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.  2084~ 20 95  ISSN: 2088- 8694,  DOI :   10.11591 /ijpeds. v10. i 4.pp2084-2095          2084     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   PV a rray connected to the grid  with   th e implementation  of  MPPT algorithm s (IN C , P& O and FL m ethod)       Ou mnia Lagdan i  1 ,   M o ura d   T rihi  2 , Ba dr Bo ss o u fi   3   1,   2   Labo rato ry fo r  Renewab le Energ y an d D y n a mi c S y stem s, Univ e rsity  Hassan   I I , Facu lty o f Scien ces  A ïn Ch o c k ,   Casab l an ca, M oro cco   3   L I ST L a bo rato ry F acu lt of  S ci ences  Dh a r El  M ahraz,  U ni ve rs it y S i d i  M oh amm e d   Ben   A b d e ll ah, F ez, M orocco       Art i cl e In fo     ABSTRACT A r tic le hist o r y :   Re ce i v e d  A pr 17,  2 0 1 9   Re vise d Ju l 2 2 201 9   A c c e pte d   A ug 3,  201 9       Th pu rpos of   t his  arti cle  is  t o   ex tract  t he  m axim um   p o w er  p oi nt   a which  the  phot ovo ltaic   s ys tem  can  o pera te  o pti m ally.   T h sy ste m   c onsi dered  i s   sim u l a ted un der d i ff erent   irrad i ati o n s  (b e tw een 2 00  W/m 2  a n d   1 00 W/m 2 ),   i mainly  i nc l udes  the  established  models  o f   sola PV  a nd  M PP T   mod ul e ,   a   DC/ D boost   conv erter  and  a   DC  /   A co nv erter.   T h e   m ost  comm o n   MP PT  tech ni ques   t h a t   w il be  s tu d i ed  a re:  " P ert u rbat ion  and   O b serv at ion"   ( P&O)   m e th od,   " In cre m en tal   Co nd uctance "   (INC)  m eth o d ,   a nd   " F u zzy   L og i c"  ( FL con t ro l.   S im ul a t io res u l t s   ob ta ined  u si ng   M ATLAB/ Sim u lin are  an aly z ed   and   com p ared t o   ev aluat e  th e  per f o rm ance o f  each o f th e th ree t ech ni ques .   K eyw ord s :   Phot o v o lta ic  Syste MPP T   Incr em ental C o n d u cta n c e   M e t hod   P e rturb A nd  O b serve   Me t h o d   Fu zz y   Log i c   Co nt rol   M e t hod    Sim u l a tion   R esu l ts  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:   O u m n i a  La gda ni ,     The o re tic al a n d   A pp li e d  P hy sic s   L ab ora t or y,  U n i v ersi ty H as san  II, F ac ul t y  of S c ience s  A ï n  C hoc k,   K m  8 El  Jadi d a  Roa d,  201 0 0  Casa b la nc a,  M orocc o Em ail:  oumn i a l ag da ni@ g m a i l .c om       1.   I N TR OD U C TI O N   Re ne w a b l en e r gy  s ourc e (RES a r part  o the  e n er g y   t ra nsit i o a s   a   s ubs t itu te  f or  f oss i f u e l s;   the y   a re  t he  s u b jec t   o rene w e i n te rest  i r e c e nt  y e a rs.  P hot o v o l t a ic  s o l ar   e ne rgy  i s   a m ong  t h rene w a ble   ene r g i es  w ith  t he   g rea t e s t   p o t e nt ia for   de ve lo pm en t,  i a t trac t s   h um an  a tt ent i on   b ec ause   o i t c l ea n   en e r gy,   cos t   r educ t i on,   c on t i n u i t a n rel i ab i lit y.  H ow e v er,   the   va ria t io o f   p ow er   g e n era t i on  w ith  a tm osphe r i con d i t i on i s   t he  m aj or  c hal l e nge   o p h o t o vol taic   s ys tem   a p p l ic a t i o ns   a nd   i t ' s   the   m a i n   i ss ue   t hat   m u st  b take i n   c o n s i dera t i o n .   S o ,   i t   i cr uc ial  t o   i nc rea s t h ef fic ie nc of  t he   p h o t ov ol ta ic  ( PV system   w hic h   sho u l d   o pera t e   a t   t h m a x i m u pow er  p o i n t   [ 1].   H o w e ver,   t he  p ow er  g ene r a t ed  b t h ese  pane l s   v aries  c o nti n u o u sly   va ry in wit h   w ea t h e r   c on di t i ons,  wh i c h   ma k e th e   p ow er   c o nvers io e ffic i ency   v er l o w   ( only   abo u t  15 %   o f t h e   ene r g y  c on ve rted  b y   sun’s l i g h t   b ecom e elec t r i c i t y)  [ 2].   