IM-संचालित सौर्य फोटोभोल्टिक फिड पम्प प्रणालीको लागि सुधारिएको नियन्त्रणको डिजाइन र प्रोसेसर-इन-द-लूप कार्यान्वयन

हालैका वर्षहरूमा, फोटोभोल्टिक पानी पम्पिङ प्रणाली (PVWPS) को दक्षतामा सुधारहरूले अनुसन्धानकर्ताहरू बीच ठूलो चासो आकर्षित गरेको छ, किनभने तिनीहरूको सञ्चालन स्वच्छ विद्युत ऊर्जा उत्पादनमा आधारित छ। यस पेपरमा, PVWPS को लागि नयाँ फजी तर्क नियन्त्रक-आधारित दृष्टिकोण विकसित गरिएको छ। इन्डक्सन मोटर्स (IM) मा लागू हुने हानि न्यूनीकरण प्रविधिहरू समावेश गर्ने अनुप्रयोगहरू। प्रस्तावित नियन्त्रणले IM घाटाहरू न्यूनीकरण गरेर इष्टतम प्रवाह परिमाण चयन गर्छ। यसका अतिरिक्त, चर-चरण विचलित अवलोकन विधि पनि प्रस्तुत गरिएको छ। प्रस्तावित नियन्त्रणको उपयुक्तता द्वारा पहिचान गरिएको छ। सिंक वर्तमान कम गर्दै;तसर्थ, मोटर घाटा न्यूनीकरण गरिएको छ र दक्षता सुधारिएको छ। प्रस्तावित नियन्त्रण रणनीतिलाई हानि न्यूनीकरण नगरी विधिहरूसँग तुलना गरिएको छ। तुलना परिणामहरूले प्रस्तावित विधिको प्रभावकारितालाई चित्रण गर्दछ, जुन विद्युतीय गति, अवशोषित वर्तमान, प्रवाहमा हुने हानि न्यूनीकरणमा आधारित छ। पानी, र विकासशील प्रवाह। एक प्रोसेसर-इन-द-लूप (PIL) परीक्षण प्रस्तावित विधिको प्रयोगात्मक परीक्षणको रूपमा गरिन्छ। यसले STM32F4 खोज बोर्डमा उत्पन्न C कोडको कार्यान्वयन समावेश गर्दछ। इम्बेडेडबाट प्राप्त परिणामहरू बोर्ड संख्यात्मक सिमुलेशन परिणामहरू जस्तै छन्।
नवीकरणीय ऊर्जा, विशेष गरीसौर्यफोटोभोल्टिक टेक्नोलोजी, पानी पम्पिङ प्रणालीमा जीवाश्म इन्धनको सफा विकल्प हुन सक्छ 1,2। फोटोभोल्टिक पम्पिङ प्रणालीले बिजुली बिना दुर्गम क्षेत्रहरूमा उल्लेखनीय ध्यान प्राप्त गरेको छ 3,4।
PV पम्पिङ एप्लिकेसनहरूमा विभिन्न इन्जिनहरू प्रयोग गरिन्छ। PVWPS को प्राथमिक चरण DC मोटरहरूमा आधारित छ। यी मोटरहरू नियन्त्रण गर्न र कार्यान्वयन गर्न सजिलो छ, तर एनोटेटरहरू र ब्रशहरूको उपस्थितिको कारण तिनीहरूको नियमित मर्मत आवश्यक पर्दछ। स्थायी चुम्बक मोटरहरू प्रस्तुत गरियो, जुन ब्रशलेस, उच्च दक्षता र विश्वसनीयताद्वारा विशेषता हो6। अन्य मोटरहरूको तुलनामा, IM-आधारित PVWPS ले राम्रो प्रदर्शन गरेको छ किनभने यो मोटर भरपर्दो, कम लागत, मर्मत-रहित, र नियन्त्रण रणनीतिहरूको लागि थप सम्भावनाहरू प्रदान गर्दछ। अप्रत्यक्ष फिल्ड ओरिएन्टेड कन्ट्रोल (IFOC) प्रविधिहरू र प्रत्यक्ष टर्क नियन्त्रण (DTC) विधिहरू सामान्यतया प्रयोग गरिन्छ।
