I nte rna t io na l J o urna l o f   Adv a nces in Applie d Science s   ( I J AAS)   Vo l.   10 ,   No .   3 Sep tem b er   202 1 ,   p p .   2 6 1 ~ 2 7 0   I SS N:  2 2 5 2 - 8 8 1 4 ,   DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijaas.v 10 . i 3 . p p 261 - 2 7 0          261       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij a a s . ia esco r e. co m   Enha nced mo del  ba sed a lg o rithm t o  reinf o rce  P V  sy stem wi th  dy na mic MPPT  c a pa bility       M d.  E hte s ha m   De p a rtme n o El e c tri c a a n d   El e c tro n ics ,   M a u lan a   Az a d   Na ti o n a Urd u   Un iv e rsity ,   In d ia       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Au g   7 ,   2 0 2 0   R ev is ed   Ma y   1 ,   2 0 2 1   Acc ep ted   J u n   1 8 ,   2 0 2 1       P h o t o v o lt a ic  ( P V)  p o we h a e m e rg e d   a s   th e   m o st  a tt ra c ti v e   re so u r c e   in   f o rm   o a   c lea n   a n d   g re e n   e n e rg y .   Ho we v e r,   o n e   m a jo c h a ll e n g e   a ss o c iate d   with   P in terfa c in g   is  it i n term it ten o u tp u c h a ra c teristic  wh i c h   v a ries   d ra m a ti c a ll y   with   t h e   o p e ra ti n g   c o n d it io n s.  T h u d e sig n in g   a n   e ffe c ti v e   m a x imu m   p o we p o i n trac k in g   (M P P T)   a lg o rit h m   is  a   k e y   a sp e c fo o p ti m izi n g   P sy ste m   p e rfo rm a n c e .   Nu m e ro u M P P a lg o rit h m h a v e   b e e n   p ro p o se d   e a rli e h a v i n g   th e ir  o w n   sp e c ifi c   a d v a n ta g e s.  Ho we v e r,   th e se   a re   fo u n d   t o   h a v e   tw o   m a jo li m it a ti o n wh ic h   h a v e   t o   b e   e ss e n ti a ll y   a d d re ss e d .   F irstl y ,   t h e y   b e c o m e   in e ffe c ti v e   in   th e   d y n a m ic  c o n d it i o n wh e re   th e re   is  ra p id   c h a n g e   in   e n v iro n m e n tal  p a ra m e ters   li k e   in so lati o n   a n d   te m p e ra tu re .   S e c o n d l y ,   th e y   fa il   t o   d isc rimin a te  b e twe e n   g lo b a a n d   lo c a l   p e a k u n d e r   p a rti a sh a d i n g   c o n d it i o n s.   Th e r e fo re ,   to   a c h ie v e   a   re li a b le  a n d   e fficie n t   sy ste m   o p e ra ti o n ,   th is  p a p e p re se n ts  a n   e n h a n c e d   m o d e l - b a se d   (M B)  a lg o rit h m   th a o v e rc o m e b o t h   t h e se   d e ficie n c ies .   Ba se d   o n   n e w   g o v e rn in g   e q u a ti o n a n d   p re c ise d   e stim a ti o n   tec h n i q u e ,   it   p re d e term in e th e   M P P   a n a ly ti c a ll y .   F irst  sim u late d   re su lt a re   o b tain e d   wh e re   it   is  tes ted   fo r   d y n a m ic  v a riati o n o a ll   th e   th re e   p a ra m e ters .   Th e n   th e   e x p e rime n tal  v a li d a ti o n   is  c a rried   o u t   o n   a   2   KW  in sta ll e d   p a n e l   w h e re   re a ti m e   d a ta  is  re c o rd e d   t h ro u g h   CR 1 0 0 0   d a ta   lo g g e r   a n d   e n v iro n m e n tal  p a ra m e ters   a re   se n se d   with   e lem e n ts  li k e   p y ra n o m e ter   a n d   h u m i d it y   se n so r.   lar g e   n u m b e o e x p e rime n tal  re su lt a re   o b t a in e d   f o trac k e d   M P P   i n   t h e   d y n a m ic  c o n d i ti o n s,  w h ich   a re   t h e n   s u m m a rize d   in   tab u lar   fo rm s.   T h e se   a re   fin a l ly   p lo tt e d   a n d   c o m p a re d   wit h   sim u l a ted   re su lt to   il lu stra te  th e   e ffe c ti v e n e ss   o p ro p o se d   M a lg o rit h m .   K ey w o r d s :   Dy n am ic   Ma x im u m   p o wer   p o i n t tr ac k in g   Mo d el - b ased   alg o r ith m   Par tial sh ad in g   Ph o to v o ltaic   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Md .   E h tesh am   Dep ar tm en t o f   E lectr ical  an d   E lectr o n ics   Ma u lan Aza d   Natio n al  Ur d u   Un iv er s ity   Ur d u   Un iv er s ity   R o ad ,   T elec o m   Nag ar ,   Gac h ib o wli,  Hy d er a b ad ,   T elan g an 5 0 0 0 3 2 I n d ia   E m ail:  m d eh tesh am 8 7 @ g m ail . co m       1.   I NT RO D UCT I O N   Ov er   th last   f ew  d ec ad es  th er h as  b ee n   tr em en d o u s   tr en d   o f   ex p lo itin g   th r e n ewa b le  s o u r ce s   o f   en er g y   o n   ac co u n o f   v ar io u s   f ac to r s   lik clim atic  c o n ce r n ,   d ep letio n   o f   co n v en tio n al   en er g y   r eser v o ir s ,   g lo b al  war m in g .   Am o n g   all  t h r en ewa b le  s o u r ce s ,   p h o to v o ltaic  ( PV)   p r o m is es  to   b th m o s attr ac tiv s o lu tio n   as  a   r esu lt  o f   latest  ad v a n ce m en ts   in   s em ico n d u cto r   m ater ials   a n d   p o wer   ele ctr o n ic  c o n v er te r s .   Desp ite  o f   s ev er al  ad v an tag es th at  PV sy s tem   o f f er s   [ 1 ] ,   o n m ajo r   ch allen g f o r   th lar g s ca le  in ter f ac in g   o f   PV  p o wer   is   its   n o n - lin ea r   o u tp u ch ar ac ter is tics   wh ich   v ar y   with   th am b ien o p er atin g   co n d itio n s   [ 2 ] .   T h e   s itu atio n   g ets  f u r th er   wo r s en ed   f o r   d y n am ic  co n d itio n s   wh er th er is   r ap id   v ar iatio n   in   en v ir o n m e n tal   co n d itio n s   [ 3 ] .   T h u s ,   it  d em an d s   f o r   co m p r eh en s iv ass e s s m en o f   ch ar ac ter is tics   in   ter m s   o f   d y n am ic   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 8 1 4   I n t J Ad v   Ap p l Sci Vo l.   10 ,   No .   3 Sep tem b er   2 0 2 1 :   261     2 7 0   262   b eh av io u r   an d   to   d esig n   a d v an ce   tr ac k in g   s ch em s o   t h at  PV  p an el  is   ess en tially   m ad to   o p er ate  at   m ax im u m   p o wer   p o in t ( MPP)   in   o r d e r   to   o p tim ize  th s y s tem   p er f o r m an ce .   T h er h av b ee n   lar g n u m b er   o f   MPPT  alg o r ith m s   a p p lied   b y   th r esear ch er s   [ 4 ] - [ 8 ] .   T h ese   tech n iq u es  d i f f er   f r o m   o n a n o th er   f r o m   v ar i o u s   f u n ctio n al   asp ec ts   an d   h a v th ei r   in d iv id u al  p r o s   an d   co n s .   R ig o r o u s   r ev iew  o f   MPPT  alg o r ith m s   r ev ea ls   th at  th ese  ca n   b b r o a d ly   d iv id e d   in to   ( a)   c o n v en tio n al  an d   ( b )   s o f co m p u tin g   tech n iq u es.  Am o n g   th c o n v e n tio n al  MP PT  alg o r ith m s ,   th m o s p r e f er r ed   m eth o d s   ar e   p er tu r b   a n d   o b s er v ( P& O)   [ 9 ]   an d   i n cr em en tal  c o n d u ctan ce   ( I C )   [ 1 0 ] .   