KR20130025286A - Method for maximum power point tracking in mismatched solar cell - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양광 발전장치 최대전력점 추종 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양광 모듈이 직병렬로 연결된 상태에서 일부 셀이 정상작동하지 않거나 그림자 영향을 받지 않고 모두 정상상태의 셀 전압과 전류를 출력으로 내보내고 있을 때 최대전력점 근접직선을 통해 도출한 최대전력점(Itn)과 측정된 최대전력의 전류값(I(k))과의 오차가 일정 이상인 경우에 정상상태가 아닌 일부 셀이 제대로 동작하지 않는 미스매치 상황으로 판단하고 이에 대하여 추가적인 최대전력점 추종단계를 수행하는 태양광 발전장치의 최대전력점 추종 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a maximum power point tracking control method of a photovoltaic device, and more particularly, in a state in which a solar module is connected in series and in parallel, some cells do not operate normally or are not affected by shadows. Some parts that are not normal when the error between the maximum power point (I tn ) and the measured maximum power current value (I (k)) derived through the straight line of the maximum power point when the current is output to the output is above a certain level. The present invention relates to a maximum power point tracking control method of a photovoltaic device that determines a mismatch situation in which a cell does not operate properly and performs an additional maximum power point following step.
최근 전 세계적으로 환경오염과 에너지 고갈의 염려로 신 재생 에너지에 대한 관심이 날로 증가하고 있으며, 이에 대한 다각적인 연구가 수행되고 있다. 특히 태양광 발전은 태양빛을 태양전지를 통해 전기에너지로 변환하는 것으로서 무한한 에너지 그리고 무공해의 이점 때문에 각광을 받으며 빠른 속도로 성장하여 그 규모를 높이고 있다. Recently, due to concerns about environmental pollution and energy depletion, interest in renewable energy is increasing day by day, and multifaceted studies on this are being conducted. In particular, photovoltaic power generation is converting sunlight into electrical energy through solar cells, and it is growing rapidly due to its infinite energy and pollution-free advantages and growing in scale.
태양광 발전 시스템에서 태양광 모듈은 일사강도와 온도에 따라 출력특성이 변하고 비선형적인 특성을 지니고 있다. 따라서 최대전력 출력을 얻기 위해서는 컨버터에 의한 최대 전력점 추종제어가 필요하다. In photovoltaic systems, the photovoltaic module changes its output characteristics according to solar radiation intensity and temperature, and has nonlinear characteristics. Therefore, to obtain the maximum power output, it is necessary to control the maximum power point tracking by the converter.
태양광 발전 시스템에서 태양광 모듈은 일사강도와 온도에 따라 도 1에서 보는 바와 같이 최대전력동작점이 달라지기 때문에 최대전력점(MPP; Maximum Power Point)에서 태양광 발전 시스템이 동작하도록 최대전력 추종(MPPT; Maximum Power Point Tracking)제어가 필요하다. In the photovoltaic power generation system, since the maximum power operating point varies according to the solar radiation intensity and temperature, as shown in FIG. 1, the maximum power tracking (MPP) is performed to operate the photovoltaic power system at the maximum power point. MPPT; Maximum Power Point Tracking (MPPT) control is required.