IFOC Blaschke र Hasse द्वारा विकसित गरिएको थियो र यसले IM गतिलाई 9,10 को फराकिलो दायरामा परिवर्तन गर्न अनुमति दिन्छ। स्टेटर करन्टलाई दुई भागमा विभाजन गरिएको छ, एउटाले चुम्बकीय प्रवाह उत्पन्न गर्छ र अर्कोले dq समन्वय प्रणालीमा रूपान्तरण गरेर टर्क उत्पन्न गर्छ। स्थिर अवस्था र गतिशील अवस्थाहरूमा फ्लक्स र टर्कको स्वतन्त्र नियन्त्रण। Axis (d) रोटर फ्लक्स स्पेस भेक्टरसँग पङ्क्तिबद्ध छ, जसमा रोटर फ्लक्स स्पेस भेक्टरको क्यू-अक्ष कम्पोनेन्ट सँधै शून्य हुन्छ।FOC ले राम्रो र छिटो प्रतिक्रिया प्रदान गर्दछ। ,12, तथापि, यो विधि जटिल छ र प्यारामिटर भिन्नताहरूको अधीनमा छ13। यी कमजोरीहरूलाई हटाउन, Takashi र Noguchi14 ले DTC प्रस्तुत गर्‍यो, जसमा उच्च गतिशील कार्यसम्पादन छ र मापदण्ड परिवर्तनहरूमा बलियो र कम संवेदनशील छ। DTC मा, विद्युत चुम्बकीय टर्क र स्टेटर फ्लक्स। सम्बन्धित अनुमानहरूबाट स्टेटर फ्लक्स र टर्क घटाएर नियन्त्रण गरिन्छ। नतिजालाई नियन्त्रण गर्न उपयुक्त भोल्टेज भेक्टर उत्पन्न गर्न हिस्टेरेसिस तुलनाकर्तामा खुवाइन्छ।दुबै स्टेटर फ्लक्स र टोक़।

यस नियन्त्रण रणनीतिको मुख्य असुविधा स्टेटर फ्लक्स र इलेक्ट्रोम्याग्नेटिक टर्क विनियमन15,42 को लागि हिस्टेरेसिस नियामकहरूको प्रयोगको कारणले ठूलो टर्क र फ्लक्स उतार-चढ़ाव हो। तरंग कम गर्न बहु-स्तरीय कन्भर्टरहरू प्रयोग गरिन्छ, तर शक्ति स्विचहरू16 को संख्याले दक्षता घटाउँछ। धेरै लेखकहरूले स्पेस भेक्टर मोड्युलेसन (SWM) 17, स्लाइडिङ मोड कन्ट्रोल (SMC) 18 प्रयोग गरेका छन्, जुन शक्तिशाली प्रविधिहरू हुन् तर अवांछनीय जिटरिङ प्रभावहरूबाट ग्रस्त छन्19। धेरै शोधकर्ताहरूले नियन्त्रक कार्यसम्पादन सुधार गर्न कृत्रिम बुद्धिमत्ता प्रविधिहरू प्रयोग गरेका छन्, तिनीहरूमध्ये, (1) न्यूरल नेटवर्कहरू, एक नियन्त्रण रणनीति जसलाई कार्यान्वयन गर्न उच्च-गति प्रोसेसरहरू आवश्यक पर्दछ 20, र (2) आनुवंशिक एल्गोरिदम21।
फजी नियन्त्रण बलियो छ, ननलाइनर नियन्त्रण रणनीतिहरूको लागि उपयुक्त छ, र सही मोडेलको ज्ञान आवश्यक छैन। यसले हिस्टेरेटिक नियन्त्रकहरूको सट्टा फजी तर्क ब्लकहरूको प्रयोग समावेश गर्दछ र फ्लक्स र टर्क रिपल कम गर्न चयन तालिकाहरू स्विच गर्दछ। यो औंल्याउन लायक छ। FLC-आधारित DTCs ले राम्रो प्रदर्शन22 प्रदान गर्दछ, तर इन्जिनको दक्षता अधिकतम गर्न पर्याप्त छैन, त्यसैले नियन्त्रण लूप अनुकूलन प्रविधिहरू आवश्यक छ।
धेरै अघिल्लो अध्ययनहरूमा, लेखकहरूले सन्दर्भ प्रवाहको रूपमा स्थिर प्रवाह रोजेका थिए, तर सन्दर्भको यो छनौटले इष्टतम अभ्यासलाई प्रतिनिधित्व गर्दैन।
