I nte rna t io na l J o urna l o f   P o w er   E lect ro nics   a nd   Driv Sy s t e m   ( I J P E DS )   Vo l.   8 ,   No .   3 Sep tem b er   201 7 ,   p p .   132 7 ~ 1 3 3 4   I SS N:  2088 - 8 694 DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j p ed s . v 8 i 3 . pp 1 3 2 7 - 133 4     1327       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s jo u r n a l.c o m/o n lin e/in d ex . p h p /I JP E DS   Ada pti v e Ne uro - f uzz y  Infer ence  Sy ste m - b a sed I m p r o v e m ent   o Pert u rb  a nd  O bse rv e Ma x i m u m   Pow er P o int  Tra c k i ng  Metho f o r P ho tov o ltaic S y ste m s       K ha led B a t a ineh 1 Ya za n T a a m ne h 2   1 De p a rtme n o f   M e c h a n ica En g i n e e rin g ,   Jo rd a n   Un iv e rsity   o f   S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   Irb id ,   Jo r d a n   2 De p a rt m e n o f   A e ro n a u ti c a l ,   Jo rd a n   Un iv e rsity   o f   S c ien c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   Irb id ,   Jo r d a n       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Mar   26 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   J u n   2 2 ,   2 0 1 7   A cc ep ted   A u g   1 3 ,   2 0 1 7       T h is  p a p e p re se n ts  a   m a x i m u m   p o w e p o i n ( M P P )   trac k in g   m e t h o d   b a se d   o n   a   h y b rid   c o m b in a ti o n   b e tw e e n   th e   f u z z y   lo g ic  c o n tro ll e ( F L C)  a n d   t h e   c o n v e n ti o n a P e rt u rb - a n d - Ob se rv e   (P & O)  m e th o d .   T h e   p ro p o se d   a lg o rit h u ti li z e th e   F L to   in it ialize   P & a lg o rit h m   w it h   a n   in it ial  d u ty   c y c le.     M AT LAB/S im u li n k   m o d e ls  c o n sistin g   o f ,   th e   p h o t o v o lt a ic  s y st e m ,   b o o st   c o n v e rter  a n d   c o n tro ll e rs,  a re   b u il t   to   e v a lu a te  th e   p e rf o rm a n c e   o f   th e   p ro p o se d   a lg o rit h m .   T o   a c c u ra tel y   il lu s trate   th e   p e r f o rm a n c e   o f   th e   p ro p o se d   a lg o rit h m ,   c o m p a riso n w it h   sta n d a lo n e   F L a n d   P & a re   c a rried   o u t.   T h e   p e rf o r m a n c e   o f   th e   p ro p o se d   a lg o rit h m   is  in v e stig a ted   d if f icu lt   w e a th e r   c o n d i ti o n in c l u d i n g   su d d e n   c h a n g e a n d   p a rti a sh a d i n g .   T h e   re su lt sh o w e th a th e   p ro p o se d   a lg o rit h m   su c c e ss f u ll y   re a c h e s M P P   in   a ll   sc e n a ri o s.   K ey w o r d :   A d ap tiv n e u r o   f u zz y     Ma x i m u m   p o w er   p o in t tr ac k i n g   P ar tial sh ad in g   s ec o n d     P h o to v o ltaic  s y s te m   Co p y rig h © 201 7   I n s t it u te o f   Ad v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   All  rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Kh aled   B atain e h ,     Dep ar t m en t o f   Me ch a n ical  E n g in ee r i n g ,     T el.   + 9 6 2   2   7 2 0 1 0 0 0   E x t.  2 2 3 8 3 ; Fax .   +9 6 2   2   7 2 0 1 0 7 4 ,   J o r d an   Un iv er s it y   o f   Scie n ce   a n d   T ec h n o lo g y ,   I r b id ,   J o r d an .     E m ail:  k . b atain e h @ j u s t.e d u . j o       1.   I NT RO D UCT I O N   R en e w ab le  e n er g y   s o u r ce s   p r o v id th m o s p r o m i s in g   s o lu tio n   to   m ee t h i n cr ea s ed   in   en er g y   d em a n d .   Am o n g s t h e m ,   s o lar   en er g y   is   t h m o s p len ti f u a n d   p er m a n e n t.  T h av ailab le  s o lar   p o w er   is   lar g er   th an   t h g lo b al  en er g y   co n s u m p tio n   r ate   [ 1 ] .   T h p h o to v o ltaic  tec h n o lo g y   i s   co n s id r ed   ef f icien s y s te m   i n   co n v er ti n g   s o lar   to   elec tr ic  e n er g y   [ 2 ] .   T h p o w er   g e n er ate d   f r o m   P s y s te m   d ep en d s   o n   ir r ad ian ce   le v els,   te m p er atu r e,   s h ad in g ,   an d   o th er   w ea th er   co n d itio n s   [ 2 ] .   T h m ax i m u m   p o w er   attain ed   f r o m   P s y s te m   v ar i es   w it h   t h r ad iatio n ,   t h u s   m ax i m u m   p o w er   p o in MP P   tr ac k in g   al g o r it h m   is   r eq u ir ed   to   att ain   m ax i m u m   p o w er   lev els.    T h tr ac k in g   alg o r it h m s   ca n   b class i f ied   as    d ir ec an d   in d i r ec m eth o d s .   T h in d ir ec m e th o d s   ar co n s id er ed   as  q u asi  s ee k i n g   m eth o d s   b ec au s t h e y   ar b ased   o n   e m p ir icall y   o b tain e d   d atab ases .   