آئی ایم سے چلنے والے سولر فوٹوولٹک فیڈ پمپ سسٹم کے لیے بہتر کنٹرول کا ڈیزائن اور پروسیسر ان دی لوپ کا نفاذ

حالیہ برسوں میں، فوٹو وولٹک واٹر پمپنگ سسٹمز (PVWPS) کی کارکردگی میں بہتری نے محققین میں بہت دلچسپی پیدا کی ہے، کیونکہ ان کا آپریشن صاف برقی توانائی کی پیداوار پر مبنی ہے۔ ایسی ایپلی کیشنز جو انڈکشن موٹرز (IM) پر لاگو نقصان کو کم سے کم کرنے کی تکنیکوں کو شامل کرتی ہیں۔ مجوزہ کنٹرول IM نقصانات کو کم سے کم کرکے زیادہ سے زیادہ بہاؤ کی شدت کا انتخاب کرتا ہے۔ سنک کرنٹ کو کم کرنا؛لہذا، موٹر کے نقصانات کو کم کیا جاتا ہے اور کارکردگی بہتر ہوتی ہے۔ مجوزہ کنٹرول حکمت عملی کا موازنہ نقصان کو کم کیے بغیر طریقوں سے کیا جاتا ہے۔ موازنہ کے نتائج مجوزہ طریقہ کار کی تاثیر کو واضح کرتے ہیں، جو کہ برقی رفتار، جذب شدہ کرنٹ، بہاؤ میں نقصانات کو کم کرنے پر مبنی ہے۔ پانی، اور ترقی پذیر بہاؤ۔ پروسیسر-ان-دی-لوپ (PIL) ٹیسٹ مجوزہ طریقہ کے تجرباتی ٹیسٹ کے طور پر کیا جاتا ہے۔ اس میں STM32F4 دریافت بورڈ پر تیار کردہ C کوڈ کا نفاذ شامل ہے۔ ایمبیڈڈ سے حاصل کردہ نتائج بورڈ عددی نقلی نتائج سے ملتے جلتے ہیں۔
قابل تجدید توانائی، خاص طور پرشمسیفوٹو وولٹک ٹیکنالوجی، پانی کے پمپنگ سسٹم میں جیواشم ایندھن کا صاف ستھرا متبادل ہو سکتی ہے 1,2۔ فوٹو وولٹک پمپنگ سسٹم نے دور دراز علاقوں میں بجلی کے بغیر کافی توجہ حاصل کی ہے۔
PV پمپنگ ایپلی کیشنز میں مختلف انجن استعمال کیے جاتے ہیں۔ PVWPS کا بنیادی مرحلہ DC موٹرز پر مبنی ہے۔ یہ موٹریں کنٹرول کرنے اور لاگو کرنے میں آسان ہیں، لیکن تشریحی اور برش کی موجودگی کی وجہ سے ان کو باقاعدہ دیکھ بھال کی ضرورت ہوتی ہے5۔ اس کمی کو دور کرنے کے لیے، برش کے بغیر۔ مستقل مقناطیس موٹرز متعارف کرائی گئیں، جن کی خصوصیات برش کے بغیر، اعلی کارکردگی اور قابل اعتماد ہیں6۔ دیگر موٹروں کے مقابلے میں، IM پر مبنی PVWPS کی کارکردگی بہتر ہے کیونکہ یہ موٹر قابل اعتماد، کم لاگت، دیکھ بھال سے پاک، اور کنٹرول کی حکمت عملیوں کے لیے مزید امکانات فراہم کرتی ہے۔ بالواسطہ فیلڈ اورینٹڈ کنٹرول (IFOC) تکنیک اور ڈائریکٹ ٹارک کنٹرول (DTC) کے طریقے عام طور پر استعمال ہوتے ہیں۔
