Czasopisma
Czasopisma
Czasopisma
ATEST - OCHRONA PRACY
ATEST - OCHRONA PRACY
AURA
AURA
AUTO MOTO SERWIS
AUTO MOTO SERWIS
CHEMIK
CHEMIK
CHŁODNICTWO
CHŁODNICTWO
CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA
CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA
DOZÓR TECHNICZNY
DOZÓR TECHNICZNY
ELEKTROINSTALATOR
ELEKTROINSTALATOR
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA
Czasopisma
Czasopisma
Czasopisma
GAZETA CUKROWNICZA
GAZETA CUKROWNICZA
GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA
GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA
GOSPODARKA MIĘSNA
GOSPODARKA MIĘSNA
GOSPODARKA WODNA
GOSPODARKA WODNA
HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE
HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE
INŻYNIERIA MATERIAŁOWA
INŻYNIERIA MATERIAŁOWA
MASZYNY, TECHNOLOGIE, MATERIAŁY - TECHNIKA ZAGRANICZNA
MASZYNY, TECHNOLOGIE, MATERIAŁY - TECHNIKA ZAGRANICZNA
MATERIAŁY BUDOWLANE
MATERIAŁY BUDOWLANE
OCHRONA PRZECIWPOŻAROWA
OCHRONA PRZECIWPOŻAROWA
OCHRONA PRZED KOROZJĄ
OCHRONA PRZED KOROZJĄ
Czasopisma
Czasopisma
Czasopisma
ODZIEŻ
ODZIEŻ
OPAKOWANIE
OPAKOWANIE
PACKAGING REVIEW
PACKAGING REVIEW
POLISH TECHNICAL REVIEW
POLISH TECHNICAL REVIEW
PROBLEMY JAKOŚCI
PROBLEMY JAKOŚCI
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY
PRZEGLĄD GASTRONOMICZNY
PRZEGLĄD GASTRONOMICZNY
PRZEGLĄD GEODEZYJNY
PRZEGLĄD GEODEZYJNY
PRZEGLĄD MECHANICZNY
PRZEGLĄD MECHANICZNY
PRZEGLĄD PAPIERNICZY
PRZEGLĄD PAPIERNICZY
Czasopisma
Czasopisma
Czasopisma
PRZEGLĄD PIEKARSKI I CUKIERNICZY
PRZEGLĄD PIEKARSKI I CUKIERNICZY
PRZEGLĄD TECHNICZNY. GAZETA INŻYNIERSKA
PRZEGLĄD TECHNICZNY. GAZETA INŻYNIERSKA
PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY - WIADOMOŚCI TELEKOMUNIKACYJNE
PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY - WIADOMOŚCI TELEKOMUNIKACYJNE
PRZEGLĄD WŁÓKIENNICZY - WŁÓKNO, ODZIEŻ, SKÓRA
PRZEGLĄD WŁÓKIENNICZY - WŁÓKNO, ODZIEŻ, SKÓRA
PRZEGLĄD ZBOŻOWO-MŁYNARSKI
PRZEGLĄD ZBOŻOWO-MŁYNARSKI
PRZEMYSŁ CHEMICZNY
PRZEMYSŁ CHEMICZNY
PRZEMYSŁ FERMENTACYJNY I OWOCOWO-WARZYWNY
PRZEMYSŁ FERMENTACYJNY I OWOCOWO-WARZYWNY
PRZEMYSŁ SPOŻYWCZY
PRZEMYSŁ SPOŻYWCZY
RUDY I METALE NIEŻELAZNE
RUDY I METALE NIEŻELAZNE
SZKŁO I CERAMIKA
SZKŁO I CERAMIKA
TECHNOLOGIA I AUTOMATYZACJA MONTAŻU
TECHNOLOGIA I AUTOMATYZACJA MONTAŻU
WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE
WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE
WOKÓŁ PŁYTEK CERAMICZNYCH
WOKÓŁ PŁYTEK CERAMICZNYCH
Menu
Menu
Menu
Prenumerata
Prenumerata
Publikacje
Publikacje
Drukarnia
Drukarnia
Kolportaż
Kolportaż
Reklama
Reklama
O nas
O nas
ui-button
Twój Koszyk
Twój koszyk jest pusty.