기존의 MPPT제어기법으로 많이 사용했던 P&O 제어기법(Perturbation and Observation)은 다음과 같다. P&O 제어기법은 태양전지 어레이 출력전압과 전류의 곱에 의한 전력의 변화의 계산에 기초를 두고 있고, 제어가 간단하고 구현이 쉬워서 실제 태양광 발전 시스템에서 가장 널리 사용되는 제어기법이다. 또한, 일사량이 서서히 변하는 곳에서 최대전력점을 잘 추종하고 그 부근에서 동작점을 유지하는 특징이 있다. 전력의 변화는 기준 동작 전압을 변동시킴으로써 현재와 바로 전 주기의 과거 전압 값의 비교에 의해서 결정된다. 도 3의 순서도와 같이, 전 주기의 전력 값과 현재 주기의 전력 값과의 차이를 계산한 후, 계산 값이 0이 되면 어레이 동작전압을 조정하지 않고 그 값을 유지한다. 하지만 전력 값에 차이가 발생하면 즉, 전 주기의 전압 값과 현재 주기의 전압 값의 차이에 발생하면 어레이 동작전압을 증가 혹은 감소하여 동작 점을 변화시켜 최대전력점을 추종한다. The P & O control method (Perturbation and Observation), which has been widely used as the conventional MPPT control method, is as follows. The P & O control method is based on the calculation of the change of power by the product of the solar cell output voltage and the current, and is the most widely used control method in the actual solar power generation system because of the simple control and easy implementation. In addition, there is a feature that follows the maximum power point well where the amount of insolation gradually changes and maintains the operating point in the vicinity thereof. The change in power is determined by comparing the past voltage values of the present and previous periods by varying the reference operating voltage. As shown in the flowchart of FIG. 3, after calculating the difference between the power value of the previous period and the power value of the current period, when the calculated value becomes 0, the value is maintained without adjusting the array operating voltage. However, if a difference occurs in the power value, that is, a difference between the voltage value of the entire period and the voltage value of the current period, the maximum operating point is followed by changing the operating point by increasing or decreasing the array operating voltage.
먼저 태양광발전시스템에서 태양전지 어레이의 전압(V(k))과 전류(I(k))를 센싱하여 전력을 계산한다. 현재 전압(V(k))에서 바로 전 주기 전압(V(k-1))을 뺀 값이 증분 dV(=V(k)-V(k-1))가 된다. 전력의 증분도 전압처럼 계산되어 전력증분 dP(dP(k)-dP(k-1))가 된다. 다음으로 dP가 0과 같은지를 판별한다. 만약 dP가 0과 같다면 현재 주기와 이 전 주기와의 전력값이 같으므로 최대전력점으로 판단하고 최대전력점 추종제어 알고리즘의 동작을 빠져나와 전 주기의 기준 값을 유지한다. dP가 0과 같지 않으면 전력증분 dP값의 부호를 판별한다. 만약 dP가 양이면, 다음 조건문인 전압 증분 dV의 부호를 판별하여 전압증분이 양인 경우 기준전압을 증가시키고, 음인 경우 기준전압을 감소시킨다. 이와는 반대로 전력증분 dP가 음이면, 전압증분 dV의 부호를 판단하여 양이면, 기준전압을 감소시키고, 음이면 기준전압을 증가시킨다.First, the power is calculated by sensing the voltage V (k) and the current I (k) of the solar cell array. The value obtained by subtracting the previous period voltage V (k-1) from the current voltage V (k) becomes an increment dV (= V (k) -V (k-1)). The increment of power is also calculated as voltage, resulting in power increment dP (dP (k) -dP (k-1)). Next, we determine if dP is equal to zero. If dP is equal to 0, the power value of the current period and the previous period is the same, so it is determined as the maximum power point and the operation of the maximum power point following control algorithm is exited to maintain the reference value of the entire period. If dP is not equal to 0, the sign of the power increment dP value is determined. If dP is positive, the next conditional sentence, the sign of the voltage increment dV is determined, and if the voltage increment is positive, the reference voltage is increased, and if negative, the reference voltage is decreased. On the contrary, if the power increment dP is negative, the sign of the voltage increment dV is judged, and if it is positive, the reference voltage is decreased, and if it is negative, the reference voltage is increased.
이러한 P&O 제어기법은 알고리즘 구현이 간단하고 MPP 추적에 있어서 고정크기(Fixed Length)로 동작전압을 증가 또는 감소시킬 수 있다는 장점이 있고, 고정크기(Fixed Length)를 증가시키면 추적속도는 빨라지지만, 안정상태에서 MPP를 중심으로 진동(Oscillation)현상이 발생하는 문제점이 있다.This P & O control method has the advantage that the algorithm is simple to implement and the operating voltage can be increased or decreased to a fixed length in MPP tracking.Increasing the fixed length increases the tracking speed, but is stable. In the state, there is a problem that oscillation occurs around the MPP.
이러한 문제점을 개선할 수 있는 방법으로 미분요소에 따른 MPPT 제어방법이 있다.As a way to improve this problem is the MPPT control method according to the differential element.