T h a k r an ,   Sin g h ,   Gar g ,   an d   Ma h ajan   [ 1 1 ]   im p lem en ted   P& alg o r i th m   wh er MPPT  an aly s is   h as  b ee n   ca r r ied   o u with   two   d i f f er en ap p r o ac h es   d ep en d i n g   o n   w h eth er   p er t u r b atio n s   ar ca u s ed   in   v o ltag o r   d u ty   c y cle.   I g iv es  an   ef f ec tiv tr ac k in g   ap p r o ac h   h av in g   b ig g est  ad v a n tag in   ter m s   o f   ea s o f   im p lem en tatio n .   B u th m ajo r   li m itatio n   ass o ciate d   with   P& is   th at  in cr ea s in g   th p er tu r b at io n   r ate  r esu lts   in to   h ig h er   o s cillatio n s   ar o u n d   MPP  an d   h en ce   s elec tin g   th s tep - s ize  r em ai n s   d ilem m a.   Kim   an d   C h a   [ 1 2 ]   p r o p o s ed   v ar iab le   s tep - s ize  ap p r o ac h   to   o v er co m e   th is   lim itatio n   wh er o s cillatio n s   at  s tead y   s tate  h av b ee n   r e d u ce d   s ig n if ican tly   an d   h ig h er   s y s tem   ef f icien cy   h as  b ee n   ac h iev e d .   Ho wev er ,   th is   is   ca p a b le  o f   tr ac k in g   MPP  o n ly   u n d e r   u n if o r m   co n d itio n s   as  i t   s h o ws  s lu g g is h   an d   p o o r   co n v er g en ce   wh e n   th er is   p ar tial  s h ad in g .   Similar ly ,   I C   alg o r ith m   f o r   MPPT  h as  b ee n   ef f ec tiv ely   im p lem en t ed   b y   Dh a o u ad i   et   a l.   [ 1 3 ] ,   wh e r s y s tem   tr an s ien ts   an d   c o n v e r g in g   r esp o n s h a v b ee n   an aly ze d   with   g r ea ter   o s cillatin g   f r eq u en cies.  T h p r o p o s ed   tech n i q u is   s im p le  an d   ef f icien b u th e   d r awb ac k   is   th at   it  ca n n o b ap p lied   i n   d y n am ically   ch a n g in g   c o n d it io n s   an d   also   its   u s is   lim ited   to   lo w   p o wer   a p p licatio n .   Acc o r d in g   to   C h au h a n   et   a l.   [ 1 4 ]   o v er co m es  th is   lim itatio n   to   s o m ex ten t   wh er e   a   m o d if ied   I C   alg o r ith m   h as  b e en   p r o p o s ed   b y   o p tim izin g   th co n tr o ller   g ain   th r o u g h   Gr e y   W o lf   tech n iq u e.   Ho wev er ,   r es u lts   ar s atis f ac to r y   o n l y   f o r   i n s o latio n   v ar i atio n   an d   th at  to o   o v er   s m all  s ca le  o n ly ,   as  d y n am ic   ch an g o f   o t h er   p ar a m eter s   in tr o d u ce s   tr u n ca ted   er r o r .   Als o ,   i n clu s io n   o f   o p ti m izatio n   alg o r ith m   h as in cr ea s ed   th co n tr o ller   co m p lex ity   s ig n if ican tly .   W ith   th ev o l u tio n   in   in telli g en ce   tech n iq u e,   th e r h a v e   b ee n   n u m b er   o f   MPPT  alg o r ith m s   d ev elo p e d   in   r ec en y ea r s   o n   t h b asis   o f   s o f co m p u tin g .   A m o n g   th ese  ev o lu tio n ar y   tech n iq u es,  th lik es  o f   f u zz y   lo g ic   co n tr o ( FLC)  [ 1 5 ] ,   ar tific ial  n eu r al   n etwo r k   ( ANN)   [ 1 6 ] ,   g en etic  al g o r ith m   ( GA)   [ 1 7 ] ,   p ar ticl e   s war m   o p tim izatio n   ( PS O)   [ 1 8 ]   ar f o u n d   to   b ex p lo r e d   im m en s ely   in   th is   n ew  er o f   MPPT.   Acc o r d in g   t o   Nem o u r s   an d   C h o wd h u r y   [ 1 9 ] ,   a   FLC  b ased   MPPT  s ch em h as  b ee n   im p lem e n ted   wh ich   s h o ws  g o o d   tr ac k in g   ca p ab ilit y   f o r   lo ad   v ar iatio n s   as  well.   T h m ain   a d v an tag o f   FLC  b ased   tech n i q u es  is   th s p ee d   o f   tr ac k in g   as  th ey   ca n   r ed u ce   th s ettlin g   tim e.   H o wev er ,   th e   m ajo r   lim itatio n   o f   FLC  is   th a o n ce   af ter   d ef in i n g   th r u les  th ey   ca n n o b m o d i f ied   an d   h e n ce   lar g am o u n o f   tr ain in g   is   r eq u ir e d   f o r   e f f ec tiv tr ac k in g   u n d e r   d y n am ic   in s o latio n   a n d   o th er   co n d itio n s .   He n ce   FLC  is   h a r d ly   u s ed   alo n e   f o r   tr ac k in g ;   r a th er   its   co m b in atio n   with   o th er   is   p r e f er r ed   as  h y b r id   MPPT  alg o r ith m   [ 2 0 ] .   B u th en   o f   co u r s s y s tem   co m p le x ity   b ec o m es  a   m ajo r   is s u e.   Ab ad i   et  a l.   [ 2 1 ]   p r o p o s ed   Neu r o - Fu zz y   b ased   ad ap tiv MPPT  alg o r ith m   w h ich   h as  im p r o v e d   th co n v e r s io n   ef f icien cy   a n d   ca n   b ef f ec tiv e   f o r   all  co n d itio n s .   B u th p r o b lem   ass o ciate d   with   ANN  tech n iq u is   th at  its   co m p u tatio n al   tim an d   m em o r y   r eq u i r em en is   lar g wh ich   s ig n i f ican tly   in cr ea s es  th e   co m p lex ity .   Similar ly ,   GA  b a s ed   alg o r ith m s   wh ich   a r m ai n ly   em p lo y ed   f o r   s to ch asti s ea r ch es,  also   h av e   th s am d r awb ac k   o f   lar g m em o r y   a n d   tr ain i n g   r e q u ir e m en b ec au s o f   h ig h   in iti al  p o p u latio n .   PS is   an o th er   ev o lu tio n a r y   tech n i q u wh ich   is   g ain in g   m u c h   o f   t h atten tio n   in   r ec en y ea r s   [ 2 2 ] .   I is   p ar ticu lar ly   well  s u ited   f o r   tr ac k in g   o f   g lo b al  m ax im u n d er   p ar tial  s h ad in g   ca s es  wh er p an els  ar n o n - u n if o r m l y   illu m in ated .   Ho wev e r ,   th e   af f air   o f   p ar am eter   in itializatio n   is   d if f icu lt  task   in   PS b ased   alg o r ith m   wh ich   g iv es  r is to   th r an d o m n ess   in   in itial  d u t y   cy cle.   An o th er   d r awb ac k   o f   PS tech n iq u is   th at  with   th e   in cr ea s in   p o p u latio n   s ize,   co m p u tatio n al  d i f f icu lty   also   in cr ea s es.  Her it  is   im p o r tan to   n o te  th at  p ar tial   s h ad in g   h as  s ev er al  ill  ef f ec ts   o n   PV  s y s tem   p er f o r m an ce   as  it  lead s   to   co n s id er ab le  am o u n o f   p o wer   l o s s   an d   m ay   e v en   ca u s d am a g to   p an els  [ 2 3 ] [ 2 4 ] .   T h e r ef o r e,   to   d esig n   s im p le  an d   ef f e ctiv alg o r ith m   f o r   m in im izin g   th c o n s eq u en ce s   o f   p ar tial  s h ad i n g   co n tin u es  to   b an o t h er   ch allen g in g   asp ec in   th f ield   o f   MPPT,   ev en   th o u g h   th e r h av b ee n   m a n y   p r o p o s ed   wo r k .     T h u s   in   v iew  o f   d etailed   an aly s is   o f   MPPT   alg o r ith m s   as  d is cu s s ed   ab o v e,   it  is   o b s er v ed   th at   th er ex is ts   n u m b er   o f   tech n i q u e s   wh ich   p er f o r m   s atis f ac to r ily   in   u n if o r m   co n d itio n s   with   s tead y   v ar iatio n s   i n   en v ir o n m en tal  p a r am eter s .   