आईएम-चालित सौर फोटोवोल्टिक फीड पंप सिस्टम के लिए बेहतर नियंत्रण के डिजाइन और प्रोसेसर-इन-द-लूप कार्यान्वयन

हाल के वर्षों में, फोटोवोल्टिक वॉटर पंपिंग सिस्टम (पीवीडब्ल्यूपीएस) की दक्षता में सुधार ने शोधकर्ताओं के बीच बहुत रुचि आकर्षित की है, क्योंकि उनका संचालन स्वच्छ विद्युत ऊर्जा उत्पादन पर आधारित है। इस पेपर में, पीवीडब्ल्यूपीएस के लिए एक नया फजी लॉजिक कंट्रोलर-आधारित दृष्टिकोण विकसित किया गया है। अनुप्रयोग जो प्रेरण मोटर्स (आईएम) पर लागू हानि न्यूनीकरण तकनीकों को शामिल करते हैं। प्रस्तावित नियंत्रण आईएम नुकसान को कम करके इष्टतम प्रवाह परिमाण का चयन करता है। इसके अलावा, चर-चरण गड़बड़ी अवलोकन विधि भी पेश की जाती है। प्रस्तावित नियंत्रण की उपयुक्तता द्वारा मान्यता प्राप्त है सिंक करंट को कम करना;इसलिए, मोटर नुकसान को कम किया जाता है और दक्षता में सुधार होता है। प्रस्तावित नियंत्रण रणनीति की तुलना बिना नुकसान के कम से कम तरीकों से की जाती है। तुलना के परिणाम प्रस्तावित विधि की प्रभावशीलता को दर्शाते हैं, जो विद्युत वेग में नुकसान को कम करने, वर्तमान अवशोषित, बहने पर आधारित है। पानी, और विकासशील प्रवाह। एक प्रोसेसर-इन-द-लूप (पीआईएल) परीक्षण प्रस्तावित विधि के प्रयोगात्मक परीक्षण के रूप में किया जाता है। इसमें एसटीएम 32 एफ 4 डिस्कवरी बोर्ड पर उत्पन्न सी कोड का कार्यान्वयन शामिल है। एम्बेडेड से प्राप्त परिणाम बोर्ड संख्यात्मक सिमुलेशन परिणामों के समान हैं।
अक्षय ऊर्जा, विशेष रूप सेसौरफोटोवोल्टिक प्रौद्योगिकी, जल पम्पिंग सिस्टम में जीवाश्म ईंधन के लिए एक स्वच्छ विकल्प हो सकती है1,2। फोटोवोल्टिक पम्पिंग सिस्टम ने बिजली के बिना दूरदराज के क्षेत्रों में काफी ध्यान आकर्षित किया है3,4।
पीवी पंपिंग अनुप्रयोगों में विभिन्न इंजनों का उपयोग किया जाता है। पीवीडब्ल्यूपीएस का प्राथमिक चरण डीसी मोटर्स पर आधारित है। इन मोटरों को नियंत्रित करना और कार्यान्वित करना आसान है, लेकिन एनोटेटर्स और ब्रश की उपस्थिति के कारण इन्हें नियमित रखरखाव की आवश्यकता होती है। इस कमी को दूर करने के लिए, ब्रश रहित स्थायी चुंबक मोटर्स पेश किए गए, जो ब्रशलेस, उच्च दक्षता और विश्वसनीयता की विशेषता है। अन्य मोटर्स की तुलना में, आईएम-आधारित पीवीडब्ल्यूपीएस का प्रदर्शन बेहतर है क्योंकि यह मोटर विश्वसनीय, कम लागत वाली, रखरखाव-मुक्त है, और नियंत्रण रणनीतियों के लिए अधिक संभावनाएं प्रदान करती है। .अप्रत्यक्ष क्षेत्र उन्मुख नियंत्रण (आईएफओसी) तकनीक और प्रत्यक्ष टोक़ नियंत्रण (डीटीसी) विधियों का आमतौर पर उपयोग किया जाता है।