미분요소 제어기법은 기존의 P&O 기법과 Increment and Conductance 기법을 이용하여 추종제어 시간을 감소시키는 알고리즘이다. dP/dV에 대한 미분요소 값은 초기에는 선형적으로 증가하다가 MPP의 값에 근접할수록 점점 작아지게 되는데, 이를 추종제어 하는 동작전압 제어 (Vstep)값에 증분값으로 취해주면(Vstep=Vstep*(dP/dV)) 고정크기가 아닌 가변크기로 전압을 추종제어 하므로 기존의 알고리즘보다 빠르게 최대전력 값을 추종한다. 태양광 출력곡선의 dP/dV(미분요소 값)를 그림으로 나타내면 도 4와 같고, 본 알고리즘의 순서도는 도 5와 같다.The differential element control method is an algorithm that reduces the follow-up control time by using the existing P & O and Increment and Conductance techniques. The differential element value for dP / dV initially increases linearly and gradually decreases as it approaches MPP value. If this value is taken as an incremental value for the following operation voltage control (V step ) value (V step = V step * (dP / dV)) It follows the maximum power value faster than the existing algorithm because it controls the voltage with variable size instead of fixed size. The dP / dV (differential element value) of the solar output curve is shown in FIG. 4, and the flowchart of the present algorithm is shown in FIG. 5.
이러한 미분요소 제어기법은 동작전압값을 고정크기(Fixed Length)에서 가변크기(Variable Length)로 바꾸어 주어 추적속도가 동적으로 바뀌어 최대전력추종속도가 빠르다는 장점이 있다.This differential element control method has an advantage that the maximum power tracking speed is fast because the tracking speed is changed dynamically by changing the operating voltage value from fixed length to variable length.
그러나 상기 미분요소 제어기법을 포함한 기존의 MPPT 제어방법은 도 2에 보는 바와 같이, (a)그림처럼 셀이 모두 정상작동 할 때는 최대전력점을 올바르게 추종제어 하지만, (b)그림처럼 셀의 일부가 정상동작하지 않는 미스매치(Mismatched) 상태일 때, 태양광 출력전력의 최대전력점이 두 개 이상의 점으로 변하여 다수의 MPP점이 발생했을 경우에 대한 최대전력 추종제어 동작을 보장할 수 없다는 문제점이 발생한다.However, in the conventional MPPT control method including the differential element control method, as shown in FIG. 2, the maximum power point is correctly tracked when all the cells are normally operated as shown in (a) as shown in FIG. Problem occurs when the maximum power point of the photovoltaic output power is changed to two or more points, and the maximum power following control operation for a plurality of MPP points occurs when is mismatched. do.
따라서, 태양광 발전 시스템이 미스매치 상태에서 최대전력 출력을 얻기 위해서는 컨버터에 의한 새로운 최대 전력점 추종제어방법이 필요하다.Therefore, a new maximum power point tracking control method by the converter is required to obtain the maximum power output in the mismatched state of the solar power generation system.
본 발명은 미스매치(Mismatched) 상태에서도 태양광 발전장치의 최대전력점을 추종할 수 있는 제어방법을 제공하는 데 있다.The present invention provides a control method capable of following a maximum power point of a photovoltaic device even in a mismatched state.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은태양광 모듈의 셀 전압 V(k)와 상기 V(k)를 태양광 모듈의 I-V곡선에 대입하여 I(k)를 구하는 단계; 일정 전압구간에서 1차곡선의 형태를 갖는 일사강도별 최대전력점에 대한 근접 직선을 도출하여 상기 V(k) 에 따른 ITn 을 구하고 상기 I(k)와의 오차범위를 측정하는 단계; 및 상기 오차 범위가 설정 값 미만이면 정상상태로 판단하여 상기 V(k)과 상기 I(k)을 정상상태인 올바른 최대전력 상태로 판단하고, 상기 오차 범위가 설정 값 이상이면 미스매치(Mismatched) 상태로 판단하여 추가 최대전력점 추종단계를 수행하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention comprises the steps of obtaining the I (k) by substituting the cell voltage V (k) and the V (k) of the solar module to the IV curve of the solar module; V (k) is derived by deriving a near straight line with respect to the maximum power point for each solar intensity in the form of a first-order curve in a certain voltage section. According to I Tn Obtaining and measuring an error range with I (k); And if the error range is less than the set value, determine the normal state, and determine the V (k) and the I (k) as the correct maximum power state which is the normal state, and if the error range is more than the set value, mismatched. Determining the state, characterized in that for performing the additional maximum power point following step.