H o wev er ,   t h er a r two   m ajo r   an d   co m m o n   d r awb ac k s   ass o ciate d   with   th ese   m eth o d s   wh ich   n ee d   to   b a d d r ess ed   f o r   ef f ic ien t   an d   r elia b le  PV  s y s tem   p er f o r m an ce .   T h f ir s is   th at  t h ey   f ail  to   r esp o n d   e f f ec tiv ely   wh en   th er is   d y n a m ic  ch an g i n   th en v ir o n m en tal  co n d itio n s .   I m ea n s   th at  th eir   o p er atin g   p o in d r if ts   awa y   f r o m   MPP  wh en   th c o n d it io n s   ar e   v ar ied   r a p id ly .   Seco n d ly ,   th ey   s h o w   in ca p ab ilit y   to   g u a r an tee  t h s u cc ess f u tr ac k in g   o f   g lo b al  MPP  in   ca s o f   th p ar tial  s h a d in g   o r   n o n - u n if o r m   s o lar   ir r ad ian ce .   Mo tiv ated   b y   th ab o v d ef icien cies  o f   ex is tin g   MPPT  tech n iq u es,  t h is   r esear ch   wo r k   p r o p o s es  s im p lifie d   a n d   e n h an ce d   m o d el - b ased   ( MB)  MPPT  alg o r ith m .   Her e,   th e   d is tin ct  f ea tu r o f   p r o p o s ed   MB  alg o r ith m   is   th at  it  wo r k s   ef f ec tiv ely   n o o n ly   i n   d y n am ic   co n d itio n s   wh er in s o latio n   o r   tem p er atu r v ar ies  r ap id l y   a n d   co n tin u o u s ly ,   r ath e r   it  h as  ad d itio n al  ca p a b ilit y   o f   t r ac k in g   t h MPP   ac cu r ately   in   p ar tial  s h ad in g   c o n d itio n s   also .   B ased   o n   th n ew  g o v er n i n g   eq u atio n s   an d   p r ec is ed   esti m atio n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ad v   Ap p l Sci   I SS N:  2 2 5 2 - 8 8 1 4       E n h a n ce d   mo d el  b a s ed   a l g o r ith to   r ein fo r ce   P V   s ystem  w it h   d yn a mic  MPP T c a p a b ilit y   ( Md .   E h tesh a m )   263   tech n iq u e,   th is   p a p er   h as  m o d if ied   th e   MB  ap p r o ac h   to   d ev elo p   an   en h an ce d   ca p ab ilit y   o f   MPPT  in   d y n am ic   co n d itio n s .   R ath er   th an   g o in g   f o r   h e u r is tic  s ea r ch   o f   MPP  as  f o llo wed   b y   tr ad itio n al  tech n iq u es,  th p r o p o s ed   MB  alg o r ith m   u tili ze s   th m a th em atica m o d elin g   an d   h e n c p r e - d eter m in es  th MPP  an aly tically .   T h u s   th p r o p o s ed   MB  alg o r ith m   e n s u r es  ef f icien o p er ati o n   o f   PV  s y s tem   m ain tai n in g   s tab le  an d   r eliab le  s u p p l y   i n   th d y n a m ic  wo r k in g   co n d itio n s .       2.   SYST E M   M O D E L I NG   F O P RO P O SE M B   AL G O R I T H M   T h er ar e   two   m ai n   asp ec ts   in v o lv ed   in   ac c o m p lis h in g   m o d el  b ased   MPPT  alg o r ith m   wh i ch   in d u ce s   th d is tin g u is h ed   tr ac k in g   f ea tu r e.   First  o f   all  it  im p lies   th e   task   o f   ac cu r ate   m o d elin g   o f   PV  p an el.   Sev e r al   m o d els  f o r   th PV  p an el  h av e   b ee n   p r o p o s ed   in   liter atu r w h er s in g le  d i o d a n d   two   d io d m o d el   ar f o u n d   to   b e   m o s co m m o n   o n es  [ 2 5 ] - [ 2 7 ] .   Sin g le  d io d m o d el   s h o wn   in   Fig u r e   1   is   f o u n d   to   b th m o s s u itab le  o n e,   o f f er i n g   s im p licity   with   en o u g h   ac c u r ac y   an d   h e n ce   i h as  b ee n   ap p lied   h er w h ile  m o d elin g   th e   PV   cir cu it.  r ep lace m en t   tr ac k   i s   cr ea ted   b y   th p ar allel  c o n n ec ted   d io d e   ( b y p ass   d io d e)   wh ich   p r ev en ts   th e   d am ag in g   ef f ec ts   o f   h o t - s p o ts .   On   th b asis   o f   eq u iv alen cir cu it  th ex p r ess io n   f o r   o u t p u cu r r en ca n   b e   s im p ly   g iv en   as   ( 1 ) .     I = I ph     I D   I sh     ( 1 )     No w,   ap p ly in g   th eo r y   o f   s em ico n d u ct o r s   m o d if ie d   ex p r ess io n   ca n   b e   g iv en   as   ( 2 ) .     I = I ph I o ( e xp ( +   ) 1 ) +   ( 2 )     W h er e,   I o   is   th r ev er s s atu r atio n   cu r r e n t,    is   th id ea lity   f ac to r   a n d     is   th th er m a v o ltag e.   Her f o r   r estrictin g   th e   p an el   o p e r atio n   ar o u n d   MPP,  c h ar ac ter is tic  m atch in g   is   p er f o r m ed   b y   t u n in g   th e   th er m al   v o ltag f r o m   tim to   tim wit h   th e   s er ie s   r esis tan ce   ( R s ) .   T h r elev a n cy   o f   s h u n t   r esis tan ce   ca n   b i g n o r e d   as   it  h ar d ly   im p ac ts   th b eh av io u r   f o r   MPP  r eg io n .   T h u s   all  th f ac to r s   af f ec tin g   ac cu r ac y   o f   PV  m o d el  h av b ee n   tak en   ca r an d   th ese  s et  b en ch m a r k   f o r   g o v er n in g   t h PV  ch ar ac ter is tics   u n d er   d y n a m ic  co n d itio n s .           Fig u r 1 .   E q u iv alen t sin g le  d i o d PV c ir cu it       No w,   th n e x asp ec o f   MB  alg o r ith m   wh ic h   p lay s   a   v ital  r o le  f o r   d y n am ic  tr ac k in g   is   to   esti m ate  th p ar a m eter s   p r ec is ely .   Gen er ally ,   p a n el  s p ec if icatio n s   ar e   d e clar ed   b y   th e   m an u f ac tu r er   as  g iv en   in   T a b le  1   in d icatin g   v o ltag e   an d   cu r r en t   r atin g s   f o r   v er tices  lik e   o p e n   cir cu it,  s h o r cir c u it  an d   MP P.  T h u s   PV  m o d el   ca n   b d ef i n ed   u tili zin g   r ated   v alu es  f r o m   d atash ee f o r   Sta n d ar d   T est  C o n d itio n s   ( STC:   I n s o latio n   S=   1 0 0 0   W /m 2 ,   T em p er atu r T 2 5   o C ) .   B u d esig n in g   th m o d el  u s in g   s p ec if ied   d ata  m ay   lea d   to   ce r tain   in ac cu r ac y   d u to   d is p er s io n   o f   th e   m an u f ac tu r in g   s ch em e   an d   u n u s ed   r ated   v alu es.   T h u s   to   o b tai n   h ig h ly   p r ec is ed   m o d el,   h er e   in   MB  alg o r ith m   all  th en v ir o n m en tal  p ar a m eter s   ar m ea s u r ed   p r e cisely   with   th h elp   o f   p y r an o m eter   an d   h u m id ity   s en s o r   as  s h o wn   in   th n e x s ec tio n .   T h en   ac c o r d i n g ly   PV  p a n el  p ar am eter s   ar e   esti m ated   s o   as  to   g et  a   h ig h ly   ac cu r ate   tu n in g   with   en v ir o n m en tal  co n d itio n s .   T h is   p r e d ictiv ap p r o ac h   lead s   to   p r ed ictio n   o f   er r o r   i n   ad v a n ce   to   s witch in g   s ig n als  f ed   to   co n v er te r   an d   th u s   allo ws  f ast  ju m p   in   th ar r ay   v o ltag f o r   r ap id ly   v ar y in g   e n v ir o n m en tal  co n d itio n s .   