Int ern at i onal  Journ al of  P ower E le ctr on i cs a n d  Drive  S ystem   (I J PE D S )   Vo l.   11 ,  No.   3 ,  Septem be r 2020 , pp.  1536 ~ 1546   IS S N:  20 88 - 8694 ,  DOI: 10 .11 591/ ij peds . v11.i 3 . pp 1536 - 1546          1536       Journ al  h om e page :  http: // ij pe ds .i aescore.c om   Grid con necte d photo volt aic syst em  eff i ciency a nd qualit y  improve ment usi ng  f uzzy - In C ond  MPPT       Amara  Yasmi ne 1 , Bra da i  R af ik 2 ,  Bo uken ou i  Ra c hid 3 , Mel li t   A del 4   1   Set  L abor at o ry, Elec tron ic s Dep art m ent ,   Bli da  1   Univer sity ,   Alge ria   2   LATSILa bora t ory,   E lectr oni cs  Depa rtment, Bli da1Unive rsity ,   Alger ia   3   Rene wab le E n erg ie s d epa r tm e nt,   Fa cul ty   of Te chnol ogy,   Bli d a 1 Unive rsity ,   Al ger ia   4   Rene wab le E n erg y  L abor a tory,  Jijel Uni ve rsity ,  Alger i a       Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le   hist or y:   Re cei ved   Ja n   5 , 20 20   Re vised  A pr   3 ,  20 20   Accepte d  A pr   23 , 20 20       Maxim um   Pow er  Point   Tr ac ki ng  (MP PT)  tec hnique s  ar e  d e vel oped   to   har vest  and   supply  m axi mu m  p ower  to   th e  lo ad .   Thi s  d epe nds  o n  the  power   gene ra te d  and   the   MP PT  ac cur ac y .   Und er  qui ck - cha ng ing  wea the r   condi ti ons ,   In cr em en ta l   Condu ct an ce  (InCond )  and  nu me rou s  diffe ren t  al gorit h ms  m ay  fai l   to  track  th e  exa c t  Maxi mum  Pow er  Point  ( MP P)  which   ma y   result  in   sig nifi c ant  power   l oss .   Fuzzy   Log i c  (FL)   b ase d  M PP T  is  qui ck   and  accura t e   i n  tr a cki ng   the  MP P,  but   th e   high   co mplex it y  and   th e  im plementat ion  diffi cu lt y   are  th ei r   main  d isadvantage s.   A  nov el  FL - InCond   MP PT  im prove d   technique  is   de vel oped   base d   o n  the  fe at ur es  of   InCond  and  FL  technique s  t o  over co me  thei r  dra wbac ks .   Th e   newly   dev el op ed   appr o ac h   ca n  aut om at i call y  adj ust   the  var i at ion  of  th e  duty   cycle   fo r  tr ac k i ng  the  MP P   with  a cc ur ac y .   The   ob ta in ed  r esult s  ar e  com par e d  with  conve n tional  Per turb   and  observe   (P &O)  and  InCon d  MP PTs  for  gri d - conne c te d  mo de  under   f ast   wea the r   cond it i ons.  It   is  de monstra t ed  th at  the  dev el ope d  metho d   outpe rform s   the  afo r em en ti on e d  MP PT  techni ques  in   t erm s  of  tr ac king   response,   eff icie ncy  and   th e  d el i ver ed curre n t  qu al it y .   Ke yw or d s :   Eff ic ie nc y   FL   Gr i d  c onnected   In C ond   M PP T   Photo vo lt ai c s ys te m   Qu al it y   This   is an  open   acc ess arti cl e   un der  the  CC  BY - SA   l ic ense .     Corres pond in g  Aut h or :   Ama ra  Yasmin e,    Set Lab or at ory , Elect ronics  D epar tme nt,    Bl ida 1   U niv er sit y,   09000 B li da,   A lgeria.   Emai l:  amara - yasmi ne@ou tl ook.fr       1.   INTROD U CTION   Re new a ble  e ne rgy  play s  a   sig nificant  r ole  in   the   ac tual  el ect rici ty  pro duct ion  due  t o  thei r  env i ronme nt - fri end ly   feat ur e s  an d  the   ab s ence  of   C O 2  emissi on.  In  fact,  t her e  a r e  six  widely   known   ren e wa ble  e ne rgy  source s  w hich   are   so la r,  wi nd,  hydraul ic ,  bi om as s ,  ge oth e rmal  a nd  marine .  Nevert heless,  the  m os t  wi dely  e xp l or e d  are   wind  a nd  so la r  ene r gy   due  t o  their   ab unda nce  in  la rg e  ge ogra ph ic al   ar eas  o n  earth  a nd  the y  are   co min g  cl os er  t o  be ing   c ompeti ti ve  wit h  existi ng   f os sil   f uel  an d  nucl ear   powe r    gen e rati on   [1] .   Lar ge  scal e  in sta ll at ion s  of    DC  micr o - gri d  us in g  s olar   en ergy  have  bee n  reali ze d  in  t he  la s t   few   yea rs   [2] .   Tha nk s   to  a   ph ys ic al   an d  c he mica l  phen ome non  cal le d  the   Photo volt ai c  ( PV )   ef fect,  eac h  s ola r   cel l  produces   vo lt age   a nd  el ect ric  cu rr e nt  i n  it s  se mico n duct or  mate rial   (e. g. ,   sil ic on  or  ger ma ni um )   upon   expos ur e  t o  li gh t  [3] .  T he  pro du ce d  volt age  an d  c urre nt  (I PV   an d  V PV ,  resp ect ivel y)   hav e  non - l inear   char act e risti cs.  Be sides,  t hey  are  str ongly  in flue nced  by  th e  te mp e ratur e   and  irra diance .   The  e xisti ng  DC - DC  conve rters  (B uc k,   Bo os t,  B uc k - boos t,  Ć uk   a nd   Sin gle - E nded  Pr i mar y  I nducto r  Co nv e rte r  (S E PI C )  an d  Zet a)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       Grid   co nnect ed photov oltaic  syste m  ef fi ci en c y and  qu alit y imp r ove men t  usi ng   … ( A m ar a Yas mine )   1537   are  us e d  t o  ad apt  the   P V G  volt age  t o  the   load .  To   fe ed   AC - loa ds  a nd  trans fer  the   power  to   the   distrib ute d  el ect rical  g rid   a  DC - AC i nv e r te r   (si ng le - pha se, th ree - phase  or m ulti l evel)  are esse ntial .   To  harvest  the   maxim um   av ai la ble  powe r  from  t he  P VG,  a  go od  ch oic e  of  MPPT  al gorithm  t o  con t ro l   the   el ect ronic  s witc h  of  the   DC - DC  co nverter   is   ne cessar y [ 4] .  T he  DC - DC   co nv e rter   an d  it s  MPP T   con t ro ll er   act   a s  a  matc hing  i mp e dan ce   un it   betwee n  P VG  an d  dc - l oad.  