I nte rna t io na l J o urna l o f   P o w er   E lect ro nics   a nd   Driv e  Sy s t e m   ( I J P E DS )   Vo l.   9 ,   No .   1 ,  Ma r ch   2 0 1 8 ,   p p .   105 ~ 113   I SS N:  2 0 8 8 - 8 6 9 4 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j p ed s . v 9 . i1 . pp 1 0 5 - 113          105       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ia e s co r e. co m/jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JP E DS   M P P T &  P o w e r F a c to r C o n tro l  f o r Gr i d  C o nnected P V  Sy s t em s  wi th  F uzzy  L o g i c C o n tro l l e rs       T a o ufi k   L a a g o ub i 1 ,   M o s t a f a   B o uzi 2 ,  M o ha m e d B encha g ra 3   1, 2 Un iv e rsity   Ha ss a n   1 ,   IM M II   L a b o ra to ry ,   F a c u lt y   o f   S c ien c e   a n d   T e c h n o lo g y ,   F S T   S e tt a t,   M o ro c c o   3 Un iv e rsit y   Ha ss a n   1 ,   L a b o ra to ire L IS ERT ,   Eco le Na ti o n a le d e s S c ien c e s A p p li q u é e s,  ENS A   Kh o u r i b g a ,   M o r o c c o       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Oct  3 1 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   J an   4 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   J an   1 0 ,   2 0 1 8       Tw o   f u z z y   lo g ic  c o n tro ll e rs  a re   p ro p o se d   in   t h is  p a p e r  to   c o n tr o l  a   t h re e   p h a se   in v e rter  f o r  g rid   c o n n e c te d   p h o to v o lt a ic  sy ste m .   T h e   f irst  c o n tr o ll e r  w a s  u se d   to   p re d ict  th e   DC  v o lt a g e   th a t  a ll o w s   th e   th re e   p h a se   i n v e rter  to   trac k   th e   m a x i m u m   p o we r  p o i n t  o f   p h o to v o lt a ic  a rra y   u n d e r  d if fe re n t   e n v iro n m e n tal  c o n d it io n s  su c h   a s  irrad ian c e s  a n d   tem p e ra tu re .   Th e   se c o n d   w a s u se d   to   c o n tro l  th e   a c ti v e   p o w e r   a n d   re a c ti v e   p o w e r  in jec ted   i n to   t h e   g rid   in   o r d e r  to   in jec t  t h e   m a x i m u m   a c ti v e   p o we r  p ro d u c e d   b y   p h o t o v o lt a ic  s y ste m s  in to   g rid   w it h   h ig h   e fficie n c y   a n d   l o w   to tal  h a rm o n ic  d ist o rti o n   u sin g   th e   sa m e   th re e   p h a se   in v e rt e r.   T h e   s y ste m   c o m p o n e n ts  a re   p h o t o v o lt a ic  a rra y ,   DC  li n k   v o lt a g e ,   th re e - p h a se   in v e rter,  in v e rter  c o n tr o l,   L C   f il ter,  tran sf o r m e r  a n d   g rid .   T o   v e ri fy   t h e   e ffe c ti v n e ss e   o f  th e   in tro d u e c e d   s y ste m ,   m o d e li n g   a n d   si m u latio n   a re   v e rif ied   in   M a tl a b /S im u li n k   d u e   to   it s  f re q u e n t  u se   a n d   i ts eff e c ti v e n e ss .   K ey w o r d :   Fu zz y   L o g ic  C o n tr o ller   Gr id   I n v er ter   MP PT   P h o to v o ltaic   P o w er   f ac to r   co n tr o l   Co p y rig h t  ©   201 8  In s t it u te o f  A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e .    Al l  rig h ts re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   T ao u f ik   L aa g o u b i,    E n g i n ee r i n g ,   Me c h an ics,  Ma n ag e m e n t,  I n d u s tr ial  a n d   I n o v at io n   L ab o r ato r y     Hass a n   1   Un i v er s it y ,   Facu lt y   o f   Sc ien ce s   an d   T ec h n o lo g y   B P   5 7 7 ,   2 6 0 0 0 ,   Settat,  Mo r o cc o .   E m ail:  laa g o u b i.ta o u f i k @ g m a il.c o m       1.   I NT RO D UCT I O N     I n   r ec en t  y ea r s ,   h o w e v er ,   th e  n u m b er   o f   s o lar   p o w er ed   h o m es  co n n ec ted   to   t h e  lo ca l  elec t r icit y   g r id   h as  i n cr ea s ed   d r am a ticall y .   T h ese  g r id   co n n ec ted   p h o to v o l taic  ( P V)   s y s te m s   h a v e  s o lar   p an els  th a t  p r o v id e  s o m e  o r   ev e n   m o s t o f   t h eir   p o w er   n ee d s   d u r i n g   th e   d a y   ti m e ,   w h ile  s till   b ei n g   co n n ec ted   t o   th e  lo ca l e lectr ical   g r id   n et w o r k   d u r i n g   th e  n i g h t  ti m e.   So lar   p o w er ed   P V  s y s te m s   ca n   s o m eti m es  p r o d u ce   m o r e  elec tr icity   t h a n   is   ac tu all y   n ee d ed   o r   c o n s u m ed ,   esp ec iall y   d u r i n g   th e  l o n g   h o t  s u m m er   m o n th s .   