[發(fā)明專利]一種基于混合改進(jìn)磷蝦群算法和模糊控制器的MPPT算法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110569736.0
• 申請(qǐng)日: 2021-05-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113300401A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜明新;王超;王海燕;賈銀潔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 淮陰工學(xué)院
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38;H02J3/48;H02J3/50;G06N3/00;G05F1/67
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 顏盈靜

本發(fā)明提出了一種基于混合改進(jìn)磷蝦群算法和模糊控制器的MPPT算法，包括：根據(jù)DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器的電壓V_PV和輸入電流I_PV，計(jì)算得到時(shí)刻k對(duì)應(yīng)的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的功率P_PV(k)；基于時(shí)刻k對(duì)應(yīng)的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的功率P_PV(k)和太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的歷史功率，采用改進(jìn)磷蝦群算法對(duì)模糊控制器的MFs比例因子的進(jìn)行調(diào)整，得到最優(yōu)MFs比例因子；基于最優(yōu)MFs比例因子，模糊控制器輸出時(shí)刻k對(duì)應(yīng)的占空比D(k)；基于時(shí)刻k對(duì)應(yīng)的占空比D(k)與時(shí)刻k?1對(duì)應(yīng)的占空比D(k?1)，得到占空比變化量ΔD，在占空比變化量ΔD的控制下，DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器的輸出功率向最大功率方向轉(zhuǎn)移。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光伏發(fā)電控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于混合改進(jìn)磷蝦群算法和模糊控制器的MPPT算法。

背景技術(shù)

近幾十年來(lái)，為了獲得更大的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和環(huán)境效益，人們紛紛利用光伏(PV)和風(fēng)能等可再生能源來(lái)替代化石燃料。太陽(yáng)能系統(tǒng)由于其可利用性高、污染性低以及安裝使用較靈活的特點(diǎn)，成為了燃料發(fā)電廠最重要的替代品之一。

為了最大限度地提高太陽(yáng)能系統(tǒng)的輸出功率，現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能系統(tǒng)輸出的非線性特性的研究，目前常采用的方法為最大功率點(diǎn)跟蹤方法，該方法可以在低成本的條件下輕松實(shí)現(xiàn)，從而提高光伏發(fā)電的效率，但在快速變化的大氣環(huán)境下得到最佳的控制參數(shù)是本發(fā)明需要解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為解決如何得到最佳的MPPT的控制參數(shù)，本發(fā)明提出了一種基于混合改進(jìn)磷蝦群算法和模糊控制器的MPPT算法，對(duì)模糊控制器的MFs進(jìn)行調(diào)整，以處理波動(dòng)引起的不確定性，使得本發(fā)明的MPPT算法能夠在快速變化的大氣環(huán)境下準(zhǔn)確追蹤和快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)。

技術(shù)方案：一種基于混合改進(jìn)磷蝦群算法和模糊控制器的MPPT算法，包括：

根據(jù)DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器的電壓V_PV和輸入電流I_PV，計(jì)算得到時(shí)刻k對(duì)應(yīng)的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的功率P_PV(k)；

基于時(shí)刻k對(duì)應(yīng)的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的功率P_PV(k)和太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的歷史功率，采用改進(jìn)磷蝦群算法對(duì)模糊控制器的MFs比例因子的進(jìn)行調(diào)整，得到最優(yōu)MFs比例因子；

基于最優(yōu)MFs比例因子，模糊控制器輸出時(shí)刻k對(duì)應(yīng)的占空比D(k)；

基于時(shí)刻k對(duì)應(yīng)的占空比D(k)與時(shí)刻k-1對(duì)應(yīng)的占空比D(k-1)，得到占空比變化量ΔD，在占空比變化量ΔD的控制下，DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器的輸出功率向最大功率方向轉(zhuǎn)移；

其中，所述改進(jìn)磷蝦群算法包括以下步驟：

步驟1：將MFs作為磷蝦個(gè)體，每個(gè)磷蝦個(gè)體的適應(yīng)度函數(shù)為該磷蝦個(gè)體位置距離食物和群體最高密度的距離的結(jié)合；

隨機(jī)產(chǎn)生pn個(gè)初始磷蝦個(gè)體，計(jì)算每個(gè)磷蝦個(gè)體的適應(yīng)度值，并確定當(dāng)前最優(yōu)的磷蝦位置；

步驟2：每個(gè)磷蝦個(gè)體按照式(1)～(4)計(jì)算其運(yùn)動(dòng)向量，按照式(5)更新位置；

磷蝦i的實(shí)時(shí)位置取決于引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)覓食運(yùn)動(dòng)和隨機(jī)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)具體表示為：

所述引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)表示為：

式中，α_ind，i表示被引導(dǎo)的磷蝦運(yùn)動(dòng)的方向向量，表示周圍磷蝦對(duì)個(gè)體磷蝦引導(dǎo)速度的上限，ω_ind表示引導(dǎo)權(quán)重，表示磷蝦i上一次由于周圍磷蝦引導(dǎo)所產(chǎn)生的位置變化；

所述覓食運(yùn)動(dòng)表示為：