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.  1, Mar ch 20 19,  p p.  423~ 4 3 2   IS S N : 2088- 86 94,  D O I :   10.11 59 1 /ij ped s . v10 . i 1.pp 4 23- 43 2           423     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   Maximum power control fo photovoltaic system using  intellige n t strate gies      Mo ha mmed  S limi,  Ab d e lk rim Bo uchet a , Bo u s m a h a   Bouchiba   Dep a rtm e n t  o f El ectrical  En g i n eer i ng,   U niv e rsit of  T ahri  M o h am m e BP4 17,  A lgeria       Art i cl e In fo     ABSTRACT  A r tic le hist o r y :   Re ce i v e d  A pr 20,  2 0 1 8   Re vise d N ov  5 , 2018   A c c e pte d   D ec 5,  201     Th p o w e s u p p l i ed  b ph o t ovolt a ic  D C– DC  c o n verter  i s   a f fected  by   t wo   f acto r s ,   s u n   i rradi a nce  a n tem p e r at ure.  T heref o re,  to  i mp rov e   the  perf o r man ce  o f   t h e   P system;   m ech a n is m   to  t rac k   t he  m ax im um   power   po in (MP P )   i requ ired.   Con v en ti onal   m a xim u m   pow er  p o i n t   t rack in app r oach es s u ch   a o b s e rvati o n   and   pert urb a tio n   t echn i q u p r es ent   so m e   diff icu lti es  i n   id entif y i ng   t he  t rue  MPP.  T heref o re,  inte l l i g e n sys t e m in clu d i ng  f u zzy   l o g i c   c on trolle rs   ( F L C)  a re  i ntro duced   f or  t he  ma x i m u po wer   p o i n t   t r ack i n g   sy st em  ( MP P T ).  I n   t h i s  p aper ,   w e  pr e s e nt  a  c o m pa ra tive   st ud of  t h e   P s t and a lo ne  s ystem   which   is   c o n trolled   by   t h r ee  techn i q u es Th fi rst   o n is  c on ven t i onal   based   o n   t he  observ a ti on  and   pert u r bati on  tech ni que,   t h other  are   in tell ig e n t   b a sed   o n   f uzzy   l og ic  accor ding   M a m da n i   and   Tak a gi -Su g en m o dels .   T h i n v e sti g atio ns  s h o th at  t he  f uzz log i c   con t ro llers   prov id t h bes t   r esu lts  a nd   T akag i-S u g e no   m o d el  p r esent s   t h e   lo wer  o v ers hoot  v alu e .   K eyw ord s :   Conve r ter   Fu zz y   l ogi M a md an i   mo de MPP T   P&O   Phot o v o lta ic   Taka gi - S uge n o   model   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:   Moham m ed. Sli m i   D e pa rtme nt   o El e c t rica l   Eng i ne eri ng,   Lab o ra tor y  of  R e sear ch C o n t r ol, A nalysis  a nd O p timiz at io of El e c t ro-E ner g e tic S yste ms,  U n i v ersi ty o Tahri M o ham m e BP 417,  Bec har  (080 00),  A l geria .   Em ail:  moha mm ed. s lim i21 3 @ gm ai l.c o     1.   I N TR OD U C TI O N    S o lar  ener gy   i i n e xha us t i b l e ,   f re an c l e a n   a nd   i t   i s   c on side red  as   t he   c or of  r e n ew a b le   e nerg y   (RE)  i t h rec e nt  tim es  p r i m a r i ly  b eca us o f   r un nin g   d ow o f   f oss il  fue l s.   A m ong  vari ous  R r e sourc e s,   ph o t o v o l t a i (P V)  s ystem   pla y a   ve ry  i m por tan t   r ole  e ithe r   i gr id-c o nnec t e d   o isla n d i ng  c o n f ig urati o ns.  H o w e ve r,  t he   P V   system ge nera t e   i nter mi t t en p o w e u nde fl uct ua t i n g   w e a ther   w hic h   i the   m a i n   i ss ue   t ha t   must be  t a ke n i n  co n s i de rat i o n   [ 1] , [2].   T he  pow er -vo l t a ge  and  c u rre nt– v o lta ge c har acte r istics   are   re spo n sib l f o t h p o w e r   g en e r at ed   f rom  t h PV  c e ll.  T h e re fo re to   w o r k   th P V   g e n e r at io n   at   i ts  p ea k ;   t he   M P P me cha n ism   is   h i g hly  si g n i f i c ant   in  P V   syst em   [ 3]-[6] N u m e r ous  M PPT  m e c h ani s ms  h a v b e en  i nt rod u c ed  by   m a n sc h o l ars  s i nce   year   1 96 0 .   S om w e ll-k n o w n   M M P m e t h o d are   inc r em ent a c o nd u c tance   (IC)  me tho d ,   per t ur a nd  o b ser v (P &O)   me t h o d   an c ons ta nt  v o lta ge   ( CV)  m e thod  [ 7]-[ 9].  The  m e thod  o f   P&O   w a e x t e ns ive l use d   d ue  t o   i t sim p l e   c o n tr ol   m eth o d   a w e l l   a t h m i nim u n u mbe r   o it in put   para me ters.   