Study, Modeling, and Experimental Implementation of a Reactive Power Compensation System Connected to a Photovoltaic Generator
Loading...
Date
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Setif 1 University - Ferhat ABBAS , Faculty of Technology
Abstract
This thesis proposes and experimentally investigates advanced optimization and control strategies to boost the overall performance of GCPV-SAPF systems. Different metaheuristic and hybrid-based optimization approaches, among which the ZOA, GWEO, and hybrid GWO-PSO, were independently applied to maximize power extraction through MPPT. Their experimental performance was systematically compared with widely recognized metaheuristic algorithms, including GWO, PSO, WOA, and FPA, considering convergence speed, energy yield, and robustness under different levels of solar irradiance and PSCs. In parallel, a P-DPC with FOPI-AW tuning, as determined by ZOA, was implemented for the SAPF, effectively mitigating grid current harmonics and enhancing reactive power compensation. Experimental results demonstrate that the proposed optimization algorithms achieve superior MPPT performance, while the ZOA-tuned FOPI-AW controller ensures enhanced power quality and system stability. The results demonstrate that the proposed methods are practically applicable, reliable, and robust, offering practical solutions for increasing energy efficiency and maintaining high power quality in real grid-connected photovoltaic systems.
Description
تقترح هذه الأطروحة وتدرس بشكل تجريبي استراتيجيات متقدمة للضبط والتحسين بهدف رفع أداء الأنظمة الكهروضوئية المرتبطة بالشبكة، مع دمج مرشحات القدرة الفعّالة. (FAP) وقد تم تطبيق عدة خوارزميات تحسين ميتاوريستيكية وهجينة، مثل ZOA، GWEO، GWO-PSO، بشكل مستقل لتعظيم استخلاص القدرة عبر تقنية MPPT. وتمت مقارنة أدائها تجريبياً مع خوارزميات ميتاوريستيكية تقليدية تشمل GWO، PSO، WOA، وFPA، مع الأخذ في الاعتبار سرعة التقارب، وكفاءة الطاقة، والقدرة على التحمل تحت مختلف ظروف الإشعاع والظلال الجزئية. وبالتوازي مع ذلك، جرى تنفيذ التحكم المباشر في القدرة التنبؤية (P-DPC) باستخدام منظم FOPI مضبوط بواسطة ZOA لتشغيل مرشح القدرة الفعّال، مما مكّن من تقليل التوافقيات في تيار الشبكة وتحسين تعويض القدرة غير الفعّالة. تُظهر النتائج التجريبية أن خوارزميات التحسين المقترحة تحقق أداءً متفوّقاً في تتبع نقطة القدرة العظمى MPPT، في حين يضمن المنظم FOPI المضبوط بواسطة ZOA جودة طاقة أفضل واستقراراً أعلى للنظام. تؤكد هذه النتائج القابلية العملية والموثوقية والصلابة للطرق المقترحة، باعتبارها حلولاً فعّالة لتحسين كفاءة الطاقة والحفاظ على جودة طاقة عالية في الأنظمة الكهروضوئية المرتبطة بالشبكة.