उच्च प्रदर्शन, उच्च दक्षता मोटर ड्राइभहरूलाई छिटो र सटीक गति प्रतिक्रिया चाहिन्छ। अर्कोतर्फ, केही अपरेशनहरूको लागि, नियन्त्रण इष्टतम नहुन सक्छ, त्यसैले ड्राइभ प्रणालीको दक्षतालाई अनुकूलित गर्न सकिँदैन। प्रयोग गरेर राम्रो प्रदर्शन प्राप्त गर्न सकिन्छ। प्रणाली सञ्चालनको समयमा एक चर प्रवाह सन्दर्भ।
धेरै लेखकहरूले खोज नियन्त्रक (SC) प्रस्ताव गरेका छन् जसले इन्जिनको दक्षता सुधार गर्न विभिन्न लोड अवस्थाहरू (जस्तै in27) अन्तर्गत घाटा कम गर्छ। यो प्रविधिले पुनरावृत्ति d-अक्ष वर्तमान सन्दर्भ वा स्टेटर फ्लक्सद्वारा इनपुट पावर मापन र न्यूनतम गर्दछ। सन्दर्भ। यद्यपि, यो विधिले एयर-गैप फ्लक्समा अवस्थित दोलनहरूको कारणले टर्क रिपल परिचय गराउँछ, र यो विधिको कार्यान्वयन समय-उपभोग र गणनात्मक रूपमा संसाधन-गहन छ। पार्टिकल स्वार्म अप्टिमाइजेसन पनि दक्षता सुधार गर्न प्रयोग गरिन्छ28, तर यो प्रविधि स्थानीय मिनिमामा अड्कियो, नियन्त्रण प्यारामिटरहरूको खराब चयनको लागि नेतृत्व गर्नुहोस्29।
यस पेपरमा, FDTC सँग सम्बन्धित प्रविधिलाई मोटर घाटा कम गरेर इष्टतम चुम्बकीय प्रवाह चयन गर्न प्रस्ताव गरिएको छ। यो संयोजनले प्रत्येक अपरेटिङ बिन्दुमा इष्टतम प्रवाह स्तर प्रयोग गर्ने क्षमता सुनिश्चित गर्दछ, जसले गर्दा प्रस्तावित फोटोभोल्टिक पानी पम्पिङ प्रणालीको दक्षता बढाउँछ। तसर्थ, यो फोटोभोल्टिक पानी पम्पिंग अनुप्रयोगहरूको लागि धेरै सुविधाजनक देखिन्छ।
यसबाहेक, प्रस्तावित विधिको प्रोसेसर-इन-द-लूप परीक्षण प्रयोगात्मक प्रमाणीकरणको रूपमा STM32F4 बोर्ड प्रयोग गरी गरिन्छ। यस कोरको मुख्य फाइदाहरू कार्यान्वयनको सरलता, कम लागत र जटिल कार्यक्रमहरू विकास गर्न आवश्यक पर्दैन। , FT232RL USB-UART रूपान्तरण बोर्ड STM32F4 सँग सम्बन्धित छ, जसले कम्प्युटरमा भर्चुअल सिरियल पोर्ट (COM पोर्ट) स्थापना गर्नको लागि बाह्य संचार इन्टरफेसको ग्यारेन्टी दिन्छ। यो विधिले उच्च बाउड दरहरूमा डाटा प्रसारण गर्न अनुमति दिन्छ।

प्रस्तावित प्रविधिको प्रयोग गरी PVWPS को कार्यसम्पादनलाई विभिन्न अपरेटिङ अवस्थाहरूमा नोक्सान न्यूनीकरण नगरी PV प्रणालीहरूसँग तुलना गरिएको छ। प्राप्त परिणामहरूले देखाउँदछ कि प्रस्तावित फोटोभोल्टिक वाटर पम्प प्रणाली स्टेटर करन्ट र तामाको हानि न्यूनीकरण गर्न, प्रवाहलाई अनुकूलन गर्न र पानी पम्प गर्नमा राम्रो छ।
बाँकी कागज निम्नानुसार संरचना गरिएको छ: प्रस्तावित प्रणालीको मोडेलिङ "फोटोभोल्टिक प्रणालीको मोडेलिङ" खण्डमा दिइएको छ। "अध्ययन गरिएको प्रणालीको नियन्त्रण रणनीति" खण्डमा, FDTC, प्रस्तावित नियन्त्रण रणनीति र MPPT प्रविधि हुन्। विस्तृत रूपमा वर्णन गरिएको छ।निष्कर्षहरू "सिमुलेशन परिणामहरू" खण्डमा छलफल गरिएको छ। "STM32F4 खोज बोर्डसँग PIL परीक्षण" खण्डमा, प्रोसेसर-इन-द-लूप परीक्षण वर्णन गरिएको छ। यस पेपरको निष्कर्षहरू " निष्कर्ष" खण्ड।
