Cải tiến thuật toán INC trong điều khiển bám điểm công suất cực đại hệ thống pin mặt trời cấp điện độc lập

Vietnam J. Agri. Sci. 2016, Vol. 14, No. 5: 785-798 Tạp chí KH Nông nghiệp Việt Nam 2016, tập 14, số 5: 785-798 
www.vnua.edu.vn 
785 
CẢI TIẾN THUẬT TOÁN INC TRONG ĐIỀU KHIỂN BÁM ĐIỂM CÔNG SUẤT CỰC ĐẠI 
HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI CẤP ĐIỆN ĐỘC LẬP 
Đỗ Vũ Lực*, Kang Jin-song 
Đại Học Đồng Tế (Tongji University), Thượng Hải, Trung Quốc 
Email
*
: dovuluc@gmail.com 
Ngày gửi bài: 08.03.2016 Ngày chấp nhận: 05.06.2016 
TÓM TẮT 
Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng sạch, vô tận và không gây ô nhiễm môi trường. Việc nghiên cứu hệ 
thống điện mặt trời có ý nghĩa rất quan trọng, góp phần khai thác triệt để nguồn năng lượng tự nhiên trong khi các 
nguồn năng lượng truyền thống đang ngày càng cạn kiệt. Điều khiển bám điểm công suất cực đại hệ thống pin điện 
mặt trời (Maximum Power Point Tracking, MPPT) được coi là một phần không thể thiếu trong hệ thống điện mặt trời, 
được áp dụng để nâng cao hiệu suất của dàn pin điện mặt trời. Bài báo giới thiệu và đưa ra một phương pháp cải 
tiến thuật toán điện dẫn gia tăng (Incremental Conductance Algorithm, INC); đồng thời kết hợp với phương pháp 
Điện áp không đổi (Constant Voltage tracking, CVT) thực hiện điều khiển bám điểm công suất cực đại của dàn pin 
điện mặt trời. Kết quả mô phỏng cho thấy, phương pháp cải tiến thuật toán INC cho hiệu quả tốt hơn. 
Từ khóa: Bám điểm công suất cực đại (MPPT), pin điện mặt trời (PV), thuật toán điện dẫn gia tăng (INC), thuật 
toán điện áp không đổi (CVT). 
Maximum Power Point Tracking Control 
Based on Improved Incremental Conductance Method 
ABSTRACT 
Solar energy is clean, endless and does not pollute the environment. Solar energy system research plays a very 
important role to fully exploit the natural energy resources while traditional energy sources become scare. Maximum 
Power Point Tracker (MPPT) control for Solar panels considered as an indispensable part of the solar power system 
is applied in order to improve the efficiency of solar panels. This paper described and proposed a modifier of 
Incremental Conductance (INC) algorithms with Constant Voltage tracking (CVT) that were used to implement for 
Maximum Power Point control of Solar panels. Simulation results showed that modifier of INC algorithm had a better 
effect. 
Keywords: Constant voltage tracking (CVT), incremental conductance algorithm (INC), maximum power point 
tracking (MPPT), photovoltaic (PV). 
1. ĐẶT VẤN ĐỀ 
MPPT (Maximum Power Point Tracking) là 
phþĄng pháp dò tìm điểm làm việc có c÷ng suçt 
căc đäi cûa hệ thùng pin điện mðt trąi th÷ng 
qua việc đóng mć khóa điện tā cûa bộ biến đúi 
DC/DC (Wu Libo, 2006). PhþĄng pháp MPPT 
đþợc sā dýng rçt phú biến trong hệ thùng pin 
quang điện làm việc độc lêp cüng nhþ trong hệ 
thùng điện mðt trąi có nùi vĆi lþĆi điện. Khi một 
tçm PV đþợc míc trăc tiếp vào một tâi, điểm 
làm việc cûa tçm PV đó sẽ là giao điểm giĂa 
đþąng đðc tính làm việc I - V cûa tçm pin và 
đþąng đðc tính I - V cûa tâi. Giâ sā nếu tâi là 
thuæn trć thì đþąng đðc tính tâi là một đþąng 
thîng vĆi độ dùc là 1/Rtâi. 
