太阳能光伏水泵系统双MPPT算法研究

工程科学与技术，国际期刊19（2016）1771完整文章双光伏电源供电的抽油机用开式绕组感应电动机双MPPT算法Sachin Jaina，Chinthamalla Ramulua，Sanjeevikumar Padmanabanb，Joseph Olorunfemi Ojoc，d，艾哈迈德·H埃尔塔斯a印度Telangana 506004 Warangal国家理工学院电气工程系b南非奥克兰公园约翰内斯堡大学电气和电子工程系c美国田纳西州库克维尔田纳西理工大学电气计算机工程系能源系统研究中心，邮编d南非德班夸祖鲁-纳塔尔大学Eskom高压直流输电工程卓越中心e土耳其Karabuk大学工程学院生物医学工程系阿提奇莱因福奥文章历史记录：2016年6月23日收到2016年7月14日修订2016年7月15日接受2016年7月25日在线发布保留字：解耦PWM双逆变器双MPPT开路绕组感应电机光伏（PV）水泵A B S T R A C T本文提出了一种用于太阳能光伏水泵系统的双最大功率点跟踪（MPPT）技术的单级解决方案所提出的太阳能光伏供电泵送系统使用三相开口绕组感应电动机（OEWIM）耦合到离心水泵。OEWIM通过两个经过时间测试的两级三相逆变器连接，由两个独立的太阳能光伏阵列供电。这两个PV阵列可以独立配置，并且所采用的双MPPT算法在最大功率点（MPP）或接近最大功率点（MPP）处操作两个PV源，而不管其配置如何。使用不同的阵列配置可以有助于在逆变器输出电压（OEWIM相电压）中获得更多数量的电平（大于此外，该系统的操作，使用解耦的脉宽调制（PWM）技术与V/f控制以及建议的双MPPT技术。OEWIM最佳地利用了通过双MPPT算法从两个PV源提取的最大功率这可以通过在所有操作条件下的低滑移值来支持。文中给出了系统的详细分析和仿真结果©2016 Karabuk University. Elsevier B.V.的出版服务。这是CCBY-NC-ND许可证（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。1. 介绍今天，为了满足永无止境和不断增长的电能需求，大部分研究转向利用可再生能源，如太阳能光伏（PV），风能，燃料电池，热发电机等，其中，太阳能光伏技术被认为是最可行的解决方案，以满足电能需求。无噪音运行，低维护和零污染进一步增加了太阳能光伏电源的普及，它直接将太阳能转化为电能。太阳能光伏系统可以用于电力并网模式或独立模式。在并网应用[1而在独立系统中，所产生的PV功率可以使用额外的电源（如电池、燃料电池等）来驱动独立负载[4-*通讯作者。电子邮件地址：sanjeevi_12@yahoo.co.in（S.Padmanaban）。由Karabuk大学负责进行同行审查。然而，对于独立的负载，如用于农业、工业、水力发电厂和住宅建筑的太阳能供水泵应用[7，8]光伏发电无需额外的电源。太阳能PV能量可以通过将水储存在罐[9]、水坝等中的地平面以上所需高度处而以势能的形式储存。然后，可以根据需求或要求来利用所存储的能量或水。因此，在这样的系统中，可以不需要用于存储电能的附加电源，并且它还提供了在MPP处或附近连续操作太阳能PV阵列的选项。因此，该系统有效地利用太阳能光伏发电的所有环境条件。自20世纪80年代以来，引入了用于光伏供水泵送系统的一些解决方案，其中耦合到离心泵的直流电机直接由光伏源[10直流电动机的使用可能会被否决，因为它的成本高和持续维护[14]。另一个选择可以用无刷直流（BLDC）电动机[15，16]代替直流电动机。目前，在光伏泵送系统中使用无刷直流电机可能不是一个可行的解决方案，因为它的成本高，控制电路复杂所以，使用3-U，http://dx.doi.org/10.1016/j.jestch.2016.07.0082215-0986/©2016 Karabuk University.