IFOC کو Blaschke اور Hasse نے تیار کیا تھا اور یہ IM کی رفتار کو 9,10 وسیع رینج میں تبدیل کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ سٹیٹر کرنٹ کو دو حصوں میں تقسیم کیا گیا ہے، ایک مقناطیسی بہاؤ پیدا کرتا ہے اور دوسرا dq کوآرڈینیٹ سسٹم میں تبدیل ہو کر ٹارک پیدا کرتا ہے۔ مستحکم حالت اور متحرک حالات میں بہاؤ اور ٹارک کا آزادانہ کنٹرول۔ Axis (d) روٹر فلوکس اسپیس ویکٹر کے ساتھ منسلک ہوتا ہے، جس میں روٹر فلوکس اسپیس ویکٹر کا q-axis جزو ہمیشہ صفر رہتا ہے۔FOC ایک اچھا اور تیز ردعمل فراہم کرتا ہے11 تاہم، یہ طریقہ پیچیدہ ہے اور پیرامیٹر کی مختلف حالتوں سے مشروط ہے13۔ ان خامیوں پر قابو پانے کے لیے، تاکاشی اور نوگوچی14 نے DTC متعارف کرایا، جس کی اعلیٰ متحرک کارکردگی ہے اور یہ پیرامیٹر کی تبدیلیوں کے لیے مضبوط اور کم حساس ہے۔ DTC میں، برقی مقناطیسی ٹارک اور سٹیٹر فلوکس متعلقہ تخمینوں سے سٹیٹر فلوکس اور ٹارک کو گھٹا کر کنٹرول کیا جاتا ہے۔ نتیجہ کو کنٹرول کرنے کے لیے مناسب وولٹیج ویکٹر پیدا کرنے کے لیے ایک ہسٹریسس کمپیریٹر میں کھلایا جاتا ہے۔اسٹیٹر فلوکس اور ٹارک دونوں۔

اس کنٹرول اسٹریٹجی کی بنیادی تکلیف اسٹیٹر فلوکس اور الیکٹرو میگنیٹک ٹارک ریگولیشن15,42 کے لیے ہسٹریسس ریگولیٹرز کے استعمال کی وجہ سے بڑے ٹارک اور فلوکس کے اتار چڑھاؤ ہیں۔ ریپل کو کم کرنے کے لیے ملٹی لیول کنورٹرز کا استعمال کیا جاتا ہے، لیکن پاور سوئچز کی تعداد سے کارکردگی کم ہو جاتی ہے۔ کئی مصنفین نے اسپیس ویکٹر ماڈیولیشن (SWM)17، سلائیڈنگ موڈ کنٹرول (SMC)18 کا استعمال کیا ہے، جو کہ طاقتور تکنیک ہیں لیکن ناپسندیدہ گھمبیر اثرات سے دوچار ہیں۔ نیٹ ورکس، ایک کنٹرول حکمت عملی جس کو نافذ کرنے کے لیے تیز رفتار پروسیسرز کی ضرورت ہوتی ہے20، اور (2) جینیاتی الگورتھم21۔
فزی کنٹرول مضبوط ہے، نان لائنر کنٹرول کی حکمت عملیوں کے لیے موزوں ہے، اور اس کے لیے درست ماڈل کے علم کی ضرورت نہیں ہے۔ اس میں ہسٹریٹک کنٹرولرز کی بجائے فزی لاجک بلاکس کا استعمال اور بہاؤ اور ٹارک کی لہر کو کم کرنے کے لیے سلیکشن ٹیبلز کو سوئچ کرنا شامل ہے۔ FLC پر مبنی DTCs بہتر کارکردگی فراہم کرتے ہیں22، لیکن انجن کی کارکردگی کو بڑھانے کے لیے کافی نہیں، اس لیے کنٹرول لوپ آپٹیمائزیشن تکنیک کی ضرورت ہے۔
زیادہ تر پچھلے مطالعات میں، مصنفین نے حوالہ بہاؤ کے طور پر مستقل بہاؤ کا انتخاب کیا، لیکن حوالہ کا یہ انتخاب بہترین عمل کی نمائندگی نہیں کرتا ہے۔
اعلی کارکردگی، اعلی کارکردگی والی موٹر ڈرائیوز کو تیز رفتار اور درست رفتار کے ردعمل کی ضرورت ہوتی ہے۔ دوسری طرف، کچھ آپریشنز کے لیے، کنٹرول زیادہ سے زیادہ نہیں ہو سکتا، اس لیے ڈرائیو سسٹم کی کارکردگی کو بہتر نہیں بنایا جا سکتا۔ اس کے استعمال سے بہتر کارکردگی حاصل کی جا سکتی ہے۔ نظام کے آپریشن کے دوران ایک متغیر بہاؤ کا حوالہ۔
