Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2024 - zeszyt 9

A Novel Hybrid Control Strategy for Grid-Connected PV- Battery System under Different Operating Conditions

Nowa hybrydowa strategia sterowania dla systemu baterii fotowoltaicznych podłączonego do sieci w różnych warunkach pracy

10.15199/48.2024.09.56

nr katalogowy: 150395
10.15199/48.2024.09.56

Streszczenie

This paper presents a new hybrid controller for grid-connected photovoltaic (PV)/Battery systems to handle power fluctuations. To lessen the difficulties brought on by power fluctuations at the DC-link of grid-connected PV/Battery systems, a novel hybrid voltage source converter (VSC) controller and bi-directional battery controller have been designed. The suggested controller efficiently handles problems on the DC and AC sides of the system through performance analysis, improving power quality and reducing harmonic dispersion. In this paper, three cases of PV input environments are analyzed. Furthermore, the performance of the hybrid controller is assessed under a range of environmental situations, indicating its versatility. The MATLAB/Simulink simulation results verify that the suggested controller is effective in improving the grid-connected PV/Battery systems' performance.

Abstract

W artykule przedstawiono nowy sterownik hybrydowy do systemów fotowoltaicznych (PV)/baterii podłączonych do sieci, umożliwiający obsługę wahań mocy. Aby zmniejszyć trudności spowodowane wahaniami mocy w obwodzie prądu stałego systemów fotowoltaicznych/akumulatorów podłączonych do sieci, zaprojektowano nowatorski hybrydowy sterownik konwertera źródła napięcia (VSC) i dwukierunkowy sterownik akumulatora. Proponowany sterownik skutecznie radzi sobie z problemami po stronie prądu stałego i przemiennego systemu poprzez analizę wydajności, poprawę jakości energii i redukcję rozproszenia harmonicznych. W tym artykule przeanalizowano trzy przypadki środowisk wejściowych PV. Co więcej, wydajność sterownika hybrydowego ocenia się w różnych sytuacjach środowiskowych, co wskazuje na jego wszechstronność. Wyniki symulacji MATLAB/Simulink potwierdzają, że sugerowany sterownik skutecznie poprawia wydajność systemów PV/baterii podłączonych do sieci.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] K i m M , B a e S . Decentralized control of a scalable photovoltaic (pv)-battery hybrid power system. Applied Energy (2017),188, 444–55.
[2] M e r a b e t A , A h m e d K T , I b r a h i m H , B e g u e n a n e R , G h i a s A . Energy management and control system for laboratory scale microgrid based wind-pv-battery. IEEE Trans Sustain Energy Jan. (2017), 8(1):145–54.
[3] A h a d i A , K a n g S - K , L e e J - H . A novel approach for optimal combinations of wind, pv, and energy storage system in diesel-free isolated communities. Applied Energy (2016),170, 101–15.
[4] G u p t a , A n u p m a , V i p a n K u m a r , S h o n a k B a n s a l , M o h a m m e d H . A l s h a r i f , A b u J a h i d , a n d H o - S h i n C h o . "A Miniaturized Tri-Band Implantable Antenna for ISM/WMTS/Lower UWB/Wi-Fi Frequencies." Sensors 23, no. 15 (2023): 6989
[5] Bo D, Li YD, Zheng ZD. Energy management of hybrid DC and AC bus linked microgrid. In: Proceedings of power electronics for distributed generation systems, Hefei, China; (2009), p. 713–6.
[6] M . S h a r m a e t a l . , "Miniaturized Quad-Port Conformal Multi-Band (QPC-MB) MIMO Antenna for On-Body Wireless Systems in Microwave-Millimeter Bands," in IEEE Access, vol. 11, pp. 105982-105999, 2023, doi: 10.1109/ACCESS.2023.3318313.
[7] T i n a G M , P a p p a l a r d o F . Grid-connected photovoltaic system with battery storage system into market perspective. In: Proceedings of sustainable alternative energy, Valencia, Spain; (2009), p. 1–7.
[8] W a n g W L , G e B M , B i D Q , S u n D S . Grid-connected wind farm power control using VRB-based energy storage system. In: Proceeding of energy conversion congress and exposition, Atlanta, USA; (2010), p. 3772–7.
[9] J a y a s i n g h e S D G , V i l a t h g a m u w a D M , M a d a w a l a U K . A battery energy storage interface for wind power systems with the use of grid side inverter. In: Proceeding of energy conversion congress and exposition, Atlanta, USA; (2010), p. 3786–91.
[10] G e B a o m i n g , Wa n g W e n l i a n g , B i D a q i a n g , R o g e r s C r a i g B , e t a l . Energy storage system-based power control for grid-connected wind power farm. Int J Electr Power Energy Syst (2013), 44(1):115–22.