T h is   ex tr a  o r   s u r p lu s   elec tr icit y   i s   eith er   s to r ed   in   b atter ies  o r   as  in   m o s t  g r id   co n n ec ted   P V  s y s te m s ,   f ed   d ir ec tl y   b ac k   i n to   th e   elec tr ical  g r id   n et w o r k .   Go v er n m e n t s   an d   u tili t y   co m p a n ie s   s u p p o r t  p r o g r am s   w h ich   f o c u s   o n   g r id   co n n ec ted   P V  s y s te m s .   So ,   th e  n u m b er   o f   P V  in s ta llatio n   h as a n   ex p o n en tial  g r o w t h .     P V  en er g y   i s   a  g r ee n   r en e w ab l e  s o u r ce .   P V  ce ll is   th e  m o s t b asic o f   P V  m o d u le s .   I t c o n s i s t s   o f   a  P - N  j u n ctio n   f ab r icate d   in   a  la y er   s e m ico n d u cto r .   T h e  cu r r en t - v o ltag e  ( I - V)   an d   p o w er – v o lt ag e  ( P - V)   o u tp u ts   ch ar ac ter is tic s   o f   s o lar   ce ll  ar e   s i m ilar   to   t h at  o f   a  d io d e  [ 1 ] .   Un d er   s u n ,   p h o to n s   w it h   en er g y   g r ea ter   t h a n   t h e   b an d   g ap   en er g y   o f   t h e  s e m i co n d u cto r   ar e  ab s o r b ed   an d   cr ea te  an   elec tr o n – h o le  p air   th at  cr ea tes  a  cu r r en t   p r o p o r tio n al  to   th e  ir r ad iatio n .   I t  is   th e   in ter f ac e  w h ic h   co n v er ts   li g h t  in to   elec tr icit y .   M o d elin g   t h is   d ev ice   r eq u ir es  tak i n g   en v ir o n m en tal   co n d itio n s   ( ir r ad ian ce   an d   te m p er at u r e)   as  in p u t  v ar iab le s   an d   cu r r en t,  v o lta g e   o r   p o w er   as  o u tp u ts .   An y   c h an g e  i n   t h e  in p u ts   i m m ed iate l y   i m p lies   c h an g es  i n   o u tp u ts .   C o n s eq u e n tl y ,   to   ex tr ac t  t h e  m ax i m u m   p o w er   p o in t  f r o m   t h e  P V  ar r a y   u n d er   d if f er e n t  i n p u te s   w e  u s e   a  M P PT   alg o r ith m   [ 2 ] - [ 6 ] .   I n   th is   p ap er ,   a  f u zz y   lo g i c  co n tr o ller   w as  u s ed   in   MP P T   f o r   a  th r ee   p h ase  in v er ter   in   o r d r e  to   p r id ec t  th e  DC   li n k   v o lta g e  w h ic h   e x tr ac t s   th e  m a x i m u m   p o w er   f r o m   P V  ar r ay .   Fo r   th a t,  u s in g   a n   ac cu r ate  m o d el  f o r   t h e   P V  m o d u le  i s   i m p o r ta n t  [ 2 ] ,   [ 7 ] .   I t  is   a  s in g le  d io d e  m o d el  w it h   b o th   s er ie s   an d   p ar allel  r esis to r s   f o r   g r ea ter   ac cu r ac y .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694     I n t J   P o w er   E lectr o n   &   Dr i S y s t ,   Vo l.  9 ,   No .   1 ,   Ma r ch   2 0 1 8   :   105   –   1 1 3       106   I n   g r id   co n n ec ted   P V  s y s te m s ,   th e  i n v er te r   w h ic h   co n v er ts   t h e  o u tp u t d ir ec t c u r r en t ( DC )   o f   th e  s o lar   m o d u les  to   th e  alter n ate  c u r r en t  ( A C )   i s   r ec eiv i n g   i n cr ea s ed   in ter est  i n   o r d er   to   g en er a te  p o w er   to   u til it y .   Ma n y   to p o lo g ie s   ar e  u s ed   to   th is   p u r p o s e  [ 8 ] - [ 1 3 ] .     T h is   p ap er   p r esen t  t w o   f u zz y   lo g ic   co n tr o ller s   u s in g   a  th r ee   p h ase  in v er ter ,   f ir s t  o n e   tr ac k   th e   m ax i m u m   p o w er   p o in t  o f   P V  ar r ay   an d   t h e  s ec o n d   o n e  f o r   cu r r en t  r eg u lato r .   B a s ed   o n   th e  cu r r en t  r ef er en ce s   ( d ir ec t  cu r r en t)   an d   ( q u ad r atic  cu r r en t) ,   th e  r eg u lato r   d eter m in e s   th e  r eq u ir ed   r ef er en c e  v o ltag es  f o r   th e   in v er ter .   T h e  r ef er en ce   is   s e t  t o   ze r o .   I n   f ir s t  s ec tio n ,   p h o to v o ltaic  w as  d escr ib ed .   T h e  s ec o n d   s ec tio n   p r esen ts   a  f u zz y   lo g ic  co n tr o l  to   tr a ck   th e  m a x i m u m   p o w er   p o i n t  ar r a y   u n d er   d if f er en t  co n d itio n s   ( ir r ad ian ce ,   te m p er atu r e  a n d   lo ad ) .   I n   t h e   n e x t  s ec tio n ,   f u zz y   lo g ic   co n tr o ller   f o r   c u r r en t  co n tr o l  was  d escr ib ed   w it h   a   P h ase  L o c k ed   L o o p   to   s y n c h r o n ize  t h e  P ar k   f r a m   to   g r id   v o ltag e.   