More   s o,  e n v i r onm en tal  fac t ors  suc h   a s o l a radia n c e   a nd  am b i e nt   t e m p e ra t u re   s i g nif i c a nt ly  deter m i n t h e n erg y   a mou n t   tha t   can  b e   pr od uce d .   Thus,  an  a de q u a te   M P P is  r equire b y   t he   c o n t rol  un it  to   r e ach t he m axim um p ower   g e n e r ate d  fr o m   t h e   o u t p u t  PV   ar ray [ 3].   S e ve ral MP P T  al gor ithm s   a re pr o p o se in  t he   liter a tur e som e   w e ll-kn ow a r P e rt ur b   an O b se rve   (P &O ),   t he   I n c remen t al   C o ndu c t an ce   ( INC ) ,   F r actio nal  ope n- circu it  vo l t a g (F VO C),   F r ac tiona sh or circui c u rren t   ( FS C ) artific ial  neur a l   n e t w o rks   (AN N ), Fuzzy logic ( F L) , etc  [ 4-7].   C o m p a r in t h e   perform ance   o these  t e ch n i que se em very  i n t e rest in sp ot  t de te rmine   w h i c h   one   i m o s t   s u ita ble   a n e f fic i ent   for  gi ve n   P V   s yst e [8] .   T he  purp o se   o the   pr esen pa per  is  t s t u d y   an d   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       Pv  array  co n n ecte d  t o  t h gri d   wit h  t h e imp l eme n t a t i on o f   M PPT  a l g o r ith ms…   Oumnia  L agd ani   2 085 com p are   t h e   m o s t   a p p r opr i a te   m a x i m um   p o w e r   poi n t   t ra ck in ( M P P T )   meth o d for  pho t o v o l t a ic  a p p lic atio ns   and  as sess  t h e i per f orm a nce s   unde irra di a t i on  c h a nges  usi ng  I n c re me nt a l   c o ndu c t an ce   m e t h o d ,   P ert u rb   a nd  O b serve   m e tho d  a nd F u z z L o g i c   C ontro me t h o d .   A   simu la ti on   s tu dy  i s   d e s i g n e to  e s t ab l i sh   a imp l em en t a t i o n   o MP P T   a lg ori t hm for   P V   m od ule s   con n ec ted   t o   t he   e le ctr i cal  g rid,  g iv i n g   a   s a ti sfac t o r y   r e s po ns e   t o   t he  i r r adiat i o n   c ha nge pr ob l e us in g   MATLAB/S i mulink   s o ftware.       2.   MODELING OF TH E   PV SYSTEM  Th ma in   e leme n t o f   t h e   s o l ar  p hot ovolt a i c   s y s t e are   g r ou p e d   in to  f i v b l o c k s   a sh ow in    F i gure   1.  I c o ns ist s   o P V   m odu le,  D C /D co n v e r ter  w hose  r ol e   is  t m a ke  a i m p e da nce   a d a p ta t i o n   t ens u re   m a x imum   e ne rg in depe n d e n o f   w ea t h e r   a nd  loa d   v ar ia ti on s ,   a   V S C   c on verter a   t h r e e - pha s e   trans f or me r a nd a  contr o l sy st em       F i gur e 1.  D iagr am  of  grid-conne c t e d  P V system       2.1.  PV   S o lar  Mod u le  p h o t o v o lt a i c   ce l l   i s   m ad o f   s e m i - c ondu c t o r   m a t eri a ls  a n d   c o n vert s   lig ht  e nerg dire c t l y   i nt elec tr ical  e ner gy.  I is  b a s ed  on ph ys i c a l   p h e nome n o n   c a l l e p h o t ov ol tai c   e ffec t .   T prod uc more   p o w e r th e   so l a c e l l   i s   a sse mble t o   f o r a   m odule .   T he   s eria c o n n e c ti on of  s e v er a l   c e lls  i ncre as the   vo lta ge w h i l the im p l em en t a tio i n   p ara l l e l   incre a se  t he  c urrent  [ 9].  El ect ri c a l l y ,  e a c h   ce l l   i s  rep re se nt ed  a s f o ll ows i n  Fi g u r e 2   [ 10 ]:          F i gure  2.  P hot ov o l ta ic  ce ll  eq ui va len t  c i r cu i t       Th e f i n a l   e q u a ti on s of  t h e  phot ovo l t a i c  p an el  mo d e l   a r e:            ( 1 )               1       ( 2 )      w ith     ∆   ( 3 )     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 :   2 0 8 4  – 2 095  2 086             1  ( 4 )            ( 5 )             ( 6 )       Ta ble   1.  