出版社：Elsevier B.V.这是一篇基于CC BY-NC-ND许可证的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。可在ScienceDirect上获得目录列表工程科学与技术国际期刊杂志主页：www.elsevier.com/locate/jestchDC/AC低DC-总电压分布式MPPT+两电平逆变器+V/F控制DC/AC低DC 总电压分布式MPPT+两电平逆变器+V/F控制三级或以上三级小行星1772 耆那教 其他/工程 科学和 技术，国际期刊 19（2016）1771感应电动机是一种可行的、较好的光伏水泵系统解决方案文献[17-19]中已报道了在光伏供水泵送系统中使用3-U大部分的研究工作包括使用传统的感应电动机与两个或单一的功率转换级。如图1（a）所示，两级系统[20两级光伏系统中的DC-DC转换器用于提升电压，并帮助跟踪来自光伏源的最大功率。并且逆变器用于向电动泵负载提供所需的交流功率。另一种解决方案包括单级系统[23这是一个集成的解决方案，其中最大功率点跟踪（MPPT）和电机控制，都是由一个逆变器。最近，单级系统的优点以及开放式绕组感应电动机（OEWIM）[29给定的解决方案使用单个太阳能光伏阵列通过双逆变器驱动OEWIM，仅提供三电平输出，如图1（c）所示。此外，单个PV阵列的使用增加了PV阵列配置中的遮蔽问题的风险。PV阵列中的这种遮蔽风险/概率随着光伏阵列的尺寸或额定功率的增加。此外，在部分遮蔽条件下的操作使光伏系统的性能恶化。这是因为，P-V中的多个局部峰值和全局峰值电压）特性。局部峰值在p-v此外，没有用于PV阵列的双重或多重配置的选项来最小化遮蔽问题。一种解决方案可以是在两级系统的情况下在DC-DC转换器级使用双或分布式最大功率点跟踪（MPPT）[36-42]。然而，随着dc-dc转换器数量的增加，这将增加系统的成本和复杂性。因此，需要具有简单控制的单级系统，其具有双MPPT或分布式MPPT的选项。因此，很明显，需要低成本、高性能、低成本的微电子器件。曼斯单级低光伏阵列电压水泵系统与双/分布式太阳能光伏阵列的安排，以尽量减少阴影问题的影响。它还应该有三个或更多的相电压，宽带宽的PV电源工作电压的数量级，并应具有双/分布式MPPT的选项。本文介绍了一种光伏泵送系统，该系统使用OEWIM泵，由两个电隔离的光伏电源通过两个两电平逆变器供电，如图1（d）所示。具有两个两电平逆变器的OEWIM提供了三电平输出电压，与传统的两电平解决方案相比，这在转矩纹波、功率纹波等方面提高了系统性能。此外，如果使用非对称PV阵列配置，则输出电压中的电平数量可以多于三个，即，通过使用具有不同尺寸或额定功率的太阳能光伏阵列。最重要的是，双/分布式MPPT算法（在这种情况下限于双MPPT）的实现是可能的，与所提出的系统的光伏泵送应用。双PVDC/DC +低光伏阵列电压+单MPPTIM泵（一）PVIM泵（DC/AC+高直流母线电压+两电平逆变器O/p +单MPPTDC/AC+高DC总线电压+双电平逆变器O/p两电平逆变+V/f控制DC/AC+低DC总线电压+MPPT +PV两电平逆变+V/f控制三级DC/AC +低DC总线电压+ MPPT +（PV1DC/A+ow D - u电压+分布式MPPT+两电平逆变+V/f控制PV2MPPT+两电平逆变+V/f控制三级或以上DC/A+低DC- u电压+分布式（OEWIM-泵OEWIM-泵Fig. 1.