پروپوزال برق قدرت الگوریتم ردیابی نقطه توان بیشینه با استفاده از روش بهینه‌سازی ناحیه طلایی برای سیستم‌های فتوولتاییک

مشاوره در انجام پایان نامه و پروپوزال ارشد و دکتری، انجام پایان نامه ارشد و دکتری ادیب مشاور، انجام پایان نامه، انجام پایان نامه ارشد، انجام پایان نامه کارشناسی ارشد، انجام رساله دکتری، انجام پایان نامه دکتری

در نمونه پروپوزال ارشد مهندسی برق قدرت به دنبال ارائه طرحی جهت یادگیری دانشجویان ارشد با ساختار کلی پروپوزال هستیم که دانشجو بتواند با مطالعه پروپوزال در روند انجام پایان نامه ارشد آشنایی پیدا کند و توان تدوین پروپوزال و پایان نامه را داشته باشد.از آنجایی که دانشجویان در مقطع ارشد آشنایی اولیه ای با روند انجام پروپوزال و انجام پایان نامه ندارند و در این مسیر نیازمند مشاوره در انجام پایان نامه هستند بنابراین سعی شده است که با ارائه موضوعات پایان نامه،نمونه پروپوزال ارشد و نمونه پایان نامه ارشد دانشجویان را در این مسیر یاری رسانده و آشنایی لازم را در این مسیر کسب نمایند.لازم است که دانشجویان عزیر با دقت نمونه موضوعات پایان نامه و نمونه پروپوزال ها و پایان نام های ارائه شده را با دقت مطالعه نموده و با نمونه برداری از هر قسمت به تدوین پروپوزال و پایان نامه خود اقدام نمایند.امید است که در این راه بتوانیم همواره مشاور و همراه شما باشیم .

در قسمت دفاعیه پایان نامه نیز نمونه پاورپوینت ارشد قرار داده هست که دانشجویان بتوانند جهت اماده سازی پاورپوینت دفاع پایان نامه استفاده نمایند.یک دفاع موفق منوط به مطالعه با دقت پایان نامه و رفع اشکال پایان نامه و سپس ارائه پاورپوینت با قسمت های پایان نامه همراه با آرامش در زمان دفاع می باشد.موسسه ادیب مشاور همواره در تمامی این مراحل در کنار شما عزیزان خواهد بود.

الف) تعریف موضوع (تعریف مسأله ، هدف از اجراء و کاربرد نتایج تحقیق) :

 

در سال‌های اخیر نیاز به انرژی بیشتر شده است و تخمین زده می‌شود که مصرف انرژی تا سال ۲۰۵۰ میلادی دو برابر خواهد شد. برای پاسخ به این تقاضا باید تولید انرژی با استفاده از منابع مختلف انرژی افزایش یابد. این افزایش تقاضا در حالی است که با کاهش دسترسی به منابع معمول انرژی فسیلی (مانند نفت و ذغال‌سنگ) و اثرات مخرب آن‌ها بر محیط‌زیست، آینده تولید انرژی با چالش مواجه شده است. با توجه به دلایل ذکر شده، توسعه تکنولوژی‌‌‌های استفاده از منابع تجدید پذیر انرژی با سرعت زیادی صورت گرفته است تا پاسخ به درخواست انرژی را در آینده برآورده و استفاده از انرژی پایدار، بدون هزینه و آلودگی را ممکن سازد. در بین انواع روش‌های دریافت انرژی از طبیعت، انرژی خورشیدی به دلیل در دسترس بودن آن، یکی از روش‌های اصلی مورد توجه است. انرژی سالیانه ناشی از تابش خورشید بر سطح زمین از تمام منابع انرژی معمول که تا کنون استفاده شده‌اند یا استفاده خواهند شد از جمله گاز، نفت و انرژی هسته‌ای بیشتر است. جهت تولید برق با انرژی خورشیدی به صورت مستقیم از ماژول‌های فتوولتاییک (PV) استفاده می‌شود که می‌توان آن‌ها را در نقاط بدون استفاده مثل پشت بام‌ها و صحراها نصب نمود یا نقاطی که دسترسی به شبکه سراسری برق ندارند را تغذیه نمود.