I n   t h e  f o r t h   s ec ti o n ,   s i m u latio n s   i n   Ma tlab /Si m u l in k   o f   g r id   co n n ec ted   p h o to v o ltaic  s y s te m s   ar e  p r esen ted   an d   an al y ze d .   T h e  last   s ec tio n   is   a  g lo b al  co n clu s io n   ab o u t t h is   wo r k .       2.   G RI D  CO NNE CT E D  P V  S YST E M S   Fig u r e  1   s h o w s   a   d etailed   m o d el  o f   a  2 5 0 - k W   P V  ar r a y   co n n ec ted   to   a  2 5 - k V  g r id   v ia   a  t h r ee - p h a s e   in v er ter .   T h is   m o d el  i s   d escr ib ed   as f o llo w :    P V  A r r a y :   it   co n s is t s   o f   8 6   p ar allel  s tr i n g s .   E ac h   s tr in g   h a s   7   m o d u les   co n n ec ted   i n   s er i es.  T h r ee - p h ase  in v er ter :  it  is   m o d eled   u s i n g   a  3 - lev el  I GB T   b r i d g e  P W M - co n tr o lled .   T h e  in v er te r   ch o k es  R L   an d   a   s m al l  h ar m o n ics  f ilter   C   ar e   u s ed   to   f il ter   th e   h ar m o n ic s   g e n er ated   b y   th e   I GB T   B r id g e.   A   2 5 0 - k V A  2 5 0 V/2 5 k V  th r ee - p h ase  tr a n s f o r m er   is   u s ed   to   co n n ec t  t h e  i n v er ter   to   th e   u tili t y   g r id .   I n v er ter   C o n tr o l:  T h e   co n tr o l  s y s te m   co n tai n s   s ex   m aj o r   s u b s y s te m s .   Uti lit y   g r i d :  it  in cl u d ed   t w o   2 5 - k V  f ee d er s ,   lo ad s ,   g r o u n d i n g   tr an s f o r m er   an d   an   eq u iv a len t  1 2 0 - k V  tr an s m i s s io n   s y s te m .           Fig u r e  1 .   Gr id   co n n ec ted   p h o to v o ltaic  s y s te m       I n v er ter   C o n tr o l su b   s y s te m s   a r e:      MP PT   C o n tr o ller :  th e  Ma x i m u m   P o w er   P o in t  T r ac k in g   ( M P PT)   b ased   o n   th e  F u zz y   lo g i c  co n tr o l.  T h is   MP PT   s y s te m   a u to m at icall y   v ar ies  th e   VD C   r ef er e n ce   s ig n al  o f   t h e  i n v er ter   VD C   r e g u l ato r   in   o r d er   to   o b tain   a  DC   v o lta g e  w h ich   w i l l e x tr ac t  m a x i m u m   p o w er   f r o m   th e  P V  ar r a y .     V DC   R e g u lato r : d eter m i n e  t h e  r eq u ir ed   I d  r ef er en ce   f o r   th e  cu r r en t r eg u la to r .     T h e  VSC   co n v er ts   t h e  5 0 0 V  DC   li n k   v o lta g e  ( VD C )   to   2 6 0 V  A C   a n d   k ee p s   u n it y   p o w er   f ac to r .   T h e   VSC   co n tr o l  s y s te m   u s es  t w o   co n tr o l  lo o p s :  an   ex ter n a l  co n tr o l  lo o p   w h ich   r e g u lates  D C   lin k   v o lta g e  to   +/ - 2 5 0   V  an d   a n   i n ter n al   co n t r o l  lo o p   w h ic h   r eg u late s   I d  an d   I q   g r id   cu r r en t s .  I d   cu r r en t  r ef er en ce   i s   t h e   o u tp u t  o f   t h e  D C   v o lta g e  e x te r n al  co n tr o ller .   I q  cu r r en t   r ef er en ce   is   s et  to   ze r o   in   o r d er   to   m ai n tai n   u n it y   p o w er   f ac to r .   V d  an d   V q  v o lt ag e  o u tp u t s   o f   th e  cu r r en t  co n tr o ller   ar e  co n v er ted   to   th r ee   m o d u lat in g   s ig n al s   U abc - ref  u s ed   b y   t h e  P W M  Gen er ato r .   T h e  co n tr o l  s y s te m   u s e s   a  s a m p le  ti m e  f o r   v o ltag e  an d   cu r r en t  co n tr o ller s   as  w ell   as  f o r   th e  P L L   s y n c h r o n izat io n   u n it.  P u ls e  g en er ato r s   o f   VS C   co n v er ter s   u s e  a   f ast  s a m p le  ti m e  i n   o r d er   to   g et  an   ap p r o p r iate  r eso lu tio n   o f   P W M  w a v e f o r m s .     C u r r en t  r eg u lato r :  b ased   o n   th e  c u r r en t  r ef er e n ce s   I d  a n d   I q ,   th e  r eg u lato r   d eter m i n es   th e  r eq u ir ed   r ef er en ce   v o lta g es  f o r   th e  i n v e r ter .   A   s ec o n d   F u zz y   lo g ic  co n tr o ller   w as  u s ed   f o r   cu r r en t r e g u la to r .     P L L : r eq u ir ed   f o r   s y n c h r o n iza tio n   an d   v o lta g e/c u r r en t  m ea s u r e m e n ts .     P W M  Gen er ato r : g en er ate  f ir i n g   s ig n al s   to   th e  I GB T s   b ased   o n   th e  r eq u ir ed   r ef er en ce   v o lta g es.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   P o w er   E lectr o n   &   Dr i  S y s t     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694     MPP T  &   P o w e r   F a cto r   C o n tr o l  fo r   Gri d   C o n n ec ted   P V   S ys t ems wi th   F u z z y  Lo g ic…   ( Ta o u fik  La a g o u b i )       107   2 . 