[發(fā)明專利]可實現(xiàn)光伏陣列重構(gòu)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及最大功率點求解方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310182226.3
• 申請日: 2013-05-16
• 公開（公告）號: CN103353716A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓偉;王宏華
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 王華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于最優(yōu)控制和最優(yōu)化方法研究領(lǐng)域，具體應(yīng)用于光伏發(fā)電系統(tǒng)中，解決陰影情況下輸出最大功率的方法。

背景技術(shù)

光伏發(fā)電系統(tǒng)中，容易受到浮云、建筑、樹木等造成的遮陰影響。遮陰現(xiàn)象會給光伏系統(tǒng)帶來諸多問題，例如輸出功率急劇減小、熱斑效應(yīng)、最大功率點尋優(yōu)技術(shù)失效等。光伏模塊輸出電壓只有幾十伏，輸出功率只有數(shù)百瓦，通常需要串、并聯(lián)組合以滿足實際使用的電壓和功率等級要求，加劇了遮陰的影響。因此，如何削弱遮陰影響已成為光伏發(fā)電技術(shù)的熱點研究內(nèi)容。

為了保證光伏發(fā)電系統(tǒng)的運行效率，在系統(tǒng)設(shè)計時有必要根據(jù)實際安裝條件，考慮陰影的影響，對光伏陣列結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。同時根據(jù)局部陰影條件下的特性曲線可知，輸出功率出現(xiàn)多個局部極大值，常規(guī)的光伏陣列最大功率點尋優(yōu)算法在局部陰影條件下時可能失效，陷入局部極大值，并未實現(xiàn)真正的最大功率點求解。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：從光伏陣列的結(jié)構(gòu)出發(fā)，仿真研究了在遮陰影響下不同光伏陣列輸出特性的變化情況，本發(fā)明建立局部陰影下可實現(xiàn)光伏陣列拓?fù)渲貥?gòu)的模型，以減弱遮陰影響。在此基礎(chǔ)上，提出了改進(jìn)果蠅算法求解各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下的全局最大功率點，并確定滿足約束條件的光伏陣列優(yōu)化拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

技術(shù)方案：為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：包括四塊光伏陣列、六個二極管和六個可控開關(guān)：其中，四塊光伏陣列按串聯(lián)模式連接，且相鄰兩個光伏陣列之間分別串接有可控開關(guān)；另外三個可控開關(guān)分別跨接在中間兩個光伏陣列上；所述二極管分為兩支路，其中一支路從上至下分別跨接在每個光伏陣列和可控開關(guān)組成的整體上，共計3個；另一支路從下至上分別跨接在每個可控開關(guān)和光伏陣列組成的整體上，共計3個。

本發(fā)明另一目的是提供一種基于上述拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的改進(jìn)型果蠅算法求解最大功率點的方法，包括以下步驟：

第一步、算法的初始化：設(shè)置初始果蠅群體的位置、種群數(shù)量、迭代次數(shù)和迭代步進(jìn)值；

第二歩、種群評價：

在對各參數(shù)進(jìn)行初始化后，計算每個果蠅對應(yīng)目標(biāo)函數(shù)的適應(yīng)值，其中所述目標(biāo)函數(shù)為光伏陣列輸出的總功率，適應(yīng)度函數(shù)通過公式（1）和（2）表示：

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