بہت سے مصنفین نے ایک سرچ کنٹرولر (SC) تجویز کیا ہے جو انجن کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے مختلف بوجھ کے حالات (جیسے in27) میں ہونے والے نقصانات کو کم کرتا ہے۔ حوالہ۔ تاہم، یہ طریقہ ایئر گیپ فلوکس میں موجود دوغلوں کی وجہ سے ٹارک کی لہر کو متعارف کراتا ہے، اور اس طریقہ کار پر عمل درآمد میں وقت لگتا ہے اور کمپیوٹیشنل طور پر وسائل کی ضرورت ہے۔ مقامی منیما میں پھنس جانا، جس کے نتیجے میں کنٹرول پیرامیٹرز کا انتخاب خراب ہو جاتا ہے۔
اس مقالے میں، FDTC سے متعلق ایک تکنیک موٹر کے نقصانات کو کم کر کے زیادہ سے زیادہ مقناطیسی بہاؤ کو منتخب کرنے کے لیے تجویز کی گئی ہے۔ یہ مجموعہ ہر آپریٹنگ پوائنٹ پر زیادہ سے زیادہ بہاؤ کی سطح کو استعمال کرنے کی صلاحیت کو یقینی بناتا ہے، اس طرح مجوزہ فوٹو وولٹک واٹر پمپنگ سسٹم کی کارکردگی میں اضافہ ہوتا ہے۔ لہذا، یہ فوٹوولٹک پانی پمپنگ ایپلی کیشنز کے لئے بہت آسان لگتا ہے.
مزید برآں، STM32F4 بورڈ کو تجرباتی توثیق کے طور پر استعمال کرتے ہوئے مجوزہ طریقہ کا پروسیسر-ان-دی-لوپ ٹیسٹ کیا جاتا ہے۔ اس کور کے اہم فوائد عمل درآمد کی سادگی، کم لاگت اور پیچیدہ پروگرام تیار کرنے کی ضرورت نہیں ہیں۔ ، FT232RL USB-UART کنورژن بورڈ STM32F4 کے ساتھ منسلک ہے، جو کمپیوٹر پر ورچوئل سیریل پورٹ (COM پورٹ) قائم کرنے کے لیے ایک بیرونی کمیونیکیشن انٹرفیس کی ضمانت دیتا ہے۔

مجوزہ تکنیک کا استعمال کرتے ہوئے PVWPS کی کارکردگی کا موازنہ مختلف آپریٹنگ حالات میں نقصان کو کم کیے بغیر PV سسٹمز سے کیا جاتا ہے۔ حاصل کردہ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ مجوزہ فوٹوولٹک واٹر پمپ سسٹم اسٹیٹر کرنٹ اور کاپر کے نقصانات کو کم کرنے، بہاؤ کو بہتر بنانے اور پانی کو پمپ کرنے میں بہتر ہے۔
باقی کاغذ کی تشکیل اس طرح کی گئی ہے: مجوزہ نظام کی ماڈلنگ "فوٹو وولٹک سسٹمز کی ماڈلنگ" کے سیکشن میں دی گئی ہے۔ "مطالعہ شدہ نظام کی کنٹرول حکمت عملی" کے سیکشن میں، FDTC، مجوزہ کنٹرول حکمت عملی اور MPPT تکنیک ہیں۔ تفصیل سے بیان کیا گیا ہے۔ نتائج کو "سمولیشن کے نتائج" سیکشن میں زیر بحث لایا گیا ہے۔ "STM32F4 دریافت بورڈ کے ساتھ PIL ٹیسٹنگ" سیکشن میں، پروسیسر-ان-دی-لوپ ٹیسٹنگ کو بیان کیا گیا ہے۔ اس مقالے کے نتائج " نتیجہ" سیکشن۔