चित्र १ ले स्ट्यान्ड-अलोन PV पानी पम्पिङ प्रणालीको लागि प्रस्तावित प्रणाली कन्फिगरेसन देखाउँछ। प्रणालीमा IM-आधारित केन्द्रापसारक पम्प, फोटोभोल्टिक एरे, दुई पावर कन्भर्टरहरू [बूस्ट कन्भर्टर र भोल्टेज स्रोत इन्भर्टर (VSI)] समावेश छन्। यस खण्डमा अध्ययन गरिएको फोटोभोल्टिक पानी पम्पिङ प्रणालीको मोडेलिङ प्रस्तुत गरिएको छ।
यस पेपरले एकल-डायोड मोडेल अपनाउछसौर्यफोटोभोल्टिक कोशिकाहरू। PV कोषका विशेषताहरूलाई ३१, ३२ र ३३ द्वारा जनाइएको छ।
अनुकूलन प्रदर्शन गर्न, एक बूस्ट कन्भर्टर प्रयोग गरिन्छ। DC-DC कनवर्टरको इनपुट र आउटपुट भोल्टेजहरू बीचको सम्बन्ध तलको समीकरण 34 द्वारा दिइएको छ:
IM को गणितीय मोडेललाई सन्दर्भ फ्रेम (α,β) मा निम्न समीकरण 5,40 द्वारा वर्णन गर्न सकिन्छ:
जहाँ \(l_{s }\),\(l_{r}\): स्टेटर र रोटर इन्डक्टन्स, M: म्युचुअल इन्डक्टेन्स, \(R_{s }\), \(I_{s }\): स्टेटर प्रतिरोध र स्टेटर करेन्ट, \(R_{r}\), \(I_{r }\): रोटर रेजिस्टेन्स र रोटर करेन्ट, \(\phi_{s}\), \(V_{s}\): स्टेटर फ्लक्स र स्टेटर भोल्टेज , \(\phi_{r}\), \(V_{r}\): रोटर फ्लक्स र रोटर भोल्टेज।
केन्द्रापसारक पम्प लोड टोक़ IM गति को वर्ग को समानुपातिक द्वारा निर्धारण गर्न सकिन्छ:
प्रस्तावित पानी पम्प प्रणालीको नियन्त्रणलाई तीन फरक उपखण्डहरूमा विभाजन गरिएको छ।पहिलो भाग MPPT प्रविधिसँग सम्बन्धित छ।दोस्रो भागले फजी लॉजिक कन्ट्रोलरको प्रत्यक्ष टर्क नियन्त्रणमा आधारित IM ड्राइभिङसँग सम्बन्धित छ।यसबाहेक, खण्ड III ले सम्बन्धित प्रविधिको वर्णन गर्दछ। FLC-आधारित DTC जसले सन्दर्भ प्रवाहहरूको निर्धारण गर्न अनुमति दिन्छ।
यस कार्यमा, अधिकतम पावर पोइन्ट ट्र्याक गर्न एक चर-चरण P&O प्रविधि प्रयोग गरिन्छ। यो द्रुत ट्र्याकिङ र कम दोलन (चित्र 2) 37,38,39 द्वारा विशेषता हो।
DTC को मुख्य विचार मेसिनको फ्लक्स र टर्कलाई प्रत्यक्ष रूपमा नियन्त्रण गर्नु हो, तर इलेक्ट्रोम्याग्नेटिक टर्क र स्टेटर फ्लक्स नियमनका लागि हिस्टेरेसिस नियामकहरूको प्रयोगले उच्च टर्क र फ्लक्स रिपलमा परिणाम दिन्छ। त्यसैले, एक धमिलो प्रविधिलाई बढाउनको लागि प्रस्तुत गरिएको छ। DTC विधि (चित्र 7), र FLC ले पर्याप्त इन्भर्टर भेक्टर अवस्थाहरू विकास गर्न सक्छ।
यस चरणमा, इनपुट सदस्यता प्रकार्यहरू (MF) र भाषिक सर्तहरू मार्फत फजी चरहरूमा रूपान्तरण हुन्छ।