1 .   P V  Sy s t em   T h e  P V  cir cu it m o d el  is   b ased   o n   th e  f o llo w i n g   eq u atio n :       0 e x p 1 p v p v s p v p v s p v p v b sh s V I R V I R I i I KT R N e                          ( 1 )     I n   o r d er   to   a p p ly   th i s   m o d el  i n   s i m u latio n ,   th e  k e y   s p ec if icat i o n s   ar e  g i v en   i n   T ab le  1 .       T ab le  1 .   P h o to v o ltaic  P ar am et er s   A t   Te mp e r a t u r e   T   25   °C   O p e n   c i r c u i t   v o l t a g e   oc V     5 9 7 . 1   V   S h o r t   c i r c u i t   c u r r e n t   sc I     5 3 5 . 9   A   V o l t a g e ,   max i mu m   p o w e r   m a x p V     5 1 0 . 3   V   C u r r e n t ,   m a x i mu m  p o w e r   m a x p I     5 0 0 . 7   A   M a x i m u m   p o w e r   m a x P     2 5 5 5 0 0   W       As  t h e  s o lar   ir r ad ian ce   v ar ies  o v er   ti m e  a n d   d ep en d in g   o n   t h e  cli m atic   co n d itio n s ,   t h e  p o w er   o u tp u t   also   v ar ies.  T h e  p er f o r m an ce   o f   a  p h o to v o ltaic  ce ll  is   u s u al l y   p r ese n ted   b y   it s   I ( V)   an d   P ( V)   cu r v es  w h ich   ar e  p r o d u ce d   f o r   s ev er al  ir r ad ian ce   lev els  a n d   s e v er al  ce ll  te m p er atu r e  lev els.  T h e  v ar iatio n   o f   cu r r en t  an d   p o w er   v er s u s   v o ltag e  c u r v e  u n d er   v a r io u s   ir r ad iatio n   le v els a n d   te m p er at u r es a r e  s h o w n   i n   Fi g u r e  2 .   We   ca n   o b s er v e  th at  t h e  w ea k   s u n li g h t a n d   r ais in g   t h e  ce ll te m p er atu r e  w il l r ed u ce   th e  p o w er   co n v er s io n   ca p ac it y .               ( a)   ( b )               ( c)     ( d )   Fig u r e  2 .   Var iatio n   o f   cu r r en t a n d   p o w er   v er s u s   v o ltag e  c u r v e  u n d er   v ar io u s   ir r ad iatio n   lev els an d   te m p er atu r es.   ( a) .   C u r r e n t – Vo ltag e  at  1 k W . m ²  a n d   s p ec if ied   te m p er atu r es .  ( b ) .   P o w er – Vo lt ag e  at  1 k W . m ²  an d   s p ec if ied   te m p er at u r es .  ( c ) .   C u r r en t – Vo ltag e  at  2 5 ° C   an d   s p ec if ied   I r r ad ian ce s .  ( d ) .   P o w er – Vo ltag e  at  2 5 °C   an d   s p ec if ied   I r r ad ian ce s     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694     I n t J   P o w er   E lectr o n   &   Dr i S y s t ,   Vo l.  9 ,   No .   1 ,   Ma r ch   2 0 1 8   :   105   –   1 1 3       108   3 . 1 .   M P P T   w it h  F uzzy   L o g ic   Co ntr o ller   T h e  Ma x i m u m   P o w er   P o in t  T r ac k in g   ( MP PT )   co n tr o ller   i s   b ased   o n   th e  Fu zz y   lo g ic  c o n tr o l.  T h is   MP PT   s y s te m   a u to m atica ll y   v ar ies  th e   V DC   r ef er en ce   s i g n al  o f   t h e  i n v er ter   V DC   r e g u la to r   in   o r d er   to   o b tain   a   DC   v o lta g e  w h ich   w i ll e x tr ac t  m ax i m u m   p o w er   f r o m   th e  P V   ar r ay .   Fu zz y   lo g ic  co n tr o ller   h a s   t h e   ad v an ta g e  to   w o r k i n g   w it h   i m p r ec i s e  i n p u t s ,   n o t  n ee d in g   an   ac cu r ate   m at h e m a tical  m o d el,   a n d   h a n d lin g   n o n lin ea r it y .   Ge n er all y ,   it c o n s i s ts   o f   t h r ee   s ta g es:  f u zz if icatio n ,   r u le s   b ase   tab le  lo o k u p ,   an d   d ef u zz i f icati o n .   Du r i n g   f u zz i f icatio n ,   n u m er ical  in p u t   v ar iab les ar e  co n v er ted   in to   lin g u is t ic   b ased   o n   m e m b er s h ip   f u n ctio n   s i m ilar   to   Fig u r e  3 .   I n   th is   ca s e  f i v e  f u zz y   le v els  ar e  u s ed :  NB   ( Neg ativ e  B ig ) ,   NS ( Neg ati v e  S m all) ,   Z E ( Z er o ) ,   P S ( Po s itiv e  S m all)   a n d   PB   ( Po s itiv e  B ig ) .           Fig u r e   3 .   Me m b er s h ip   f u n ctio n   f o r   in p u ts   a n d   o u tp u t o f   f u zz y   co n tr o ller       T h e  in p u ts   to   a  MP PT   f u zz y   l o g ic  co n tr o ller   ar e  u s u a ll y   a n   er r o r   E   an d   a  ch an g in g   er r o r CE .     ( ) ( 1 ) () ( ) ( 1 ) p v p v p v p v P n P n En V n V n                   ( 2 )     ( ) ( ) ( 1 ) C E n E n E n                 ( 3 )     T h e  o u tp u t o f   MP PT   f u zz y   co n tr o ller   is   a  d esire d   DC   v o lta g e.     