Nominal  duty  cycle  of   t he  c onve rter   switc h  is   a dju s te d  by  the   M P PT  c on t ro ll er   t o  a n  opt imu m  value,  s o  t he  c onve rter's  i nput   resist ance   is  e qu al   t o  the  so la r  pan e l's  equ i valent  ou t pu t  resist an ce.  This   ens ur es  maxi mum  powe r  tra ns fe r   [5] .  M a ny  MPPT  al gorithms  ha ve  been   stu died  a nd   de velo pe d  in  t he  li te r at ur e ;  the y  ca n  be  eval uate d  acc ordin g  to   man y  performa nce  i nd ic es   s uch  as   the  num ber  of   the  us e d  sens or s ,  respo ns e   ti me,  c omplexit y,  de pe nd e nce   on  the   PV   s ys te m  paramet ers,   t he  te chn i qu e   of  im plementat io n  a nd   c os t  [6] .   MPPT  al gorit hms  are  cl assifi e d  into   two  mai n  cat e gories:   direct   methods   that   do  not  require   knowle dge   of  t he  PVG   par am et ers  s uc h  as  P erturb  and   O bs er ve  ( P&O),  Hill - Cl imbin g  ( HC) ,  I ncr e mental   Co nductance  ( I nC ond ) ,  F uzzy   Lo gic  (F L )  an d  Ne ur a l   netw orks.   H oweve r,   i nd ir ec t  methods  de pend  on   t he  PVG  pa ramet ers  an d  nee d  to  isolat e  th e  PVG   per i od ic al ly  t o  measu re  the   var ia ti ons  of   i ts  par a mete rs  su c h  as  f racti onal   ope n - ci rc ui t  vo lt age,  fr ac ti on al   sh ort   ci rc uit  current,   fix ed  volt age,  a nd  c urren t  m et hods.  It  is  w or t h  me ntion i ng  that  di rect  M P PT  m et hods   are  widely  exp lore d  a nd ad a pt ed  as  rev ie we d  in   [6 ,  7] .   P&O, H C, a nd  I nC ond  meth ods ar e mai nly  a dopted  i n  ma ny r esea rch   pa pe rs  due to thei r  algo rith m’s  simpli ci ty,  w hich  ca n  be   easi l y  im pleme nted ,  as   w el l  as  t he ir  high  e ff ic ie nc y  c ompa red  t o  t he  a f or e men ti on ed   ind irect   MPPT   te ch niques.   T he  pr i nciple   of  the   P &O  is  base d  on  mea su ri ng  the   vo l ta ge  a nd  c urre nt  of     the  PVG  it erati vely,   to  cal c ulate   the  inst antaneous  P V  power.  If   t he  ne w  cal culat ed  powe r  val ue  is  gr eat e r   than   the   pre vio us  on e ,  t he   volt age  is   per tu rb e d  posit ively   an d  the   ne w   powe r  val ue  will   be   rec orde d  f or  th e   new   it erati on.  Othe rw ise ,  t he   vo lt age  sho uld   be  dec reme nted  a nd   t he  old   powe r  val ue   will   be  ke pt.  T he   op e rati on  c on t inu es   unti l  the   instanta neous   powe r  reac he s  the  M P P [8 ,   9] .   P &O  an d  HC  hav e   the  same   fun dame ntal  pri nciple.  T heir   main  dif fer e nc e  li es  in  the  strat egy   e mp l oyed  for  co ntr ol li ng   the  el ect ronic  switc h of t he D C - DC c onve rter. Hence , P&O  g e ner at es t he   appr opriat e duty c ycle by  mea ns   of  a  P rop or t ion al   In te gr al   ( PI)  c on t ro ll er,  w herea s,  HC  c on t rol s  the  DC - DC  conve rter  by  in vo l ving  a  di rec t  per tu rb at i on   on   t he   du t y  c ycle.   It  s hould  be  menti on e d  that  t he  di rect  duty   cy cl e  co ntr ol  strat e gy  us ed   by  H C  has   th e   be ne fit  of  avo i ding a  PI c on t ro ll er a nd t he  tria l - e rror a ppr oach f or tu ning it s  gains ( Kp and  Ki) .   The   aut hor   in [ 10 ] te ste d  P & O,  HC   ,   In C ond  a nd  FL   Con t ro ll er   ( FLC )  unde r   dif fere nt  le vels  of  irrad ia nce    to   com par e  thei r  meas ur e d  po wer   wav e f or m s.  FL  M PPT  dem onstrat es  a  fast  respo nse   ti me  com par e d  to   t he  othe r   in vest igate d  MPPTs .   H oweve r,  the   al gorithm’s  c omplexit y  of  P &O,  HC  a nd  I nCon d  are  lo we r.   I n  I nCond  M P PT,  t he  c onduct ance   an d  t he  i ncr eme nta l  co nductance   are  cal culat ed  by     the  meas ured   PV   c urre nt  a nd  vo lt a ge.   Th en,   t heir   val ue s  are   co mp a r ed  t o  ma ke   th e  rig ht  decisi on  for  increme ntin g  or  dec reme nting  the   volt age   re f ere nce.   Th e  main   obje ct ive  of  I nCon d  M PP T  is  t o  a chie ve     the  op ti mal   c onditi on  of  M PP   at   w hic h  t he   instanta neous   c onduct ance   is  e qual   to   the   inc re mental   cond uctance   [ 11] .  It  is   imp or t ant  to  point  ou t  that  in  P& O,   HC  a nd  I nCon d  M PP Ts,  us i ng  s mall   per t urb at ion   ste p  siz e  incre ases  the  ste ad y  sta te   trackin g  accurac y.   H owever,  the  al go r it hm   ma y  fail   to  achie ve  the  exac t  M PP   unde r  f ast   tran sie nt  var ia ti ons  of  irrad ia nce.   O n  the   co ntra ry,   us i ng  la r ge   per t urbati on  l eads   to   consi der a ble  powe r  rip ples  in  ste ad y - sta te   co nd it io ns ,   re du ci ng  the   tracki ng  e ff i ci ency  an d  af fecti ng     the  sta bili ty  of  PV  s ys te ms.   The  a utho r  in   [12]   pr opos e d  a  va riable  ste p  siz e  I nCon d  M PP T  to   ov e r come   dr a w back s  of   us in g  a  fi xe d  ste p  siz e.  Simulat io n  res ults  show  t ha t  thi s  M PPT  sti ll   pr esents  a  poor  performa nce  unde r  lo w  i rr a diance  le vel.   A n  ada ptive  I nC ond  base d  on  a n  e nh a nce d  ste p  m odel   an d  c on t ro l   strat egy  to   trac k  t he  M P P  i n  a n  a da ptive w a y  has  b een  p r opos e d  in   [13] . I ts  main  d ra w ba ck  is   the   di ff ic ulty o f   set ti ng   ma ny   i niti al   par amet ers  inclu ding  t he  er ror  per mi tt ed  facto r  an d  preci se  di re ct ion   co ntr ol - s cal ing  factors ( N 1  a nd  N2).   To  this,   the trial - er r or  a ppr oach is t he on l y path t o  t une the se r a ndom pa ramete rs.   