[發明專利]一種局部陰影下光伏陣列的最大功率跟蹤方法

有效

• 申請號: 201810092224.8
• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN108398982B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 屠亞南;于艾清
• 申請（專利權）人: 上海電力學院
• 主分類號: G05F1/67
• 分類號: G05F1/67
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司 31225
• 代理人: 葉敏華

1.一種局部陰影下光伏陣列的最大功率跟蹤方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：根據光伏電池的特性，建立局部陰影條件下的光伏陣列模型；

S2：采用基于Bloch球面的QPSO改進算法對光伏陣列模型求解，獲取輸出功率；包括以下步驟：

1)設置基于Bloch球面的QPSO改進算法的參數，初始化粒子種群及粒子的相位；

2)計算各個粒子的適應度值；

3)根據粒子的適應度值更新自身和全局最優相位；

4)利用自適應量子旋轉門，對量子比特的相位參數進行調整，實現粒子的位置更新，并將其映射到解空間；

5)計算各粒子適應度值并評價，根據粒子的適應度更新自身，選出個體最優相位，并選出全局最優相位；

6)保存個體最優相位并判斷是否達到最大迭代次數，若未達到，轉至步驟7)，若達到，轉至步驟8)；

7)依變異概率選擇粒子，計算自適應量子旋轉門，利用自適應量子旋轉門進行自適應粒子變異后，執行步驟4)；

8)輸出最優解；

所述的步驟4)和步驟7)中，相位參數包括兩個相位參數θ和

步驟1)的具體內容為：

101)由相位參數θ和兩個角度確定在Bloch球面坐標下的點，量子位用Bloch球面坐標表示為：

102)采用量子位的Bloch球面坐標編碼，則種群中第i個粒子P_i的Bloch球面坐標為：

式中，θ_ij＝π×rand，rand為[0，1]區間的隨機數；i＝1,2…,m，m為種群規模；n為優化變量的個數；在IBQPSO算法中，每個粒子同時占據空間三個位置，即同時代表三個優化解，分別為X解、Y解、Z解：

P_iz＝(cosθ_i1,cosθ_i2,…,cosθ_in)

103)記第i個粒子P_i上的第j個量子位的Bloch坐標為[x_ij,y_ij,z_ij]^T，j＝1,2,…n，n為優化變量的個數；優化問題解空間的第j維的取值范圍為則由單位空間Iⁿ＝[-1,1]ⁿ映射到優化問題解空間的變換公式為：

104)結束初始化，輸出初始粒子信息；

所述的步驟4)的具體內容為：

利用自適應量子旋轉門，對量子比特的兩個相位參數θ和進行調整，實現粒子的位置更新，并將其映射到解空間；

自適應量子旋轉門U如下式所示：

更新公式如下式所示：

其中，α_i為當前迭代對應的旋轉角；

所述的當前迭代對應的旋轉角α_i的定義為：

式中，α_min是最小旋轉角；α_max是最大旋轉角；f_i是指當前第i個粒子的適應值；f_min是當代粒子中的最小適應值；f_max是當代粒子中的最大適應值；gen 是當前的迭代次數；maxgen是算法設置的最大迭代次數 ；

S3：以獲取的輸出功率作為適應度函數，通過迭代搜索，實現光伏陣列的最大功率點跟蹤。

2.根據權利要求1所述的一種局部陰影下光伏陣列的最大功率跟蹤方法，其特征在于，所述的步驟5)的具體內容為：

根據粒子的適應度值，判斷粒子的初始位置，并將此次粒子的位置與其他粒子的位置進行比較；適應度值最高的粒子為個體最優粒子，其相位為個體最優相位；將個體最優粒子與上一級的四個粒子的適應度值進行比較，若適應度值大于上一級的最高適應度值，則該個體最優粒子為全局最優粒子，其相位為全局最優相位；若適應度值小于上一級的最高適應度值，則全局最優粒子為上一級最高適應度值粒子，其相位為全局最優相位。

3.根據權利要求1所述的一種局部陰影下光伏陣列的最大功率跟蹤方法，其特征在于，所述的步驟7)與步驟4)采用的自適應量子旋轉門中的當前迭代對應的旋轉角相同。