E xpre s si on o f  symb o l s   Use d   P a r a m ete r i n   a bove   E q u a tions     Ou tp u t  Vo ltag e Cu rr e n t (V , A)     Lig h t  G en e r a t ed  S o u r c e       Cel l   T e m p er atu r ( K )       D i o de  C urr e nt     C h a rge  of  a n e l e c t r on       S h o r t - C i r c u i t   C u r r en t   at   R e f er en c e   C ondi tion   Sh o r t- Cir c u i t   T e m p e r at u r c o ef f i ci e n t      Num b e r  o f c e lls  i n   pa r a lle l      S a t ur a tion C u rre nt a    So l ar  I r r ad i a n c e ( W / m 2 )     R ef er e n c e   t e m p e r a t u r e    I d ealit y f a c t o r      Ba nd- G a p E n e r gy  of  the   mat e r i a l     B olt z m a nn’s  c onst a nt     S a tura tion c u rr e n t      Nu m b er  o f   cell s  i n   s e r i e s       The   P V   m odul e   a d op t e i n   t h i s t udy  is  100 - k uses  330  S unP ow er   m odules  (S PR-305E-W H T-D)  c o nsi s t s   o f   96   p oly c ry st a llin sil i c on   s ol a r   c e l ls  e l e ct r i ca ll y  c o n f i g u r e d  a s   f i v e  s e r i e s   s t r i n g s   o f   6 6  c e l l s  e a c h   [1 1].   The   m a n u fa c t urer  spec i fi c a t ions  f or  o n e  m odule a r e:   -   Nu mb er o f   se ri es -c o n n e ct e d  cel l s :   96 -   O p en-cir cu i t   v olta ge : V o c =  6 4. 2 V .   -   S hort-cir c u i t   curr ent :   I sc  =   5 .96  A.  -   C u rr ent an vo l t a g e   a t   m axim um  pow e r : Imp =  5.58  A ,   V mp = 54 . 7  V .     2.2.  Bo o st  c o n ver t er  D C / D C   The   b oos co n v erter   is  a ls c a l le s t ep- u p   co nver t e r   i g e ner a t e s   a   h i g h e out put   v ol ta g e   t ha th in put.   T h e   su g g es ted   c o n v ert e r   i n   F ig ure  i s   s im ilar   to   t h e   c l a s si c a l   b o o st   c on v e rt e r bu di ff e r s   on l y   i t h in t e grat io o f   a   P ID   c on t r oller   w h ic i s   e x t e n sive ly   u se in  m a ny   p r a c tica l   a pp lica t io ns  f o r   b et t e perform ance It  c on sis t o f   a in p u t   v o lta g e   s our ce,   a   s w itc h,   an   i n duc t o r,  a   d iode   f o r   p r o t e c t ing  t h P V   modu le  a ga inst  ne g at ive   c u rrent  t ha t   cou l d d a m a ge  it a n d a ca pa citor [12].           F i gure  3.  B o o s t  C on verter  M ode l i ng       3.   MAX I M U M POW E R POINT   T R ACKING  (MPPT)  I n   t he  l a s tw o   deca des,  n umbe rs  o d i f f er ent  MP P T   h ave   bee n   d e v e l oped  [ 1 3 ] .   I our  s tu d y thre e   MP P T  tec hniq u es  h a v bee n   s elec t e d for   the   p u r p ose   of co m pariso n:   -   I n cre m e n t a l C ond uc ta nce   (IN C)   -   P e r t ur bat i o n   a n d  O bse r vat i on  (P &O )   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       Pv  array  co n n ecte d  t o  t h gri d   wit h  t h e imp l eme n t a t i on o f   M PPT  a l g o r ith ms…   Oumnia  L agd ani   2 087 -   F u zz y Lo gic  (F L)     3.1.  In c re me n t al C on du ctan ce  (INC   The   Incre m e n t a Co nd uc ta nc ca de term in if  t he  M P P T   h a s   r ea ch e d  t h e  M P P  a n d   s t o p  d i s r u p t i n g   t h e   op era tin g   po int .   I t   i ba se o n   t he  k n o w l e d ge   o the   va lue   of  t he  c on d u c t a n ce     a nd  on  t h i n cre m e n of  t he   con d u cta n c e   ( d   t o   d ed uce   t h posi t i on  of  t he  oper a tin po int   r e lati ve  t the  po i nt o ma xim u m   pow er F i gure 4  s h ow s   tha t  t he   s l ope of the   P - V   po w e r curve   is  z e r o at   t he MPP i n creas i ng to  the  l e ft  o the  MP P   and  decr easi ng t o   t he  rig ht o the   MP P .   