Real-Time Implementation and Performance Comparison of MPPT Techniques in a Photovoltaic Energy Conversion System
Loading...
Files
Date
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
University of El Oued
Abstract
This work presents the modeling, simulation, and real-time implementation of a
photovoltaic (PV) energy conversion system incorporating a Boost DC-DC converter
and advanced Maximum Power Point Tracking (MPPT) techniques. The main objective
is to maximize the energy extracted from the photovoltaic generator while ensuring
stable operation under varying environmental conditions, particularly fluctuations in
solar irradiance and temperature. A comprehensive mathematical model of the PV
module and the Boost converter was developed using the MATLAB/Simulink
environment. Three MPPT algorithms were implemented and evaluated: the
conventional Perturb and Observe (P&O) method, the Fuzzy Logic Controller (FLC),
and the Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm. To validate the simulation
results, the developed control strategies were deployed in real time on a Texas
Instruments TMS320F28379D (C2000) digital signal controller, which generated the
pulse-width modulation (PWM) signals required for converter control. Simulation and
experimental results demonstrated the effectiveness of all investigated MPPT
techniques in tracking the maximum power point and improving the overall efficiency
of the photovoltaic system. However, the intelligent approaches, particularly the PSO
algorithm, exhibited superior performance in terms of tracking accuracy, response
speed, stability, and oscillation reduction around the operating point. The FLC method
also provided enhanced performance compared with the conventional P&O technique,
especially under rapidly changing weather conditions.
يقدم هذا العمل نمذجة ومحاكاة وتنفيذاً آنياً لنظام تحويل الطاقة الكهروضوئية ) (PVالمعتمد على محول رافع
للجهد ) (Boost DC-DC Converterوتقنيات متقدمة لتتبع نقطة القدرة العظمى .) (MPPTويتمثل الهدف
الرئيسي في تعظيم الطاقة المستخرجة من المولد الكهروضوئي مع ضمان تشغيل مستقر في ظل الظروف البيئية
المتغيرة، وخاصةً تغيرات الإشعاع الشمسي ودرجة الحرارة. تم تطوير نموذج رياضي متكامل للوحدة
الكهروضوئية ولمحول الرفع باستخدام بيئة . MATLAB/Simulinkكما تم تنفيذ وتقييم ثلاث خوارزميات لتتبع
نقطة القدرة العظمى، وهي: طريقة الاضطراب والملاحظة) ، (P&Oوالمتحكم بالمنطق الضبابي)، (FLC
وخوارزمية تحسين سرب الجسيمات .) (PSOوللتحقق من نتائج المحاكاة، تم تطبيق استراتيجيات التحكم المقترحة
في الزمن الحقيقي على المتحكم الرقمي ) TMS320F28379D (C2000من شركة، Texas Instruments
والذي تولى توليد إشارات تعديل عرض النبضة ) (PWMاللازمة للتحكم في المحول. أظهرت نتائج المحاكاة
والتجارب العملية فعالية جميع تقنيات MPPTالمدروسة في تتبع نقطة القدرة العظمى وتحسين الكفاءة العامة
للنظام الكهروضوئي. ومع ذلك، أظهرت الطرق الذكية، وخاصة خوارزمية ، PSOأدا ًء متفوقاً من حيث دقة التتبع،
وسرعة الاستجابة، والاستقرار، وتقليل التذبذبات حول نقطة التشغيل. كما قدمت طريقة المنطق الضبابي أدا ًء
أفضل مقارنة بالطريقة التقليدية ، P&Oخاصةً في ظل التغيرات السريعة في الظروف المناخية
Description
Master's theses: specializing Electrical control.2026
Citation
BOURHOUMA Ali Haider, MESBAHI Adem.Real-Time Implementation and Performance Comparison of MPPT Techniques in a Photovoltaic Energy Conversion System.2master. Speciality of Electrical control.2026.faculty of technology .University of Echahid Hama Lakhdar - El Oued.