पहिलो इनपुट (εφ) को लागि तीन सदस्यता प्रकार्यहरू नकारात्मक (N), सकारात्मक (P), र शून्य (Z) हुन्, चित्र 3 मा देखाइए अनुसार।
दोस्रो इनपुट (\(\varepsilon\)Tem) को लागि पाँच सदस्यता प्रकार्यहरू नकारात्मक ठूलो (NL) नकारात्मक सानो (NS) शून्य (Z) सकारात्मक सानो (PS) र सकारात्मक ठूलो (PL), चित्र 4 मा देखाइएको छ।
स्टेटर फ्लक्स ट्र्याजेक्टोरीमा १२ सेक्टरहरू हुन्छन्, जसमा फजी सेटलाई समद्विद्विभुज त्रिकोणीय सदस्यता प्रकार्यद्वारा प्रतिनिधित्व गरिन्छ, चित्र 5 मा देखाइए अनुसार।
तालिका 1 समूह 180 फजी नियमहरू जसले इनपुट सदस्यता प्रकार्यहरू उपयुक्त स्विच अवस्थाहरू चयन गर्न प्रयोग गर्दछ।
अनुमान विधि ममदानीको प्रविधि प्रयोग गरी गरिन्छ। i-th नियमको वजन कारक (\(\alpha_{i}\)) द्वारा दिइएको छ:
जहाँ\(\mu Ai \left( {e\varphi } \right)\),\(\mu Bi\left( {eT} \right) ,\) \(\mu Ci\left( \theta \right) \) : चुम्बकीय प्रवाह, टर्क र स्टेटर फ्लक्स कोण त्रुटि को सदस्यता मूल्य।
चित्र 6 ले Eq.(20) द्वारा प्रस्तावित अधिकतम विधि प्रयोग गरेर फजी मानहरूबाट प्राप्त तीखो मानहरूलाई चित्रण गर्दछ।
मोटर दक्षता बढाएर, प्रवाह दर बढाउन सकिन्छ, जसले फलस्वरूप दैनिक पानी पम्पिङ बढाउँछ (चित्र 7)। निम्न प्रविधिको उद्देश्य प्रत्यक्ष टर्क नियन्त्रण विधिसँग घाटा न्यूनीकरणमा आधारित रणनीतिलाई सम्बद्ध गर्नु हो।
यो राम्रोसँग थाहा छ कि चुम्बकीय प्रवाहको मूल्य मोटरको दक्षताको लागि महत्त्वपूर्ण छ। उच्च प्रवाह मानहरूले फलामको क्षतिको साथै सर्किटको चुम्बकीय संतृप्ति बढाउँछ। यसको विपरीत, कम प्रवाह स्तरले उच्च जूल घाटाको परिणाम दिन्छ।
तसर्थ, IM मा घाटाको कमी सीधा प्रवाह स्तर को छनौट संग सम्बन्धित छ।
प्रस्तावित विधि मेसिनमा स्टेटर विन्डिङ्सबाट प्रवाहित वर्तमानसँग सम्बन्धित जुल घाटाहरूको मोडेलिङमा आधारित छ। यसले रोटर फ्लक्सको मूल्यलाई इष्टतम मानमा समायोजन गर्ने समावेश गर्दछ, जसले गर्दा दक्षता बढाउनको लागि मोटरको नोक्सानलाई कम गर्छ। जुल घाटाहरू। निम्नानुसार व्यक्त गर्न सकिन्छ (मूल घाटा बेवास्ता गर्दै):
विद्युत चुम्बकीय टर्क\(C_{em}\) र रोटर फ्लक्स\(\phi_{r}\) लाई dq समन्वय प्रणालीमा यसरी गणना गरिन्छ:
विद्युत चुम्बकीय टर्क\(C_{em}\) र रोटर फ्लक्स\(\phi_{r}\) सन्दर्भ (d,q) मा गणना गरिन्छ:
समीकरण समाधान गरेर।(३०), हामीले इष्टतम स्टेटर करेन्ट फेला पार्न सक्छौं जसले इष्टतम रोटर फ्लक्स र न्यूनतम हानि सुनिश्चित गर्दछ:
प्रस्तावित प्रविधिको सुदृढता र कार्यसम्पादन मूल्याङ्कन गर्न MATLAB/Simulink सफ्टवेयर प्रयोग गरी विभिन्न सिमुलेशनहरू प्रदर्शन गरियो। अनुसन्धान प्रणालीमा आठ 230 W CSUN 235-60P प्यानलहरू (तालिका 2) श्रृंखलामा जोडिएका छन्। केन्द्रापसारक पम्प IM द्वारा संचालित छ, र यसको विशेषता प्यारामिटरहरू तालिका ३ मा देखाइएको छ। PV पम्पिङ प्रणालीका कम्पोनेन्टहरू तालिका ४ मा देखाइएको छ।
यस खण्डमा, स्थिर प्रवाह सन्दर्भको साथ FDTC प्रयोग गर्ने फोटोभोल्टिक वाटर पम्पिङ प्रणालीलाई समान अपरेटिङ सर्तहरूमा इष्टतम प्रवाह (FDTCO) मा आधारित प्रस्तावित प्रणालीसँग तुलना गरिएको छ। दुवै फोटोभोल्टिक प्रणालीहरूको कार्यसम्पादन निम्न परिदृश्यहरूलाई विचार गरेर परीक्षण गरिएको थियो:
यस खण्डले 1000 W/m2 को इन्सोलेशन दरमा आधारित पम्प प्रणालीको प्रस्तावित स्टार्ट-अप अवस्था प्रस्तुत गर्दछ। चित्र 8e ले विद्युतीय गति प्रतिक्रियालाई चित्रण गर्दछ। FDTC सँग तुलना गर्दा, प्रस्तावित प्रविधिले 1.04 मा स्थिर स्थितिमा पुगेर राम्रो वृद्धि समय प्रदान गर्दछ। s, र FDTC सँग, 1.93 s मा स्थिर स्थितिमा पुग्दा। चित्र 8f ले दुई नियन्त्रण रणनीतिहरूको पम्पिङ देखाउँछ। FDTCO ले पम्पिङ रकम बढाउँछ, जसले IM द्वारा रूपान्तरित ऊर्जामा भएको सुधारलाई बताउँछ। चित्र 8g। र 8h ले कोरिएको स्टेटर प्रवाहलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ। FDTC प्रयोग गरी स्टार्टअप करन्ट 20 A हो, जबकि प्रस्तावित नियन्त्रण रणनीतिले 10 A को स्टार्टअप करन्टको सुझाव दिन्छ, जसले जुल घाटा कम गर्छ। चित्र 8i र 8j ले विकसित स्टेटर प्रवाह देखाउँछ। FDTC-आधारित PVPWS 1.2 Wb को स्थिर सन्दर्भ प्रवाहमा सञ्चालन गर्दछ, जबकि प्रस्तावित विधिमा, सन्दर्भ प्रवाह 1 A हो, जुन फोटोभोल्टिक प्रणालीको दक्षता सुधार गर्न संलग्न छ।
(क)सौर्यविकिरण (b) पावर निकासी (c) ड्यूटी चक्र (d) DC बस भोल्टेज (e) रोटर गति (f) पम्पिंग पानी (g) FDTC को लागि स्टेटर चरण वर्तमान (h) FDTCO को लागि स्टेटर चरण वर्तमान (i) FLC प्रयोग गरेर फ्लक्स प्रतिक्रिया (j) FDTCO प्रयोग गरेर फ्लक्स प्रतिक्रिया (k) FDTC (l) FDTCO प्रयोग गरेर स्टेटर फ्लक्स ट्र्याजेक्टोरी।
दसौर्यविकिरण 3 सेकेन्डमा 1000 देखि 700 W/m2 र त्यसपछि 6 सेकेन्डमा 500 W/m2 मा फरक हुन्छ (चित्र 8a)। चित्र 8b 1000 W/m2, 700 W/m2 र 500 W/m2 को लागि सम्बन्धित फोटोभोल्टिक शक्ति देखाउँछ। .Figure 8c र 8d ले क्रमशः ड्यूटी साइकल र DC लिङ्क भोल्टेजलाई चित्रण गर्दछ। चित्र 8e ले IM को विद्युतीय गतिलाई चित्रण गर्छ, र हामीले FDTC-आधारित फोटोभोल्टिक प्रणालीको तुलनामा प्रस्तावित प्रविधिमा राम्रो गति