Cải tiến thuật toán INC trong điều khiển bám điểm công suất cực đại hệ thống pin mặt trời cấp điện độc lập 
786 
Hình 1. Đặc tính làm việc I-V của PV và tâi 
Tÿ đðc tính I - V cho thçy có một điểm göi 
là điểm c÷ng suçt căc đäi (MPP - Maximum 
Power Point), là điểm mà khi hệ thùng hoät 
động täi điểm đó thì c÷ng suçt ra cûa PV là lĆn 
nhçt. Các yếu tù về thąi tiết ânh hþćng rçt lĆn 
tĆi hoät động cûa PV. Trong đó, nhiệt độ và 
cþąng độ bĀc xä mðt trąi là nhĂng yếu tù tiêu 
biểu ânh hþćng mänh nhçt tĆi đðc tính I - V 
dén tĆi să thay đúi vị trí MPP cûa PV. Th÷ng 
thþąng, điểm làm việc hiếm khi ć đúng täi vị trí 
có c÷ng suçt lĆn nhçt, vì vêy nó sẽ kh÷ng sinh ra 
c÷ng suçt lĆn nhçt. Mäng nguøn pin mðt trąi 
thþąng bị quá tâi khi phâi bù cho một lþợng 
c÷ng suçt thçp vào thąi gian ánh sáng yếu kéo 
dài nhþ trong mùa đ÷ng. Să kh÷ng thích Āng 
giĂa tâi và các tçm pin mðt trąi thþąng làm cho 
nguøn pin mðt trąi bị quá tâi và gåy ra tún hao 
trong toàn hệ thùng. Để giâi quyết vçn đề này, 
phþĄng pháp MPPT đþợc sā dýng để duy trì 
điểm làm việc cûa nguøn điện pin täi đúng điểm 
có c÷ng suçt phát ra lĆn nhçt. Có nhiều thuêt 
toán đþợc nghiên cĀu và Āng dýng trong thăc 
tế. Bài báo này giĆi thiệu hai thuêt toán Điện 
dén gia tëng (INC) và Điện áp kh÷ng đúi (CVT). 
Đøng thąi đþa ra phþĄng pháp câi tiến thuêt 
toán INC, kết hợp vĆi thuêt toán CVT để xåy 
dăng hệ thùng m÷ phông điều khiển bám điểm 
c÷ng suçt căc đäi cho hệ PV. 
2. XÂY DỰNG MÔ HÌNH TOÁN HỌC HỆ PV 
Pin quang điện PV có mäch điện tþĄng 
đþĄng nhþ một Diode míc song song vĆi một 
nguøn điện quang sinh. Ở cþąng độ ánh sáng ún 
định, PV có träng thái làm việc nhçt định, dòng 
điện quang sinh kh÷ng thay đúi theo träng thái 
làm việc. Do đó, trong mäch điện tþĄng đþĄng có 
thể xem nhþ là nguøn dòng ún định Iph. Trên 
thăc tế, trong quá trình chế täo pin, do tiếp xúc 
điện căc mðt trþĆc và sau, cüng có thể do bân 
thån vêt liệu có một điện trć suçt nhçt định, vì 
vêy trong mäch điện tþĄng đþĄng cæn phâi míc 
thêm vào một điện trć nùi tiếp RS và một điện 
trć song song Rsh vĆi tâi RL. Nhþ vêy, mäch điện 
tþĄng đþĄng cûa PV đþợc thể hiện trên hình 2. 
Hình 2. Sơ đồ mạch điện 
tương đương của PV 
5 10 15 20 25 30 35 40 45 500
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
D
o
n
g
 d
ie
n
 (
A
)
Dien ap (V)
D
o 
do
c 
1/
R
ta
i
Rtai 1
Rtai 2
Rtai 3
MPP
Gia tang Rtai
Đỗ Vũ Lực, Kang Jin-song 
787 
Dòng điện qua Diod: 
1
D
q
U
nkT
D s
I I e
 (1) 
Theo định luêt Kirchhoff về cþąng độ dòng 
0
ph D sh PV
I I I I 
 (2) 
Theo định luêt Kirchhoff về điện thế: 
PV D S PV
U U R I 
 (3) 
Trong đó: 
ID - dòng điện qua Diode (A); 
IS - dòng điện bão hòa cûa Diode (A); 
q - điện tích cûa electron (1,602.10-19 C); 
k - hìng sù Boltzman (1,381.10-23 J/K); 
T - nhiệt độ lĆp tiếp xúc (K); 
n - hệ sù lý tþćng cûa diode; 
UD - điện áp Diode (V); 
IPV - dòng điện ra cûa PV(A). 