H o w e ver,   t he   u se   o th is  a lg or ith m   le ads  t o   a   l o s in  pow er  d u e   t a n   e norm ous  o sc i l l a tio in  t h e   are a   o m a xim u pow e r   p o i nt   ( M P P ) O t her s ,   li ke   I m e th o d ha ve   b e e pro p o sed  by  s o me   r ese a rc hers   [7],   [ 8] w h ich   som e how   c o u l e l i m ina t t h osc i l l at i o n s   i t h e   a re of  t he   M P P .   H ow e v er,   th is  k i nd  of  me tho d s   ne e d   g o o d   a nd   a cc u r ate  se nsor  t m e a s ure  e ithe r   v olta ge   o c u rrent.   R e ce nt l y the   M P PT- b ased  A r tificia inte l l i g e n ce   ( A I)  is  w ide l use d   i P V   c on ve rte r   w i t grea d ynam i cs   a n d   h i g e f fe c tive n e ss.   V a r i ous  i nte l li gen t   m et h ods  i ncl u di n g   f uzz y   l o g i a nd  a r t i f i c i a ne ural  n e t w o r k   ( A N N ha ve  b ee me nt io ne i n  t h e   l i t e r a t u r e .  T h e  f u z z y   l o g i c  c o n t r o l l e r s  a r e  w i d e l y   u s e d   for  the  MP P   trac kin g   [ 7].   They  a r e   i n d epe nde nt   o f  p r o c e s s  m o d e l ,   w h i c h   p r e s e n t   a n  a b i l i t y   t o  a p p r e h e n d  t h e  p r o ble m of  n o n li nea r it a nd  ha ve   r ob u s perform ance  t o   t h e a t m o sphe r i c c o n d iti on c h an ges.   T he tw o   m os t  impor ta nt t ype s of fuz z y  in f e r enc e  m eth o d   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, Vol. 10,  N o.  1, Mar c h 2 0 1 9   :     42 3 –  43 2   42 4 are   Mam d an i’s   fuzz in fer e n c e   m e th od  a n d   T-S   m e thod.  I t h is  s t ud y,   t he  M P P i s   d evel o p ed   u si ng   t hre e   d i f f e r e n t  t e c h n i q u e s  t o   a s s e s s  t h e i r   p e r f o r m a n c e s .   T h i s  p a p e r   i s   organ i z e d   a s   f o l l ow s.  T he   d e s c r ip t i on   a n d   mode l i ng  o f   t h e   P V   syst e m   i s   me nt i o ned  i n   s e c t i on  2.   M P P based   o P e rturb  a nd  o b se rve  (P &O algor ithm  i s   d e s c r i b e d   i se ct io 3 .   M P P b a se on   f u z zy  l og i c   i ex pl ai n e d   i n   se cti o 4.   T he   s im ulat ion   a n d   r e su lts   ana l ys is ar e   d i s cusse in sec t i on 5.  F i n a l ly,   the  conc l u s i on  i s   e xp osed  i se cti o n 6.       2.   DESCRIPTIO AN D MODE LING OF  THE PV  SYS TE M   The   b l ock d i a g ram   of  t he pr o pos ed s t a n d a l o n e   P V   s ystem   a s   s how n  in F i gure   1.   T he s ys t e m cons is t s   of  a   P V   a rra (BP   S o la SX   150S ),   a   M P P contro ller   c o mbi n e d   t o   a  D C -  D C   c o n v e r t e r  ( B o o s t )  a n d   a     load ( resist a n ce) .           F i gure  1.  B l o c k   d ia gram  of th gl o b a l   P syst e m       The   G   a n T   a r in   c h a r g of   t he   w orki n g   p o i nt   o P V   s ys t e at   the   MP P   [1 3] ,   [1 4] .   The  ce ll   curr ent,  I w h ich r e pre s ent t h ma t h e m a tic al  m odel o f  t he PV   c e ll c a n be  e xp r e ss a s   [ 1 5 ]:      sh s T K . A IR V ( q 0 ph R IR V 1 e I I I c s           ( 1 )     Wh e r Iph   i s   l ig ht -g en era t e d   c e l l   c u rre n t   ( A),  I 0   i cell  reverse  saturation  current  ( A),  is  e l e ctr o nic  cha r ge,   A   i s   i deal i t fac t or K c   i Bo ltzm a nn’s  c o n s ta n t a nd  T   i ce ll  t e m p era t ur (K ) .   A cc ordi ng  to  t he   equa t i o n   a bo v e ,   the  o u t p ut   p ow e r   v ar i e ac c o rd in to  G   ( irra di a nce)   a n d   T .   The  m a the m atica l   m ode ca be  use d   t de ter m in e   t h e   ce l l   o u t pu c u rr ent.   F i gur es  b e l o w   s how   t he  e le ctrica l   c h ara c teris tic u nde var y i n g   w e a t he G   and  T of the  B P   S o la r S X  150S  ac c ord i n g  i ts c ha ra cter isti cs as  shows   in Table  1     Tabl e 1 .  PV  mo dul e ch a r ac t e ri st i c PV  m odul e   B P  S ola r   S X   150S  Ma xi m u m   po we r   (P m a x)  1 50  W   V o lta g e  at   P m a x  (Vm p)   34. V   C u rr e n t a t   P m a ( I m p )   4. 35  A   O p e n  c ir c u it  vol t a ge   ( V o c )   43. V   Short  c i r c uit c u rrent  (Isc )   4 . 75  A   Tem p e r a t ure   c o e f f i c i e n of   I sc   0 . 