र प्रतिक्रिया समय रहेको देख्न सक्छौं। चित्र 8f FDTC र FDTCO प्रयोग गरेर प्राप्त विभिन्न विकिरण स्तरहरूको लागि पानी पम्पिङ देखाउँछ। FDTC को तुलनामा FDTCO बाट धेरै पम्पिङहरू प्राप्त गर्न सकिन्छ। FDTC विधि र प्रस्तावित नियन्त्रण रणनीति प्रयोग गरी सिमुलेटेड वर्तमान प्रतिक्रियाहरू चित्रण गर्नुहोस्। प्रस्तावित नियन्त्रण प्रविधि प्रयोग गरेर। , हालको एम्प्लिच्युड न्यून गरिएको छ, जसको अर्थ तामाको कम हानि हो, यसरी प्रणालीको दक्षता बढाउँछ। त्यसैले, उच्च स्टार्ट-अप करेन्टहरूले मेसिनको कार्यसम्पादनमा कमी ल्याउन सक्छ। चित्र 8j ले फ्लक्स प्रतिक्रियाको विकास देखाउँछ।इष्टतम प्रवाह सुनिश्चित गर्न को लागी घाटा कम गरिएको छ, त्यसैले, प्रस्तावित प्रविधिले यसको कार्यसम्पादनलाई चित्रण गर्दछ। चित्र 8i को विपरित, फ्लक्स स्थिर छ, जसले इष्टतम कार्यलाई प्रतिनिधित्व गर्दैन। चित्र 8k र 8l ले स्टेटर फ्लक्स ट्र्याजेक्टोरीको विकास देखाउँदछ। 8l ले इष्टतम प्रवाह विकासलाई चित्रण गर्दछ र प्रस्तावित नियन्त्रण रणनीतिको मुख्य विचार बताउँछ।
मा अचानक परिवर्तनसौर्यविकिरण लागू गरिएको थियो, 1000 W/m2 को विकिरणबाट सुरु हुँदै र 1.5 s (चित्र 9a) पछि अचानक 500 W/m2 मा घट्दै गएको थियो। चित्र 9b ले फोटोभोल्टिक प्यानलहरूबाट निकालिएको फोटोभोल्टिक पावर देखाउँछ, 1000 W/500m/ सँग सम्बन्धित। W/m2.Figures 9c र 9d क्रमशः ड्यूटी साइकल र DC लिङ्क भोल्टेजलाई चित्रण गर्दछ। चित्र 9e बाट देख्न सकिन्छ, प्रस्तावित विधिले राम्रो प्रतिक्रिया समय प्रदान गर्दछ। चित्र 9f ले दुई नियन्त्रण रणनीतिहरूको लागि प्राप्त पानी पम्पिङ देखाउँछ। पम्पिङ FDTCO सँग FDTC को तुलनामा उच्च थियो, FDTC सँग 0.009 m3/s को तुलनामा 1000 W/m2 विकिरणमा 0.01 m3/s पम्प गर्दै;यसबाहेक, जब विकिरण 500 W at /m2 थियो, FDTCO ले 0.0079 m3/s पम्प गर्यो, जबकि FDTC ले 0.0077 m3/s पम्प गर्यो। फिगर 9g र 9h। FDTC विधि र प्रस्तावित नियन्त्रण रणनीति प्रयोग गरी सिमुलेट गरिएको हालको प्रतिक्रियाको वर्णन गर्दछ। हामी नोट गर्न सक्छौं। प्रस्तावित नियन्त्रण रणनीतिले हालको एम्प्लिच्युड अचानक विकिरण परिवर्तन अन्तर्गत घटेको देखाउँछ, जसको परिणामस्वरूप तामाको हानि कम हुन्छ। चित्र 9j ले हानि न्यून भएको सुनिश्चित गर्न इष्टतम प्रवाह छनौट गर्न फ्लक्स प्रतिक्रियाको विकास देखाउँछ, त्यसैले, प्रस्तावित प्रविधि 1Wb को एक प्रवाह र 1000 W/m2 को विकिरण संग यसको प्रदर्शन को चित्रण गर्दछ, जबकि फ्लक्स 0.83Wb छ र विकिरण 500 W/m2 छ। Fig. 9i को विपरित, प्रवाह 1.2 Wb मा स्थिर छ, जुन गर्दैन। इष्टतम कार्यलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ।चित्र 9k र 9l ले स्टेटर फ्लक्स ट्र्याजेक्टोरीको विकास देखाउँदछ।चित्र 9l ले इष्टतम प्रवाह विकासलाई चित्रण गर्दछ र प्रस्तावित नियन्त्रण रणनीतिको मुख्य विचार र प्रस्तावित पम्पिङ प्रणालीको सुधारको व्याख्या गर्दछ।