As  disc us se d  in   [ 14] ,  a   we ll - desig ned  F LC  can   offer  a  rob us t  c ontrol  of  nonlin ear  s ys te ms .     The   co nce ptio n  phase   of   FL C  f or  c on t ro ll ing  nonlinea r   s ys te m   does   not  re qu i re  know le dg e   of  the   s yst em’s   mathemat ic al   model.  It  inte grat es  only  t he  exp e rts’  e xperi ence  int o  the  desig n  process   to  co nv e rt  li nguisti c  values   into   a  c on t ro l  si gn al   by  mea ns  of  t hree  main   sta ges :  Fu zzi ficat io n,  infe ren c e  a nd  defuzzifi cat io n.  FLC   has  been   hybri diz ed  with  va ri ou s  Soft  Co mputi ng   (S C )  te chn i qu e s  su c h  a s  Genet ic   Algo rithm  ( G A),  Pa rtic le   Sw ar m   O ptimi zat ion  (PSO ),  Ar ti fici al   Neur al   Netw ork   (ANN)   an d  A nt  Colo ny  Op ti mi zat ion  (FLC )   to  t rack   the  M PP .  H oweve r,  hybr i d  FLC - SC  te c hniq ues   ha ve   hi gh  c omplexit y,  as   the y  nee d  to   pr ocess   th e  th ree  sta ges  of  F LC  as  well   as  to   te st  a  popula ti on   of   duty  c yc le s  or   volt ag es  by  SC  te ch niques.  This  makes     the  Hyb rid   F LC - SC  MPPT s  the   m os t   cu mb e rsome   an d  co mp le x  al gorith ms.   T o  ge t  rid   of  the   above - mentio ned   dra wb ac ks   an d  t o  im pro ve  the   P V  s ys te m  e ff ic ie ncy ,   FLC  ha s  bee n  hybri di zed  with  c onve ntion al   M PP Ts.   A n  int el li gen t  f uzzy  discrete  pro por ti on al - inte gr al - der i vative  ( FL - DP I D )  M PPT   for  batte ry   c ha rg i ng  con t ro l  is  pro pose d  in   [15 ]   f or  en ha ncin g  ba tt ery   li fe  ti me  and  re du ci ng  powe r  lo ss.  T he   co nt ro ll er   al gorith m  is  bas ed   on  r egu la ti ng   the   powe r  delive r ed   to   the   batte ry  by  c onsid erin g  t he   tran sit ion   res ponse   a nd    the  rip ples  in   the  ou t pu t   vol ta ge  a nd  c urre nt.  Nine   f uzz y  r ules  ha ve  be en  us e d  t o  a c hieve   bette r   tr ackin g  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele c  &  D ri   S ys t,   V ol .  11 , N o.   3 ,  Se ptembe r  2020   :    15 36   –   15 46   1538   performa nce  c ompare d  to   co nv e nt io nal  P& O  an d  In C ond.   To  s urm ount  the  dr a wb ac ks   of   us in g  a  fixe d  ste p   siz e  HC meth ods,   a hybrid   FL - HC   MPPT   co ntr ol  te ch nique   is propose d  i n   [16] . FL - HC M PP T v aries   the  ste p  siz e  to  im prove  the  respo ns e  ti me  unde r  fa st  va riat ion s  of  i rr a diance.   H oweve r,  os ci ll at ion s  ar ound  th e  M P P   are  t he  main   li mit s  of  t his  MPPT.   A n  amel i or at io n  of    P & O  us in g  FLC   is  prese nted   in [ 17] .   L ow  os ci ll at ion s  and  hi gh  ef fici ency  in  t rack i ng  the   MPP  a re   achieve d  us i ng  the   pro pose d  strat eg y  c omp ared  to  c onve nt ion al  P&O.  Howe ve r,   t he  ste a dy - st at e  os ci ll at ion s   co uld  not  be  c omplet el y  el im inate d.  Mo reov er,  H ybrid   FL - P&O   M PP T  s uffe rs   f rom  slo w  r esp on se   ti me,   w hich   ca us es   sig nificant   powe r   loss   unde r  fast  var ia ti on s   of   irrad ia nce.   H ybri d  M PPT s  base d  on  In C ond a nd  FLC  to  trac k  the  M PP   are  pro po s ed  i n   [18 - 20] .    The  e valuati on   of   the se  MPP Ts  de pends  on  the  typ e o f  me mb e rsh i p  f unct ion s ,  the  num be r  of  f uzzy  rules,  an d  the  trac king  pe rformance   un der   dif fer e nt  operati ng  c ondi ti on s.   A  hybri d  I nC ond - FLC   co ntro l  te c hniqu e   is  pro po se d  i n  [ 18] .  The  rati o  of   de rivati ve   powe r  a nd   volt ag e,  as   wel l  as  the  va riat ion   of  this  rat io  ar e   cal culat ed  a nd   em ploye d  a s  the  FLC  i nput s.  T he   FLC   outp ut  is   passe d  t hro ugh  a   P I  c ontr ol  to   re gu la te     the  s witc hing   conve rter   duty   c ycle.  The   MPPT   sho ws   im pro ved  e ff ic ie ncy  a nd  reli ab il it y  in  t rack i ng  t he   M PP .   H ow e ve r,  us i ng  49  fu z zy  r ules  i n  a dd it ion   t o  a   P I   co ntr oller  i ncr eas es  the   c omplex it y  of   the   c on tr ol  a nd   slow s  it s r es po ns e ti me.   A  co m bin at io n  of    FL  ( 9  fu zz y  ru le )  and   I nCon d  has  been   ex pe rimental ly  te ste d  in  [19 ] .    The  al go rithm  may  fail   to  ac hieve  t he  acc urat e  MPP  f or  s om e  operati ng  conditi ons.  T he   pro po s ed  MPPT  in   [20]   em ploys   FLC  with  25  r ules  wh ic h  are   desig ne d  by  c onside rin g  t he  i ncr e mental   c onduct ance   pr i nc iple  to  gen e rate  the  a ppr opriat e  du t y  cycle  f or   a  buck - boos t  co nverter .  N o  co m par is on   with  th e  existi ng   M P PTs  has   been  done   to   s how   the   trac kin g  e f fici enc y  of  this   M PP T.   T hu s ,  t he  majo r  dr a w back  of  th ese  met hods  is   their   dev el opment  a nd   a ppli cat ions  for  only  sta nd al on e  sy ste ms  with out  con si der i ng   t he   gr i d  an d  ac  loads .   Accor dingly,  many r esea rches  ce ntered on ele ct rici ty  tran sfer  f rom  t he  P V  s ys te m   to  g r id  ei the r  by  im pro ving   the  inv e rter  t opol og ie s  or   c ontr ollers’   sc he mes.  I n  lo w  volt age  a pp li cat ion s ,  the  us e  of   a  si ng le - ph ase  H - br i dg e  ci rcu it   is  adequate   t o  co ordi nate  the  P V  s ys te m   to  the  util it y  gr i d.   T he  in ver te r  is  ca pa ble  of  trans ferrin g  D C  mea sured  vo lt age  and   c urre nt  to  desi red   A C  wav e forms  r especti ng  the  s ta bili ty  marg i ns  and  gu a ra ntee  high   powe r  qual it y [21] .   