Th e b a si c   e q uat i on s o f  th i s met hod  a re:        at MPP  ( 7       lef t of   M PP  ( 8         r ig ht o f   MPP  ( 9   Whe r e     a nd   a re the  P arra y curre nt   a n d  vo l t a ge  r e s pe ct i v el y [1 4].   F r om   ( 7)   -  ( 9) , it  is   o bv iou s   t h a w h en  t he r at io o chan ge  of   the c o n duc ta n c e   ( d )   i s  g re at er  t h a n   th e   o ppo si t e   o f   t h co ndu c t an c e   ( ) ,  t h e  d u t y   c y c l e   i s  d e c r e a s e d .   O n   t h e   o t h e r  h a n d ,  i f   i t   i s  s m a ll e r   t ha n   th e   op p o site o f t h e   c onduc tan c e   ( ), the  d u t y rati is  i ncr e a s e d . Th i s  proce ss is   re peate d   u nt il  rea c hi ng  t h e p o i n t   of  m axim um  pow er  [ 1 5 ].  T he  f o llow - u p   o t h ma xim u p o w e p o int   r e q u i ri ng   t he  p ro cedu r e   ab ov e   i s   in dic a t e in  F igure  5.        F i gure  4.  B a s i c  idea   of  t he  Inc rem e nta l   C o n d u cta n ce  me tho d   o n a   P - V   c u rve  of a  S olar  M od u l e         F i gure   5.  O rgani z a t ion  cha r of  t he  IN C   a lg ori t hm       3.2.  Per tu rb ati o n   an d   O b servat i o n   (P& O )     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 tructure  a nd  their  few  m e asured   para me ters  w hich  a re   r equ i red.  A i t na m e   i ndic a te s,  t he  c once p t   o the  al g o ri thm   is  by  i n c r ea s i n g   o dec r ea si ng   t he  v o l tage   o the   P V   a rr ay,  t h e n   o bse r v i n g   t he   e ffe c t   o thi s   c ha n g o n   t he  P V   gene rate p o w e [1 6].   The  pe rturba ti o n   i co n tin ue in  t h e   s am dire cti o w h en  t h p o wer  inc r ea se du to  t he  p e r t u rbat i o n .   A f ter   t h pea k   pow e r   i rea c h e the   p o w e at  t he   M P P   i z e r an nex t   i ns tan t   d e c re ases  a nd   h e n ce   a fte r   t ha t,   the pe r t urba t i o n re verses  a s show i n   F ig ure   6 [17].  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 :   2 0 8 4  – 2 095  2 088     F i gur e 6.  O r g a n iza t io n c h art  of t he  P &O  a l gor ithm       3.3.  Fu zzy  L ogic  (FL)   Rec e n t l in P V   syst e m s,  fuz zy   l og ic  c o n tr ol l e rs ha v e be en  i n t ro duce d  i n the   trac king  o f  t he   M P P .   Th e y   h av e   th a d v a nt ag e   to   b ro bu st   a n d   re l a ti v e ly   s i m pl t o   d e s i g as   t he do  n o t   r e qu ire  t h kn ow le d g of t he  e xa ct m o d el  [18] In pa r ti c u l a r,  th i com m a nd  i s  b et t e r a d apt e d   t o  non-l i n e ar sy s t e ms.  As  r e p re sent ed  i n   F i gu re   7   t h e   o pe rat i o n   of   t hi al go ri t h i s   d o n e   i n   t hree   b l o ck s:   f uz zi ficat i o n ,   in fere nce   an defuz z i fica ti o n .           Figure  7.  G ener al sche m e   of a  f uzz y  c o n trol l e     F u zz i f i c a t i on  transfor ms inp u t  va r iab l es in t o li ngu is t i c   va ria b les or  f uzzy variables.  Th e F u z z y  c ont rol l er h as t wo  i npu ts  a n d   on e   o u tp ut The   tw o i n pu t va ria b les a r t h e   e r r o r a nd t h CE  e rr o r  c hange  d efi n ed  by :                 ( 10)        1   ( 11)    Where    a nd    a re  r espe ctive l y t h e pow e r   a nd t h vo lta ge o f t h e ph o t o v o l t a i c  g en erat o r Th i npu t     s how if  t he   ope ra ti n g   p o i nt  o th load  a tim is  l oca t e d   t o  t h e  l e f t   o r   r i g h t  o f   t h e   po int  of m ax i m um pow er on   the P V  cha rac t e r is t i c ,  w h i le  t he i n p u   expr esses t h e d i rec t i on of th i po int   [ 19 ].   