065 ± 0 . 0 15%/°C   Tem p e r a t ure   c o e f f i c i e n of   V o c   - 16 0±20  m V / ° C   T e m p e r a t ur e   c o e f fic i e n t   of  powe r   - 0. 5±0. 05% /°C   N O C T   47±2°C       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   El e c  &  D ri S yst     I S S N :   2088- 86 94       Max i m u m  po w e r c o n t ro l f o r p h o t ovo l ta i c  sys t em  usin inte lli ge nt s t ra t e g i e s ( Mo h a m m e Slim i)   42 5 A t  c o n s t a n t   t e m p e r a t u r e   2 5 ° C  s h o w s  i n   F i g u r e  3  a n d  F i g u r e   5 ,   t h incre a s i n   i r r adia nc va lue   leads   to  a n   incre a se i m a xim u p o w er  a nd  m i n o incre a se i ope n   c i rc u i t   v o l ta ge,  w h i l e   th shor c i rcu i c u rrent   varie s   s i g n i fica nt l y Th is  i m p lie tha t   t he  o pt i m al  p ow er   g e n er a t or  i a l m o st   p r opor ti ona l   to  t he   i l l u min a ti o n .   Wi t h   a   c ons ta n t   i r r ad iat i o is  s how i n   F igur e   an F i gure   4,   the o p en  c ir cui t   v o l tag e   d e c r ea ses  no ta bl w ith   incre a s i ng   t e m pe rat u re   a n d   t he  m a x i m um   pow er   t o o .   F o r   t h i s   c ase ,   w e   c a n   d e duce   tha t   t he  v o l ta ge  c han g e s   sign ifica n tl w h i l e   t h c u rr ent   r e m a ins  c o n s t a nt.   T o  get   a   m axi m u m pow er ,   it i s  imp ortan t  t w o rk i t h are a   of  M P P   o the   P V   g ener ator.   In  t he  n e x se ctio ns,   w e   w ill   c ompa re  c on v e nt i ona a n i n te l lige n t   strat e gie s   w h ic h tra c th e   MP P   of the P V   ge nera tor.      BP S X   1 5 0 S   Ph ot ovolta ic  Mod u l I-V         F i gure   2.  I-V  c ur ves a t   v ar io u s  te m per a tures   F i gure  3.  I -V   c urv es a t   v a rious rad i a ti on          F i gure   4.  P - V  c urves a t  var io us t e m pe rat u re F i gure  5.  P -V  cur v es a t   vari o u s r a dia tio ns       3.   MPPT BASE D   O P&O ALG O RIT H M   P & O   algori t h m   a r e   w idely  use d   i MP P T   b eca use   o f   t h e ir  s imple   s t r u c t u r e  a n d  t h e i r  f e w  m e a s u r e d   p a r a m e t e r s  w h i c h  a r e  r e q u i r e d .  A s   i t s   n a m e   i n d i c a t e s ,   i t   i s  b a s e d   o n   the   s y s t em   p ert u rba t i o b y   i nc rea s in or  dec r ea si ng  of  V P V then  obs er ving  the   e f fe ct  o t h e   o u t p ut   p ow e of  t h e   p a n e l If  t he   c ur rent  v a l ue  o th pow er   P P V (k)  of  t he  p a n e l   i gr eate r   t ha t h p r e v i o us  v a l ue  P P V ( k-1)  t hen  t h e   d i r ect i on  o f   p e r t u rba t io n   is   mai n t a i n e d   o the r wi se  i i s   r everse d .   W ith   t his  alg o ri th th o p er a t i ng  v o lta ge  V P V   i pe r t ur bed  a t   eac c y cle  o f   t h e   M PPT.  W h e t h M P i s   r ea ch ed VPV  o s c i ll at e s   a ro und   t h e  m a x i m u m  p o w e r  p o i n t  w h i c h  c a u s e s   syste m   p ow er   l o sses,  d e p e n d i n g   o n   t he  s te w i d t of  a   s imple   pe rtur ba t i o n .   I f   t he   s te w i d t is  l ar g e th e   P & O   a l g o r i t h m   w i l l   r es po nd  quic k ly  t o   ra pid  c h a nges   i n   oper a t i n co nd iti o n w i th  i nc rea s i n g   osc i l l a t io n   arou nd   t he   M P P   under  s t a b l e   o sl ow l y   c ha n g i n g   c o n d iti o n s.  I t he   s t e p   w i d t h   is  s m a ller  the   osc i l l a t i o n   arou nd  t h e   M P P   w ill  be  r educ e d   b u t   t he   s ys tem   w i l l   r e s p ond  s l ow ly   t su dde n   c h ange i n   a tm o s phe ri c   con d i t i on s [1 6],  [17].      Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          I S S N: 2 0 8 8 - 86 94    I nt  J  P ow   E l e Dr S y st,   Vol.   10,   N o.   1 Mar c 2 0 1 9   :     42   432   42 6 4.   M PPT   B AS ED  ON FUZZ Y   LOGIC   F u zzy  l o g ic  co n tr ol ler  (F LC ) is a  no n l i ne ar  c on tro l  m eth od.  H en c e ,   it   c a n   b easil a ppl ie for   no n l i n ea r   c h ar a c ter i s t ics  of   P V   s yst e to  t r a c k   m axim um  pow er   poi nt.   