또한, 상기 추가 최대전력점 추종단계는 상기 I(k)를 상기 근접 직선에 대입하여 ITn 을 구하는 단계; 및 상기 I(k)가 태양광 모듈에서 상기 ITn 보다 크거나 작다면, 비정상 최대전력 추종제어로 판단하고 상기 태양광 모듈의 개방전압(Vop)보다 일정 낮은 전압 지점부터 다시 최대전력점 추종 제어를 수행하는 단계;를 포함할 수 있다.In addition, the additional maximum power point following step is substituted by I (k) to the near straight line I Tn Obtaining a; And wherein I (k) is in the solar module I Tn If larger or smaller, determining the abnormal maximum power following control and performing the maximum power point following control again from a voltage point lower than the open voltage (V op ) of the photovoltaic module.
또한, 상기 오차범위는 최대전력점을 추종제어했을 때의 I(k) 값의 10 % 이내일 수 있다.In addition, the error range may be within 10% of the I (k) value when the maximum power point tracking control.
본 발명에 따르면, 태양광 발전시스템에서 외부환경이나 모듈의 특성에 따른 미스매치 상태에서도 올바른 최대전력점을 추종 제어할 수 있다.According to the present invention, a correct maximum power point can be tracked and controlled even in a mismatched state according to the external environment or the characteristics of a module in a solar power generation system.
도 1은 태양전지 모듈 모두가 정상상태일 때의 출력특성 곡선.
도 2(a)는 태양전지 모듈 모두가 정상상태일 때의 출력특성 곡선.
도 2(b)는 태양전지 모듈 일부가 정상동작하지 않는 미스매치 상태일 때의 출력특성 곡선.
도 3은 태양광 발전시스템에서 Perturbation and Observation(P&O) 최대전력점 추종제어 알고리즘 순서도.
도 4는 태양광 특성곡선에서의 미분요소기법을 이용한 최대전력점 추종제어 개념도.
도 5는 태양광 발전시스템에서 미분요소기법을 이용한 최대전력점 추종제어 알고리즘 순서도.
도 6은 일사강도 변화에 따른 최대전력점 및 최대전력점을 근사치한 점.
도 7은 본 발명에 따른 태양광 발전장치의 최대전력점 추종 제어방법 알고리즘 순서도.
도 8은 본 발명에 따른 태양광 발전장치의 최대전력점 추종 제어방법에서 미스매치 상태로 판단되는 경우의 추가 최대전력점 추종과정.
도 9는 본 발명에 따른 태양광 발전장치의 최대전력점 추종 제어방법의 시뮬레이션 회로도.
도 10은 본 발명 및 종래기술에 따라 각각 얻은 최대전력 추종제어 파형.1 is an output characteristic curve when all solar cell modules are in a steady state.
Figure 2 (a) is the output characteristic curve when all of the solar cell modules are in a steady state.
Figure 2 (b) is an output characteristic curve when a portion of the solar cell module does not operate normally mismatched state.
3 is a flowchart of a perturbation and observation (P & O) maximum power point tracking control algorithm in a photovoltaic system.
4 is a conceptual diagram of maximum power point following control using a differential element technique in a solar characteristic curve.
5 is a flowchart illustrating a maximum power point following control algorithm using differential element technique in a photovoltaic power generation system.
6 is an approximation of the maximum power point and the maximum power point according to the change in insolation intensity.
7 is a flowchart illustrating a maximum power point tracking control method algorithm for a photovoltaic device according to the present invention.
8 is an additional maximum power point tracking process when it is determined that the mismatch state in the maximum power point tracking control method of the photovoltaic device according to the present invention.
9 is a simulation circuit diagram of the maximum power point tracking control method of the solar cell apparatus according to the present invention.