F igure  pr esen ts  t he  F u z zy  i n f ere n ce u s ing t h e   Ma m d a n me th o d ,   a n de fuzz if i c at i o n uses the   c e n ter  of  grav it y t o  c alc u la te  t he o ut p u t  of  the   fu z z y   c on tro lle r w h ic i the d u t y  c yc le  [ 1 1 ]:           ( 12)    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       Pv  array  co n n ecte d  t o  t h gri d   wit h  t h e imp l eme n t a t i on o f   M PPT  a l g o r ith ms…   Oumnia  L agd ani   2 089 The   c ontro rul e s a r e   sh ow n i n  the  t a b l e  be l o w   w it   a nd    as inputs and   a s   o u tp ut .             F igure   8. S truc ture  o f i n fe renc e r u l e s       4.   SIMULATIO N   A ND R E S ULTS  O u r   stu dy  is  b a s e d   on  a   10 0- kW  p h o to v o l t a i ge ne rat o th at  i c o n n e c t e d  t o   a   2 5   k V   g r i d  v i a  a  D C - D C  bo o s t   c on v e r t e r  a nd a   three - phase  v ol t a g e  sour ce  con v e r te r ( VSC) Ma xim u P o w e r   P o int  Tra c ki n g   ( MP P T is  i m p l e me nte d   i the   b o o s t   c onv e r t e by  me a n of  a   S i m u l i n k  m ode usin g d i ffere n t   a lg ori t h ms.  The   st ud i e d m ode l c onta i ns  t he  fo l low i ng  com p o n e n t s   PV  a rray  de l i v eri ng a t  1 0 00  W/ m 2  s un ir radia n c e  a  m axi m u m   o f 100-k W .     5- k H DC -DC  Boo s con v ert er   i ncre asin g   v o lta ge   f ro m   P V   n atura l   v o l tage   f rom   27 V   D C   a t   m a xim u po w e to  5 00  V   D C .   The  o p e r ati n cyc l of   t he   s w i tc hin g   i o p t im ize d   by  a n   M P P c o n t r o ller   w h i c a u tom a t i ca lly   v a r ie t h d u ty  c yc le  t ge nera t e   t h e   vo l t a g requ i r ed   t o   ex t r ac the  m a xim u pow er.    3- l e vel  3-p h ase  V S C :   T h e   V S C   c o n v e r t s  t h e  5 0 0  V  D C   l i n k   v o l t a g e   t o   2 6 0  V  A C   a n d   k e eps  u n it y   pow e r   f ac tor .   T he  V S C   c o n t ro s y s t em   u s e tw c o n t r o l oops a n   i n t er nal  c o nt r o l o o p   w hi c h   r e gu lates   Id  a n d   I gr id  c ur rent an a n   e xte r nal  c o n t ro l o op  w h ich  re gu l a tes  D C   l i n k   v o l t a g e   to  + /-   25 V .   I c u rre nt  r efere n ce  i s   t he  o ut p u t   o f   t h e   D vo l t a g e   e x t er nal   c ontr o l l er To  m ain t a i n   un ity   pow e r   f a c t or,   Iq  c ur rent  r e f e r enc e   i se t o   zer o.  T he   v o ltage   out put Vd   a n d   Vq   o t h cu rren t   c o n t r o ller   ar e   c o n v er t e d i n to  t hree  m odula t i o n si gna ls U a b c _ re f  use by t h P W gener a tor.    10- k v a r   c ap a c itor  b an k  fi l t e ri ng  h a r mo n i c s  p ro du ce d   by  VSC.     10 0- k V A   2 60V / 2 5 k V   th re e - p h ase   cou p lin tran sforme r.    U t i lity  gr id   ( 25-kV   d i s tri b uti on  fee d er  +   1 2 0 -kV   e q u i va l e nt   t ra nsm i ss io n   sy stem ).     4.1.   S i mu lati on  of grid   c on n e c t e d  PV   module w i th  I NC  as MPPT algorit hm  I n   t h i sim u l a ti on,   t he   P V   array  mo de c ont a i n s   a a l ge br a i lo op Thi s   a lg eb rai c   l oop   i re q u i r ed  t get   an   a ccur a te   a n d   iter a t i v e   s o lu ti o n   o t h P V   m ode l   w h e n   l ar g e  s a m p l e   t i m e s  a r e  u s e d .  T h e  s i m u l a t i o n   o f   gri d  c onne c t ed   P V   modu le  w it IN C a s   M P P T  alg orit hm  result is s how Fig u re  9  to F i g u r e 16.      