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Estimation and monitoring of grid connected PV system generation

S. Bouchakour 1, A. Tahour 2, K. Abdeladim 1, H. Sayah 3 and A. Hadj Arab 1

1 Centre de Développement des Energies Renouvelables, CDER, B.P. 62, Route de l’Observatoire, Bouzaréah, 16340, Algiers, Algeria.
2 University of Mascara, 29000, Algeria.
3 Electrical Department, Djillali Liabes University, Sidi Bel Abbes, 22000, Algeria.

Abstract

This paper presents a new method to identify the operating performance parameters of a photovoltaic (PV) generator and a grid connected inverter. This method has been applied to the behavior modeling and simulation of the grid connected PV system at the Centre de Developpement des Energies Renouvelables (CDER) in Algeria. The PV module (PVM) parameters has been identified in static with outdoor measurements of I-V curves in order to model the PV array generation. Using the Linear Reoriented Coordinates Method (LRCM), the prediction of maximum power point (MPP) of the PV array has been performed without using complicate approximations or Taylor series. In order to estimate the ac output power, a PV inverter performance model based on empirical relationship was used. However, an accurate identification of the inverter performance parameters is performed using an optimization algorithm, named Levenberg-Marquardt (LM) algorithm, and a moutput current and voltage. The simulation results were achieved through MATLAB/Simulink environment, for the setting and the testing of the models. The results show a good agreement between the measured and estimated results based on the identified parameters. The integration of the proposed method and the presented model present a simple way to estimate the expected system performance with a high degree of accuracy. This solution allows a development of automatic supervision, energy generation prediction and fault detection procedure.

Résumé

Le présent article présente une nouvelle méthode d’identification des paramètres de performances opérationnelles d’un générateur photovoltaique (PV) et d’un onduleur connecté au réseau. Cette méthode a été appliquée à la modélisation et la simulation du comportement du système PV connecté au réseau du Centre de développement des énergies renouvelables (CDER) en Algérie. Les paramètres des modules PV (MPV) ont été identifiés en mode statique avec mesures en extérieur des courbes I-V dans le but de modéliser la génération des surfaces PV. En utilisant la méthode des coordonnées linéaires réorientées (Linear reoriented coordinates method LRCM), la prédiction du point de puissance maximale (maximum power point MPP) des panneaux PV a été effectuée sans avoir recours à des approximation complexes ou des séries de Taylor. Dans le but d’estimer la puissance AC de sortie, un modèle de performance d’un onduleur PV basé sur des relations empirique a été utilisé. Les paramètres de performances de l’onduleur ont toutefois été déterminés avec une plus grande précision en utilisant l’algorithme d’optimisation de Levenberg-Maquardt (LM). Les résultats des simulations des modèles ont été obtenues en utilisant l’environnement Matlab/Simulink. Les résultats mesurés sont en accord avec ceux qui ont été estimés à partir des paramètres identifiés. L’intégration de la méthode et du modèle proposés présente une manière simple d’estimer les performances d’un système avec une précision élevée. Cette solution permettrait le développement de mesures de supervision automatisées, de procédures de prédiction de l’énergie qui sera générée et de la détection de pannes.

Keywords

Photovoltaic systems - Parameter identification - Modelling - Simulation.

Estimation and monitoring of grid connected PV system generation
Texte intégral

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