[發(fā)明專利]基于自適應(yīng)果蠅搜索的光伏陣列最大功率點(diǎn)跟蹤方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611039614.6
• 申請(qǐng)日: 2016-11-21
• 公開（公告）號(hào): CN106325354B
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔吉生;王濤;剛宏;邱鵬;劉長(zhǎng)順;劉朝輝;劉云松;王春鳳;潘丹濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司錦州供電公司;國(guó)家電網(wǎng)公司
• 主分類號(hào): G05F1/67
• 分類號(hào): G05F1/67
• 代理公司: 錦州遼西專利事務(wù)所(普通合伙)21225
• 代理人: 李輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光伏陣列最大功率點(diǎn)跟蹤方法，更具體地說，是一種基于自適應(yīng)果蠅搜索的光伏陣列最大功率點(diǎn)跟蹤方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)能源發(fā)電面臨著能源短缺及環(huán)境污染等問題，以光伏發(fā)電為代表的新能源發(fā)電日益受到人們的青睞。光伏發(fā)電系統(tǒng)的最大功率點(diǎn)跟蹤問題是亟待解決的核心問題之一，目前常用的跟蹤方法有電導(dǎo)增量法、擾動(dòng)觀察法。電導(dǎo)增量法通過計(jì)算dP/dU的值，判斷光伏陣列的最大功率點(diǎn)，當(dāng)dP/dU＝0時(shí)，認(rèn)為跟蹤到光伏陣列最大功率點(diǎn)。擾動(dòng)觀察法，通過對(duì)光伏陣列輸出電壓值加擾動(dòng)量，計(jì)算功率值，將擾動(dòng)后的功率值與擾動(dòng)前的功率值比較，判斷下一次的擾動(dòng)方向，通過此方法搜索光伏陣列的最大功率點(diǎn)。此兩種方法大都適用于光伏陣列無遮擋情況下，P-V曲線呈現(xiàn)單峰時(shí)的最大功率點(diǎn)跟蹤。實(shí)際應(yīng)用中，尤其是隨著光伏建筑的發(fā)展，光伏陣列的遮擋情況時(shí)有發(fā)生。此時(shí)，光伏陣列的P-V曲線呈現(xiàn)多峰特性，而原有的電導(dǎo)增量法，擾動(dòng)觀察法等，大多搜索到第一個(gè)峰值點(diǎn)就停止搜索，認(rèn)為已經(jīng)跟蹤到光伏陣列的最大功率點(diǎn)。但遮擋情況下，多峰的P-V曲線，最大峰值點(diǎn)并不一定就是第一個(gè)峰值點(diǎn)，所以原有跟蹤方法大多失效，易陷入局部極值點(diǎn)的跟蹤。

ZL201110337989.1提出了一種光伏電池遮蔽情況下的最大功率點(diǎn)跟蹤方法，其目的同樣是對(duì)光伏電池P-V曲線存在多極值情況下的最大功率點(diǎn)跟蹤。但該方法計(jì)算量大且計(jì)算程度復(fù)雜，完成一次搜索耗時(shí)較長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決光伏陣列部分遮擋情況下的最大功率點(diǎn)跟蹤問題，減少光伏系統(tǒng)的功率損失，提高發(fā)電效率，提出了一種基于自適應(yīng)果蠅搜索的光伏陣列最大功率點(diǎn)跟蹤方法，該方法不僅可以精確、快速的跟蹤到全局最優(yōu)點(diǎn)，還可以當(dāng)外界環(huán)境突變時(shí)，重新搜索到全局最優(yōu)點(diǎn)，避免產(chǎn)生誤判斷現(xiàn)象。此方法具有搜索范圍廣，搜索速度快，算法簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

一種基于自適應(yīng)果蠅搜索的光伏陣列最大功率點(diǎn)跟蹤方法，包括如下步驟：

S1.首先對(duì)果蠅種群位置、果蠅規(guī)模及最大迭代次數(shù)進(jìn)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(duì)應(yīng)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(guī)模sizepop和算法最大迭代次數(shù)maxgen；

S2.根據(jù)初始步長(zhǎng)值L₀和當(dāng)前覓食代數(shù)g確定出隨機(jī)步長(zhǎng)L并進(jìn)行自適應(yīng)步長(zhǎng)嗅覺搜索；其中隨機(jī)步長(zhǎng)L值由初始步長(zhǎng)值L₀,最大迭代次數(shù)maxgen及當(dāng)前覓食代數(shù)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(jī)步長(zhǎng)L求得；采用自適應(yīng)步長(zhǎng)嗅覺搜索，提高最大功率點(diǎn)全局搜索效率和尋優(yōu)精度；具體求法如下：

V_i＝V_-axis+L(2)

I_i＝I_-axis+L(3)

S3.進(jìn)行初步計(jì)算，通過光伏系統(tǒng)控制器采集的光伏陣列輸出電壓V_i和輸出電流I_i，計(jì)算個(gè)體距坐標(biāo)原點(diǎn)的距離Dist_i，從而確定果蠅個(gè)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(diǎn)搜索方向判定參數(shù)，以改善全局尋優(yōu)能力；具體公式如下：

C_i＝1/(Dist_i+α)+β (5)

其中，為確定更加準(zhǔn)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(yōu)因子g×Dist_i中，g服從均勻分布；第二類避免局部最優(yōu)因子K×V_-axis或K×I_-axis中，K為設(shè)定常數(shù)，取值為0.8；

S4.根據(jù)味道濃度的判定值，將其代入味道濃度和判斷函數(shù)，判斷函數(shù)是光照強(qiáng)度S_i和環(huán)境溫度T_i的函數(shù)，計(jì)算當(dāng)前每個(gè)果蠅個(gè)體的氣味濃度值,即光伏系統(tǒng)中光伏陣列的輸出功率P_i；