T h ese   m et h o d s   ar cu r v f itt in g ,   lo o k - u p   tab les,  o p en - cir c u it  v o lta g m et h o d ,   s h o r cir cu it  cu r r e n m et h o d   an d   th e   o p en - cir cu i v o ltag te s ce ll  m et h o d   [ 3 ] .   On   th o th er   h an d ,   th d ir ec m eth o d s   ar co n s id er ed   tr u s ee k er s   b ec au s t h e y   u s tr u m ea s u r e m en ts   o f   v o ltag e   an d   c u r r en t.  E x a m p les  o f   d ir ec m et h o d s   ar C o n d u cta n ce   in cr e m e n tal   m e th o d ,   Di f f er e n tiatio n   m eth o d s ,   P er tu r b ati o n   an d   Ob s er v m et h o d ,   Par asit ic  ca p ac itan c e   m et h o d ,   an d   th A r ti f icia i n t ellig e n m et h o d s   [ 3 ] .   I h as  b ee n   o b s er v ed   th a th co n v e n ti o n al  m et h o d s   u n d er   s ev er w ea t h er   co n d itio n s   h a v f ailed   to   f in d   MP P Fu r t h er m o r e,   s e v er al  i s s u es  w er e   r ep o r ted   s u ch   a s ,   in ac cu r ac y ,   lar g o s cillatio n s ,   an d   s lo w   co n v er g e n ce   an d   g ettin g   tr ap p ed   in   lo ca p ea k s .   T o   elim in ate  t h es e   d is ad v an ta g es,  s ev er al  m o d i f i ca tio n s   w er p er f o r m ed   o n   t h e s co n v e n tio n al  m e th o d s   [ 4 - 7 ] .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS   I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       A N F I S - B a s ed   I mp r o ve men o f   P & MPP   Tr a ck in g   Meth o d   fo r   P h o to vo lta ic  S ystems   ( K h a led   B a ta in eh )   1328   T h p ar tial  s h ad in g   co n d itio n   p r esen d if f ic u lt  c h alle n g f o r   MPPT   alg o r ith m s .   T h is   m a in l y   d u to   ap p ea r an ce   o f   m u ltip le  p ea k s   in   t h p o w er   c u r v es.   C o n v en t io n al  al g o r th i m s   m i g h g et  tr ap p ed   in   lo ca m ax i m u m .   R e s ea r ch er s   h av d ev elo p ed   s ev er al  alg o r th i m s   to   o v er co m t h is   p r o b le m   [7 - 9 ] .   T h ar tif icial   in telli g e n s y s te m s   is   b ec o m i n g   attr ac t iv ap p r o ac h   f o r   tr ac k in g   t h g lo b al  MP P   d u to   th eir   ca p ab ilit y   o f   d ea lin g   w it h   t h e   p r o m in e n n o n li n ea r ities   i n   t h I - c h ar ac te r is tics   o f   P s y s te m s   [ 1 5 - 19 ] .     I t h a s   b ee n   s h o w n   th at  F u zz y   lo g ic  co n tr o ller   FLC  h a s   b etter   tr ac k i n g   ab il it y   u n d er   th p ar tial  s h ad in g   co n d itio n s ,   f aster   co n v er g e n ce   a n d   lo w er   o s cilla tio n   ab o u t t h g lo b al  m a x i m [ 2 1 - 22 ] .     Fu r th er m o r e,   it i s   f o u n d   t h at  f u zz y   lo g i c   co n tr o ller   ca n   d eliv er   m o r p o w er   t h a n   t h n e u r al  n et w o r k   co n tr o ller   a n d   ca n   g iv e   m o r p o w er   t h a n   o t h er   d if f er e n m eth o d s   f o u n d   in   lite r atu r e   [ 1 9 ] .     D' So u za   et  al.   i m p le m en t ed   v ar iab le  s ize  p er tu r b atio n s   u s i n g   f u zz y   lo g ic  an d   n o n - s w i tch in g   zo n e   s ch e m es  t o   i m p r o v tr a n s ie n an d   s tead y - s tate  r esp o n s es  [ 20 ] .   Ho w e v er ,   th e   p er f o r m a n ce   o f   t h ier   d ev elo p e d   alg o r ith m s   w as  n o t te s ted   p ar tial s h ad i n g   co n d it io n .     I is   th o b j ec tiv o f   th i s   s t u d y   to   d ev elo p   a   r o b u s ef f ici en MP P T   alg o r ith m   t h at  o v e r co m e s   t h e   p r o b lem s   w i th   p r ev io u s   co n v en tio n al  m et h o d s   u n d er   s u d d en   ch a n g es  a n d   p ar tial  s h ad i n g   co n d itio n s .   T h m ai n   cr eter ia  f o r   th d esire d   alg o r ith m ar ar e;  h i g h er   ef f ic ien c y ,   f aster   co n v er g e n ce   an d   lo w er   o s cilla tio n   ab o u th g lo b al  MP P   u n d er   s ev er w ea t h er   co n d itio n s .   T h m ain   id ea   o f   th d ev e lo p ed   a lg o r ith m   is   u s i n g   h y b r id   co m b in atio n   b et w ee n   th f u zz y   lo g ic  co n tr o ller   ( FLC)  an d   th co n v e n tio n al   P er tu r b - an d - Ob s er v e   ( P & O)   m et h o d .   I u s es  F L C   a lg o r ith m   to   b r in g   s y s te m   n ea r   th MP P .   T h en ,   th e   P & al g o r ith m   w it h   s m al l   s tep   s ize  is   u s ed   to   f in d   ac cu r atel y   an d   ef f icie n tl y   t h MP P .     