[發明專利]一種基于蝴蝶優化算法的MPPT控制方法

有效

• 申請號: 202110553195.2
• 申請日: 2021-05-20
• 公開（公告）號: CN113342123B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 鄭旭彬;李夢達;梁智超;姚林萍
• 申請（專利權）人: 上海電機學院
• 主分類號: G05F1/67
• 分類號: G05F1/67
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 林君如

1.一種基于蝴蝶優化算法的MPPT控制方法，其特征在于，包括下列步驟：

1)將MPPT的占空比作為蝴蝶個體，將蝴蝶濃度最高的蝴蝶個體作為最優蝴蝶個體，選取i只蝴蝶個體，設定迭代次數并初始化蝴蝶飛行的空間位置；

2)待光伏系統穩定運行，測量負載兩端的輸出電壓與流過負載的輸出電流；

3)通過輸出電流與輸出電壓計算第i只蝴蝶在t時刻下的輸出功率；

4)引入余弦相似度進行蝴蝶個體篩選；

5)對經過步驟4)處理的各蝴蝶個體進行功率值比較，從而對蝴蝶最優個體進行保留與更新，并輸出最佳占空比及最優功率值；

6)更改蝴蝶算法的步長；

7)判斷所有蝴蝶是否全部被檢測完畢且迭代次數滿足收斂條件，若是，則輸出并保持最優的占空比，從而控制MOSFET的開關狀態，否則繼續進行檢測及迭代，直至滿足要求；

8)判斷外界光照強度是否發生突變，若是則重新執行MPPT，否則繼續維持最優占空比。

2.根據權利要求1所述的基于蝴蝶優化算法的MPPT控制方法，其特征在于，步驟4)的具體內容為：

41)將當前蝴蝶個體與當前輸出最大功率的蝴蝶個體計算余弦相似度，并通過設置閾值進行蝴蝶個體的位置更新；

42)比較當前蝴蝶與當前輸出最大功率的蝴蝶個體的適應度，剔除適應度差的個體，保留適應度高的個體。

3.根據權利要求2所述的基于蝴蝶優化算法的MPPT控制方法，其特征在于，步驟41)的具體內容為：

將當前蝴蝶個體與當前輸出最大功率的蝴蝶個體進行余弦相似度計算，構建蝴蝶飛行向量，并設定閾值，若當前蝴蝶個體的余弦相似度高于此閾值，則對當前蝴蝶個體進行位置更新。

4.根據權利要求3所述的基于蝴蝶優化算法的MPPT控制方法，其特征在于，對當前蝴蝶個體進行位置更新的具體更新公式為：

式中，a、b為構建的蝴蝶向量個體；cos(a，b)為a與b之間的余弦相似度；與分別為蝴蝶個體與蝴蝶個體的適應度值大小，α為旋轉因子，R_r為[-1，1]內的均勻分布的隨機數，g^*屬于第n次迭代的適應度最優蝴蝶位置，δ為[0，1]的隨機數。

5.根據權利要求1所述的基于蝴蝶優化算法的MPPT控制方法，其特征在于，步驟5)的具體內容為：

對經過步驟4)處理的各蝴蝶個體進行功率值比較，若蝴蝶個體的輸出功率相比于其他蝴蝶的香味濃度更大，則保留該蝴蝶個體，將該蝴蝶個體視為最優蝴蝶個體，即最佳占空比，并將其所在位置視為最優個體位置，從而獲取最優功率值

6.根據權利要求1所述的基于蝴蝶優化算法的MPPT控制方法，其特征在于，步驟6)中，更改傳統蝴蝶算法的步長的具體表達式為：

式中，num為迭代次數，step為步長。

7.根據權利要求4所述的基于蝴蝶優化算法的MPPT控制方法，其特征在于，δ取0.1。

8.根據權利要求7所述的基于蝴蝶優化算法的MPPT控制方法，其特征在于，所述迭代次數設定為二十次。