[发明专利]一种基于参数辨识的光伏组件MPPT方法

权利要求书

1.一种基于参数辨识的光伏组件MPPT方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤1：实时获取当前环境工况，以及对应的光伏组件I-V输出特性曲线；

步骤2：根据当前I-V输出特性曲线采样点，利用IAFSA对光伏组件内部等效参数进行参数辨识；

步骤3：通过Newton迭代法对光伏组件输出功率进行显式化求解，获取当前工况下最大输出功率；

步骤4：采用自适应PI控制算法实现光伏组件MPPT；

步骤5：若输出功率的变化值超过预设值时，重启上述Newton迭代求解过程，以实现新一轮MPP寻优过程。

2.根据权利要求1所述的一种基于参数辨识的光伏组件MPPT方法，其特征在于：所述的步骤1中相关数据的获取过程如下：

通过太阳总辐射表TBQ-2和温度传感器PT100对当前光照强度S和环境温度T分别进行测量，可编程直流电子负载用于实现对光伏组件I-V输出特性曲线进行N点扫描，根据参数辨识精度要求选取N值。

3.根据权利要求1所述的一种基于参数辨识的光伏组件MPPT方法，其特征在于：所述的步骤2中光伏组件内部等效参数的辨识过程如下：

光伏组件参数辨识可归纳为一个优化问题，其基本思想是通过最小化目标函数以求取参数最优值，本过程选取的目标函数为均方根误差(RMSE)为：

式中，θ＝(R_s、R_sh、I_ph、I_SD、n)为待辨识参数，f_i(V,I,θ)是第i组实测值和仿真模型输出的差值；

针对上述式(1)，采用IAFSA的具体实施步骤如下：

步骤1：对IAFSA的相关参数进行初始化操作，种群数目N、随机初始位置、最大迭代次数Maxgen、感知范围[Visual_start,Visual_end]、步长范围[Step_start,Step_end]、拥挤度因子δ、最大试探次数Try_number和NM法间隔数K参数；

步骤2：求取各人工鱼的适应度值，并记录全局最优人工鱼状态；

步骤3：对AFSA算法参数进行自适应调整；

步骤4：对各人工鱼的行为进行评价，选择人工鱼最合适的行为进行动作；

步骤5：执行相应的行为后，对人工鱼的位置信息和全局最优人工鱼状态进行更新，给公告牌赋最优值，同时，采用繁殖行为，淘汰适应度值较差的个体；

步骤6：迁徙行为判断，若满足迁徙概率P_e，则执行迁徙行为，并更新公告牌状态；否则，直接转到步骤207执行；

步骤7：如果满足t mod K＝0，执行NM法，借助K-均值聚类法，确定聚类中心人工鱼；对每个类中心个体执行NM搜索，计算其适应度值并更新公告牌；

步骤8：对全局极值人工鱼个体执行NM法搜索，将最优值赋给公告牌；

步骤9：判断终止条件，若满足终止条件，则输出最优值，算法结束；否则，继续迭代执行步骤2～步骤8，直至算法终止条件被满足。

4.根据权利要求1所述的一种基于参数辨识的光伏组件MPPT方法，其特征在于：所述的步骤3中MPP显式化的求解过程如下：

根据电流方程的显式解，得光伏组件的输出功率为：

在MPP处，根据可得：

式中，

式(3)是仅含有I_m的方程，若已知当前工况下各内部等效参数值，即可求解出I_m值，进而将其代入电压的显式表达式，可得：

已知光伏组件的内部等效参数并结合当前工况，通过Newton迭代法可以准确获知当前P_m值。

5.根据权利要求1所述的一种基于参数辨识的光伏组件MPPT方法，其特征在于：所述的步骤5中重启Newton迭代算法的判定过程如下：

当检测输出功率的变化值超过设定阈值ΔP时，即可重启Newton迭代算法，重复步骤3、步骤4，根据不同光伏组件的额定容量设定ΔP值。