شکل 1 اسٹینڈ اکیلے پی وی واٹر پمپنگ سسٹم کے لیے مجوزہ نظام کی ترتیب کو ظاہر کرتا ہے۔ یہ نظام ایک IM پر مبنی سینٹری فیوگل پمپ، ایک فوٹو وولٹک سرنی، دو پاور کنورٹرز [بوسٹ کنورٹر اور وولٹیج سورس انورٹر (VSI)] پر مشتمل ہے۔ اس حصے میں ، مطالعہ شدہ فوٹوولٹک واٹر پمپنگ سسٹم کی ماڈلنگ پیش کی گئی ہے۔
یہ کاغذ سنگل ڈائیوڈ ماڈل کو اپناتا ہے۔شمسیفوٹوولٹک سیلز۔ PV سیل کی خصوصیات کو 31، 32 اور 33 سے ظاہر کیا جاتا ہے۔
موافقت کو انجام دینے کے لیے، ایک بوسٹ کنورٹر استعمال کیا جاتا ہے۔ DC-DC کنورٹر کے ان پٹ اور آؤٹ پٹ وولٹیج کے درمیان تعلق کو ذیل میں مساوات 34 کے ذریعے دیا گیا ہے:
IM کے ریاضیاتی ماڈل کو حوالہ فریم (α,β) میں درج ذیل مساوات 5,40 کے ذریعے بیان کیا جا سکتا ہے:
جہاں \(l_{s }\)،\(l_{r}\): اسٹیٹر اور روٹر انڈکٹنس، M: باہمی انڈکٹنس، \(R_{s }\)، \(I_{s }\): اسٹیٹر مزاحمت اور اسٹیٹر کرنٹ، \(R_{r}\), \(I_{r }\): روٹر ریزسٹنس اور روٹر کرنٹ، \(\phi_{s}\), \(V_{s}\): اسٹیٹر فلوکس اور اسٹیٹر وولٹیج، \(\phi_{r}\), \(V_{r}\): روٹر فلوکس اور روٹر وولٹیج۔
IM رفتار کے مربع کے متناسب سینٹرفیوگل پمپ لوڈ ٹارک کا تعین اس طرح کیا جا سکتا ہے:
مجوزہ واٹر پمپ سسٹم کے کنٹرول کو تین الگ الگ ذیلی حصوں میں تقسیم کیا گیا ہے۔ پہلا حصہ MPPT ٹیکنالوجی سے متعلق ہے۔ دوسرا حصہ فزی لاجک کنٹرولر کے براہ راست ٹارک کنٹرول پر مبنی IM کو چلانے سے متعلق ہے۔ مزید برآں، سیکشن III ایک تکنیک کی وضاحت کرتا ہے جس سے متعلقہ FLC پر مبنی DTC جو حوالہ کے بہاؤ کے تعین کی اجازت دیتا ہے۔
اس کام میں، زیادہ سے زیادہ پاور پوائنٹ کو ٹریک کرنے کے لیے ایک متغیر قدم P&O تکنیک کا استعمال کیا جاتا ہے۔ اس کی خصوصیت تیز رفتار ٹریکنگ اور کم دوغلی ہے (شکل 2)37,38,39۔
DTC کا بنیادی خیال مشین کے بہاؤ اور ٹارک کو براہ راست کنٹرول کرنا ہے، لیکن برقی مقناطیسی ٹارک اور سٹیٹر فلوکس ریگولیشن کے لیے ہسٹیریزس ریگولیٹرز کے استعمال کے نتیجے میں ہائی ٹارک اور فلوکس لہر پیدا ہوتی ہے۔ اس لیے، ایک دھندلا پن کی تکنیک متعارف کرائی گئی ہے ڈی ٹی سی طریقہ (تصویر 7)، اور ایف ایل سی کافی انورٹر ویکٹر سٹیٹس تیار کر سکتا ہے۔
اس مرحلے میں، ان پٹ کو ممبرشپ فنکشنز (MF) اور لسانی اصطلاحات کے ذریعے فزی متغیرات میں تبدیل کیا جاتا ہے۔
پہلے ان پٹ (εφ) کے لیے رکنیت کے تین افعال منفی (N)، مثبت (P)، اور صفر (Z) ہیں، جیسا کہ شکل 3 میں دکھایا گیا ہے۔
دوسرے ان پٹ (\(\varepsilon\)Tem) کے لیے رکنیت کے پانچ فنکشنز ہیں Negative Large (NL) Negative Small (NS) Zero (Z) Positive Small (PS) اور Positive Large (PL)، جیسا کہ شکل 4 میں دکھایا گیا ہے۔