B y   r ap id ly   b r in g s   th s y s te m   to   th v ici n it y   o f   th MP P   an d   P & alg o r ith m   w it h   s m all  s tep   s ize  ca n   b u s ed   f o r   h i g h er   ac cu r ac y   an d   lo w er   o s cillatio n s .     MA T L A B /S i m u li n k   m o d els c o n s is tin g   o f   t h p h o to v o ltaic  s y s te m ,   b o o s t c o n v er ter   an d   co n tr o ller s   ar b u ilt to   in v e s ti g at t h p er f o r m a n ce   o f   th p r o p o s ed   alg o r ith m .         2.   P M O DE L I N G   AN CH A RACT E RI ST I CS   Detiale d   d escr ip tio n   o f   t h c h ar ac ter is tic  o f   P ce ll  i s   f o u n d   in   [ 2 ] .     T y p icall y ,   th g e n er at ed   v o ltag e   f r o m   o n ce ll  v ar ies  f r o m   0 . 5   t o   0 . 8   d ep en d in g   o n   th m an u f ac tu r i n g   tec h n o lo g y .   T o   b o o s th i s   lo w   v o lta g e   an d   m a k it  m o r u s ef u l,  d o ze n s   o f   P ce lls   ar co n n ec t ed   in   s er ies  f o r m in g   t h P m o d u le  [ 2 1 ] .   T h p h o to v o ltaic  m o d u le  c u r r en t I p v m   i s   [ 1 8 ]:          1 s N sh R s N s R PV I pv V AT b K s N PV V s R PV I q e I ph I I DS PVM   ( 1 )       w h er e,   I p v   is   th e   c u r r en g e n e r ated   b y   t h ce ll,   I p h   is   th e   s o lar   g e n er ated   cu r r e n t,  I s h   is   th s h u n t   r esis ta n ce   cu r r en an d   I is   th d io d cu r r en t,  q   is   an   elec tr o n   ch ar g ( 1 . 6   1 0   × 10 19   C ) ,   T   is   th ce ll’s  o p er atin g   te m p er atu r e,   k b   is   th B o ltz m an n s   co n s ta n ( 1 . 3 8   × 10 23   J / K) ,   A   is   th d io d id ea lity   f ac to r ,   R s   is   th s er ies   r esis ta n ce ,   Vp v   an d   I p v   ar t h p h o to v o ltaic  o p er atin g   v o l tag a n d   c u r r en r esp ec ti v el y ,   I DS  i s   t h d io d s atu r atio n   cu r r e n t.  E q u atio n   ( 1 )   is   m o d el ed   in   M A T L A B /S i m u li n k   e m p lo y in g   7 2   ce lls   c o n n ec ted   i n   s er ie s   b ased   o n   t h elec tr ical  s p ec if i ca tio n s   p r o v id ed   b y   S UNT E C ST P 2 7 0   -   2 4 /V d   P m o d u l d atash ee s h o wn   in   T ab le  1 .         T ab le  1 .   E lectr ical  s p ec if icatio n s   t h ST P   2 7 0 - 2 4 /Vd   P m o d u le  [ 2 2 ]   El e c t r i c a l   C h a r a c t e r i st i c   S T P 2 7 0   -   2 4 / V d   O p t i mu m   O p e r a t i n g   V o l t a g e   ( V mp )   3 5 . 0   V   O p t i mu m   O p e r a t i n g   C u r r e n t   ( I mp )   7 . 7 1   A   O p e n   -   C i r c u i t   V o l t a g e   ( V oc )   4 4 . 5   V   S h o r t   -   C i r c u i t   C u r r e n t   ( I sc )   8 . 2 0 A   M a x i m u m   P o w e r   a t   S T C   ( P m a x )   2 7 0 W   T e mp e r a t u r e   C o e f f i c i e n t   o f   V oc   - 0 . 3 4   %/ ° C   T e mp e r a t u r e   C o e f f i c i e n t   o f   I sc   0 . 0 4 5   %/ ° C       T h t y p ical  P - V   an d   I - n o n l in ea r   c h ar ac ter is tic s   o f   t h P m o d u le  ar s h o w n   i n   Fig u r e   1 .   As  ca n   b s ee n   f r o m   t h c u r v es  in   Fi g u r e   1 ,   m ax i m u m   p o w er   o cc u r s   at  u n iq u p o i n ca lled   m a x i m u m   p o w er   p o in t   MP P .   MPPT   is   u s ed   to   m ak e   t h s y s te m   o p er ate  at  t h i s   s p ec if ic  p o in t.  T h p ar tial  s h ad i n g   o cc u r s   w h en   p ar t   o f   th e   s y s te m   e x p er ien ce s   s o m s h ad o w in g .   M u ltip le  p ea k s   ap p ea r   in   t h P ch ar ac ter i s tic  w h e n   t h s y s te m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I SS N : 2 0 8 8 - 8 694   IJ PEDS  Vo l.   8 ,   No .   3 Sep tem b er   2 0 1 7   :   132 7 1 3 3 4   1329   is   s u b j ec ted   to   p a r tial  s h ad in g   co n d itio n s   a s   s h o w n   i n   Fi g u r e   2 .   T h ex is te n ce   o f   m u ltip l p ea k s   p r o v id es  a   r ea l c h allen g f o r   MP PT  alg o r ith m s .         ( a)     ( b)     Fig u r 1 .     P o w er   cu r v e s   o f   P V   u n d er   d if f er en t i n s u lat io n   le v els,  ( a)   P - ch ar ac ter is tics ,   ( b )   I - ch ar ac ter is t ics       ( a)   ( b)     Fig u r 2 .    C h ar ac ter is tic s   cu r v es o f   P u n d er   p ar tial sh ad i n g   ( a)   P - ch ar ac ter is tics ,   ( b )   I - ch ar ac ter is tic s       3.   M P P T   AL G O RI T H M S   T h p o w er   p r o d u ce d   b y   t h P m o d u le  d ep en d s   o n   t h v o ltag d eliv er ed   to   th co n n e cted   lo ad .   