（a）两级单PV源供电的离心水泵（b）单级单PV源供电的离心水泵（c）单级单PV源供电的OEWIM泵（d）具有双MPPT的所提出的单级双PV源供电的OEWIM泵驱动器（e）（d）的扩展版本的PV1DC/AC+低DC母线电压+分布式MPPT+V/f控制PVMDC/AC+低DC母线电压+分布式MPPT+V/f控制PV（m+1）DC/AC+低DC母线电压+分布式MPPT+V/f控制DC/AC+低DC母线电压+分布式MPPT+V/f控制PV（m+n）（（m+n）+1）级以上（OEWIM泵-ipv1MPPT 1pvL伊俄AktαS. Jain等人 /工程科学与技术，国际期刊19（2016）1771-17801773MPPT有助于有效跟踪来自两个PV源的最大功率。此外，建议的配置可以扩展为具有多个PV源（m+n），如图1（e）所示，采用Sonti等人[42]给出的分布式MPPT技术。这有助于在输出电压中产生然而，本手稿中提出的工作仅限于基本的两个孤立的太阳能光伏源。本文的其余部分组织如下。在第2节中，描述了所提出的系统中使用的所有主要设备的数学建模第三部分是具体操作‘给出的i相对于系统中使用的PV阵列配置的电池的串并联布置。如图2所示，两个PV阵列PV 1和PV 2分别通过PV/直流总线电容器“C pv”单独连接到逆变器1和逆变器2现在，分别在逆变器1和逆变器2的节点“n1”和“n2”处应用KCL（图（2）我们有，dvpv1和控制策略用于拟议的系统。仿真结果在第4节中给出，而第五节包括本文。ipv1¼Cpvipv2¼CpvDTi inv1dvpv2DTi inv 22. 拟议系统所提出的系统的电路示意图如图2所示。它由两组光伏阵列组成。每个光伏阵列电源是condi，通过其各自的逆变器连接到他们。这两个逆变器使用其各自的MPPT算法独立地调节PV功率。因此，两个逆变器都以MPPT或接近MPPT操作其PV源。从两个PV源提取的功率然后由OEWM泵使用。在下面的小节中描述了模拟中使用的光伏阵列、双逆变器和OEWIM泵的数学模型以及对所提出的系统的分析。2.1. 太阳能光伏阵列模型光伏电池的数学模型由光伏电池基本单元的电流PV电池的i其中，“v pv 1”和“v pv 2”分别是PV阵列PV 1和PV 2的PV/直流总线电压;“i pv 1”和“i pv 2”分别是PV阵列PV 1和PV 2产生的电流。此外，2.2. 三电平隔离双逆变器模型利用开关函数推导了电隔离双逆变器（逆变器-1和逆变器-2）的数学模型。开关函数Swj（其中逆变器1的je {a1，b1，c1}和逆变器2的j e{a 2，b2，c2}）保持值1或1，取决于相应逆变器中支路“j”的顶部或底部开关分别打开。使用直流母线电压的大小和开关函数为此，如图2所示，假设逆变器-1和逆变器-2各自的假设接地点 这简化了计算，两个逆变器输出端的极电压因此，在本发明中，我1/4i-.qvpvipvRs-11我在哪里 ’ corresponds to the PV cell current, ‘pv L. Vpv12Inverter-1Inverter-2ipv1N1ic1iinv1iinv2N2Ipv2ic2PV1Vpv12S11S13的15的25的232C光伏的21PV22C光伏SWA1ia1sa2sA1SA2SSWA2Vpv22OA1ib1sb2sa2O'V2CSWB1B1ic1sc2sb1sb2sb2Swb2PV12PVS14的16Swc1c1S12C1sC2sOEWIM-c2Swc2S22S2C光伏SVpv2离心泵26242vpv13 2ma1ma2vpv1S11MPPT2到Ipv2vpv2=三尺二寸P1471O856vpv22015 年12月21日星期五S23S25逆变器-1至逆变器-27'4'180o +α奥8'五尺六寸Inverter-1 Inverter-2图二. 拟议系统的电路原理图。