[發明專利]一種光伏發電系統及光伏陣列最大功率點跟蹤控制方法

有效

• 申請號: 201711115033.0
• 申請日: 2017-11-13
• 公開（公告）號: CN107947226B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 胡玉純;王偉;屈許良;張俊豪
• 申請（專利權）人: 河南森源電氣股份有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02M3/335;H02M7/5387
• 代理公司: 41119 鄭州睿信知識產權代理有限公司
• 代理人: 吳敏

1.一種光伏陣列最大功率點跟蹤控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

采集步驟：采集光伏陣列的各個光伏板輸出的電壓和電流；其中，光伏陣列的各個光伏板對應光伏陣列的各個輸出點；

跟蹤步驟：以光伏陣列輸出為種群，以光伏陣列的各個輸出點為個體，以光伏陣列輸出點的功率為適應度函數，采用自適應差分進化方法對光伏陣列的輸出功率進行全局跟蹤，篩選出光伏陣列的最大功率輸出點；其中，光伏陣列輸出點的功率為對應電壓和電流的乘積；

控制步驟：根據最大功率輸出點對負載進行控制；

所述自適應差分進化方法的步驟包括：

1)以適應度函數對種群中的個體進行篩選，將適應度函數值小于該輪設定適應度閾值的個體進行淘汰，得到該輪的種群；

2)更新變異因子和交叉因子，利用更新后的變異因子和交叉因子對該輪的種群中的個體進行變異和交叉操作，得到篩選的種群；

3)對篩選的種群進行下一輪的進化操作，直至滿足迭代次數，得到最優的種群，從最優的種群中選擇適應度函數值最高的個體作為光伏陣列的最大功率輸出點；

所述交叉因子為：

其中，CR(G)為交叉因子，為種群適應度方差，N_p為種群規模，f_i為第i個個體的適應度值，f_av為種群的平均適應度值，f_best為當前種群中最優適應度值；CR_min為交叉因子取值的下限；CR_max為交叉因子取值的上限。

2.根據權利要求1所述的光伏陣列最大功率點跟蹤控制方法，其特征在于，所述變異因子為：

其中，K(G)為變異因子；為種群適應度方差，N_p為種群規模，f_i為第i個個體的適應度值，f_av為種群的平均適應度值，f_best為當前種群中最優適應度值；K_min為變異因子取值的下限；K_max為變異因子取值的上限。

3.一種光伏發電系統，包括光伏陣列、采集單元、控制單元和用于與光伏陣列連接的DC/DC變換器，所述采集單元與光伏陣列連接，所述控制單元控制連接所述DC/DC變換器、并采樣連接所述采集單元，其特征在于，所述采集單元用于采集光伏陣列的各個光伏板輸出的電壓和電流；其中，光伏陣列的各個光伏板對應光伏陣列的各個輸出點；

所述控制單元用于以光伏陣列輸出為種群，以光伏陣列的各個輸出點為個體，以光伏陣列輸出點的功率為適應度函數，采用自適應差分進化方法對光伏陣列的輸出功率進行全局跟蹤，直至篩選出光伏陣列的最大功率輸出點；其中，光伏陣列輸出點的功率為對應電壓和電流的乘積；并根據最大功率輸出點來控制DC/DC變換器；

所述控制單元中采用的自適應差分進化方法的步驟包括：

以適應度函數對種群中的個體進行篩選，將適應度函數值小于該輪設定適應度閾值的個體進行淘汰，得到該輪的種群；

更新變異因子和交叉因子，利用更新后的變異因子和交叉因子對該輪的種群中的個體進行變異和交叉操作，得到篩選的種群；

對篩選的種群進行下一輪的進化操作，直至滿足迭代次數，得到最優的種群，從最優的種群中選擇適應度函數值最高的個體作為光伏陣列的最大功率輸出點；

所述交叉因子為：

其中，CR(G)為交叉因子，為種群適應度方差，N_p為種群規模，f_i為第i個個體的適應度值，f_av為種群的平均適應度值，f_best為當前種群中最優適應度值；CR_min為交叉因子取值的下限；CR_max為交叉因子取值的上限。

4.根據權利要求3所述的光伏發電系統，其特征在于，還包括電網頻率和相位跟蹤單元、DC/AC逆變器；DC/AC逆變器一端連接DC/DC變換器，另一端用于連接電網；所述電網頻率和相位跟蹤單元用于采樣連接電網，控制連接所述DC/AC逆變器。