Maximum power point tracking using modified p&o method for the off grid radar

Abstract

This work presents the design and implementation of Maximum Power Point Tracking (MPPT) techniques for photovoltaic arrays using a DSP embedded system for the application to Off-the-Grid Radars, providing a cost-effective solution which improves upon some of the constraints of previous methods. Two methods were implemented using modifications to Perturbation and Observation methods. The methods implemented are the Improved Perturbation and Observation (IP&O) and the proposed Selective Hopping (SH) method. The performance of each system was measured with respect to time convergence, power available, dynamic of the system and response to rapid variations of solar radiation. The techniques were evaluated in similar conditions in terms of temperature and solar radiation for a comparison. Both techniques used a hysteresis system that allows a decrease in the switching loss in the rapid variations of solar radiation. The Selective Hopping technique allowed for improvement on some constraints of the IP&O technique. SH has a convergence time at least ten times faster than IP&O and it has approximately 5% more available power. The main problem with the SH method is that a local maximum power point emerges when the solar radiation changes instantaneously, for example (0-700 W/m2). However, these variations are not likely to happen in normal operation.

Este trabajo presenta el diseño e implementación de técnicas de rastreo de máxima potencia de arreglos fotovoltaicos usando un sistema embebido con DSP para aplicación en los radares Off-the-Grid, proveyendo una solución costo efectiva la cual mejore algunas de las restricciones de métodos anteriores. Dos técnicas fueron implementadas usando modificaciones del método de Perturbación y Observación. Los métodos implementados son el método Mejorado de Perturbación y Observación (IP&O) y el método propuesto en esta disertación conocido como Método de Salto Selectivo (SH). El funcionamiento de cada sistema fue medido con respecto al tiempo de convergencia, potencia disponible, dinámica del sistema y respuesta ante variaciones rápidas de radiación solar. Las técnicas fueron también evaluadas bajo condiciones similares de radiación solar y temperatura para un estudio comparativo entre ellas. Ambas técnicas usan un sistemas de histéresis que permite disminuir las perdidas de conmutación en las variaciones rápidas de radiación solar. La técnica de Salto Selectivo permitió mejorar algunas restricciones de la técnica IP&O El tiempo de convergencia de la técnica SH es por lo meno diez veces mas rápido que IP&O y obtuvo aproximadamente 5% mas de la potencia disponible. El principal problema del método de SH es un máximo local de potencia cuando ocurre un cambio instantáneo de la radiación solar, por ejemplo de 0-700w/m2. Sin embargo estas variaciones no son esperadas bajo la operación normal.