可写入逆变器-1的端子“a 1”的极电压因为，光电流，va1o¼Swa 1ð4Þ1'V/f控制和去耦PWM算法P2-B@CABCDTvoR1= 2 1= 21= 2vc1sc2s23-3分钟456 7 6 76 7 67030 00小行星1774 耆那教 其他/工程 科学和 技术，国际期刊 19（2016）1771类似地，可以为两个逆变器推导出逆变器1的极电压一旦极电压-年龄是已知的，逆变器-1（VON）和逆变器-2（VON）的共模电压2va1 sa 2 s32rs0032ia1 sa 2 s32ka1 sa 2 s3vb1 sb 2 s¼40rs 054ib1 sb 2 s5p4kb1 sb 2 s 5p10 pvc1sc2s00rsic1sc2skc1sc2s1v对 ¼3ðva1oþ vb1oþ vc1oÞð5Þvo n¼1va2 o B2O vc2o其中三相定子电压可以映射到空间使用下面给出的幂不变变换：其中2vq322cosucosu-2p=3cosu2p=332va1sa 2s3现在，使用极电压和共模电压，‘64vd75¼364sinusinu-2p=3si nu2p=37564vb1 sb2s57va1a2¼Vpv1. . 2个Swa11瑞士法郎b1瑞士法郎c1瑞士法郎ð11Þ2 3- 3分钟其中-Vpv2. . 2个月wa21Swb2Swc3 Sw c 4 Sw b角度f=阵从图3中可以看出，这也表示OEWIM在相“a1sa2s”处的定子相电压类似地，OEWIM在“b1sb2 s "和”c1sc2 s“处的其他定子相电压q轴，OEWIM动态模型的电压方程可以表示为，可以分别导出。一旦已知施加到OEWIM的相电压，则可以使用下一小节中描述的电动机动态模型来计算相应的相电流导出的相电流vqs<$iqsrsxkdsdkqsdt12dk0qr可分别用于计算逆变器1和逆变器2的逆变器电流v0qri0qrr0rx-xrk0drdt13我1 1 1dkds在v1¼2Swa 11ia1sa 2s2Swb11ib1sb 2s2Swc11ic1sc 2s中，ð8ÞvDS idsrs-xkqsv0 i0r0-dk0drþð15Þi1 11drR博士Rqrdtinv2¼2Swa21-ia1sa 2s2Swb21-ib1sb 2s2Swc22019 - 10-1500：00：002.3. 异步电动机型号OEWIM可以通过避免短路其中同步速度"这里[45]第45话。这便于具有六个定子端子，即“a1s”、“a2s”、"b1s“、”b2s“、”c1s“和”c2s“，如图11所示。3.第三章。的0kqs1 0LmLls0Lm0kds10iqs1转子绕组被短路并且未改变，这由“ar”表示B C¼B0LmLls0Lm我的Ci0drð16Þ‘转子与定子位移一个角度，“d r”相对于“a1s”参考轴，如图所示。3.第三章。的施加到OEWIM定子的相电压可以表示为，k0qrk0drLm0LmL0lr00Lm0LmL0lrAB@i0qrCAbs轴其中，定子绕组电感和转子绕组漏感分别指定子。OEWIM中产生的电磁转矩3p Lmmd¼2 2Ls kqsi0dr-kdsi0qr其中控制OEWIM泵驱动的机械方程表示为：JdxrBxrmL¼md 18其中图三. OEWIM的机器模型[26]。mL¼Kwx2其中ð19ÞB2sB1sbr轴定子气隙q轴转子γδδr轴a1s轴(Ref轴）A2sC2scs轴C1scr轴d轴R@B！22S. Jain等人 /工程科学与技术，国际期刊19（2016）1771-178017753. 用于拟议系统的操作和控制策略该系统采用双MPPT算法，这是与V/f控制的解耦PWM技术相类似。由于所提出的系统使用两个隔离的PV源，因此可以使用两个独立的MPPT算法（双MPPT）分别提取这些源的最大发电功率。作为在（20）中给出。这样做是因为，两个源的PV操作电压的值不相等且不恒定。因此，该算法可以同时考虑"Vpv1“和" Vpv2”的变化，此外，当采用解耦PWM时，电动机绕组两端的合成三相电压矢量是如下给出的两个矢量“OP 1”和“O”P 2“（图2）的和建议的系统是一个单级，并使用两个独立的！！！