[11] S e b a s t i a n R . Modelling and simulation of a high penetration wind diesel system with battery energy storage. Int J Electr Power Energy Syst 2011; 33(3):747–67.
[12] L i u X , W a n g P , L o h P C . A hybrid AC/DC microgrid and its coordination control. IEEE Trans Smart Grid June (2011), 2(2):278–86.
[13] M a T , C i n t u g l u M H , M o h a m m e d O A . Control of hybrid ac/dc microgrid involving energy storage and pulsed loads. IEEE Trans Ind Appl (2017)б 53(1):567–75.
[14] M a h m u d N , Z a h e d i A , M a h m u d A . A cooperative operation of novel pv inverter control scheme and storage energy management system based on anfis for voltage regulation of grid-tied pv system. IEEE Trans Ind Inform (2017),13(5):2657–68.
[15] R a h i m i - E i c h i H , B a r o n t i F , C h o w M - Y . O n l i n e adaptive parameter identification and state-of-charge coestimation for lithium-polymer battery cells. IEEE Trans Ind Electron (2014), 61(4):2053–61.
[16] Wa n g L , Wa n g L , L i a o C . Research on improved EKF algorithm applied on estimate EV battery SOC. In: Proc. of Asia-Pacific Power and Energy Engineering Conf (2010, p. 1– 4.
[17] P . K . P a n d e y , a n d K . S . S a n d h u , “Multi Diode Modelling of PV Cell,” Power Electronics (IICPE). 2014 IEEE 6th India International Conference, (2014), pp. 1-4,.
[18] J H u a , Y S h a n a , Y X u b a n d J M G u e r r e r o c . A coordinated control of hybrid ac/dc microgrids with PV-windbattery under variable generation and load conditions. Electrical Power and Energy Systems. (2019), 104, 583–592.
[19] A s a n o v a S . M . , e t . a l . Optimization of the structure of autonomous distributed hybrid power complexes and energy balance management in them, International Journal of Hydrogen Energy 46.70 (2021), 34542-34549.
[20] S a f a r a l i e v M . K h . , O d i n a e v I . N . , A h y o e v J . S . , R a s u l z o d a K h . N . , O t a s h b e k o v R . A . Energy Potential Estimation of the Region’s Solar Radiation Using a Solar Tracker, Applied Solar Energy 56 (2020), 270-275.
[ 2 1 ] A s a n o v M . S . e t . a l . , The use of Petri computing networks for optimization of the structure of distribution networks to minimize power losses. Energy Reports, 6 (2020), 1337-1343
[22] D z h u r a e v S . , B e r y o z k i n a S . , K a m o l o v M . , S a f a r a l i e v M . , Z i c m a n e I . , N a z i r o v K . , & S u l t o n o v S . Computation of the zero-wire current under an asymmetric nonlinear load in a distribution network. Energy Reports, (2022), 8, 563-573.
[23] G h u l o m z o d a A . e t a l . , Recloser-Based Decentralized Control of the Grid with Distributed Generation in the Lahsh District of the Rasht Grid in Tajikistan, Central Asia, Energies, 13 (2020), p. 3673.
[24] A s a n o v M . S . e t a l . , Algorithm for calculation and selection of micro hydropower plant taking into account hydrological parameters of small watercourses mountain rivers of Central Asia, Int. J. Hydrogen Energy, 46 (2021), № 75, 37109-37119.
[25] G h u l o m z o d a A . e t a l . , A Novel Approach of Synchronization of Microgrid with a Power System of Limited Capacity. Sustainability, 13(2021), p. 13975.
[26] P . K . P a n d e y , a n d K . S . S a n d h u , “Analysis of Integrated Grid-Connected PV/Battery System under Various Operating Conditions,” Design Engineering, vol. 2021, Issue 07, pp. 9909-9918, (2021).
[27] P . P a n d e y , K . S . S a n d h u , “Integrated Grid-connected Hybrid Power Generating System with Optimized PLL-based Power Control,” Walailak Journal of Science and Technology (WJST), vol. 18(16), (2021), pp. 1-18.
[28] Q J i a , G Y a n , Y C A I , Y L i a n d J Z h a n g . Small-signal stability analysis of photovoltaic generation connected to weak AC grid. J. Mod. Power Syst. Clean Energy. (2019), p. 254– 267.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-publikacja (pdf) z zeszytu 2024-9 , nr katalogowy 150395 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-zeszyt (pdf) 2024-9 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	85.00 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

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

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

Zeszyt

2024-9

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma