[发明专利]一种基于蒲公英优化算法的光伏阵列重构方法和装置

说明书

本发明公开了一种基于蒲公英优化算法的光伏阵列重构方法和装置，属于光伏发电技术领域，所述方法包括：建立n×n网状连接配置的初始光伏阵列；利用蒲公英优化DO算法对遮蔽条件下的初始光伏阵列进行重构得到目标光伏阵列。本发明将DO算法应用于光伏重构，能够令光伏电站在不同的辐照情况下都能输出最大功率，即能够提升遮蔽条件下光伏阵列输出功率，从而提高光伏发电系统的效率；由此解决光伏阵列的输出特性受到云覆盖情况严重影响的技术问题，使光伏电站的运行经济性和并网运行的稳定性得到显著提高。此外，调度工作人员可以通过DO算法所获得的最优的OAR方案，改变光伏阵列的内部连接情况，保证当前光伏电站能够高效地运行。

技术领域

本发明属于光伏发电技术领域，更具体地，涉及一种基于蒲公英优化算法的光伏阵列重构方法和装置。

背景技术

当前世界，由于能源需求量日益增加，化石能源的储量日益下降，可再生能源越来越受到人们的重视，并逐渐取代大多数化石燃料，其中最有前景的能源之一是太阳能。光伏电池是光伏发电系统的核心，其转换效率决定了整个系统的实际应用能力。光伏发电系统的应用是复杂的，单一的光伏电池元件无法满足对电力系统的供电要求。因此，有必要将多个光伏电池结构连接在一起，形成一个光伏电池阵列，以确保光伏系统被最大化的利用。

在光伏发电系统中，光伏电池阵列可以被理解为光伏电池元件的组合形式。在光强度不变的条件下，在系列中连接的光伏电池元件的数量越多，光伏电池阵列的功率越高，转换能力就越强。然而，部分遮蔽引起的失配损耗和功率损耗会导致光伏阵列的能量输出显著降低，同时还会造成光伏阵列的寿命缩短。在寻求光伏阵列最大化功率输出时，通过利用基于启发式算法的重构技术补偿这些功率损耗，可以显著提高局部阴影下光伏阵列的功率输出。光伏阵列作为获得太阳能最常用的装置，被广泛应用。光伏电池是光伏发电核心的非线性器件，其输出特性使光伏阵列在一定的工作电压下工作，产生最大的输出功率。但一些不可避免的破坏性因素大大降低了光伏阵列的效率。部分遮蔽条件(partial shadingcondition，PSC)是其中之一，它不仅使输出功率曲线出现了多峰，而且也会对光伏面板造成损害，可能会减少其使用寿命。

在实际项目中，大型光伏阵列的屏蔽主要是由云彩造成的，云的形状和位置随时间不断变化。光伏阵列的输出特性受到云覆盖情况的严重影响。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于蒲公英优化算法的光伏阵列重构方法和装置，其目的在于基于蒲公英优化算法(dandelion optimizer，DO)的光伏阵列重构(optimal array reconfiguration，OAR)方法，以提升遮蔽条件下光伏阵列输出功率，从而提高光伏发电系统的效率，由此解决光伏阵列的输出特性受到云覆盖情况严重影响的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于蒲公英优化算法的光伏阵列重构方法，包括：

S1：建立n×n网状连接配置的初始光伏阵列；

S2：利用蒲公英优化DO算法对遮蔽条件下的所述初始光伏阵列进行重构得到目标光伏阵列；具体如下：

S21：初始化种群的位置，设置边界值、种群数量和迭代次数相关系统参数；

S22：计算每个解的适应度值，选出最佳适应度值；

S23：蒲公英上升阶段，根据上升阶段的迭代公式进行位置更新；

S24：蒲公英下降阶段，利用下降阶段的迭代公式进行更新位置；

S25：蒲公英着陆阶段，利用着陆阶段的迭代公式进行位置更新；

S26：当迭代次数达到阈值时输出最优结果，否则重复S22-S25直至迭代次数达到所述阈值，并输出对应的最优结果；将所述最优结果作为所述目标光伏阵列。

在其中一个实施例中，所述S1中初始光伏阵列表示为：