最大功率点跟踪算法，有一个挑战，涉及同化的双重最大功率点跟踪算法以及电机控制。双MPPT算法分别为PV源PV 1和PV 2生成调制指数“m a1”和“m a2”的两个不同值调制指数的这两个值jVsrj <$ma1×Vpv1<$ma2×Vpv2<$$> jVsr1jjVsr2j <$20因此，与具有双MPPT的单级系统的操作以及电机控制相关联的挑战通过考虑合成矢量来解决。换句话说，逆变器和逆变器的共同调制频率的问题可以通过使用“V！两个PV源的MPP分别。此外，两个调制指数Sr逆变器如下所述。！mod振荡波在解耦PWM技术中，两个逆变器的参考输出电压矢量相加。这也可以帮助增加PV阵列的操作电压范围。还f模式额定电压：Vsrj×fjVsr额定值ð21Þ使用OEWIM的解耦PWM技术提供了使用具有低PV/DC总线电压的两组PV阵列的选项[46]。这降低了直流母线电容器和半导体器件的额定电压。由于该系统独立地使用两组独立的在那里，V！srrrratedrrm在线性调制区域中操作，并且对于325 V的峰值相电压，从光伏阵列配置，这有助于最大限度地减少阴影问题，lem. 这可以通过使用两个独立的MPPT来支持双I N变频器配置系统，V！公司简介 计算如下：两套光伏阵列的算法因此，所提出的系统还便于使用两组PV阵列的模块或组的不同组合。换句话说，它分布在小维SRRRRD.p3！×Vdc.p3！×564≈ 488伏ð22Þ两组PV阵列配置之间的MPPT，其中每个源单独跟踪MPP。因此，双/分布式MPPT算法确保了两个光伏阵列的最大利用率。通过使用单独的MPPT算法提取的最大功率，然后通过双逆变器提供给电机泵组在电机控制中采用了简单的V/f控制策略，加上解耦PWM技术，进一步保证了OEWM泵组的高性能。这可以归因于这样一个事实，即V/f控制保持额定通量，这有助于保持- ING电机的额定转矩能力因此，它通过相对于在PV源处产生的功率保持最佳扭矩来有效地利用PV功率下面描述了双MPPT算法以及逆变器和电机控制技术的实现细节在所提出的系统中采用了简单且鲁棒的扰动和观测（P和O）算法，以从两个PV源提取最大可能功率（参见图4）。所提出的系统由两组光伏阵列组成，每个阵列连接到一个单独的MPPT控制器，即MPPT 1和MPPT 2，如图2所示。双MPPT算法修改或决定用于隔离双逆变器的相应调制指数（该算法需要系统中采用的两个PV源的电压和电流的平均值。因此，该算法首先分别感测来自两组PV阵列PV 1和PV 2的PV电压（Vpv1）、（Vpv2）和电流（Ipv1）、（Ipv2）的平均值。然后分别计算PV阵列PV 1和PV 2的单独PV功率然后，将计算出的单独PV功率和感测到的电压与它们的先前值进行比较，以确定两个PV源的p-v曲线的斜率与相对于斜率的符号（+ve或-ve），通过小的恒定值（Dma）来修改（减小或增大）调制指数“ma 1”和“ma 2”的值各个逆变器的调制指数“m a1”和“m a2”的修改值与PV阵列的工作电压一起进一步处理，用于计算合成参考相输出电压矢量“V！斯拉其中，564 V是在所提出的PWM技术的线性调制范围内维持325 V的峰值相电压所需的总PV/DC总线电压。因此，为了实现所提出的系统的V/f控制，使用下式计算调制频率（21）和（22）。计算出的“f mod”值 位置角“a”（参见图1A和1B）逆变器-1和逆变器-2的输出电压矢量的（图2和图4中所示）基于“f mod”和采样时间周期"Ts"来计算。然后，去耦PWM使用参考电压空间矢量“|Vs r|将从电隔离的双逆变器系统合成。 这个矢量|Vs r|“a”i“被分解为两个相反的分量"|Vsr1|（图1中的OP 1）（2）和“|VSR 2|（18 0°+a）'（图2中O'P2）。 2）的情况。