اسٹیٹر فلوکس ٹریجیکٹری 12 شعبوں پر مشتمل ہے، جس میں فزی سیٹ کی نمائندگی ایک آئوسیلس تکونی ممبرشپ فنکشن کے ذریعے کی جاتی ہے، جیسا کہ شکل 5 میں دکھایا گیا ہے۔
جدول 1 گروپس 180 مبہم قواعد جو ان پٹ ممبرشپ فنکشنز کو مناسب سوئچ سٹیٹس کو منتخب کرنے کے لیے استعمال کرتے ہیں۔
تخمینہ کا طریقہ مامدانی کی تکنیک کا استعمال کرتے ہوئے انجام دیا جاتا ہے۔ i-th اصول کا وزن کا عنصر (\(\alpha_{i}\)) اس کے ذریعہ دیا گیا ہے:
جہاں\(\mu Ai\left( {e\varphi } \right)\),\(\mu Bi\left( {eT} \right),\) \(\mu Ci\left(\theta \right) \) : میگنیٹک فلوکس، ٹارک اور سٹیٹر فلوکس اینگل ایرر کی ممبرشپ ویلیو۔
شکل 6 Eq.(20) کے تجویز کردہ زیادہ سے زیادہ طریقہ کا استعمال کرتے ہوئے مبہم اقدار سے حاصل کی گئی تیز اقدار کی وضاحت کرتا ہے۔
موٹر کی کارکردگی کو بڑھا کر، بہاؤ کی شرح کو بڑھایا جا سکتا ہے، جس کے نتیجے میں روزانہ پانی کی پمپنگ میں اضافہ ہوتا ہے (شکل 7)۔ درج ذیل تکنیک کا مقصد نقصان کو کم کرنے پر مبنی حکمت عملی کو براہ راست ٹارک کنٹرول کے طریقے سے جوڑنا ہے۔
یہ بات اچھی طرح سے معلوم ہے کہ مقناطیسی بہاؤ کی قدر موٹر کی کارکردگی کے لیے اہم ہے۔ ہائی فلوکس کی قدریں لوہے کے نقصانات کے ساتھ ساتھ سرکٹ کی مقناطیسی سنترپتی کا باعث بنتی ہیں۔
لہذا، IM میں نقصانات میں کمی کا براہ راست تعلق بہاؤ کی سطح کے انتخاب سے ہے۔
مجوزہ طریقہ جول نقصانات کی ماڈلنگ پر مبنی ہے جو مشین میں سٹیٹر وائنڈنگز کے ذریعے بہنے والے کرنٹ سے منسلک ہے۔ اس میں روٹر فلوکس کی قدر کو ایک بہترین قدر میں ایڈجسٹ کرنا ہوتا ہے، اس طرح کارکردگی کو بڑھانے کے لیے موٹر کے نقصانات کو کم کیا جاتا ہے۔ مندرجہ ذیل کے طور پر اظہار کیا جا سکتا ہے (بنیادی نقصانات کو نظر انداز کرتے ہوئے):
الیکٹرومیگنیٹک ٹارک\(C_{em}\) اور روٹر فلوکس\(\phi_{r}\) کا حساب dq کوآرڈینیٹ سسٹم میں اس طرح کیا جاتا ہے:
برقی مقناطیسی ٹارک\(C_{em}\) اور روٹر فلوکس\(\phi_{r}\) کو حوالہ (d,q) میں اس طرح شمار کیا جاتا ہے:
مساوات کو حل کر کے۔
مجوزہ تکنیک کی مضبوطی اور کارکردگی کا جائزہ لینے کے لیے MATLAB/Simulink سافٹ ویئر کا استعمال کرتے ہوئے مختلف سمولیشنز کیے گئے۔ تفتیش شدہ نظام آٹھ 230 W CSUN 235-60P پینلز (ٹیبل 2) پر مشتمل ہے جو سیریز میں جڑے ہوئے ہیں۔ سینٹری فیوگل پمپ IM کے ذریعے چلایا جاتا ہے، اور اس کے خصوصیت کے پیرامیٹرز ٹیبل 3 میں دکھائے گئے ہیں۔ PV پمپنگ سسٹم کے اجزاء ٹیبل 4 میں دکھائے گئے ہیں۔