Niezalogowany
Niezalogowany
Zaloguj się
Zarejestruj się
Reset hasła
Czasopismo
|
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY
|
Rocznik 2023 - zeszyt 8
Fuzzy Fractional order PI Controller for a Multilevel Inverter for Grid-Connected Photovoltaic Systems (PV)
Rozmyty regulator PI rzędu ułamkowego dla wielopoziomowego falownika do systemów fotowoltaicznych podłączonych do sieci (PV)
10.15199/48.2023.08.26
Raihane Mechgoug
Wafa Boucheritte
Hani Benguesmia
nr katalogowy: 144433
10.15199/48.2023.08.26
Streszczenie
These Applications of fractional calculus are becoming more and more effective, adaptable, and have produced positive outcomes in a variety of engineering and scientific domains. In this paper, a fuzzy fractional-order PI-based control approach for grid-connected photovoltaic (PV) systems is presented. The various advantages of multi-level inverters (MLIs) in industrial and grid-connected applications have resulted to their increasing application in recent years. A five-level neutral point (NPC) inverter is used to integrate PV electricity into the electrical grid with minimal harmonic distortions and highest power capacity. The output voltage of the inverter must be maintained in order to connect to a grid, even though that the photovoltaic output voltage varies considerably with solar radiation. To achieve this, three fuzzy fractional order PI (FFOPI)controllers were used to control the inverter output voltage (Vdc), direct current (Id), and quadratic current (Iq) around a reference values. A further comparison is made with the fuzzy PI (FPI). According to research, the FFOPI controller outperforms the FPI controller in terms of performance.
Abstract
Te zastosowania rachunku ułamkowego stają się coraz bardziej efektywne, elastyczne i dają pozytywne rezultaty w różnych dziedzinach inżynierii i nauki. W tym artykule przedstawiono podejście oparte na rozmytym ułamkowym rzędzie sterowania PI dla systemów fotowoltaicznych (PV) podłączonych do sieci. Różne zalety falowników wielopoziomowych (MLI) w zastosowaniach przemysłowych i podłączonych do sieci spowodowały ich rosnące zastosowanie w ostatnich latach. Falownik z pięciopoziomowym punktem neutralnym (NPC) służy do włączania energii elektrycznej z fotowoltaiki do sieci elektrycznej przy minimalnych zniekształceniach harmonicznych i najwyższej mocy. Napięcie wyjściowe falownika musi być utrzymywane w celu podłączenia do sieci, mimo że napięcie wyjściowe fotowoltaiki znacznie się zmienia w zależności od promieniowania słonecznego. Aby to osiągnąć, zastosowano trzy rozmyte regulatory PI ułamkowego rzędu (FFOPI) do sterowania napięciem wyjściowym falownika (Vdc), prądem stałym (Id) i prądem kwadratowym (Iq) wokół wartości odniesienia. Dalsze porównanie przeprowadza się z rozmytym PI (FPI). Według badań kontroler FFOPI przewyższa kontroler FPI pod względem wydajnoś,
Słowa kluczowe
Fractional-order PI controller
Fuzzy systems
Multilevel inverter
Photovoltaics Systems.
Keywords
Regulator PI ułamkowego rzędu
Systemy rozmyte
Falownik wielopoziomowy
Systemy fotowoltaiczne
Bibliografia
[1] Natarajan P, Kaliannan P. A comprehensive review on reduced switch multilevel inverter topologies modulation techniques and applications, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2017, 76, 1248-1282. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.03.121 [2] Aouchiche N. Meta-heuristic optimization algorithms based direct current and DC link voltage controllers for three-phase grid connected photovoltaic inverter, Solar Energy, 2020, 207,683-692. https://doi.org/10.1016/j.solener.2020.06.086 [3] Khazraei M, Sepahvand H, Ferdowsi M, Corzine KA. Hysteresis-based control of a single-phase multilevel flying capacitor active rectifier. IEEE Transaction Power Electronic, 2012, 28, 154–164. doi: 10.1109/TPEL.2012.2197222. [4] Tsengenes, G, Nathenas, T, Adamidis G. A three-level space vector modulated grid connected inverter with control scheme based on instantaneous power theory. Simulion Modelling Practice and Theory, 2012, 25, 134–147. https://doi.org/10.1016/j.simpat.2012.02.004 [5] Mohamed S, Anna R, Khalid Y, Muhammad Najwan H, TzeZhang A, Ibrahim A. A Comprehensive Review on Multilevel Inverters for Grid-Tied System Applications, Energies 2022, 15(17), 6315. https://doi.org/10.3390/en15176315 [6] Astrom K.J, Hagglund . Pid Controllers: Theory, Design, and Tuning, 2nd ed.; Instrument Society of America: Pittsburgh, PA,USA, 1995, p. 343. https://aiecp.files.wordpress.com/2012/07/1-0-1-k-j-astrom-pidcontrollers-theory-design-and-tuning-2ed.pdf [7] Ajmera Y.A, Sankeshwari S.S. Fuzzy fractional order sliding mode controller for dc motor. International Journal of Advances in Engineering & Technology; Bareilly, 2013, 6(4), 1876-1885. https://www.proquest.com/docview/1446485170 [8] Zhang L, Shao X, Chen Z. The application of internal model fractional order control in induction motor speed control system. In Proceedings of the 35th Chinese Control Conference, Chengdu, China, 27–29 July, pp. 4640–4645. [1] Podlubny I. Fractional-order systems and PIλ Dμ -controllers. in IEEE Transactions on Automatic Control, 199, 44(1), 208- 214. doi: 10.1109/9.739144. [9] Zhang S, Liu L, Cui X. Robust FOPID controller design for fractional-order delay systems using positive stability region analysis, International Journal of Robust and Nonlinear Control, 2019, 29, 5195–5212. https://doi.org/10.1002/rnc.4667 [10] Liu L, Xue D, Zhang S. General type industrial temperature system control based on fuzzy fractional-order PID controller. Complex Intelligent & System, 2021. https://doi.org/10.1007/s40747-021-00431-9 [11] Monje CA, Vinagre BM, Feliu V, Chen Y. Tuning and autotuning of fractional order controllers for industry applications. Control Enginerinf Practice, 2008, 16(17), 798–812. https://doi.org/10.1016/j.conengprac.2007.08.006 [12] Qin J, Li X, Yang Y. Application of a fractional order PID controller for temperature control in vegetable greenhouses. Journal of Southwest University(Natural Science), 2018, Ed 38:179–182. http://open.oriprobe.com/articles/47919928/Application_of_a_Fra ctional_Order_PID_Controller_f.htm [13] Pachauri N, Rani A, SinghV. Bioreactor temperature control using modified fractional order IMC-PID for ethanol production. Chemical Engineering Research and Design, 2017, 122, 97–112. https://doi.org/10.1016/j.cherd.2017.03.031 [14] Kharedia R, Batra R. Performance Analysis of GridConnected Three-Phase Three-Level NPC Inverter. IEEE 8th Power India International Conference (PIICON), Kurukshetra, India, 2018, pp. 1-5. doi: 10.1109/POWERI.2018.8704361. [15] Arulkumar K, Vjayakumar D, Palanisamy K. Modeling and Control Strategy of Three Phase Neutral Point Clamped Multilevel PV Inverter Connected to the grid. Building Engineering,2015, 3, 195-202. doi.org/10.1016/j.jobe.2015.06.001. [16] Chang H, Wei R, O. Ge, H. Zhu. Comparison of SVP for Five Level NPC H-bridge Inverter and Traditional Five Level NPC Inverter Based On Line-Voltage Coordinate System. 18th International Conference On Electrical Machines and Systems (ICEMS),October 2015, doi: 10.1109/icems.2015.7385100 [17] Abu-Rub H, Holtaz J, Rodriguez J, Baoning G. MediumVoltage Multilevel Converters-State of the Art, Challenges, and Requirements in Industrial Applications. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2010, 57, 2581-2596. doi: 10.1109/TIE.2010.2043039. [18] Can H, Ickilli D, Parlak K. A New Numerical Solution Approach for the Real-Time Modeling of Photovoltaic Panels. Asia-Pacific Power and Energy Engineering Conference, Shanghai, China, 2012, pp. 1-4. doi: 10.1109/APPEEC.2012.6307160. [19] Can H, Ickilli D, Parlak K.S. A Comparative Study of PI and Fuzzy Controllers for Solar powered DC-DCBoost Converter. International Conference on Computational Intelligence & Networks, 2015, pp 47-51. https://doi 10.1109/cine.2015.19. [20] Hamrouni N, Jraidi M, Cherif A, Dhoub A. Measurements and Simulation of a PV Pumping systems parameters using MPPT and PWM control strategies. MELECON 2006 - 2006 IEEE Mediterranean Electrotechnical Conference, Malaga, Spain, 2006, 885-888. https://doi : 10.1109/melcon.2006.1653240. [21] Das S, Pan I, Das S, Gupta A. A novel fractional order fuzzy PID controller and its optimal time domain tuning based on integral performance indices. Engineering Applications of Artificial Intelligence, 2012, 25(2), 430-442. https://doi.org/10.1016/j.engappai.2011.10.004 [22] Liu L, Pan F, Xue D. Variable-order fuzzy fractional PID controller. ISA Transactions, 2015, 55, 227-233. https://doi.org/10.1016/j.isatra.2014.09.012. [23] Shah P, Agashe