In te r n ation a l Jou rn al  o f Po we Elec tron ic s an d   D r ive S y stem  (IJ PED S V o l.  10, N o.  4, D e c e m ber   201 9,  pp.  1986~ 19 94  ISSN: 2088- 8694,  DOI :   10.11591 /ijpeds. v10. i 4.pp1986-1994          1986     Jou rn a l  h o me pa ge :  ht tp: //i a e score . com / j o u r na l s / i n d e x . p hp/IJ PED S   Compar ative analysi s  of casc aded Fuzzy-PI control l ers   based-M P PT and pertur b and observe MPPT in a   grid-connected PV system op erating under different weather  and loading conditions       Har i c i   O t m an e 1 ,   Mou l ou d i  Y ou ssef  2 , Bendjebb a r M o k h tar 3    1, 2 D e p a rtem en t of  El ectrical En g ineer i ng,   U niv e rsit y   T a hri   M o h a m m e d   Bechar,  A l g e ria  3 D e partem en t of El ectrical En g i n eer i ng,   U niv e rs ity  USTO  O ran , A l geri a       Art i cl e In fo     ABSTRACT  A r tic le hist o r y :   R e c e i v e d  Feb  2 9 ,  2 019  Re vise d Mar   7,  201 9   Ac ce p t ed  M a y  2 8 ,  2 019      I n  t h i s   p a p e r ,  a   c o m p a r i s o n   i s  c a r r i e d  o u t  b e t w e e n  M P P T   t e c h n i q u e  u s i n g  a   hy bri d   cascaded   F u z z y -P Co nt roll er  a n d   P erturb   a n d   O b s erve  ( P & O)  M PPT   tech ni que.   T h tw techn i q u es   a re  c om p a r e d   i n   a   s ys tem   wh ich  co n s is ts   o ph ot ov olt a ic  s ys t e m   co nnect ed  t o   g r id  v ia  a   t w o -level   t hree-p hase  i nvert e r.   Th P & and   F u zzy -P t echn i q u es  a re  e x a m i ned   un der  d i ff e r ent   we ath e c o nd it io n s ,   na m e ly ,   r a m p   c h a ng e   in   i r r a d i a t i o n   le v e l   a n d   r a mp  c han g in   tem p erature  lev e l s Distu r ban ces  r ep resent ed   b fl uct u ations  i n   power  dem a n d   f rom   the  u t i l ity   g rid   i s   g en erated   t ass e ss   t he  r ob us tn ess  o f   each   o th tw o   cont ro l l ers .   T h e   F uzzy -P bas e M P P T ,   has   p r oved   its  e x cell e nt  track in and   robu st nes s   a gai n st  a bru p t   p e rtu r b a t i on s.   S im u l atio ns   o f   th sy st e m   p erf o rm a n ces  u s i n g   t he  t wo  r eg ul ators  are  perf o r med   to   v al id ate  th con cept u al  s tan d i n g s .   K eyw ord s :   FLC  MPP T   P&O   PI  PV   Co pyri gh t © 2 019 In stit u t of Advanced  En gi neeri n g  an d  S c ien ce.   All  rights   res e rv ed.  Corres pon d i n g  Au th or:   Ha ri ci  Ot m an e ,     Depa rtem ent o f   E lectr i c a l E n gi nee r in g   Uni v ersi ty Ta h r i   M oha mm ed Bec ha r,  BP  150 5,  El M na o u e r ,   3100 0 , O ran, A lger i a   Em ail:  ot m a ne . h ar i c i@ uni v-u s t o .dz       1.   I N TR OD U C TI O N   Th gl ob a l   e ne rg y   i n f r ast r u c t u re   d e p e n d s   h e a v il on   b urn i n g   fo s s i l   fu els.  T he se   r esourc e ar p o l l u ti ng   t h e   e n v i r on me nt   a nd   a re   d ep l e t e a t   f ast e p a ce.  T o   a ddre s s   t h i s   c once r n,  S olar  E ne rg y   c a n   b harve s t e us in the   P h ot o v o l t a ic  ( P V t e ch no l o g y   w h i c h   o ffers  a   c l e a n   a nd  re ne w a b l e   sour ce  of  e l e c t ric i t y To  d a t e,   t hi s   w a o f   e l e c t ric i t y   g e n er at ion,   h ow eve r ha been   rela ti ve ly   c os t l y .   V e r o f te n,   t he   s ucce ss  o a   P V   a ppl ica t i o n   de pe n d on  w h et her   t h e pow er  e le ctro n i cs  d e v i c e   ca n   e x tra c s u f f ic ie nt ly hi g p o w e r   fro the   P V   a r r a y s   t o  k e e p  o v e r a l l   o u t p u t   p o w e r   p e r  u n i t   c o s t  l o w .   A   P V   ar ray   o p era t in a   th max i mu po wer  po in (MPP)  c a n   b use d   t pro v id e   elec t r i c i t fo r   rural  a r ea s,   e spec i a l l i n   d e v el o p i n c o u n t r i e s   w here   t he   g ri i s   rar e ly fu l l y  e x t e nde d be ca use   of  p ro fita b i l ity  a nd o t her  fina n c ia l   co ns i d era t i ons.   