T ab le   2   s h o w s   t h e  r u les  tab le   o f   f u zz y   co n tr o ller ;  w h er e  al l  th e  en tr ies  o f   m atr i x   ar e  f u z z y   s ets  o f   er r o r ,   ch an g in g   er r o r   an d   d esire d   DC   v o ltag e.       T ab le  2 .  Fu zz y   R u les B ase  T ab le   E/ C E   NB   NS   ZE   PS   PB   NB   ZE   ZE   NB   NB   NS   NS   ZE   ZE   NS   NS   NS   ZE   NS   ZE   ZE   ZE   PS   PS   PS   PS   PS   ZE   ZE   PB   PB   PB   PB   ZE   ZE       I f ,   f o r   ex a m p le,   th e  o p er atin g   p o in t  is   f ar   to   th e  lef t  to   th e  m ax i m u m   p o w er   p o in t  ( MP P )   t h at  is   E is   P B   an d   CE   is   Z E ,   th en   w e  n ee d   to   lar g el y   in cr ea s e  th e  D C   v o ltag e,   th at  d c r e f V   s h o u ld   b e  P B   to   r ea ch   th e   MP P .   Fig u r e  4   s h o w s   th e  f u zz y   lo g ic  co n tr o ller   al g o r ith m .           Fig u r e  4 .   A l g o r ith m   f o r   f u zz y   lo g ic  co n tr o ller       I n   Si m u l in k   w e  u s e  t h e  b lo c  s h o w n   i n   Fi g u r e  5     NB                NS         Z          P S               P B   - b               - a              0                 a                b   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   P o w er   E lectr o n   &   Dr i  S y s t     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694     MPP T  &   P o w e r   F a cto r   C o n tr o l  fo r   Gri d   C o n n ec ted   P V   S ys t ems wi th   F u z z y  Lo g ic…   ( Ta o u fik  La a g o u b i )       109         Fig u r e  5 .   Si m u li n k   b lo c  f o r   f u zz y   lo g ic  co n tr o ller       3.   CURR E NT   CO N T RO L   W I T H   F U Z Z Y   L O G I C  CO N T RO L L E R   T h e  v o ltag e  an d   cu r r e n t e q u ati o n s   o f   t h e  g r id   u s i n g   a b c d q    tr an s f o r m atio n s   ar e  g i v en   b y :     c o s ( ) s i n ( ) . s i n ( ) c o s ( ) d w t w t q w t w t               (4 )     11 1 22 2 . 3 33 0 22 a b c                             (5 )     dq abc    ar e  r ep lace d   b y   dq abc V V V    f o r   v o ltag e   o r   b y   dq abc I I I  f o r   cu r r en t   m ea s u r e m e n t.  T h e  r o tatin g   r ef er en ce   f r a m e  at  th e  g r id   f r eq u en c y   g i v es:     V =V +RI L V =V +RI L + + d d G rid d G rid q q G rid q G rid d G r id q G r id q G r id d G r id dI LI dt dI LI dt             (6 )     Usi n g   dq   tr an s f o r m atio n ,   t h e  ac ti v e  an d   r e ac tiv e  p o w er s   ( , PQ )   ar e  g iv e n   b y :     3 2 3 2 d d q q q d d q P V I V I Q V I V I                   (7 )     T h er ef o r e,   ac tiv e  an d   r ea ctiv e   p o w er   ca n   b e  co n tr o lled   b y   c o n tr o llin g   d ir ec t  an d   q u ad r atu r e  cu r r en t   co m p o n e n t s   d g r e f i ,  q g r e f i ,   w h ic h   is   g iv e n   as:     22 22 2 3 2 3 dq d dq qd q dq P V Q V I VV P V Q V I VV                 (8 )     T h e  s ec o n d   f u zz y   lo g ic  co n tr o ller   w a s   u s ed   to   co n tr o l  d ir e ct  an d   q u ad r atu r e  c u r r en ts .   An d   a  P h a s e  L o ck ed   L o o p   ( P L L )   i s   u s ed   t o   s y n ch r o n ize  t h e  P ar k   tr an s f o r m at io n   to   t h e  p u ls atio n   o f   t h e  m ea s u r ed   v o lta g e   ac r o s s   th e  g r id .   T h u s ,   w h e n   th e  s y s te m   is   i n   an   estab li s h ed   r eg i m e,   th e  d ir ec t  co m p o n e n t  d V   at  th e  o u tp u t  o f   th e  P ar k   tr a n s f o r m atio n   i s   an   i m a g e  o f   th e   a m p li tu d e  o f   t h e   m ea s u r ed   v o lta g e  a n d   t h e  q u ad r atic  co m p o n e n t   q V   is   ze r o .   T h u s ,   t h e  eq u atio n s   ( 8 )   s h o w   d I   as   a  d ir ec t  i m a g e  o f   th e  ac t iv e   p o w er   a n d   q I   as  a n   i m ag e   o f   t h e  r ea ctiv e  p o w er .   Fi g u r e  . 6   s h o w s   th e  p r o p o s ed   in v er ter   co n tr o l.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694     I n t J   P o w er   E lectr o n   &   Dr i S y s t ,   Vo l.  9 ,   No .   1 ,   Ma r ch   2 0 1 8   :   105   –   1 1 3       110         Fig u r e  6 .   P r o p o s ed   in v er ter   co n tr o l  w ith   t w o   f u zz y   lo g ic  co n tr o ller s       4.   