F L C   i s   oper a t e u s i n m e mber sh ip  f u n c t io ns  in stea of  m at he ma t i ca m o d e [ 13] .     4. 1.   Fu zz y MPPT b ased  on  mamd ani’s in feren ce   Con v e n ti ona m e tho d of  t r a c k in t h op t i m a l   p o i nt  o o p er at i o n   h a v show t h e i r   l i m its  t s u dde n   c h an ges  of  w eathe r   a n t h l o ad  c on nec t e d   t the   pa ne l,   s ever al   m eth o d ha ve  e m e r g e d   t tr t o   a l l e via t e   the s e   sh or t c omin gs  a nd  impr o v t h oper a tio o f   t hese   g e n er a t o r s.  T he  a p p roac of  A rti f icia In te ll ige n ce  i n   t h e   c a s e   o f  f u z z y  l o g i c  i s   i m p l e m e n t e d   t o  i m p r o v e  c o n t r o l  p e r f o r m anc e   a nd  t h e   p u r s u i of  m aximum   pow e r   p o in t   by   s i m ula t ion   a n d   mo de l i ng   o f   c o n t ro ll e r   b ase d   on  f u zzy   l o g ic  [ 17] .   The   adve nt   o f   m i c r oc on tr ol ler s   ha e n a b led  t h sprea d   o fu zzy  c o n tr ol  i n   t h e   p u r s u i of  o p tim a l   poi n t   d u r ing   t h l a st   d ec ad e.  T h e   f u zzy   c o n t r o ller   has  the   f o l l ow i ng  t h r e e   bloc ks:  F u zzi f i ca t i on  of   i n p ut   v ari a bl es  b y   usi n g   th e   t r ap ezo id al   f u n c t ion s t h e n  t h e s e  f u z z i f i e d  v a r i a b l e s  a r e   c o m p a r e d   w i t h   p r e - d e f i n e d  pa cka g es   t o   de ter m ine  t h e   a ppr opr ia te  r e s ponse .   A nd  f i na l l y,   t he  d e f uzz i f i ca t i o n   c o nve r t the   ob ta in ed   a r e a   ac c or d i ng   t f i r e d   r u le to  c r i s p   v a l ue   w hic h   c o n t r o l s   t he   p la nt.   Ma mda n i fuz z in fe r e n c m e th od  i s   t he  m os t   c o mmo n l y   se en   f u zzy   m et hodo log y .   M a m d a n i s   m e t h o d  w a s  a m o n g   t h e  f i r s t  c o n t r o l  s y s t e m s  b u i l t  u s i n fu zz se t   t h eor y .   I t   w as  p r o p o s e by   M a md an i   (1975 a s   a n   a t t e mp t   t o   c on t r ol   a   s t e a m   e n g i n an d   b o il er   c om bina t i o n   by  syn t he siz i n g   a   s et  o li n g u i s t ic  c o n tr ol  r u l es  o bta i n e f r o m   e xper i enc e huma n   ope r a t or s.   M a m da n i s   e ff or t   w a ba se o n   Z a d eh’ s   ( 1973)   p a p er   o f u zz a l gor it hms  f o r   com p l e sy stem an dec i s i o n   p ro ce sses.  I n   t his  wor k ,   ea ch  l in gu i s t i c   va r i a b le   o t h e   f u zz MP P T   c on tr o l l e r   has  f i ve  l i n gu ist i v a lue s:  N (N egat i v Big),   NS  ( Ne gativ e   Sm all),  ( Z ero  A p pr o x i m a tely),   P (Pos iti ve  S m a ll),  P B   ( Posi t i v e   B i g ) .   T he   t w o   F LC  i n p u va r i able a r the   e r r o r   a nd  cha n ge  o f   er r o r   C E   a sampled  t i m e def i ne b y :      ) 1 ( ) ( ) 1 ( ) ( ) ( k V k V k P k P k E                          ( 2 )      (3 )     Whe r P ( k)   i the  insta n t a n e ou p o w e r   of   t he  P V   gener a tor .   T he  i n put  E ( k )   sh ow if  t he   l o a d   ope ra ti o n   p oin t   a the  ins t a n i s   l oca t e d   o n   t h e   le ft  o on  t he  r ig ht  o t h e   m a xim u po w e r   poi nt   o t h P V   c h ara c teris t ic,  whi l the   i n pu C E (k)   e xpre sse t h m o v i n g   d ir e c t i o o f   t his  p o i n t .   T he   f uz z y   i nfer en ce   i s   c a r r i e ou b y   u s i n g  Mam da n i s   i n f e r enc e  show s in  T a b l e   2 ,   a n the  def u z z if ica t i o use s   t he ce n tr e   o f   g r a vit y   to  c omp u t t h e   out p u o f   t h i F L w h ich  is  t he   d u t c y cl e:      n 1 j j j n 1 j j ) d ( d d d                              ( 4 )       Tab l 2.  F uzz y  r ul e s  tab le  o m a m d ani’s  i n f e re nce  E/ CE  N N S   Z   P S   P B   N B   P B   P B   P PB   P B   NS   P P S   P P S   P B   NS   N S   P S   P PS  N B   N N S   N NB   PB   N B   NB   N S   NB   N     4. 2.   Fu zz y MPPT b ased  on  ta k a gi - s u g en o’s inf ere nc e   Th is  m eth o d   w as  i ntr o d u ced  by  S uge no  ( 1 9 85) .   