Diseño y simulación de un controlador MPPT basado en PID adaptativo por ganancias programadas para el seguimiento del punto de máxima potencia en una central fotovoltaica que tiene como carga una batería

Abstract

Uno de los problemas más importantes dentro de los sistemas fotovoltaicos (FV) es el seguimiento del máximo punto de potencia en un módulo FV, el objetivo de este trabajo es desarrollar la simulación de un controlador MPPT con PID adaptativo para mejorar el desempeño en comparación con controladores convencionales como el MPPT P&O (perturbar y observar) y el controlador MPPT Incremental Conductance. Luego de la validación del modelo de módulo FV, se utiliza el modelo FV proporcionado por la librería de simulink, además, el sistema FV también consta de un conversor DC/DC reductor para alimentar una batería de 24V. La sintonización de PIDs se realiza para irradiancias en el rango de 0 a 1000[W/m2] en pasos de 100[W/m2] mientras que los controladores MPPT P&O y el controlador MPPT Incremental Conductance se implementan con sus respectivos algoritmos. El sistema FV ha sido sometido a referencias de irradiancia tipo rampa y tipo escalón, ante una referencia tipo rampa los controladores siguen la referencia sin dificultades, sin embargo, ante todas las referencias tipo escalón el controlador con mejor desempeño resulta ser el MPPT con PID adaptativo, seguido por el MPPT Incremental Conductance, el controlador MPPT P&O presenta el peor desempeño. Finalmente, los resultados son presentados en una interfaz gráfica en tiempo real con la posibilidad de modificar el nivel de irradiancia, así mismo se visualizan los índices de desempeño en gráficos de barras para una rápida interpretación de resultados.