SI M UL AT I O N  A ND  RE SU L T S   T h e  o p er atin g   te m p er at u r e  is   4 5   d eg .   C .   W h en   s tead y - s tate  is   r ea ch ed ,   w e  g e t  a  P V  v o lta g e  an d   t h e   p o w er   ex tr ac ted   f r o m   th e  ar r ay .   T h ese  v al u es  co r r esp o n d   to   th e  ex p ec ted   v al u es  f r o m   t h e  P V  m o d u le   m an u f ac t u r er   s p ec if icatio n s .   F ig u r e  7   s h o w s   v ar iatio n   o f   c u r r en t,  v o lta g e  a n d   p o w er   v er s u s   ti m e  c u r v e  u n d er   v ar io u s   ir r ad ian ce   le v el s .   Su n   ir r ad ian ce   is   r ap id l y   r a m p ed   d o w n .   D u e   to   t h e  MP P T   o p er atio n ,   th e  co n tr o l  s y s te m   r ed u ce s   t h e   VDC r ef er e n ce   in   o r d er   to   ex tr ac t  m ax i m u m   p o w er   f r o m   th e   P V  ar r ay .   As  it  ca n   b e  s ee n ,   Ma x i m u   P o w er   P o in t  w a s   r ea h ed   u n d er   ir r ad ian ce   ch a n g e s .   A ls o ,   t h e  v a lu e  o f   th e   v o ltag e   in j ec ted   in to   g r id   i s   s t ab le  an d   eq u al   to   th a t  o f   th e   g r id .   T h e  t h ir d   r esu t   is   th at   v o lt ag e  a n d   cu r r en t  ar e   in   p h ase  w h ich   p r o v es  t h at  th e   r ea ctiv e  p o w er   i n j ec ted   in to   g r id   is   ze r o .   So   w e  o b tain ed   th e   o b j ec tiv es  o f   t w o   f u zz y   lo g ic  co n tr o ller s .   Fi g u r e  8   s h o w   P h a s e  d if f er en ce   b e t w ee n   v o ltag e  a n d   cu r r en t  o f   g r id   u n d er   v ar i o u s   ir r ad iatio n   lev els           ( a)   ( b )             Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   P o w er   E lectr o n   &   Dr i  S y s t     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694     MPP T  &   P o w e r   F a cto r   C o n tr o l  fo r   Gri d   C o n n ec ted   P V   S ys t ems wi th   F u z z y  Lo g ic…   ( Ta o u fik  La a g o u b i )       111         ( c)   ( d )     Fig u r e  7 .   Var iatio n   o f   cu r r en t,  v o ltag e  a n d   p o w er   v er s u s   ti m e  cu r v e  u n d er   v ar io u s   ir r ad ian ce   lev els.  ( a) .   I r r ad ian ce .   ( b ) .   Vo ltag e  in v er t er   o u tp u t.  ( c) .   C u r r en t i n v er ter   o u tp u t.  ( d ) .   Po w er   in v er ter   o u tp u t           Fig u r e  8 .   P h ase  d if f er e n ce   b etw ee n   v o lta g e  an d   c u r r en t o f   g r id   u n d er   v ar io u s   ir r ad iatio n   le v els       5.   CO NCLU SI O N   Usu el l y   a  MP P T   tech n iq u e  is   ap p lied   to   a  DC – DC   co n v er t er   an d   th e n   a  s ec o n d   P FC   co m m an d e  i s   ap p lied   to   an   in v er ter .   I n   t h i s   w o r k ,   t w o   f u zz y   lo g ic   co n tr o ll er s   ar e  d escr ib ed   f o r   g r id   co n n ec ted   p h o to v o ltaic   s y s te m s   u s in g   a   th r ee   p h ase  in v er ter   w it h o u t   DC – D C   co n v er ter .   T h e  f ir s t   o n e  w a s   ap p lied   to   tr ac k   m a x i m u m   p o w er   p o in t  an d   th e  s ec o n d   w a s   ap p lied   to   co n tr o l  th e  p o w er   f ac to r .   T h e   f u zz y   lo g ic  c o n tr o ller   f o r   MP PT  alg o r ith m s   tr ac k   th e  m a x i m u m   p o w er   p o in t  u n d er   t w o   s tep s   in   ir r ad ian ce   w it h   g o o d   s tab ilt y .   A   v ec to r   co n tr o l   s tr ateg y   f o r   p h o to v o lta ic  s id e  in v er ter   a n d   g r id   s id e  i n v er ter   u s i n g   f u zz y   lo g ic   co n tr o ller s   g i v e   a  g o o d   p er f o r m a n c es o f   MP PT   an d   Po w er   Facto r   C o n tr o l.       NO M E NCLAT UR E   e   E lectr o n   ch ar g e           b K   B o ltzm a n n ’ s   co n s tan t   0 I   R ev er s e  s atu r at io n   cu r r e n t         s N   Nu m b er   o f   s o lar   ce lls   a b c Gr i d I   Gr id   th r ee   p h ase  cu r r en t         pv P   Ou tp u t p o w er   o f   s o lar   ce ll   d I   Desire d   d ir ec t c u r r en t         s R   Ser ies r esis ta n ce   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694     I n t J   P o w er   E lectr o n   &   Dr i S y s t ,   Vo l.  9 ,   No .   