[發(fā)明專利]一種光伏電站智能太陽光跟蹤控制系統(tǒng)及方法

有效

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• 申請日: 2021-06-25
• 公開（公告）號: CN113359877B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李佳東;鄭清偉;宋戈;李銘志;李陽;王丹江;李立勛;趙勇
• 申請（專利權(quán)）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: G05D3/20
• 分類號: G05D3/20;H02S20/32
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 賀小停

本發(fā)明公開了一種光伏電站智能太陽光跟蹤控制系統(tǒng)及方法，通過將帶平單軸跟蹤系統(tǒng)的光伏組串作為一個整體進行控制，首先對組串角度進行編碼，然后計算組串角度適應度，確定組串角度的選擇概率和積累概率，然后選擇新的組串角度矩陣；其次進行組串角度交叉和變異計算，得到新的組串角度；然后再次計算新組串角度實發(fā)功率，并確定系統(tǒng)迭代計算的終止條件；最后確定系統(tǒng)優(yōu)化模型；通過光伏電站智能太陽光跟蹤控制方法，可以確定某一環(huán)境溫度和輻照度下保證發(fā)電量較大的組串最佳角度，實現(xiàn)當前條件下增加光伏電站發(fā)電功率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于自動控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種光伏電站智能太陽光跟蹤控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

近年來，因帶平單軸跟蹤系統(tǒng)的光伏電站發(fā)電量較高，投資收益率較高，越來越受到投資者的青睞。傳統(tǒng)平單軸跟蹤系統(tǒng)的控制方式一般分為兩種。一種是根據(jù)太陽入射角度實時調(diào)整。用光學檢測傳感器監(jiān)視太陽的運動方向來控制支架的角度，實現(xiàn)追蹤太陽的功能。二是依據(jù)經(jīng)驗的逐日系統(tǒng)。通過計算太陽的運行軌跡來控制支架的角度。在控制過程中，當光伏組串出現(xiàn)遮擋時，一般采取逆跟蹤的方式解決：調(diào)整支架的角度，實現(xiàn)前一個支架不遮擋后面的支架。這種做法雖然減少了后面組串的遮擋，但導致前一個支架不能工作在太陽最佳入射角。由此帶來的問題是：當遮擋發(fā)生時，跟蹤系統(tǒng)如何調(diào)整才能保證光伏系統(tǒng)發(fā)電量的最大化。某個組串的遮擋涉及前一個組串的最佳太陽入射角的位置，以及對后一個組串發(fā)電量的影響。而一般大型光伏電站有幾千個跟蹤支架，每個支架的最佳位置調(diào)整就變得非常困難，由此導致帶平單軸跟蹤系統(tǒng)的光伏組串遮擋問題比較復雜。

本專利提出一種光伏電站智能太陽光跟蹤控制方法，將帶平單軸跟蹤系統(tǒng)的光伏組串作為一個整體進行控制，采用智能化的尋優(yōu)算法，通過多次迭代，來確定某一環(huán)境溫度和輻照度下保證增加發(fā)電量的組串最佳角度，實現(xiàn)當前條件下增加光伏電站發(fā)電功率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種光伏電站智能太陽光跟蹤控制系統(tǒng)及方法，解決了現(xiàn)有的平單軸跟蹤系統(tǒng)存在的光伏組件串被遮擋的問題，導致光伏系統(tǒng)發(fā)電量不能實現(xiàn)最大化。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明提供的一種光伏電站智能太陽光跟蹤控制方法，包括以下步驟：

步驟1，以設(shè)定的時間間隔獲取S個角度矩陣，分別計算每個角度矩陣的適應度；

步驟2，選取步驟1中適應度最高值對應的角度矩陣進行復制，得到多個下一代角度矩陣；

步驟3，對步驟2得到的每個下一代角度矩陣依次進行交叉和變異，得到多個新角度矩陣；

步驟4，計算步驟3得到的每個新角度矩陣的實發(fā)功率，得到多個實發(fā)功率，并從多個實發(fā)功率中選取最大值；

步驟5，重復步驟1至步驟4，直至最大的實發(fā)功率大于預設(shè)閾值時終止計算，否則在進行Z次后，終止運算；

步驟6，根據(jù)步驟5得到的最大實發(fā)功率對應的新角度矩陣，調(diào)整光伏電站中逆變器的每個組串的角度。

優(yōu)選地，步驟1中，在t時刻下，對逆變器中的每個組串的角度進行編碼，得到全部組串的角度矩陣；

以環(huán)境溫度在10分鐘內(nèi)變化率不超過±2％；輻照度在10分鐘內(nèi)變化率不超過±2％的條件下，每隔5分鐘選擇一個角度矩陣，得到S個角度矩陣。

優(yōu)選地，步驟1中，在t時刻下，對逆變器中的每個組串的角度進行編碼，得到全部組串的角度矩陣，具體方法是：

計算每個組串角度的百分比，得到每個組串的百分計角度；

之后將每個組串的百分計角度轉(zhuǎn)換為7位二進制角度；

將全部組串的7位二進制角度依次排列的矩陣，得到全部組串的角度矩陣。