[发明专利]一种复杂光伏阵列的最大功率点跟踪方法

权利要求书

1.一种复杂光伏阵列的最大功率点跟踪方法，其特征在于步骤包括：

1)在有阴影遮挡情况下获得光伏电池I-V特性曲线，阴影的存在使光伏阵列的输出伏安特性曲线呈多段阶梯状，将曲线分解为多段抛物线模拟多点平抛运动，依次按照下述步骤推导出对应的方程；

2)每段抛物曲线和质点平抛运动轨迹建立在同一坐标系中，将其分为(0，xVm)，(xVm，Vm)，(Vm，Voc)三段，将横坐标电压V当作质点的运动时间，纵坐标电流I便是其在竖直方向上的位移，光伏电池的I-V特性曲线看作质点从点(0,Isc)的位置做平抛运动的轨迹图，其初速度设为Vo，在质点的平抛运动轨迹中，假设存在三个不同的重力场g0＝0，即质点做匀速直线运动、g1、g2，三个重力场的分界点与I-V特性曲线相同；

3)通过推导得g1、g2公式，获得小球运动轨迹方程，即为光伏阵列模型每段的I-V特性方程，最后再把每段得到的公式叠加；

4)结合粒子群算法对多点平抛模型进行最大功率点跟踪，从而得到最大功率点。

2.根据权利要求1所述的一种复杂光伏阵列的最大功率点跟踪方法，其特征在于步骤3)由运动学理论推导出小球的运动轨迹方程为：

其中gi1和gi2的值如下：

式中，Isc、Voc、Im、Vm分别为光照强度为S时，光伏组件的短路电流、开路电压、最大功率点处电流及最大功率点处电压，(n-1)为受阴影遮挡的模块数，x＝0.00027S+0.5492。

3.根据权利要求1所述的一种复杂光伏阵列的最大功率点跟踪方法，其特征在于步骤4)所述粒子群算法中假设有n个粒子随机分布在在n维空间中，每个粒子的位置为X_i(i＝1,2,3,……，n)，速度为v_i，粒子迭代公式如下：

式中，K为当前迭代次数，w为惯性权重，c₁和c₂为学习因子，r₁和r₂为(0,1)之间的随机数，P_m为个体的最优解，G_m为全局的最优解。

4.根据权利要求3所述的一种复杂光伏阵列的最大功率点跟踪方法，其特征在于结合数学模型法将粒子的选取位置缩减为[0.75V_oc,0.85V_oc]之间，具体实施步骤如下：

初始化粒子群各项参数；根据适应度函数，计算每个粒子的适应值；求个体最佳适应值：将每一个粒子在当前位置的适应值与其历史最佳位置(P_m)对应的适应值比较，如果当前位置的适应值更高，则用当前位置更新历史最佳位置；求群体最佳适应值：将每一个例子当前位置的适应值与其全局最佳位置(G_m)对应的适应值比较，如果当前位置的适应值更高，则用当前位置更新全局最佳位置；据公式更新每个粒子的速度与位置；判断算法是否结束，若未满足结束条件，则返回计算每个粒子的适应值，若满足结束条件则算法结束，全局最佳位置(G_m)即全局最优解。

5.根据权利要求4所述的一种复杂光伏阵列的最大功率点跟踪方法，其特征在于所述粒子群各项参数包括粒子个数、学习因子、粒子速度。