1 ,   Ma r ch   2 0 1 8   :   105   –   1 1 3       112   d r e f I   Gr id   r ef er en ce   d ir ec t  cu r r en t       sh R   Sh u n t r esis ta n ce   d i   Dio d e  cu r r en t           d G r i d V   Gr id   d ir ec t v o ltag e   pv I   Ou tp u t c u r r en t o f   s o lar   ce ll       d c r e f V   DC   v o lta g e  w itc h   ex tr ac t  MP P   pv i   P h o to cu r r en t           pv V     Ou tp u t v o lta g e  o f   s o lar   ce ll   q I   Desire d   q u ad r atic  cu r r en t         q V   Qu ad r atic  v o lta g e   q r e f I   Gr id   r ef er en ce   q u ad r atic  cu r r en t         Dio d e  q u alit y   sc I   Sh o r t c ir cu it c u r r en t   sh i   Sh u n t r esis ta n ce   cu r r e n t       RE F E R E NC E S    [1 ]   V a n d a n a Kh a n n a ,   B ij o y   Kish o re   Da s,  Din e sh   Bish t"   M a tl a b /S im e lec tro n ics   M o d e ls  Ba se d   S tu d y   o f  S o lar  Ce ll s.  "   In ter n a t io n a l  J o u rn a l  o f  Re n e wa b le E n e rg y   Res e a rc h   V a n d a n a   K h a n n a   a n d   a l. ,   V o l . 3 ,   No . 1 ,   2 0 1 3   [2 ]   T .   Laa g o u b i,   M .   Bo u z i,   M .   Be n c h a g ra ,   " An a lys is  a n d   c o mp a ris o n   o f  M PP T   n o n li n e a r  c o n tro ll e rs   f o r  PV   sy ste m,  "   IEE E  Co n f e re n c e   IRS EC’1 5 ,   3 r d   In ter n a ti o n a l  Re n e w a b le  a n d   S u sta in a b le  En e rg y   Co n f e re n c e   De c e m b e r  1 0 - 1 3 , 2 0 1 5   M a rra k e c h   &   Ou a rz a z a te ,   M o r o c c o .   [3 ]   T .   L a a g o u b i,   M .   Be n c h a g ra ,   M .   Bo u z i.   " P h o to v o lt a ic  S y ste m   f o r  T h re e   P h a se   L o a d   w it h   No n li n e a r  Co n tro ll e rs" ,   In ter n a t io n a l  Rev iew o n   M o d e ll i n g   a n d   S imu la ti o n s   ( I. RE . M O.S . ),   V o l .   1 0 ,   N .   1   IS S N  1 9 7 4 - 9 8 2 1   F e b ru a ry   2 0 1 7   [4 ]   C. - Y.  W o n ,   D . - H.  Kim ,   S . - C.   Kim ,   W . - S .   Kim ,   a n d   H. - S .   K im"   A  n e w  ma x imu m  p o we r   p o in t   tra c k e r  o f   p h o to v o lt a ic  Arra y s  Us in g   F u zz y   Co n tro ll e r,  "   P ro c .   2 5 t h   A n n u .   IE EE   P o w e r  El e c tro n .   S p e c .   Co n f . ,   1 9 9 4 ,   p p .   3 9 6 – 4 0 3 .   [5 ]   M . S .   Kh i re d d i n e ,   M . T .   M a k h lo u f i,   Y.  A b d e ss e m e d ,   A .   Bo u tarf a "   T ra c k in g   p o w e r  p h o to v o lt a ic  sy st e m   w it h   a   f u z z y   lo g ic co n tr o l   stra teg y ,   " Co mp u ter   S c ien c e   a n d   I n fo rm a ti o n   T e c h n o l o g y   ( CS IT ),   2 0 1 4   6 t h   In tern a ti o n a l  Co n f e re n c e .   [6 ]   M o u n ir  De rri,   M o sta f a   Bo u z i,   Is m a il   L a g ra t,   Yo u ss e f  Ba b a ,   M u rtaz a .   " F u z z y   S li d in g   M o d e   Co n tr o l  f o r  P h o t o v o lt a ic  S y ste m " .   In ter n a ti o n a l   J o u r n a l   o f   Po we r  El e c t ro n ics   a n d   Dr ive   S y ste ms ( IJ PE DS ),   2 0 1 6 ,   V o l.   7 ,   N o   3 ,   S e p tem b re   2 0 1 6 ,   p p .   9 6 4 ~ 9 7 3 .   [7 ]   O m a r  M o h a m m e d   Be n a issa ,   S a m ir  Ha d jeri,   S id   A h m e d   Zi d i.   " M o d e li n g   a n d   S im u latio n   o f   G rid   Co n n e c ted   P V  G e n e r a ti o n   S y ste m   Us in g   M a tl a b /S im u li n k " .   In ter n a ti o n a l  J o u rn a l  o f  P o we r   El e c tro n ics   a n d   Dr ive   S y st e m  ( IJ PE DS ) .   V o l .   8 ,   No .   1 ,   M a rc h   2 0 1 7 ,   p p .   3 9 2 - 4 0 1 . IS S N:   2 0 8 8 - 8 6 9 4 .   [8 ]   Bo u c e tt a   A b d   A ll a h ,   Lab e d   Dja m e l.   " Co n tro l  o f   P o w e r  a n d   V o lt a g e   o f  S o lar  G rid   Co n n e c ted " .   In ter n a ti o n a l   J o u rn a l  o f  El e c trica l  a n d   Co m p u ter   En g in e e rin g   ( IJ ECE ).   V o l.   6 ,   No .   1 ,   F e b ru a ry   2 0 1 6 ,   p p .   2 6 - 3 3 .   IS S N:  2 0 8 8 - 8 7 0 8 ,   [9 ]   Re n u g a   V e ra y iah ,   A n u siy a   I y a d u ra i.   " A   Co m p a riso n   S tu d y   o n   Ty p e s  o f   P V  f o r  G rid   Co n n e c ted   P h o t o v o lt a i c   P o w e r" .   In d o n e sia n   J o u rn a l   o f  E lec trica l  En g i n e e rin g   a n d   Co m p u ter   S c ien c e   ( IJ EE CS ) .   V o l .   6 ,   N o .   2 ,   M a y   2 0 1 7 ,   p p .   3 4 9 - 3 5 6 .   [1 0 ]   Ch a n d a n i  S h a rm a ,   A n a m ik a   Ja in ,   " P e rf o rm a n c e   Co m p a riso n   o f   P I D  a n d   F u z z y   Co n tro ll e rs  in   Distr ib u te d   M P P T " ,   In ter n a t io n a l  J o u rn a l  o f  Po we r  El e c tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste m  ( I J PE DS ) ,   V o l .   