[发明专利]一种基于改进多元宇宙算法的光伏电池输出特性研究方法

权利要求书

1.一种基于改进多元宇宙算法的光伏电池输出特性研究方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：获取光伏电池发电系统等效电路和分析光伏电池的输出特性；

S2：根据等效电路得出光伏发电系统的四参数模型，并引入温度和辐照度环境变量；

S3：根据所述四参数模型和相关环境变量进行仿真模型搭建，在所述模型中引用改进多元宇宙算法，改进多元宇宙算法是在多元宇宙算法中引入指数函数膨胀系数得到；

S4：设定仿真环境，以最大功率为目标函数，以光伏电池最大功率点电压为变量，根据所述改进多元宇宙算法求解光伏电池阵列的MPPT控制方法。

2.根据权利要求1所述的一种基于改进多元宇宙算法的光伏电池输出特性研究方法，其特征在于，步骤S2中，引入温度和辐照度环境变量的四参数模型为：

其中，I_L为光伏电池工作时输出电流，V_L为光伏电池工作时输出电压；

V′_oc＝V_oc·(1-cΔT)·ln(e+bΔS)

V′_m＝V_m·(1-cΔT)·ln(e+bΔS)

其中，ΔT＝T-T_n，T_n为光伏电池标准温度，S_n为光伏电池标准辐照度；T为光伏电池当前温度，S为光伏电池当前辐照度；I_sc为标准温度和标准辐照度下的光伏电池短路电流，I'_sc为温度T和辐照度S下光伏电池短路电流；V_oc为标准温度和标准辐照度下的光伏电池开路电压，V'_oc为温度T和辐照度S下的光伏电池；I_m为标准温度和标准辐照度下的光伏电池最大功率点电流，I'_m为温度T和辐照度S下的光伏电池最大功率点电流；V_m为标准温度和标准辐照度下的光伏电池最大功率点电压，V'_m为温度T和辐照度S下的光伏电池最大功率点电压；a、b、c为参数；e为自然常数。

3.根据权利要求1所述的一种基于改进多元宇宙算法的光伏电池输出特性研究方法，其特征在于，步骤S3中，改进多元宇宙算法的位置更新公式为：

其中，H为阀值；r₂、r₃、r₄是[0，1]区间的随机数，表示当前最优宇宙黑洞的位置，ub_j和lb_j是上限和下限；WEP为虫洞存在率；TDR为旅行距离率；f为指数函数膨胀系数：

f＝h*e^[q*(l/L)]

其中，h为膨胀参数，h_max和h_min为膨胀参数h的最大值和最小值，l为当前迭代次数，L为最大迭代次数，e为自然常数，q是在[-10，0]之间的随机数。

4.根据权利要求1所述的一种基于改进多元宇宙算法的光伏电池输出特性研究方法，其特征在于，步骤S3中，改进多元宇宙算法的算法终止条件如下：

σ≤ε

其中，σ为当前时刻所有位置的标准差，ε为设定的终止阈值。

5.根据权利要求1所述的一种基于改进多元宇宙算法的光伏电池输出特性研究方法，其特征在于，步骤S3中，改进多元宇宙算法的算法重启条件如下：

其中，P_k+1和P_k为最后测得的两个连续最大功率值，ΔP为设定的重启阈值。