Published January 1, 2019 | Version v1
Publication Open

Performance Evaluation of Variable Structure Controller Based on Sliding Mode Technique for a Grid-Connected Solar Network

Creators

  • 1. Helwan University
  • 2. Ain Shams University
  • 3. Arab Academy for Science, Technology, and Maritime Transport

Description

Generating electric power from solar energy is a vastly growing technology worldwide. This paper investigates and evaluates the performance of a solar power generation system utilizing variable structure control with sliding mode for maximum power point tracking (MPPT). This controller is implemented on a buck-boost dc-dc power converter to track the maximum power point (MPP). The suggested controlled solar energy system also includes a dc-link capacitance, a voltage-source inverter, and a grid filter. Energy-based control is performed for the voltage of the dc-link capacitor. Space vector pulsewidth modulation (SVPWM) with current control in dq rotating frame is utilized to govern the inverter. The suggested system is simulated and subjected to various operating conditions. The results demonstrate the power captured from photovoltaic (PV) panels and delivered to the grid while tracking the MPP. For more confidence on the MPPT controller, practical experimentation is introduced using a real PV panel and power circuit with interfacing to a personal computer (PC). The proposed design is subjected to various experimental tests to ensure its validity.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يعد توليد الطاقة الكهربائية من الطاقة الشمسية تقنية متنامية بشكل كبير في جميع أنحاء العالم. تبحث هذه الورقة وتقيم أداء نظام توليد الطاقة الشمسية باستخدام التحكم في الهيكل المتغير مع الوضع الانزلاقي لتتبع أقصى نقطة طاقة (MPPT). يتم تنفيذ وحدة التحكم هذه على محول طاقة dc - dc معززة لتتبع الحد الأقصى لنقطة الطاقة (MPP). يتضمن نظام الطاقة الشمسية المتحكم فيه المقترح أيضًا سعة وصلة التيار المستمر، وعاكس مصدر الجهد، ومرشح الشبكة. يتم إجراء التحكم القائم على الطاقة لجهد مكثف وصلة التيار المستمر. يتم استخدام تعديل عرض نبضة المتجه الفضائي (SVPWM) مع التحكم الحالي في الإطار الدوار dq للتحكم في المحول. تتم محاكاة النظام المقترح ويخضع لظروف تشغيل مختلفة. توضح النتائج الطاقة التي تم التقاطها من الألواح الكهروضوئية (PV) وتوصيلها إلى الشبكة أثناء تتبع MPP. لمزيد من الثقة في وحدة تحكم MPPT، يتم تقديم التجربة العملية باستخدام لوحة PV حقيقية ودائرة طاقة مع توصيلها بجهاز كمبيوتر شخصي (PC). يخضع التصميم المقترح لاختبارات تجريبية مختلفة للتأكد من صحته.

Translated Description (French)

La production d'énergie électrique à partir de l'énergie solaire est une technologie en pleine croissance dans le monde entier. Cet article étudie et évalue les performances d'un système de production d'énergie solaire utilisant un contrôle de structure variable avec un mode coulissant pour le suivi du point de puissance maximale (MPPT). Ce contrôleur est implémenté sur un convertisseur de puissance DC-CC buck-boost pour suivre le point de puissance maximale (MPP). Le système d'énergie solaire contrôlé suggéré comprend également une capacité de liaison CC, un onduleur de source de tension et un filtre de grille. Le contrôle basé sur l'énergie est effectué pour la tension du condensateur de liaison c.c. La modulation de largeur d'impulsion du vecteur spatial (SVPWM) avec contrôle du courant dans le cadre rotatif dq est utilisée pour gouverner l'onduleur. Le système proposé est simulé et soumis à diverses conditions de fonctionnement. Les résultats démontrent la puissance captée à partir des panneaux photovoltaïques (PV) et fournie au réseau tout en suivant le MPP. Pour plus de confiance sur le contrôleur MPPT, une expérimentation pratique est introduite à l'aide d'un véritable panneau PV et d'un circuit d'alimentation avec interface avec un ordinateur personnel (PC). La conception proposée est soumise à divers essais expérimentaux pour s'assurer de sa validité.