در دهه‌های گذشته قیمت بالا و بازدهی پایین دو عامل بازدارنده گسترش استفاده از سلول‌های PV در تولید برق بودند. در سال‌های اخیر با تولید انبوه، قیمت سلول‌های PV کاهش و با پیشرفت تکنولوژی بازدهی آن‌ها افزایش یافته و امروزه نیروگاه‌های PV با ظرفیت چندین مگاوات در بسیاری از کشورها ساخته شده‌اند. با وجود مزایای ذکر شده، کماکان قیمت تولید هر وات انرژی با استفاده از PV در مقایسه با منابع فسیلی به مقدار قابل توجهی بیشتر است. تحقیقات بسیار زیادی برای افزایش انرژی دریافت شده از سلول‌های PV انجام گرفته است. بازده نیروگاه PV توسط سه عامل بازده پنل‌های PV (در کاربرد صنعتی بین ۸ تا ۱۵ درصد است)، بازده اینورتر (۹۵-۹۸٪) و بازده الگوریتم ردیابی نقطه توان بیشینه (MPPT) (بیش از ۹۸٪) مشخص می‌گردد. چون افزایش بازدهی پنل PV و اینورتر به تکنولوژی وابسته است این کار به آسانی میسر نیست و به تجهیزات بهتر نیاز دارد که باعث افزایش هزینه اولیه و نصب می‌گردد. بهبود الگوریتم MPPT ساده‌تر، ارزان‌تر و قابل استفاده در نیروگاه‌های PV با تغییر روش کنترل آن‌هاست که باعث افزایش در تولید و کاهش قیمت می‌شود.

توان خروجی PV حاصل‌ضرب ولتاژ در جریان است در نتیجه نقطه توان بیشینه، نقطه‌ای است که این ضرب بیشترین مقدار را دارد. مشخصه ولتاژ بر حسب جریان آرایه‌های  فتوولتاییک غیرخطی است و تنها یک نقطه از این منحنی توان بیشینه را تولید می‌کند. این نقطه به دمای پنل‌ها و شرایط تابش  بستگی دارد. هر دو این شرایط در طول روز و همچنین با توجه به دمای محیط تغییر می‌کنند. به علاوه تابش خورشید بسته به شرایط جوی به سرعت تغییر می‌کند. الگوریتم ردیابی به این دلیل نیاز است تا نقطه توان بیشینه (MPP) را با دقت و برای همه حالت‌های ممکن دنبال کند تا توان بیشینه در خروجی حاصل شود. ردیابی تنها با تغییر کدهای نرم‌افزاری برای کنترل مبدل توان صورت گرفته و در نتیجه هزینه اضافی به سیستم تحمیل نمی‌کند. ردیابی باید دینامیک سریع داشته باشد، یعنی نقطه کار باید دائما با توجه به تابش و دما مطابقت یابد. یافتن نقطه توان بیشینه یک فرآیند پیچیده است زیرا شرایط محیطی دائما تغییر می‌کند و منحنی توان بر حسب ولتاژ نیز غیرخطی است. از پنل‌های فتوولتاییک در کاربردهای متصل به شبکه و جدا از شبکه استفاده می‌شوند و تحقیقات زیادی برای ارائه الگوریتم برای هر دو این حالات و رفع چالش‌های موجود برای آنها پیشنهاد شده‌اند.

 

ب) سابقه تحقیق :

 

الگوریتم‌های متعدد MPPT پیشنهاد شده‌اند. این الگوریتم‌ها در پیچیدگی، حسگرهای مورد استفاده و هزینه با یکدیگر متفاوتند [۱]. برای دسته‌بندی این الگوریتم‌ها مطالعات و بررسی‌های زیادی صورت گرفته است. به طور کلی الگوریتم‌های MPPT را می‌توان به روش‌های مرسوم، هوش مصنوعی و روش های بر مبنای جمعیت تقسیم‌بندی کرد [۲، ۳]. روش‌های MPPT مرسوم شامل تکنیک‌های آشوب و مشاهده (P&O)، هدایت افزایشی (IC)، تپه‌نوردی (HC) و روش‌های اصلاح‌شده مبتنی بر این تکنیک‌هاست. روش‌های MPPT مبتنی بر هوش مصنوعی از یک یا ترکیب دو روش محاسبه نرم استفاده می‌کنند. این روش ها از دانش خبره برای بهبود استراتژی کنترلی استفاده می‌کنند. الگوریتم‌های‌ مبتنی بر منطق فازی از روش‌های مشهور مورد استفاده این دسته هستند. تکنیک‌های بر مبنای جمعیت یا الگوریتم‌های تکاملی برای این پیشنهاد شده‌اند تا مسائل بهینه‌سازی چندمتغیره با چند نقطه بهینه را حل کنند. بعضی از روش‌های این دسته برای MPPT تطبیق داده شده‌اند [۲].

