[發明專利]一種模擬空間太陽能電站的功率尋優控制方法

有效

• 申請號: 202010225784.3
• 申請日: 2020-03-26
• 公開（公告）號: CN111338420B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 張超;明正峰;汶濤;諸文智
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G05F1/67
• 分類號: G05F1/67
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

1.一種模擬空間太陽能電站的功率尋優控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，將粒子初始位置分散定位在可能的峰值點處，通過粒子群迭代計算，將輸入位置調整到全局最優附近；具體方法如下：

步驟1-1，對所有參數進行初始化，通過采樣電壓值U和電流值I，計算出此刻的功率P；

步驟1-2，設置最優功率為P_best，并判斷是否P＞P_best，如果不等式成立，則更新P_best；否則不更新P_best；增加輔助變量G_best以確保獲得真正的全局最優，G_best為臨時的全局最優；

步驟1-3，在尋優過程中，若當前粒子未處于全局最優區域時，丟棄，重新尋找新的粒子；

經過20個周期后，若P仍然大于G_best時，對G_best進行更新；

當迭代次數小于30次時，更新粒子速度和位置，并重新進行所有參數的初始化；

當迭代次數大于30次時，以當前的P_best并運行20個周期，若P＜G_best，且連續3次隨機初始化的G_best沒有得到更新，則得到參考最優功率P_best；

步驟2，根據新搜索點的工作電壓，采用極值搜索，采用光伏發電系統功率尋優，引入滑模層函數來代替開關函數，通過迭代運算，最終尋得最優功率點。

2.根據權利要求1所述的模擬空間太陽能電站的功率尋優控制方法，其特征在于，所述步驟1中，在光伏陣列功率優化中，目標函數為光伏陣列的輸出功率，粒子為直流斬波電路中開關元件的占空比；將粒子初始位置分散定位在可能的峰值點處；

Boost電路的輸入端電壓U_in、輸出端電壓U_out、Boost電路輸入端的電流I_in以及負載電阻R_out的占空比關系為：

占空比的變化范圍為：

其中，R_in,max為Boost輸入端等效電阻的最大值，R_in,min為Boost輸入端等效電阻的最小值，U_out,min為Boost電路的輸入端電壓的最小值，U_out,max為Boost電路的輸入端電壓的最大值；

粒子初始化未知隨機均勻分布于區間[D_min,D_max]，粒子的最大速度設置為0.1[D_min,D_max]。

3.根據權利要求1所述的模擬空間太陽能電站的功率尋優控制方法，其特征在于，所述步驟2的具體方法如下：

將最大功率點跟蹤轉化為追蹤光伏陣列輸出電壓U的最優值U^*使得輸出的功率P_s最大，即：

U^*＝argmaxP_s (3)

采用自適應極值搜索控制策略，輸入量為光伏發電系統輸出的功率P_s，輸出量為光伏發電系統直流側的參考電壓值U_dcref。

4.根據權利要求3所述的模擬空間太陽能電站的功率尋優控制方法，其特征在于，自適應極值搜索控制策略的具體方法如下：

設約束條件如下：

其中，ρ為修正輸入值，Z₀為開關常數，U₀為電壓初值；

引入滑模層函數來代替開關函數，函數關系如下所示：

其中，β為閾值，δ為相角；

滑模層函數將空間區域分成3個部分，分別是δ＞β，δ＜-β和δ≤|β|，δ≤|β|表示滑摸層；由此可以看出加厚了滑模面，選定閾值β使系統進入穩定狀態，減少振蕩。