Figure 10 is a maximum power tracking control waveform, respectively obtained according to the present invention and the prior art.
이하, 도면을 참고로 하여 본 발명을 구체적으로 설명하도록 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
태양전지 모듈의 전류-전압, 전력-전압 곡선은 비선형곡선으로 나타나고 이러한 태양전지 모듈의 출력 특성곡선은 아래 [수학식 1]과 같이 표기될 수 있다.Current-voltage, power-voltage curve of the solar cell module is shown as a non-linear curve and the output characteristic curve of such a solar cell module can be expressed as
[수학식 1][Equation 1]
[I ph : 광 발생전류, I out : 부하에 흐르는 전류, V out : 출력전압, R S : 내부 출력저항, R sh : 내부 저항, k : 볼츠만 상수(1.38x10-23), B : 재료 계수, q : 전하량(1.6022x10-19), I max : 일사강도가 최대일 때, K : 계수(다이오드 순방향 전압), T : 절대온도(273+섭씨온도)][ I ph : Light generating current, I out : Current through load, V out : Output voltage, R S : Internal output resistance, R sh : Internal resistance, k : Boltzmann constant (1.38x10 -23 ), B : Material coefficient, q : Charge amount (1.6022x10 -19 ), I max : Insolation intensity , K : coefficient (diode forward voltage), T : absolute temperature (273 + degreeC)]
[수학식 1]에 대하여 온도계수(T)가 일정한 값으로(25℃) 고정되어 있다고 가정하고 일사강도를 0.05kW/m2씩 0kW/m2에서 1kW/m2까지 점차적으로 변화시켰을 때의 3kW 출력을 가진 어느 한 태양전지 모듈의 전류-전압 특성에 대한 최대전력점을 기존의 최대전력점 추종제어방법을 이용하여 데이터화 시키면 다음 [표 1]과 같이 나타낼 수 있다.
도 6에서는 일사강도에 대하여 변화하는 최대전력점에 대한 [표 1]의 데이터 값들을 표시하여 최대전력점들을 연결한 것으로서, 일정구간에서 1차곡선의 형태로 최대전력점 값들이 모여 있는 것을 알 수 있다. 이에 착안하여 최대전력점 근접 직선을 수식화 하여 나타날 수 있는데, 이는 아래 [수학식 2]처럼 표기될 수 있다. In FIG. 6, the maximum power points are displayed by displaying data values of [Table 1] for the maximum power point which changes with respect to insolation intensity. Can be. With this in mind, it can be expressed by formulating a straight line near the maximum power point, which can be expressed as
[수학식 2]&Quot; (2) "
(VTn : 최대전력점 근사치 곡선 방정식, a : VTn의 기울기 값, b : Offset 값)(V Tn : Maximum power point approximation curve equation, a: slope value of V Tn , b: Offset value)
상기 표 1의 데이터 값을 근거로, 최대전력점 근접 직선 VTn 에 대한 기울기 a값은 (265.2-259.5)/(11.67-8.74) = 1.87이고, b값은 250이므로, 3kW용량의 상기 태양광 모듈의 최대전력점 근접 곡선의 방정식은 VTn = 1.87I(k)+250 이다. Based on the data values in Table 1 above, the maximum power point near straight line V Tn Since the value of slope a for (265.2-259.5) / (11.67-8.74) = 1.87 and b value is 250, the equation of the maximum power point proximity curve of the photovoltaic module of 3 kW capacity is V Tn = 1.87 I (k ) +250.
본 발명인 미스매치 손실 보상이 가능한 태양광 발전 장치의 최대전력점 추종 제어방법은 기존의 전력추종제어 알고리즘에서 최대전력을 추종한 상태일 때의 I(k) 가 상기 [수학식 2]에서 정의한 최대전력점 근접 직선에 의해 최대전력 상태로 ITn 와 일정 범위 이상의 오차를 가질 때 이를 정상출력을 가진 태양전지가 아닌 미스매치 상태라고 보고 이에 대하여 추가 최대전력점 추종단계를 수행하는 방식의 알고리즘으로 구성된다.In the present invention, the maximum power point tracking control method of a photovoltaic device capable of compensating mismatch loss has a maximum I (k) defined in
보다 정확한 최대전력점 추종을 위해서는 상기 오차 범위를 10% 이내로 하는 것이 바람직하다. For more accurate maximum power point tracking, the error range is preferably within 10%.