IFOC को Blaschke और Hasse द्वारा विकसित किया गया था और IM गति को एक विस्तृत श्रृंखला में 9,10 में बदलने की अनुमति देता है। स्टेटर करंट को दो भागों में विभाजित किया जाता है, एक चुंबकीय प्रवाह उत्पन्न करता है और दूसरा dq समन्वय प्रणाली में परिवर्तित करके टॉर्क उत्पन्न करता है। यह अनुमति देता है स्थिर अवस्था और गतिशील परिस्थितियों में फ्लक्स और टॉर्क का स्वतंत्र नियंत्रण। एक्सिस (डी) रोटर फ्लक्स स्पेस वेक्टर के साथ संरेखित होता है, जिसमें रोटर फ्लक्स स्पेस वेक्टर का क्यू-अक्ष घटक हमेशा शून्य होता है। एफओसी एक अच्छी और तेज प्रतिक्रिया प्रदान करता है। ,12, हालांकि, यह विधि जटिल है और पैरामीटर भिन्नता के अधीन है। इन कमियों को दूर करने के लिए, ताकाशी और नोगुची14 ने डीटीसी की शुरुआत की, जिसमें उच्च गतिशील प्रदर्शन है और यह पैरामीटर परिवर्तनों के लिए मजबूत और कम संवेदनशील है। डीटीसी में, विद्युत चुम्बकीय टोक़ और स्टेटर प्रवाह संबंधित अनुमानों से स्टेटर फ्लक्स और टॉर्क को घटाकर नियंत्रित किया जाता है। परिणाम को नियंत्रित करने के लिए उपयुक्त वोल्टेज वेक्टर उत्पन्न करने के लिए एक हिस्टैरिसीस तुलनित्र में खिलाया जाता हैस्टेटर फ्लक्स और टॉर्क दोनों।

इस नियंत्रण रणनीति की मुख्य असुविधा स्टेटर फ्लक्स और इलेक्ट्रोमैग्नेटिक टॉर्क रेगुलेशन15,42 के लिए हिस्टैरिसीस रेगुलेटर्स के उपयोग के कारण बड़े टॉर्क और फ्लक्स में उतार-चढ़ाव है। मल्टीलेवल कन्वर्टर्स का इस्तेमाल रिपल को कम करने के लिए किया जाता है, लेकिन पावर स्विच16 की संख्या से दक्षता कम हो जाती है। कई लेखकों ने स्पेस वेक्टर मॉड्यूलेशन (एसडब्ल्यूएम)17, स्लाइडिंग मोड कंट्रोल (एसएमसी)18 का उपयोग किया है, जो शक्तिशाली तकनीक हैं लेकिन अवांछनीय घबराहट प्रभाव से ग्रस्त हैं। कई शोधकर्ताओं ने नियंत्रक प्रदर्शन में सुधार के लिए कृत्रिम बुद्धिमत्ता तकनीकों का उपयोग किया है, उनमें से, (1) तंत्रिका नेटवर्क, एक नियंत्रण रणनीति जिसे लागू करने के लिए उच्च गति वाले प्रोसेसर की आवश्यकता होती है, और (2) आनुवंशिक एल्गोरिदम 21।
अस्पष्ट नियंत्रण मजबूत है, गैर-रेखीय नियंत्रण रणनीतियों के लिए उपयुक्त है, और सटीक मॉडल के ज्ञान की आवश्यकता नहीं है। इसमें हिस्टेरेटिक नियंत्रकों के बजाय फ़ज़ी लॉजिक ब्लॉक का उपयोग और फ्लक्स और टॉर्क रिपल को कम करने के लिए चयन तालिकाओं को स्विच करना शामिल है। यह ध्यान देने योग्य है कि एफएलसी-आधारित डीटीसी बेहतर प्रदर्शन प्रदान करते हैं, लेकिन इंजन की दक्षता को अधिकतम करने के लिए पर्याप्त नहीं है, इसलिए नियंत्रण लूप अनुकूलन तकनीकों की आवश्यकता होती है।
अधिकांश पिछले अध्ययनों में, लेखकों ने संदर्भ प्रवाह के रूप में निरंतर प्रवाह को चुना, लेकिन संदर्भ का यह विकल्प इष्टतम अभ्यास का प्रतिनिधित्व नहीं करता है।
