基于自適應線性調節抗干擾PSO的光伏群體MPPT控制

陳宏+王偉 馮煒 唐海國 冷華

摘要：光伏發電已成為新能源發電的主要研究方向，但當外界環境發生突變或由于遮擋使光伏陣列出現陰影時，傳統的最大功率點跟蹤（MPPT）算法會出現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的粒子群（PSO）算法，并采用一個MPPT控制器同時實現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，降低系統控制成本。

關鍵詞：光伏發電；最大功率點跟蹤；自適應線性調節粒子群；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

隨著社會的快速發展，能源的需求也正以遞增趨勢快速發展。建筑光伏發電和大規模集中式發電給光伏發電產業更是帶來了前所未有的機遇?，F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，但增加了系統成本。

近年來，PSO算法被廣泛應用于MPPT控制中。而對于復雜環境條件的變化，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PSO算法，實現在復雜環境和環境突變情況下并采用一個MPPT控制器同時實現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，降低控制系統的裝置成本和集成成本。

1PSO自適應線性調節策略

PSO算法廣泛用于光伏發電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PSO算法，實現參數的自適應調整，可準確快速地實現復雜環境變化下MPPT控制，進而將自適應線性調節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多支路光伏陣列群體MPPT控制。該方法可簡便易行，減少系統的成本，為提高建筑光伏并網發電系統穩定快速、簡便控制提供了新思路。

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