Tÿ các phþĄng trình (1), (2), (3) suy ra 
phþĄng trình đðc tính I - V cûa một tế bào PV 
(Nguyen Viet Ngu, 2015): 
( )
1
PV PV S
PV ph D sh
q
U I R
nkT
ph s
PV PV S
sh
I I I I
I I e
U I R
R
 (4) 
Tÿ các phþĄng trình (1), (2), (3), (4) và tÿ sĄ 
đø tþĄng đþĄng cûa PV ta có thể xåy dăng đþợc 
m÷ hình m÷ phông cûa PV khi nhiệt độ và cþąng 
độ bĀc xä thay đúi nhþ hình 3. 
Dùng phæn mềm MATLAB - SIMULINK để 
thiết lêp sĄ đø m÷ phông, sā dýng loäi PV 
STP230-20W do hãng KYOCERA sân xuçt có 
nhĂng th÷ng sù cĄ bân đo ć điều kiện tiêu chuèn 
(1000W/m2, 25°C) nhþ sau: 
Pmax = 230 W; UMPP = 29,8 V; IMPP = 7,72 A; 
Uoc= 36,8 V; Isc = 8,25 A. 
Kết quâ m÷ phông thu đþợc đþąng cong quan 
hệ I - U, P - U cûa PV nhþ hình 4 và hình 5. 
Nhþ vêy, điểm làm việc có c÷ng suçt lĆn 
nhçt MPP cûa PV trên đþąng đðc tính I - V luôn 
thay đúi khi điều kiện nhiệt độ m÷i trþąng và 
cþąng độ bĀc xä thay đúi. Do đó, cæn có thuêt 
toán để theo dõi điểm MPP. Thuêt toán MPPT 
đþợc coi là một phæn kh÷ng thể thiếu trong hệ 
PV, đþợc áp dýng vĆi mong muùn nång cao hiệu 
quâ sā dýng cûa dãy pin mðt trąi. Sau đåy bài 
báo sẽ đi såu trình bày các thuêt toán điểu kiển 
MPPT cho hệ PV. 
3. CÁC THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN MPPT 
Các thuêt toán điều khiển MPPT cûa bộ 
biến đúi DC/DC sā dýng nhiều tham sù, thþąng 
là: Dòng PV, điện áp PV, dòng ra, điện áp ra cûa 
bộ DC/DC... Các thuêt toán này đþợc so sánh 
dăa theo các tiêu chí nhþ: Hiệu quâ xác định 
điểm làm việc có c÷ng suçt lĆn nhçt, sù lþợng 
câm biến sā dýng, độ phĀc täp cûa hệ thùng, tùc 
độ biến đúi 
Hình 3. Mô hình mô phỏng hệ PV khi nhiệt độ, cường độ bức xạ thay đổi 
Cải tiến thuật toán INC trong điều khiển bám điểm công suất cực đại hệ thống pin mặt trời cấp điện độc lập 
788 
(a) Đường cong quan hệ I - U của PV (b) Đường cong quan hệ P - U của PV 
Hình 4. Đặc tính tương quan của PV khi cường độ bức xạ mặt trời thay đổi 
(a) Đường cong quan hệ I - U của PV (b) Đường cong quan hệ P - U của PV 
Hình 5. Đặc tính tương quan của PV khi nhiệt độ thay đổi 
Có rçt nhiều thuêt toán đþợc sā dýng cho 
bài toán điều khiển MPPT. Nhþng phú biết nhçt 
là 3 thuêt toán: Thuêt đoán điện áp kh÷ng đúi 
(CVT) (Schoeman, 1982), thuêt toán nhiễu loän 
và quan sát (P&O) (Femia, 2005) và thuêt toán 
điện dén gia tëng (INC) (Wang, 2011). 
3.1. Thuật toán điện áp không đổi 
Thuêt toán điện áp kh÷ng đúi (Constant 
Voltage tracking, CVT) là thuêt toán đĄn giân 
nhçt trong sù các thuêt toán cûa MPPT. Nguyên 
lý hoät động cûa thuêt toán là liên týc theo dõi 
điện áp cûa đæu ra mâng PV, so sánh vĆi một 
điện áp cù định Um đã đþợc định sïn. Giá trị Um 
chính là giá trị điện áp täi MPP, thþąng xçp xî 
bìng 0,78 læn giá trị Uoc (Tafticht, 2008). Lþu đø 
thuêt toán nhþ hình 6. 