उच्च प्रदर्शन, उच्च दक्षता वाले मोटर ड्राइव को तेज और सटीक गति प्रतिक्रिया की आवश्यकता होती है। दूसरी ओर, कुछ संचालन के लिए, नियंत्रण इष्टतम नहीं हो सकता है, इसलिए ड्राइव सिस्टम की दक्षता को अनुकूलित नहीं किया जा सकता है। बेहतर प्रदर्शन का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है सिस्टम ऑपरेशन के दौरान एक चर प्रवाह संदर्भ।
कई लेखकों ने एक खोज नियंत्रक (एससी) का प्रस्ताव दिया है जो इंजन की दक्षता में सुधार के लिए विभिन्न लोड स्थितियों (जैसे in27) के तहत नुकसान को कम करता है। तकनीक में पुनरावृत्त डी-अक्ष वर्तमान संदर्भ या स्टेटर फ्लक्स द्वारा इनपुट पावर को मापना और कम करना शामिल है। संदर्भ। हालाँकि, यह विधि एयर-गैप फ्लक्स में मौजूद दोलनों के कारण टॉर्क रिपल का परिचय देती है, और इस पद्धति का कार्यान्वयन समय लेने वाली और कम्प्यूटेशनल रूप से संसाधन-गहन है। दक्षता में सुधार के लिए कण झुंड अनुकूलन का भी उपयोग किया जाता है, लेकिन यह तकनीक कर सकती है स्थानीय मिनीमा में फंस जाते हैं, जिससे नियंत्रण मापदंडों का खराब चयन होता है29।
इस पत्र में, मोटर हानियों को कम करके इष्टतम चुंबकीय प्रवाह का चयन करने के लिए FDTC से संबंधित एक तकनीक का प्रस्ताव है। यह संयोजन प्रत्येक ऑपरेटिंग बिंदु पर इष्टतम प्रवाह स्तर का उपयोग करने की क्षमता सुनिश्चित करता है, जिससे प्रस्तावित फोटोवोल्टिक जल पंपिंग प्रणाली की दक्षता में वृद्धि होती है। इसलिए, यह फोटोवोल्टिक जल पम्पिंग अनुप्रयोगों के लिए बहुत सुविधाजनक प्रतीत होता है।
इसके अलावा, प्रस्तावित विधि का एक प्रोसेसर-इन-द-लूप परीक्षण प्रयोगात्मक सत्यापन के रूप में STM32F4 बोर्ड का उपयोग करके किया जाता है। इस कोर के मुख्य लाभ कार्यान्वयन की सादगी, कम लागत और जटिल कार्यक्रमों को विकसित करने की कोई आवश्यकता नहीं है। इसके अलावा। , FT232RL USB-UART रूपांतरण बोर्ड STM32F4 से जुड़ा है, जो कंप्यूटर पर वर्चुअल सीरियल पोर्ट (COM पोर्ट) स्थापित करने के लिए बाहरी संचार इंटरफ़ेस की गारंटी देता है। यह विधि डेटा को उच्च बॉड दरों पर प्रसारित करने की अनुमति देती है।

प्रस्तावित तकनीक का उपयोग करते हुए पीवीडब्ल्यूपीएस के प्रदर्शन की तुलना विभिन्न परिचालन स्थितियों के तहत बिना नुकसान के पीवी सिस्टम के साथ की जाती है। प्राप्त परिणाम बताते हैं कि प्रस्तावित फोटोवोल्टिक वॉटर पंप सिस्टम स्टेटर करंट और कॉपर लॉस को कम करने, फ्लक्स को अनुकूलित करने और पानी को पंप करने में बेहतर है।
शेष पेपर इस प्रकार संरचित है: प्रस्तावित प्रणाली का मॉडलिंग "फोटोवोल्टिक सिस्टम की मॉडलिंग" खंड में दिया गया है। "अध्ययन प्रणाली की नियंत्रण रणनीति" खंड में, एफडीटीसी, प्रस्तावित नियंत्रण रणनीति और एमपीपीटी तकनीक हैं विस्तार से वर्णित है। निष्कर्षों पर "सिमुलेशन परिणाम" खंड में चर्चा की गई है। "एसटीएम 32 एफ 4 डिस्कवरी बोर्ड के साथ पीआईएल परीक्षण" खंड में, प्रोसेसर-इन-द-लूप परीक्षण का वर्णन किया गया है। इस पेपर के निष्कर्ष " निष्कर्ष ”खंड।