مزیت‌های الگوریتم‌های مرسوم MPPT، سادگی، پیاده‌سازی آسان، قیمت کم و پارامترهای کم اندازه‌گیری شده هستند و به این دلیل از این روش‌ها به صورت وسیع استفاده می‌شود [۴]. با وجود مزایای ذکر شده این روش‌ها دارای چهار عیب عمده زیر هستند:

  • سرعت پایین ردیابی در شرایط تغییرات سریع جوی
  • نوسانات حول نقطه توان بیشینه و در نتیجه اتلاف انرژی
  • عدم دنبال کردن نقطه توان بیشینه در شرایط  تغییر سریع تابش و سایه جزیی
  • عدم مقایسه ولتاژ ترمینال آرایه با ولتاژ نقطه توان بیشینه و در نتیجه عدم توانایی در دنبال کردن نقطه توان بیشینه

روش P&O به صورت دوره‌ای، ولتاژ نقطه کار را با یک مقدار پله مشخص تغییر می‌دهد و با توجه به تغییرات توان و جهت این تغییرات ولتاژ مرجع را پیدا می‌کند. در نتیجه اگر تغییر ولتاژ نقطه کار موجب افزایش توان دریافتی از آرایه PV شده باشد، تغییر ولتاژ در جهت نقطه توان بیشینه بوده است و جهت رسیدن به نقطه توان بیشینه تغییر ولتاژ بیشتری به این سمت باید انجام گیرد، اما اگر توان دریافتی کمتر شد جهت تغییر به سمت دور شدن از نقطه توان بیشینه بوده است و جهت تغییر ولتاژ باید عوض شود [۵]. بعد از یافتن نقطه ولتاژ برای توان بیشینه، نقطه کار ولتاژ حول ولتاژ نقطه توان بیشینه نوسان می‌کند که مقدار این نوسان به پله تغییر ولتاژ بستگی دارد. روش‌های متعددی برای بهبود روش P&O و کم کردن نوسان حول نقطه توان بیشینه در شرایط سایه جزیی یا تغییر سریع تابش پیشنهاد شده‌اند [۶-9].

اصول کار روش IC بر این پایه است که در مشخصه توان بر حسب ولتاژ آرایه PV، شیب در نقطه توان بیشینه برابر صفر است. این روش بر خلاف روش P&O قابلیت پیدا کردن سریع نقطه توان بیشینه را در تغییرات سریع تابش دارد و جهتی که ولتاژ باید تغییر کند تا به نقطه توان بیشینه برسد برای این روش مشخص است [10]. عیب این روش نیز در زمان تابش غیر واحد است که چند بیشینه محلی وجود دارد و با استفاده از این روش ممکن است یکی از نقاط بیشینه محلی به جای نقطه بیشینه مطلق تشخیص و انتخاب شود. عیب دیگر این روش نیز وابستگی به پارامترهای مدل PV و در نتیجه احتمال اشتباه در وجود نویز است که برای رفع این معایب، یا انجام اصلاحاتی در بعضی از تحقیقات این روش بهبود یافته است [۱۱-۱۳].