T he  co nt ro l  of   t his  de vi ce  mig ht  be  guaran te e d  ei ther   by  mea ns   of   Direct   Power  C ontrol   (DPC)  st rateg y  wh ic h  dep e nds  on  the  i ns ta ntane ous  act iv e  an d  re act ive  powe r  co ntr ol.   W her e   the  gates  switc h  O N/OFF  sta te   is  done   util iz ing  a   lo okup  ta ble;  or ,   th r ough  a n  in direct   powe r   meth od  na med   Vo lt age   O rient ed  C on tr ol  (VOC).   T his  te ch nique  depen ds   on  the   cha nge  betwee n  sta ti onar y  c oor din at e’s  α β   and   sync hrono us   r otati on   co ordinates  dq   a nd   guara ntees  high  dy namic  and   sta ti c  per f orma nce  via  a n  in ner  current   lo op.  Detai ls  of  t hes e  te ch niques  a r e  do ne  i n  [22 - 24] .   T he  VO C   is  ad op te d  t o  a chieve   the   pur po s e  of   this  pa per   an d  it s  deta il s  are  el aborated  i n  Sect ion   3.   The   pr e sent  paper  pro po ses   a  hybr i d  M PPT   te chn i qu e   that  br i ng s  t oget he r  the  a dvanta ges  of   f uzzy   a nd  I nC ond  for  imp r ov i ng   t he  tra ckin g  ef fici en cy  an d  minimi zi ng  l osse s  wh e n  the   po wer  tra ns f err e d  t o  t he  AC - gr i d.   PV  sy ste m   co m po sed  of  PVG,   DC - DC   conve rter  c ontrolle d  by  H ybr id  FL - I nCon d  M PP T,  H - Brid ge  DC - AC  in ve rter  as so ci at e d  with  t he  el e ct rical   gr i d  th rou gh   a n  L - filt er  a nd   con t ro ll ed  by  VO C  st rateg y  us in g  the   cl ass ic al   PI   te ch nique  is  dev el op e d  a nd   te ste d  us i ng  MATL AB -   Simu li n k plat form .   The desire d o bj ect ives to be a chieve d by the   dev el op e d M P PT ar e:   −   Im prov i ng the  respo ns e ti me,   this al lows fast  M P P trac king.   −   En han ci ng   t he  powe r  qual it y  by   dec reasin g  rip ples  in  the   outp ut  cu rr e nt  a nd   volt age,  he nce,  tra nsfer rin g  maxim um   pow er  to  the  gr i d.   −   Ach ie ve  the   MPP  under ir rad i ance  var ia ti ons .   −   M a ximizi ng th e tracki ng ef fici ency .   The  rest  of  thi s  pa per  is  orga nized  as  fo ll ows:  fi rstly,   the   desc riptio n  of  sy ste m   a nd  it s  pa rameter s   desig n  a re  give n  in   Sect io n  2.   The   resea rc h  met hod  is   e xp la i ne d  i n  Se ct ion   3.   The   S imulat ion  res ul ts  and  com par is ons are  presente d  in   Sect ion   4  a nd s om e c oncl us i ons a nd futu re  work are  g i ven in S ect io n 5.       2.   SY STE M DESC RIPTIO N AND P A RAM ET ERS D E SI GN   2.1.   System  de scri pt ion   Figure  1  s how s  the   pr opos e d  gr i d - c onnecte d  P V  s ys te m .  It  include s  a   P V G  c onnecte d  t o  the   dc - li nk  inv e rter  si de  th rou gh   a   DC - D C  boos t  c onve r te r.   T he  s witc hi ng   de vice  of  t his  la tt er  is  c ontr olled  by  me ans  of  an  im pro ved   f uzzy  I nCon d  M PP T.  T he n,   t he  inc orp or a ti on  of  the   syst em  to  t he  gri d  is  ens ur e d  t hro ugh  a n    H - br i dg e   ci rc ui t  top ol ogy,  w hich  is  a de qu a te   for  lo w  vo lt age  a pp li cat io ns .  L - filt er  is  inserte d  at   the  i nv e rter   ou t pu t   to   el im inate   the   high - fr e qu e nc y  cu rrent  rip ples.   A   V OC   strat eg y  is  util iz ed  t o  con t ro l   the   in ver te r   switc hes   sta te s   th rou gh  the   cl assic al   PI  c on t ro ll er,   a nd  t o  ge ner at e   the   s witc hin g  si gn al s   t hro ugh  P ulse  Width  M od ulati on techn i qu e  (PW M) .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       Grid   co nnect ed photov oltaic  syste m  ef fi ci en c y and  qu alit y imp r ove men t  usi ng   … ( A m ar a Yas mine )   1539       Figure  1. G rid connect ed  P V system im plem entat ion  i n M A TLAB/SI MUL INK       2.2.   Boo s t  c onvert er   pa r ame ters   design   To  be ne fit  fro m  the  P VG   a nd  extr act   it s  maximum  avail a ble  powe r,   the  desig n  of  the  DC - DC  sta ge   is  necess ar y.  The   co nverter   co ntains   a n  inducto r,  capa ci tor  a nd  a   powe r  switc h  ( M O SFET   or  IG BT )   con t ro ll ed  by  an  M PPT  al go rithm.   Acc ordi ng   t o  the  meas ur e d  c urren t  a nd   volt age  at   the  P VG   outp ut   side,    the M P PT’s  c ontr ol v aries   the   dut y  c ycle   of   the   DC - DC   co nverter   t o  t rack t he  M P P,   as   w el l  as  t o  su cces sfu ll y   li mit   the  high   cu rr e nt   an d  vo lt age   rip ples  f or  obta inin g  high - qual it y  in   the   distribu te d  pow er   [18] .   Con se quently ,   the  well - desi gn e d  DC - DC  boos t  c onve rter  is  esse ntial   fo r  ac hievi ng  this  goal .  T his  can  be   done  by  dete r minin g  the   mi nimum  values   of  P V  outp ut   capaci t or  C pvmin ,  boos t  in du ct or   L bmin ,  a nd   boos t  capaci tor  C bmin   us i ng the  fo ll owin g rela ti on s  [15 ,   25] :       = ∆ 8   ∆      (1)     =  2 ∆     (2)     = ( 1 − ) 8 ∆      (3)     wh e re  ∆I L  is  th e  inducto r  rip pl e  cur re nt  an d   ∆V pv is   the  volt age  rip ple  acr oss  the  PVG.  D   is  the  du t y  cycle.  I L  is t he i nducto r  c urrent  an d f  is the  s witc hing  fr e quency .      2.3.   Inv er ter  outp ut  L - filter  des ign   The  in ve rter  outp ut  in du ct or  (L f )  minimi ze s  the  cu rr e nt  r ipp le s  ( ∆  )   cause d  by  t he  switc hing   fr e qu e nc y  (  )   of  the  in ve rter.   