Lþu đø cho thçy phþĄng pháp này liên týc 
đo và cêp nhêt điện áp cûa mâng PV, nếu giá trị 
điện áp cûa mâng U(k) nhô hĄn giá trị Um đã 
0 5 10 15 20 25 30 35 40
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
U/V
I/
A
400W/m2
600W/m2
800W/m2
1000W/m2
0 5 10 15 20 25 30 35 40
0
50
100
150
200
250
300
U/V
P
/W
400W/m2
600W/m2
800W/m2
1000W/m2
0 5 10 15 20 25 30 35 40
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
U/V
I/
A
45°C
35°C
25°C
15°C
0 5 10 15 20 25 30 35 40
0
50
100
150
200
250
300
U/V
P
/W
15°C
25°C
35°C
45°C
Đỗ Vũ Lực, Kang Jin-song 
789 
định trþĆc thì sẽ điều chînh tëng điện áp tham 
chiếu Uref và ngþợc läi. Khi U(k) = Um thì giĂ 
nguyên Uref. Khi đó, hệ PV đang làm việc täi 
gæn điểm MPP. Ưu điểm cûa phþĄng pháp là 
thăc hiện đĄn giân, ún định và có thể nhanh 
chóng đþa hệ PV đến gæn điểm MPP. Nhþng 
nhþợc điểm cûa phþĄng pháp là khi điều kiện 
m÷i trþąng thay đúi đột ngột thì tính chính xác 
kh÷ng cao, hiệu quâ điều khiển thçp. 
3.2. Thuật toán điện dẫn gia tăng 
Nguyên lý hoät động cûa thuêt toán điện 
dén gia tëng (Incremental Conductance 
Algorithm, INC) sā dýng túng điện dén gia tëng 
cûa dãy pin mðt trąi để dò tìm điểm c÷ng suçt 
tùi þu. PhþĄng pháp này cĄ bân dăa trên đðc 
điểm: độ dùc cûa đþąng đðc tính hệ PV bìng 0 
täi điểm MPP, độ dùc này là dþĄng khi ć bên 
trái điểm MPP, là åm khi ć bên phâi điểm MPP 
(Mei, 2011). Đðc tính P - U giâi thích nguyên lý 
thuêt toán nhþ hình 7. 
Ta có: 
( )
0
dP d UI dI
I U
dU dU dU
(5)
Suy ra: 
0
I dI I I
U dU U U
  
(6) 
Vêy ta có thể viết läi c÷ng thĀc (6) nhþ sau: 
Hình 6. Lưu đồ thuật toán phương pháp điện áp không đổi CVT 
Hình 7. Đường đặc tính P-U của hệ PV 
Cải tiến thuật toán INC trong điều khiển bám điểm công suất cực đại hệ thống pin mặt trời cấp điện độc lập 
790 
Hình 8. Lưu đồ thuật toán INC 
I I
U U
I I
U U
I I
U U
; täi MPP 
; bên trái MPP 
; bên phâi MPP 
Lþu đø thuêt toán cûa phþĄng pháp nhþ 
hình 8. 
Lþu đø thuêt toán hình 8 giâi thích să hoät 
động cûa thuêt toán INC điều khiển theo điện 
áp tham chiếu. Các giá trị dòng điện và điện áp 
cûa PV đþợc đo và sau đó sā dýng các giá trị tĀc 
thąi và giá trị trþĆc đó để tính toán các giá trị 
gia tëng cûa I và V. Bìng cách so sánh giá trị 
điện dén tĀc thąi (I/U) vĆi giá trị điện dén gia 
tëng( I/ U), thuêt toán này sẽ tìm đþợc điểm 
làm việc có c÷ng suçt lĆn nhçt. 
- Nếu điểm hoät động nìm bên trái điểm 
MPP thì phâi di chuyển nó sang bên phâi bìng 
cách tëng điện áp tham chiếu Uref. 
- Nếu điểm hoät động nìm bên phâi điểm 
MPP thì chúng ta läi phâi di chuyển nó sang bên 
trái tĀc là phâi giâm điện áp tham chiếu Uref. 
- Khi điều kiện I I
U U
 đþợc thôa mãn 
(chính là điểm MPP) thì thuêt toán này sẽ bô 
qua việc điều chînh điện áp. 
- Nếu điểm hoät động vén ć điểm MPP 
(điều kiện U= 0) và điều kiện bĀc xä kh÷ng 
thay đúi ( I = 0) thì sẽ kh÷ng phâi điều chînh 
điện áp hoät động. Nếu nhþ bĀc xä tëng ( I> 0) 
thì điện áp MPP giâm nên thuêt toán INC phâi 
tëng điện áp hoät động để theo dõi điểm MPP. 
Nếu bĀc xä giâm ( I < 0) dén tĆi điện áp điểm 
MPP cao hĄn, phâi giâm điện áp hoät động để 
theo dõi điểm MPP. Vào chu kỳ cuùi, nó sẽ cêp 
nhêt lịch sā bìng cách lþu các giá trị điện áp và 
dòng điện hiện täi, sẽ sā dýng chúng nhþ là các 
giá trị trþĆc đó cho chu kỳ tiếp theo. 
