[發明專利]一種局部遮陰下光伏系統最大功率跟蹤控制方法

在審

• 申請號: 201810449614.6
• 申請日: 2018-05-11
• 公開（公告）號: CN108459652A
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 張煬
• 申請（專利權）人: 深圳供電局有限公司
• 主分類號: G05F1/67
• 分類號: G05F1/67;G06N3/00;H02M3/00
• 代理公司: 深圳匯智容達專利商標事務所(普通合伙) 44238
• 代理人: 潘中毅;熊賢卿

本發明公開了一種局部遮陰下光伏系統最大功率跟蹤控制方法，所述方法主要包括初始化策略、約束機制和計算適應度、橫向交叉、縱向交叉以及保存全局最優等幾個方面。本發明方法所采用的縱橫交叉算法是當前一種全新的智能優化算法，相比于粒子群算法（PSO）和遺傳算法（GA）等智能優化算法，它在解決高維非凸多峰的優化問題上具有求解精度高、收斂速度快等特點。點該算法通過橫向交叉、縱向交叉和競爭算子來實現種群的優化迭代過程，最終求得最優解。

技術領域

本發明涉及光伏發電系統技術領域，具體涉及一種局部遮陰下光伏系統最大功率跟蹤控制方法。

背景技術

光伏能源因其可持續性、清潔性和無須維護等特點成為目前廣泛應用的可再生能源。然而，光伏發電系統的輸出密度很低且主要取決于安裝的環境與光伏陣列的表面溫度。在局部遮陰的情況下，光伏發電系統的輸出功率會大大降低，造成大量的能量損耗。光伏陣列的P-U曲線在局部遮陰的條件下會產生多個峰值，為了使光伏發電系統的輸出功率盡可能地最大化，需采用最大功率點跟蹤控制方法來實現。

而傳統的最大功率點跟蹤方法如擾動觀測法、導納增量法、短路電流法、開路電壓法和模糊邏輯控制等都是為了通過降低硬件要求來提升跟蹤的性能，但是這些都是在同一日曬條件下即單峰現象中才行之有效。

遮陰情況下，針對光伏陣列的P-U曲線出現多個峰值的這一現象，有學者運用一種智能優化算法即粒子群算法(particle swarm optimization，PSO)來解決這一問題。該智能優化算法相對于傳統的最大功率跟蹤方法，具有降低系統成本、模型相對簡單且獨立運行等優點。然而，在處理這類多峰問題時，粒子群算法仍然存在著收斂速度慢、控制精度較低以及容易過早收斂等問題。

因此，光伏發電系統的輸出功率的智能跟蹤技術還有待于改進。

發明內容

本發明針對現有技術中局部遮陰下光伏陣列P-U曲線出現多個峰值的最大功率跟蹤問題，提出一種局部遮陰下光伏系統最大功率跟蹤方法，該方法基于縱橫交叉智能優化算法(crisscross optimization algorithm,CSO)，在局部遮陰的情況下實現光伏系統的最大功率的跟蹤控制。

為了實現本發明目的，本發明實施例提出一種局部遮陰下光伏系統最大功率跟蹤控制方法，包括如下步驟：

步驟(1)，初始化種群，設種群大小為X，最大迭代次數為m，種群中的每一個粒子表示一個解，將粒子的位置定義成DC/DC轉換器的占空比d；

步驟(2)，計算每個父代粒子的適應度，所述適應度為局部遮陰下光伏系統輸出功率p_pv；

步驟(3)，種群中任意兩個粒子X(i)和X(j)橫向交叉產生兩個中庸解MS_hc(i)和MS_hc(j)，計算所述兩個中庸解MS_hc(i)和MS_hc(j)的適應度，分別將MS_hc(i)和MS_hc(j)與其父代粒子X(i)和X(j)的適應度進行比較，比較后分別保留適應度較好的解作為占優解DS_hcX(i)和DS_hcX(j)；