La méthode MPPT Perturb & Observe en utilisant un convertisseur SEPIC

[invite1590373a]

Boujour,

Je travaille sur un projet qui nécessite l'optimisation de l'énergie extraite du panneau solaire (MPPT). j'ai choisi la méthode P&O vu sa simplicité et low cost, et une structure SEPIC vu les avantages offerts.

j'ai besoin d'une sortie de 11kW avec un voltage supérieur ou égal à 600 V. Le fichier JPG ci-joint contient le schéma SEPIC+Commande utilisé, et vous trouvez ci dessous le code C utilisé pour les C Blocks Psim

F=in[2];
cmd=in[3];

if (cmd==0){
i=(1/F)/delt;
j=j+delt;

Dstep=0.01;
Dmax=0.9;
Dmin=0.0;
dPmin=0.001;


if (j==i*delt){

			if(k==0){	Vm=in[0];
					Im=in[1];
			            }
			else      {	Pm=Im*Vm;
						I=in[1];
						V=in[0];
						P=I*V;
						dP=P-Pm;
						dV=V-Vm;

					if((dP<=dPmin)&&(dP>=-dPmin)) {	goto End;}
					else if (dP>dPmin) {
							if(dV>0)						{		
										if (D+Dstep<=Dmax)		{
														D=D+Dstep;	
														}
												}
					if(dV<0)						{		
										if (D-Dstep>=Dmin){
														D=D-Dstep;	
														}
													}
							}
					else if (dP<-dPmin)		{	
							if(dV>0)						{		
										if (D-Dstep>=Dmin){
														D=D-Dstep;	
														}
												}
					if(dV<0)						{		
										if (D+Dstep<=Dmax)		{
														D=D+Dstep;	
														}
													}
								}


End:								Vm=V;
								Im=I;
								

				}
								j=0;
								k=k+1;
}
}
				out[0]=D;
				out[1]=dP;
				out[2]=dV;
				out[3]=j;

Ce code fonctionne un peu pour les faibles puissances, mais il se coince à 2 kW pour le cas des panneaux de 11kW. Si vous avez quelques remarques qui peuvent m'aider, je serai très reconnaissant.

Cordialement.
-----

[abracadabra75]

Bonjour.

C'est à rendre quand?

Et quelle est ta question?

A+

[invite1590373a]

Cette problématique représente une partie de mon projet de fin d'étude "Conception d'un variateur de vitesse solaire (Hybride)". mes questions sont:
-Est ce que mon choix du convertisseur est raisonnable? est ce qu'on peut utiliser SEPIC pour 11kW?
- J'ai présenté mon code et mon schéma, et sachant que ça ne fonctionne pas, est ce que vous avez quelques remarques qui peuvent m'aider?

[Antoane]

Bonsoir,

Un inconvénient du SEPIC est que le courant de sortie est pulsé : la charge (plus sa capa de filtrage) n'est alimentée que pendant une fraction du cycle. Cela oblige à utiliser de gros éléments de filtrage, qui sont, de plus, fortement stressés.
Pourquoi avoir choisi cette topologie ? As-tu fait un comparatif des topologies existantes, un état de l'art ? As-tu regardé ce qui se faisait chez la concurance, et dans les publications scientifiques ?

"Ca ne fonctionne pas" ne veux pas dire grand chose... quelques détails seraient les bienvenus.

Enfin, "l'indentation hypertrophiée" de ton code le rend difficile à lire. Quant à l'absence de commentaires, c'est limite irrespectueux pour tes lecteurs (chez moi, c'est directement -25% sur la note ).

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite5637435c]

Bonsoir,un SEPIC pour 11kW et sous 600v n'est pas une bonne solution.Pour de telles puissance il faut oublier les topologies à commutations dures.Dans votre cas optez pour une structure isolée, full bridge résonante.

[invite1590373a]

Bonsoir,

Un inconvénient du SEPIC est que le courant de sortie est pulsé : la charge (plus sa capa de filtrage) n'est alimentée que pendant une fraction du cycle. Cela oblige à utiliser de gros éléments de filtrage, qui sont, de plus, fortement stressés.
Pourquoi avoir choisi cette topologie ? As-tu fait un comparatif des topologies existantes, un état de l'art ? As-tu regardé ce qui se faisait chez la concurance, et dans les publications scientifiques ?

"Ca ne fonctionne pas" ne veux pas dire grand chose... quelques détails seraient les bienvenus.

Enfin, "l'indentation hypertrophiée" de ton code le rend difficile à lire. Quant à l'absence de commentaires, c'est limite irrespectueux pour tes lecteurs (chez moi, c'est directement -25% sur la note ).

Bonsoir Monsieur,

Je m'excuse si mes questions n'étaient pas assez claires. Je viens de découvrir que la structure SEPIC n'est pas optimal pour mon cas, elle était ma première solution pour la seule raison de "Flexibilité" ( Car cette structure peut être utilisée en élévation ou abaissement ). et d'après ce que j'ai lu sur internet, SEPIC est plus avantageuse que la technologie Buck-Boost. et tous ça est du au manque d'un cahier de charge détaillé, j'ai voulu assurer une solution pour les deux cas (élévateur et abaisseur).