Ưu điểm chính cûa phþĄng pháp này là cho 
kết quâ tùt ngay câ khi thąi tiết thay đúi nhanh. 
PhþĄng pháp này cüng cho dao động nhô nhçt 
quanh điểm MPP. 
Nhþợc điểm cûa phþĄng pháp này là mäch 
điều khiển phĀc täp. Nó sā dýng 2 câm biến để 
đo giá trị dòng điện và điện áp nên chi phí líp 
đðt cao. 
Đỗ Vũ Lực, Kang Jin-song 
791 
4. CẢI TIẾN THUẬT TOÁN INC 
4.1. Phương pháp điều khiển MPPT 
Thuêt toán MPPT sẽ ra lệnh cho bộ điều 
khiển MPPT điều chînh điện áp làm việc. Sau 
đó nhiệm vý cûa bộ điều khiển MPPT là điều 
chînh tëng giâm điện áp làm việc và duy trì ún 
định mĀc điện áp làm việc cûa hệ nguøn pin 
mðt trąi. Để thăc hiện việc này, một phþĄng 
pháp điều khiển phú biến thþąng dùng đó là bộ 
điểu khiển PI. SĄ đø khùi nhþ hình 9. 
MPPT sẽ đo giá trị điện áp PV và dòng PV, 
sau đó dăa vào thuêt toán MPPT để tính toán 
giá trị điện áp quy chiếu Uref để điều chînh 
điện áp làm việc cûa PV theo Uref. Nhiệm vý cûa 
thuêt toán MPPT chî là định giá trị điện áp Uref 
và việc tính toán này sẽ đþợc lðp läi theo chu kỳ 
(thþąng khoâng tÿ 1 đến 10 læn lçy méu trên 1 
giåy). Bộ điều khiển tî lệ - tích phån PI quy định 
điện áp đþa vào bộ biến đúi DC/DC. Bộ PI có 
nhiệm vý bù sai lệch giĂa Uref và điện áp đo 
đþợc bìng cách điều chînh hệ sù đóng cít D cûa 
bộ biến đúi c÷ng suçt DC/DC. Nếu coi D là một 
biến điều khiển thì lþu đø thuêt toán INC có thể 
đþợc viết läi nhþ hình 10. 
Hình 9. Sơ đồ khối phương pháp điều khiển MPPT sử dụng bộ bù PI 
Hình 10. Lưu đồ thuật toán INC với biến điều khiển D 
Cải tiến thuật toán INC trong điều khiển bám điểm công suất cực đại hệ thống pin mặt trời cấp điện độc lập 
792 
Khi đþa biến điều khiển D vào để điều 
khiển điện áp tham chiếu Uref th÷ng qua bộ biến 
đúi DC/DC, một vçn đề nây sinh đó là kích 
thþĆc bþĆc (step) cûa thuêt toán ânh hþćng đến 
hiệu quâ cûa MPPT. Trong lþu đø hình 10 thì 
kích thþĆc bþĆc này đþợc cù định, và đþợc khći 
täo bìng Dmax: 
x 1{ D }, =1: ma k kD max D k n (7) 
Să cù định về kích thþĆc bþĆc ânh hþćng 
đến hiệu quâ điều khiển MPPT. Nếu kích thþĆc 
bþĆc lĆn thì hệ thùng có thể nhanh đät đến 
träng thái MPP, nhþng độ dao động cûa hệ 
quanh điểm MPP läi lĆn, làm giâm hiệu suçt 
cûa MPPT. Và ngþợc läi nếu kích thþĆc bþĆc 
nhô, thì thąi gian để hệ PV đät đến điểm MPP 
läi lĆn. Să hän chế này đþợc khíc phýc bìng 
việc câi tiến thuêt toán INC vĆi kích thþĆc bþĆc 
tă điều chînh. 
4.2. Câi tiến thuật toán INC với kích thước 
bước tự điều chînh 
Để khíc phýc nhþợc điểm cûa thuêt toán 
INC vĆi kích thþĆc bþĆc cù định nhþ đã trình 
bày ć trên, sau đåy bài báo sẽ trình bày một câi 
tiến cûa thuêt toán INC vĆi kích thþĆc bþĆc tă 
điều chînh. PhþĄng pháp xác địch kích thþĆc 
bþĆc sẽ đþợc trình bày cý thể nhþ sau: 
Tÿ đþąng đðc tính P - U hình 7 có thể thçy 
lþợng thay đúi dP/dU có liên hệ vĆi kích thþĆc 
bþĆc cûa thuêt toán INC. Giá trị D cûa bộ biến 
đúi DC/DC cûa chu kỳ này sẽ đþợc tëng hoðc 
giâm một lþợng dP/dU cûa chu kỳ trþĆc đó. 
