粒子群优化在光伏系统MPPT控制中的应用.pdf

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1、第46卷第5期电力电子技术Vo1．46．No．52012年5月PowerElectronicsMav2012粒子群优化在光伏系统MPPT控制中的应用惠晶，王思杰，谢伟，李含希(江南大学，电气工程系，江苏无锡214122)摘要：粒子群优化(PSO)是一种基于生物智能的优化方法，能快速地搜索出多极点非线性函数的最优解，非常适合作为遮阴条件下光伏系统的最大功率点跟踪(MPPT)控制算法。针对因局部遮阴函数产生多极点的问题，在传统PSO的基础上加以改进，增加了粒子淘汰的环节。实验结果表明，改进后的算法使系统的MPPT控制更加快速有效。关

2、键词：光伏发电；最大功率点跟踪；粒子群优化中图分类号：TM615文献标识码：A文章编号：1000—100X(2012)05—0031-03ApplicationofPV·MPPTControlBasedonParticleSwarmOptimizationHUIJing，WANGSi-jie，XIEWei，LIHan—xi(J／angnanUniversity，Wuxi214122，China)Abstract：ThispapermainlyintroducestheapplicationofparticleswaYlnopti

3、mization(PSO)formaximumpowerpointtracking(MPPT)controllingofphotovohaicsystem．ThePSOisimprovedinordertoadaptingtothePVsystem．Exper-imentshowsthat，withtheuseofPSO，thetracingofMPPTbecomeseasierandmoreaccurate．Keywords：photovoltaicpowergeneration；maximumpowerpointtracki

4、ng；particleswamioptimizationFoundationProject：SupportedbyScienceandTechnologyDevelopmentProgramofWuxi(No．CMES0915)；JiangnanUniversityScientificResearchProgramFund(No．JUSRP11022)1引言RL随着化石能源的不断消耗，人类将面临能源短缺，污染不断加重的问题。太阳能作为取之不为通过光伏电池PN结的总扩散电流：，n为太阳能电池在无光照时的饱和电流；R。为串联电阻，主

5、要由电池的体电阻、表面电尽、清洁干净的资源而备受关注。目前太阳能电池阻、电极导体电阻和电极与硅表面间接触电阻组成；R为旁漏电在整个光伏发电系统中所占成本比重较大，使用阻；RL为负载_ll。MPPT技术提高光伏发电系统的利用率能有效提图1光伏电池等效电路高太阳能电池的利用效率。对于户用型的光伏发Fig．1Equivalentcircuitofphotovohaicbattery电系统，电池板周围常存在电线杆、树木等遮阴理想的PN结特性曲线方程为：物，会在光伏阵列上产生局部阴影，继而导致光伏电池的伏安曲线出现多峰现象。此时，传统MP

6、PT，o[exp(川，=n(“)(1)算法很容易陷入局部峰值。在此针对遮阴条件下式中：q为电子电荷；K为波尔兹曼常数；T为热力学温度；光伏阵列的伏安特性，改进了传统PSO算法，提A为常数因子(正偏电压大时，A=1；正偏电压小时，A=2)。出含有粒子淘汰环节的PSOMPPT控制方式。提图2示出光伏电池的J『．【，特性曲线。高了局部阴影下光伏系统的效率。2光伏电池的特性分析光伏电池的等效电路如图1所示。U基金项目：无锡市科技发展计划项目(CMES0915)；江南大图2光伏电池u曲线学科研计划项目基金(JUSRP11022)Fig．2

7、I-UcurveofphotovoltaicceUs定稿日期：201l—l1-08若发生局部遮阴的情况，光伏阵列的，一曲作者简介：惠晶(1957一)，男，陕西西安人，教授，研究方向为电力电子与电力传动。线将具有多梯度、多极值的特点。也使系统MPPT31第46卷第5期电力电子技术Vo1．46，No．52012年5月PowerElectronicsMav2012在遮阴条件下不能再简单地寻找曲线的唯一极值Vit”-~wVit-I-C1r1(pl-s,")+c2r2(一)，Sit=sit+vt“(2)作为最大功率点(MPP)。串联模块的

8、光伏电池由于光照不同会造成电压多峰值，而并联不同模块式中：=鬈St。+l；；max，⋯；c。，c为正常数，代表加速权重系数，主要用于调整个体经组会产生电流多峰。图3示出两块并联电池板在验和群体经验的比重；r。，r2为(0，I)之间的随机数；W为惯发生遮阴后整个光