The   P V   m od ul ge ner a tes  its   m a x i m um   p o w e r   a a   si n g l e   o pera tin g   poin t O n   t h e   o t h er   h a n th e   opera tin po i n of  a   P V   syst em   c an  b e   c o n t ro lle by  a d ju stin t he  o utp u t   l oad   or  o ut p u t   vo l t a g e   o f   t he  P V   syste m .   The   proc ess of dri vi n g   t he P V   syste m  t o o p era t e ne ar th i s  s i n g l e po int is re f er r e d as Ma x im um P ow er  Poin Trac kin g   (MP P T).   C o n t rol lin t h ou t p u t   v o l ta ge  o the  P V   s ys tem   via   p o w e r   el ectro nic   c o nve rter   i the  mos t   c om mon  w a y,  w hi ch,  in  t urn,  i usu a ll co n t rol l ed  v i a   spec i f ic  c on t r ol  a lg ori t hm  t dr iv th is   ac t i o n S e ve ral   MP P T   a l gor it hms  ha ve   b ee n   pr o p o se d   suc h   a the   c o n s ta n t   v o l t a ge,   the   c ons ta n t   c urre nt the   lo ok- u p   t a b le,   t h e p i lot ce l l , th e   P e rturb an d O b serve   (P &O ), t he  I ncre me nt a l  C o nduc tanc e   (I C) [1] , t h e   r i p p l corr elat i o n   m e th o d   a nd   t he  s lid in mo de   c on t r o l   ( S M C) In  a dd i t i on,   a rtific ia in t e lli genc e- ba sed   me tho d have  als o be e n  inve st iga t e d  s uch   a s  the F uz z y   L og ic [2,  3] an the   A r tific ia l N e ur al  N e t w o rks  (A N N s)  t han k s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   E l e c  &  D ri S yst  IS S N :   2088- 86 94       C o m p a r a tive  a n a l ys is o f  c a sc ade d Fuz z y- PI  c o n t r o ller s  bas ed-M PPT   and   per t ur b   … (H a r ic O t m ane)   1 987 to  t he ir  d is tinc tive  feat ure   of  n o t   r e q ui r i n g   t he  e xa c t   m ode l   o t h s y st e m ,   robus t   s t ruc t ur e s etc.   O ther  w orks   c o n cent r a t e   on  i m p r ov ing   fuz z y   me th od s   by   c o m b i ni ng   i t   t o   o t h e r   i n t e l l i g en a p pr oa che s   s uc as  N e u ral  N e tw orks,   P a rtic le  S w a rm   O pt imiz a t i o a n G e ne t i A l g o ri thm   [4- 6].   These   st ud ies  show   t hat  t h fuzz y   con t ro a l g o r i t h m   is  c a p ab le   o impro v i n g   the   trac k i ng  per f orm a nce   a s   c om par e w i t h   t he   c onve n t i o nal   met h od f o bo t h   l i n ea a nd  n onl in e a r   l o a d s Ho wev e r,  o nly   isol a t e d   l oad  has  be e n   c on side red  i n   t he se  schem e s.   I n   t h i pa per,   a   c ompa ris on  b e t w e e F u z z y   L o g i c   C on tro l le (F LC and  P e rturb  a nd  O b s e rve   ( P &O)  is  p rop o se for   m a xim u so la pow er  t ra ck i ng  o f   t he  P V   a rray  w h ic is   c onne c t ed   t a   t h re e-pha se  g ri b y   a   l i n co mmu t ate d   S CR inv e rt er.  Th e   FLC   o n ly   r e qui re th e   l i ng ui s t i c  c o n t r o l  r u l e s  f o r  M P P T .  T h i s   p a p e r   pro v es  t hat   the   F L c o nt r o s t rate gy   c an   s ig ni fica n tly   i m p rove   t h t r ack ing   ac c u ra c y   a nd   s p e e d   o t h M P PT  c o nt r o l .  C on cl u s i o n s  a re   f i n al l y  d r a w n  i n   th l a s t  s ec ti on .       2.   MATHE M A T ICAL MODEL   Th bu i l d i ng   b l o ck  o f   PV  a rra y s   i th sol a c e l l ,   w hi ch  i s   p -n   s e m ic on duc t o ju nc ti o n sh ow n   i n   F i gure   1.  T he  ,  c hara cter i s t i c o f  a  s ol a r   a rray i s  given  b y (1)   [ 7 ].           