F i gure  9. V a r ia ti o n  of  so l a r r a dia t io n vs t ime   F i gur e 1 0 .   V a ria tio of  P V   v o l t age   v s  time       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 :   2 0 8 4  – 2 095  2 090     4.2.   S i mu lati on  of grid   c on n e c t e d  PV   module with  P &O as M PPT   a lgor it hm   The   m a i n   d i f f e re nce  be tw e e n   t h i m o de a n d   t h prev io u s   m ode i in   t he   w a y   t ha D C - D bo o s t   con v er t e r an d t h re e pha ses VSC  a r e mode le d. In t h is  m o d e l , the  bo o s t   an VS C   c o nv ert e rs  a re  r e p re sen t ed   b equ i vale n t  v ol t a ge  s o u rce s   g ene r at in g t h av era g AC   volta g e  ov e r  o ne  cy c l e  of t h e sw i t c h i n g freque nc y .   Th is  m ode l   a l l o w s   u s i ng  m u ch  l ar ge tim ste p tha n   t he   d e t a ile d   m o d e (5 mic r ose c on ds  v /s  1   mic r oseco nd) w h ic a l low s   a   m uc h   fas t er  s imu l a t i on.  T h e   s im u l a tio o f   g ri c o n n ec te PV   m od u l e   w ith  P & O   as MP P T a l gor ithm i sh ow n F i g u re  17  t o   F ig ure   24.             F i gure   1 1 V a r i a tio of D u t C y cle   vs t ime   F i gure  1 2 M o du la ti o n Inde x vs t ime   (Mod. Inde x)               F i gure  1 3 M e asure d  V ol ta ge  a nd  Refere nce  Voltage vs  t i m e  ( Vdc ref  - Vdc  meas )     F i gure   1 4 V a r i a tio of v o lta g e   ( V a ) a t   t he u t ili ty gr i vs  tim e             F i g u re  1 5 .  Va r i a t i on  o f   vol tage ( I a )   at the utility  gr id  v s time   F i gure   1 6 .   V a riatio of t he  p o w er  outp u at t he  u ti li ty  gri d  vs time   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       Pv  array  co n n ecte d  t o  t h gri d   wit h  t h e imp l eme n t a t i on o f   M PPT  a l g o r ith ms…   Oumnia  L agd ani   2 091      F i gure  1 7 .   V a riati o n of  s o l a r  radia t i o n  vs t i me       F i gur e 1 8 .   V a riati o n   of  P V   voltage  v s tim e           F i gur e 1 9 .   V a riati on  of  D u t Cyc l e   vs t im e     F i gure   2 0 M o du la ti o n  Inde x vs t ime   ( M od. Inde x)           F i gure  2 1 M e asure d  V ol ta ge  a nd  Refere nce  Vol t a g e v s   t im (Vdc ref - Vdc  m e a s)  F i gure   2 2 .   V a riatio of v o lta g e   ( V a ) a t  the  u t i l ity  gri d  vs  t i m e         F i gure  2 3 . V ariati o n  of  v o l ta ge  (Ia)  at  t he  ut ili t y   gr id  v s time   F i gure  2 4 .   V a riati o n of  t he p o w e r  outp u t  at  the   ut ili t y  gri d vs  tim 4.3.   S i mu lati on  of grid   c on n e c t e d  PV   mod u l e with   L as MPPT  a l gor ith 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 :   2 0 8 4  – 2 095  2 092 Th i s   s im u l at io i s   t he  sam o n use d  w he n w e  simulate d   P &O   a s M P P T a l go ri th m. Th e  r e s ul t   of  t h e   si m u lat i on i s  show n in F ig u r e   25  to F ig ure   3 2 .           F i gure  2 5 V a ria t i o n of so l ar  r adia t i o n  vs t i m e     F i gur e 2 6 .   V a riati o n   of  P V   voltage  v s tim e             F i gure  2 7 . V a r iati o n  of  D u ty  C ycle  v tim e   Figure   2 8 M o du la ti o n Inde x vs t ime   ( M od. Inde x)            F i gur e 2 9 .   Mea s u r ed  V olta ge  a nd   R e f e r enc e   V ol tage   vs time ( V dc ref   -   V d c  m eas )     F i gure   3 0 .   V a riatio of v o lta g e   ( V a ) a t  the  u t i l ity  gri d  vs  t i m e        Fi g u r e   31 . V a r i a t i on  o f vol t a ge  (Ia) at  t he util i ty grid  vs t ime     F i g u r e   32 . Va r i a t i on  o f   th e   power o u t put  a t   t h ut ili t y  gri d vs  tim     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       Pv  array  co n n ecte d  t o  t h gri d   wit h  t h e imp l eme n t a t i on o f   M PPT  a l g o r ith ms…   Oumnia  L agd ani   2 093 5.   