T h e r ef o r e,   r ath er   th an   g o i n g   f o r   h eu r is tic  s ea r ch   o f   MPP  as  f o llo wed   b y   co m m o n   tech n iq u es,  th p r o p o s ed   MB  alg o r ith m   u tili ze s   th p r ec is ed   m o d elin g   an d   esti m atio n   wh ich   en ab les  it  to   p r e - d ete r m in th MPP  an aly tically .   C o n s eq u en tly ,   it  ac h iev es  s ig n if ican t   en h an ce m e n t in   tr ac k i n g   ca p a b ilit y   u n d er   d y n am ic  co n d itio n s   r esu ltin g   i n to   h i g h   ac cu r ac y   an d   ef f icien cy .   Fin ally   f o r   s u cc ess f u im p lem en tatio n   o f   MB  alg o r ith m   s o m m ath em atica o p er atio n s   ar ca r r ied   o u t w h ich   ch a r ac ter izes th PV p an el  ac cu r ately   in   t h r eg i o n   o f   MPP.  On ce   th o p er atin g   v o ltag a n d   cu r r en t   f o r   MPP  is   o b tain e d   th en   th o u tp u p o wer   is   d if f er e n tiated   an d   eq u ated   to   ze r o   as  ex p r e s s ed   b y   ( 3 )   an d   ( 4 ) .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 8 1 4   I n t J Ad v   Ap p l Sci Vo l.   10 ,   No .   3 Sep tem b er   2 0 2 1 :   261     2 7 0   264   I m p o s itio n   o f   t h ese  s et  o f   eq u atio n s   lead s   to   f in tu n in g   o f   p an el  an d   b o u n d s   th s y s tem   to   o p er ate  at  its   MPP   u n d er   all  s o r o f   d y n am ic  c o n d itio n s .      =  +  ( 1 mp sc )    ( 3 )     ( VI ) dI | I= I mp = mp + mp mp - I sc mp = 0   ( 4 )       3.   H ARDWA R E   P L A T F O RM   F O M B   M P P T   ANA L YS I S   T h is   s ec tio n   p r esen ts   th d escr ip tio n   o f   h ar d war e   s etu p   alo n g   with   all  its   co m p o n en ts   th at   p r o v id ed   a   p latf o r m   f o r   ex p er im en tal  an a ly s is   o f   MB  alg o r ith m .   PV  p an els  o f   2   KW   r atin g   wer ex p lo r ed   f o r   th is   wo r k   wh ich   co n s is ts   o f   ten   p o l y cr y s tallin m o d u les,  f i v m o n o cr y s tallin an d   f iv e   th in   f ilm   m o d u les  ea ch   o f   1 0 0   W   r atin g .   A   p ictu r o f   i n s talled   p an el  is   s h o wn   b y   Fig u r 2   wh er ea s   th p an el  s p ec if icatio n s   h av b ee n   s u m m ar ized   in   T ab le  1   as  d is cu s s ed   ea r lier ,   cr u x   o f   MB  alg o r ith m   is   th o p tim u m   esti m atio n   o f   PV  m o d e l   p ar am eter s   as  f u n ctio n   o f   th eir   d ep e n d en c y   o n   en v ir o n m e n tal  co n d itio n s .   T h er e b y ,   v ar i atio n s   in   f ac to r s   lik e   s o lar   in s o latio n ,   h u m id ity   a n d   win d   s p ee d   h av b ee n   tr ied   to   b m ea s u r ed   with   u tm o s ac cu r ac y .   Py r a n o m ete r   h as b ee n   u s ed   h e r to   p r ec is ely   m ea s u r th s o lar   in s o latio n .   I t is a  s en s o r   th at  m ea s u r es f lu x   d en s ity   o r   g lo b al   r ad iatio n   an d   b ea r s   alm o s a   lin ea r   r elatio n   with   th f r eq u en cy   b an d   o f   t o tal  s o lar   r a d iatio n .   I ca n   also   m ea s u r th d if f u s r a d iatio n   f o r   wh ich   p y r an o m ete r   is   s h ad ed   with   d is k   p lace d   f o r   p r ev en tin g   th e   d ir ec t   in cid en ce   o f   b ea m .   Similar ly ,   h u m id ity   s en s o r   h as  b ee n   a ls o   u s ed   to   g iv t h m ea s u r e   o f   wate r   v ap o u r   i n   th atm o s p h er e.   I is   r elate d   with   th tem p er atu r in   t h s en s th at  v ap o u r   co n ten o f   h o air   is   g r ea ter   th a n   th at  o f   co ld   air .   p ictu r o f   in s talled   s en s o r s   h as b ee n   s h o wn   in   Fig u r 3 .       T ab le  1 .   Sp ec if icatio n s   o f   p r ac tical  2   KW   p an els in s talled   S . N o .   P a r a me t e r s ( p e r   m o d u l e )   V a l u e   1   P m pp   1 0 0   W   2   V m pp   1 7 . 7   V   3   I m pp   5 . 7   A   4   V oc   2 1 . 6   V   5   I sc   6 . 3   A   6   To l e r a n c e   2%       Ph o to v o ltaic  p an els POL Y   CR YST ALLI NE M O NO   CR YST ALLI NE TH IN   FILM     Fig u r 2 .   PV p a n els in s talled   o n   r o o f - to p           ( a)   ( b )       Fig u r 3 .   I n s talled   m ea s u r in g   d ev ices :   ( a)   p y r an o m eter   an d   ( b )   h u m id ity   s en s o r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ad v   Ap p l Sci   I SS N:  2 2 5 2 - 8 8 1 4       E n h a n ce d   mo d el  b a s ed   a l g o r ith to   r ein fo r ce   P V   s ystem  w it h   d yn a mic  MPP T c a p a b ilit y   ( Md .   E h tesh a m )   265   Fu r th er ,   it  h as  to   b n o te d   h er th at  an y   k in d   o f   m o n ito r in g   s ch em u tili zin g   s en s o r   m o n ito r in g   r eq u ir es  a   d ata  c o llectio n   s y s tem .   Fo r   th is   p u r p o s a   p o r tab l C R 1 0 0 0   d ata   lo g g er   was  in s talled   wh ich   k ee p s   r ec o r d in g   all  th m ea s u r ed   v a lu es  o f   p ar a m eter s   as  well  as  co r r esp o n d in g   v ar iatio n s   in   p an el  ch ar ac ter is tics .   T h is   d ata  l o g g er   was  s y n c h r o n is ed   with   a   d is p lay   b o a r d   s etu p   in s id e   th e   lab   an d   at  t h s a m tim it   was  also   co n n ec ted   to   a   co m p u ter .   Hen ce   th in s tan tan e o u s   v alu es   o f   cu r r e n t,  v o ltag a n d   p o wer   wer av ailab le  i n   th e   d is p lay   b o ar d   wh er ea s   co n ti n u o u s   r ec o r d   o f   th s am was   s to r ed   in   th s y s tem .   Fig u r 4   s h o ws  p ictu r o f   d ata  lo g g er   in s talled   o n   r o o f - to p   an d   th co r r esp o n d in g   d is p lay   p an el  is   s h o wn   in   Fig u r 5 .               Fig u r 4 .   C R   1 0 0 0   d ata  lo g g er   Fig u r 5 .   Dis p lay   b o ar d   s etu p       4.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   Hav in g   esti m ated   all  t h p a r am eter s   p r ec is ely   with   t h eir   d ep en d e n cy   estab lis h ed   o n   th wo r k in g   co n d itio n s ,   th is   s ec tio n   n o w   p r esen ts   th d etailed   p er f o r m an ce   an al y s is   o f   MB  alg o r ith m .   Her e   th e   ef f ec tiv en ess   o f   p r o p o s ed   al g o r ith m   is   ev alu ated   f o r   r a p id   v ar iatio n s   o f   all  s o r ts   o f   e n v ir o n m en tal  co n d itio n s   in clu d in g   p ar tial   s h ad in g   o v er   th eir   f u ll  p r ac tical  r an g e.   First  th e   MB  alg o r ith m   is   test ed   i n   MA T L AB /S im u lin k   p latf o r m   wh er s im u lated   r esu lts   o f   t r ac k ed   MPP  f o r   d y n am ic  i n s o latio n ,   tem p er at u r e   an d   s h ad in g   ar e   p r esen ted .   