然后，解耦分量OP 1和然后，这些矢量被基于载波的空间矢量PWM技术[47]用于生成所需的选通脉冲，双逆变器的功率半导体器件4. 仿真结果为 了 研 究 所 提 出 的 系 统 与 双 MPPT 运 行 的 性 能 ， 使 用MATLAB/Simulink软件进行仿真。模拟是使用每个周期48个样本完成的，所施加的基波相电压与电动机绕组两端的合成三相电压矢量“Vsr”的大小无关表1给出了光伏系统和OEWIM电机模拟中考虑的规格。为了验证双MPPT算法的性能，考虑两个PV阵列（PV 1和PV 2）的非对称配置，如表1所示。此外，为了研究系统的动态行为，考虑了四种不同的环境条件。图5（a）和（b）分别示出了两个PV阵列操作时的日照和温度。此外，从图5的子图（c）和（d）可以观察到，PV电流的值随着其电压的相应降低而这开始读取Vpv1、MPPT1阅读V ，MPPT2PV2PV2是是没如果ΔPpv 1/ΔVpv没如果ΔPpv 2/ΔVpv减少ma1通过davidama1增加ma1阿萨姆河减少ma2通过davidama2增加ma2阿萨姆河从MPPT算法读取ma1、ma2、Vpv1和Vpv2去耦PWMV/f控制计算Tgj1 = Tj1s + Toffset 1，其中j=a，b，c计算Tgj2 = Tj2s + Toffset2，其中j=a，b，c为变频器-1为变频器-2确定Tmax2、Tmin2，从而计算Teff2、Tzero2和Toffset2[47]确定T max1、T min1，从而计算T eff1、T zero1和T offset1 [47]使用SVPWM 算法Calculate Tj2s使用SVPWM算法计算Tj1s计算vα2s，vβ2s并转换回a，b，c量计算vα1s、vβ1s并转换回a、b、c量计算|V sr2| 180 0 +α计算|V sr1| ∟α计算调制频率fmod采样时间周期Ts计算参考电压空间矢量，|VSr|=V pv1 ×m a1 +V pv2 ×m a2计算ΔP pv 2= P pv 2- P pv 2，prev和ΔV pv 2 = V pv 2- V pv2，prev。更新Ppv2，prev，Vpv2，prev计算Ppv2并进位Vpv2计算Ppv1并进位Vpv1初始化ma1，Vpv1，prev，Ppv1，prev初始化ma2，Vpv2，prev，Ppv2，prev小行星1776 耆那教 其他/工程 科学和 技术，国际期刊 19（2016）1771计算ΔPpv 1 = Ppv 1= V pv1- V pv1，prev.更新P pv1，prev，V pv1，prev见图4。 所提出的系统中使用的双MPPT和解耦PWM算法的流程图。表1太阳能光伏系统和OEWIM参数和降低各自产生的PV功率。降低PV值[44]第44话PV2阵列11×2转子绕组电阻，rr1.395X几乎证实了光伏阵列的特性。另一个观察结果是，通过改变日照（G）和温度（T），两个PV阵列的PV变量（如电流和电压）存在相应的变化。此外，从图5所示的仿真结果可以观察到，调制指数功率，则较低的是MPP处的相应调制指数“m ah”的值因此，PV功率的增加或减少导致相应调制指数“mah”的值的相应增加或减少这证明调制指数这可以从图1的子图（e）和（f）中的模拟结果中观察到。五、图5中的另一个有用的观察结果是，对于日照和温度的每一步增加，PV阵列的工作电压都通过最佳（MPP）电压。