[发明专利]一种最大功率点跟踪方法、系统、设备和介质

说明书

本发明提供一种最大功率点跟踪方法、系统、设备和介质，方法包括初始化光伏发电系统的第一工作点电压，待光伏实际电压跟踪到第一工作点电压时，记录第一光伏输出功率；将第一光伏输出功率除以光伏板标准光照强度下的短路电流得到第二工作点电压，待光伏实际电压跟踪到第二工作点电压时，记录第一电流值，依据第一电流值确定出电压搜索范围；启动粒子群算法，在电压搜索范围内初始化粒子电压；通过粒子群算法计算适应度值，并更新个体最优电压、全局最优电压以及粒子的速度和电压；对粒子进行迭代，直到找到全局最优电压时，终止迭代，并输出最优电压值。本发明优点：提高粒子的优寻速度，且跟踪精度高，功率振荡程度小。

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，特别涉及一种最大功率点跟踪方法、系统、设备和介质。

背景技术

目前，光伏发电具有独特的优势，正受到广大研究者的重视。在光伏发电系统中，通常会将光伏电池串联起来形成光伏阵列以提升发电功率和变换器的发电效率，同时为了避免热斑效应，一般会在光伏电池两端反并联二极管。在局部阴影情况下，光伏阵列呈现出多峰值的特性，光伏阵列模型如图1所示，光伏电池的单二极管等效电路如图2所示。

目前，在光伏发电最大功率点跟踪(MPPT)中应用最广泛的便是扰动观察法，因其控制简单、收敛速度快等优点而备受青睐，但是扰动观察法只能适用于单峰情况下使用，当光伏系统出现多峰特性时，扰动观察算法便无法准确的跟踪到最大功率点，这时候为了要准确的找到最大功率点，就需要采用能判断多峰值最大功率点的算法，如采用粒子群优化算法(PSO)。然而，目前PSO在最大功率点跟踪中的应用存在有收敛时间较长、收敛精度较低、功率振荡大等不足之处。

例如，现有技术中存在的以下3篇关于最大功率点跟踪的专利，包括专利一：申请日为2014.10.28，申请号为201410594790.0的中国发明专利公开了一种基于粒子群算法的光伏电池板最大功率跟踪方法及系统；专利二：申请日为2019.07.19，申请号为201910654795.0的中国发明专利公开了一种基于自适应粒子群算法在光伏阵列多峰值系统MPPT的控制方法；专利三：申请日为2016.04.11，申请号为201610219387.9的中国发明专利公开了应用于多峰MPPT的整体分布-粒子群优化算法。其中，专利一和专利二都是基于自适应的粒子群算法，通过在迭代过程中改变粒子群的算法参数来提高算法的跟踪速度，然而专利一和专利二在寻优的过程中存在功率振荡大、能量损耗高等不足；专利三是通过整体分布(OD算法)来缩小最大功率点所在的范围，再通过粒子群算法(PSO)进行进一步迭代，最终收敛到最大功率点，然而专利三由于需要花费很多的时间去确定最大功率点所在的范围，因此存在收敛时间长等不足。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种最大功率点跟踪方法、系统、设备和介质，解决现有粒子群算法在最大功率点跟踪中的应用存在收敛时间较长、收敛精度较低、功率振荡大的不足之处。

第一方面，本发明提供了一种最大功率点跟踪方法，所述方法包括：

步骤S1、初始化光伏发电系统的第一工作点电压，使光伏发电系统的光伏实际电压跟踪第一工作点电压；待光伏实际电压跟踪到第一工作点电压时，记录第一光伏输出功率；

步骤S2、将第一光伏输出功率除以光伏板标准光照强度下的短路电流得到第二工作点电压，使光伏发电系统的光伏实际电压跟踪第二工作点电压；待光伏实际电压跟踪到第二工作点电压时，记录第一电流值，并依据第一电流值确定出电压搜索范围；

步骤S3、启动粒子群算法，在确定出的电压搜索范围内初始化粒子电压；

步骤S4、通过粒子群算法计算适应度值，并更新个体最优电压、全局最优电压以及粒子的速度和电压；

步骤S5、对粒子进行迭代，直到找到全局最优电压，即光伏发电系统的最大功率点时，终止迭代，并输出最优电压值。

进一步地，所述方法还包括：