[發明專利]基于電導增量法和粒子群算法的最大功率點追蹤控制方法

有效

• 申請號: 202010894879.4
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN112162589B
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發明（設計）人: 孟凡英;雷茂杰;許坦奇;劉正新
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: G05F1/67
• 分類號: G05F1/67;G06N3/00
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所(普通合伙) 31233
• 代理人: 錢文斌;黃志達

本發明涉及一種基于電導增量法和粒子群算法的最大功率點追蹤控制方法，包括以下步驟：快速啟動階段：在啟動時增加一段停滯時間，光伏系統在停滯時間內DC?DC電路停止工作；變步長追蹤階段：根據dP/dU的正負判斷擾動方向，并以|dP/dU|的大小判斷擾動步長；其中，dP為輸出功率變化量，dU為輸出電壓變化量；動態粒子群算法穩定階段：當|dP/dU|小于動態粒子群算法啟動閾值時進入動態粒子群尋優，尋到的最佳值為最優輸出電壓U_best，當滿足適應度值或達到最大迭代次數后，輸出最優輸出電壓U_best。本發明能夠大幅提升追蹤時間、追蹤精度以及響應速度。

技術領域

本發明涉及光伏系統最大功率點追蹤技術領域，特別是涉及一種基于電導增量法和粒子群算法的最大功率點追蹤控制方法。

背景技術

隨著傳統化石能源的日益枯竭，清潔環保的太陽能成為能源領域的一個重要組成部分。太陽電池能夠將太陽能轉換為電能，當輻照度和溫度變化時，太陽電池的輸出電壓和輸出電流會發生變化，表現出非線性的輸出特性。為了提高光伏組件的轉換效率，通過相應的控制策略使光伏組件始終工作在最大功率點上，這個過程就是最大功率點追蹤(簡稱MPPT)技術，MPPT技術已經成為光伏系統的重要組成部分，對于增加光伏組件的轉換效率非常重要。目前常用的MPPT方法有恒壓法，擾動觀察法和電導增量法，上述方法受限于固定的擾動步長，無法兼顧追蹤時間、追蹤精度和響應速度的要求。恒壓法控制簡單且實現成本較低，但是忽略了溫度對太陽電池輸出特性的影響，不能實現動態跟蹤。擾動觀察法簡單易于實現，但由于步長限制，會在最大功率點附近震蕩，系統功率損耗較大，跟蹤精度較差。電導增量法和擾動觀察法相似能夠動態追蹤，但是同樣受限于固定的擾動步長，無法同時滿足追蹤時間，追蹤精度和相應速度的要求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于電導增量法和粒子群算法的最大功率點追蹤控制方法，能夠大幅提升追蹤時間、追蹤精度以及響應速度。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種基于電導增量法和粒子群算法的最大功率點追蹤控制方法，包括以下步驟：

(1)快速啟動階段：在啟動時增加一段停滯時間，光伏系統在停滯時間內DC-DC電路停止工作；

(2)變步長追蹤階段：根據dP/dU的正負判斷擾動方向，并以|dP/dU|的大小判斷擾動步長；其中，dP為輸出功率變化量，dU為輸出電壓變化量；

(3)動態粒子群算法穩定階段：當|dP/dU|小于動態粒子群算法啟動閾值時進入動態粒子群尋優，尋到的最佳值為最優輸出電壓U_best，當滿足適應度值或達到最大迭代次數后，輸出最優輸出電壓U_best。

所述步驟(2)中根據dP/dU的正負判斷擾動方向時，當dP/dU0時，給予正向擾動增大等效電阻，當dP/dU0時，給予反向擾動減小等效電阻，當dP/dU＝0時，不做擾動。

所述步驟(2)中以|dP/dU|的大小判斷擾動步長時，當|dP/dU|ε時，擾動步長為α，當|dP/dU|ε時，擾動步長為β，其中，ε為步長選擇閾值，α＞β。