此外，调制指数（“ma1”和“m a2”）的小振荡这也可以通过瞬态跟踪期间的峰值功率与PV功率Voc21.0 V额定电压（400V，4 kWISC3.74 A额定转速，Nr1430转/分VMPP17.1伏定子绕组电阻，rs1.405XIMPP3.5一漏抗，xls = xlr1.8344XPMPP59.9瓦供电频率，f50 HzPV1阵列22× 2极数，P4伏S. Jain等人 /工程科学与技术，国际期刊19（2016）1771-1780177710.506040208404002000300020001000010.5050005 101520 25 30 35 40时间（秒）图五、所提出的系统的仿真结果显示了PV源侧的波形子图（e） 五、低纹波含量的光伏功率和匹配的峰值光伏功率在瞬态和稳态的两个阵列证实了双MPPT算法的有效性此外，可以注意到，PV电压波形在日照和温度的阶跃增加或减少期间显示其值的突然上升或下降这可归因于在瞬态条件期间PV电容器“C PV”的充电和放电图的最后一个子图图5示出了调制频率“fmod”的幅度的波形。在调制频率“fmod”的幅度中可以观察到振荡的影响以及调制指数（“m a1”和“ma2”）的值的增加或减少此外，调制指数（“m a1”和“m a2”）的值的变化之间的时间间隔这可以归因于MPPT与V/f控制的同步。图图6示出了电动机侧参数的仿真结果，四种不同的环境条件，如图5的子图（a）和（b）所示。在图6的子图（a）中可以观察到电动机相电压的峰值的变化。这主要是由于所得PV阵列电压的相应变化如子图（b）所示，每个单独PV源的电压及其相应的调制指数分别定义了逆变器1和逆变器2的参考电压矢量（b）中的另一个曲线是每个逆变器的输出参考电压矢量的幅度定义了逆变器的功率贡献。PV源。因此，逆变器参考电压矢量的值的增加或减少将导致相应PV功率的相应这可以用图1的子图（e）来验证。 5和（b）的图。 六、此外，一个有趣的观察是，“f mod”的性质（图1的子图（g））。 5）和“V sr”（图的子图（b））。 6）波形相同。这也可以归因于V/f控制策略的工作。OEWIM耦合到离心水泵负载，其中产生的转矩和输出功率分别与电机速度的平方和立方成正比。因此，电机速度的任何变化都将直接影响电机扭矩和输出功率。如果系统运行有效，则更改为PV功率应反映在电动泵的速度上。这可以从图5的子图（e）和图5的子图（e(d)、图6的（e）和（f）。这也可以从电动机相电流的峰值观察到。电动机相电流的值相对于转矩要求增加或减少。因此，转矩值的增加或减小导致相电流的相应增加或减小。测量系统性能的另一种方式是相对于滑差值和滑差功率。滑差和滑差功率的值随着所产生的扭矩或所产生的PV功率的值的相应增大或减小而增大或减小。这可以归因于滑移值主要由产生的扭矩控制的事实。产生的转矩值的增加将导致转差率值的相应增加，从而导致转差率功率的相应增加。这PV1日照，PV2日照，（Current，i（A）V Current，iV（A）（PV 1 voltage，VPV 1PV 2 voltage，VPV 2（匹配光伏电源PV 1功率，ppv1PV 2功率，ppv2（ma1ma2MPP附近的振荡（PV1温度，PV2温度，（fmod（Hz）（瓦太阳AmpCQHz效率（%）（瓦小行星1778 耆那教 其他/工程 科学和 技术，国际期刊 19（2016）17715000-5005003000200-20402001500100050004000200000.050200100010050005 10 15 20 25 30 35 40时间（秒）见图6。 所提出的系统的仿真结果显示在电机泵侧的波形。也可以在表2中观察到，表2总结了在四种不同环境条件下获得的模拟结果。额定PV功率附近的最大滑差值为4.00%，如表2所示。从子图（g）中可以观察到滑动值较低（低于5%）图6中的图证实了具有低滑差功率损耗的电机的高性能。图6的最后一个子图示出了电机功率相对于输入PV功率的效率曲线。在稳定状态下，对于各种环境条件，电动机的效率接近90%，如从表2中可以观察到的。图图7示出了来自图1的子图（a）和（c）的电动机相电压和电流波形的扩展视图。 