CO M P ARATI V E   STUDY  O RE S U LTS :   M a n y   a l go rithms  a re   d e v el o p ed   i n   o r d e to   m ax i m i z t h ef fi c i en c y   o t h e   P V   s ystem   and  t o   e x t r a c t   the   m a x i m u pos sib l pow er   f r o it.   T hes e   a lgor it hm d i ffe r   i the i r   e fficie n c y acc u r ac y,  r elia bi lit y,  a n d   com p le x i t y .     Th P&O  alg o ri th i s   o ft e n   u sed   fo t h reaso n   t h at  i t   i s   e a s y   to  i m p l e me nt.  Th is  s tro n g l de pen d on  the   in i t ia l   c o n d i t i on an osc illa t i o n a r o u n d   t he   P PM  b ec au se  t he  s e a rc must  b e   repe ated  p eri o d i ca ll t o   forc t h sys t e m   t o   osc i l l a t e   a r ou nd   t he  P P M F r om   t he   s im ul a t i o n  r e s u l t s  s h o w n  a b o v e ,   i t  c a n  b e   s e e n   t h a t   P & O   algori t h m  unde r c l o u d y   s kie s   h ad  a  si g n i fica n t l y  h ig her  eff ic ie ncy  tha n  i ncr e m e nta l  c ond uc ta nce .   Th n o t i c e a b l e   i n c re as i n   t he  e ffi c i en cy   o t h e   INC   alg o r i t h m   i s   d ue   t it ab i lit t o   o ver c om t h di sa d v a n ta ges   of  t he  P &O   a l gor ithm ,   t o   fo l l ow   f a s t   a t m o sphe r i c h an ge an a v oid  osc illa tio ns  a r o u n d   t he   MP P .  The  out p u t v o l t a g e us in g the   I N C m e t h o d  var i e l e ss   w he t he a tm osphe ric c o nd i t i o ns  v a r r a pi dly a n d   gene ra te  m ore  pow er  w it the   sa me   v aria bl e   i l lumi na t i o n   v alue as  P &O bu its  d e v e l op m e nt  r em ains  m ore   com p le x.  The   resu lt obta i ne for  th i s   e ner gy  c o n v e r si on  sys t e m show   t h a t   by  us i n t h e   MP P T   f uz zy   con t ro l l er,   there   is a  com promis e be t w een  r api d ity  i n trans i ent  r eg ime   a nd  st a b ili ty i n t h e   st e a d y  state .   Th is  c om m a nd   h a s   v ery  g o o d   pe rform anc e ;   it   i mor e   f l e x i ble   f o r   n onl i n e a s y st e m a nd  a l l o ws  t fi n d  the  p o i n t  o f m a xim u m   pow er  i very  s hor t   ti m e   c om p a re d t o t h oth e r m e tho d s I N an d P   O.  I t  impr ove s t h e   respo n ses o f  t he  pho to v o l t a i c   sys t em , no t   o nly  d o es it r e d u ce  the res po n s e t i m e  a t t h po int  o f   m axi m um  c on t i n u o u pow er,   bu t   i t   a l s e l imina t es  t he  f luc t ua tions   a r o u nd  t h i s   p oin t   a n d   c onve r g es   rapi dl y w h i l reduc ing  the   p o w er  losses of  t he ph o t o v o lta ic  pan el  Re f e rrin g   t [20]  a n d   o ther  w orks  [ 21, 22] our  r esu l ts  a re  v er i f i e d.  I is  p ro ved  t h at  t he   F uzzy  L o g i c   me tho d   h a s   b e t t e per f orm a nce   t h an   t he  o th er  t ec h n i q u e s ,   it  is   fe a t ured  b g o o d   r a p id it a n ac c u ra cy,   but   the m a in  l im ita t i o n  of t h i s   a l g ori t hm   i t h e   com p le x i t y   o im pl em en tat i on.      6.   CO NC L U S I O N   Thi s   p ap e r   d e s c r i b es   t h e   100-k W   s ol a r   P V   g r i d   c onn ec t e d   sol a p h o t ov ol ta ic  s ys tem   de s i g n e d   i MA TLA B/S i mul i n k   an obse r ves  t h pe rfor ma nce  eva l ua t i on  o f   t he   sy st e m So l a PV  s y s t e i s   t ak en  a s   prima r resourc e .   