorar si los ajustes de irradiación son rápidos.

Otro medio es medir V_OC conectando una célula en paralelo con módulos FV (que pueden tener la misma temperatura e irradiación que el módulo). Esto también se conoce como célula piloto. Esta tensión de la célula se utiliza como V_OC que se utiliza además para trazar el nivel de potencia máxima en la curva FV. Esta técnica es sencilla en comparación con el difícil método opuesto. Sin embargo, el Ok fijo es simplemente una aproximación que no nos eleva al verdadero nivel de energía más alto, sin embargo hará que nos acerquemos a la zona del nivel de energía máximo.

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Técnica de perturbación y observación

La técnica de interrupción y observación, pertenece a la clase generalmente conocida como algoritmo para escalar la mayoría de los niveles de energía. En este algoritmo, la perturbación se ofrece a la tensión del conjunto/módulo aumentando o disminuyendo el ciclo de responsabilidad del aparato semiconductor de conmutación. Esta variación dentro del ciclo de responsabilidad haría que la tensión aumentara o disminuyera. Comprueba la curva fotovoltaica probada en determinar 2 bajo.

Si la subida dentro de la tensión termina en la subida del módulo entra energía (en comparación con la energía anticuada del módulo fotovoltaico), como se demuestra dentro de la flecha de la curva A del fotovoltaico, entonces el nivel de trabajo actual se encuentra a la izquierda del nivel de energía máximo y, por lo tanto, se requiere una perturbación adicional de la tensión en dirección a la toma de corriente para alcanzar la mayor parte del nivel de energía a través de varios otros ciclos de responsabilidad del aparato de conmutación.

Mientras que si un aumento dentro de la tensión hace que el módulo introduzca energía hacia abajo, como se demuestra en la flecha B de la curva fotovoltaica, entonces el nivel de trabajo actual está en la dirección del ajuste del nivel de energía máximo, y un descuento dentro de la tensión debe completarse con varios ciclos de responsabilidad adicionales del aparato de conmutación para alcanzar el nivel de energía máximo.

Asimismo, si una tensión más baja termina en la subida del módulo entra energía como se demuestra dentro de la flecha C de la curva fotovoltaica, entonces el nivel de trabajo actual está en el ajuste del nivel de energía máximo, y por lo tanto se necesita una perturbación adicional de la tensión en la dirección izquierda para alcanzar el nivel de energía más por varios del ciclo de responsabilidad.

Si una tensión más baja hace que la potencia de entrada caiga, como se demuestra en la flecha D de la curva fotovoltaica, entonces nuestro nivel de trabajo está a la izquierda del nivel de potencia máxima, y por tanto la perturbación de la tensión debe completarse en la dirección de conexión para alcanzar la mayor parte del nivel de potencia. Para saberlo con más claridad, comprobemos el gráfico de movimiento en la determinación de 3 a continuación.

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Se mide el valor de la tensión fotovoltaica y el presente y se calcula la energía. Si la distinción entre la energía calculada P_NUEVO y la energía calculada P_VIEJO es cero, entonces se recalcula la instalación si la distinción es mayor que cero, se comprueba un aumento dentro del valor de la tensión restando el valor obsoleto de la tensión V_VIEJO de su nuevo valor V_NUEVO.

Si la distinción es mayor que cero (un valor optimista), significa que nuestro nivel de trabajo preciso está dentro de la zona izquierda del nivel de potencia máxima, y que hay que aumentar la tensión para conseguir el nivel de potencia máxima, como demuestra la flecha A de la determinación 2. De lo contrario, si la distinción es menor que cero (un valor adverso), significa que el nivel de trabajo preciso está en el ajuste de la mayor parte del nivel de potencia, y que se desea reducir el valor de la tensión para conseguir el nivel de potencia máxima, como demuestra la flecha C de la determinación 2.

En otro caso, si la distinción entre P_NUEVO y P_VIEJO es menor que cero (valor adverso), se comprueba si la tensión es ascendente o descendente. Si la distinción entre V_NUEVOy V_VIEJO es mayor que cero, lo que significa que nuestro nivel de trabajo preciso está en el ajuste de la mayor parte del nivel de potencia y que hay que disminuir la tensión para alcanzar el nivel de potencia máximo, como demuestra la flecha C en la determinación 2.

Sin embargo, es exactamente lo contrario, si la distinción entre V_NUEVOy V_VIEJO es inferior a cero, mientras que la distinción entre P_NUEVO y P_VIEJO es menor que cero, entonces nuestro nivel de trabajo preciso se encuentra a la izquierda del nivel de mayor energía y hay que elevar la tensión para alcanzar el nivel de mayor energía, como demuestra la flecha A en la determinación 2.

La velocidad de convergencia a la mayoría de los niveles de energía dependerá del valor de la perturbación. Cuanto mayor sea el valor, menor será el tiempo necesario para alcanzar la mayor parte del nivel de energía; sin embargo, si se aumenta el valor, la precisión será escasa, ya que el nivel de trabajo rondará el nivel de energía más alto.

La precisión puede mejorarse disminuyendo el valor de la perturbación. Sin embargo, una disminución del valor de la perturbación hará que el nivel de trabajo tarde más en alcanzar la energía máxima. Sin embargo, esta técnica tiene el inconveniente de que la irradiación fotovoltaica se ajusta cuando el nivel de trabajo está a punto de alcanzar el nivel máximo de energía.

Comprobemos el 4 para entenderlo, cuando el nivel de trabajo se acerca al nivel de energía máximo se perturba en la lógica de que el nivel de trabajo actual está en la dirección de la zona izquierda y la mayor parte del nivel de energía A está en la dirección de ajuste, por lo que la perturbación se termina en la dirección de ajuste para alcanzar la mayor parte del nivel de energía A.

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Sin embargo, el cambio en la irradiación fotovoltaica ajusta la curva P-V del módulo y el flamante nivel de energía B está ahora hacia la izquierda del nivel de trabajo particular y es menor que el nivel de energía anterior, que valía más en el nivel A.

Sin embargo, el algoritmo perturba la tensión en la dirección de ajuste basándose sobre todo en la lógica de que su valor de energía de trabajo anterior es menor que el de la instalación en el nivel A. Esto termina en el error y retrasa que nuestro nivel de trabajo converja a su nuevo nivel más energético en el nivel B.

Así, este algoritmo perturba el valor de la tensión ajustando el ciclo de responsabilidad del convertidor de la instalación de intercambio de aparatos y observando la subida o bajada dentro del valor de la energía en comparación con su valor anterior para alcanzar el nivel máximo de energía. Por lo tanto, el título Perturbación y Observación.

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