상기 오차 범위가 설정 값 이상일 경우 미스매치 상태로 판단하여 추가 최대전력점 추종단계를 수행하는데 이에 대한 내용은 도 7에 나타내었고, 이에 사용된 부호의 정의는 다음과 같다.When the error range is greater than or equal to the set value, it is determined to be a mismatch state to perform an additional maximum power point following step, which is shown in FIG. 7 and the definition of the sign used therein is as follows.
V(k), I(k) : 태양전지의 현재 제어주기 전압, 전류 값V (k), I (k): Current control cycle voltage and current value of solar cell
V(k-1), I(k-1) : 태양전지의 현재부터 한주기 전의 제어주기 전압, 전류 값V (k-1), I (k-1): Control cycle voltage and current values one cycle before the current of the solar cell
VTn, ITn : 태양전지가 미스매치가 없는 정상상태일 경우의 최대전력점 근사치 값V Tn , I Tn : Approximate maximum power point when the solar cell is in a steady state without mismatch
dV, dI, dP : 현재 주기와 전 주기의 전압, 전류, 전력 차dV, dI, dP: voltage, current, power difference between the current cycle and the previous cycle
Vstep : 최대전력 알고리즘 수행과정에서의 전압제어 크기 값V step : Voltage control magnitude value during maximum power algorithm
Vref : 최대전압으로 판단하여 추종제어하는 전압 지령치V ref : Voltage command value for tracking and judging by the maximum voltage
이하, 도 7에 대하여 순차적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, FIG. 7 will be described in order.
① 최초 PCS 구동시 태양광 모듈의 개방전압값을 읽어들여서 VOC알고리즘(일반적으로 개방전압(Vop)값에서 79%정도의 값이 최대전력 전압값이라고 추정하는 알고리즘)을 적용하여 셀이 정상상태일 경우 Vref=Vop*0.79을 추종값으로 설정한다.① The cell is in a steady state by applying the VOC algorithm (an algorithm that generally estimates that 79% of the open voltage (V op ) value is the maximum power voltage value) by reading the open voltage value of the solar module during the initial PCS operation . In this case, set V ref = V op * 0.79 as the following value.
② 설정된 Vref값을 통하여 수학식1에 근거한 태양광모듈 수식에 근거하여 태양광 모듈의 I-V커브가 가리킬 수 있는 I(k)값을 계산하고, 이를 최대전력점 근접 직선방정식인 수학식 2에 대입하여 VTn 값을 구한다. 그리고 이 VTn값은 최대전력점 근점 방정식에 대입한 값이므로 정상상태일 때의 최대전압 값이므로 이 값을 지령치(Vref)에 대입한다.Calculate the I (k) value that the IV curve of the photovoltaic module can point to based on the photovoltaic module formula based on
③ Vref값을 태양광 PCS의 제어값에 넣어주고, Vref에 대하여 실제 I(k)값을 센싱받아 이 값이 이미 알고 있는 최대전력점의 전류값인 ITn 인 값과 일치하는지 확인하고, I(k)값과 ITn값의 오차가 현재 I(k)값에 비해 10%이상 차이가 난다면 정상상태가 아니라고 판단하고, 개방전압(Vop)값에 일정 낮은 전압 바람직하게는 20~30%에 해당하는 값을 지령치(Vref)로 준다.(도 7에서는 30% 값을 지령치로 주었음)③ to put a V ref value of the control value PV PCS, receiving sensing the actual I (k) value with respect to the V ref matches the current value of the I Tn value of the maximum power point in the value is already known and , I (k) value and I Tn value of error is the current I (k) if I is less than 10% difference than the value predetermined in value and determined that the normal state, the open-circuit voltage (V op) low voltage preferably of 20 The value corresponding to ˜30% is given as the setpoint (V ref ). (In FIG. 7, a value of 30% is given as the setpoint.)