1    ( 1 )     wher   a nd    r e p r e sen t   t he   o ut pu vo l t ag and  curr ent  o f   t h e   P V,  r e s pe cti v e ly ;     a nd    a r e  t h e  s e r i e s   a n d   shu n re si sta n c e   o the  cell ;   q   i t h e   elec tron ic   c harge ;      i the  ligh t -ge n era t e d   c urre nt;     i t h revers saturation current;   i s a   d i me nsio nl ess   f act o r   i the Bo l t z m a n  Co n st a n t   and   i s t h e t e mp e r atu r e   i n  K° .   I n   t erm   (1)  w a used  i c o mpu t er  s im u l a tio ns  t o b t ai t h e   ou tp ut  c hara cteris ti cs  o a   so l a ce ll ,   as   show in  F i gur 2.  T h i c u r v cle a rl sh ow th a t   t he  o u t p u c h a r acte r i s t i c of  a   s o l a r   c e l a r no n-l i n ear are  cruc ia lly  i n f lu enc e b y   s olar   r adia ti on  a n d   tem p era t ur e.  E a c c u r v e   h a s  a  M P P ,   a t  w h i c h   t h e  s o l a r  a r r a y   opera tes m o st   e fficientl y.           F i gure   1.  E qu iva l e n t circ u i t   o f  P V a r ra y.        Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          I S S N: 2 0 8 8 - 86 94    I n t  J Po w El ec &  D ri S y s t   Vo l. 1 0 ,  No . 4 ,   D e 2 0 19   :   1 986    1 994  1 988     3.   M PPT   C ONTROL TE C HN IQUE S     3 . 1 .     Pertu r b   a nd o b s erv e ( p &o tech n i q u e   It  i the   most  u se tec h n i que   s i n c e   i ens u r e c o n tin uo us  s ea rc f o r   t h m a ximum   pow e r   poi nt   o f   ph o t o v o lta i c   g ener at or .   I t   i base o n   t he  d is tur b a n c e   o the   v o l t a g e  o r   c u r r e n t   a t   t h e   P V  t e r m i n a l s  a n d  t h e n   the  ob ser v at i on  o f   t he   e ff ec of  t h i v a r i at i o on  t h o u t p u t   p ow er   [ 9] .   I f   the  c u r r ent  po w e r   va l u e   P ( k)   o t h pa ne i s   g r e a t er   t han  t h pr evi o u s   v a l ue   P   ( k- 1)   t he t h e   sa me   pr ev i ous  d is tur b a n c e   d ir ec t i o n   i s   ke p t Othe rwise,  d is tu r b ance   i th re verse   d i r ecti o i s   g ene r ate d   [ 1 0 ] .   F i g u r e  3  s h o w s  t h e  s t r u c t u r e   o f   t h i s   t e chni qu e.          F i gur e   3.   O r g ani z a t io cha r of  t he  t e c h n i qu e   pe r t ur a nd  o b ser ve     F i gur 2.   ( a)  C ur r e nt –v o l t a ge  a nd  p o w e r vo lta ge  c har a c t er ist i cs  o f PV  a r r ay .   ( b )   s c h e ma t i c  o f   M P P T  p r o c e s s  [ 8 ] Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   E l e c  &  D ri S yst  IS S N :   2088- 86 94       C o m p a r a tive  a n a l ys is o f  c a sc ade d Fuz z y- PI  c o n t r o ller s  bas ed-M PPT   and   per t ur b   … (H a r ic O t m ane)   1 989 3.2.    Th e   FLC   b a sed   M PPT alg or i t h m e     Cl a s si ca l   con t ro ll e r s   ( P ,   P I ,   P I D )   a re   f e e d b ack   c ont ro l l e rs   w i t fi xed  para me ters.  The r efore,   t he y   d o   no be   a ble   t o   a dap t   w ith  e n v ir onm en ta c h an ges  a nd  to  c ompe nsa t e   p a r am ete r   v a r iati ons  i p l a n t.   O the   ot her  han d ,   in  a   c lass ica l   c on tro ller,   f irst,  i t   i nec e ssary   t f i nd   a   p rop e mat h emat i c a l   m o d e l   fo pl a n t s ;   an the n   t u n c o n t rol l er  p a r am eter a nd  imp l e m ent  t h desi gne c ont ro l l e r .   Beca use   of  n o n line a be ha vi or  o most  r eal   s yste m s   a nd  d i ffic u l t ies   i n   t heir  m ode l i n g c l a ssic a l   c on tro l lers  a re  n o t   u se fu in   n o n li nea r   c on t r ol   app l ica t i o ns.  In  o r d er  t o   o v er com e   s uc k i n d   o prob lem s   a nd  t o  have  a w e ll-t u ned  c o n t ro l l e r   f or  w h o le   r a nge   of  ope rat i ng  p o i n ts,   ot her  c o nt r o l   s t r a te gie s l i ke   a da pt ive   co nt rol ,   i nt e l li g e nt   c ont rol   o r   f u z zy   l o g i c   c o n t r ol ,   have  g o t  gre at c oncer ns  [ 1 1 -1 3].   F u zz y   L o gic   Con t ro l l ers  ar o n of  t he   m o s succ ess f u l   a p p lica t ion s   o the   fuzz se ts   [ 1 4 ].  