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Enregistrement W4409560752 · doi:10.1109/access.2025.3561807

A Comparative Study Between Soft Actor-Critic (SAC) and Deep Deterministic Policy Gradient (DDPG) Algorithms for Solar PV MPPT Control Under Partial Shading Conditions

2025· article· en· W4409560752 sur OpenAlexfundno aff
Sampson E. Nwachukwu, Komla A. Folly, Kehinde Awodele

Notice bibliographique

RevueIEEE Access · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineEnergy
ThématiquePhotovoltaic System Optimization Techniques
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesMastercard FoundationNational Kidney Foundation of South AfricaNational Research Foundation
Mots-clésShadingComputer scienceMaximum power point trackingControl theory (sociology)Photovoltaic systemAlgorithmControl (management)Mathematical optimizationMathematicsPhysicsArtificial intelligencePower (physics)EngineeringElectrical engineeringThermodynamics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

The use of photovoltaic (PV) arrays in smart grid systems is growing due to the increasing energy demand and greenhouse gas emissions. However, due to the intermittent nature of PV arrays, the Maximum Power Point Tracking (MPPT) algorithm is typically employed to optimize the system’s energy production. In the past, the conventional perturb and observe (P&O) method was proposed for solar PV MPPT control. While the P&O method can estimate the PV maximum power under uniform irradiation, it often exhibits sluggish tracking and unstable steady-state oscillations and fails to track the global maximum power point (GMPP) under partial shading conditions (PSCs). These problems have been addressed using deep reinforcement learning (RL) algorithms, such as the deep deterministic policy gradient (DDPG) algorithm. However, due to the DDPG’s intrinsic drawbacks, such as unstable training, Q-value overestimation, brittle convergence, and hyperparameter sensitivity, it often produces steady-state power oscillations near the GMPP under PSCs, resulting in power loss. This paper presents a soft actor-critic (SAC) algorithm, for solving solar PV MPPT control problems under PSCs. Unlike DDPG, which utilizes only one Q-network in the critic, SAC utilizes two Q-networks in the critic and maximum entropy policy in the reward function, which guarantees its training stability and improves its exploration and robustness in the presence of “estimation and model errors”. Despite its potential, the SAC-based MPPT approach has not been extensively explored or compared with DDPG to determine the superior method for PV MPPT control. This paper provides an adequate comparison between the performances of DDPG and SAC, including their optimal hyperparameter configurations, for PV MPPT control. To solve the MPPT control problem, the mathematical model of the boost converter and the solar PV system were developed. Then, a Markov Decision Process model was formulated, which represents the PV system’s behavior. For completeness in the comparison, the conventional P&O algorithm was also included. Simulation results show that SAC and DDPG algorithms achieved superior performance compared to the P&O method under PSCs, and constant and varying irradiance levels. It is shown that the SAC algorithm provides superior performance in achieving high tracking efficiency and zero power oscillations near the PV MPP and GMPP compared to the DDPG method.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,005
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,009
Score d'incertitude au seuil0,019

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,005
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,063
Tête enseignante GPT0,401
Écart entre enseignants0,338 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations17
Publié2025
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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