F r equ e ntly,   a   ri pple   of  20 %   is   chosen   in   the   i nv e rter   outp ut   current   to   sel e c t   the L f min ,  ∆     can  be  e xpresse d  a s  [ 26] , [27]   :     ∆   /  =  4     (4)     The mi nim um   inv e rter ind uct or (   )   can  be o btained  a s :       =  4  ∆    (5)     It  is  im portant   to  note   that,   the  DC - DC  c onve rter   an d  t he   H - bri dge  i nverter  a re  as sume d  to  ha ve     the same   sw it chin g  fre qu e ncy   value   (f=f sw   )  t o offer  a  high  dynamic  res pons e  of the  sy ste m.       3.   RESEA R CH MET HO D   The  pro po s ed  gr i d  c onnected   PV   sy ste m  c ontr ollers  are   de velo ped  withi n  this  sect io n.   T he  propose d  FL - In C ondis  e xp la ine d  i n  sub - sect io n  (a)   a nd   sche mati zed  in   flo wch a rt  of   Fig ur e  2.   T he  V OC  S I MULI N K   scheme  is g i ve n by sub - sect io n (b) a nd d et ai l ed  as  w el l.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele c  &  D ri   S ys t,   V ol .  11 , N o.   3 ,  Se ptembe r  2020   :    15 36   –   15 46   1540   3.1.   Prop os ed   FL - InCond  MPP T   In  ord e r  to   ma ximize   po wer  f rom  the PVG  a nd  en ha ncin g  i ts  eff ic ie nc y,  the d esi gn o f   an   ap propriat e   M PP T  is  nece ssary.  Accord i ng l y,   a n   a dv a nc ed  hy br i d  FL - I nCon d  MPP T  is  pro posed  by   c ombi ning  FL  an d  In C ond  al gorit hm s .  T he   fl owchar t   of  t he  pr opos e d  al gorithm   is  il lustrate d  i n  Fig ur e   2.   At  fi rst,   the   al gorithm   acqu i res  the  P V  volt age  a nd  current  (V pv a nd  I pv ,  res pecti ve ly),   as  well   a s  the  loa d  volt age  ( V dc )  i n  or der   t o   cal culat e  us in g  the  ( 8 ) .    is  employed  a s  a  sc al ing   fact or   to   the  FLC  in put.  It  represe nts  the  rati o  betwee n  t he  m aximum  l oad  volt age  ( V dcmax )  an d  ma ximum   P V  volt age  ( V mpp ).  The   vo l ta ge  tra nsfer   f un ct io n  of the  b oo st c onve rter is  writ te n  as   [ 4] , [ 19] :           Figure  2. The   pro po se d MP P T alg or it hm fl owcha rt         =   = 1 1 − =   (6)     wh e re V pv ,  V dc are  the   P V  vo l ta ge  a nd  loa d  vo lt age ,  res pec ti vely  a nd  I pv   ,   I dc   a re  the   P V   cu rr e nt  a nd  load   cu rr e nt,   r especti vely .   D max   is  sel ect ed  by  em ployin g  the  maxim um  P V  V oltage  (V m pp ),   m axim um  powe r   (P mpp )  a nd the  r esi sti ve  loa d v al ue  (  )   acco r ding to  the  f ollow i ng r el at io n      = 1 − √ ∗         ( 7)      The val ue  of            use d  i n  the  prop os e d  met hod  is  co m pute d b y  c on si der i ng   ( 6 )  and  ( 7 )  as  fo ll ows      = 1 1 −   (8)     By  obta inin g  ,  the  rati o  of  the  ou t pu t  a nd  in put  volt age  of   t he  bo os t  co nve rter  ca n  be  e xp resse d  us in g  a n  a da ptive     value  as:     E ( k ) = dV dc ( k ) × dV pv ( k )     (9)     The variat io n  i n  the  er ror  E ( k )   can  b e e xpres sed  a s    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       Grid   co nnect ed photov oltaic  syste m  ef fi ci en c y and  qu alit y imp r ove men t  usi ng   … ( A m ar a Yas mine )   1541     dE ( k ) = E ( k ) − E ( k − 1 )     (10)     ( 9 )  an d  ( 10 )   a r e  us ed  as  i nput s  of   the  f uzzy   sy ste m.  W hen   the  value s  of  E(k)  an d   ( )   are  small   (i.e  the   insta ntaneous   po wer  is  ap proac hing   the  M P P) ,   a  s mall   value   of       sh oul d  be  sel e ct ed  by  the  FL C.  Howe ver,  in  t he  in  the  ca se   wh e re  E (k)  a nd    ( ) are  la r ge,   a   la rg e  valu e  of     sh oul d  be  sel ect ed.   E( k)  and    ( )   are   the  i nputs  of  the  FLC  an d      is  the  ou t pu t.   T he   input  var ia bl es  are  div i de d  int o  five   membe rs hip  f unct ions:   NB ,  NS ,   ZE ,  PS  a nd  PB.  The refore ,  the   re su lt in g  num bers  of  r ul es  are   25   proc esse d  by Mam dan i  f uzzy in fer e nce  sy ste m  ( with  max - min ).   Tab le  1   recapitulat es the  fu zz y r ules.       Table 1 .  Fu zzy  rules   E   dE   NB   NS   ZE   PS   PB   ZE   NB   NB   NM   NS   ZE   NS   NB   NM   NS   ZE   PS   ZE   NM   NS   ZE   PS   PM   PS   NS   ZE   PS   PM   PB   PB   ZE   PS   PM   PB   PB       The  dif fu zi ficat ion   sta ge  us es   seve n  mem be rsh i p  functi ons   ( NB:  ne gative   big,  NS :  ne ga ti ve  small ,   NM :   ne gative   me diu m ,  ZE:  zer o,  PS:   pos it ive  small ,  P M :  posit ive  m edium  PB :   po sit ive  bi g)  al ongs i de     the cente r of g r avity tec hn i qu e  for  calc ulati ng the a ppr opriat e step size   ,                    = ∑ ( ) ∑ ( )   (11)     wh e re    is  the   con t ro l  sig nal  pro vid e d  by   the   FLC  a nd  D i  are   the   center   of  t he   ma x - mi n  com posit ion  in  t he  outp ut  membe rs hip  f un ct io ns.  S ha pe   of  t he  FLC  membe rs hip  f un ct io ns  are   s how n  i n  Figure  3.           Fig ure  3. M e m ber s hip   f unct io ns : (a ) Inp ut of  FLC:   E a nd  dE  (b) O utput  of FLC:  dD       The  duty  c ycl e  is  inc reme nted  or  dec rem ented  by   thr ough  ca rryin g  ou t  t he  FLC  r ules.  A n  accurate  du t y  cycle  D  is  ob t ai ned   by  co m bin in g  F LC  a nd   I nCond  MPPT.    Var ia ti ons  of   th e  P V  vo lt age   (dV pv )  a nd the   PV  c urre nt (dI pv )  are  calc ulate d  as  foll ows        ( ) =  ( ) −  ( − 1 )       (12)     ( ) =  ( ) −  ( − 1 )       (13)     -   If   dV pv   is e qu al  to  zer o,  the  va riat ion   of  P V  c urren t  (dI pv )  is  cal culat ed.  