T h en   th r ea tim e   p er f o r m a n ce   i s   an aly s ed   wh er e x p er im e n tal  r esu lts   h av b ee n   d is cu s s ed .   Fin ally   co m p ar is o n s   o f   b o th   th r esu lts   h av b ee n   ca r r ied   o u to   v alid ate  th ef f ec tiv en ess   o f   p r o p o s ed   MB a lg o r ith m .     4 . 1 .   Sim ula t io re s ults    Simu lin k   m o d el  h as  b ee n   s tr ictly   d esig n ed   o n   th b asis   o f   m ath em atica eq u atio n s   ch ar ac t er izin g   th e   MB  alg o r ith m   as  d is cu s s ed   ea r lier .   First  th p h o to cu r r en ( I p h )   is   ev alu ated   as  f u n ctio n   o f   s o lar   r a d iatio n ,   th en   af ter   p r o p er   co m p u tatio n   o f   r ev e r s s atu r atio n   cu r r e n ( I o )   an d   th er m al  v o ltag ( Vt)   d io d cu r r e n is   o b tain ed   as  s h o wn   b y   b u ild in g   b lo c k s   in   Fig u r 6 .   Her e   it  ca n   b s ee n   t h at  d io d cu r r e n h as  ex p o n e n tial   d ep en d e n cy   o n   th e r m al  v o ltag e.   T h er ea f ter   th e   s u m m atio n   o f   d io d c u r r e n an d   s h u n c u r r en is   s u b tr ac te d   f r o m   p h o to cu r r en to   r esu lt  in to   th p an el  o u tp u cu r r en as   illu s tr ated   b y   th b lo ck s   in   Fig u r 7 .   T h u s   o n ce   th tu n ed   v alu es  f o r   cu r r e n a n d   v alu es  ar esti m ated   f o r   M PP   o p er atio n ,   th ese  ar ex p o r ted   to   wo r k s p ac f o r   p r o ce s s in g   m ax im u m   p o wer   o u tp u t a s   s h o wn   in   Fig u r 8 .   No b ef o r g o in g   f o r   d y n am ic  v ar iatio n s   in   o p er atin g   c o n d itio n s ,   f ir s o f   all  th ch ar ac t er is tic  f o r   PV  p o wer   is   a n aly ze d   at  s tan d ar d   test   co n d itio n   ( STC).   T h is   s ets  b en ch m a r k   f o r   th e   r e s o f   e v alu atio n   an d   also   r atif ies  h ig h er   tr ac k i n g   ef f icien cy   o f   p r o p o s ed   alg o r ith m .   Fig u r 9   s h o ws  th PV  cu r v o b tain e d   at  STC   wh er it  ca n   b e   o b s er v e d   th a MPP  is   s u cc es s f u lly   tr ac k ed   ar o u n d   a   v o ltag o f   1 9 0   V   with   an   ac h iev e d   m ax im u m   p o wer   o f   1 9 2 0   W .   T h u s   MB  alg o r ith m   is   n o o n ly   ef f ec t iv f o r   d y n am ic  co n d itio n s   b u it  is   also   ca p ab le  o f   y ield in g   a   h ig h er   tr ac k in g   ef f icien cy .   No th r esp o n s i n   PV  c h a r ac ter is tic  is   tr ac k ed   f o r   th e   d y n am ic   wo r k i n g   co n d itio n s ,   b y   r ap i d ly   v ar y in g   d if f er en p ar am eter s   o n b y   o n e.   First  th e   in s o latio n   is   v a r ied   d y n am ically   o v e r   th f u ll  s ca le  f r o m   1 0 0   W /m 2   to   1 0 0 0   W /m 2   k ee p in g   t h tem p e r atu r e   co n s tan t   at  2 5   º C .   T h er ef o r e,   PV  ch ar ac ter is tics   also   k ee p   o n   ch a n g in g   d y n am ically   an d   co r r esp o n d in g   to   ea ch   ch ar ac t er is tic  g lo b al  MPP  is   tr ac k ed   ef f ec tiv ely .   T h u s   a   lar g n u m b er   o f   ch a r ac ter is tics   ar o b tain ed   w h er MPP  is   tr ac k ed   s ep ar ately   f o r   d y n am ic  v ar iatio n s   o f   in s o latio n   f r o m   1 0 0   t o   2 0 0   to   3 0 0   an d   s o   o n .   As it is n o t p o s s ib le  h er to   s h o all  th ch ar ac ter is tics   an d   MPP   tr ac k ed   f o r   co r r esp o n d i n g   in s o latio n ,   h en ce   as a   s am p le  v alu o n s u ch   ch a r ac ter is tic  o b tain ed   at  in s o latio n   o f   6 0 0   W /m 2   is   s h o wn   in   Fig u r 1 0 .   I ca n   b o b s er v ed   h e r th at  MPP  n o o cc u r s   ar o u n d   v o ltag o f   1 8 5   with   tr ac k ed   m ax i m u m   p o wer   o f   1 0 9 0   W ,   wh ich   is   o b v io u s ly   m u ch   less   th an   th at  o b tain e d   at  STC  d u to   th e   r ed u ce d   i n s o latio n .     Nex t,  we  k ee p   th e   in s o latio n   c o n s tan at  1 0 0 0   W /m 2   an d   v ar y   th tem p er atu r e   o v er   th s ca le  f r o m   1 2   º C   to   4 5   º C .   Ag ain   MPP  is   s u cc ess f u lly   tr ac k ed   with   th is   r ap id   v ar iatio n   in   tem p er atu r w h er g lo b al  m a x im also   v ar ie s   d y n am ically .   O n s u ch   ch ar ac te r is tic  o b tain ed   at  tem p er atu r o f   1 5   º C ,   is   s h o wn   in   Fig u r 1 1 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 8 1 4   I n t J Ad v   Ap p l Sci Vo l.   10 ,   No .   3 Sep tem b er   2 0 2 1 :   261     2 7 0   266   Fin ally   ef f ec tiv en ess   o f   MB   alg o r ith m   f o r   tr ac k in g   MPP  u n d er   th d y n am ic  v ar iatio n s   in   p ar tial  s h ad in g   is   an aly ze d   b y   ca lib r a tin g   in s o latio n   with   p er ce n tag s h ad in g .   As  s h o wn   in   Fig u r e   1 2   MPP  is   tr ac k ed   s u cc ess f u lly   f o r   d y n am ic  in cr e ase  in   s h ad in g   p er ce n tag in   s tep s   o f   1 0 %.  I n ter esti n g ly ,   h e r th er is   n o t m u ch   v ar iatio n   in   t h p a n el  v o ltag e   till   we  g o   b ey o n d   7 0 o f   s h a d in g   b u th c u r r e n v ar iatio n   is   f o u n d   to   b e   m u ch   s ig n if ican t.  E v e n   t h cu r r en t   b ec o m es   n eg ativ e   if   s h ad in g   g o es  to   th lim it   o f   1 0 0 b ec au s o f   r ev e r s e   s atu r atio n   im p ac t.           ( a)   ( b )       Fig u r 6 .   B lo ck s   f o r   s im u latin g :   ( a)   p h o to c u r r en t   a n d   ( b )   d io d cu r r e n t           Fig u r 7 .   Mo d elin g   o f   p a n el  o u tp u t c u r r en t           Fig u r 8 .   Simu lated   b lo ck s   f o r   esti m atin g   p o wer   o u tp u t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ad v   Ap p l Sci   I SS N:  2 2 5 2 - 8 8 1 4       E n h a n ce d   mo d el  b a s ed   a l g o r ith to   r ein fo r ce   P V   s ystem  w it h   d yn a mic  MPP T c a p a b ilit y   ( Md .   E h tesh a m )   267           Fig u r e   9 .   PV c h ar ac te r is tic  o b tain ed   at  STC   Fig u r 1 0 .   PV c h ar ac ter is tic  at  an   in s o latio n   o f   6 0 0   W /m 2   ( T 2 5   o C)                   Fig u r 1 1 .   PV  ch ar ac ter is tic  at  T em p er atu r e   o f   1 5   o   ( S=  1 0 0 0   W /m 2 )   Fig u r 1 2 .   MPP tr ac k ed   f o r   d y n am ic  % sh ad in g       4 . 2 .   E x perim ent a a na ly s is   All  th s im u lated   r esu lts   f o r   tr ac k ed   MPP  u n d er   d y n a m ic  co n d itio n s   wer v er if ied   ex p e r im en tally   t o   v alid ate  th ef f ec tiv e n ess   o f   MB  alg o r ith m .   