[发明专利]局部阴影下光伏最大功率点跟踪的萤火虫改进方法

说明书

本发明涉及光伏并网技术领域，是一种局部阴影下光伏最大功率点跟踪的萤火虫改进方法，其特点是，包括的步骤有：建立光伏阵列阴影情况下的数学模型，得出光伏阵列输出功率P的数学表达式；荧光素值代表光伏阵列输出功率P，萤火虫位置代表光伏阵列输出电压U，通过迭代次数t和迭代次数t‑1时的最优目标值和最差函数值的差的比值，定义变步长因子s(t)，用变步长因子代替传统萤火虫算法的固定步长；利用Matlab仿真软件对改进变步长萤火虫算法和传统固定步长萤火虫算法的收敛情况进行比较，可以有效提高迭代初期的收敛速度和迭代后期的稳定性。

技术领域

本发明涉及光伏并网技术领域，是一种局部阴影下光伏最大功率点跟踪的萤火虫改进方法。

背景技术

随着分布式光伏发电广泛的应用，光伏发电系统所处的环境变得越来越复杂，特别是在建筑密集的地区安装的中小型光伏系统，局部阴影遮挡问题难以避免。云层遮挡、光伏电池表面灰尘、树木或建筑遮挡使光照不均匀，造成光伏电池输出特性发生变化，电压功率输出曲线上出现多个极值点，导致传统的最大功率点跟踪算法(MPPT)有可能出现误判。因此，需要研究一种有效的控制方法来解决局部阴影条件下光伏发电系统的最大功率点跟踪。本方法在传统的萤火虫算法的基础上，改进其变步长，可以有效提高迭代初期的收敛速度和迭代后期的稳定性，优化光伏并网控制策略，提高了光伏发电效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种科学合理，判别准确，反应快速，稳定性好的局部阴影下光伏最大功率点跟踪的萤火虫改进方法。

解决其技术问题采用的技术方案是，一种局部阴影下光伏最大功率点跟踪的萤火虫改进方法，其特征是，它包括的步骤有：

1.一种局部阴影下光伏最大功率点跟踪的萤火虫改进方法，其特征是，它包括的步骤有：

1)建立光伏阵列阴影情况下的数学模型，得出光伏阵列输出功率P的数学表达式；

在均匀光照下，光伏阵列的电压电流的输出特性为：

式中，U_pv为光伏阵列输出直流电压、I_pv为光伏阵列输出直流电流；I_sc为光伏阵列短路电流、U_oc为光伏阵列开路电压；C₁、C₂均为光伏阵列的常系数；ΔI为光伏阵列输出电流修正量如公式(2)所示、ΔU为光伏阵列输出电压修正量如公式(3)所示；

ΔU＝-β(T-T_ref)-R_sΔI (3)

式中，S为任意光照强度，S_ref为标准光照强度；T为任意环境温度，T_ref为标准环境温度；α为在参考标准下的电流变化温度系数；β为在参考标准下的电压变化温度系数；R_s为光伏列阵的串联电阻，与光伏组件内部单体光伏电池的串联并联方式有关；

在阴影情况下，每块光伏电池板的受光面积不相同，因此产生的电压电流也有所区别，并联于光伏电池板的二极管可能形成正压而处于导通状态，使得光伏阵列的输出特性发生变化，对于参数完全相同的两块光伏电池板串联的输出特性，温度T＝25℃，光伏电池板M₁光照强度S₁＝l000W/m²，光伏电池板M₂光照强度S₂＝600W/m²；光伏电池板M₁和光伏电池板M₂对应的开路电压U_oc1＞U_oc2，短路电流I_sc1＞I_sc2；