اس سیکشن میں، ایک مسلسل بہاؤ کے حوالے سے FDTC استعمال کرنے والے فوٹو وولٹک واٹر پمپنگ سسٹم کا موازنہ ایک ہی آپریٹنگ حالات میں بہترین بہاؤ (FDTCO) پر مبنی مجوزہ نظام سے کیا گیا ہے۔ دونوں فوٹوولٹک سسٹمز کی کارکردگی کو درج ذیل منظرناموں پر غور کر کے جانچا گیا:
یہ سیکشن 1000 W/m2 کی انسولیشن ریٹ کی بنیاد پر پمپ سسٹم کی مجوزہ اسٹارٹ اپ حالت کو پیش کرتا ہے۔ تصویر 8e برقی رفتار کے ردعمل کو واضح کرتی ہے۔ FDTC کے مقابلے میں، مجوزہ تکنیک 1.04 پر مستحکم حالت تک پہنچنے کا بہتر وقت فراہم کرتی ہے۔ s، اور FDTC کے ساتھ، 1.93 s پر مستحکم حالت تک پہنچنا۔ شکل 8f دو کنٹرول حکمت عملیوں کی پمپنگ کو ظاہر کرتا ہے۔ یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ FDTCO پمپنگ کی مقدار کو بڑھاتا ہے، جو IM کے ذریعے تبدیل ہونے والی توانائی میں بہتری کی وضاحت کرتا ہے۔ اعداد و شمار 8g اور 8h تیار کردہ سٹیٹر کرنٹ کی نمائندگی کرتا ہے۔ FDTC کا استعمال کرتے ہوئے سٹارٹ اپ کرنٹ 20 A ہے، جبکہ مجوزہ کنٹرول حکمت عملی 10 A کے سٹارٹ اپ کرنٹ کی تجویز کرتی ہے، جو جول کے نقصانات کو کم کرتی ہے۔ PVPWS 1.2 Wb کے مستقل حوالہ بہاؤ پر کام کرتا ہے، جبکہ مجوزہ طریقہ میں، حوالہ بہاؤ 1 A ہے، جو فوٹو وولٹک نظام کی کارکردگی کو بہتر بنانے میں شامل ہے۔
(a)شمسیریڈی ایشن (b) پاور ایکسٹرکشن (c) ڈیوٹی سائیکل (d) DC بس وولٹیج (e) روٹر کی رفتار (f) پمپنگ واٹر (g) FDTC کے لیے سٹیٹر فیز کرنٹ (h) FDTCO کے لیے سٹیٹر فیز کرنٹ (i) FLC کا استعمال کرتے ہوئے فلوکس رسپانس (j) FDTCO کا استعمال کرتے ہوئے فلکس رسپانس (k) FDTC کا استعمال کرتے ہوئے FDTC (l) FDTCO کا استعمال کرتے ہوئے سٹیٹر فلوکس ٹریکٹری۔
دیشمسیتابکاری 3 سیکنڈ میں 1000 سے 700 W/m2 اور پھر 6 سیکنڈ پر 500 W/m2 تک ہوتی ہے (تصویر 8a)۔ شکل 8b 1000 W/m2، 700 W/m2 اور 500 W/m2 کے لیے متعلقہ فوٹوولٹک پاور کو ظاہر کرتی ہے۔ اعداد و شمار 8c اور 8d بالترتیب ڈیوٹی سائیکل اور DC لنک وولٹیج کی وضاحت کرتے ہیں۔ شکل 8e IM کی برقی رفتار کو واضح کرتی ہے، اور ہم دیکھ سکتے ہیں کہ FDTC پر مبنی فوٹو وولٹک نظام کے مقابلے مجوزہ تکنیک میں بہتر رفتار اور رسپانس ٹائم ہے۔ شکل 8f FDTC اور FDTCO کا استعمال کرتے ہوئے حاصل کردہ مختلف شعاع ریزی کی سطحوں کے لیے واٹر پمپنگ کو ظاہر کرتا ہے۔ FDTC کے مقابلے FDTCO کے ساتھ زیادہ پمپنگ حاصل کی جا سکتی ہے۔ اعداد و شمار 8g اور 8h FDTC طریقہ اور مجوزہ کنٹرول حکمت عملی کا استعمال کرتے ہوئے نقلی موجودہ ردعمل کی وضاحت کرتے ہیں۔ مجوزہ کنٹرول تکنیک کا استعمال کرتے ہوئے ، موجودہ طول و عرض کو کم سے کم کیا جاتا ہے، جس کا مطلب ہے کہ تانبے کے کم نقصانات، اس طرح سسٹم کی کارکردگی میں اضافہ ہوتا ہے۔ اس لیے، زیادہ شروع ہونے والی کرنٹ مشین کی کارکردگی کو کم کرنے کا باعث بن سکتی ہے۔زیادہ سے زیادہ بہاؤ اس بات کو یقینی بنانے کے لیے کہ نقصانات کو کم سے کم کیا جائے، اس لیے مجوزہ تکنیک اس کی کارکردگی کو واضح کرتی ہے۔ شکل 8i کے برعکس، بہاؤ مستقل ہے، جو زیادہ سے زیادہ آپریشن کی نمائندگی نہیں کرتا ہے۔ 8l زیادہ سے زیادہ بہاؤ کی ترقی کی وضاحت کرتا ہے اور مجوزہ کنٹرول حکمت عملی کے مرکزی خیال کی وضاحت کرتا ہے۔
میں اچانک تبدیلیشمسی1000 W/m2 کی شعاع ریزی سے شروع ہونے والی اور 1.5 s (تصویر 9a) کے بعد اچانک 500 W/m2 تک کم ہو کر تابکاری کا اطلاق کیا گیا تھا۔ شکل 9b فوٹو وولٹک پینلز سے نکالی گئی فوٹو وولٹک پاور کو دکھاتی ہے، جو 1000 W/m2 کے مطابق ہے۔ W/m2. اعداد و شمار 9c اور 9d بالترتیب ڈیوٹی سائیکل اور DC لنک وولٹیج کی وضاحت کرتے ہیں۔ جیسا کہ تصویر 9e سے دیکھا جا سکتا ہے، مجوزہ طریقہ بہتر ردعمل کا وقت فراہم کرتا ہے۔ شکل 9f دو کنٹرول حکمت عملیوں کے لیے حاصل کردہ پانی کے پمپنگ کو ظاہر کرتا ہے۔ پمپنگ FDTCO کے ساتھ FDTC کے مقابلے زیادہ تھا، FDTC کے ساتھ 0.009 m3/s کے مقابلے میں 1000 W/m2 شعاع ریزی پر 0.01 m3/s پمپ کرنا؛مزید برآں، جب شعاع ریزی 500 W at/m2 تھی، FDTCO نے 0.0079 m3/s پمپ کیا، جبکہ FDTC نے 0.0077 m3/s پمپ کیا۔ اعداد و شمار 9g اور 9h۔ FDTC طریقہ اور مجوزہ کنٹرول حکمت عملی کا استعمال کرتے ہوئے نقلی موجودہ ردعمل کی وضاحت کرتا ہے۔ ہم اسے نوٹ کر سکتے ہیں۔ مجوزہ کنٹرول حکمت عملی سے پتہ چلتا ہے کہ موجودہ طول و عرض میں اچانک شعاع ریزی کی تبدیلیوں کے نتیجے میں کمی واقع ہوتی ہے، جس کے نتیجے میں تانبے کے نقصانات میں کمی واقع ہوتی ہے۔ شکل 9j زیادہ سے زیادہ بہاؤ کا انتخاب کرنے کے لیے بہاؤ کے ردعمل کے ارتقا کو ظاہر کرتی ہے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ نقصانات کو کم کیا جائے، اس لیے مجوزہ تکنیک 1Wb کے بہاؤ اور 1000 W/m2 کی شعاع ریزی کے ساتھ اس کی کارکردگی کو واضح کرتا ہے، جبکہ بہاؤ 0.83Wb ہے اور شعاع ریزی 500 W/m2 ہے۔ تصویر 9i کے برعکس، بہاؤ 1.2 Wb پر مستقل ہے، جو کہ ایسا نہیں ہے۔ بہترین فنکشن کی نمائندگی کرتے ہیں۔ اعداد و شمار 9k اور 9l اسٹیٹر فلوکس ٹریجیکٹری کے ارتقا کو ظاہر کرتے ہیں۔ شکل 9l زیادہ سے زیادہ بہاؤ کی نشوونما کی وضاحت کرتا ہے اور مجوزہ کنٹرول حکمت عملی کے مرکزی خیال اور مجوزہ پمپنگ سسٹم کی بہتری کی وضاحت کرتا ہے۔