As  d is cu s s ed   ea r lier ,   v ar iatio n s   in   th en v ir o n m en tal  co n d itio n s   wer p r ac tically   m o n ito r e d   with   th h elp   o f   in s t alled   s en s o r s   an d   c o r r esp o n d in g ly   th esti m ated   d ata  i. e   v ar iatio n s   in   cu r r e n t,  v o ltag a n d   p o wer   at  tr ac k ed   MPP we r r ec o r d ed   t h r o u g h   d ata  lo g g e r   C R   1 0 0 0 .   Fu r th er ,   th ese  r ea d in g s   wer e   also   m o n ito r ed   in   th d is p lay   p a n el  s h o wn   in   Fig u r 5   an d   s to r ed   i n   c o m p u ter   as  well.   As   d o n in   th ca s o f   s im u lat ed   r esu lts ,   h er also   we  s tar with   f ir s tr ac k in g   th MPP  at  ST C   an d   th co r r esp o n d in g   r ea d in g s   ar g i v en   in   T ab le  2 .   T h en   th e x p er im en tal  r esu lts   f o r   tr ac k ed   MPP  f o r   d y n am i c   v ar iatio n s   in   en v ir o n m en tal   c o n d it io n s   a r s u m m a r ized   o n b y   o n e   in   T ab u lar   f o r m   w h er ap ar t   f r o m   th e   m ax im u m   p o wer   o u tp u t,   th v alu es  o f   cu r r en a n d   v o ltag e   r ea d in g s   at  MPP  h a v also   b ee n   s p ec if ied .   T h e   im p ac o f   d y n am ic  v ar iatio n   o f   th r ad iatio n   in ten s ity   o n   M PP T   ca p ab ilit y   h as b ee n   i n v es tig ated   f o r   th e   r an g e   o f   in s o latio n   in   b etwe en   1 0 0   W /m 2   to   1 0 0 0   W /m 2   an d   th co r r esp o n d in g   r ea d i n g s   ar s u m m ar ized   i n     T ab le  3       T ab le  2 .   E x p er im en tal  PV c h a r ac ter is tic  at  STC   V o l t a g e   ( V )   C u r r e n t   ( A )   P o w e r   ( W )   50   1 1 . 1 8 1   5 8 4 . 3   1 0 0   1 1 . 0 1 3   1 1 2 4 . 7   1 2 0   1 0 . 8 3 1   1 2 9 8 . 3   1 4 0   1 0 . 3 7 3   1 5 5 8 . 9   1 6 0   9 . 8 2 5   1 7 8 0 . 1   1 8 0   8 . 9 8 7   1 8 8 2 . 5   1 9 0   8 . 7 4 3   1 9 2 4 . 6   2 0 0   8 . 3 7 5   1 8 9 5   2 1 0   8 . 0 1 3   1 6 8 0 . 8   2 2 0   6 . 4 3 5   1 2 4 5 . 6   2 2 5   3 . 0 1 5   7 9 5 . 4   2 3 0   0 . 3 3 1   1 7 0       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 8 1 4   I n t J Ad v   Ap p l Sci Vo l.   10 ,   No .   3 Sep tem b er   2 0 2 1 :   261     2 7 0   268   T ab le  3 .   MPP tr ac k ed   f o r   d y n am ic  in s o latio n   I n so l a t i o n   ( W / m 2   )   I m   (A)   V m   (V)   M P P   ( W )   1 0 0   1 . 4 0 1   1 5 9 . 2   1 0 7 . 6 2   2 0 0   2 . 7 2 9   1 6 3 . 4   2 6 7 . 3 2   3 0 0   3 . 4 1 3   1 7 1 . 3   4 5 9 . 1 3   4 0 0   4 . 3 4 5   1 7 9 . 5   6 7 5 . 3 9   5 0 0   5 . 1 3 6   1 8 1 . 7   8 3 8 . 1 2   6 0 0   6 . 7 1 1   1 8 5 . 1   1 0 8 8 . 3 1   7 0 0   7 . 3 2 6   1 8 7 . 5   1 3 1 4 . 5 2   8 0 0   9 . 4 3 2   1 8 9 . 4   1 5 1 4 . 8 1   9 0 0   1 0 . 7 5 9   1 9 0 . 7   1 7 1 4 . 3 7   1 0 0 0   1 1 . 1 0 3   1 9 1 . 5   1 9 0 8 . 6 8       Similar ly ,   th MB  alg o r ith m   is   test ed   f o r   m o s ty p ical  o p e r atin g   c o n d itio n   wh er e   p a r tial  s h ad in g   co n d itio n s   a r r a p id ly   v ar ied .   I is   f o u n d   th at  t h MB  alg o r ith m   ca n   ef f ec ti v ely   tr ac k   MPP f o r   r ap id   v ar iatio n s   o f   s h ad in g   also   f o r   wh ich   t h tr ac k ed   v alu es  ar s u m m a r ized   b elo in   T ab le  4.   Her e,   cu r r en also   v ar ies   s ig n if ican tly   an d   e v en   b ec o m e s   n eg ativ f o r   f u lly   s h a d ed   p a n els b ec au s o f   r e v er s s atu r at io n .       T ab le  4 .   MPP tr ac k ed   f o r   d y n am ic  p ar tial sh ad in g   S h a d i n g   ( %)   M P P   ( W )   V (V)   I m   (A)   0   1 9 2 3 . 9 6   2 2 9 . 8 9   1 1 . 1 8   10   1 7 3 1 . 6 1   2 2 9 . 3 5   1 0 . 0 3   20   1 5 1 7 . 1 2   2 2 5 . 1 6   9 . 1 5   30   1 3 0 4 . 2 3   2 2 1 . 8 7   7 . 9 7   40   1 0 9 3 . 7 8   2 1 3 . 0 2   6 . 8 3   50   8 8 5 . 7 5   2 1 6 . 2 9   5 . 6 9   60   6 8 0 . 4 7   2 1 1 . 3 4   4 . 5 5   70   4 7 9 . 5 7   2 0 4 . 1 3   3 . 4 1   80   2 8 5 . 4 5   1 8 9 . 5   2 . 2 7   90   9 7 . 7 2   1 2 3 . 2 9   1 . 1 3   1 0 0   0 . 2 9   0   - 0 . 1 7       T h ex p e r im en tally   m ea s u r ed   r ea d in g s   f o r   tr ac k ed   MPP  ar e   th en   f in ally   co m p ar e d   o n b y   o n with   th o s p r ed icted   b y   th s im u lated   m o d el  o f   p r o p o s ed   tech n iq u b y   p lo ttin g   th em   o n   s am g r ap h s .   C lear ly ,   th e   r esu lts   s h o v e r y   clo s r esem b lan ce   b etwe en   m ea s u r ed   an d   p r ed icted   b eh a v io r s   o f   p r o p o s ed   MPPT   tech n iq u a n d   th u s   v alid ates  its   ef f ec tiv en ess   u n d er   d y n a m ic  co n d itio n s .   First  th co m p ar is o n   o f   p o wer   o u tp u ch a r ac ter is tics   o b tain ed   at  STC  is   s h o wn   in   Fig u r 1 3 .   I ca n   b s ee n   th at  MB  alg o r ith m   is   n o o n l y   ca p ab le  o f   tr ac k in g   MPP  in   d y n am ic   co n d itio n s   b u at   th s am tim e   it  also   g iv es  o u h ig h   tr ac k i n g   ef f icien cy .   T h e n   th co m p ar a tiv r esu lt  o f   MPP  tr ac k ed   f o r   d y n am ic  v ar iatio n s   in   th i n s o latio n   h as  b ee n   p lo tted   in   Fig u r 1 4   an d   f i n ally   r esu lts   ar co m p ar ed   a n d   p lo tte d   f o r   th m o s ty p i ca o n i.e   p ar tial   s h ad in g . ca s e.               Fig u r 1 3 .   PV p o wer   o u tp u t tr ac k ed   at  STC   Fig u r 1 4 .   MPP tr ac k ed   f o r   d y n am ic  in s o latio n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ad v   Ap p l Sci   I SS N:  2 2 5 2 - 8 8 1 4       E n h a n ce d   mo d el  b a s ed   a l g o r ith to   r ein fo r ce   P V   s ystem  w it h   d yn a mic  MPP T c a p a b ilit y   ( Md .   E h tesh a m )   269         Fig u r 1 5 .   MPP tr ac k ed   f o r   d y n am ic  s h ad in g       5.   CO NCLU SI O N   W ith   th g r o win g   p en etr atio n   o f   PV  p o wer   i n   d is tr ib u tio n   s y s tem ,   s ev er al  ch allen g es  ar e   also   b ein g   f ac ed .   On o f   th m ajo r   tas k s   is   to   en s u r th at  P p an els  o p er ate  at  th o p tim u m   p o in ir r esp ec tiv o f   en v ir o n m en tal  v ar iatio n s   an d   h en ce   it  r eq u ir es  ef f ec tiv an d   ef f icien tr ac k in g   alg o r it h m .   T h is   wo r k   h as  p r esen ted   an   en h a n ce d   m o d el   b ased   MPPT  alg o r ith m   wh ich   is   f o u n d   to   b v er y   ef f ec t iv u n d er   d y n am ic   co n d itio n s .   