PVグリッド接続システムにおけるDCバス電圧制御最適化のためのマンティスシュリンプ最適化アルゴリズムによる電力品質の向上

科学分野:

• 電気工学
• 電力システム
• 再生可能エネルギー

背景:

• 太陽光発電（PV）システムは、非線形かつ断続的な挙動を示し、DCバス電圧（Vdc）の安定性に動的な摂動を引き起こします。
• シャントアクティブ電力フィルタ（SAPF）は、特に基準電圧（Vdc*）が静的な場合、変動するVdcに対処するのに苦労します。
• 変化点観測法（P&O）などの最大電力点追従（MPPT）アルゴリズムは、Vdcの変動にさらに寄与します。

研究 の 目的:

• SAPFを備えたPVシステムにおける動的なVdc*調整のためのリアルタイム最適化戦略を提案すること。
• 様々な動作条件下での高調波の低減とVdcの安定性を維持すること。
• 電力系統全体の電力品質を向上させること。

主な方法:

• リアルタイムVdc*最適化のためのMantis Shrimp Optimization Algorithm（MShOA）の実装。
• 適応電圧制御のためのリアルタイム全高調波歪み（THD）フィードバックの利用。
• Whale Optimization Algorithm（WOA）および従来のアルゴリズムとの比較分析。

主要な成果:

• PV注入前のTHDを3.59%から2.33%に低減し、注入後のTHDを4.19%に維持し、IEEE 519-92規格内に収まりました。
• MShOAは、PV注入前のTHDが2.65%、注入後のTHDが5.78%であったWOAと比較して、優れた性能を示しました。
• 提案手法は、電圧調整においてより高い精度、高速な収束性、および優れた適応性を確認しました。

結論:

• MShOAベースのリアルタイム最適化戦略は、PVシステムにおけるDCバス電圧の不安定性を効果的に解決します。
• このアプローチは、PV注入下での高調波の低減を大幅に改善し、堅牢な電圧調整を保証します。
• MShOAは、既存の方法と比較して、グリッド接続されたPVシステムの電力品質を向上させるための優れたソリューションを提供します。