در بسیاری از سیستمهای فتوولتايیک، علاوه بر اينورتر از مبدل DC-DC نیز به منظور انتقال توان استفاده میشود. در اين مقاله به منظور تنظیم ولتاژ تولیدی توسط مولد فتوولتايیک و با توجه به ماهیت غیر خطی آن، از کنترل کننده غیر خطی مد لغزشی بر روی مبدل DC-DC استفاده میشود. اثر استفاده از کنترل کننده مد لغزشی بر اساس سطح لغزش ارائه شده، برای نخستین بار در سیستم فتوولتايیک مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است تا بتواند در مقايسه با مطالعات انجام شده، در محدوده وسیعتری از تغییرات سطوح تابش و نیز قطع اتصالات پنلها، همچنان هدف کنترلی را که همان تنظیم ولتاژ مولد میباشد، تضمین کند. نتايج در محیط شبیه ساز متلب به دست آمده است و با مطالعات اخیر مقايسه میشود.

مقدمه 

   مولدهای فتوولتايیک، کاربرد گسترده ای در تولید برق دارند، اما اين مولدها کم بازده و گران هستند. به منظور افزايش بازده و جبران هزينه ساخت، دو رویکرد وجود دارد: رويکرد اول بر مبنای تغییر در ساختمان مولد فتوولتايیک در مرحله ساخت و در کارخانه است تا هم هزينه را کاهش دهند و هم بازدهی مولد را افزايش داده باشند. رويکرد دوم بر مبنای کنترل مبدلهای متصل به مولد است.

   هدف اين مقاله، استفاده از رويکرد دوم است بنابراين کنترل مولد از طريق مبدل انجام میگیرد به نحوی که در کلیه شرايط محیطی، بیشترين توان از مولد کشیده شود. از اين به بعد به مجموعه مولد فتوولتايیک و مبدلهای متصل به آن، سیستم فتوولتايیک گفته میشود. مبدلی که عمل کنترل بر روی آن انجام میشود، مولد DC-DC افزاينده است. سیستم مورد نظر در حالت متصل به شبکه مورد بررسی قرار میگیرد و از اينورتر جهت تبديل توان استفاده میشود. با توجه به ماهیت غیرخطی مولد فتوولتايیک، سیستمهای مذکور نیز غیرخطی هستند. کنترل کنندههايی که بر روی مبدلها استفاده میشوند تا بیشترين توان را از مولد استخراج کنند، ممکن است خطی يا غیر خطی باشند. در کنترل کنندههای خطی از تقريب در اطراف نقطه کار مشخصی، برای به دست آوردن ضرايب کنترل کننده استفاده میشود بنابراين عمل رد مناسب کنترل کننده در تمام نواحی کار سیستم فتوولتايیک، تضمین نمی شود لذا کنترل کنندههای غیرخطی - مطلوب تر هستند، علاوه بر اين به دلیل آنکه در کنترل کننده های غیرخطی از مدولاسیون پهنای باند استفاده نمیشود، کنترل کننده پاسخ سريعتری نیز دارد.

   از کنترل کننده های متداول میتوان کنترل کننده تطبیقی، کنترل کننده بر اساس مفهوم تعادل انرژی و کنترل کننده مد لغزشی و ... را نام برد، در اين میان پیاده سازی کنترل کننده مد لغزشی ساده و ارزان است لذا در اين مقاله از اين کنترل کننده به منطور تنظیم ولتاژ تولیدی مولد در اطراف نقطه بیشینه استفاده میشود. سطح لغزش ارائه شده در کنترل کننده برای نخستین بار بر روی سیستم فتوولتايیک استفاده میشود بیانگر پاسخ سريعتر و دقیقتر در قیاس با مطالعات اخیر درباره استفاده از کنترل کننده مد لغزشی بر روی سیستم میباشد. از مفاهیم اساسی و پايه در کنترل کننده مد لغزشی، سطح لغزش میباشد. دستیابی به سطح لغزش با عمل کلیدزنی و نیز باقی ماندن دينامیک های سیستم بر روی آن از شروط اساسی بوده که به ترتیب دسترس پذيری ترنسورسالیتی و شرط کنترل معادل نامیده میشوند.

   در نگاهی کلی و گذرا میتوان چنین بیان کرد که سطح لغزش رابط های را بین دينامیکهای سیستم تعريف بر اساس اهداف کنترلی، تعريف میکند. وجود سیگنال کلیدزنی در مشتق زمانی سطح لغزش به مفهوم دسترس پذيری میباشد. از طرف ديگر اگر چه سطح لغزش دسترس پذير باشد اما بايد بتوان تضمین کرد که در ناحیه عمل رد سیستم، با عمل کلیدزنی، دينامیکهای سیستم به نحوی خواهند بود که همواره رابطه سطح لغزش برقرار باشد به عبارت ديگر اهداف کنترلی برآورده شود. به اين منظور میبايست سیگنال کلیدزنی در حالتی که دينامیک- های سیستم بر روی سطح لغزش قرار دارند و نیز مشتق زمانی سطح لغزش صفر است در بازه باز صفر و يک قرار گیرد. خروج از اين بازه به مفهوم دور شدن از سطح لغزش، ناپايداری کنترل کننده و نهايتا عدم برآورده شدن اهداف کنترلی است.