The   ma in  d i ffe r e nc be t w e e Mam d a n an Ta ka g i   S ugen o   i s   t h a t   t he   T S   o u t p u t   m e m be r s hip  f unc t i on ar e   e ithe r   l i ne ar   f unc t i o n   o r   co ns tan t .   A l s o   t he   d if f e r e nc e   lie in  t he   c ons e que nce s   o t h e i r   fuz z r u les,   a nd  de f u zz i f ic at i o pr oc e dur e s .   A   typ i ca l   r u le  i S ugeno  f u z z y   m odel  ha t h f o r m   :   I F   I nput   1     x   A N D   I npu t   y ,   T HEN Ou tp ut is z    a by  c .     ) 1 ( ) ( ) ( k E k E k CE 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       Max i mum  po we r con t ro l f o r p h o t ovo l t a ic  sys t em  usi n g in te l l i g e n t s t ra te g i e s …(M o ham med Sl imi)   42 7 F o r   a   zer o- or de r   S uge n o   m o d el,   t h ou t p u t   l e v e l   z   i a   co n s ta nt  ( a    b     0 ).The   ou tpu t   l ev el  z i   o f   e ach  r ule  is  w eig h t e d   b t h firi n g   s tre n g t wi  o t h r u l e F o ex amp l e,   f o r   a n   AND  r u l e   w ith   In put   1    x   a nd  I n pu   y , t h e  firin g   streng th   i s:  )) ( ), ( ( 2 1 y F x F And M ethod w i   W h ere,   F 1 , 2 (ꞏ)  ar th memb ersh ip   f un ctio ns  f o r   I np uts   1   an d   2 .   T h e   f i n a l   out put   o f   t h e   sy st em  i the  w e i g h t e d   a ver a ge  o a ll  r u le  o u t pu ts,   c ompu te as  ( 5)   (5 )       I n  t h i s   w o r k ,   t h e   f u z z y  M P P T   b a s e d   o n   S u g e n o s  i n f e r e n c e  h a s  b e en   i mp l e me nt ed   a c c o r di ng   t o   t h e   fu zzy   ru le  t a b le b elo w .       T a b l e 3.  F uzzy  r ules  t a b l e  of  Suge n o ’s in f er ence   E/ C E   N N S   P PB   NB   P B   P B   N N B   N S   PS  P S   N N S   PS   PS  P S   N N S   P B   N N S   P PB   The   tw i n pu ts   E r r o r   A nd  change   o er r o r   have  t he   s am mem b er sh i p   f un c tio ns  a show in  F ig ur 6:          F i gur e   6.   I npu t   e r r o r   and  chan ge   o er r o r   m e m b er ship  f u n c t io ns    A nd  t h ou tpu t s   s ing l e t o n a r r e spe c tive l as  b e l ow :   N B -0. 08,   N S - 0 . 04,  P S 1 , PB 2.       5.   S I MULAT I O N  AND RESULTS  A NALYSIS  B P   S olar   S X   150S   P modul i s   c hose n   f or   t he   s imula tio w h ic h as  t he   c ha r a c t er is t i c s   a bo ve .     The   simu la ti o n   ha bee n   d one   und e r   M a t l a b / S i m lin as  s how in  F i g ur 7:   The  sim u la te d   system   h a s   f our   m a i bl oc ks the   P V   m odu le   ( B P   S o l a r   S X   150S ) ,   t he   M P P c o n t r o ller   w h ic is  b a s ed  on  P & O ,   M am dani s ,   and  suge no’ m odel   a e ach  s imu l a t i o n,  P W M   g e n era t or an d   D C - D bo os c o n v er ter .   T h e   c ompa r i son  i s   d o n unde r   G 10 00  KW/ m2   a n d   T 25  ° C .       N i i N i i i w z w output Final 1 1   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, Vol. 10,  N o.  1, Mar c h 2 0 1 9   :     42 3 –  43 2   42 8     F i gure  7.  L ayo u t o f   t he  sim ul a t e d  s yst e m       5.1.   MPPT  base d  on   P & O   algorit h m   res u lt s   O n   F ig ure   th o b ta i n ed   r es ul ts  o the   P & O   alg o ri t h sh ow   t hat   t he  P V   vo l t a g e   i s   e qua t o   3 4   V   and  the   o u t p u t   pow er  on F i g u r e 8 (c) pre s ent s  a  s ma l l   overs ho o t          (a )   (b )            (c )   (d )      F i gure   8.  P &O  a lgor it hm  r esult s (a) P V ’s volta ge,   (b)   P V ’s c ur rent,   (c ) P V ’s  pow er, (d) P WM sig na l   0 0. 02 0. 04 0. 06 0. 0 8 0. 1 34 36 38 40 42 44 t( s ) Vp v ( V )     Pa n d O 0 0. 0 2 0. 04 0. 0 6 0. 08 0. 1 0 1 2 3 4 5 t( s ) Ip v ( A )     P andO 0 0. 02 0. 04 0. 06 0. 08 0. 1 0 50 100 150 t( s ) Ppv ( W )     P andO 0 1 2 1 0 -4 0 0. 2 0. 4 0. 6 0. 8 1 t( s) PW M     P andO Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   El e c  &  D ri S yst     I S S N :   2088- 86 94       Max i m u m  po w e r c o n t ro l f o r p h o t ovo l ta i c  sys t em  usin inte lli ge nt s t ra t e g i e s ( Mo h a m m e Slim i)   42 9 5.2.   