B o o s co n v er to r s   co n tr o th o p er atin g   v o lta g o f   th m o d u le  w ith o u t h n ee d   o f   co n ti n u o u s l y   ch a n g in g   t h e   lo ad   [ 3 ] .   T h is   is   ac h iev ed   u s i n g   tr ain   o f   p u ls e s   w ith   v ar i ab le  d u t y   c y cle  p r o d u ce d   b y   p u ls g e n er ato r .   T h er ef o r e,   M P PT   alg o r ith m   is   i m p le m en ted   to   f in d   th e   o p ti m al   d u t y   c y cle  to   m ain tain   t h m a x i m u m   p o w er   lev els.     3 . 1 .   P er t urb a nd   O bs er v ( P &O )   Alg o rit h m   T h d etailed   d escr ip tio n   o f   P& ca n   b f o u n d   in   [ 3 ] .   T h P & alg o r ith m   s tep s   ca n   b s u m m ar ized   asf o llo w s a f ter   r ec o r d in g   t h p r esen p o w er   lev e ls   p r o d u ce d   b y   t h s y s te m ,   th e   al g o r ith m   p er f o r m s   a   p er tu r b atio n   to   th o p er atin g   p o in b y   m ea n s   o f   ch a n g i n g   th d u t y   c y cle  an d   m ea s u r es  t h r esu lt in g   p o w er   ac co r d in g l y .   I f   th er i s   a n   i n cr ea s i n   t h p o w er   le v els,   iter atio n   i s   p er f o r m ed   in   t h s a m e   d ir ec tio n .   Oth er w i s e,   iter atio n   in   t h r e v er s d ir ec tio n   is   ca r r ied   o u t.   T h p ea k   is   d etec ted   w h en   t h p o w er   o s ci llates   ab o u t a   ce r tain   v al u e,   i.e . ,   in cr ea s in g   an d   d ec r ea s i n g   t h d u t y   cy c le  r esu l t in   le s s   p o w er   le v e ls .     3 . 2 .   F uzzy   L o g ic   Co ntr o ller  ( F L C)   Un li k th tr ad itio n al  b in ar y   l o g ic  w h er v ar iab les  ca n   b eith er   tr u o r   f alse,  th f u zz y   l o g ic  d ea ls   w it h   p ar tiall y   tr u v ar iab les  r an g i n g   b et w ee n   f u ll y   f a ls a n d   th f u ll y   tr u e.   T h f u zz y   b ased   co n tr o ller s   ca n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS   I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       A N F I S - B a s ed   I mp r o ve men o f   P & MPP   Tr a ck in g   Meth o d   fo r   P h o to vo lta ic  S ystems   ( K h a led   B a ta in eh )   1330   ef f ec tiv e l y   d ea w it h   n o n - l in ea r ities   a n d   m i m ic  t h h u m a n   e x p er tis to   f o r m   a n   ap p r o x i m atio n   t h at  m ap s   in p u v al u es to   th e ir   p r ed icted   o u tp u ts   b ased   o n   I F - T HE r u les.    T h f u zz y   co n tr o ller   p r o p o s e d   in   t h is   p ap er   is   b u il u s i n g   ad ap tiv n e u r al  n et w o r k   f o r   S u g e n o   t y p e   f u zz y   m o d el.   T h A d ap tiv e   Neu r o   Fu zz y   I n f er en ce   S y s te m   ( A NFI S)  g en er ate s   r u l es  an d   m e m b er s h ip   f u n ctio n   p ar a m eter s   an d   tu n t h e m   b ased   o n   a   g i v e n   i n p u t o u tp u t   d ata  s et.   T h i n p u t s   o f   t h co n tr o ller   ar th e   o p en   cir cu it  v o ltag ( V oc )   an d   th s h o r cir cu it  c u r r en ( I sc ) ,   an d   th o u tp u is   t h d esire d   d u t y   c y cle  ( D) .   I n   o r d er   to   tr a in   th e   n eu r al  n et w o r k   an d   tu n t h e   f u zz y   co n tr o ller   p ar a m eter s ,   a   s et   o f   in p u t - o u tp u d ata   is   o b tain ed   m a n u a ll y   u s i n g   M AT L A B /Si m u li n k   m o d els.   T h p ar am eter s   u s ed   to   tr ai n   t h F L C   u s i n g   A NFI S a r lis ted   in   T ab le  2 .       T ab le  2 .   A n f is - E d ito r   tr ain i n g   p ar am eter s   F u z z y   l o g i c   t y p e   S u g e n o   N u mb e r   o f   i n p u t s   2   N u mb e r   o f   me mb e r sh i p   f u n c t i o n   10   N o   o f   T R A I N I N G   a   e p o c h s   3 0 0 0   I n p u t   me mb e r sh i p   f u n c t i o n   t y p e   G a u ssi a n   o u t p u t   me mb e r sh i p   f u n c t i o n   t y p e   L i n e a r   A l g o r i t h m   u se d   G r i d   p a r t i t i o n i n g   O p t i mi z a t i o n   me t h o d   H y b r i d       3 . 3 .   P r o po s ed  M P P T   Alg o rit h m   T h id ea   o f   th p r o p o s ed   alg o r ith m   is   in s p ir ed   b y   u s in g   t h b en ef its   o f   b o th   F L C   an d   P & alg o r ith m   in   a   s i n g le  f r a m e   w o r k .   As  m en tio n ed   p r ev io u s l y ,   th e   F L C   ca n   w o r k   u n d er   s ev er w ea t h er   co n d itio n s   w it h   li m ited   ac c u r ac y ,   w h ile  P & ca n   b h i g h l y   ac c u r ate  w h e n   u s i n g   s m al s tep   s ize.   