[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于智能預(yù)測(cè)的光伏多峰值最大功率點(diǎn)跟蹤方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810833911.0
• 申請(qǐng)日: 2018-07-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109101071B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于艾清;屠亞南
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海電力學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): G05F1/67
• 分類(lèi)號(hào): G05F1/67
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 葉敏華

1.一種基于智能預(yù)測(cè)的光伏多峰值最大功率點(diǎn)跟蹤方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

S1：結(jié)合光伏陣列電流-電壓特性曲線和質(zhì)點(diǎn)平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的相似性，構(gòu)建光伏陣列運(yùn)動(dòng)學(xué)平拋模型；

S2：采用改進(jìn)的粒子群算法對(duì)光伏陣列運(yùn)動(dòng)學(xué)平拋模型進(jìn)行求解，實(shí)現(xiàn)最大功率預(yù)測(cè)，獲取最大功率點(diǎn)及最大功率點(diǎn)處的電壓；

S3：采用電壓閉環(huán)控制法對(duì)預(yù)測(cè)到的最大功率點(diǎn)進(jìn)行局部跟蹤，獲取控制信號(hào)；

S4：根據(jù)獲取的控制信號(hào)控制Boost電路導(dǎo)通和關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)光伏陣列最大輸出功率的實(shí)時(shí)控制；

步驟S1中，光伏陣列運(yùn)動(dòng)學(xué)平拋模型的表達(dá)式為：

式中：I_sc為當(dāng)前光伏電池的短路電流，U_oc為當(dāng)前光伏電池的開(kāi)路電壓，I_m為當(dāng)前光伏電池的最大電流，U_m為當(dāng)前光伏電池的最大電壓，其中：

式中：I_sc為當(dāng)前光伏電池的短路電流，U_oc為當(dāng)前光伏電池的開(kāi)路電壓，I_m為當(dāng)前光伏電池的最大電流，U_m為當(dāng)前光伏電池的最大電壓；

當(dāng)外界環(huán)境變化時(shí)，模型的修正公式為：

式中：ΔT為溫度的變化量，ΔS為光照強(qiáng)度的變化量，T_ref為參考溫度，T_ref＝25℃，S_ref為參考光照強(qiáng)度，S_ref＝1000W/m²，I_sc為當(dāng)前光伏電池的短路電流，U_oc為當(dāng)前光伏電池的開(kāi)路電壓，I_m為當(dāng)前光伏電池的最大電流，U_m為當(dāng)前光伏電池的最大電壓，e為自然對(duì)數(shù)的底數(shù)，其值約為2.71828，a、b、c為系數(shù)，I_scref為參考光照強(qiáng)度和溫度條件下的光伏電池短路電流，U_ocref為參考光照強(qiáng)度和溫度條件下的光伏電池開(kāi)路電壓，I_mref為參考光照強(qiáng)度和溫度條件下的光伏電池最大電流，U_mref為參考光照強(qiáng)度和溫度條件下的光伏電池最大電壓；

步驟S2中，采用改進(jìn)的粒子群算法對(duì)光伏陣列運(yùn)動(dòng)學(xué)平拋模型求解的具體步驟包括：

201)設(shè)置算法參數(shù)并初始化粒子種群，初始化粒子相位，每個(gè)粒子包含有三個(gè)位置的信息，以及粒子的編碼和解空間變換，該粒子為光伏陣列的電壓；

202)以光伏陣列模型的輸出功率作為適應(yīng)度函數(shù)，計(jì)算各粒子適應(yīng)度值并評(píng)價(jià)；

203)根據(jù)粒子的適應(yīng)度值更新自身和全局最優(yōu)相位；

204)利用自適應(yīng)量子旋轉(zhuǎn)門(mén)調(diào)整量子比特的相位參數(shù)θ和實(shí)現(xiàn)粒子的位置更新，并將其映射到解空間；

205)計(jì)算各粒子適應(yīng)度值并評(píng)價(jià)，根據(jù)粒子的適應(yīng)度更新自身和全局最優(yōu)相位；

206)選擇當(dāng)代最優(yōu)解并保存，判斷是否達(dá)到最大迭代次數(shù)，若未達(dá)到，轉(zhuǎn)至步驟207)，若達(dá)到，轉(zhuǎn)至步驟208)；

207)以pa的概率選擇變異粒子，利用量子非門(mén)調(diào)整相位參數(shù)θ和實(shí)現(xiàn)粒子的變異，并將其映射到解空間，計(jì)算新種群的適應(yīng)度值并評(píng)價(jià)，轉(zhuǎn)至步驟203)；

208)輸出最優(yōu)解，獲取最大功率點(diǎn)及最大功率點(diǎn)處的電壓；

步驟S3中，采用電壓閉環(huán)控制法對(duì)預(yù)測(cè)到的最大功率點(diǎn)進(jìn)行尋優(yōu)的具體步驟包括：

301)對(duì)預(yù)測(cè)得到的最大功率點(diǎn)處的電壓與光伏陣列的實(shí)際電壓做差值，并將該差值與上一時(shí)刻的差值比較，獲取控制量；

302)將獲取的控制量與定步長(zhǎng)相乘，將得到的乘積與三角波信號(hào)進(jìn)行比較，獲取控制信號(hào)。