चित्रा 1 स्टैंड-अलोन पीवी वॉटर पंपिंग सिस्टम के लिए प्रस्तावित सिस्टम कॉन्फ़िगरेशन दिखाता है। सिस्टम में आईएम-आधारित केन्द्रापसारक पंप, एक फोटोवोल्टिक सरणी, दो पावर कन्वर्टर्स [बूस्ट कनवर्टर और वोल्टेज स्रोत इन्वर्टर (वीएसआई)] शामिल हैं। इस खंड में , अध्ययन किए गए फोटोवोल्टिक जल पम्पिंग सिस्टम का मॉडलिंग प्रस्तुत किया गया है।
यह पेपर के सिंगल-डायोड मॉडल को अपनाता हैसौरफोटोवोल्टिक सेल। पीवी सेल की विशेषताओं को 31, 32 और 33 द्वारा दर्शाया गया है।
अनुकूलन करने के लिए, एक बूस्ट कनवर्टर का उपयोग किया जाता है। डीसी-डीसी कनवर्टर के इनपुट और आउटपुट वोल्टेज के बीच संबंध नीचे समीकरण 34 द्वारा दिया गया है:
IM के गणितीय मॉडल को निम्नलिखित समीकरण 5,40 द्वारा संदर्भ फ्रेम (α,β) में वर्णित किया जा सकता है:
जहां \(l_{s }\),\(l_{r}\): स्टेटर और रोटर अधिष्ठापन, एम: पारस्परिक अधिष्ठापन, \(R_{s }\), \(I_{s }\): स्टेटर प्रतिरोध और स्टेटर करंट, \(R_{r}\), \(I_{r }\): रोटर प्रतिरोध और रोटर करंट, \(\phi_{s}\), \(V_{s}\): स्टेटर फ्लक्स और स्टेटर वोल्टेज, \(\phi_{r}\), \(V_{r}\): रोटर फ्लक्स और रोटर वोल्टेज।
आईएम गति के वर्ग के लिए आनुपातिक पंप लोड टोक़ द्वारा निर्धारित किया जा सकता है:
प्रस्तावित जल पंप प्रणाली का नियंत्रण तीन अलग-अलग उपखंडों में बांटा गया है। पहला भाग एमपीपीटी प्रौद्योगिकी से संबंधित है। दूसरा भाग फजी लॉजिक कंट्रोलर के प्रत्यक्ष टोक़ नियंत्रण के आधार पर आईएम को चलाने से संबंधित है। इसके अलावा, खंड III संबंधित तकनीक का वर्णन करता है एफएलसी-आधारित डीटीसी जो संदर्भ प्रवाह के निर्धारण की अनुमति देता है।
इस काम में, अधिकतम पावर पॉइंट को ट्रैक करने के लिए एक चर-चरण पी एंड ओ तकनीक का उपयोग किया जाता है। यह तेजी से ट्रैकिंग और कम दोलन (चित्रा 2)37,38,39 की विशेषता है।
डीटीसी का मुख्य विचार मशीन के फ्लक्स और टॉर्क को सीधे नियंत्रित करना है, लेकिन इलेक्ट्रोमैग्नेटिक टॉर्क और स्टेटर फ्लक्स रेगुलेशन के लिए हिस्टैरिसीस रेगुलेटर्स के इस्तेमाल से हाई टॉर्क और फ्लक्स रिपल होता है। इसलिए, ब्लरिंग तकनीक को बढ़ाने के लिए पेश किया जाता है डीटीसी विधि (चित्र 7), और एफएलसी पर्याप्त इन्वर्टर वेक्टर राज्यों को विकसित कर सकता है।
इस चरण में, इनपुट को सदस्यता कार्यों (एमएफ) और भाषाई शर्तों के माध्यम से अस्पष्ट चर में बदल दिया जाता है।
पहले इनपुट (εφ) के लिए तीन सदस्यता कार्य नकारात्मक (एन), सकारात्मक (पी), और शून्य (जेड) हैं, जैसा कि चित्र 3 में दिखाया गया है।