T hey   us lin gu is tic   v aria ble s   a hum an  b e i n g d o   r a t h e than  num eri c a l   v aria b l es  a nd   h a v the  a dva n t a g es  o wor k i n g   with  i mpre cis e   i n p u t s,  not   r equiri n g   a ac cura t e   m athem a ti ca l   m o d e l   o the  s y ste m ,   and  ha nd l i n g   n onl in e a riti es.  Th fu z z y   c ont rol   th eo ry   a llo w s   d e sig n ers  t o   u s n o n- pr ec i s e   or  i l l -de f ine d   c once p ts.   The   no n l i n ea a n ada p t i ve  n a t ur of  F LC  p ro vi des  ro b u st  p e r form anc e v en  u n d e r   p ar am eter  v ariat i o ns  a n d   exter n al   d ist u rba n ce s;   t he refor e it  pr ov id e s   s u p eri o MP PT  p er fo rma n c e   e v e u nde ra p i dly   ch a n gi n g   atm o sphe ric  c o nd iti o n s.  The  ge ne ral  struc t ure  of  t he   F LC  i sh ow i n   F i g 4.  I i s   c om p ose d   o f   a   fu z z i f i e r,  a   k nowl e dg b a s e an  in fere nce   en g i ne  a nd a   de fuz z i f i e r .           F i gure  4. A  F LC  i close d  l oo p c o n t r o l   syste m     D e fi ni ng  the   i n p u a n ou tp ut   v aria bles   i on o f   t he   m os im po rta n t   s t e p i n   t he   F LC  d e s i gn.  I t h is   w o rk,   an  F L C   w it tw i npu t s   a n d   o ne   o u t p u t   i s   d esi g ne as  a n   M P P T   a l gor ithm .   T h e   c ha n g i n   P V   pow e r   (dp  dP / d t)  a nd  th e   c h a nge   i P V   v o l t a g e   ( dv =dV / d t )   are   used  a i npu ts  o the   F L C,  w hile   t he   o u t pu t   varia b l e   i de fi ned   as  t he  c ha nge   i n du ty  c y c l e   ( dD of  t he   b oo s t   c o nve rte r .   A n   i n t e g rat o is  u sed  a t   t he ou t pu t   of  t he  F LC  t obta i the  du t y   c ycle  v a l ue   o f   t h e   b oos co n v er t e r.   S eve n   t r i a n gula r   m e m be rsh i fu nc tio ns  a r e   use d   f or   b oth  inp u t   a nd  out p u var i a b l e of  t he  F LC,  a s   s ho w n   i Fig u re  5 As  w e   can  s ee lin g u ist i c   l abe l s   suc h   a po si ti ve  l arge   ( P L ),  pos i t i v m e d i um  ( P M ),   posit ive   sm a ll  (P S ) ze r o   ( Z),  nega t i ve  s ma ll   ( NS ),  nega t i ve  m e d i u m   ( N M) a nd n e ga t i ve  large  (N L ) are  used for these  i np u t   a nd  ou tp u t  m embersh i p f u nct i o n s.   Th requ i r ed   lin gui st i c   d efini t i o n s   a bo ut   t h e   i npu t   a n d   out pu t   va ria b les  a n ru le  b ase  are   st ored  i n   the   k n o w l e dge   b ase.   T he   r ul e   base   c o n si sts   of  s om fuz z y   r ules  e x pre s se in  t he  I F - THEN   f uz z y   c on d iti ona l   st a t em ents  a nd   m aps  the   r e la ti ons  b etw e e n   i n p u t s   a nd  o u t p u t s.   T he   r u l e   ba se   o t h F L i s   d eter mi ne as   gi ve n in Ta b le  1 ,   incl u d i ng  49  rule s   t ha t ar s e t base d   up o n  t h know l e d g e a nd w o rk i ng o f  the  s ys tem .           ( 2 )        1  ( 3 )     I n   t he   c ase  of   our   s t u dy,  t he   b l u rre c o ntro l l e r   e n t ry   i err o r   ( E),   err o cha n ge   ( CE)  re pr esen ts.  An d   ou tpu t   α  (a l p h a )  D uty  cycle         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          I S S N: 2 0 8 8 - 86 94    I n t  J Po w El ec &  D ri S y s t   Vo l. 1 0 ,  No . 4 ,   D e 2 0 19   :   1 986    1 994  1 990 Tab l 1.   F uzz y   R u l e   Base  for   stud ie desi g n   ce    er r o NL   N M   NS   Z   P P L   P M   N L   P P L   P P L   N Z   N M   P L   PL   P L   PM   P Z   NS   PL  P PS   P PS   Z   Z   PL  P PS   Z   N N L   N PS  Z   Z   N M   N N S   N NM  PL   Z   Z   N M   NL   N L   NL   N L   PM  NS   N M   NL   N L   N L       P L   pos i t i v lar g e ;   P pos i t i v e   m e di um ;   P S   posi t i ve  s ma l l ;   z e r o ;   N S   ne ga ti ve   s m a l l ;   N ne ga ti ve   m e dium ;   NL n e g at i v e la rge.   