Fu z z y  MPPT  ba s ed o n ma m d a n i s   i n fer e nc e re s u l t Ma mda n i’s  in fere nce   r e sults  a re   d e p i c te o n   F ig ure   9.   W e   ca n o tice  t h a t   t he  o u t pu t   po w e r   is  n e a rly   w itho u t  ove rs h o o t   a n d  the  P V   vol t a ge  p resen t s a   sm all un de rsho o t.            (a )   (b )               (c )   (d )    F i gure  9. Ma m da n’s i n fe renc e   r e sul t s :  a ) P V ’s vo lta ge , b)   P V ’s  cur r ent ,  c)   P V ’s pow er, d)   PWM   si gnal      5.3.   Fu z z y  MPPT based on su ge no’ s  in f erence results   C o m p a r ed  t o   abo v e   res u l t s,   t he   o utp u t   p o w er  o b t ai ne us in su ge n o ’s   i nfere n ce   F ig ur 1 0   ( c)   i s   wi t h out  o v e rsho ot  a nd  t h e  PWM  si g n a l   F i gu re 1 0   (d ) s h ows t h e ef fi c i ency  o f   t h i s  me t ho d .          (a )   (b )   0 0. 0 2 0. 04 0. 0 6 0. 0 8 0. 1 34 36 38 40 42 44 t( s ) Vp v ( V)     F u z zy  M a m d a n i 0 0. 0 2 0. 04 0. 06 0. 08 0. 1 0 1 2 3 4 5 t( s ) Ip v ( A)     F u z z y   Ma md a n i 0 0. 02 0. 04 0. 0 6 0. 0 8 0. 1 0 50 100 150 t( s ) Pp v ( W )   F u zzy  M a m d a n i 6. 7 6. 8 6. 9 7 x 1 0 -3 0 0. 2 0. 4 0. 6 0. 8 1 t( s ) PW M     F u zz M a m d a n i 0 0. 0 2 0. 04 0. 06 0. 08 0. 1 34 36 38 40 42 44 t( s ) Vp v ( V)     F u z zy  S u g e n o 0 0. 02 0. 04 0. 06 0. 08 0. 1 0 1 2 3 4 5 t( s) Ip v( A )     F u zzy  S u g e n o 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, Vol. 10,  N o.  1, Mar c h 2 0 1 9   :     42 3 –  43 2   43 0       (c )   (d )    F i gur e 1 0 .   S u g e no’s i n fe renc e   r e sult s :  ( a) P V’ s vol t a ge,   (b) P V ’s cur rent, ( c)  P V p o w e r, (d) PWM signal      The   com p ari s o n   o the  P V ’s  pow ers  is  p rese nte d   on  F i gur 11.  O n   F igure  1 1   ( a )   w c a no t i c e   t h r o u g h  t h e  z o o m   t h a t   t h e   M P P T  b a s e d  o n   S u g e n o s  i n f e r e n c e   d e l i ve rs  a   m a x i m um   p ow e r   i s t ea dy   s ta te  zone   a nd   t he   i nt e l l i ge n t   c on t r o ller s   a re  m ore  perf orm a nce   t h a n   th e   co nv ent i on al   c o n t roll e r   b as e d   o   P & O   algori t h m The   Ta b l e   4 sh ow t h e   n u m e rica l va l u es  o f t h P V   pow er  for  e a c h  strat egy.            (a )   (b )      F i gure   1 1 (a )   P V ’s pow e r s for e ach  m e t ho d ,  ( b) z oom  o f P V ’s po we r s       Ta ble   4.  N umerica l   v a l ue of c on t r ol ler s   perform a nc es     P & O a l gorithm   Ma m d a n i’s  infe re n c Suge no’s  infe re nc R i s e Ti m e   ( s)   0 . 0056  0. 0050   0 . 0050   Se t tlingT i m e   ( s 0. 0075  0. 0063   0 . 0064   S e ttl ingM in  ( W )   134. 06 05  134. 95 13  135. 27 11   S e tt lingMa x   ( W)  149. 81 05  149. 79 50  149. 81 05   O v e r shoot   0 . 9057  0. 2234   0 . 0003   U nde rshoot   0   0   0   P e a k   ( W )   149. 81 05  149. 76 50  149. 81 05   P e a k T i m e   ( s)   0 . 0092  0. 0068   0 . 0293       6.   L O AD  CHAN We  h a v incr e a sed  t h loa d   u p   t o   5 0%  t eva l ua te  t he   r ob ust n ess   o each  strategy.  The  obtained  resul t a c c o rd i ng to F i gure   1 2  (a) and (b) s h ow   t hat   F L Cs ar e   m ore   r o bus t tha n  the P &O   a lgor it hm   b e c a use a t   0.05s w he n t h e   syste m   i l o a d ed,  they a re  m or e stab le  th a P & O   algori t h m .       0 0. 05 0. 1 0 50 100 150 t( s ) Pp v ( W )     F u zzy  S ugeno 6. 7 6. 8 6. 9 7 x 1 0 -3 0 0. 2 0. 4 0. 6 0. 8 1 t( s) PW M     F u zz S u g e n o Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   El e c  &  D ri S yst     I S S N :   2088- 86 94       Max i m u m  po w e r c o n t ro l f o r p h o t ovo l ta i c  sys t em  usin inte lli ge nt s t ra t e g i e s ( Mo h a m m e Slim i)   43 1    (a)   (b)     F i gure   1 2 load  c hange  r esu l t s :   (a) P V ’s pow e r s for e ach meth o d ,   ( b ) z oom  o f P V ’s pow ers      7.   CONCL U S ION  The   P V   a rray  ha m a x i mu m   pow er  p o i nt   ( MP P )   w hich  v ar i e w i t h   t h c h ang e   o f   so lar  irradiation  and  ce ll  tem p e r a t ure.   