6 ,   No .   3 ,   S e p tem b e r  2 0 1 5 ,   p p .   6 2 5 ~ 6 3 5   IS S N:  2 0 8 8 - 8 6 9 4 .   [1 1 ]   L .   Ha s sa in e ,   E. OL ias ,   J.Qu in tero ,   V . S a las ,   " Ov e rv ie w   o f   p o we r  in v e rter  to p o l o g ies   a n d   c o n tr o l  str u c tu re s  f o r  g rid   c o n n e c ted   p h o to v o lt a ic sy ste m s,  "   Ren e wa b le  a n d   S u st a in a b le  En e r g y   Rev iews   3 0   ( 2 0 1 4 )  7 9 6 – 8 0 7 .   [1 2 ]   M .   Be n c h a g ra 1 ,   M .   Hilal,   Y.  Err a m i,   M .   Ou a ss a id ,   M .   M a a ro u f i,   " M o d e li n g   a n d   Co n tro l  o f   S CIG   b a se d   v a riab le - S p e e d   w it h   P o w e r  F a c to r  Co n tro l " ,   In ter n a ti o n a l  Rev iew  o n   M o d e ll in g   a n d   S imu l a ti o n s  ( I. RE . M O.S . ) ,   V o l . 4 ,   N. 3   IS S N 1 9 7 4 - 9 8 2 1   A p ril   2 0 1 1 .   [1 3 ]   M .   V e n k a tes a n 1 ,   R.   Ra jes h w a ri ,   N.  De v e ra jan ,   M .   Ka li y a m o o rth y ,   " Co m p a ra ti v e   S tu d y   o f   T h re e   P h a se   G rid   Co n n e c ted   P h o to v o lt a ic  In v e rter  Us in g   P I  a n d   F u z z y   L o g ic  C o n tr o ll e r  w it h   S w it c h in g   L o ss e s  Ca lcu latio n " ,   In ter n a t io n a l  J o u rn a l  o f  Po we r  El e c tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste m   ( I J PE DS ) ,   Vo l.   7 ,   No .   2 ,   Ju n e   2 0 1 6 ,   p p .   5 4 3 ~ 5 50  IS S N  2 0 8 8 - 8 6 9 4 .                         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   P o w er   E lectr o n   &   Dr i  S y s t     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694     MPP T  &   P o w e r   F a cto r   C o n tr o l  fo r   Gri d   C o n n ec ted   P V   S ys t ems wi th   F u z z y  Lo g ic…   ( Ta o u fik  La a g o u b i )       113   B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS        T a o u f ik   L a a g o u b i  w a s b o rn   i n   Be n i - M e ll a l,   M o r o c c o ,   i n   1 9 7 9 .   He   re c e iv e d   T h e   DES A   in   a u to m a ti c   c o n tro l  f ro m   th e   f a c u lt y   o f   sc ien c e s S e m l a li a ,   Ca d i  Ay y a d   Un iv e rsity ,   M a rra k e c h ,   M o ro c c o .   He   p u rsu e s h is  d o c t o ra l   p ro g ra m   a t  Ha ss a n   1   Un iv e rsity .   His res e a rc h   in tere sts a re   a u to m a ti c   c o n tro l,   p o w e r  e lec tro n ics   a n d   re n e w a b le en e rg y .           M o h a m e d   Be n c h a g ra   wa s b o rn   i n   Be n i - M e ll a l,   M o r o c c o ,   i n   1 9 8 2 .   He   re c e iv e d   th e   P h .   D  d e g re e s,  in   El e c tri c a l  En g in e e rin g   f ro m   Eco le M o h a m m a d ia d ’In g é n ieu rs,  U n iv e rsité M o h a m e d   V ,   Ra b a t,   M o ro c c o ,   in   2 0 1 3 .   He   i s c u rre n tl y   a n   A s sista n t  P ro f e ss o r  a t  th e   Na ti o n a l  S c h o o l   o f   A p p li c a ti o n   S c ien c e s (E NSA   Kh o u rib g a )  Ha ss a n   1 e r  Un iv e rsity ,   M o ro c c o .   His  re se a rc h   in tere sts  a re   e lec tri c   m a c h in e s,  p o w e r  e lec t ro n ics ,   p o w e r  s y ste m s a n d   re n e wa b le en e rg y .   Dr.  Be n c h a g ra   is  a   m e m b e r  o f   th e   IEE E.           M o sta f a   Bo u z i  w a s b o rn   i n   Ca sa b lan c a ,   M o r o c c o ;  He   is a  P r o f e ss o r  a t  th e   El e c tri c a l  E n g in e e rin g   De p a rtme n t  o f   th e   S c ien c e   a n d   tec h n o l o g y   f a c u lt y ,   Ha ss a n   1   u n iv e rsity .   He   re c e iv e d   th e   En g in e e rin g   d e g re e   in   El e c tri c a l  En g in e e rin g   f ro m   th e   En g in e e r  sc h o o l  o f   L il le i n   F ra n c e ,   o b tai n e d   t h e   P h D  d e g re e   in   p h o t o v o lt a ic s y ste m   c o n tro l  a t  u n iv e rsity   H a ss a n 1   a n d   g o t  h is  h a b il it a ti o n   to   su p e rv ise   re se a rc h   a t  Ha ss a n 1   u n iv e rsity .   His c u rre n t  re se a rc h   a c ti v it ies   a re   in   th e   fi e ld s o f   e lec tri c a l  s y ste m s,  re n e wa b le en e rg y   c o n v e rsio n   s y ste m s a n d   n o n li n e a r  c o n tr o l  sy ste m s.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.