④ 이 후 최대전력추종제어 방법은 앞에서 설명한 미분요소 제어기법을 따른다.
④ The maximum power following control method follows the differential element control method described above.
[실시예][Example]
본 발명에 따른미스매치 손실 보상이 가능한 태양광 발전 장치의 최대전력점 추종 제어방법이 미스매치 상태에서 최대전력점을 올바르게 추종제어 하고 있는지를 확인하기 위해 도 9 와 같은 시뮬레이션 회로도를 구성하고, 기존의 알고리즘(P&O)과 비교하기 위하여 미스매치 손실이 일어나고 있는 상태에서 미분요소기법과 본 발명 추종 제어방법이 최대전력점을 올바르게 추종 제어하고 있는지 확인한다. 그 결과 본 발명에서 제안한 최대전력점 추종 제어방법이 도 10과 같이 기존의 알고리즘보다 더 높은 출력전력을 가지는 최대전력점으로 제어하고 있음을 확인할 수 있다.In order to confirm whether the maximum power point tracking control method of the photovoltaic device capable of mismatch loss compensation according to the present invention correctly controls the maximum power point in the mismatch state, a simulation circuit diagram as shown in FIG. In order to compare with the algorithm P & O, it is confirmed whether the differential element technique and the following control method of the present invention correctly follow the maximum power point while mismatch loss is occurring. As a result, it can be seen that the maximum power point following control method proposed in the present invention is controlled to the maximum power point having a higher output power than the conventional algorithm as shown in FIG.
없음none
Claims (3)
일정 전압구간에서 1차곡선의 형태를 갖는 일사강도별 최대전력점에 대한 근접 직선을 도출하여 상기 V(k) 에 따른 ITn 을 구하고 상기 I(k)와의 오차범위를 측정하는 단계; 및
상기 오차 범위가 설정 값 미만이면 정상상태로 판단하여 상기 V(k)과 상기 I(k)을 정상상태인 올바른 최대전력 상태로 판단하고, 상기 오차 범위가 설정 값 이상이면 미스매치(Mismatched) 상태로 판단하여 추가 최대전력점 추종단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 미스매치 손실 보상이 가능한 태양광 발전 시스템의 최대전력점 추종 제어방법.Obtaining I (k) by substituting the cell voltages V (k) and V (k) of the solar module into the IV curve of the solar module;
V (k) is derived by deriving a near straight line with respect to the maximum power point for each solar intensity in the form of a first-order curve in a certain voltage section. According to I Tn Obtaining and measuring an error range with I (k); And
If the error range is less than the set value, it is determined as a normal state, and the V (k) and the I (k) are judged as a correct maximum power state that is a normal state. The maximum power point following control method of the photovoltaic power generation system capable of compensating for mismatch loss, characterized in that to perform additional maximum power point following step.
상기 추가 최대전력점 추종단계는
상기 I(k)를 상기 근접 직선에 대입하여 ITn 을 구하는 단계;
상기 I(k)가 태양광 모듈에서 상기 ITn 보다 크거나 작다면, 비정상 최대전력 추종제어로 판단하고 상기 태양광 모듈의 개방전압(Vop)보다 일정 낮은 전압 지점부터 다시 최대전력점 추종 제어를 수행하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 미스매치 손실 보상이 가능한 태양광 발전 시스템의 최대전력점 추종 제어방법.The method of claim 1,
The additional maximum power point following step
Substituting the I (k) into the near straight line, I Tn Obtaining a;
The I (k) in the solar module I Tn Determining the abnormal maximum power following control and performing maximum power point following control again from a voltage point lower than the open voltage V op of the solar module;
Maximum power point following control method of the photovoltaic system capable of mismatch loss compensation, comprising a.
상기 오차범위는 최대전력점을 추종제어했을 때의 I(k) 값의 10 % 이내인 것을 특징으로 하는 미스매치 손실 보상이 가능한 태양광 발전 시스템의 최대전력점 추종 제어방법.The method of claim 1,
The error range is a maximum power point tracking control method of a photovoltaic power generation system capable of mismatch loss compensation, characterized in that within 10% of the I (k) value when the maximum power point following control.
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