Her e,   ac cu r ate  m o d elin g   o f   PV  p an el  co m b in ed   with   p r ec is ed   esti m atio n   o f   p ar am eter s   h a v e   g iv en   a   d is tin ct  f ea tu r e   to   p r o p o s ed   MB  alg o r ith m   an d   th u s   p r o v id ed   a   co m p r eh en s iv e   s o lu tio n   to   o v er co m e   th lim itatio n s   o f   ea r lier   tech n iq u es.  d etailed   p er f o r m an ce   an aly s is   h as  b ee n   ca r r ied   o u to   s ig n if y   th e   ef f ec tiv en ess   o f   MB  alg o r ith m .   First  s im u lated   r esu lts   h av b ee n   o b tain e d   wh ich   ar th en   in v esti g ated   ex p er im en tally   b y   tr ac k in g   t h r ea tim v alu es.  Fin ally   b o th   th r esu lts   ar co m p ar e d   an d   f o u n d   to   b e   m atch in g   clo s ely .   T h u s   it  h a s   b ee n   v e r if ied   th at   MB  alg o r ith m   wo r k s   ef f ec tiv el y   n o o n ly   in   d y n am i c   co n d itio n s   w h er i n s o latio n   o r   tem p er atu r v ar ies  r ap i d ly   a n d   co n tin u o u s ly ,   b u it   h as  ad d i tio n al  ca p a b ilit y   o f   tr ac k in g   th MPP a cc u r ately   in   p ar tial sh ad in g   co n d itio n s   also .         RE F E R E NC E S   [1 ]   D.  De lg a d o ,   M .   Ca rv a lh o   a n d   R.   Ch a c a rteg u i,   P h o to v o lt a ic  S o lar  En e rg y   in   t h e   e c o n o m ic  o p ti m iza ti o n   o e n e rg y   su p p l y   a n d   c o n v e rsio n ,   I ET   Ren e wa b le   Po we Ge n e ra ti o n ,   v o l .   1 2 ,   n o .   1 1 ,   p p .   1 2 6 3 - 1 2 6 8 ,   A u g .   2 0 1 8 ,   d o i:   1 0 . 1 0 4 9 / iet - rp g . 2 0 1 8 . 0 0 9 0 .   [2 ]   K.  Din g ,   X.  B ian ,   H.  Li u   a n d   T .   P e n g ,   M ATLAB - S imu li n k - Ba s e d   P V   M o d u le  M o d e l   a n d   Its   Ap p li c a ti o n   U n d e Co n d it io n o No n u n if o rm   Irra d i a n c e ,   in   IEE T ra n sa c ti o n o n   En e rg y   Co n v e rs io n ,   v o l.   2 7 ,   n o .   4 ,   p p .   8 6 4 - 8 7 2 ,   De c .   2 0 1 2 ,   d o i 1 0 . 1 1 0 9 /T EC. 2 0 1 2 . 2 2 1 6 5 2 9 .   [3 ]   S .   K.  Ko ll ima ll a   a n d   M .   K.  M ish r a ,   A No v e Ad a p ti v e   P & O M P P Alg o rit h m   Co n si d e rin g   S u d d e n   Ch a n g e s in   t h e   Irra d ian c e ,   in   IEE T ra n sa c ti o n o n   E n e rg y   Co n v e rs io n ,   v o l.   2 9 ,   n o .   3 ,   p p .   6 0 2 - 6 1 0 ,   S e p t.   2 0 1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TE C. 2 0 1 4 . 2 3 2 0 9 3 .   [4 ]   D.  Ve rm a ,   S .   Ne m a ,   A.M .   S h a n d il y a   a n d   S .   K.   Da sh ,   M a x i m u m   p o we p o in trac k in g   ( M P P T)  tec h n i q u e s:   Re c a p it u latio n   in   s o lar  p h o t o 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  E n e rg y   Rev iews ,   v o l.   5 4 ,   p p .   1 0 1 8 - 1 0 3 4 ,   F e b .   2 0 1 6 ,   d o i:   1 0 . 1 0 1 6 / j. rse r. 2 0 1 5 . 1 0 . 0 6 8 .   [5 ]   D.  Qu a n ,   M .   M a o ,   P .   D u a n ,   a n d   B.   Hu ,   An   in telli g e n a l g o rit h m   f o m a x imu m   p o we p o i n trac k in g   in   p h o to v o lt a ic  s y ste m   u n d e p a rti a l   sh a d in g   c o n d i ti o n s ,   T ra n sa c ti o n o th e   In st it u te  o M e a su re me n a n d   Co n tro l v o l.   3 9 ,   n o .   2 ,   p p .   2 4 4 - 2 5 6 ,   M a r.   2 0 1 5 ,   d o i:   1 0 . 1 1 7 7 / 0 1 4 2 3 3 1 2 1 5 6 0 6 5 1 4 .   [6 ]   M .   Ra k h sh a n ,   N.  Va fa m a n d ,   M .   Kh o o b a n   a n d   F .   Blaa b jer g ,   M a x imu m   P o we P o in t   Trac k in g   Co n tr o o f   P h o t o v o lt a ic   S y ste m s:  A   P o ly n o m ial  F u z z y   M o d e l - Ba se d   A p p r o a c h ,   i n   IE EE   J o u rn a l   o Eme rg i n g   a n d   S e lec ted   T o p ics   i n   P o we r E lec tro n ics ,   v o l.   6 ,   n o .   1 ,   p p .   2 9 2 - 2 9 9 ,   M a rc h   2 0 1 8 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /JES T P E. 2 0 1 7 . 2 7 0 8 8 1 5 .   [7 ]   S .   Li ,   Li n e a e q u i v a len m o d e ls  a th e   m a x imu m   p o we p o in b a se d   o n   v a riab le  we a th e p a ra m e ters   fo r   p h o to v o lt a ic ce ll ,   A p p li e d   E n e rg y ,   v o l .   1 8 2 ,   p p .   9 4 - 1 0 4 ,   2 0 1 6 ,   d o i:   1 0 . 1 0 1 6 /j . a p e n e r g y . 2 0 1 6 . 0 8 . 0 9 7 .   [8 ]   T.   H.  Ka wa n   a n d   X.  Wu ,   M a x imu m   p o we p o i n trac k i n g   u si n g   a   v a riab le  a n tec e d e n f u z z y   l o g ic  c o n tro ll e r ,   S o l a r E n e rg y ,   v o l.   1 3 7 ,   p p .   1 8 9 - 2 0 0 ,   2 0 1 6 ,   d o i:   1 0 . 1 0 1 6 /j . s o len e r. 2 0 1 6 . 0 8 . 0 0 8 .   [9 ]   A.  M o h a p a tra,  B.   Na y a k   a n d   C.   S a ip ra k a sh ,   Ad a p ti v e   P e rtu r b   &   Ob se rv e   M P P f o P V S y ste m   with   Ex p e rime n tal   Va li d a ti o n ,   2 0 1 9   IEE In ter n a t io n a Co n fer e n c e   o n   S u sta i n a b l e   En e rg y   T e c h n o l o g ies   a n d   S y ste ms   (ICS ET S ) 2 0 1 9 ,   p p .   2 5 7 - 2 6 1 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /I CS ET S . 2 0 1 9 . 8 7 4 4 8 1 9   [1 0 ]     S .   M a rh ra o u i,   A .   Ab b o u ,   N.  E Hic h a m i,   S .   E.   Rh a il i   a n d   M .   R.   Tu r,   G rid - Co n n e c ted   P V   Us in g   S l id i n g   M o d e   Ba se d   o n   In c re m e n tal  Co n d u c tan c e   M P P a n d   VSC,   2 0 1 9   8 t h   In ter n a t io n a Co n fer e n c e   o n   Ren e wa b le  En e rg y   Res e a rc h   a n d   A p p li c a ti o n s (ICR E RA ) ,   2 0 1 9 ,   p p .   5 1 6 - 5 2 0 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /ICRE RA4 7 3 2 5 . 2 0 1 9 . 8 9 9 6 6 2 1 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 8 1 4   I n t J Ad v   Ap p l Sci Vo l.   10 ,   No .   3 Sep tem b er   2 0 2 1 :   261     2 7 0   270   [1 1 ]   S .   Th a k ra n ,   J.   S in g h ,   R.   G a rg   a n d   P .   M a h a jan ,   Im p lem e n tatio n   o P & Alg o rit h m   fo M P P in   S P S y ste m ,   2 0 1 8   In ter n a ti o n a C o n fer e n c e   o n   Po we En e rg y ,   E n v iro n me n a n d   In telli g e n Co n tro (P EE IC) ,   2 0 1 8 ,   p p .   2 4 2 - 2 4 5 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /P E EIC. 2 0 1 8 . 8 6 6 5 5 8 8 .   [1 2 ]   J.  Kim   a n d   H.   Ch a ,   No v e Va riab le  S tep   siz e d   M P P T   Co n tr o b a se d   o n   P & M e t h o d   f o P h o to v o lt a ic  S y ste m ,   2 0 1 9   2 2 n d   In ter n a ti o n a l   Co n f e re n c e   o n   El e c trica l   M a c h i n e a n d   S y ste ms   (ICEM S ) ,   2 0 1 9 ,   p p .   1 - 5 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /IC EM S . 2 0 1 9 . 8 9 2 1 5 7 1   [1 3 ]   G .   Dh a o u a d i,   O.  Dja m e l,   S .   Yo u c e a n d   C.   