Điều này đþợc thể hiện nhþ sau: 
( ) ( 1) *
dP
D k D k n
dU
 (8) 
Trong đó: n là tham sù. Tham sù này sẽ 
quyết định kích thþĆc bþĆc trong thuêt toán 
INC. Ta có thể viết läi (8): 
( ) ( 1)
( ) ( 1) *
( ) ( 1)
P k P k
D k D k n
U k U k
 (9) 
Khi hệ thùng trong quá trình khći động, vì 
điểm làm việc còn xa so vĆi MPP, nên kích thþĆc 
bþĆc lúc này cæn phâi lĆn để tëng tùc độ cûa hệ 
MPPT. Bći vêy, täi thąi điểm ban đæu, thuêt 
toán có thể să dýng kích thþĆc bþĆc step = 
 Dmax. Khi hệ thùng đã gæn đến điểm MPP, 
kích thþĆc bþĆc phâi điều chînh nhô đi để giâm 
să dao động cûa hệ thùng quanh điểm MPP. Và 
để đâm bâo tính høi quy cûa hệ thùng, kích 
thþĆc bþĆc phâi đþợc giĆi hän nhþ sau: 
max
( ) ( 1)
* max
( ) ( 1)
step D
P k P k
n D
U k U k
(10) 
Trong đó: 
max
( ) ( 1)
( ) ( 1)
step D
P k P k
U k U k
là trị giá 
đþợc xác định täi thąi điểm khći động cûa 
phþĄng pháp INC vĆi kích thþĆc bþĆc cù định. 
Tÿ c÷ng thĀc (10) ta có thể xác định đþợc tham 
sù n theo c÷ng thĀc sau (Fangrui Liu, 2008): 
max
max
( ) ( 1)
:
( ) ( 1)
step D
P k P k
n D
U k U k
 (11) 
Xác định đþợc tham sù n chính là bþĆc then 
chùt trong việc câi tiến phþĄng pháp INC vĆi 
kích thþĆc bþĆc tă điều chînh. Täi thąi điểm 
khći động, tham sù n càng lĆn thì hệ thùng càng 
nhanh đät đến träng thái MPP. Khi gæn đến 
điểm MPP, hệ thùng sẽ tă điều chînh n để kích 
thþĆc bþĆc nhô đi nhìm giâm độ dao động cûa 
hệ thùng quanh điểm MPP, qua đó nång cao 
chçt lþợng cûa hệ MPPT. Đåy chính là điểm þu 
việt cûa să câi tiến trong phþĄng pháp INC vĆi 
kích thþĆc bþĆc tă điều chînh này. 
5. THIẾT LẬP MÔ HÌNH MÔ PHỎNG VÀ 
PHÂN TÍCH KẾT QUẢ 
5.1. Thiết lập mô phỏng 
Để kết hợp đþợc þu điểm cûa câ hai phþĄng 
pháp CVT và INC câi tiến vĆi kích thþĆc bþĆc tă 
điều chînh, th÷ng qua phæn mềm MATLAB - 
SIMULINK, bài báo tiến hành thiết lêp m÷ hình 
m÷ phông vĆi sĄ đø nguyên lý nhþ hình 9 và lþu 
đø thuêt toán kết hợp hai phþĄng pháp nhþ 
hình 11. M÷ phông sā dýng mäch tëng áp Boost 
vĆi các th÷ng sù nhþ bâng 1. 
Đỗ Vũ Lực, Kang Jin-song 
793 
Bâng 1. Giá trị thông số mạch tăng áp Boost 
Tham số Đơn vị Giá trị 
Điện áp vào Uin V 220 
Điện áp ra Uout V 500 
Điện áp khởi tạo Uoc V 311 
Điện dung C F 980 
Điện cảm L mH 12,8 
Hình 11. Lưu đồ thuật toán CVT kết hợp INC câi tiến 
Trong giai đoän khći täo ban đæu, hệ thùng 
sā dýng thuêt toán CVT để tëng điện áp đến 
gæn điểm MPP. Sau đó hệ thùng sẽ tiếp týc việc 
điều khiển MPPT vĆi thuêt toán INC câi tiến để 
bám điểm MPP. Kích thþĆc bþĆc sẽ tă điều 
chînh th÷ng qua việc so sánh và lçy giá trị nhô 
hĄn giĂa giá trị Dmax và tích tham sù n vĆi giá 
trị P/ U cûa chu kỳ trþĆc. 
M÷ hình m÷ phông hệ thùng điều khiển 
MPPT cûa hệ PV nhþ hình 12. 
5.2. Kết quâ mô phỏng và phân tích 
Kết quâ m÷ phông phþĄng pháp INC vĆi step 
cù định Dmax = 0.5 đþợc thể hiện trong hình 13 và 
kết quâ m÷ phông cûa phþĄng pháp câi tiến INC 
vĆi step tă điều chînh đþợc thể hiện trong hình 14. 
Cải tiến thuật toán INC trong điều khiển bám điểm công suất cực đại hệ thống pin mặt trời cấp điện độc lập 
794 
(a) Mô hình mô phỏng toàn hệ PV 
(b) Mô hình mô phỏng chi tiết bộ điều khiển MPPT 
Hình 12. Mô hình mô phỏng hệ thống điều khiển MPPT của hệ PV 
trên phần mềm Matlab - Simulink 
Đỗ Vũ Lực, Kang Jin-song 
795 
(a) Tín hiệu điện áp 
(b) Tín hiệu dòng điện 
(c) Tín hiệu công suất 
Hình 13. Kết quâ mô phỏng trường hợp CVT kết hợp INC step cố định Dmax = 0,5 
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2
0
100
200
300
400
500
600
t (s)
D
ie
n
 A
p
 U
 (
V
)
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2
0
1
2
3
4
5
6
7
t (s)
D
o
n
g
 d
ie
n
 I
 (
A
) 
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
t (s)
C
o
n
g
 S
u
a
t 
P
 (
W
)
Cải tiến thuật toán INC trong điều khiển bám điểm công suất cực đại hệ thống pin mặt trời cấp điện độc lập 
796 
(a) Tín hiệu điện áp 
(b) Tín hiệu dòng điện 
(c) Tín hiệu công suất 
Hình 14. Kết quâ mô phỏng trường hợp CVT kết hợp INC step tự điều chînh 
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2
0
100
200
300
400
500
600
t(s)
 D
ie
n
 a
p
 U
 (
V
) 
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2
0
1
2
3
4
5
6
7
 t(s)
D
o
n
g
 D
ie
n
 I
 (
A
)
0
100
200
300
400
500
600
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
0
100
200
300
400
500
600
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
 t (s)
C
o
n
g
 S
u
a
t 
P
 (
W
)
Đỗ Vũ Lực, Kang Jin-song 
797 
Tÿ kết quâ m÷ phông ta có thể nhên 
thçy đþợc: 
- Trong câ hai trþąng hợp thí nghiệm m÷ 
phông, hệ thùng đều bít đæu làm việc vĆi thuêt 
toán CVT cho đến thąi điểm t = 0,3(s) thì hệ 
thùng đät tĆi träng thái ún định. Tuy nhiên, 
điểm làm việc chþa phâi là điểm MPP bći vêy 
hệ thùng tiếp týc khći täo quá trình dò tìm điểm 
MPP vĆi thuêt toán INC täi thąi điểm t = 0,5(s). 
- Việc kết hợp hai phþĄng pháp CVT và 
INC trong câ 2 thí nghiệm m÷ phông đều đã thu 
đþợc hiệu quâ tùt trong việc đþa hệ nhanh 
chóng đät đến träng thái MPP. 
- Đùi chiếu kết quâ m÷ phông thu đþợc tÿ 
hình 13 và hình 14, nhên thçy phþĄng pháp câi 
tiến thuêt toán INC vĆi kích thþĆc bþĆc tă điều 
chînh có hiệu quâ tùt hĄn. So sánh tín hiệu c÷ng 
suçt thu đþợc tÿ hình 14 và hình 13 cüng thçy 
đþợc phþĄng pháp câi tiến INC vĆi kích thþĆc 
bþĆc tă điệu chînh giúp hệ PV sĆm đät đến điểm 
MPP (t = 1,8s) hĄn so vĆi phþĄng pháp INC vĆi 
kích thþĆc bþĆc cù định (t = 2s). 