Ce problème est seulement une partie de mon projet de fin d'études, intitulé "Conception d'un variateur de vitesse hybride de 11kW (Solaire/Réseau)". Ce qui fait, je n'ai voulu pas seulement d'atteindre le point maximum MPP, mais j'ai essayé d'obtenir une tension suffisante pour l'alimentation du Bus DC du variateur. ce qui est impossible. Pour cela j'ai décidé d'utiliser deux convertisseur DC-DC, un pour la MPPT et l'autre pour la régulation de la tension

J'ai commencé par définir une solution PV capable de livrer une puissance maximale de 11kW. J'ai modélisé cette solution par un panneau PV sur Psimavec une tension Circuit ouvert de 850V, un courant de Court Circuit de 18.48A, une tension de MPP de 680 V et une Courant MPP de 16.17A. et pour le moment j'utilise la technologie Buck, en attendant un cahier de charge complet.
Vous trouverez ci-dessous mon code muni des commentaires, j'espère que ça sera suffisant.

F=in[2];    //Déclaration de la fréquence de découpage
i=(1/F)/delt;		// Compatibilité entre la fréquence de découpage et le temps d'exécution de la simulation 
j=j+delt;

Dstep=0.05;				//Le pas de la commande P&O
Dmax=0.9;				// le rapport cyclique max
Dmin=0.0;				// le rapport cyclique min
dPmin=0.0001;				// Tolérance de la recherche du point max

if (j==i*delt){		// Compatibilité entre la fréquence de découpage et le temps d'exécution de la simulation

// Initialisation des valeurs Vpv et Ipv
			if(k==0){	Vm=in[0];
						Im=in[1];
			            }
			else      {	Pm=Im*Vm; 		//Calcul de l'ancienne puissance 
						I=in[1];		// l'acquisition de la nouvelle valeur de Ipv
						V=in[0];		// l'acquisition de la nouvelle valeur de Upv
						P=I*V; 		//Calcul de la nouvelle puissance 
						dP=P-Pm;	// Calcul de la différence de puissance
						dV=V-Vm;	// Calcul de la différence du voltage

//					if((dP<=dPmin)&&(dP>=-dPmin)) {goto End;}
					if (dP>dPmin) {
							if(dV>0)						{		
										if (D+Dstep<=Dmax)		{
														D=D+Dstep;	
														}
												}
					if(dV<0)						{		
										if (D-Dstep>=Dmin){
														D=D-Dstep;	
														}
													}
							}
					else if (dP<-dPmin)		{	
							if(dV>0)						{		
										if (D-Dstep>=Dmin){
														D=D-Dstep;	
														}
												}
					if(dV<0)						{		
										if (D+Dstep<=Dmax)		{
														D=D+Dstep;	
														}
													}
								}


//End:					Vm=V;         //mise à jour des valeurs
					Im=I;
								

				}
			j=0;
			k=k+1;			// cette instruction sert seulement de visualiser l'avancement de l'exécution 
}
				out[0]=D;		// Sortie du rapport cyclique
//REMARQUE : Le rapport cyclique est initialisé par 0.

Le problème c’est que le rapport cyclique ne cesse pas d’augmenter en approchant à sa valeur max.
1.JPG
Les figures suivantes montrent le résultat des deux essais, la première en utilisant le code cité précédemment, qui se stabilise à une valeur de 0.85
2.JPG
Et le deuxième essai, en utilisant une valeur constante de 0.6730
3.JPG

Je m’excuse pour la longueur du message. Merci

[Antoane]

Bonjour,

Je m'excuse si mes questions n'étaient pas assez claires. Je viens de découvrir que la structure SEPIC n'est pas optimal pour mon cas, elle était ma première solution pour la seule raison de "Flexibilité" ( Car cette structure peut être utilisée en élévation ou abaissement ). et d'après ce que j'ai lu sur internet, SEPIC est plus avantageuse que la technologie Buck-Boost. et tous ça est du au manque d'un cahier de charge détaillé, j'ai voulu assurer une solution pour les deux cas (élévateur et abaisseur).

Hulk te donne une topologie adaptée.

Ce problème est seulement une partie de mon projet de fin d'études, intitulé "Conception d'un variateur de vitesse hybride de 11kW (Solaire/Réseau)". Ce qui fait, je n'ai voulu pas seulement d'atteindre le point maximum MPP, mais j'ai essayé d'obtenir une tension suffisante pour l'alimentation du Bus DC du variateur. ce qui est impossible. Pour cela j'ai décidé d'utiliser deux convertisseur DC-DC, un pour la MPPT et l'autre pour la régulation de la tension

Supposons que ce soit une bonne idée.


Pourquoi la puissance de sortie de tes simulations varie-t-elle alors que le rapport cyclique est constant ?
Quelle est la fréquence de découpage ?
Quelle est la fréquence d'exécution de la boucle ?