[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于領(lǐng)地粒子群的光伏多峰最大功率點(diǎn)追蹤方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811038664.1
• 申請(qǐng)日: 2018-09-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109144163B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石季英;喬文;薛飛;李雅靜;楊文靜;胡露;張登雨
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G05F1/67
• 分類(lèi)號(hào): G05F1/67
• 代理公司: 12201 天津市北洋有限責(zé)任專(zhuān)利代理事務(wù)所
• 代理人: 程毓英

本發(fā)明涉及一種基于領(lǐng)地粒子群的光伏多峰最大功率點(diǎn)追蹤方法，包括以下步驟：1)調(diào)節(jié)PWM的占空比為0，得到Boost電路的輸出電壓；2)設(shè)定粒子群數(shù)目；3)計(jì)算所述每個(gè)粒子的適應(yīng)值，根據(jù)所得適應(yīng)值重新判斷并選擇全局最優(yōu)粒子和全局最優(yōu)粒子領(lǐng)地；4)確定所述粒子領(lǐng)地內(nèi)的最大值估計(jì)范圍；5)判斷所述最大值估計(jì)范圍包含全局最優(yōu)粒子的適應(yīng)值條件是否成立；6)判斷粒子間的最大距離d_max小于0.02U_ocar條件是否成立；7)計(jì)算各個(gè)所述粒子適應(yīng)值，重新判斷并選擇全局最優(yōu)粒子；8)判斷所述粒子間的最大距離d_max小于0.01U_ocar條件是否成立；9)保持輸出電壓為得到的全局最優(yōu)粒子位置的電壓，判斷環(huán)境是否發(fā)生突變。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光伏發(fā)電領(lǐng)域，特別是涉及一種基于領(lǐng)地粒子群的光伏多峰最大功率點(diǎn)追蹤方法。

背景技術(shù)

在整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)中，光伏電池技術(shù)和光伏變換控制技術(shù)是兩大支撐技術(shù)。最大功率點(diǎn)跟蹤是高效光伏發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前針對(duì)光伏陣列P-U特性曲線非線性特點(diǎn)已經(jīng)提出很多最大功率跟蹤算法。

傳統(tǒng)算法主要包括擾動(dòng)觀察法、電導(dǎo)增量法、短路電流比例系數(shù)法、滑模極值搜索等，這些算法主要針對(duì)無(wú)遮蔽、均勻光照模式下的最大功率點(diǎn)跟蹤。光伏電池被局部遮蔽或者特性不一致可能導(dǎo)致多功率極值出現(xiàn)，尤其對(duì)于大規(guī)模光伏陣列，容易處于烏云、樹(shù)蔭、建筑物以及灰塵等的遮蔽狀態(tài)而呈現(xiàn)多峰值的特性。傳統(tǒng)算法不具備全局跟蹤能力，在多峰值情況下會(huì)陷入局部極值而導(dǎo)致大量能量損失。智能算法主要包括粒子群算法、布谷鳥(niǎo)算法、螢火蟲(chóng)算法、蟻群算法、蜂群算法以及狼群算法等，這些算法能夠追蹤到全局最大功率點(diǎn)，但仍然具有追蹤時(shí)間長(zhǎng)的缺點(diǎn)。

如何在遮蔽情況與無(wú)遮蔽情況下均能快速追蹤到全局最大功率點(diǎn)，且追蹤時(shí)間不受遮蔽情況復(fù)雜等因素的影響，是目前光伏陣列最大功率跟蹤方法中迫切需要解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種可以縮短粒子群算法追蹤時(shí)間，能夠迅速縮小搜索區(qū)域，可適應(yīng)光伏陣列在不同遮蔽情況下的一種基于領(lǐng)地粒子群的光伏多峰最大功率點(diǎn)追蹤方法。本發(fā)明解決上述問(wèn)題的技術(shù)方案是：

一種基于領(lǐng)地粒子群的光伏多峰最大功率點(diǎn)追蹤方法，包括以下步驟：

1)調(diào)節(jié)PWM的占空比為0，得到Boost電路的輸出電壓U_ocar；

2)設(shè)定粒子群數(shù)目為3，所述粒子的初始位置分別為1、U_ocar/3和2U_ocar/3；所述粒子的初始領(lǐng)地分別為[1，U_ocar/3)、[U_ocar/3，2U_ocar/3)和[2U_ocar/3，U_ocar)；

3)計(jì)算所述每個(gè)粒子的適應(yīng)值，根據(jù)所得適應(yīng)值重新判斷并選擇全局最優(yōu)粒子和全局最優(yōu)粒子領(lǐng)地；

4)確定所述粒子領(lǐng)地內(nèi)的最大值估計(jì)范圍，方法如下：選取光伏陣列的P-U曲線上任意兩點(diǎn)a與b，則范圍[a,b]內(nèi)的最大值的估計(jì)范圍為[max{P(a),P(b)}，bP(a)/a]；

5)判斷所述最大值估計(jì)范圍包含全局最優(yōu)粒子的適應(yīng)值條件是否成立，在判斷結(jié)果為是的情況下，該粒子會(huì)主動(dòng)放棄領(lǐng)地內(nèi)不可能產(chǎn)生優(yōu)于全局最優(yōu)粒子的部分，更新自己的領(lǐng)地邊界；在判斷結(jié)果為否的情況下，該所述粒子將放棄自己的領(lǐng)地，并與全局最優(yōu)粒子均分全局最優(yōu)粒子領(lǐng)地，然后所述全局最優(yōu)粒子更新其領(lǐng)地邊界；