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Faculté des Sciences appliquées
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Mémoire

Master's thesis and Internship : Analysis and evaluation of maximum power point tracking algorithms based on machine learning techniques

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Léonard, Léa ULiège
Promoteur(s) : Frebel, Fabrice ULiège ; Cornélusse, Bertrand ULiège
Date de soutenance : 29-jui-2026/30-jui-2026 • URL permanente : http://hdl.handle.net/2268.2/26192
Détails
Titre : Master's thesis and Internship : Analysis and evaluation of maximum power point tracking algorithms based on machine learning techniques
Titre traduit : [fr] Analyse et évaluation d'algorithmes de suivi du point de puissance maximale basés sur des techniques d’apprentissage
Auteur : Léonard, Léa ULiège
Date de soutenance  : 29-jui-2026/30-jui-2026
Promoteur(s) : Frebel, Fabrice ULiège
Cornélusse, Bertrand ULiège
Membre(s) du jury : Bidaine, Benoit 
Dewallef, Pierre ULiège
Langue : Anglais
Nombre de pages : 128
Mots-clés : [en] Machine Learning
[en] Maximum Power Point Tracking
[en] Global Maximum Power Point Tracking
[en] Flexible Power Point Tracking
[en] Perturb and Observed
[en] Q-Learning
[en] Support Vector Regression
[en] K-Nearest Neighbors
[en] Photovoltaic
Discipline(s) : Ingénierie, informatique & technologie > Energie
Public cible : Professionnels du domaine
Etudiants
Institution(s) : Université de Liège, Liège, Belgique
Diplôme : Master : ingénieur civil en génie de l'énergie à finalité spécialisée en Energy Conversion
Faculté : Mémoires de la Faculté des Sciences appliquées

Résumé

[en] Maximum Power Point Tracking (MPPT) and Global Maximum Power Point Tracking (GMPPT) consist of techniques that are employed to keep a photovoltaic (PV) array operating at its optimal point. This report first investigates the implementation of two Machine Learning (ML) algorithms, namely Support Vector Regression (SVR) and K-Nearest Neighbors (KNN), under homogeneous irradiance conditions. The performance of these two methods is analysed and compared with that of an improved Perturb and Observed (P&O) process. Several scenarios involving varying solar irradiance and temperature conditions were simulated to evaluate the tracking efficiency of the different methods. The obtained numerical results show that ML methods provide a significant advantage when a temperature measurement is included as input to the model, achieving tracking efficiencies higher than 99%, even in the presence of measurement noise. The case of partial shading is also investigated, highlighting the limitations of conventional MPPT techniques and the need for adapted strategies, such as a Q-Learning approach, to identify the global maximum power point. The results indicate that a key challenge lies in resetting the Q-table, which stores previously encountered states, in order to cope with dynamically evolving outdoor conditions. Finally, the concept of Flexible Power Point Tracking is briefly discussed as a potential extension of MPPT strategies.


Fichier(s)

Document(s)

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Access MasterThesis_LeaLeonard_s210996.pdf
Description:
Taille: 79.22 MB
Format: Adobe PDF

Annexe(s)

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Access Appendix_Relevant_illustrations.zip
Description: This file contains some illustrations from the completed work, providing a general overview of the content covered in the report.
Taille: 10.44 MB
Format: Unknown
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Access Summary_LeaLeonard_s210996.pdf
Description: This document provides a summary of the completed work.
Taille: 56.02 kB
Format: Adobe PDF

Auteur

  • Léonard, Léa ULiège Université de Liège > Mast. ing. civ. gén. énerg. fin. spéc. Energ. conv.

Promoteur(s)

Membre(s) du jury

  • Bidaine, Benoit
  • Dewallef, Pierre ULiège Université de Liège - ULiège > Département d'aérospatiale et mécanique > Systèmes de conversion d'énergie pour un dévelop.durable
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