The inf e r e nce   e n g i ne  a c t s lik e   th h u m a n d e cis i on pr oc ess  a nd  g en era t es   t h e   f u z z y   out put   d ep e n d i ng  on   t he   k n o wle dge   o the   c o nt rol  r u l e s   an d   the   lin g u is tic   v a r iab le  d ef ini t i ons.   T h e   ac t i v e   r ules   a re   d et erm i ned   by  us ing  fu z z i f ie i n p u var i able an the   r u le  b ase,   a n d   t he t h e s ac ti ve  r u l es  a r e   e val u a t ed   u s i ng  fuz z y   r eason in me t h o d s.   I t h i s   w or k ,   t he  c om m only  use d   m in –ma x   i nf e r e nce  me tho d   i s   use d   t g e ner a te  t he   fuzz c o nt r o c o mm and.   F in all y the   de fuz z ifier  c o n v erts   t he  f u zz cont r o l   c o mma n to   a   r e a l   on e .   T h i a c ti on  is  c a lle d   def u zz if ic a t i o and  i t   i pe r f o r m e d   u si n g   t h e   c e nter   o gr avi t y   m etho g i ven  b y   ( 4) :     .     (4 )     wh ere    i th d e fu zzi fi ed   v alu e   i the  sa mple  e lem e nt,    i the  m e m b er shi p   f unc t i o n   a nd   i s   t h e   num ber   of  e le m e nts  i n   t he  s a m pl e .             F i gur e   5.   T r i an gu lar   m e m b er shi p   f unc tio ns  a r e   u sed  for   bo t h   i n p ut  a n d   o ut pu t   var i a b le o f   t he   F LC .             Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   P o w   Elec  &  D r i   S y st   I S S N 2088- 86 94       Com p a r a t ive a n a l y s i s  of casc ade d  Fuz z y- PI   con t r o ll e r s bas ed- M PPT   and  per t urb …  ( H aric i O t m a n e )   1 991   4.   TH E   SIMULATION  BLO CK  D IAGRAM  The  pr o p o s ed   s che m e   i n   t hi s   pape r   is  s h o w n   i n   F i g u r e   6 .   T h i s   s c hem e   i c onsis of   s om m a in  p ar ts  w h ic a r a   P V   a r r a y,   a   boo st  D C / D C   c on ve r t er ,   li ne   c om mutat e S CR  in ve rter,   step-u trans f or me and  the  fuzz y lo g i c   c ont r o lle r.           F i gur 6.   P s y s t em   w i t thr e e- pha se  u ti l ity   g r i d.       Th P V   a rr ay   c o n v e rts   s o lar  rad i ation   into   e l e ctr i cal  po we r.  T h e   bo os t   c o n v erter   i n c r ea se the   leve of   p r o d u ce d   D C   v olta ge.   The   ge ner a t e po w e r   is  f e d   t o   the   s i x- p u l se   t h y r i s t or   b r i dge,   w h ic a c t a s   a   l ine- c o mm uta t ed   i n v er ter   thr o u g h   dc  l i nk  i n duc tanc e.   T h i in duc t a nce   w il be  c a u se to   o bta i a   ste a d y   d i r e c t   c u rre nt   f r o t h PV   p a n el s[1 5 ].   T he   l i n e- co m m utate d   i n v e r t e tr a n sf ers  t h p o w e r   f ro th e   PV  p an el to   t h e   ut i l i t y   g r i vi a   the  s t e p - u tr a n sf or m e r .       5.   RESU L T  AND  DI S CUS S I O N   O p er atio of  t he   a b ove   m en ti one s y s t em   u si n g   one  o f   the  tw c o n t r o l l ers  (P&O  a nd  FLC)  i pe r f or m e w i t h   a   r am c h ange  i ir r a dia t io le ve the n   a   r a m c ha nge  i tem p er a t ur leve ls,   as  s ho w n   i n   F i g u r e   7 .   p e r f o r m a n ces  o bot c ontr o l l er is   a ssesse by  c ons i de r i ng  t h e   out pu v o lta ge  o the  D C - l i n k   ( t he   B oos t   c o n v er te r   outp u v o l t a g e) .   I n   a dd iti o n ,   ou t p u t   pow er ,   vo l tage   a n d   c urrent  f ed  t the   u til i t y   g r id  ( i.e.   a t   t h e   hi gh   vol t a ge  s i d o f   t h e   t r a n s fo rme r . )   i a l so   c on si d e red .   F i nal l y   r ob u s tne s o f   t he   t w o   M P P tech ni q u es   is  e xam i ne b y   a ppl yin g   v ar y i ng  l o a d w h ile  m e a sur i n g   t h e   o u t pu D C   v olt a ge  a show i n   f ig ur es  8   a nd   10.           