Diseño e Implementación de un Sistema de Control estable basado en Lógica Borrosa para optimizar el rendimiento de un sistema de Generación Fotovoltaico

• Maissa Farhat ^[3] ; Oscar Barambones ^[1] ; Jose A. Ramos ^[1] ; Eladio Duran ^[2] ; Jose M. Andujar ^[2]
  1. [1] Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea

     Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea

     Leioa, España

     
  2. [2] Universidad de Huelva

     Universidad de Huelva

     Huelva, España

     
  3. [3] Engineering School of Gabes

  Mostrar afiliaciones +
• Localización: Revista iberoamericana de automática e informática industrial ( RIAI ), ISSN-e 1697-7920, Vol. 12, Nº. 4, 2015, págs. 476-487
• Idioma: español
• DOI: 10.1016/j.riai.2015.07.006
• Títulos paralelos:
  • Design and Implementation of a Stable Control System based on Fuzzy Logic in order to optimize the performance of a Photovoltaic Generation System
• Enlaces
  • Texto completo
• Resumen
  • español

    En este trabajo se presenta un nuevo esquema de control para un sistema fotovoltaico aislado (PV) utilizando un controlador de lógica borrosa (FLC). El sistema de control diseñado proporciona un buen seguimiento de la tensión de referencia óptima, a la cual se genera la máxima potencia. El sistema fotovoltaico está conectado a una carga a través de un convertidor CC/CC elevador (boost). El controlador FLC proporciona el ciclo de trabajo (D) apropiado al convertidor CC/CC para que el sistema PV genere la máxima potencia. También se propone un método de análisis de la estabilidad del sistema en lazo cerrado. Aunque el análisis de la estabilidad está basado en la metodología de Lyapunov, es un análisis semicualitativo, ya que no se dispone de un modelo del sistema en lazo cerrado para realizar un análisis analítico. Tanto los resultados de simulación como las pruebas experimentales sobre un sistema PV comercial muestran que el FLC proporciona un buen seguimiento del punto de máxima potencia (MPP). Finalmente, se ha evaluado el funcionamiento del FLC sobre un sistema PV real formado por unas placas fotovoltaicas comerciales Atersa modelo A55. Para realizar las pruebas experimentales se ha implementado la estrategia de control sobre un procesador digital de señal DS1104 de dSPACE. Los resultados experimentales obtenidos demuestran la validez del esquema de control FLC sobre un sistema fotovoltaico comercial.

  • English

    This paper presents a new control scheme for a standalone photovoltaic (PV) system based on a fuzzy-logic (FLC). The proposed control system provides good tracking for the optimal reference voltage, at which the maximum power generation is obtained. The photovoltaic system is connected to a load through a DC/DC boost converter. The FLC controller provides the appropriate duty cycle (D) to the DC/DC converter in order to get the maximum power from the PV system. A method for the stability analysis of the closed-loop system is also proposed. The stability analysis is based on the Lyapunov methods and is a semi-qualitative analysis because there is no closed loop system model available for the analytical analysis. Both simulation results and experimental tests on a real PV system show that the FLC provides good tracking for the maximum power point (MPP).Finally, the performance of the FLC on a real PV system consisting of a commercial solar panels Atersa model A55 is analyzed. To perform the experimental tests the proposed control strategy has been implemented on the dSPACE digital signal processor model DS1104. The experimental results demonstrate the good performance of the proposed FLC control scheme over a commercial photovoltaic system

• Referencias bibliográficas
  • Abderrahim E.F, Fouad. G, Abdelmoinime E.M. (2013), Reference Voltage Optimizer for Maximum Power Tracking in Single-Phase Grid-Connected...
  • Alajmi, B.N., Ahmed, K.H., Finney S.J and. Williams B.W. (2011). FuzzyLogic-Control Approach of a Modified Hill-Climbing Method for Maximum...
  • Algazar, M.M., AL-Monier H., EL-Halim H. A., El Kotb Salem M E (2012) Maximum Power Point Tracking Using Fuzzy Logic Control. International...
  • Andújar. J. M, Barragán. A.J, (2014), Hibridación de sistemas borrosos para el modelado y control. Revista Iberoamericana de Automática e...
  • Andújar, J. M, Segura, F. (2012), Power Management Based on Sliding Control Applied to Fuel Cell System. A further Step toward the Hybrid...
  • Andújar. J. M, Barragán.A.J, Gegúndez.M.E, Maestre.M (2007), Control Borroso Multivariable Basado en Heurística. Un Caso Práctico: Grúa Porta...
  • Brunton S.L., Rowley C.W., Kulkarni S.R., Clarkson C. (2010), Maximum Power Point Track- ing for Photovoltaic Optimization Using Ripple-Based...
  • Chokri. B. S, Mohamed. O (2011), Comparison of Fuzzy Logic And Neural Network In Maximum Power Point Tracker For PV Systems, Electric Power...
  • Durán, E, Andújar, J. M., Galan, J., Sidrach de Cardona, M, (2009), Methodology and Experimental System for Measuring and Displaying I-V Characteristic...
  • Farhat, M., Flah, A., Sbita, L., (2014), Photovoltaic Maximum Power Point Tracking Based on ANN Control, International Review on Modelling...
  • Farhat. M, Sbita.L, (2012), Advanced ANFIS-MPPT Control Algorithm for Sunshine photovoltaic Pumping Systems," International Conference...
  • Farhat. M, Sbita.L (2011), Advanced Fuzzy MPPT Control Algorithm for Photovoltaic Systems, Science Academy Transactions on Renewable Energy...
  • Fazel.T, Zainal. S, Shahrin. M. A, (2012), FPGA Implementation of a SingleInput Fuzzy Logic Controller for Boost Converter With the Absence...
  • Hannan. M. A, Ghani. Abd. Z, Mohamed.A, (2010), An Enhanced Inverter Controller for PV Applications Using the dSPACE Platform, Hindawi Publishing...
  • Hirosato. S, (2013), Nonlinear Identi¿cation Using Single Input Connected Fuzzy Inference Model, 17th International Conference in Knowledge...
  • Jungyong. P, Shiho. K, (2012), Maximum Power Point Tracking Controller for Thermoelectric Generators with Peak Gain Control of Boost DC–DC...
  • Marcelo. G.V., Jonas. R. G, Ernesto. R. F (2009), Modeling and circuit-based simulation of photovoltaic arrays, 10th Brazilian Power Electronics...
  • Nevzat. O, (2010), Recent Developments in Maximum Power Point Tracking Technologies for Photovoltaic Systems, Hindawi Publishing Corporation...
  • Ollervides.J, Santibáñez..M, Lama.A, Dzul.A, (2010), Aplicación de Control Borroso a un Sistema de Suspensión Magnética: Comparación Experimental,...
  • Patcharaprakiti, N., Suttichai P., and Sriuthaisiriwong Y., (2005). Maximum Power Point Tracking Using Adaptive Fuzzy Logic Control for GridConnected...
  • Shiqiong. Z, Longyun. K, Jing. S, Guifang.G, Bo Cheng, B Cao, Yiping. T (2010), A novel maximum power point tracking algorithms for stand-alone...
  • Trishan.E, Patrick L. C, (2007), Comparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking, Techniques, IEEE Trans. on Energy conversion,...
  • Villalva, M.G. Gazoli, J.R.; Filho, E.R., May (2009) Comprehensive Approach to Modeling and Simulation of Photovoltaic Arrays, IEEE Transactions...
  • Zaidi. Z, F. Boudjema, (2010), Hybrid Control and Optimization of a PlusEnergy-House with DHWS, International Renewable Energy Congress IREC,...