An   ef f i cien al g o r it h m   ca n   b co n s tr u cted   w h en   u ti lizi n g   th F L C   to   d r iv t h s y s te m   cl o s er   to   th MP P ,   th en   u s i n g   P & to   p r o ce ed   th e   s ea r ch   to   f i n d   th MP P .   Hen ce ,   th p r o p o s ed   alg o r ith m   m er g es th e   s w i f t n es s   o f   ap p r o x i m at io n   f r o m   t h f u zz y   s y s te m   w it h   th e   ac c u r ac y   o f   P er tu r b   an d   o b s er v e   m eth o d .   Fig u r e   3   s h o w s   th e   s c h e m a tic  d iag r a m   o f   P s y s te m   w it h   h y b r id   MP PT   u s ed   to   b u ild   MA T L A B \ Si m u lin k   m o d el .         Fig u r 3 .     Sch e m a tic  d iag r a m   o f   P s y s te m   w it h   H y b r id   MP PT       4.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   4 . 1 .      Cha r a ct er is t ics o f   F uzz y   Co ntr o ller    T h f u zz y   co n tr o ller   d ev elo p ed   in   th is   s t u d y   is   g e n er ated   u s i n g   A d ap ti v Neu r o   Fu zz y   I n f er en ce   S y s te m   ( A NFI S)  b ased   o n   tr ain i n g   s et  o f   1 1 0   d ata  p o in t s .   I n   o r d er   to   ass e s s   th e   ac cu r ac y   o f   th e   f u zz y   co n tr o ller ,   t w o   s ce n ar io s   ar s i m u lated ( 1 )   T esti n g   a t h s a m tr ai n i n g   d ata  p o in ts .   ( 2 )   T esti n g   f ar   f r o m   tr ain i n g   d ata  p o in ts .   F ig u r ( 4 - a)   an d   ( 4 - b )   s h o w   th a t h f u zz y   co n tr o ller   r ea ch es  m o r th a n     9 7   o f   th e   av ailab le  p o w er   w h e n   ex p o s e d   to   r a d iatio n   co n d itio n s   ex i s t ed   in   th tr ain i n g   d ata  s et.   Fi g u r ( 4 - c )   an d   ( 4 - d )   s h o w   t h at  th e   ef f icie n c y   o f   th f u zz y   co n tr o ller   d r o p s   to   les s   t h an   8 5 %   w h e n   e x p o s ed   to   r ad iatio n   co n d itio n s   d if f er   f r o m   t h o s u s ed   to   tr ai n   it.  I t ' s   clea r   f r o m   Fi g u r e   4   t h a F L C   is   al w a y s   ca p ab le  o f   d r iv in g   th e   s y s te m   to   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I SS N : 2 0 8 8 - 8 694   IJ PEDS  Vo l.   8 ,   No .   3 Sep tem b er   2 0 1 7   :   132 7 1 3 3 4   1331   th v ici n it y   o f   t h g l o b al  m a x i m u m   w it h   li m ited   ac c u r ac y   th at   n ee d s   to   b i m p r o v ed .   E m p lo y i n g   m ass iv a m o u n o f   d ata   p o in ts   to   tr ai n   th e   F L C   r eq u ir es   lar g e   ca p ac it y   o f   co n tr o ller 's  m e m o r y   a n d   h i g h er   p r o ce s s in g   ti m e.   So ,   it ' s   i n e f f icien t to   en h an ce   th ac c u r ac y   o f   F L C   b y   i n cr ea s i n g   tr ai n i n g   d ata  p o in t s .         ( a)     ( b)   ( c)   ( d)     Fig u r 4 .     Fu zz y   co n tr o ller   p er f o r m a n ce   u n d er   d if f er e n t r ad iatio n   co n d itio n s ,   ( a)   Un if o r m   r ad iatio n   o f   1 0 0 0   W /m 2   ( b )   p ar tial sh ad i n g   o f   ( 8 0 0 , 4 0 0 )   W /m 2   ( c)   u n i f o r m   r ad iatio n   o f   6 3 5   W /m 2   ( d )   p ar tial sh ad in g   o f   ( 9 8 5 , 3 1 7 )   W /m 2       4 . 2 .   Cha ra c t er is t ics o f   P er t u rb  a nd   O bs er v M et ho d   P er tu r b   an d   o b s er v m e th o d   p er f o r m a n ce   d ep en d s   o n   th s tep   s ize.   T o   illu s tr ate  th ef f ec o f   s tep   s ize  o n   t h p er f o r m an ce   o f   P & al g o r ith m ,   t w o   s tep   s ize s   w er s i m u lated   u n d er   u n i f o r m   s h ad i n g   co n d itio n s .   Fig u r 5   s h o w s   th at  u s in g   lar g er   s tep   s ize  lead s   to   f aster   c o n v er g e n ce   w i th   w id er   o s cilla tio n s .   O n   th o t h er   h an d ,   s m a ller   s tep   s ize  lead s   t o   h i g h er   p o w er   w it h   s m aller   o s cillatio n s .   T h ese  o b s er v at io n s   ca n   b e x p lai n e as  f o llo w s u s i n g   lar g s tep   s ize  m ig h ca u s o v er s tep p in g   o f   th lo ca m a x i m u m   w i th   w id er   o s cillatio n s ,   w h ile  u s i n g   s m aller   s tep   s ize,   m i g h t c a u s o s ci llati n g   o f   th p o w er   n ea r   th lo ca m ax i m u m   p o in t.   W h en   th m o d u le  g et s   ex p o s ed   to   a   p ar tial  s h ad in g   c o n d i tio n ,   m u ltip le  p ea k s   ap p ea r   in   th P - ch ar ac ter is tic s .   