基于自適應線性調節(jié)抗干擾PSO的光伏群體MPPT控制

陳宏+王偉 馮煒 唐海國 冷華

摘要：光伏發(fā)電已成為新能源發(fā)電的主要研究方向，但當外界環(huán)境發(fā)生突變或由于遮擋使光伏陣列出現(xiàn)陰影時，傳統(tǒng)的最大功率點跟蹤（MPPT）算法會出現(xiàn)誤判或因陷入局部最大功率點等問題而失效。針對這些問題，提出了一種自適應線性調節(jié)的粒子群（PSO）算法，并采用一個MPPT控制器同時實現(xiàn)多支路光伏陣列群體MPPT控制。最后，通過仿真驗證所提控制策略的有效性。結果表明，自適應線性調節(jié)PSO群控方法振蕩小，可實時精準跟蹤最大功率點，控制電路較為簡單，降低系統(tǒng)控制成本。

關鍵詞：光伏發(fā)電；最大功率點跟蹤；自適應線性調節(jié)粒子群；群體控制

中圖分類號：TK513.4文獻標識碼：ADOI：10.3969/j.issn.10036199.2017.01.010

1引言

隨著社會的快速發(fā)展，能源的需求也正以遞增趨勢快速發(fā)展。建筑光伏發(fā)電和大規(guī)模集中式發(fā)電給光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)更是帶來了前所未有的機遇?，F(xiàn)在，較為常用的最大功率點跟蹤方法主要有擾動觀察法、恒定電壓法、電導增量法等[1-2]，這些方法均簡單易行但精度不高。為擴寬MPPT的適用范圍，各國專家學者對常用算法進行了大量的研究改進[3-6]。然而，光伏陣列因建筑物及其周邊設施的遮擋會出現(xiàn)不同的陰影面積，再加之本身安裝布局和朝向的不同，使其工作于不同的最大功率點，較為常用的串并聯(lián)集中式結構很難對最大功率點進行較好跟蹤，將其拆分使每個支路都有一個MPPT控制器的控制方法效果好，但增加了系統(tǒng)成本。

近年來，PSO算法被廣泛應用于MPPT控制中。而對于復雜環(huán)境條件的變化，提高PSO算法性能更是勢在必行的。文獻[7-8]提出在環(huán)境突變時，將粒子群算法重新初始化來尋找最大功率點。但是，這種初始化方法具有相同粒子值，對系統(tǒng)的震蕩較大。文獻[9]提出的PSO算法能跟蹤陰影條件下的全局最大功率點，但在光照快速變化時卻失效。針對上述問題，本文提出了自適應線性調節(jié)PSO算法，實現(xiàn)在復雜環(huán)境和環(huán)境突變情況下并采用一個MPPT控制器同時實現(xiàn)多支路光伏陣列群體MPPT控制，實時快速精準跟蹤最大功率點的同時簡化控制電路，降低控制系統(tǒng)的裝置成本和集成成本。

1PSO自適應線性調節(jié)策略

PSO算法廣泛用于光伏發(fā)電MPPT控制中。粒子群算法中各粒子位置、速度公式為

4總結

本文通過分析光伏電池輸出特性引入線性因子，提出一種自適應線性調節(jié)PSO算法，實現(xiàn)參數(shù)的自適應調整，可準確快速地實現(xiàn)復雜環(huán)境變化下MPPT控制，進而將自適應線性調節(jié)PSO算法應用到光伏群體控制中，在群控中通過Boost電路的設計，僅采用一個MPPT控制器就可同時實現(xiàn)多支路光伏陣列群體MPPT控制。該方法可簡便易行，減少系統(tǒng)的成本，為提高建筑光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)定快速、簡便控制提供了新思路。

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