Συντάχθηκε 18-02-2026 11:31
Ενημερώθηκε:
18-02-2026 12:04
Τόπος: Λ - Κτίριο Επιστημών/ΗΜΜΥ, 141Π-36,141Π-37
Έναρξη: 20/02/2026 11:00
Λήξη: 20/02/2026 12:00
ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ
Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών
Πρόγραμμα Προπτυχιακών Σπουδών
ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ
Ιωάννη Προεστάκη
με θέμα
Συγκριτική Αξιολόγηση Μεθόδων Ελέγχου της Παραγωγής Ισχύος Φωτοβολταϊκών Συστημάτων
Comparative Evaluation of Power Production Control Methods of Photovoltaic Systems
Εξεταστική Επιτροπή
Καθηγητής Ευτύχιος Κουτρούλης (επιβλέπων)
Καθηγητής Κωνσταντίνος Γυφτάκης
Επίκουρος Καθηγητής Γεώργιος Πέππας
Περίληψη
Όσο η διείσδυση των φωτοβολταϊκών συστημάτων στο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας αυξάνεται τόσο περισσότερα ζητήματα ασφαλείας προκύπτουν. Για να διατηρηθούν η ποιότητα και η αξιοπιστία του δικτύου από τους διαχειριστές απαιτούνται προηγμένες τεχνικές βελτιστοποίησης πέραν των κλασικών MPPT (Maximum Power Point Tracking) τεχνικών.
Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετώνται και συγκρίνονται αλγόριθμοι FPPT (Flexible Power Point Tracking), οι οποίοι επεκτείνουν την λειτουργικότητα των MPPT, με σκοπό να ελέγχεται η ισχύς του φωτοβολταϊκού συστήματος σε προκαθορισμένα επίπεδα με βάση κανονισμούς και συνθήκες λειτουργίας του δικτύου, καθιστώντας τα φιλικά προς το ηλεκτρικό δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας και προσφέροντας επιπλέον βοηθητικές λειτουργίες προς αυτό.
Η τοπολογία που εξετάζεται είναι διπλού σταδίου-μονής φάσης (single-phase two-stage Grid Connected Photovoltaic Power Plant), η οποία αποτελείται από το στάδιο ανύψωσης τάσης (DC-DC Boost Converter) και το στάδιο του αντιστροφέα (DC-AC inverter). Στο πρώτο στάδιο εφαρμόζονται οι αλγόριθμοι FPPT, ενώ το δεύτερο εξασφαλίζει συγχρονισμό με το ηλεκτρικό δίκτυο και την τήρηση της ποιότητας της ισχύος προς αυτό.
Οι τέσσερις αλγόριθμοι FPPT, οι οποίοι δοκιμάζονται σε εναλλακτικά σενάρια λειτουργίας είναι οι εξής: ο γενικός αλγόριθμος ευέλικτης ισχύος, ο ευέλικτος αλγόριθμος δύο καταστάσεων, ο αλγόριθμος ευέλικτης ισχύος προσαρμοσμένου βήματος και τέλος ο δυαδικός αλγόριθμος ευέλικτης ισχύος.
Η αξιολόγηση γίνεται με βάση τα εξής κριτήρια: χρόνος αποκατάστασης και σφάλμα σε κατάσταση ισορροπίας υπό δυναμικές αλλαγές ακτινοβολίας/θερμοκρασίας και ικανότητα παρακολούθησης της επιβαλλόμενης ισχύς.
Τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων επιτρέπουν την κατάταξη των τεσσάρων αλγορίθμων ευέλικτης ισχύος με βάση τις επιδόσεις τους. Πιο συγκεκριμένα, τις καλύτερες αποδόσεις τις παρουσιάζουν ο προσαρμοζόμενος αλγόριθμος μαζί με τον γενικό, ακολουθούμενοι από τον αλγόριθμο δύο καταστάσεων και έπειτα τον δυαδικό αλγόριθμο ευέλικτης ισχύος. Ωστόσο, λαμβάνοντας υπόψη και την πολυπλοκότητα υλοποίησης, υπερτερεί ο γενικός αλγόριθμος.
Abstract
As the penetration of photovoltaic systems into the electrical power grid increases, a growing number of safety and stability issues arise. In order to maintain power quality and reliability, system operators are required to adopt advanced optimization techniques beyond the conventional MPPT (Maximum Power Point Tracking) methods.
In this diploma thesis, FPPT (Flexible Power Point Tracking) algorithms are studied and compared. These algorithms extend the functionality of traditional MPPT techniques by enabling control of the photovoltaic system power at predefined levels, in accordance with grid regulations and operating conditions. In this way, the photovoltaic systems become more grid-friendly while also providing additional ancillary services to the electrical grid.
The examined topology is a single-phase, two-stage grid-connected photovoltaic power plant. It consists of a voltage boost stage (DC–DC Boost Converter) and an inverter stage (DC–AC inverter). The FPPT algorithms are implemented at the first stage, while the second stage ensures synchronization with the electrical grid and compliance with power quality requirements.
The four FPPT algorithms evaluated under various operating scenarios are: the general flexible power algorithm, the two-mode flexible power algorithm, the adaptive-step flexible power algorithm, and the binary-based flexible power algorithm.
The evaluation is carried out based on the following criteria: settling time and steady-state error under dynamic irradiance and temperature changes, as well as the ability to accurately track the imposed power reference.
The simulation results allow the classification of the four flexible power tracking algorithms based on their performance. Specifically, the adaptive algorithm together with the general algorithm exhibit the best performance, followed by the two-mode algorithm and finally the binary flexible power tracking algorithm. However, also considering the implementation complexity, the general algorithm is superior.