T h P   &   m i g h g et  tr ap p ed   in   th lo ca p e ak   d u to   its   s ee k i n g   n at u r e.   I n   o th er   w o r d s ,   t h   P   &   co n tin u o u s l y   s ea r ch e s   f o r   th p ea k   b y   c h an g i n g   t h d u t y   c y cle  a n d   o s cillates  ar o u n d   th f ir s p e ak   f o u n d   w h ic h   is   n o n ec e s s ar i l y   t h g lo b al.   T o   illu s tr ate  t h is   p h e n o m e n o n ,   p ar tial   s h a d in g   co n d itio n s   ar e   s i m u lated   b y   d iv id i n g   t h P p an el  in to   t w o   p o r tio n s   ea ch   w it h   d if f er en r ad iatio n   lev el.   Fig u r 6   s h o w s   th a t   P & g o t tr ap p ed   in   lo ca l m a x i m u m   u n d er   p ar tial sh ad i n g   co n d itio n s   o f   ( 1 0 0 0 ,   3 0 0 )   W /m 2     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS   I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       A N F I S - B a s ed   I mp r o ve men o f   P & MPP   Tr a ck in g   Meth o d   fo r   P h o to vo lta ic  S ystems   ( K h a led   B a ta in eh )   1332       Fig u r 5 E f f ec t o f   s tep   s ize  o n   th p er f o r m an ce   o f   P & alg o r ith m         ( a)     ( b )     Fig u r 6 .   P er f o r m a n ce   o f   P & u n d er   p ar tial sh ad i n g   co n d it io n s ,   ( a)   P - ch ar ac ter is tic s ,   ( b )   P & co n tr o ller   p er f o r m a n ce       4 . 3 .   P er f o r m a nce  o f   t he  P ro po s ed  Alg o rit h m     I n   o r d er   t o   ass ess   th p er f o r m an ce   o f   th p r o p o s ed   alg o r i th m   u n d er   u n i f o r m   s h ad i n g   c o n d itio n s ,   a   co m p ar is o n   a g ai n s t   P & is   c ar r ied   o u t.  I ca n   b s ee n   i n   Fig u r e   7   t h at  al al g o r ith m s   a p p r o ac h   MP P.  T h th eo r etica MP P   u n d er   8 0 0 w / m 2   w it h   co n v er to r   ef f ic ien c y   o f   9 7 . 6 is   2 1 1 . 2 7   W .   Fig u r e   7 ( a)   s h o w s   t h at  t h P & co n tr o ller   w it h   s tep   s iz o f   0 . 0 0 1   r ea ch es  9 5 o f   th av ailab le  p o w er   w h ile  th e   h y b r id   co n tr o ller   r ea ch es  1 0 0 %.  I is   w o r t h   m e n tio n i n g   t h at  o b tain in g   1 0 0 o f   th e   av ai lab le  p o w er   u s i n g   s tan d alo n P & O,   th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I SS N : 2 0 8 8 - 8 694   IJ PEDS  Vo l.   8 ,   No .   3 Sep tem b er   2 0 1 7   :   132 7 1 3 3 4   1333   s tep   s ize   h a s   to   b d ec r ea s ed   t o   0 . 0 0 0 0 1 .   Ho w e v er ,   w it h   th i s   s tep   s ize  it   r eq u ir es   4 . 8   s   to   r e ac h   t h MP P   w h ile   th p r o p o s ed   co n tr o ller   n ee d s   less   t h an   0 . 3 s .           ( a)     ( b)       ( c)     ( d)     Fig u r e   7 .   Si m u latio n   r esu l ts   u n d er   u n i f o r m   s h ad i n g   co n d itio n s ,   ( a)   in s u latio n   lev e l o f   8 0 0   W / m 2 ,   ( b )   in s u latio n   lev e l o f   1 0 0 0   W /m 2 ,   ( c)   in s u latio n   lev e l o f   6 0 0   W / m 2 ,   ( d )   in s u latio n   le v el  o f   4 0 0   W /m 2       5.   CO NCLU SI O N     A   h y b r id   al g o r ith m   co m b in g   b o th   t h s tr en g t h   o f   co n v en tio n al   P & a n d   F L C   is   d ev elo p ed .   MA T L A B /S i m u li n k   m o d els  a r d ev elo p ed   to   in v est ig ate  t h p er f o r m a n ce   o f   t h p r o p o s e d   alg o r ith m   u n d er   d if f er e n s h ad in g   co n d itio n s .     T h P & alg o r ith m   h as  s lo w   r ate  o f   co n v er g e n ce   w h en   u s i n g   s m a ll  s tep   s ize ,   an d   s h o w s   lar g i n ac cu r ac y   w h e n   u s i n g   lar g s tep   s ize.     Mo r eo v er ,   in   b o th   ca s es  it  ca n ' d ea w ell  w it h   th e   p ar tial  s h ad in g   co n d itio n s   t h at   r esu lt  i n   m u l ti  m ax i m a.     O n   t h o th er   h a n d ,   f u zz y   co n tr o lle r ,   d esp ite  b ein g   f a s to   co n v er g e,   h as  b ee n   f o u n d   t o   lack   th ac c u r ac y   i n   s o m o p er atin g   co n d it io n s .     T h s i m u latio n   r e s u l ts   s h o th at  t h p r o p o s ed   alg o r ith m   ef f icien tl y   r ea c h   MP P   u n d er   u n i f o r m   ir r ad iatio n ,   s u d d en   c h an g e s   o f   ir r ad iatio n ,   an d   p ar tial sh ad in g .         RE F E R E NC E S   [1 ]   K .   