مزیت الگوریتم‌های بر پایه هوش مصنوعی این است که مستقل از مدل PV هستند و در مقابل تغییر پارامترها و نویز مقاوم هستند. جهت طراحی الگوریتم دقیق MPPT بر اساس این روش ها نیاز به داده‌های واقعی در حوزه زمان یا دانش خبره است.  این روش‌ها سریعا همگرا شده و در حالت پایدار حول نقطه توان بیشینه نوسان ندارند. همچنین این روش‌ها قابلیت تطبیق با تغییرات سریع آب و هوایی را دارند [2]. عیب روش‌های هوش مصنوعی این است که بر خلاف روش‌های معمول مورد استفاده مثل P&O استاندارد نیستند و قابلیت پیاده‌سازی بر روی تمام ماژول‌های فتوولتاییک موجود در بازار را ندارند. هم چنین آنها در همگرایی به نقطه بیشینه مطلق با مشکل مواجه هستند. از جمله روش‌های بر این پایه به روش‌های مبتنی بر منطق فازی می‌توان اشاره کرد [۱۴-۱۶].

روش‌های بر مبنای جمعیت علاوه بر مزایای گروه دوم قابلیت تطبیق در شرایط تابش غیر یکسان را نیز دارند. در شرایط تابش غیر واحد مشخصات توان بر حسب ولتاژ ماژول PV بیش از یک نقطه توان بیشینه را نشان می‌دهد [۲]. با توجه به جستجوی تصادفی آن‌ها در فضای کار این الگوریتم‌ها نقطه بیشینه توان مطلق را به درستی تشخیص می‌دهند. از روش‌های پیشنهاد شده در این دسته می‌توان به استفاده از الگوریتم تجمع ذرات (PSO) [۱۷] و الگوریتم ژنتیک [۱۸] اشاره کرد.

 

 

ج) کلمات کلیدی(فارسی و انگلیسی ) :

فتوولتاییک، ردیابی نقطه توان بیشینه، الگوریتم بهینه‌سازی ناحیه طلایی

Photovoltaic, Maximum Power Point Tracking, Golden Section Optimization Algorithm

 

د) نوآوری تحقیق:

حدود ۷۵٪ سیستم‌های فتوولتاییک مورد استفاده در جهان متصل به شبکه هستند. با اتصال سیستم فتوولتاییک به شبکه برق چالش‌های جدیدی مثل عبور جریان نشتی ممکن است رخ دهد. در [۱]، با استفاده از الگوریتم بهینه‌سازی ناحیه طلایی MPPT در شرایط سیستم جدا از شبکه صورت گرفته است ولی برای یک MPPT متصل به شبکه این الگوریتم طراحی نشده و چالش‌های آن مورد بررسی قرار نگرفته است. در این تحقیق برای یک سیستم فتوولتاییک متصل به شبکه این الگوریتم طراحی شده و مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

 

ه) فرضیات (یا سؤلات پژوهشی ) :

 

  • سرعت همگرایی روش به نقطه توان بیشینه مناسب است.
  • محاسبات منطقی مورد نیاز برای روش پیشنهادی زیاد نیست.
  • پس از رسیدن به ولتاژ نقطه توان بیشینه، در شرایط پایدار حول آن نقطه نوسانات زیادی انجام نمی‌دهد.

 

و) مراحل اجرای پروژه و زمان بندی (بر اساس نمودار گانت) :

 

  • مطالعه در مورد مدل ریاضی سلول PV و مشخصات آن در زمان تابش
  • بررسی روش‌های MPPT و مزایا و معایب و چالش‌هایی که برای روش‌های موجود در حالات متصل به شبکه و جدا از شبکه وجود دارند.
  • مطالعه و بررسی روش بهینه‌سازی ناحیه طلایی برای استفاده در MPPT
  • ارائه روش و بررسی عملکرد الگوریتم بهینه سازی ناحیه طلایی در MPPT
  • شبیه‌سازی روش پیشنهادی برای شرایط کار مختلف و مقایسه پاسخ، مزایا و معایب با روش‌های دیگر
  • نگارش و تدوین پایان نامه

 

ز) منابع و مآخذ :

 

[1]         A. Kheldoun, R. Bradai, R. Boukenoui, and A. Mellit, “A new golden section method-based maximum power point tracking algorithm for photovoltaic systems,” Energy Convers. Manag., vol. 111, pp. 125–136, 2016.

[2]         B. Bendib, H. Belmili, and F. Krim, “A survey of the most used MPPT methods: Conventional and advanced algorithms applied for photovoltaic systems,” Renew. Sustain. Energy Rev., vol. 45, pp. 637–648, 2015.