F i gur 7.   S imulate d   w ea t h er   c on d iti on ( I r r a dia n ce   a n d   T em per a t ur l e ve ls)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          I S S N: 2 0 8 8 - 86 94    I n t  J Po w El ec &  D ri S y s t   Vo l. 1 0 ,  No . 4 ,   D e 2 0 19   :   1 986    1 994  1 992 5 . 1 .    P & O   MP P T  t ec h n i q ue   The  f o ll ow i ng  F i gur a n 9   show the   d i f f er e n t   pe r t ur bat i o n   o t h refe re nce  v o l t a g Vdc  i t   i t h sor t ier   of  B oos a nd  t h v o lta ge ,   c ur r e nt   a nd   t he   r a t ed  p ow e r   l oa w i t h   t he   t e ch ni qu e   met h o d  P&O  M P P T .           F i gur 8.   T he   B oost  Co nver t e r   O ut pu V o lt age   us in t h P&O   MP P T         F i gur e   9.   S i m ulate d   V olta ge,   Cur r ent  a n P o w e r   at  t r a nsfo me H V   s ide  using  the   P & O   MP P T   A lgor i t h m       5. 2.    F u zzy-Ba s ed  MPP T   techn i que  The  f o llow i n g   F igur 1 0  a n 1 1  sh o w s   t he   d i f fe r e nt  p er t u r b a t i o o n   t he  r efe r enc e  vo l ta ge  V dc  i t   is  t he   sor t ier   of  B oos an the   vo l t a g e,   c ur r e nt  a n d   t he  r ate d   p o w e r   l oa w i th  t he   t e c hni qu e   met h od   F u z z y -B ased   MP PT.          F i gur e   1 0 .   The  B o ost  Co n v er t e r   O u tpu t   V ol t a ge  u s i n g   t he   F L C   MP P   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   P o w   Elec  &  D r i   S y st   I S S N 2088- 86 94       Com p a r a t ive a n a l y s i s  of casc ade d  Fuz z y- PI   con t r o ll e r s bas ed- M PPT   and  per t urb …  ( H aric i O t m a n e )   1 993     F i gur 1 1 .   S i mula te V o lta ge,   C u r r ent  a n P o w e r   at  T r a nsfom e r   H V   side  us i n g   t he  F LC- B a s e d   M P P Al g o r ithm       5. 3.     A n al yt i c a l   C omp a r i son   5. 3. 1.   E f f e c t   o Ir rad i an ce  Vari at i o n s   A t  a  f i x e d  t e m p e r a t u r e  l e v e l  ( 2 5 °  C )   ,   a   r a m p  c h a n g e   h a s   o c c u r r ed   i n   i rrad i an c e   l e v el   i n   bo th   c as es.  A   vo lt a g dr o p   o ∆V = 1 V   h a r e sulted  i n   o u t pu t   vo l t a g e   of  t he  b o o s t   c on ve r t er   w he n   P & O   c ontr o l l e r   i u s ed ,   wh il sli ght e r   v o l t a g e   d ro of   V= 0 . h a b e e n   not i c e i n   case   of   u si ng   t he  F uz z y   L o g i c   Co nt rol l er.    5. 3. 2.   E f f e c t   o Tem p e r a t u r e   V ariat i on At  a   nom i n al  i r r adianc le vel   (10 00  w / m 2 ),   a   r am decr ease   i n   t emp e ra t u re  l ev el   i si mu l a t e d   as  show i n   F igu r 7.   T he  c han g e   has  c a u sed  a   slig ht  d e v i a t i on  of   vol t a g e   r i ppl e s   i n   th e   ou t p u t   v olt a ge   o t h bo os co n v er t e r   in  c a s of   u si ng  the  P & O   M P P T   a lgor it hm .   Whi l goo d   tr a c ki n g   h as  b e e ens u r e by   t he  F L C   MP P T   a l gor it hm .     5. 3. 3.   L oad   D eman d   V a ri at i o n s   Cons i d er ing  F i gur 8 ,   it  is  e v i de n t   t ha the   P & O   MP P T   t e c hn i que   l ac ks  r ob ust n e s a g a i n s s u dde n   fluc t u a tio ns i p o w e dem a nd ; th is  d isa dva n t age  is h ig hli g h t ed  i n   t he  fo l lo wing  in sta n ces :     A r oun 0. se con d s :   a   s i g ni f i c a n t   o v er sh o o ha r e sul t e d   i t h e  out put   v olt a g e  o f th e   bo o s t   c o nv e r t e r.     F r om  2   t se con d s :   a   r e m a r kab l e di in  o u t p u t   v o lta ge of the  boos c o n v e r t e r   due   t o the   r a mp  c ha ng e   in  irradi ance lev el  a d i scu sse pr ev io us l y .     