[发明专利]基于电导增量法和粒子群算法的最大功率点追踪控制方法

说明书

本发明涉及一种基于电导增量法和粒子群算法的最大功率点追踪控制方法，包括以下步骤：快速启动阶段：在启动时增加一段停滞时间，光伏系统在停滞时间内DC‑DC电路停止工作；变步长追踪阶段：根据dP/dU的正负判断扰动方向，并以|dP/dU|的大小判断扰动步长；其中，dP为输出功率变化量，dU为输出电压变化量；动态粒子群算法稳定阶段：当|dP/dU|小于动态粒子群算法启动阈值时进入动态粒子群寻优，寻到的最佳值为最优输出电压U_best，当满足适应度值或达到最大迭代次数后，输出最优输出电压U_best。本发明能够大幅提升追踪时间、追踪精度以及响应速度。

技术领域

本发明涉及光伏系统最大功率点追踪技术领域，特别是涉及一种基于电导增量法和粒子群算法的最大功率点追踪控制方法。

背景技术

随着传统化石能源的日益枯竭，清洁环保的太阳能成为能源领域的一个重要组成部分。太阳电池能够将太阳能转换为电能，当辐照度和温度变化时，太阳电池的输出电压和输出电流会发生变化，表现出非线性的输出特性。为了提高光伏组件的转换效率，通过相应的控制策略使光伏组件始终工作在最大功率点上，这个过程就是最大功率点追踪(简称MPPT)技术，MPPT技术已经成为光伏系统的重要组成部分，对于增加光伏组件的转换效率非常重要。目前常用的MPPT方法有恒压法，扰动观察法和电导增量法，上述方法受限于固定的扰动步长，无法兼顾追踪时间、追踪精度和响应速度的要求。恒压法控制简单且实现成本较低，但是忽略了温度对太阳电池输出特性的影响，不能实现动态跟踪。扰动观察法简单易于实现，但由于步长限制，会在最大功率点附近震荡，系统功率损耗较大，跟踪精度较差。电导增量法和扰动观察法相似能够动态追踪，但是同样受限于固定的扰动步长，无法同时满足追踪时间，追踪精度和相应速度的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于电导增量法和粒子群算法的最大功率点追踪控制方法，能够大幅提升追踪时间、追踪精度以及响应速度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于电导增量法和粒子群算法的最大功率点追踪控制方法，包括以下步骤：

(1)快速启动阶段：在启动时增加一段停滞时间，光伏系统在停滞时间内DC-DC电路停止工作；

(2)变步长追踪阶段：根据dP/dU的正负判断扰动方向，并以|dP/dU|的大小判断扰动步长；其中，dP为输出功率变化量，dU为输出电压变化量；

(3)动态粒子群算法稳定阶段：当|dP/dU|小于动态粒子群算法启动阈值时进入动态粒子群寻优，寻到的最佳值为最优输出电压U_best，当满足适应度值或达到最大迭代次数后，输出最优输出电压U_best。

所述步骤(2)中根据dP/dU的正负判断扰动方向时，当dP/dU0时，给予正向扰动增大等效电阻，当dP/dU0时，给予反向扰动减小等效电阻，当dP/dU＝0时，不做扰动。

所述步骤(2)中以|dP/dU|的大小判断扰动步长时，当|dP/dU|ε时，扰动步长为α，当|dP/dU|ε时，扰动步长为β，其中，ε为步长选择阈值，α＞β。