- Ngoài ra, quan sát tín hiệu điện áp và 
c÷ng suçt đþợc phóng to cûa 2 thí nghiệm m÷ 
phông trên hình 15 dþĆi đåy ta cüng thçy đþợc 
độ dao động cûa hệ thùng đùi vĆi trþąng hợp 
dùng thuêt toán INC câi tiến cüng đþợc giâm đi 
rõ rệt so vĆi khi dùng thuêt toán INC vĆi step cù 
định. Điều này chĀng minh đþợc tính þu việt 
cûa phþĄng pháp câi tiến thuêt toán INC vĆi 
kích thþĆc bþĆc tă điều chînh so vĆi thuêt toán 
INC vĆi kích thþĆc bþĆc cù định. 
(a) Tín hiệu điện áp và công suất đối với trường hợp dùng thuật toán INC có step cố định 
(b) Tín hiệu điện áp và công suất đối với trường hợp dùng thuật toán INC có step tự điều chỉnh 
Hình 15. Tín hiệu điện áp và công suất phóng to của 2 trường hợp thí nghiệm mô phỏng 
495
500
505
510
515
Uo/V
0.1 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19 0.2
3150
3170
3190
3210
3230
3250
t/s
Po/W
490
500
510
520
Uo/V
0.1 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19 0.2
3100
3150
3200
3250
3300
t/s
Po/W
Cải tiến thuật toán INC trong điều khiển bám điểm công suất cực đại hệ thống pin mặt trời cấp điện độc lập 
798 
6. KẾT LUẬN 
Bài báo đã xåy dăng đþợc m÷ hình m÷ 
phông cûa hệ PV, khâo sát đþợc să ânh hþćng 
cûa cþąng độ bĀc xä mðt trąi và nhiệt độ đến 
c÷ng suçt phát cûa hệ PV. Mýc tiêu cûa bài toán 
điều khiển MPPT đó là khi sā dýng hệ PV, cho 
dù ć bçt kỳ điều kiện thąi tiết nhþ thế nào, dòng 
c÷ng suçt phát tÿ hệ PV tĆi tâi lu÷n là căc đäi. 
Bài báo đã giĆi thiệu hai thuêt toán điều khiển 
bám điểm c÷ng suçt căc đäi đþợc sā dýng rộng 
rãi CVT và INC, đi såu nghiên cĀu để câi tiến 
thuêt toán INC và kết hợp hai thuêt toán läi täo 
thành một phþĄng pháp điểu khiển MPPT vĆi 
chçt lþợng điều khiển tùt hĄn. Th÷ng qua phæn 
mềm Matlab - Simulink thiết lêp đþợc hệ m÷ 
phông. Kết quâ m÷ phông chĀng minh đþợc tính 
þu việt khi sā dýng phþĄng pháp điều khiển 
dùng câ hai thuêt toán CVT kết hợp INC câi 
tiến có kích thþĆc bþĆc tă điều chînh. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
Fangrui Liu, Shanxu Duan, Fei Liu, Bangyin Liu, Yong 
Kang (2008). A Variable Step-size INC MPPT 
Method for PV Systems [J]. IEEE Transactions 
on Industrial Electronics, 55(7): 2622-2628. 
Femia N., G. Petrone, G. Spagnuolo, and M. Vitelli 
(2005). “Optimization of perturb and observe 
maximum power point tracking method” IEEE 
Trans. Power Electron, 20(4): 963-973. 
Nguyen Viet Ngu, Le Thi Minh Tam, Tran Thi 
Thuong, Nguyen Xuan Truong (2015). 
Comparison of INC and P&O Algorithms in 
Maximum Power Point Tracking Control of 
Independently PV System. J. Sci. & Devel, 13. 
Mei Qiang, Mingwei Shan, Liying Liu, J.M. Guerrero 
(2011). A Novel Improved Variable Stepsize 
Incremental resistance MPPT Method for PV 
Systems [J]. IEEE Transactions on Industrial 
Electronics, 58(6): 2427-2434. 
Schoeman J. J. and J. D. Wyk (1982). A simplified 
maximal power controller for Terrestrial 
Photovoltaic panel arrays. in Proc. 13
th
 Annu. 
IEEE Power Electronic Spec. Conf., pp. 361-367. 
Tafticht T., K.Agbossou (2008). An improved 
maximum power point tracking method for 
photovoltaic systems. [J] Renewable Energy, 
33: 1508-151. 
Wang Liping, ZHANG Jiancheng (2011). The 
comparative research and improvement of PV 
maximum power point tracking control methods 
[J]. Power System and Clean Energy, 27(2): 52-55. 
Wu Libo, ZHAO Zheng ming, LIU Jianzheng (2006). 
Research on the stability of MPPT strategy applied 
in single stage grid connected photovoltaic system 
[J]. Proceedings of the CSEE, 26(6): 73-77.