[發明專利]基于自適應果蠅搜索的光伏陣列最大功率點跟蹤方法

有效

• 申請號: 201611039614.6
• 申請日: 2016-11-21
• 公開（公告）號: CN106325354B
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 崔吉生;王濤;剛宏;邱鵬;劉長順;劉朝輝;劉云松;王春鳳;潘丹濤
• 申請（專利權）人: 國網遼寧省電力有限公司錦州供電公司;國家電網公司
• 主分類號: G05F1/67
• 分類號: G05F1/67
• 代理公司: 錦州遼西專利事務所(普通合伙)21225
• 代理人: 李輝

1.一種基于自適應果蠅搜索的光伏陣列最大功率點跟蹤方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1.首先對果蠅種群位置、果蠅規模及最大迭代次數進行初始化；基于恒定電壓法，采用光伏陣列開路電壓的0.78倍和對應的光伏陣列輸出電流值作為果蠅種群初始位置(V_-axis，I_-axis)；確定初始果蠅規模sizepop和算法最大迭代次數maxgen；

S2.根據初始步長值L₀和當前覓食代數g確定出隨機步長L并進行自適應步長嗅覺搜索；其中隨機步長L值由初始步長值L₀,最大迭代次數maxgen及當前覓食代數g求得，光伏陣列輸出電壓V_i和輸出電流I_i由果蠅種群初始位置(V_-axis，I_-axis)和隨機步長L求得；采用自適應步長嗅覺搜索，提高最大功率點全局搜索效率和尋優精度；具體求法如下：

L=L0-L0(g-1)max gen---(1)]]>

V_i＝V_-axis+L(2)

I_i＝I_-axis+L(3)

S3.進行初步計算，通過光伏系統控制器采集的光伏陣列輸出電壓V_i和輸出電流I_i，計算個體距坐標原點的距離Dist_i，從而確定果蠅個體的味道濃度判定值C_i，并以味道濃度判定值C_i作為全局最大功率點搜索方向判定參數，以改善全局尋優能力；具體公式如下：

Disti=(Vi2+Ii2)---(4)]]>

C_i＝1/(Dist_i+α)+β (5)

其中，為確定更加準確的味道濃度判定值C_i，使α>0,β分為兩種：

第一類避免局部最優因子g×Dist_i中，g服從均勻分布；第二類避免局部最優因子

K×V_-axis或K×I_-axis中，K為設定常數，取值為0.8；

S4.根據味道濃度的判定值，將其代入味道濃度和判斷函數，判斷函數是光照強度S_i和環境溫度T_i的函數，計算當前每個果蠅個體的氣味濃度值,即光伏系統中光伏陣列的輸出功率P_i；

P_i＝U_mI_m(1+aΔT)(1+bΔS)(1-dΔT)＝V_iI_i(7)

其中U_m，I_m是光伏陣列標準情況下最大功率點處的電壓值和電流值，a、d采用典型值：

a＝0.0025/℃；d＝0.00288/℃；b采用優化后的參數值：

b＝-0.194+7.056×10^-4×S,ΔT＝T_i-T,ΔS＝S_i-S，T_i為光伏陣列實際溫度，T為標況下光伏陣列溫度，S_i為當前實際光照強度，S為標況下的光照強度1kW/m²；

S5.根據氣味濃度值即光伏陣列的輸出功率P_i，找出當前種群中氣味濃度最高的果蠅個體，即此時的最大功率值bestP，并記錄此時的最佳坐標位置bestindex；

[bestP,bestindex]＝max(P_i)(8)

S6.基于果蠅算法中視覺定位原理，記錄并保留bestP和此時的最優果蠅個體坐標(V,I),V、I分別為光伏陣列最大功率點對應的光伏陣列輸出電壓和輸出電流值；同時，整個果蠅種群利用敏銳的視覺飛往最優個體位置，即系統控制器以此為依據，調節PWM的占空比D，從而控制Boost電路的輸出電壓：

Pbest＝bestP(9)

V＝V(bestindex) (10)

I＝I(bestindex) (11)

S7.進行迭代尋優，首先判斷是否達到終止條件g＝maxgen；當g<maxgen時，重復步驟S2～S5，并判斷此時的最佳味道濃度是否優于前一次迭代的最佳味道濃度值，若是則執行步驟S6，循環該過程，直到g＝maxgen時，執行步驟S8；

S8:迭代搜索終止，擾動判斷外界條件是否發生改變，分別對輸出電壓值進行正、負向擾動，得到V₊與V_-，求出對應的功率值P₊與P_-,并與原有功率P相比，若P＞P₊且P＞P_-,說明此時的工作點仍為系統的最大功率點，則保持原輸出功率不變，否則說明最大功率點位置改變，返回步驟S2，重新進行全局最大功率點搜索。

2.根據權利要求1所述的基于自適應果蠅搜索的光伏陣列最大功率點跟蹤方法，其特征在于，所述初始果蠅規模sizepop為20－100個，算法最大迭代次數maxgen為100－2000次。