(a)شمسیتابکاری (b) نکالی ہوئی طاقت (c) ڈیوٹی سائیکل (d) DC بس وولٹیج (e) روٹر کی رفتار (f) پانی کا بہاؤ (g) FDTC کے لیے اسٹیٹر فیز کرنٹ (h) FDTCO کے لیے اسٹیٹر فیز کرنٹ (i) استعمال کرتے ہوئے فلوکس رسپانس FLC (j) FDTCO کا استعمال کرتے ہوئے Flux جواب
فلوکس ویلیو، موجودہ طول و عرض اور پمپنگ کے لحاظ سے دو ٹیکنالوجیز کا تقابلی تجزیہ جدول 5 میں دکھایا گیا ہے، جس سے پتہ چلتا ہے کہ مجوزہ ٹیکنالوجی پر مبنی PVWPS پمپنگ کے بہاؤ میں اضافہ اور کم سے کم طول و عرض کرنٹ اور نقصانات کے ساتھ اعلیٰ کارکردگی فراہم کرتا ہے، جس کی وجہ یہ ہے۔ بہاؤ کے بہترین انتخاب کے لیے۔
مجوزہ کنٹرول حکمت عملی کی تصدیق اور جانچ کرنے کے لیے، STM32F4 بورڈ کی بنیاد پر ایک PIL ٹیسٹ کیا جاتا ہے۔ اس میں جنریٹنگ کوڈ شامل ہوتا ہے جو ایمبیڈڈ بورڈ پر لوڈ اور چلایا جائے گا۔ بورڈ میں 1 MB فلیش، 168 میگاہرٹز کے ساتھ ایک 32 بٹ مائیکرو کنٹرولر ہوتا ہے۔ گھڑی کی فریکوئنسی، فلوٹنگ پوائنٹ یونٹ، ڈی ایس پی ہدایات، 192 KB SRAM۔ اس ٹیسٹ کے دوران، STM32F4 دریافت ہارڈویئر بورڈ پر مبنی جنریٹڈ کوڈ پر مشتمل کنٹرول سسٹم میں ایک ترقی یافتہ PIL بلاک بنایا گیا اور اسے Simulink سافٹ ویئر میں متعارف کرایا گیا۔ اجازت دینے کے اقدامات STM32F4 بورڈ کا استعمال کرتے ہوئے کنفیگر کیے جانے والے PIL ٹیسٹ تصویر 10 میں دکھائے گئے ہیں۔
STM32F4 کا استعمال کرتے ہوئے Co-simulation PIL ٹیسٹنگ کو مجوزہ تکنیک کی توثیق کرنے کے لیے کم لاگت والی تکنیک کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ اس مقالے میں، بہترین حوالہ بہاؤ فراہم کرنے والا بہترین ماڈیول STMicroelectronics Discovery Board (STM32F4) میں لاگو کیا گیا ہے۔
مؤخر الذکر کو Simulink کے ساتھ ساتھ عمل میں لایا جاتا ہے اور مجوزہ PVWPS طریقہ کا استعمال کرتے ہوئے شریک تخروپن کے دوران معلومات کا تبادلہ ہوتا ہے۔ شکل 12 STM32F4 میں اصلاحی ٹیکنالوجی کے ذیلی نظام کے نفاذ کو واضح کرتا ہے۔
اس شریک تخروپن میں صرف تجویز کردہ بہترین حوالہ بہاؤ تکنیک کو دکھایا گیا ہے، کیونکہ یہ اس کام کے لیے مرکزی کنٹرول متغیر ہے جو فوٹو وولٹک واٹر پمپنگ سسٹم کے کنٹرول کے رویے کو ظاہر کرتا ہے۔