If  dI pv   is equ al  ze r o,  it  mea ns  that  the  M PP   is  ac hieve d  a nd  the   old  value  of  t he  du t y  c ycle  D(k - 1)  is  kep t .   If  dI pv   is  high er  or  lo wer   t ha n  zero, the  duty   cycle D  is inc r emented  or  dec reme nted, res pe ct ively, b y  a s te p  siz e    .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele c  &  D ri   S ys t,   V ol .  11 , N o.   3 ,  Se ptembe r  2020   :    15 36   –   15 46   1542   -     If  dV pv   is   dif f eren t   f rom   zer o,  the   in sta ntan eous  c onduct a nce   (   ( )   ( ) )   a nd  the   i ncr e mental   co nductance   (  ( )  ( ) )     are  cal culat e d  a nd  co mp a re d.   If  no  c ha nge  is  detect ed ,  D(k - 1)  is  kep t.   H ow e ver,  if   (   ( )   ( ) ) >  - (  ( )  ( ) )     the  du t y  c ycle is i ncr e me nted by a ste p  siz e  (dD). Othe rw is e,  the  duty c ycl e is dec reme nt ed.       3.2.   Inv er ter  Cont rol    The   volt age   or ie nted  c ontr ol  or  V OC   is  a n  ind irect   strat eg y  of  c ontrolli ng  t he  act i ve  a nd  reacti ve   powe r  durin g  t he  in co rpo rati on  of  m ic r o - gri ds   to   the   el ect rical   gr i d.   It  a ims  at   ori entin g  the   c urren t  vecto r   reg a rd i ng  the   l ine  vo lt ag e  ve ct or  thr ough   a ct ive  an d  react ive  c urren t   c ontr ol[23 ].  The   pr i ncipal  funct ion  of  this  meth od  is  to  minimi ze  t he   erro r  be twee n  I d  ,Iq  (d i rect  an d  qu a drat u r e  pa rts  of  th e  measu red  gri d  current   and   t ran s f or me d  us i ng   Par k  T ran s f or mati on )   and   t heir  re fe ren ce  values  I d - ref   ,  I qr e fr es pecti vely .  The  valu e   of   Idref   is  obta ined  th r ough  an  oute r  PI   c ontr oller  lo op   wh ic h  al so   sta bili zes  the  inve rter  DC - side  vo lt age .   I qref  is  ke pt  equ al   t o  zer o  (Iqr e f=0)  to  co m pensat e  an y  inj ect ed  reacti ve  powe r  to  th e  s ys te m  a nd  gua ran te e   un it   power   fa ct or .  These   er rors  are   fe d  t o  P I  co ntr ollers  in  a n  Inner  Current  C on t ro l  lo ops  ca pa ble  of   regulat ing  the   outp ut  H - br i dg e   c urren t.   Finall y,  V da nd  Vq  vo lt age s  are   ge ne rated  a nd  c onve rted  t o  modu la ti ng  si gn al s  e mp l oye d  by   t he  P W M   in ve rter  pulse   gen e rato r.   The  a dvanta ge   of  this  met hod  are     the  high   abili ty  of  minimi zi ng  t he  TH D   a nd  e nsuri ng  sa ti sfactory  dyna mic  a nd  sta ti c  pe r forma nces   [ 24].     T he  c ontr oller  descr i bed  a bove   is  dep ic te d  i n  Fig ur e   4,  w hi le   the  P I  c ontr ol  tra ns f er   f unct ion   is   do ne  i n  ( 14 ) ,  wh e rein K p  a nd K i a re th e  proporti onal  and i nteg ral g ai ns   r especti vely .           Figure  4. V OC  H - bri dge in ve rter c on t ro l        ( ) = +   (14)     The deri ved tra ns fe rs funct io n o f  the  d - q cu rrents lo ops a re  done  a s:       I d ( s ) I dr ef ( s ) = I q ( s ) I qr ef ( s ) = k P + k i s L f s 2 + ( k P + r ) s + k i     (15)     wh e re  r  is t he  i nv e rter  outp ut  i nducto r's resi s ta nce .     The  sta nd a r d  s econd  orde r  tra ns fe r funct io n  i s d e fine d  as        ( s ) = k p ω n 2 s 2 + 2ζ ω n 2 s + ω n 2     (16)     wh e re   = √     , ζ = + 2 √     ω n  and ζ a re  na tural fre qu e nc y an d    dam ping  rati o of  t he  s yst em r es pecti vel y.   Com par in g   ( 15 )  a nd   ( 16 ) ,  w e   get the c urre nt  con t ro l  gains  a s      k P = 2 ω n L f − r     (17)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       Grid   co nnect ed photov oltaic  syste m  ef fi ci en c y and  qu alit y imp r ove men t  usi ng   … ( A m ar a Yas mine )   1543   k i = L f ω n     (18)     Obviousl y,  the   desi gn  of  gains  de fine d  by  the  e qu at i on s   mu st   guara nte e  the   sta bili ty  mar gin s   an d    the dy namic  pe rformance .         4.   RESU LT S   A ND AN ALYSIS   This  sect io n  is  de vo te d  t o  e va luati ng  the  pe rformance   of  t he  pro po se d  MPPT.   To   this   e nd,  a nalyse s   of  ma ny  performa nce  i nd ic e s  at   diff e re nt  op e rati ng  c ondi ti on s,  as  well   as  c ompa risons  with   co nve ntion a l   P&O   a nd  I nC ond  for  gri d - c onnected   m ode  are  car ried  out .  Firstl y,  the   pro po se d  M P PT  is  eval uated  un der   sta nd a rd  te st  c onditi on  (S TC;   1  kW/ m²   at   25  °C) .  S eco ndly ,  te sts  unde r  fa st  va ry i ng  ir ra diance   co ndit ion s   a re  carried   out.  Finall y,   a   co mpa rison  to   co nv entional  P& O,  In C ond  is   pe rformed  t o  va li date  the  pr opos ed   te chn iq ue.   The   M at la b - Simul ink   s of t war e  pa ckag e  has  be en  em ployed  f or   im pleme nting   t he  P V  sy st em,  as   sh ow n  in  Fi gur e 1 .  T he  sim ul at ion   par a mete rs  a re  pr ese nte d  in  Ta ble 2.       Table  2 . T he  impleme nted  syst em   Para mete r  set ti ngs     Sy m b o l   Para m eter   Valu e   PV   Mod u le   PMPP   Maximu m  po wer   3 3 4 .905 W   VMPP   Vo ltag e at  P m ax   4 1 .5 V   IM PP   Cu rr en t at  P m ax   8 .07  A   DC - DC   Co n v erter   CPV   PV capacito r   110 f   Lb   Bo o st in d u ctan ce   3  m H   Cd c   DC - Link  Cap acito r   3300  f   fsw   Switch in g  f requ en cy   2 0 KHz   AC sid e   Lf   Filter  in d u cto r   3 m H   rf   Filer  resisto r   0 .01 o h m   Vg   Grid v o ltag e   220V   fsw   Switch in g  f requ en cy     2 0  KHz       4.1.   