S a lah ,   Im p lem e n ta ti o n   o I n c re m e n tal  Co n d u c tan c e   Ba se d   M P P Alg o rit h m   fo P h o t o v o lt a ic  S y ste m ,   2 0 1 9   4 t h   In ter n a ti o n a l   Co n fer e n c e   o n   Po we El e c tro n ics   a n d   th e ir   Ap p li c a ti o n s (ICP E A) ,   2 0 1 9 ,   p p .   1 - 5 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /IC P EA1 . 2 0 1 9 . 8 9 1 1 1 8 6   [1 4 ]   U.  Ch a u h a n ,   A.   Ra n i,   V.  si n g h   a n d   B.   Ku m a r,   M o d ifi e d   I n c re m e n tal  Co n d u c tan c e   M a x imu m   P o we P o in t   Tec h n iq u e   fo S tan d a lo n e   P S y ste m ,   2 0 2 0   7 t h   In ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n   S ig n a Pr o c e ss in g   a n d   In te g ra te d   Ne two rk s   (S PIN) ,   2 0 2 0 ,   p p .   6 1 - 6 4 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 / S P IN4 8 9 3 4 . 2 0 2 0 . 9 0 7 1 1 5 6   [1 5 ]   H.  Re z k ,   M .   Al y ,   M .   Al - Dh a ifal lah   a n d   M .   S h o y a m a ,   " De sig n   a n d   Ha r d wa re   Im p lem e n tatio n   o f   Ne Ad a p ti v e   F u z z y   L o g ic - Ba se d   M P P C o n tr o M e t h o d   fo r   P h o t o v o lt a ic  Ap p l ica ti o n s,"   in   IEE Acc e ss ,   v o l.   7 ,   p p .   1 0 6 4 2 7 - 1 0 6 4 3 8 ,   2 0 1 9 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /ACC ES S . 2 0 1 9 . 2 9 3 2 6 9 4   [1 6 ]     M .   No u Ali ,   Im p ro v e d   De sig n   o Artifi c ial  Ne u ra Ne two rk   fo M P P o G rid - Co n n e c ted   P S y ste m s,   2 0 1 8   T we n ti e th   I n ter n a ti o n a l   M i d d l e   Ea st  Po we S y ste ms   Co n f e re n c e   (M EP CON) ,   2 0 1 8 ,   p p .   9 7 - 1 0 2 ,   d o i 1 0 . 1 1 0 9 / M EP CON . 2 0 1 8 . 8 6 3 5 2 0 2   [1 7 ]   C.   Lee ,   H.   Ts o u ,   T.   Ch o u   a n d   K.   Wen g ,   Ap p li c a ti o n   o f   th e   h y b ri d   tag u c h i   g e n e ti c   a lg o rit h m   t o   m a x imu m   p o we r   p o i n trac k i n g   o f   p h o t o v o lt a ic  sy s tem ,   2 0 1 8   IE EE   I n ter n a t io n a l   C o n fer e n c e   o n   A p p l ied   S y ste In v e n ti o n   (ICA S I) 2 0 1 8 ,   p p .   2 3 1 - 2 3 4 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /I CASI. 2 0 1 8 . 8 3 9 4 5 7 5   [1 8 ]   O.  Kırc ıo ğ l u ,   M .   Ün   a n d   S .   Ça m u r,   Th e   P S Ba se d   G lo b a M a x imu m   P o we P o in Trac k e r,   2 0 1 9   1 1 t h   In ter n a t io n a l   Co n fer e n c e   o n   El e c tro n ics ,   Co m p u ter a n d   Arti fi c ia I n telli g e n c e   (ECA I) ,   2 0 1 9 ,   p p .   1 - 4 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 / ECAI4 6 8 7 9 . 2 0 1 9 . 9 0 4 1 9 2 6   [1 9 ]   J.  A.  Ne m o u rs  a n d   S .   Ch o wd h u ry ,   P e rfo rm a n c e   An a ly sis  o F u z z y   L o g ic  M a x imu m   P o we P o in Trac k i n g   S c h e m e   fo S o lar  P S y ste m   Un d e Va ry in g   L o a d   a n d   At m o sp h e ric  Co n d it io n s,   2 0 1 9   I EE PE S /IA S   Po we rAfrica ,   2 0 1 9 ,   p p .   1 3 4 - 1 3 9 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /P o we rAfri c a . 2 0 1 9 . 8 9 2 8 8 9 5   [2 0 ]   K.  Ba tain e h ,   Im p ro v e d   h y b ri d   a lg o rit h m s - b a se d   M P P a lg o ri th m   fo P sy ste m   o p e ra ti n g   u n d e se v e re   we a th e r   c o n d i ti o n s,”   IET   Po we r E lec tro n i c s ,   v o l.   1 2 ,   n o .   4 ,   p p .   7 0 3 - 7 1 1 ,   2 0 1 9 ,   d o i:   1 0 . 1 0 4 9 /i e t - p e l. 2 0 1 8 . 5 6 5 1   [2 1 ]   I.   Ab a d i,   C.   Im ro n ,   M a rd li j a h ,   R.   D.  No riy a ti ,   Im p lem e n tatio n   o M a x imu m   P o we P o in Tr a c k in g   (M P P T)   Tec h n iq u e   o n   S o lar  Trac k i n g   S y ste m   Ba s e d   o n   Ad a p t iv e   Ne u ro - F u z z y   In fe re n c e   S y ste m   (AN F IS ),   E3 S   W e b   o f   Co n fer e n c e s v o l.   4 3 ,   p .   0 1 0 1 4 ,   2 0 1 8 ,   d o i:   1 0 . 1 0 5 1 /e3 sc o n f /2 0 1 8 4 3 0 1 0 1 4 .   [2 2 ]   A.  Be l tran ,   C.   Hu g h e a n d   S .   D a s,  Im p ro v e d   M a x imu m   P o we r   P o i n Trac k in g   o f   P a rti a ll y   S h a d e d   P Arra y Us in g   P a rti c le  S wa rm   Op ti m iza ti o n   wit h   Z o n e   I n it ializa ti o n ,   2 0 1 9   IEE 4 6 th   P h o to v o l ta ic  S p e c ia l ists  Co n fer e n c e   (PV S C) ,   2 0 1 9 ,   p p .   0 6 6 3 - 0 6 6 7 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /P VSC 4 0 7 5 3 . 2 0 1 9 . 8 9 8 0 4 6 9 .   [2 3 ]   K.  Lap p a lai n e n   a n d   S .   Va lk e a lah ti ,   F lu c t u a ti o n   o P V   Arra y   G lo b a M a x imu m   P o we P o i n Vo lt a g e   Du r in g   Irra d ian c e   Tran siti o n c a u se d   b y   Clo u d s,”   IET   Ren e w a b le  P o we Ge n e ra ti o n v o l.   1 3 ,   n o .   1 5 ,   p p .   2 8 6 4 - 2 8 7 0 ,   2 0 1 9 d o i:   1 0 . 1 0 4 9 /i e t - rp g . 2 0 1 9 . 0 0 8 5 .   [2 4 ]   A.  Al  M a n su a n d   M .   R .   Am in ,   P e rfo rm a n c e   In v e sti g a ti o n   o Diffe re n P Arra y   Co n f ig u ra ti o n a P a rti a l   S h a d i n g   Co n d it io n   fo r   M a x imu m   P o we O u tp u t,   2 0 1 9   In ter n a ti o n a l   Co n fer e n c e   o n   S u sta i n a b le  T e c h n o l o g ies   f o r   In d u stry   4 . 0   (S T I) ,   2 0 1 9 ,   p p .   1 - 5 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /S TI 4 7 6 7 3 . 2 0 1 9 . 9 0 6 7 9 9 8 .   [2 5 ]   B.   C.   Ba b u   a n d   S .   G u rjar,  N o v e S imp li fied   Two - Di o d e   M o d e o P h o to v o l taic   (P V)  M o d u le,   i n   IEE E   J o u rn a l   o P h o t o v o lt a ics ,   v o l.   4 ,   n o .   4 ,   p p .   1 1 5 6 - 1 1 6 1 ,   Ju l y   2 0 1 4 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /JP HO TOV. 2 0 1 4 . 2 3 1 6 3 7 1 .   [2 6 ]   H.  K.  M e h ta,  H.  Wark e ,   K.  K u k a d iy a   a n d   A.  K.  P a n c h a l,   Ac c u ra t e   Ex p re ss io n s f o S i n g le - Di o d e - M o d e S o lar Cell  P a ra m e teriz a ti o n ,   in   IEE E   J o u rn a o f   Ph o to v o lt a ics ,   v o l.   9 ,   n o .   3 ,   p p .   8 0 3 - 8 1 0 ,   M a y   2 0 1 9 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /JP HO TOV. 2 0 1 9 . 2 8 9 6 2 6 4 .   [2 7 ]   A.  Ortiz - Co n d e ,   D .   Lu g o - M u ñ o z   a n d   F .   J.  G a rc ía - S á n c h e z ,   An   Ex p li c it   M u lt iex p o n e n ti a M o d e a a n   Altern a ti v e   to   Trad it io n a S o lar  Ce ll   M o d e ls  with   S e ries   a n d   S h u n Re sista n c e s,   in   IEE J o u rn a o P h o t o v o lt a ics ,   v o l.   2 ,   n o .   3 ,   p p .   2 6 1 - 2 6 8 ,   Ju l y   2 0 1 2 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /JP HO TOV. 2 0 1 2 . 2 1 9 0 2 6 5 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.