0. 원문
https://ieeexplore.ieee.org/document/7079499
A Switched PV Approach for Extracted Maximum Power Enhancement of PV Arrays During Partial Shading
This paper proposes a switched photovoltaic (PV) approach to enhance the extracted maximum power from a PV array during partial shading conditions. The proposed system is simple and cost effective. However, it may provide lower power enhancement compared t
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본 논문에서는 부분 차광 조건에서 PV 어레이에서 추출된 최대 전력을 향상시키기 위한 전환형 PV(Switched Photovoltaic) 접근 방식을 제안합니다. 제안된 시스템은 간단하고 비용 효율적입니다. 그러나 다른 기존 솔루션에 비해 전력 향상이 낮을 수 있으므로 국내 애플리케이션에 더 적합합니다. 제안된 전환형 PV 기반 시스템을 평가하기 위해 동일한 작동 조건에 대해 제안된 시스템과 다른 기존 기술에서 추출된 전력 간의 상세한 수치 비교가 제시되었습니다. 시뮬레이션 및 실험 결과는 제안된 시스템을 사용하여 부분 음영 처리 동안 PV 어레이 추출 출력 전력을 향상시킬 수 있는 가능성을 보여줍니다.
1. 요약
(0) Abstract
제안: shading 조건에서 PV array의 maximum power를 추출하기 위한 switched PV
장점: 간단하고 비용 효율적이다, 가정용에 적합하다
단점: 기존 알고리즘에 비해 power는 더 낮다
평가 방법: 같은 조건에서 기존 알고리즘과 제안한 시스템을 simulation과 실험을 통해 검증
키워드: Maximum power point tracking (MPPT), partial-shading switched PV
(1) Introduction
기존의 MPPT는 no shading 조건에서는 잘 작동하지만 shading 조건에서는 global과 local maximum이 존재하므로 MPP 지점 추적에 실패할 수 있다.
<기존 하드웨어 구성 4가지>
가장 최근에도 쓰는 구성은 (d) DPP 방식으로, 정확한 MPP 점을 추출할 수 있다
(나머지 세 가지 방법은 shading 조건에서 불일치하거나 전력 손실 있다)
보통 n개의 parallel-connected string X m개의 series-connected modules per string을 사용하지만 shading에서는 병렬 연결이 더 높은 출력을 내므로 이 논문에서는 2n개의 parallel-connected string x m/2개의 series-connected modules per string을 사용한다.
(2) Proposed Concept(Switched PV Approach)
2n개의 parallel-connected string x m/2개의 series-connected modules per string
2가지 동작 state 존재
(A) State 1; Switch on
- Max output voltage: Voc
- Max output current: n*Isc
- output converter가 두 값을 견뎌야 함
(B) State 2; Switch off; Diode on
- Max output voltage: 0.5*Voc
- Max output current: 2n*Isc
- limit: nkIsc ( 1< k < k_max, k_max < 2)
(c) State 선정
state 두 가지 중 power 높은 것을 선택
1. state 1 활성화; Pmpp1 추출
2. state 2 활성화; Pmpp2 추출
3. Pmpp1과 Pmpp2 비교 후 state 결정
(D) Converter 정격
정격의 150%까지 견딜 수 있는 switch 선정
(E) 예시
(3) Assessment of the Proposed System
- 기존 방법에서는 DPP가 shading 조건에서도 maximum power를 뽑아낸다
- 제안된 방법은 DPP 보다 낮은 power를 추출한다
- DPP보다 낮은 power를 추출하지만, 장점으로는 size가 작고, 비용 효율적이며, 적은 장비를 필요로 하고, 유지가 쉽다.
(4) Experimental Validation
Case 1과 case 2로 나누어 shading 조건을 달리해서 하드웨어 실험
Case 1) 첫번째 string에서 두번째 module shading
Case 2) 두번째 string에서 첫번째 module shading
두 가지 case 모두 global maximum에서의 전류 값을 찾음
(5) Conclusion
Shading 조건에서 switched PV 시스템을 제안했고 기존 방법들과 비교함
성능이 잘 나왔고 실험과 simulation을 통해 확인함