Study of Different MPPT Algorithm for PV Photovoltaic system (Cuckoo Search and Kalman Filter)

Abstract

"This study aims to enhance the performance and efficiency of photovoltaic (PV) systems by addressing operational challenges caused by faults and environmental fluctuations. The research focuses on analyzing and implementing advanced Maximum Power Point Tracking (MPPT) algorithms, with their performance simulated in a MATLAB environment. The results demonstrated the superiority of advanced algorithms such as the Kalman Filter (KF) and Incremental Conductance (INC) in terms of dynamic response speed, tracking accuracy, and stability under rapidly changing irradiance and temperature conditions. In contrast, traditional algorithms like Perturb and Observe (P&O) and the intelligent optimization technique Cuckoo Search (CS) exhibited slower convergence rates but maintained effectiveness in approaching global optimal power points, particularly in complex scenarios. The study concludes that combining the precision of intelligent algorithms with the rapid response of traditional ones represents a promising path for future development. It also emphasizes the importance of supporting research into hybrid algorithms to achieve an optimal balance between performance and efficiency, thereby contributing to the enhanced reliability and productivity of solar energy systems as a cornerstone in the transition to clean and sustainable energy sources "تهدف هذه الدراسة إلى تحسين أداء وكفاءة أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية من خلال معالجة التحديات التشغيلية الناجمة عن الأعطال وتقلبات الظروف البيئية. تركز البحث على تحليل وتنفيذ خوارزميات متقدمة لتتبع نقطة الطاقة القصوى (MPPT) ، مع محاكاة أدائها في بيئة ماتلاب. أظهرت النتائج تفوق الخوارزمية مرشح كالمان (KF) والتوصيل التدريجي (INC) من حيث سرعة الاستجابة الديناميكية، ودقة التتبع، والاستقرار تحت ظروف الإشعاع ودرجة الحرارة المتغيرة بسرعة في المقابل أظهرت الخوارزمية الاضطراب والملاحظة وخوارزمية التحسين الذكي البحث عن الوقواق (CS) سرعة تقارب أبطأ، لكنها حافظت على فعاليتها في الاقتراب من نقاط الطاقة المثلى العالمية، خاصة في السيناريوهات المعقدة. تستنتج الدراسة أن الجمع بين دقة الخوارزميات الذكية وسرعة استجابة الخوارزميات التقليدية يمثل مسارا واعدا للتطوير المستقبلي. كما تؤكد على أهمية دعم البحث في الخوارزميات الهجينة لتحقيق توازن أمثل بين الأداء والكفاءة، مما يساهم في تعزيز موثوقية وإنتاجية أنظمة الطاقة الشمسية كركن أساسي في الانتقال نحو مصادر الطاقة النظيفة والمستدامة.