F r om  4   t secon d s :   a o v er sho o t   i n o t i ce dur in t h r a m p   c h an g e  in   th PV   t emp e rat u r e  lev els .   O n   t he   o t h er   h a n d,   t ha n k t o   t he   a da p t a b ili t y   o f   the   f u z z y- P I   c on trol ler,   v aria t i o n s   i n   s ys tem   pa r a m e ter s   ( i. e.   v ar iat i o n   in   l oad   de ma nd. ) .   h a s   n ot   g e n e r at ed  in   p ea k s   a nd  it   h as  g u a r a nte e d   s t a b le  v ol t a ge  l e v e l   at   t h e   o u t p u t   o t h boos t   con v e rt e r Pe rfo r m an c e   o f   t h e   MP P T   b ase d   on  usi ng  th hy br i d   c o n tr ol ler   is   il l u s t r a t e in  F i gur 1 0 .     5. 3. 4.   C omp a ris o n   o f   Pr odu ced   P owe r   A ltho u gh  the   p r od uc ed  pow e r   f r o m   the  P V   p ane l usi ng  t h e   P & O   r e a c h ed  rel a t i v e l y   hig h e r l e v e l   100  K w   ( s ee   F igur 9) ,   the   pr o d u ced  pow er   f r o t h e   P V   p ane l us i ng  the   ne w l pr op ose d   h y b r i c o n t r o ll er   h as  pr ove t o   b e   m o r e   r obus in   p r o duc i ng  a   s t ab le  v o lta ge  r egar d l e ss  o the   su dde c h a n ge  i pow er   d em a n d   w h i l ens u r i ng   t he   p r o duc tio n   of  a ac cep ta b l p o w e r   of   8 0   K w   ( see   f i gur 11) .   I n   o ther   w or ds,   tha nks  t t h use  o f   a   h y b r i f u zz y- p i   c o n t r o l l e r   i tr ac k i ng  t h m a x i mum   pow er   t he  P V   pa nels  o pe r a ted  at  80%  o its   nom i n a l   pow e r ,   w hich  h e l to  e xten the   l i fe tim a nd  e nha n ce  r e l i ab il i t o f   t he   over a ll   s yste m.       6.   CONCLUSION   In   t hi p a per,  a n   co mp a r at i v stu d y   i s   c arri ed   o ut   b et we en  t wo   c ontr o l l er s,   n am ely,   t he   P &O   M P P c o n t r o ller   a n F u zz L o gic  C o n t r o ller .   S im ulat ion   re su l t u n de r   d if fer e nt   w eathe r   a nd  lo a d in c o n d i t i o n has  pr ove t h ad v a nta g e   o f   t he  F LC  i ter m of   r ob ust n ess  a n d   tr ac ki n g .           ACKNOWLEDGE ME N T S     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN: 2088- 8694   I nt   J  P ow  Elec   & Dr i   S y st V ol.  10,  N o.  4 , Dec  201 9 :   1 9 8 6  – 1 994  1 994 A u t hors  w o u l l i ke  t tha nk  the  hea d of  L ab ora t o r S m a r t   G r ids  t h e  r e n e w a b l e  e n e r g i e s   ( E N E R G A R I D )   a t  t h e  u n i v e r s i t y  T A H R I  M o h a m m e d   o f  B e c h a r   ( A l g e r i a a nd  La b o rato ire   LD EE  gro upe  D i ag no stic  at  the   un i v ersi ty  U S T O of O RA N   ( A l g e r ia).       REFE RENCES    [1]   H .   A t t i a "F uzzy   L ogi Con t ro l l e r   E ff e c tiv enes Ev alu a ti on  t h ro u g Com p ara t iv M e mb ersh ips   for  P h oto v o l t a ic   Ma ximu Po we Point  Tracking  F u nct i on,"  In ter n a t i onal Jou r n a l   o f  Po we r Elect ro n i cs an d Dri ve Syst em  (I J P E D S ) ,   vo l.  9 , n o.  3,   pp .   1 1 4 7 - 11 56 , 20 1 8 .   [2]   K .   R aj asek hara  R ed dy,   V .   Nag a bh askar  R e dd y ,   M V ijay a   K u m ar,  "C on trol  o f   S i n g l e   S t a ge  G rid   Ti ed   P h ot ov o l t a ic  I n v erter  U s i n g   In crem e n tal   Cond uc t a nce  M e th od , "   In ter natio nal Jou r n a l  o f   P o wer   E l ect ro n i cs  an d   D r i ve System   ( I JPED S ) vo l.   9 ,   no.   4 p p .   1 7 0 2 - 170 8,   2 0 18.   [3]   M o ham m e Slim i,   A b d elk r im   B ouch e ta,   Bou s m a ha  B ou chib a,   " M a xi m u m   power  c o n tro l   f or  pho to vo lt aic  s y ste m   usi n i n t e lligent  st rategi es , "   Int e rn ati o n a l  Jo ur na of Po wer  El ect roni cs an d Dr ive Syst em  ( I JPEDS ) ,   v o l.   1 0,   no.  1 ,   p p.  423 -43 2 20 19.   [4]   B .  B e n d i b ,  F .   K r i m b ,   H .   