Ba tain e h ,   " Op ti m isa ti o n   a n a l y sis  o f   so lar  p o w e re d   o rg a n ic  Ra n k in e   c y c le  s y ste m " ,   IET   Re n e w a b le  P o w e r   G e n e r a ti o n ,   v o l .   1 1 (2 ) ,     pp. 3 4 2     35 0 ,   2 0 1 7   [2 ]   A   A ll a tai f e h   e a l. ,   " M a x im u m   P o w e P o in t   T ra c k in g   Us in g   F u z z y   L o g i c   Co n t r o ll e Un d e P a rt ial  Co n d it i o n s" ,   Sm a rt  G rid   a n d   Re n e w a b le E n e rg y ,   v o l.   6   ( 1 ) p p .   1 - 1 3 ,   2 0 1 4 .   [3 ]   V .   S a las   e a l. ,   "   Re v ie o f   th e   m a x i m u m   p o we p o in trac k in g   a lg o rit h m f o sta n d - a lo n e   p h o to v o lt a ic  sy ste m s " ,   S o lar E n e rg y   M a teria ls  &   S o lar Cells,  v o l.   9 0 ,   p p .   1 5 5 5 1 5 7 8 ,   2 0 0 6   [4 ]   T .   Ta f ti c h t   e a l.   A.   A n   im p ro v e d   m a x i m u m   p o we p o in   F L a lg o rit h m   trac k in g   m e th o d   f o p h o t o v o lt a ic  sy st e m s.  Re n e wa b le E n e rg y ,   v o l. 3 3 ,   p p . 1 5 0 8 1 5 1 6 ,   2 0 0 8 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS   I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       A N F I S - B a s ed   I mp r o ve men o f   P & MPP   Tr a ck in g   Meth o d   fo r   P h o to vo lta ic  S ystems   ( K h a led   B a ta in eh )   1334   [5 ]   A .   Am iru ll a h ,   A .   Kis w a n to n o ,   " P o w e Qu a li t y   En h a n c e m e n o f   I n teg ra ti o n   P h o t o v o lt a ic  G e n e ra to to   G rid   u n d e r   Va riab le  S o lar  Irra d ian c e   L e v e u sin g   M P P T - F u z z y " ,   In tern a ti o n a l   Jo u r n a o f   El e c tri c a a n d   Co m p u ter  En g in e e rin g   (IJECE) , v ol .   6 ,   N o   6 ,   2 0 1 6 .   [6 ]   S.  Hass a n ,   " A n   A d v a n c e d   M P P T   Ba se d   o n   A rti f icia Be e   Co lo n y   A lg o rit h m   f o M P P T   P h o to v o lt a i c   S y st e m   u n d e r   P a rti a l   S h a d in g   C o n d it i o n " ,   In tern a ti o n a Jo u rn a o f   P o w e El e c tro n ics   a n d   Driv e   S y ste m (I JP EDS ),   v o l.   8 ,   n o .   2 ,     2 0 1 7 .   [7 ]   C.   H.  L in ,   C.   H. ,   " M a x im u m   p h o to v o lt a ic  p o w e trac k in g   f o th e   P V   a rra y   u sin g   th e   f ra c ti o n a l - o r d e in c re m e n tal   c o n d u c tan c e   m e th o d " ,   A p p li e d   E n e rg y ,   v o l.   8 8 ,   p p . 4 8 4 0 4 8 4 7 ,   2 0 1 1 .   [8 ]   R.   A h m e d   e a l. ,   " I m p ro v e m e n in   P e rt u rb   a n d   Ob se rv e   M e th o d   Us i n g   S tate   F lo w   A p p ro a c h ,"   En e rg y   P r o c e d ia,  v o l .   4 2 ,   p p .   6 1 4     6 2 3 ,   2 0 1 3   [9 ]   H. T a h e ri   e a l.   2 0 1 0 ,   "   A   No v e M a x i m u m   P o w e P o i n T ra c k in g   Co n tr o o f   P h o t o v o lt a ic  S y ste m   Un d e P a rti a a n d   Ra p id ly   F lu c tu a ti n g   S h a d o w   Co n d it i o n Us in g   Dif fe re n ti a Ev o lu ti o n " ,   P ro c .   IEE S y m p o siu m   o n   In d u strial   El e c tro n ics   a n d   A p p li c a ti o n s Co n f . ,   pp. 82 - 87 ,   2 0 1 0 .   [1 0 ]   L .   Jia n g   e a l. ,   " A   n o v e a n c o l o n y   o p ti m iza ti o n - b a se d   m a x i m u m   p o we p o in t   trac k in g   f o p h o t o v o lt a ic  sy ste m u n d e p a rti a ll y   sh a d e d   c o n d it i o n s " ,   En e rg y   a n d   Bu il d in g s,   v o l .   5 8 ,   p p .   2 2 7 2 3 6 ,   2 0 1 3   [1 1 ]   Y.  L iu ,   " Ne u ra l - n e tw o rk - b a se d   m a x i m u m   p o we p o in trac k in g   m e th o d f o p h o t o v o lt a ic  sy st e m o p e ra ti n g   u n d e r   f a st ch a n g in g   e n v iro n m e n ts " ,   S o l a En e rg y ,   v o l.   8 9 ,   p p .   42 53 ,   2 0 1 3 .   [1 2 ]   K.  P u n it h a ,   " A rti f ici a n e u ra n e tw o rk   b a se d   m o d if ied   in c re m e n tal  c o n d u c tan c e   a lg o rit h m   f o m a x i m u m   p o w e r   p o i n trac k in g   in   p h o t o v o lt a ic sy s tem   u n d e p a rti a sh a d in g   c o n d it i o n s " ,   En e rg y ,   v o l.   6 2 ,   p p . 3 3 0 - 3 4 0 ,   2 0 1 3 .   [1 3 ]   M . A .   Yo u n is,   " A n   Im p ro v e d   M a x i m u m   P o w e P o in t   T ra c k in g   Co n tro ll e r   f o P V   S y ste m Us in g   Artif icia Ne u ra Ne tw o rk " ,   P RZE G El e k tro te c h n icz n y   (El e c tri c a Re v ie w),  v o l. 8 8 ,   p p .   1 1 6 - 1 2 1 ,   2 0 1 2 .   [1 4 ]   S.  S u b iy a n to   e a l.   In telli g e n m a x i m u m   p o we p o in t   trac k in g   f o P V   sy ste m   u sin g   Ho p f ield   n e u ra n e tw o rk   o p ti m ize d   f u z z y   lo g ic co n tro ll e r " ,   En e rg y   a n d   Bu il d i n g s,  v o l.   5 1 ,   p p .   29 38 ,   2 0 1 2 .   [1 5 ]   B.   N.  A l a j m i   e a l. ,   " A   M a x i m u m   P o w e P o i n T ra c k in g   T e c h n i q u e   f o P a rti a ll y   S h a d e d   P h o to v o lt a ic  S y ste m s   in   M icro g rid s " ,   IEE T ra n sa c ti o n o n   In d u strial   El e c tro n ics v o l.   6 0 ,   p p .   1 5 9 6 - 1 6 0 6 ,   2 0 1 3 .   [1 6 ]   S .   S in g h   e a l. , " De sig n   a n d   S im u latio n   o f   In telli g e n Co n tr o M P P T   T e c h n iq u e   f o P V   M o d u le  Us in g   M ATLA B/  S IM S CA P E , "   I n tern a ti o n a Jo u rn a o f   A d v a n c e d   Re se a rc h   in   El e c tri c a l,   El e c t ro n ics   a n d   In stru m e n tatio n   En g in e e rin g ,   2 ,   p p .   4 5 5 4 - 4 5 6 6 ,   2 0 1 3 .   [1 7 ]   H.  T sa i   e a l.   ,   " De v e lo p m e n o G e n e ra li z e d   P h o to v o lt a ic  M o d e Us in g   M A TL A B/S IM U L INK ,   in   P r o c .   W o r l d   Co n g re ss   o n   E n g in e e rin g   a n d   Co m p u ter S c ien c e   W CECS ,   S a n   F ra n c isc o ,   2 0 0 8   [1 8 ]   M.  S e y e d m a h m o u d ian   e a l. ,   " A n a l y ti c a M o d e li n g   o f   P a rti a ll y   S h a d e d   P h o t o v o lt a ic S y ste m s " ,   En e rg ies ,   v o l.   6   ,   p p .   128 - 1 4 4 ,   2 0 1 3 .   [1 9 ]   B S a lah   e a l.   " M o h a m e d   Ou a li ,   Co m p a riso n   o f   f u z z y   lo g ic  a n d   n e u ra n e tw o rk   in   m a x i m u m   p o we p o in trac k e f o P V   sy ste m s " ,   El e c tri c   P o w e S y st e m s Re s e a rc h ,   v o l.   8 1   (1 ),   p p .   43 - 50 ,   2 0 1 1 .   [2 0 ]   N.  S .   D' S o u z a , "   Co m p a ra ti v e   stu d y   o f   v a riab le siz e   p e rtu rb a ti o n   a n d   o b se rv a ti o n   m a x i m u m   p o w e p o in t ra c k e rs  f o r   P V   sy ste m s " ,   El e c tri c   P o w e S y st e m s Re se a rc h ,   p p .   2 9 6 3 0 5 ,   2 0 1 0 .   [2 1 ]   T .   S a l m i   e a l .,   " M A TL A B/S i m u li n k   Ba se d   M o d e ll in g   o f   S o lar  P h o t o v o lt a ic  Ce ll " ,   In tern a ti o n a Jo u rn a o f   Re n e wa b le E n e rg y   Re se a r c h v o l.   2 ,   p p .   2 1 3 - 2 1 8 ,   2 0 1 2 .   [2 2 ]   h tt p : // ww w . a rc m a n so lar.co m /p ro d u c ts/2 8 . a sp x ? c id = 7 - 12 - 11       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS       Dr.  Ba tain e h   h a is  c u rre n tl y   wo rk in g   a p ro f e ss o o M e c h a n ica En g in e e rin g   d e p e rtm e n a t   f ro m   Jo rd a n   Un iv e rsity   o f   S c ien c e   a n d   T e c h n o lo g y .   He   re c e iv e d   a n   M . S .   f ro m   C a rn e g ie  M e ll o n   in   2 0 0 1 .   He   re c e iv e d   h is  P h . D.  i n   M e c h a n ica En g in e e ri n g   f ro m   t h e   Un iv e rsity   o f   P it tsb u rg h   i n   2 0 0 5 .   His  re se a rc h   f o c u se o n   u ti li z i n g   so lar  e n e rg y   e it h e d ir e c tl y   o b y   c o n v e rti n g   it   t o   e lec tri c a e n e rg y .   Cu rre n tl y ,   h e   is  f o c u sin g   o n   Co n c e n trate d   S o lar  P o w e (CS P w h ich   is  a   p ro m isin g   re n e w a b le  e n e rg y   tec h n o l o g y   f o th e   M e d it e rra n e a n   a n d   g u lf   c o u n tri e (w o rld ’s  S u n   Be lt   re g io n ).     He   is  th e   a u t h o r   o f   a b o u 4 0   re v iew e d   jo u rn a l   a rti c les   a n d   o t h e tec h n ica l   p u b li c a ti o n s.  He   p a rti c i p a tes   y e a r ly   in   in tern a ti o n a sc ien ti f ic co n f e re n c e s.          Dr.  T a a m n e h   is  c u rre n tl y   w o r k in g   a a ss c icia te  p ro f e s so o f   A e ro n a u ti c a En g in e e rin g ,   A e ro sp a c e   f ro m   Jo rd a n   Un iv e rsity   o f   S c ien c e   a n d   T e c h n o lo g y H e   re c e i v e d   h is  P h . D.  i n   M e c h a n ica En g in e e rin g   f ro m   th e   T K a ise rsla u tern   in   2 0 0 9   Hi re se a rc h   f o c u se o n   so lar  to   e lec tri c   c o n v e rsio n .   He   is  th e   a u th o o f   a b o u 30   re v iew e d   jo u rn a a rti c les   a n d   o th e tec h n ica l   p u b li c a ti o n s.  He   p a rti c i p a tes   y e a r ly   in   in tern a ti o n a sc ien ti f ic co n f e re n c e s.      Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.