दूसरे इनपुट (\(\varepsilon\)Tem) के लिए पांच सदस्यता कार्य नकारात्मक बड़े (एनएल) नकारात्मक छोटे (एनएस) शून्य (जेड) सकारात्मक छोटे (पीएस) और सकारात्मक बड़े (पीएल) हैं, जैसा कि चित्र 4 में दिखाया गया है।
स्टेटर फ्लक्स प्रक्षेपवक्र में 12 सेक्टर होते हैं, जिसमें फ़ज़ी सेट को एक समद्विबाहु त्रिकोणीय सदस्यता फ़ंक्शन द्वारा दर्शाया जाता है, जैसा कि चित्र 5 में दिखाया गया है।
तालिका 1 समूह 180 अस्पष्ट नियम हैं जो उपयुक्त स्विच राज्यों का चयन करने के लिए इनपुट सदस्यता फ़ंक्शन का उपयोग करते हैं।
ममदानी की तकनीक का उपयोग करके अनुमान विधि का प्रदर्शन किया जाता है। i-वें नियम का भार कारक (\(\alpha_{i}\)) निम्न द्वारा दिया जाता है:
जहाँ\(\mu ऐ \बाएं({e\varphi} \right)\),\(\mu Bi\left({eT} \right) ,\) \(\mu Ci\left(\theta \right) \): चुंबकीय प्रवाह, टोक़ और स्टेटर फ्लक्स कोण त्रुटि का सदस्यता मूल्य।
चित्र 6 समीकरण (20) द्वारा प्रस्तावित अधिकतम विधि का उपयोग करके फजी मूल्यों से प्राप्त तेज मूल्यों को दिखाता है।
मोटर दक्षता में वृद्धि करके, प्रवाह दर को बढ़ाया जा सकता है, जो बदले में दैनिक पानी पंपिंग (चित्रा 7) को बढ़ाता है। निम्नलिखित तकनीक का उद्देश्य एक प्रत्यक्ष टोक़ नियंत्रण विधि के साथ हानि न्यूनीकरण आधारित रणनीति को जोड़ना है।
यह सर्वविदित है कि मोटर की दक्षता के लिए चुंबकीय प्रवाह का मूल्य महत्वपूर्ण है। उच्च प्रवाह मूल्यों से लोहे के नुकसान के साथ-साथ सर्किट की चुंबकीय संतृप्ति में वृद्धि होती है। इसके विपरीत, कम प्रवाह के स्तर के परिणामस्वरूप उच्च जूल नुकसान होता है।
इसलिए, IM में हानियों में कमी का सीधा संबंध फ्लक्स स्तर के चुनाव से है।
प्रस्तावित विधि मशीन में स्टेटर वाइंडिंग के माध्यम से बहने वाले वर्तमान से जुड़े जूल नुकसान के मॉडलिंग पर आधारित है। इसमें रोटर फ्लक्स के मूल्य को इष्टतम मूल्य पर समायोजित करना शामिल है, जिससे दक्षता बढ़ाने के लिए मोटर नुकसान को कम किया जा सकता है। जूल नुकसान निम्नानुसार व्यक्त किया जा सकता है (मुख्य नुकसान की अनदेखी):
इलेक्ट्रोमैग्नेटिक टॉर्क\(C_{em}\) और रोटर फ्लक्स\(\phi_{r}\) की गणना dq कोऑर्डिनेट सिस्टम में इस प्रकार की जाती है:
विद्युत चुम्बकीय टोक़\(C_{em}\) और रोटर प्रवाह\(\phi_{r}\) की गणना संदर्भ (डी, क्यू) में की जाती है:
समीकरण को हल करके। (30), हम इष्टतम स्टेटर करंट पा सकते हैं जो इष्टतम रोटर फ्लक्स और न्यूनतम नुकसान सुनिश्चित करता है:
प्रस्तावित तकनीक की मजबूती और प्रदर्शन का मूल्यांकन करने के लिए MATLAB/Simulink सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके विभिन्न सिमुलेशन किए गए थे। जांच प्रणाली में आठ 230 W CSUN 235-60P पैनल (तालिका 2) शामिल हैं जो श्रृंखला में जुड़े हुए हैं। केन्द्रापसारक पंप IM द्वारा संचालित है, और इसके विशिष्ट पैरामीटर तालिका 3 में दिखाए गए हैं। पीवी पंपिंग सिस्टम के घटक तालिका 4 में दिखाए गए हैं।
इस खंड में, निरंतर प्रवाह संदर्भ के साथ FDTC का उपयोग करते हुए एक फोटोवोल्टिक जल पंपिंग प्रणाली की तुलना समान परिचालन स्थितियों के तहत इष्टतम प्रवाह (FDTCO) पर आधारित प्रस्तावित प्रणाली से की जाती है। दोनों फोटोवोल्टिक प्रणालियों के प्रदर्शन का परीक्षण निम्नलिखित परिदृश्यों पर विचार करके किया गया था:
यह खंड 1000 W/m2 की सूर्यातप दर के आधार पर पंप प्रणाली की प्रस्तावित स्टार्ट-अप स्थिति को प्रस्तुत करता है। चित्र 8e विद्युत वेग प्रतिक्रिया को दर्शाता है। FDTC की तुलना में, प्रस्तावित तकनीक बेहतर वृद्धि समय प्रदान करती है, 1.04 पर स्थिर अवस्था तक पहुंचती है। s, और FDTC के साथ, 1.93 s पर स्थिर अवस्था में पहुँचना। चित्र 8f दो नियंत्रण रणनीतियों की पंपिंग को दर्शाता है। यह देखा जा सकता है कि FDTCO पंपिंग राशि को बढ़ाता है, जो IM द्वारा परिवर्तित ऊर्जा में सुधार की व्याख्या करता है। आंकड़े 8g और 8h ड्रा किए गए स्टेटर करंट का प्रतिनिधित्व करते हैं। FDTC का उपयोग करने वाला स्टार्टअप करंट 20 A है, जबकि प्रस्तावित नियंत्रण रणनीति 10 A के स्टार्टअप करंट का सुझाव देती है, जो जूल के नुकसान को कम करती है। आंकड़े 8i और 8j विकसित स्टेटर फ्लक्स दिखाते हैं। FDTC- आधारित PVPWS 1.2 Wb के निरंतर संदर्भ प्रवाह पर संचालित होता है, जबकि प्रस्तावित विधि में, संदर्भ प्रवाह 1 A है, जो फोटोवोल्टिक प्रणाली की दक्षता में सुधार करने में शामिल है।
(एक)सौरविकिरण (बी) बिजली निष्कर्षण (सी) कर्तव्य चक्र (डी) डीसी बस वोल्टेज (ई) रोटर गति (एफ) पंपिंग पानी (जी) एफडीटीसी के लिए स्टेटर चरण वर्तमान (एच) एफडीटीसीओ के लिए स्टेटर चरण वर्तमान (i) एफएलसी का उपयोग कर फ्लक्स प्रतिक्रिया (जे) एफडीटीसीओ का उपयोग कर फ्लक्स प्रतिक्रिया (के) एफडीटीसी का उपयोग कर स्टेटर फ्लक्स प्रक्षेपवक्र (एल) एफडीटीसीओ का उपयोग कर स्टेटर फ्लक्स प्रक्षेपवक्र।
सौरविकिरण 3 सेकंड में 1000 से 700 W/m2 और फिर 6 सेकंड में 500 W/m2 तक भिन्न होता है (चित्र 8a)। चित्र 8b 1000 W/m2, 700 W/m2 और 500 W/m2 के लिए संबंधित फोटोवोल्टिक शक्ति को दर्शाता है। .