Te st  un der ST C  ( 1kW/ m²  at  25°C)   Figure  5  s how s  the  measu re d  cu rr e nt,  vo lt a ge  a nd  po wer  I pv ,  V pv   an d  P pv ,   res pecti vely   unde r  STC .  S hort  t ran sie nt   ti me   has  bee n  obta ined   by  the   pro pose d  M PP T,   w hich   is  ar ound  30  ms .  Th rou ghout   this   op e rati on  c ondi ti on ,  the   insta ntane ous  P V  powe r,   P pv  has  been  mainta in ed  at   334  W,   wh ic h  is  the   de sire d  maxim um   po wer   t hat  must   be  ob ta ine d  at   STC  (F ig ur e  5. c ) . As  ca n  be  see n  f rom  Fig ur e  5. a .   and  b,    the  insta ntane ous  volt age  (V pv )  a nd  cu rr e nt  (I pv ) are  a rou nd  their  maxim um  value s,  w hich  are  41.5  V ,  8.0 7  A ,   resp ect ivel y.   F igure  6.(a)   s ho ws   the   volt age   at   t he  i nv e rter     DC - side   an d  it s  ref e re nce  ( V dc   a nd  V dc_ref )   un der  STC.  It  ca n  be   note d  that  t he   dc   volt age   ha s  bee n  bo os te d  to  t he  desire d  le vel,  w hich   is  40 0V.  T he re fore,     the  pro posed   M PP T  is  capa ble  of  re gula ti ng   t he  volt age   and   minimi zi ng   l os s.  He nc e,  the  in ver te r   ou t pu t  current   wa veform  is  purel y  sinu s oid al   an d  al so  well   s yn chr oniz ed  with   the  gri d  volt age  as   s how n  i n  t he   Figure  6.   ( b).   this  permi ts  the  trans fer   of   maxim um   power   t o  the  gr i d  an d  e nsures   un it   po wer   f act or .    Additi on al l y,  the   anal ys is  of   the   T H D  us i ng  MATL AB/SI M UL I NK  P OWER G UI  f or  both   vo lt age   a nd   current   gi ves  va lue s  of  0.0 2%   an d  1.1 6%  res pecti vely   w hic h  c onf orms  t o  that  gi ven  by  I EEE   519 -   s tan da rd .  The  act ive  po wer ex ported  by th e  in ver te r  i s equal t o DC - powe r  w hile t he  r eact ive  pow er r e sts eq ual t o  ze ro.             Figure  5 .P V   outp ut(a) cu rr e nt , (b)vo lt age   and(c) Powe r  at  STC  (25° C  &  1 kW /m² )     Figure  6. (a ) D C - li nk   V oltage , (b) PCC   Vo lt age a nd  current   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele c  &  D ri   S ys t,   V ol .  11 , N o.   3 ,  Se ptembe r  2020   :    15 36   –   15 46   1544   4.2.   Te st  un der  va ry ing irradi ance     En vironm e ntal   co nd it io ns   a re   ti me  varyin g.  Ther e f or e,   che ckin g  the   abili ty  of  the   pro pose d  M PPT   in  tracki ng   the   M PP  unde r  fa st  var ia ti on s  of   irrad ia nce  is  ne cessar y.   T his  has  bee n  acc ompli sh e d  by  va ry i ng  the  ir rad ia nce   ma ny  ti mes  within   a  few  seco nd s .    F ou r  le ve ls  ar e  c on si der e d  in   this  te st,   w hic h  a re   1kW/m², 0W/ m ²,  0.5kW/m² ,  0.9kW/m².   MPPs,   co rresp on ding  t o  t he   af or e mentio ne d  irrad ia nce   le ve ls  are:   334.5 3W,  0W,   166.2 W  a nd  301.7 1W,  re spe ct ively.   As  c an  be  see n  f rom  Fig ur e   7,   th anks  to  t he  pr opos e d  M PP T,  t he  ou t pu t  PV  volt ag e  ( V pv )  a nd  cu rr e nt  ( I pv )  a re  kep t  a r ound  th ei r  ma ximum  values   V m pp  an d  I mpp ,  resp ect ivel y.  T his  mea ns  that  the  insta ntane ous  powe r  of  th e  P VG  achie ve s  the   MPP   (the   re d  das hed  li ne )  fo r   each  le vel  of  ir rad ia nce  (F ig ure  7c).   High  pe rformance   a nd  sta bili ty  are   s how n  in  t he  DC - li nk  volt age   w hich   is  kep t  ar ound  it s  ref e ren c e  (400V )  un de r  irra diance  var ia ti ons  ap pl ie d  to  the  P V  syst em  Fig ur e  8.   Fu rt hermo re,   t he  i nv e rter   ou tpu t  c urre nt  ke eps  a  si nu s oi dal  wa ve f or m   with   var ia ble  am plit ud e   Fi gure  9  sta ying  in  phas e  with  the  gr id   vo lt age .  Small   THD   value s  are  sho wn   i n  bo th  curre nt   an d  vo lt age  a nd  th e  FFT   analysis  giv e s  values  of  1.16% an d 0.0 1% r especti vely .             Figure  7. P V   outp ut ( a ),  c urre nt   ( b) volt age  a nd ( c )  Power u nder  fa st varyin g  i rr a di ance con diti on     Figure  8.DC - li nk volt age  ( V dc ) under  f ast   va r ia ti on s  of  irra diance           Figure  9. PCC   Vo lt age  and c urre nt un der fast  v a riat ion s  of ir rad ia nce       4.3.   Co m pa ri s on  with   conve nt i onal P&O  an d InCond  MP PTs   In   t his  s ub - se ct ion ,  f ur the r  assessme nts  of  performa nce   unde r  fast  va riat ion s  of  ir r adiance  an d  te mp erat ur e  a r e  carrie d  out.  To  this  e nd,  t wo   well - know n  M PPT  meth od s ,  namely  c onve ntion al   P &O  [13]   and  I nCon d  [ 28] are   em ploy ed  in   the  pr es ent  co mp a rison.  Re s ults  sho wing  wav e for ms  of  th e  P V   outp ut   powe r  obta ine d  by   t he  pro posed  M PP T,  P &O  a nd  I n - C ond  are  de picte d  in  Fig ur e   10 .   Table  3  repre sents  a   com par is on  in  te rms  of   c onve rg e nce  ti me,  st eady - sta te   er ror,   a ver a ge  pow er  at   1k W/m ²,   trackin g  e ff ic ie ncy,   gr i d  c urren t   T HD  an d  the  e rror  bet ween  P PV   an d  P g   bet we en  t he  pro po se d  M P PT,   P& O   an d  In C ond.  As  ca n  be  see n  f rom   Table  3,  the   nu merical   va lues  of  co nve rg e nce  ti me  de monstrate   th e  su pe rio r  tra ckin g  performa nce   of  th e  pro po se d  MPPT   ( 20  m s).  W herea s,   P &O  an d  I nCond  ta ke   a rou nd  40. 2m s   an d  38.9ms,   resp ect ivel y,   t o  re ach   the  M PP .  P &O  presents   pow er   rip ple  ar ound   the  M PP   an d  c on s eq ue ntly,   l ow e r   eff ic ie nc y  in   tracki ng   t he  MPP  (a r ound  97. 