Translated Description (Spanish)

La generación de energía eléctrica a partir de energía solar es una tecnología en gran crecimiento en todo el mundo. Este documento investiga y evalúa el rendimiento de un sistema de generación de energía solar que utiliza control de estructura variable con modo deslizante para el seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT). Este controlador se implementa en un convertidor de potencia buck-boost dc-dc para rastrear el punto de máxima potencia (MPP). El sistema de energía solar controlada sugerido también incluye una capacitancia de enlace de CC, un inversor de fuente de voltaje y un filtro de red. El control basado en energía se realiza para el voltaje del condensador de enlace de CC. La modulación de ancho de pulso vectorial espacial (SVPWM) con control de corriente en el marco giratorio dq se utiliza para controlar el inversor. El sistema sugerido se simula y se somete a diversas condiciones de funcionamiento. Los resultados demuestran la potencia capturada de los paneles fotovoltaicos (PV) y entregada a la red mientras se realiza el seguimiento del MPP. Para obtener más confianza en el controlador MPPT, se introduce la experimentación práctica utilizando un panel fotovoltaico real y un circuito de alimentación con interfaz a un ordenador personal (PC). El diseño propuesto se somete a diversas pruebas experimentales para asegurar su validez.

Files

08744203.pdf.pdf

Files (245 Bytes)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:c79e8a4c7699893b848145e0c37fa871
245 Bytes
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تقييم أداء وحدة تحكم الهيكل المتغير بناءً على تقنية الوضع المنزلق للشبكة الشمسية المتصلة بالشبكة
Translated title (French)
Évaluation des performances du contrôleur à structure variable basée sur la technique du mode coulissant pour un réseau solaire connecté au réseau
Translated title (Spanish)
Evaluación del rendimiento del controlador de estructura variable basado en la técnica del modo deslizante para una red solar conectada a la red

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2955614999
DOI
10.1109/access.2019.2924592

Is supplement to
https://openalex.org/W3119066623 (Other)
https://openalex.org/W3035395434 (Other)
https://openalex.org/W2527993489 (Other)
https://openalex.org/W2376360298 (Other)
https://openalex.org/W2370326688 (Other)
https://openalex.org/W2338800586 (Other)
https://openalex.org/W2272882783 (Other)
https://openalex.org/W2121046323 (Other)
https://openalex.org/W2012604545 (Other)
https://openalex.org/W1914188083 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W1495092445
  • https://openalex.org/W1516928383
  • https://openalex.org/W1565435045
  • https://openalex.org/W1696768790
  • https://openalex.org/W1706439470
  • https://openalex.org/W1834350974
  • https://openalex.org/W1973049891
  • https://openalex.org/W1981274891
  • https://openalex.org/W1990042683
  • https://openalex.org/W1999240665
  • https://openalex.org/W2010856844
  • https://openalex.org/W2011477040
  • https://openalex.org/W2016045532
  • https://openalex.org/W2022853951
  • https://openalex.org/W2045899066
  • https://openalex.org/W2065124424
  • https://openalex.org/W2071281015
  • https://openalex.org/W2105397131
  • https://openalex.org/W2109490242
  • https://openalex.org/W2117181723
  • https://openalex.org/W2138551498
  • https://openalex.org/W2148943909
  • https://openalex.org/W2167201853
  • https://openalex.org/W2169498704
  • https://openalex.org/W2187527054
  • https://openalex.org/W2516310657
  • https://openalex.org/W2520134048
  • https://openalex.org/W2542576421
  • https://openalex.org/W2728443351
  • https://openalex.org/W2751918889
  • https://openalex.org/W2790612088
  • https://openalex.org/W2795854201
  • https://openalex.org/W2807358671
  • https://openalex.org/W2877290155
  • https://openalex.org/W2894146107
  • https://openalex.org/W2915988335
  • https://openalex.org/W2934276946
  • https://openalex.org/W3141990233
  • https://openalex.org/W35291722
  • https://openalex.org/W4285719527