आंकड़े 8c और 8d क्रमशः कर्तव्य चक्र और DC लिंक वोल्टेज को दर्शाते हैं। चित्र 8e IM की विद्युत गति को दर्शाता है, और हम देख सकते हैं कि प्रस्तावित तकनीक में FDTC-आधारित फोटोवोल्टिक प्रणाली की तुलना में बेहतर गति और प्रतिक्रिया समय है। चित्र 8f FDTC और FDTCO का उपयोग करके प्राप्त विभिन्न विकिरण स्तरों के लिए पानी पंपिंग दिखाता है। FDTC की तुलना में FDTCO के साथ अधिक पंपिंग प्राप्त की जा सकती है। आंकड़े 8g और 8h FDTC विधि और प्रस्तावित नियंत्रण रणनीति का उपयोग करके नकली वर्तमान प्रतिक्रियाओं को दर्शाते हैं। प्रस्तावित नियंत्रण तकनीक का उपयोग करके , वर्तमान आयाम कम से कम है, जिसका अर्थ है कम तांबे का नुकसान, इस प्रकार सिस्टम दक्षता में वृद्धि। इसलिए, उच्च स्टार्ट-अप धाराओं से मशीन के प्रदर्शन में कमी आ सकती है। चित्र 8j चयन करने के लिए फ्लक्स प्रतिक्रिया के विकास को दर्शाता हैइष्टतम प्रवाह सुनिश्चित करने के लिए कि नुकसान कम से कम हैं, इसलिए, प्रस्तावित तकनीक इसके प्रदर्शन को दर्शाती है। चित्रा 8i के विपरीत, प्रवाह स्थिर है, जो इष्टतम संचालन का प्रतिनिधित्व नहीं करता है। आंकड़े 8k और 8l स्टेटर फ्लक्स प्रक्षेपवक्र के विकास को दर्शाते हैं। चित्रा 8l इष्टतम प्रवाह विकास को दर्शाता है और प्रस्तावित नियंत्रण रणनीति के मुख्य विचार की व्याख्या करता है।
में अचानक बदलावसौरविकिरण लागू किया गया था, जो 1000 W/m2 के विकिरण के साथ शुरू होता है और 1.5 s (चित्र 9a) के बाद अचानक 500 W/m2 तक कम हो जाता है। चित्र 9बी फोटोवोल्टिक पैनलों से निकाली गई फोटोवोल्टिक शक्ति को दिखाता है, जो 1000 W/m2 और 500 के अनुरूप है। W/m2. आंकड़े 9c और 9d क्रमशः कर्तव्य चक्र और DC लिंक वोल्टेज को दर्शाते हैं। जैसा कि चित्र 9e से देखा जा सकता है, प्रस्तावित विधि बेहतर प्रतिक्रिया समय प्रदान करती है। चित्र 9f दो नियंत्रण रणनीतियों के लिए प्राप्त पानी पंपिंग को दर्शाता है। पम्पिंग FDTCO के साथ FDTC की तुलना में अधिक था, FDTC के साथ 0.009 m3/s की तुलना में 1000 W/m2 विकिरण पर 0.01 m3/s पंप करना;इसके अलावा, जब विकिरण 500 W At / m2 था, FDTCO ने 0.0079 m3 / s पंप किया, जबकि FDTC ने 0.0077 m3 / s। आंकड़े 9g और 9h को पंप किया। FDTC विधि और प्रस्तावित नियंत्रण रणनीति का उपयोग करके सिम्युलेटेड वर्तमान प्रतिक्रिया का वर्णन करता है। हम ध्यान दे सकते हैं कि प्रस्तावित नियंत्रण रणनीति से पता चलता है कि वर्तमान आयाम अचानक विकिरण परिवर्तनों के तहत कम हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप तांबे के नुकसान कम हो जाते हैं। चित्रा 9j यह सुनिश्चित करने के लिए इष्टतम प्रवाह चुनने के लिए प्रवाह प्रतिक्रिया के विकास को दर्शाता है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि नुकसान कम से कम हो, इसलिए प्रस्तावित तकनीक 1Wb के फ्लक्स और 1000 W/m2 के एक विकिरण के साथ इसके प्रदर्शन को दिखाता है, जबकि फ्लक्स 0.83Wb है और विकिरण 500 W/m2 है। चित्र 9i के विपरीत, फ्लक्स 1.2 Wb पर स्थिर है, जो नहीं करता है इष्टतम फ़ंक्शन का प्रतिनिधित्व करते हैं। आंकड़े 9k और 9l स्टेटर फ्लक्स प्रक्षेपवक्र के विकास को दर्शाते हैं। चित्र 9l इष्टतम प्रवाह विकास को दिखाता है और प्रस्तावित नियंत्रण रणनीति और प्रस्तावित पंपिंग सिस्टम के सुधार के मुख्य विचार की व्याख्या करता है।