[3]         S. Saravanan and N. R. Babu, “Maximum power point tracking algorithms for photovoltaic system–A review,” Renew. Sustain. Energy Rev., vol. 57, pp. 192–204, 2016.

[4]         N. A. Kamarzaman and C. W. Tan, “A comprehensive review of maximum power point tracking algorithms for photovoltaic systems,” Renew. Sustain. Energy Rev., vol. 37, pp. 585–598, 2014.

[5]         F. Liu, Y. Kang, Y. Zhang, and S. Duan, “Comparison of P&O and hill climbing MPPT methods for grid-connected PV converter,” in Industrial Electronics and Applications, 2008. ICIEA 2008. 3rd IEEE Conference on, 2008, pp. 804–807.

[6]         N. Femia, G. Petrone, G. Spagnuolo, and M. Vitelli, “Optimization of perturb and observe maximum power point tracking method,” Power Electron. IEEE Trans., vol. 20, no. 4, pp. 963–973, 2005.

[7]         K. Sundareswaran and S. Palani, “Application of a combined particle swarm optimization and perturb and observe method for MPPT in PV systems under partial shading conditions,” Renew. Energy, vol. 75, pp. 308–317, 2015.

[8]         M. H. Moradi, S. M. R. Tousi, M. Nemati, N. S. Basir, and N. Shalavi, “A robust hybrid method for maximum power point tracking in photovoltaic systems,” Sol. Energy, vol. 94, pp. 266–276, 2013.

[9]         G. Petrone, G. Spagnuolo, and M. Vitelli, “A multivariable perturb-and-observe maximum power point tracking technique applied to a single-stage photovoltaic inverter,” Ind. Electron. IEEE Trans., vol. 58, no. 1, pp. 76–84, 2011.

[10]      G. J. Kish, J. J. Lee, and P. Lehn, “Modelling and control of photovoltaic panels utilising the incremental conductance method for maximum power point tracking,” Renew. Power Gener. IET, vol. 6, no. 4, pp. 259–266, 2012.

[11]      A. Safari and S. Mekhilef, “Simulation and hardware implementation of incremental conductance MPPT with direct control method using cuk converter,” Ind. Electron. IEEE Trans., vol. 58, no. 4, pp. 1154–1161, 2011.

[12]      G.-C. Hsieh, H.-I. Hsieh, C.-Y. Tsai, and C.-H. Wang, “Photovoltaic power-increment-aided incremental-conductance MPPT with two-phased tracking,” Power Electron. IEEE Trans., vol. 28, no. 6, pp. 2895–2911, 2013.

[13]      R. Faraji, A. Rouholamini, H. R. Naji, R. Fadaeinedjad, and M. R. Chavoshian, “FPGA-based real time incremental conductance maximum power point tracking controller for photovoltaic systems,” Power Electron. IET, vol. 7, no. 5, pp. 1294–1304, 2014.

[14]      A. El Khateb, N. Abd Rahim, J. Selvaraj, and M. N. Uddin, “Fuzzy-logic-controller-based SEPIC converter for maximum power point tracking,” Ind. Appl. IEEE Trans., vol. 50, no. 4, pp. 2349–2358, 2014.

[15]      C. Cecati, F. Ciancetta, and P. Siano, “A multilevel inverter for photovoltaic systems with fuzzy logic control,” Ind. Electron. IEEE Trans., vol. 57, no. 12, pp. 4115–4125, 2010.

[16]      P. C.-P. Chao, W.-D. Chen, and C.-K. Chang, “Maximum power tracking of a generic photovoltaic system via a fuzzy controller and a two-stage DC–DC converter,” Microsyst. Technol., vol. 18, no. 9–10, pp. 1267–1281, 2012.

[17]      K. Ishaque, Z. Salam, M. Amjad, and S. Mekhilef, “An improved Particle Swarm Optimization (PSO)–based MPPT for PV with reduced steady-state oscillation,” Power Electron. IEEE Trans., vol. 27, no. 8, pp. 3627–3638, 2012.

[18]        S. Daraban, D. Petreus, and C. Morel, “A novel MPPT (maximum power point tracking) algorithm based on a modified genetic algorithm specialized on tracking the global maximum power point in photovoltaic systems affected by partial shading,” Energy, vol. 74, pp. 374–388, 2014.