04%),  Com pa red   t o  98.3%   for  In C ond.  Wh il e  the   pr opose d  method p rese nt s  a  hig h  tra cki ng   e ff ic ie nc y  of  99. 07%  .T he  powe r  trans mit te d  from  t he  P VG   t o  the  gri d  unde r  the  co ntr ol  of   the  pro posed  M PP T  has  a  l ow   po we r  loss   (aroun d  4  W)  du e  t o  the  c ontr ol  of   both  t he  P V   vo lt age  ( V pv )  a nd   t he  in ver te r   dc - si de  volt ag e  (V dc ) ,  w hile  the  powe r  los s   us in g  P &O  a nd   I nCond   is  high  (   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       Grid   co nnect ed photov oltaic  syste m  ef fi ci en c y and  qu alit y imp r ove men t  usi ng   … ( A m ar a Yas mine )   1545   6.57W  a nd   8.4 2  W  res pecti ve ly  ). T his  le ad s  to  a  low  T H D  in  c urren t  de li ver ed  at   PC C  1. 16%  c omp ared   t o  1.43% a nd 2.03%  us in g  I nCond  a nd  P& O ,  resp ect ivel y.           Figure  10. PV   powe r  e xtracte d by P& O,  I nC ond  a nd the  pr opos e d MP PT  unde r  fa st va riat ion s  of irra di ance       Table  3.   P& O,   In C ond  a nd th e pro posed   M P PT   Pe rformanc es   MPPT  M eth o d s   Tr   (m s )   Stead y - state  err o r   ( W )   Av erage po wer at  1 0 0 0 w/m ²   Ef fic ien cy  ( %)   Grid cu rr en t T H D  (%)   |  − | (W)   P& O   4 0 .2   9 .90 5 0   325W   9 7 .04   2 .03   8 .42   InC o n d   3 8 .9   5 .69 2 4   3 2 9 .2116 W   9 8 .3   1 .43   6 .57   Prop o sed   m eth o d   20   3 .11 0 6   3 3 1 .7904 W   9 9 .07   1 .16   4 .31       5.   CONCL US I O N   In   this  pa per   a n  imp rove ment   of   the  PV   s ys t em  eff ic ie nc y  and   of   t he  qual it y  of   the  pow er  delive red  thr ough  a  ne wly  pro po se d  FL - In C ond  M PP T  that  use s  an  a utom at ic   tun in g - c ontr oller  of  ste p  siz e,   inv est igati ng   the  featu res   of   bo t h  I nCond  a nd  F L  c o ntr ollers.   I n  fact,   the   imp r ov e d  FL - In C ond  met hod  al l ow s   the  minimi zat ion   of   powe r  lo ss  betwee n  the   PVG  side  a nd  gr id  side  ( 4.3 1  w)   c ompare d  t o  6.5 7W  an d  8.4 2W   us in g  In C ond  an d  P &O  re sp ect ively ,  off ers  bette r  dyna mic  an d  ste a dy - sta te   pe rfo rma nces,  mini mize s  distor ti ons   in   c urren t   th rou gh  the   T HD  im pro veme nt.   S o,  high  powe r   qu al it y,   ef fici enc y,  an d  reli abili ty  a re  ob ta ine d  c omp ared   t o  e xisti ng   M PPT   te ch ni qu es .  M oreo ve r,   resu lt s  unde r  sta ndar d  a nd  dy namic  c onditi on s   ver if y  the   feas ibil it y,   e ff ect iv eness   a nd  a cc uracy   of  the   pla nn e d  c on tr ol,   wh e re   a   fast   c onve rg e nce   s pe ed   is   achieve d  us i ng  the  p r opos e d met hod  c ompa red  to  I nC ond and  P &O wit h on l y  20ms ,  c ompa red  to  3 8.9 ms  a nd  40.2 s ,  res pecti vely.   I n  our   f ut ur e  resear ch ,  we  inte nd  to   e xp e rime ntall y  validat io n  of   t h e  pro po se d  m et hod,   integrate   it   to   la rg e   scal e  a nd  hybri d  gri d - co nn ect e d  micr o - gr i d  s ys te ms   in cl ud in g  li near  and  non - li near  loads   by k ee ping it s  eff ic ie nc y  a nd  powe r qu al it y con ti nu ously at  max im um l ev el .       REFERE NCE S     [1]   REN21  MEMBERS ,   “R ENEWA BLE S 2019  G LOBAL  STATUS   REPOR T, ”  20 19.   [2]   K.  Kac hh iya ,   M.   Lokha nd e,  and   M.  Patel,   "M ATLAB/Sim uli nk   mode l   of  sol ar  P V  modul e   and   MP PT  al gorit hm , "  in  Nati ona l  Con f ere nce on Re ce n t  Tr ends  in Engi nee ring  &  Te chn ology ,   2011.   [3]   R.   Boukenou i,  R.   Bouhed ir,  A.   Mellit,  and   S.   Sagla m ,   "Exp erime nt al   assess m e nt  of   Poly  C - Si,   CIGS   and  Cd T e  Photovolt aic  t e chnol ogi es  und er  re al   work in g  condi t ions,"  in  2019  In te rn ati onal  Con fe re nce   on   Wireless  Technol ogi es,   E mbedde d  and   Int el li g ent Sy stems  (WITS) ,   pp.   1 - 4,   2019.   [4]   M.  A.  En any,   M.  A.  Fara h at,  and  A.  Nasr,   "M odel ing  and   e val ua ti on  of  main  ma x im um   po wer  point   tracki ng  al gorit h ms f or   p hotovol taics  sys t em s,"  Re newab l e  and  Susta inable  En ergy   Revie w s,  vol. 58, pp. 15 78 - 1586,   2016 .   [5]   R.   Boukenoui,  H.  Salhi,  R.   Bra dai ,   and   A .   Mel l it ,   “A  new  int e lligent   MP PT  m ethod  for  stand - alone  photovolta ic  sys te ms  oper at i ng  under   f ast   tr ansie nt   va riation s  of   shading   pa t te rns,”  So l.  En e rgy ,   vo l.  124 ,   p p.   124 – 142 ,   Feb .   2016.   [6]   M.  A.  Ena ny ,   M.  A.  Far ahat,  and  A.   Nasr,   “ Modeli ng  and  e val ua ti on  of   m a in  m axi mu m  po wer  point  tr ac ki ng  al gorit h ms  for  photovol taics  sy stem s,”   R ene wa ble   and   Sustain able   Ene rgy   Revie ws ,   vol .   58 .   El sevi er  L td,  pp .   1578 – 1586,   01 - May - 2016.   [7]   M.  A.   Abdourra zi q   and   M.   Maa roufi,  "Expe r im e nta l   Veri f icati on   of   the  Main   M PP T   Techni ques   for   Photovolt aic   Sys te m",   Int ern ati onal   Journal  of  Pow er  Elec tronic s  and  Dr i ve  Syste ms   (I JP E DS) ,  Vol.   8,   No.   1,   pp.   384  –   39 1 ,  Marc h  2017 .   [8]   Z.  Salam,   J.   Ah me d,   a nd  B .   S.  Merugu,   " The  a ppli c at ion   of   sof t  com put ing  me t hods  for  MP PT  of  PV   sys te m :  A   te chno logi c al a n d  stat us r eview,"   Applied Ene rgy ,   vol. 107, pp. 13 5 - 148,   2013 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.