[發(fā)明專利]一種基于改進型螢火蟲算法的光伏陣列MPPT控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811364727.2
• 申請日: 2018-11-16
• 公開（公告）號: CN109270981B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王安娜;劉宇凝
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號: G05F1/67
• 分類號: G05F1/67;G05B13/04
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

1.一種基于改進型螢火蟲算法的光伏陣列MPPT控制方法，其特征在于，具體流程如下：

步驟1：定義參數(shù)含義、初始化基本參數(shù)，具體包括：

定義參數(shù)含義：螢火蟲位置代表光伏陣列輸出電壓；螢火蟲之間距離表示光伏陣列輸出電壓之差；當前所有螢火蟲中最優(yōu)位置表示光伏陣列輸出最大功率點電壓；螢火蟲最大亮度表示光伏陣列輸出的最大功率，目標函數(shù)為光伏陣列輸出的總功率；

初始化基本參數(shù)：設(shè)置螢火蟲數(shù)目w，最大吸引度β₀，光強吸收系數(shù)γ，最大迭代次數(shù)X，目標函數(shù)f_p；

步驟2：初始螢火蟲位置；

本光伏陣列的陣列規(guī)模為{m×n}，m為串聯(lián)數(shù)，即每條支路中組件的數(shù)量；n為并聯(lián)數(shù)，即光伏陣列中并聯(lián)的支路數(shù)；將w只螢火蟲分為n+1組，每組設(shè)置3-5只，第1組螢火蟲位置選為0.7U₁，第2組螢火蟲位置選0.7U₁+0.8U₁＝1.5U₁，依次類推，第n組螢火蟲位置選為0.7U₁+0.8(n-1)U₁，第n+1組螢火蟲位置選為0.8U_OC，其中，U_OC為光伏陣列輸出開路電壓，而U₁＝U_OC/m，螢火蟲搜索范圍為0～U_OC；

步驟3：通過目標函數(shù)值計算螢火蟲i的最大螢光亮度；計算螢火蟲i當前時刻的吸引度和相對熒光亮度

(1)螢火蟲位置代表光伏陣列輸出電壓，螢火蟲位置改變表示光伏陣列輸出電壓改變，目標函數(shù)為光伏陣列輸出的總功率，通過輸出電壓計算光伏陣列輸出的總功率，即計算目標函數(shù)值，此目標函數(shù)值做為螢火蟲i的最大螢光亮度；

(2)計算螢火蟲i當前時刻的吸引度

其中，β₀為最大吸引度；γ為光強吸收系數(shù)；為當前時刻螢火蟲i與j之間的距離

(3)計算螢火蟲i當前時刻的相對熒光亮度

其中，為螢火蟲i當前時刻的最大熒光亮度，在數(shù)值上等于目標函數(shù)f_p；

步驟4：計算當前時刻螢火蟲i自適應(yīng)移動步長開始搜索；

所述螢火蟲i自適應(yīng)移動步長如下：

其中，表示第i只螢火蟲的步長；表示前一個時刻螢火蟲i的最大熒光亮度；表示當前時刻的螢火蟲i的最大熒光亮度；為[0,1]之間動態(tài)變化的值，代表當前時刻螢火蟲i所處位置，表示最大熒光亮度最高值的螢火蟲當前所在位置；

步驟5：更新螢火蟲的位置，對處在最佳位置的螢火蟲進行隨機擾動，對于螢火蟲的位置進行更新，所述位置更新公式如下：

其中，代表當前時刻螢火蟲i所處位置，代表前一時刻螢火蟲i所處位置；代表前一時刻螢火蟲j所處位置；rand為[0,1]上服從均勻分布的隨機因子；

步驟6：根據(jù)更新后螢火蟲的位置，重新計算螢火蟲的最大熒光亮度；保存當前所有螢火蟲個體中的最大熒光亮度及位置；

步驟7：計算搜索精度當滿足搜索精度要求或光伏系統(tǒng)迭代次數(shù)t達到最大迭代次數(shù)X，轉(zhuǎn)步驟8；否則，迭代次數(shù)加1，以更新后的螢火蟲位置計算螢火蟲當前時刻的吸引度和相對熒光亮度，轉(zhuǎn)步驟3，進行下一次搜索；

其中，表示第i只螢火蟲當前所在位置；表示最大熒光亮度最高值的螢火蟲當前所在位置；

步驟8，檢測是否滿足算法重啟條件，如滿足，重新轉(zhuǎn)到步驟1，重新初始化參數(shù)，重新開始尋優(yōu)算法；如不滿足，則結(jié)束算法，給出最終求出的最優(yōu)解，并令通過最優(yōu)位置對應(yīng)的電壓計算占空比D，根據(jù)占空比D控制Boost電路開關(guān)的通斷以獲得光伏陣列輸出的最大功率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于改進型螢火蟲算法的光伏陣列MPPT控制方法，其特征在于，所述重啟條件為：設(shè)定ΔP1％P_m時重啟算法，光伏陣列發(fā)出的功率的變化量ΔP為：

ΔP＝|P_m-P_r| (6)

其中，P_m為用本算法計算的螢火蟲最大熒光亮度值最高時所對應(yīng)的功率，即本算法尋優(yōu)得到的光伏陣列輸出的最大功率值；P_r為光伏陣列實際輸出功率值。