S. Review of fractional PID controller. Mechatronics 2016,38, 29–41. https://doi.org/10.1016/j.mechatronics.2016.06.005 [24] Erenturk K. Fractional-order PIλ Dμ and active disturbance rejection control of nonlinear two-mass drive system. in IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 60, no. 9, pp. 3806-3813, Sept. 2013. doi: 10.1109/TIE.2012.2207660. [25] C.Y. Quan, Applied Fractional Calculus, In Proceedings of the American Control Conference-ACC2009, St. Louis, Missouri, USA, 2009. [26] Oustaloup A, Levron F, Mathieu B, Nanot FM. Frequencyband complex noninteger differentiator: characterization and synthesis. in IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Fundamental Theory and Applications, 2000, 47(1), 25-39. doi: 10.1109/81.817385. [27] A. Oustaloup, Non-integer derivation, Edition Hermes Paris, 1995. [28] Das S, Pan I, Das S,Gupta A. A novel fractional order fuzzy PID controller and its optimal time domain tuning based on integral performance indices. Engineering Applications of Artificial Intelligence, 2012, 25(2), 430–42. https://doi.org/10.1016/j.engappai.2011.10.004 [29] Sierociuk D, Macias M. Comparison of variable fractional order PID controller for different types of variableorderderivatives.Proceedings of the 14th International Carpathian Control Conference (ICCC), Rytro, Poland, 2013, 334-339. doi: 10.1109/CarpathianCC.2013.6560565. [30] Ostalczyk P.Variable-fractional –order discrete PID controllers. 17th International Conference on Methods & Models in Automation & Robotics (MMAR), Miedzyzdroje, Poland, 2012, 534-539. doi: 10.1109/MMAR.2012.6347829. [31] Stanford Encyclopedia of Philosophy, “Fuzzy logic,” 2016, Available:https://plato.stanford.edu/entries/logicfuzzy/ [32] Boucheriette W, Moussi A, Mechgoug R, Benguesmia H. A Multilevel Inverter for Grid-Connected Photovoltaic Systems Optimized by Genetic Algorithm. Engineering Technology & Applied Science Research, 2023, 13(2), 10249–10254. https://doi.org/10.48084/etasr.5558
Treść płatna
Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp -
zaloguj się
.
Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!
Publikacja
e-Publikacja (format pdf) - nr 124720 "The technical and economi..."
licencja: Osobista
Produkt cyfrowy
10.00 zł
Do koszyka
Zeszyt
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - e-zeszyt (pdf) 2020-2
licencja: Osobista
Produkt cyfrowy
55.00 zł
Do koszyka
Prenumerata
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista
Produkt cyfrowy
Nowość
762.00 zł
Do koszyka
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista
Szczegóły pakietu
Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)
1002.00 zł brutto
927.78 zł netto
74.22 zł VAT
(stawka VAT 8%)
1002.00 zł
Do koszyka
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista
Szczegóły pakietu
Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna
960.00 zł brutto
888.89 zł netto
71.11 zł VAT
(stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - pakowanie i wysyłka
42.00 zł brutto
34.15 zł netto
7.85 zł VAT
(stawka VAT 23%)
1002.00 zł
Do koszyka
Zeszyt
2023-8
Czasopisma
ATEST - OCHRONA PRACY
AURA
AUTO MOTO SERWIS
CHEMIK
CHŁODNICTWO
CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA
DOZÓR TECHNICZNY
ELEKTROINSTALATOR
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA
GAZETA CUKROWNICZA
GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA
GOSPODARKA MIĘSNA
GOSPODARKA WODNA
HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE
INŻYNIERIA MATERIAŁOWA
MASZYNY, TECHNOLOGIE, MATERIAŁY - TECHNIKA ZAGRANICZNA
MATERIAŁY BUDOWLANE
OCHRONA PRZECIWPOŻAROWA
OCHRONA PRZED KOROZJĄ
ODZIEŻ
OPAKOWANIE
PACKAGING REVIEW
POLISH TECHNICAL REVIEW
PROBLEMY JAKOŚCI
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY
PRZEGLĄD GASTRONOMICZNY
PRZEGLĄD GEODEZYJNY
PRZEGLĄD MECHANICZNY
PRZEGLĄD PAPIERNICZY
PRZEGLĄD PIEKARSKI I CUKIERNICZY
PRZEGLĄD TECHNICZNY. GAZETA INŻYNIERSKA
PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY - WIADOMOŚCI TELEKOMUNIKACYJNE
PRZEGLĄD WŁÓKIENNICZY - WŁÓKNO, ODZIEŻ, SKÓRA
PRZEGLĄD ZBOŻOWO-MŁYNARSKI
PRZEMYSŁ CHEMICZNY
PRZEMYSŁ FERMENTACYJNY I OWOCOWO-WARZYWNY
PRZEMYSŁ SPOŻYWCZY
RUDY I METALE NIEŻELAZNE
SZKŁO I CERAMIKA
TECHNOLOGIA I AUTOMATYZACJA MONTAŻU
WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE
WOKÓŁ PŁYTEK CERAMICZNYCH