(एक)सौरविकिरण (बी) निकाली गई शक्ति (सी) कर्तव्य चक्र (डी) डीसी बस वोल्टेज (ई) रोटर गति (एफ) जल प्रवाह (जी) एफडीटीसी के लिए स्टेटर चरण वर्तमान (एच) एफडीटीसीओ के लिए स्टेटर चरण वर्तमान (i)) फ्लक्स प्रतिक्रिया का उपयोग कर एफएलसी (जे) एफडीटीसीओ का उपयोग कर फ्लक्स प्रतिक्रिया (के) एफडीटीसी का उपयोग कर स्टेटर फ्लक्स प्रक्षेपवक्र (एल) एफडीटीसीओ का उपयोग कर स्टेटर फ्लक्स प्रक्षेपवक्र।
फ्लक्स वैल्यू, करंट एम्पलीट्यूड और पंपिंग के संदर्भ में दो तकनीकों का तुलनात्मक विश्लेषण तालिका 5 में दिखाया गया है, जो दर्शाता है कि प्रस्तावित तकनीक पर आधारित PVWPS बढ़े हुए पंपिंग प्रवाह और न्यूनतम आयाम करंट और नुकसान के साथ उच्च प्रदर्शन प्रदान करता है, जो कि देय है इष्टतम प्रवाह चयन के लिए।
प्रस्तावित नियंत्रण रणनीति को सत्यापित करने और परीक्षण करने के लिए, STM32F4 बोर्ड के आधार पर एक जनहित याचिका परीक्षण किया जाता है। इसमें जनरेटिंग कोड शामिल होता है जिसे लोड किया जाएगा और एम्बेडेड बोर्ड पर चलाया जाएगा। बोर्ड में 1 एमबी फ्लैश, 168 मेगाहर्ट्ज के साथ 32-बिट माइक्रोकंट्रोलर होता है। क्लॉक फ्रीक्वेंसी, फ्लोटिंग पॉइंट यूनिट, डीएसपी निर्देश, 192 केबी एसआरएएम। इस परीक्षण के दौरान, एसटीएम 32 एफ 4 डिस्कवरी हार्डवेयर बोर्ड पर आधारित जेनरेट कोड वाले कंट्रोल सिस्टम में एक विकसित पीआईएल ब्लॉक बनाया गया था और सिमुलिंक सॉफ्टवेयर में पेश किया गया था। अनुमति देने के लिए कदम STM32F4 बोर्ड का उपयोग करके कॉन्फ़िगर किए जाने वाले जनहित याचिका परीक्षण चित्र 10 में दिखाए गए हैं।
STM32F4 का उपयोग करके सह-सिमुलेशन जनहित याचिका परीक्षण को प्रस्तावित तकनीक को सत्यापित करने के लिए कम लागत वाली तकनीक के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। इस पेपर में, सबसे अच्छा संदर्भ प्रवाह प्रदान करने वाला अनुकूलित मॉड्यूल STMicroelectronics Discovery Board (STM32F4) में लागू किया गया है।
उत्तरार्द्ध को सिमुलिंक के साथ समवर्ती रूप से निष्पादित किया जाता है और प्रस्तावित PVWPS पद्धति का उपयोग करके सह-सिमुलेशन के दौरान सूचनाओं का आदान-प्रदान करता है। चित्र 12 STM32F4 में अनुकूलन प्रौद्योगिकी सबसिस्टम के कार्यान्वयन को दिखाता है।
इस सह-सिमुलेशन में केवल प्रस्तावित इष्टतम संदर्भ प्रवाह तकनीक को दिखाया गया है, क्योंकि यह इस कार्य के लिए मुख्य नियंत्रण चर है जो एक फोटोवोल्टिक जल पम्पिंग प्रणाली के नियंत्रण व्यवहार को प्रदर्शित करता है।