6个，表2拟议系统的模拟结果总结G1（太阳）/T1（°C）G2（太阳）/T2（°C）PV功率（W）g（%）转速（rpm）扭矩（N-m）滑动（%）转差功率（W）0.3/300.2/25101887.85863.0009.902.6123.350.6/400.5/35217690.161121.7516.703.4166.880.8/450.7/40294190.291241.0020.433.79100.601.0/500.9/40368690.261338.4023.744.00134.40很好在电动机相电压的波形中可以容易地观察到三电平以上的操作。与三电平工作相比，这有助于降低电流纹波，并改善电流波形的THD相电流纹波的减小有助于减少转矩和功率纹波，这反过来又提高了电机性能。在较低的日照下，电流波形中的纹波含量的高幅度可以归因于相电压的快速傅里叶变换（FFT）图中的高频谐波的较大幅度这可以从图1中的电机相电流和电压的FFT图中观察到。7.第一次会议。还可以观察到，相电压的THD随着调制频率“f mod”或输出功率的值的增加而因此，纹波含量的大小和电流波形中的THD值随着调制频率“fmod”或输出功率的增加而减小5. 结论本文提出了两个独立的光伏电源供电的OEWIM水泵负载所提出的系统是使用双MPPT算法，从两个源的最大功率分别提取这提高了电机相电流，ia1sa2s（A）（扭矩，md（N-（转速，Nr（机械功率输出，Pmech（W）（转差功率（VSR（V）V（V）V（Slip（rpm%N-m瓦伏Amps伏电机相电压age，va1sa2s（五）（一幅值（基波的百分比）幅值（基波的百分比）S. Jain等人 /工程科学与技术，国际期刊19（2016）1771-178017794002000-200-4001008060402001050-5-10100806040200Va1a2（V）6.32 6.34 6.36 6.38 6.4 6.42 6.44 6.46 6.48 6.5时间（秒）THD= 28.45%电压谐波谱0 500 100015002000250030003500400045005000频率（Hz）ia1a2（A）6.32 6.34 6.36 6.38 6.4 6.42 6.44 6.46 6.48 6.5时间（秒）THD= 4.19%电流谐波谱0 500 100015002000250030003500400045005000频率（Hz）（一）（b）第（1）款图7.第一次会议。电动机相电压（va1a 2）和电流（ia1a 2）及其在稳态（a）低日照和（b）高日照条件下的FFT图。光伏水泵系统的性能，因为，最大的功率可以有效地从两个光伏源提取此外，采用V/f控制的滑差低值运行证明了电动机的高效运行在表2中可以观察到针对不同日照和温度值的系统的高性能。所提出的系统的另一个优点是，相电压（V）相电流（A）南纬1780号 耆那教 其他/工程 科学和 技术，国际期刊 19（2016）1771对于OEWIM的两个PV源，不对称配置的相电压中的三个电平的直流母线电压比为2：1。这减少了电动机转矩脉动内容。因此，它提高了系统的性能。因此，提出了一种高效利用光伏电源和电机的高性能水泵解决方案。给定的解决方案也可以扩展为多个光伏源，如图所示。1（e）.引用[1] Kamel Barra，Djamel Rahem，光伏并网系统的预测直接功率控制：基于多电平变流器的方法，能量转换器。管理。78（2014）825-834。[2] Kamal Himour，Kaci Ghedamsi，El Madjid Berkouk，采用五电平二极管箝位逆变器的并网光伏存储系统的监控，能量转换。管理。77（2014）98-107。[3] 陈志华，最大功率点追踪控制器之三相三电平并网逆变器，能源转换。管理。69（2013）17-26。[4] S. Lalouni，D. Rekioua，T. 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