(क)सौर्यविकिरण (b) निकालिएको शक्ति (c) कर्तव्य चक्र (d) DC बस भोल्टेज (e) रोटर गति (f) पानी प्रवाह (g) FDTC को लागि स्टेटर चरण वर्तमान (h) FDTCO को लागि स्टेटर चरण वर्तमान (i) प्रयोग गरेर फ्लक्स प्रतिक्रिया FLC (j) FDTCO प्रयोग गरेर फ्लक्स प्रतिक्रिया (k) FDTC (l) FDTCO प्रयोग गरेर स्टेटर फ्लक्स ट्र्याजेक्टोरी प्रयोग गरेर।
प्रवाह मूल्य, वर्तमान आयाम र पम्पिङको सन्दर्भमा दुई प्रविधिहरूको तुलनात्मक विश्लेषण तालिका 5 मा देखाइएको छ, जसले देखाउँछ कि प्रस्तावित प्रविधिमा आधारित PVWPS ले बढ्दो पम्पिङ प्रवाह र न्यून आयाम वर्तमान र घाटाको साथ उच्च प्रदर्शन प्रदान गर्दछ, जुन कारण हो। इष्टतम प्रवाह चयन गर्न।
प्रस्तावित नियन्त्रण रणनीति प्रमाणित गर्न र परीक्षण गर्नको लागि, STM32F4 बोर्डमा आधारित PIL परीक्षण गरिन्छ। यसमा लोड हुने र इम्बेडेड बोर्डमा चल्ने कोड उत्पन्न हुन्छ। बोर्डमा 1 MB फ्ल्यास, 168 MHz भएको 32-बिट माइक्रोकन्ट्रोलर समावेश हुन्छ। घडी फ्रिक्वेन्सी, फ्लोटिंग बिन्दु एकाइ, DSP निर्देशनहरू, 192 KB SRAM। यो परीक्षणको क्रममा, STM32F4 खोज हार्डवेयर बोर्डमा आधारित उत्पन्न कोड समावेश गरी नियन्त्रण प्रणालीमा विकसित PIL ब्लक सिर्जना गरिएको थियो र Simulink सफ्टवेयरमा प्रस्तुत गरियो। अनुमति दिने चरणहरू। STM32F4 बोर्ड प्रयोग गरेर कन्फिगर गरिने PIL परीक्षणहरू चित्र 10 मा देखाइएको छ।
STM32F4 को प्रयोग गरी सह-सिमुलेशन PIL परीक्षणलाई प्रस्तावित प्रविधि प्रमाणित गर्न कम लागतको प्रविधिको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ। यस पेपरमा, उत्तम सन्दर्भ प्रवाह प्रदान गर्ने अनुकूलित मोड्युल STMicroelectronics Discovery Board (STM32F4) मा लागू गरिएको छ।
पछिल्लोलाई सिमुलिङ्कसँग एकैसाथ कार्यान्वयन गरिन्छ र प्रस्तावित PVWPS विधि प्रयोग गरी सह-सिमुलेशनको क्रममा जानकारी आदानप्रदान गरिन्छ। चित्र 12 ले STM32F4 मा अप्टिमाइजेसन टेक्नोलोजी सबसिस्टमको कार्यान्वयनलाई चित्रण गर्दछ।
यस सह-सिमुलेशनमा प्रस्तावित इष्टतम सन्दर्भ प्रवाह प्रविधि मात्र देखाइएको छ, किनकि यो फोटोभोल्टिक पानी पम्पिङ प्रणालीको नियन्त्रण व्यवहार देखाउने यस कार्यको लागि मुख्य नियन्त्रण चर हो।