T he  c o n tr ol lers  b fu zz lo gic  c a n   p ro vi d e   mor e   e ffec t i ve  r esp o n se   t ha the   t r adi tio na con t ro l l er for t he  n on l i near   s y s tem s ,   be ca use   ther e i s  mor fle x i bil i t y .   T he a r e robus a nd MP P   w a ob t a ine d   in   s h o r t e r   tim r uns  a i s   s how on   T ab l e   4 .   The   F L ba se on   S ug e n o s   i n f e re nce   p r es ent s   c ert a in   perform ance s com p ar ed t o Ma mda n i i n fere nce   in ter ms of   sett li ng  m ax ,   o v e r s h oot  a n d   p e a k  v alu e     REFE RENCE  [1]   T.   E sram   a n d   P .   L.   C hapm an,   C om pariso o f   p h o t o v o ltaic  a rray  m axi m u m   pow er  p oi nt   t rackin tech ni qu es,”  IEEE Transac t i ons  on  Energy Co nve r si on   22  (2); pp .   4 39 –4 49,   2007 .   [2]   F .   D incer  a n d   M E.  M eral,  “Cri ti cal  f acto r that   a ff ecti n g   e f f iciency  of  s o l ar  cells,”  Smart Grid and   R e newab l e   Energy   1  (1) , pp .  47 5 0 , 2 01 0 .     [3]   G.   G radit i ,   G .   A d i nolf i ,   and   G .   M .   Ti na,   “P hoto voltai c   o ptimize b o o s t   co nv ert e rs:   T e m p eratu r inf l uen ce  an d   elect ro-th e rm al d esi gn, ”  Applied  Energy   1 15  (c),  1 40 –1 50,   2 0 1 4 .   [4]   Gu dimetla  R am esh ,   K ari   Vasav i ,   a n S .   L aks h mi  S i r is ha,   P hotovo lt a i Cell   F e d   3 -P h a se  I nd uct i on   M ot or  Usin g   M P PT  T echn i que”,  Int e rna t i onal  Jo urn a l  of Po wer  Elect ro n i c s   and  D r i ve S y stem   ( I JPEDS) ,   Vo l .   5 No 2,    p p . 20 3 - 21 0,  Oc t o b e r  2 01 4.   [5]   Gu rusw am Rev a n a ,   an Ven k ata  Redd Ko ta,   “M odel i n g   a nd   F u zzy  L og ic  C on tro l   o f   PV  B as ed  C ascaded   B o o s t   Con v erter  T h ree   Ph ase  F i v e -lev el  I nv erter  S y st e m ”,  Inter nati o n a l Jo ur nal  of  P o wer E l ectr onics   a n d  Dri ve Syst em  (I J P E D S ) ,   V ol.  8,   N o .   3 ,   pp .   13 8 9 -140 0,   S ep t e mb er  2 0 1 7 .   [6]   Tao u fik   L aago u b i M o staf Bo u z i ,   a n d   M oh a m ed   B en chagra,   M P P &   P o w er  F act or  C ont ro l   fo G r id  C on nected  P V  S y s t e m s   w i t h   F u z z y  L o g i c  C o n t r o l l e r s ,   In ter n a t i onal Jo ur nal  o f   Power El e c tro n i c s an d D r i v e  S y st e m   (I J P E D S )  Vo l . 9 , No . 1 , pp .   1 0 5 - 1 13 M a rch 2 0 1 8 [7]   E Irm ak  a nd   N Gül e r,  Appli cati o n   o f   a   h igh   ef fi cient   v o ltag e   reg u l a tio sy st e m   w it MPP T   a l g o r it hm ”,   El ectr i cal Po wer   a n d  En erg y   Sys t ems   4 (1 ),   pp.   703 –7 12,   2 0 1 3 .   [8]   B.  B .   J .   D Retnam   a n d   A Goun den ,   P o w e E l ectro n i In terface  w i t h   M ax imu m   P ow er  P oin t   T racki ng  Usin g   Li ne-comm u ta t e d   Invert er  f o r   G rid - conn ected   P erm a nen t   M agn e S y n c hron ou Gen e rat o r”,   Electr i c Po we Com pon ent s  a nd Sys t em s   4 (5 ),  p p.   5 43 –5 55,   2015 .   [9]   V. S a l as,   E.   O lia s ,   A Barrado an A .   L azaro, “ Rev i ew   o f   th e   m a x i m um   p o w er p oi nt   t ra ck in al g o rit h m s   f or  s tand- a l on e   ph oto v o l ta ic  sys te m s ,   S o lar  En ergy   M a t e ri als a nd So lar Cel l s  9 0 (1 1) , 15 5 5– 15 78 , 20 0 6 .   [10]   D.  M i,   Y .   Jian an P .   K e,  Z e r o  avera g e  in cre m en ta l cond uct a n ce  ma xim u m   p o w er po int   t r a c kin g  cont ro l fo ph ot ovolta ic s y stem ”,   P ro CSEE  3 0 ,   p p .   4 8– 53,   2010 ,     [11]   F .   L i u ,   S .  D u a n ,  F .   L i u ,  B .   L i u ,   a n d  Y .   K a n g ,   A  V a r i a b l e   S t e p   S i ze  IN M PPT   M e t ho f o PV  S y s t e m s ”,   IEE E   Tran sac t io ns  on   Ind u str i a l  Ele c tr on ic s   5 5   (7 ), pp . 2 62 2– 262 8,   2 0 0 8.   [12]   B .  N .   A l a j m i ,   K .  H .   A h m e d ,  S .   J .  F i n n e y ,  a n d   B .   W .  W i l l i a m s ,   " F u zzyL ogi Co nt rol  Ap pro ach  o f   M o d i fied   H il l- Climb i ng   M e t h o d   fo Ma xi mu Powe Po in in  M ic ro grid  S t a nd a l on e   P hotovolt a i System,"  IEEE T r ans o n Po wer E l ectr o n i cs ,   vol.   2 6 ,   N o. 4 ,   p p.  102 2-1 030,   201 1.  [13]   V.   Q uas c hni ng,   Re ne wa ble  Ene r gy   an d Clima t e  Ch an g e .  1 s t e d ”,   J oh W iley   So ns ,   Ch i c hes t e r ,   W e st  S u s s e x,   Uni t ed  Kin gd om, 20 1 0 .     [14]   F .   K ining e r,  Ph ot ovo lt aic  System T echn o lo g y 1 s t   ed”,   U niv e rs i t ät  K ass e l,   W il-h e lm sh öh e r   A lle  73,   3 4 121  Kassel, German y , 20 0 3 .    [15]   S J.  E M i neir o ,   S Daher ,   F .   L.  M An t u ne s,  a n d   C M .   T C r uz,   P h ot ovolt a ic  s y s t e for  su pp ly  p u b l i illumina t i on  i el e c t r ical   e nergy  demand  p eak”,  IEEE Co nf erenc e   on  a p p lied  p o wer  elect ro ni c s  co nf eren c e   an d   expo s i t io n.Fortalez a ,   Brazi l :  I EEE  Pres, pp . 1501  1506,  2004.   0 0. 02 0. 04 0. 06 0. 0 8 0. 1 0 20 40 60 80 10 0 12 0 14 0 16 0 t( s ) Pp v ( W )     P andO F u z z y   M am da ni F u z z y   S ugen o 0. 0 5 0. 06 0. 07 0. 08 14 5 15 0 15 5 t( s ) Ppv ( W )     P a ndO F u zz M a m d a n i F u z z y   S uge no Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          I S S N: 2 0 8 8 - 86 94    I nt  J  P ow   E l e Dr S y st,   Vol.   10,   N o.   1 Mar c 2 0 1 9   :     42   432   43 2 [16]   S .   S aravanan   a n d   R am es Babu  N ,   M a x i m u m   po wer  p o i n t   track in a l g or ithms  f or   p hotov o lta i c   s ys t e –A  rev i ew”,   Ren e wabl e an Su s t ainab le E n erg y   R e v i ews   5 7 ,   pp. 19 2–20 4,   2 01 6.  [17]   N .   P a t ch arapraki ti a,  e a l "M axim um   power  p oint   t racki n g   u s ing   a d a pti v f u zzy  l ogi con t rol  f o gri d -con nect ed  ph oto v o lta ic   s ys tem" in  IEE E   P o wer  En g .  S o ci e t y W i nter M eeti n g p p .   372 -37 7 ,   2002.       BIOGRAPHI E S  OF  AUT HORS       Mo hamm ed   S li mi   w as  b orn   i n   B e c h a r,  A lg eria,  in   1 9 90.  H recei ved   hi li cense  deg r ee  and   M a ster  d egree  in  e l ectrical   e ngi neeri ng  f r o m   t he  E l ectrical  E ng in eerin Ins t i t ute  o f   t h e   Un iversit y   o f   Bech ar  i 201 and   20 13 ,   res p ect ive l y. Cu rrently   h is  m em ber  o f   t h e   R esearc h   La bo ra tory  o f C o ntrol   An a l y s i s  a n d  Opt im iz a t io n o f  th e   E le c t ro - E n erget i c S y st em s.  Hi s res earch  i nte r es ts  are aut o m atic control, artific i a l   i n t e ll i g en ce and   renew a ble  energy e-emai l : m o hamm ed.slimi2 13@gm ail . co m           Abde l k r i Bo u c he ta   W a bo rn  i n   Bechar,   Al geri a,   i 19 71.   H e   re ceiv e his   BS   d eg re e  a n d   M . S.  d eg ree   i n   e lect rical  e n g in eerin f r o m   t h e   E lect rical   E ng in e e ri ng  I nsti t u t e   o f   the  University   Center  o Bech a r ,   in   2 0 01  and   2006 ,   r es pecti v e l y   He  r ecei ved   t h P h degree  in   E l ectri cal  E ng in ee ring   f ro t h U n i versity  o f   Dj ilal i   L iabes  S i d i - Belabb es  ( Al geri a),  in   2 01 0,  H i s   c u r ren t l y   P ro fes s o r   o f   elect ri c a eng i n eerin at  U n i v e rsity   o Bechar,  Hi are a of   i nteres are  m o d e rn   a nd  a d apti ve  c on tro l   a nd  t he i r   a pplicat ion  in  l inear  electri c dri v es con tro l       Bo us m a ha   B ou ch ib a   was  born   i n   1 97 7   at  B e c h a r-Al g eria,   he’s   r ecei ved  th el ec t r ica eng i neeri n g   di plo m f r o m   B echar  U ni versity , - Al geri in  1 99 9,   a n t h M a s t er  d eg ree  f r om   t h e   Un iversit y   A lexand ri Eg yp i n   2 00 an t h P h . D .   deg r ee  f r om   t he  E lectri c a E ngineeri ng  In st itu t e   o f   t he   S DB  i n   20 11 C u rre ntly ,   he   i a n   a ssista n t   p ro f e ss or  a Bech ar  U ni versi t y. wh ere   he  i s   m e mb er  o th Research  L aborat ory   o f   C o n trol  A n a ly s i s   a n d  O p t i m i z a t i o n   o f  t h e  E l e c t r o - En erg e ti Syst e m s.  H is   r es earch  i nteres ts   i ncl ude  p ow er  e l ectro ni cs,   e l ect ric  dri v es   c ont rol,   a nd  artifi c ial   intelli g e nce and their appli cat i o ns .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.