The   p u rsu i t   o f   t he  o ptim al  p oi n t   i w e ll  a c c om plis he i n   a l l   t h r ee  cas e s ,   but  i d i ffe r ent  ways,   ma kin g   o ne  m ore   op tima l   t ha n the  o t h e r.   I t   i s h ow tha t   t he  o vera l l   p ow e r   o t h ph ot o v o l t a ic   s o l a r   p a ne inc r ea se w ith  t he  i nc r e a s e   of  t h e   so l a i r radia t i o a n t h re su lts  o b t ai ne d   w i t h   a   F uzz y   C o n t r o l ler   a r bet t e r   than  t h o se   o bta i ned  w i t h   I N C   a n d   P&O ,   it  als o   p r ove tha t   it  h a be tte pe rfo r m a nc es,  fa st  r esp o nse  ti m e ,   ve ry  l ow   s te a d y-sta t err o r,  a nd  i s   rob u st t o d i ffe r ent  var i at i o n s   i n atm o s p he ri con d iti on s.      REFE RENCES    [1]   Hanen   A bbes ,   H af edh  Ab id,   Kais  L o ukil,   An  I m p ro ved   M P PT  I ncrem ent a l   Co nd uctan ce  Al go rit h m   U s i ng  T-S   F u zzy  S yst e f o P h o t o v o ltai c   P an e l ”.  In ter nationa Jour na of Ren e wabl e E n erg y  R e sear ch ,   V o l . 5 ,  N o . 1 ,  p p .  1 6 0 - 167 ,   2 01 5.  [2]   O.   E zinw ann e ,   F .   Z h o n g w e n,   &   L .   Zhij un,   En e r gy  P e rf o r man c e   and   C ost   Co m p ariso n   o f   M P P T   T ech ni ques   f o P hot ov o l ta ics   and  o t her  App l i cation s ”.   E n er gy Pro c ed ia ,  Vo l . 1 07 p p . 2 97 -30 3 ,   2 0 1 7 [3]   Ali   Ab dulwah h ab   A b dul razzaq,  A d n a Hu ss ein  Ali,  Eff i cien cy  P er f o rm an ces  o T w o   M PPT  A lgo r it h m s   f o P V   Syst e m   W i t D i ff erent  Solar  Pa nels   Irradiances ”.  In ter natio nal  Jou r n a l o f   P o wer   El ectr o n i cs a n d Drive Syst em  (IJPED S ) , V o l . 9 , No. 4, p p .   1755-1 7 6 4 , D ecem b e r 2 018 [4]   A b h i s h e k  K u m a r  G u p t a  a n d  R a v i   S a x e n a ,   R e v i e w   o n  w i d e l y - u s e d  M P PT  T e c h n i q u e f o P V   A pplicat io n s ”.   1s Inter n a t i onal Co nfer ence on  Inno vat i o n  an d   Cha l l e ng es  in   Cyb e r Secu ri ty  ( I CICCS -INBU S H ),   p p .   2 7 0 - 273,   Fe bru a ry 2 01 6.  [5]   H .  T r a b e l s i ,  M .   E l l o u m i ,  H .   A b i d  a n d   M .   K h a r r a t ,   M P P T  c o n t r o l l ers   f o PV   a rray   p a nel  co nne ct ed  t o   G r id”.   18 th   int e rn a tio nal   confer ence on S c ie n ces  a n d   T e chn i q u es of   Au toma tic con t ro &  comput er engi neer ing  ( S TA) pp .   5 0 5 - 510 ,   2 01 7.  [6]   Sa l w As sahou t H a yat   E l aissaoui ,   A bdel g han i   E Ougli,  B el kas s e m   Tid h af   a n d   H af id Z r ou ri,  “A  N eural   Net w o r k   and  Fu zzy  L og ic  b as ed  M P P T   A lg ori t hm  f o r   P ho to vo ltai P u mp ing   S ystem .   In ter natio nal Jo ur nal  o f  Po wer  Elect ro n i cs  a n d   Dr ive S y s t em   ( I JPEDS) , Vol.  9 , No.  4 pp. 18 2 3 - 18 33,  Decem ber 2 0 1 8 [7]   E .  N .   Y a q i n ,  A .   G .   A b d u l l a h ,  D .   L .  H a k i m   a n d  N a n d i y a n t o ,  “ M P P T   bas e on   F u z z y   L ogic  Con t ro l l er  f o r   Phot ovo l ta ic  S ystem  us i n PSI M   a nd  S imu l ink T h 2n d A n n u a l  A ppli e Scien c e  a nd  En gi neeri n g  Co nfer ence    (AASEC ) ,   Vo l . 2 8 8 ,  p p.  1 -12 ,   2018 .   [8]   H.  A bou ob a i d a   a nd  EL  B ei d   S a i d “P racti c al  P erf o rm an ce  Ev a l uati on  o M a xi mum  Po wer  Point  T r acking  Algo r i th ms   i n   Ph o t ov ol ta ic   S y s te m” .   In ter nati ona l Jour na o f  Power   El ectr onics and   Drive Syst em  ( I JPEDS) Vo l .  8,   No . 4 , pp .   1 7 4 4 - 17 55 ,   De cemb e r 20 17 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.