 

موضوع پایان نامه مهندسی برق قدرت انجام پایان نامه برق قدرت

موضوع پایان نامه مهندسی برق انجام پایان نامه برق قدرت

آموزش نرم افزار گمز و شبیه سازی با گمز

پروپوزال مهندسی برق قدرت ریز شبکه

هماهنگی حفاظتی یکپارچه رله‌های اضافه جریان همراه با جایابی و تعیین ظرفیت بهینه واحدهای تولید پراکنده در شبکه توزیع الکتریکی 

دانلود پروژه آماده کنترل مدرن (کد 12)

دانلود پروژه آماده کنترل مدرن کد 215

پروپوزال مهندسی برق محاسبه تعرفه های پویا در شبکه های توزیع با ضریب نفوذ بالای خودروهای برقی با در نظر گرفتن کلیدزنی بهینه فیدر

 

مشاوره تخصصی انجام پایان نامه ارشد

یکی از مهمترین وظایف دانشجویان در مقاطع تحصیلات تکمیلی (کارشناسی ارشد و دکتری) انجام پایان نامه می باشد. فقر اساتید خبره در زمینه های مختلف علمی تحقیقاتی در برخی دانشگاه های داخلی و خارجی موجب سردرگمی دانشجویان عزیز گردیده است، موسسه ادیب مشاور مفتخر است که در پاسخ به این نیاز طی ده سال فعالیت به تعداد بیشماری از دانشجویان ارشد و دکتری خدمات مشاوره تخصصی ارايه داده است.

به طور کلی انجام پایان نامه کاری زمان بر است که دانش و تجربه زیادی نیازمند است. موسسه ادیب مشاور با چندین سال تجربه در عرصه مشاوره و با در اختیار داشتن متخصصین و اساتیدی با تجربه آماده مشاوره و آموزش پایان نامه در کلیه رشته های دانشگاهی می باشد.

علاوه بر این موسسه ادیب مشاور، در زمینه شبیه سازی مقالات، پایان نامه ها و انجام پروژه ها با برنامه نویسی نیز به دانشجویان کشور عزیزمان خدمات لازم را ارائه می کند. این خدمات شامل تحلیل آماری، پیاده سازی با انواع نرم افزارهای مهندسی، برنامه نویسی با انواع زبان های برنامه نویسی و تهیه پرسش نامه می شود.

به طور کلی سر فصل های خدمات موسسه ادیب مشاور عبارتند از:

مشاوره پروپوزال در رشته مدیریت، حسابداری، مهندسی برق قدرت، مهندسی برق الکترونیک، مهندسی کامپیوتر و روانشناسی و دیگر رشته ها

مشاوره پایان نامه در رشته مدیریت، حسابداری، مهندسی برق قدرت، مهندسی برق الکترونیک، مهندسی کامپیوتر و روانشناسی و دیگر رشته ها

استخراج مقاله از پایان نامه در رشته مدیریت، حسابداری، مهندسی برق قدرت، مهندسی برق الکترونیک، مهندسی کامپیوتر و روانشناسی و دیگر رشته ها

شبیه سازی انواع مقالات مهندسی

تحلیل آماری پایان نامه های آماری

تهیه پرسش نامه در رشته های مختلف دانشگاهی

تهیه پرسش نامه آنلاین در بستر اینترنت

مشاوره رایگان در انتخاب موضوع پایان نامه های مهندسی و سایر رشته ها

انجام پروژه های برنامه نویسی با انواع زبان های برنامه نویسی از قبیل پایتون، متلب و آموزش کامل پروژه انجام شده در قالب فیلم آموزشی

انجام پروژه های شبیه سازی شبکه یا پایان نامه های مرتبط با شبکه با نرم افزارهای NS2 و NS3

انجام پایان نامه ادیب مشاور، انجام پایان نامه، انجام پایان نامه ارشد، انجام پایان نامه کارشناسی ارشد، انجام رساله دکتری، انجام پایان نامه دکتری

اگر برای هریک از موارد فوق نیاز به مشاوره رایگان دارید، همین الان با ما تماس بگیرید.