B e l m i l i a ,   M . F .  A l m i a   a n d  S .   B o u l o u m a ,   " Ad van c ed   F uzzy  M P P T   Co n t roller  f o s t an dal one  P V sys t em, "   Jou r n a l of  En erg y   Pr ocedi a ,  v ol . 50 ,  p p .   3 8 3 - 39 2, 20 1 4 .   [5]   M . R.   V i n ch eh,  A.  K argar  an Gh. A Mark ade h ,   "A  h yb rid   co n t rol   m eth o d   f o m a xim u m   po wer  poi nt   t rack ing  (M P P T )  in   ph o t ov olt a ic  s ystems, "   Ara b   J Sci Eng  v o l.   3 9 ,   p p .   4715 -4 72 5,   201 4.   [6]   Y .  K o h a t a ,  K .   Y a m a u c h i   a n d  M .   K u r i h a r a ,   " H i g h - s p e e d  m a x i m u m  p o w er  poin t   t ra ck er  f or  p h o t o vo lt a i sy st em s   u s i ng  on li ne l earnin g   n eural   ne t w o r ks , "   J Adv Co m put  In t e l l  Int e l lig In f o r m ,   v o l .   14(6 ) ,   p p .   6 77 –683,   2 0 10.   [7]   Bo se,  B.  K .,  S z czen y,  P M .   a nd   S tei g erw a ld,  R.  L .,   " M i croco m pu t e Co ntro o f   a   R esi d ent i al   P h o to vo lt aic  P o wer  Co nd itionin g   S yst e m, IEE E  Tr a n s a ct io n s  on Indus tria l   Electr o n i cs ,   vol.   I A-21 pp.   1 1 82-1 1 9 1 1 9 8 5 .   [8]   L . K .   L ettin g,  J .L M und and   Y.  H am am,  "Op timizati o n   o f   a   f uzzy   l ogic  c ont r oll e for  PV  g ri i n verter  c ontrol   usin g   S- fu nc t i on   b a s e d  PS O ,"   J of  Solar En erg y ,  v ol 86 p p . 1 68 9 170 0,   2 0 12.   [9]   Ram a d h ani   K u rn iawan   S u b r ot o ,   S apri esty   N ainy  Sari ,   Zain u l   A bidi n,  K uo  L ung  L ian,   " Volt a g Regul a tion  o f   Boost  Converter  using  Obs e rver  b as ed   S lidin g   Mo de   C on trol le r,"   T E L K O M NIKA ( T ele c o mmu ni cation ,   Co mp uting ,  Elect ronics  an d  Co ntro l) v o l . 16,   n o . 6,   p p.  2 8 96-2 9 0 4 201 8.   [10]   M .   H atti,   " Con t leur  f l o u   p o u r   l po urs u ite  d u   po int   de  p uis s a n ce  max i m u d’un   s ys m e   p hot ov oltaïq ue, "   JCG E '08  L Y ON,  2 00 8.   [11]   O m id   Z ho u l ai   B ak ho da,  M o h a mm ad   B ag her  Me n h aj   a n d   G evo r k   B.  G har eh pet i an,   "F uzzy   l ogi co nt roller  vs.   P I   co nt roller  f o M P PT  o f   th ree-phas e   g rid - c o nn ected   P sy st e m   c on sid e ring   d iffe re n t   i rra dia t io c o n d i tio ns , "   Journal of Intelligen t  &   Fuzzy  Systems v o l .   30 , p p. 1 35 3-1 3 6 6 , 2 01 6.  [12]   R.   K hann a,  Q Zh ang ,   W .E.   S t anchi n a,  G . F Reed Z.-H.  M a o ,   " M a x i m um   power  poi nt  t racking  u s in m o d e l   ref e rence adap t i ve co n trol", I E E E Tran s.  Power  E lectron ., v ol 2 9 ,   no 3 ,   p p .   1 490-1 499 ,   2 01 4.  [13]   K .  I s h a q u e ,   Z .  S a l a m ,   M .   A m j a d ,   S .  M e k h i l e f ,  " A n  i m p r o v e d   p a r t i c l s w arm   o p tim i zatio (PSO )-bas e M P P T   f or  P V  with  redu ced stead y-st ate o s c i ll atio n", IE E E   Tran s.  P ower El ect ro n ., vo l . 2 7,  no .   8 ,   pp . 3 62 7 - 36 38 2 0 1 2 .   [14]   L a la  S ept e Ri za,  A ldi  Zai n a f if,  Ras i m 3 S h ah  N azi r,  " F u zzy  R ul e-based   Class i fi catio S y s t e m f o t h Gen d er  Prediction  f r om  H andwri t i ng,"  T E L K OM NIKA ( T eleco mmu n i cation ,  Comp utin g,  El e c t r o n i c and  Co ntr o l) vo l . 1 6 , no .   6 , pp . 2 72 5-2 7 3 2 ,   2 01 8 .   [15]   N o razl an  H as him ,   Z ain a S a lam,  D alin J o h a ri,  N i F a sdi  Nik  Is m ai l,   " DC-D Boos Converter   D e sign  f or   F ast   an A ccurate  M P P Alg o rit h m s   i St and - Alo n P h oto volt a ic  S ystem ,"  Intern ati o n a l  Journa l o f   Po wer  E l ect ro n i cs a nd Dri ve System   ( I JPEDS ) , v ol 9 , n o .  3 ,   p p . 1 03 8-1 0 5 0 ,  2 01 8.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.