[发明专利]改进型粒子群-扰动观察法光伏全局最大功率点追踪方法

说明书

本发明公开了一种改进型粒子群‑扰动观察法的光伏全局最大功率点追踪方法，以提高跟踪速度与更好的粒子群优化中的粒子抗早熟能力；全局最大功率点估计算法GMPPEA基于光伏阵列四参数模型估计全局最大功率点电压V_{gm_isc}；线性插值方法用于估计全局最大功率点电压V_{gm_inter}以检查V_{gm_isc}；当V_{gm_inter}验证V_{gm_isc}的有效性时，V_{gm_isc}用于初始化扰动观察法；否则，V_{gm_inter}和V_{gm_isc}用于初始化变种群结构粒子群优化算法VPSPSO；初始化的目的是提高PO或VPSPSO的跟踪速度，VPSPSO用来提高PSO的抗早熟能力；通过分别在估计的GMPP、V_{gm_inter}和V_{gm_isc}周围设定两个子粒子群的搜索电压范围，可以进一步改善VPSPSO的全局搜索能力。在IPSO‑PO和标准粒子群优化‑扰动观测(SPSO‑PO)之间的对比试验表明，IPSO‑PO在跟踪速度和抗早熟能力方面具有优势。

技术领域

本发明涉及一种光伏阵列全局最大功率追踪方法，特别涉及改进型粒子群-扰动观察法的光伏全局最大功率追踪方法。

背景技术

近年来，光伏发电作为太阳能应用的重要方式之一，由于清洁无污染、取之不尽、用之不完、便于分布式发电等优点，其大范围应用前景极为广阔。光伏阵列是光伏并网电站系统的关键部件，其I-V曲线由太阳辐射强度、环境温度和光伏模块参数等共同决定的非线性曲线，且P-V曲线易受外界环境变化而变化，最大功率点需要最大功率追踪算法(下文中简称MPPT)进行实时跟踪，使光伏阵列始终工作在最大功率输出的状态下。当光伏阵列被阴影遮挡时，P-V曲线上往往有多个极值，此时需要用全局MPPT算法来追踪全局最大功率点。目前，MPPT控制器产品采用的粒子群-扰动观察法(PSO-PO)算法有2种缺点：(1)传统PSO追踪速度慢；(2)传统PSO粒子容易早熟，即未追踪到真正的全局最大功率点时，已经收敛到了局部最大功率点。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种改进型粒子群-扰动观察法的光伏全局最大功率点追踪方法，能更快的追踪到全局最大功率点，同时有一定的抗早熟能力。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种改进型粒子群-扰动观察法光伏全局最大功率点追踪方法，包括如下步骤：

一种改进型粒子群-扰动观察法的光伏全局最大功率点追踪方法，包括如下步骤：

步骤10：采样串联光伏阵列的电压和电流，当光伏组件有阴影遮挡时，以光伏阵列的开路电压V_oc为步长，采样串联光伏阵列的电压V_isc，及其对应电流I_sc；

步骤20：用全局最大功率点估计算法GMPPEA估算出全局最大功率点电压V_{gm_isc}，同时基于步骤10采样到的V_isc和I_sc,用线性插值法估算出全局最大功率点电压V_{gm_inter}；

步骤30：计算Delta_V_gm＝|V_{gm_inter}-V_{gm_isc}|，若Delta_V_gm＜0.8V_oc，则调用扰动观察法PO来追踪全局最大功率点；若Delta_V_gm＞0.8V_oc，则调用变种群结构粒子群优化算法VPSPSO来追踪全局最大功率点，当变种群结构粒子群优化算法VPSPSO收敛时，再调用扰动观察法PO进行动态追踪全局最大功率点；

步骤40：当扰动观察法PO收敛时，则全局最大功率点追踪完成。