一種部分受遮擋的光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率優(yōu)化方法及系統(tǒng)裝置，包括光伏電池板及光伏電池板的電壓、電流采集電路及DSP控制器，控制器內(nèi)置有APSOMPPT最大功率點(diǎn)跟蹤控制算法程序，控制器的控制輸出端經(jīng)PWM驅(qū)動(dòng)電路控制一BOOST電路，BOOST電路的輸出接負(fù)載。跟蹤方法是：首先獲取光伏電池板的開(kāi)路電壓，根據(jù)開(kāi)路電壓確定光伏電池板最大輸出電壓，系統(tǒng)初始化并啟動(dòng)定時(shí)器，當(dāng)定時(shí)時(shí)間到時(shí)，要運(yùn)行APSOMPPT最大功率點(diǎn)跟蹤控制算法子程序進(jìn)行多次迭代，最后將迭代過(guò)程中的所有粒子的全局最優(yōu)值作為光伏陣列的電壓給定作用于光伏陣列。從而實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)功率優(yōu)化輸出。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于電力電子及自動(dòng)控制
，尤其涉及一種太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)工作在部分受遮擋條件下的光伏發(fā)電系統(tǒng)功率優(yōu)化方法及實(shí)現(xiàn)該方法的系統(tǒng)裝置。
技術(shù)介紹
太陽(yáng)能光伏發(fā)電是新能源和可再生能源的重要組成部分。但由于光伏電池價(jià)格昂貴、光伏系統(tǒng)本身特性復(fù)雜導(dǎo)致其轉(zhuǎn)換效率很低，已制約了太陽(yáng)能的高效利用。因此，如何進(jìn)一步提高太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率，充分利用光伏陣列轉(zhuǎn)換的能量，是研究光伏發(fā)電系統(tǒng)的主要方向和關(guān)鍵技術(shù)。對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)的最大功率點(diǎn)跟蹤(Maximum Power Point Tracking,MPPT)是提高太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率的有效途徑之一。傳統(tǒng)的MPPT方法如擾動(dòng)觀測(cè)法(P&0)、增量導(dǎo)納法(ICA)以及基于擾動(dòng)觀測(cè)法的改進(jìn)算法等主要是基于光伏陣列在輻照、溫度一定的條件下，其P-V曲線是單峰性基礎(chǔ)上進(jìn)行研究的。但在實(shí)際應(yīng)用中，遮陰造成的陣列失配現(xiàn)象以及熱斑現(xiàn)象等嚴(yán)重影響光伏系統(tǒng)的功率輸出，導(dǎo)致太陽(yáng)能電池板的發(fā)電效率顯著下降。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明只要有10%的太陽(yáng)能電池板陣列面積被遮蔽，整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)便會(huì)損失多至50%的發(fā)電量。并且在局部陰影條件下光伏陣列的P-V特性出現(xiàn)多個(gè)極值點(diǎn)，使得常規(guī)的最大功率跟蹤算法在這種情況下失效。本專利技術(shù)針對(duì)光伏陣列集中式控制方式，在不改變光伏陣列多極值點(diǎn)輸出特性條件下，考慮到光伏系統(tǒng)的輸出受光照影響快速變化的特點(diǎn)，利用APSO算法在多峰函數(shù)優(yōu)化、 全局尋優(yōu)方面的良好性能及其算法簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，研究自適應(yīng)判斷搜索方向及位置和粒子群算法相結(jié)合的APS0MPPT算法，并將其用于部分遮擋下光伏系統(tǒng)多峰輸出特性快速尋優(yōu)問(wèn)題，以實(shí)現(xiàn)光伏系統(tǒng)全局最大功率輸出。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種在部分受遮擋條件下光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率優(yōu)化方法， 該方法可以提高太陽(yáng)能電池的發(fā)電效率。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采取以下設(shè)計(jì)方案—種在部分受遮擋條件下光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率優(yōu)化方法,其米用一光伏發(fā)電系統(tǒng)在部分受遮擋下全局最大功率點(diǎn)跟蹤裝置，該跟蹤裝置中具有光伏電池板的輸出電壓、電流采集電路，并具有一內(nèi)置在部分受遮擋下APSOMPPT (Adaptive Particle Swarm Optimization Maximum Power Point Tracking,APSOMPPT)最大功率點(diǎn)跟蹤控制算法程序的控制器，控制器中帶有定時(shí)器、A/D轉(zhuǎn)換器和PWM (脈寬調(diào)制)產(chǎn)生器，該P(yáng)WM輸出經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路控制一 BOOST單元電路，BOOST單元電路的輸出接負(fù)載；所述的方法步驟如下I)系統(tǒng)初始化斷開(kāi)負(fù)載，獲取光伏電池板的開(kāi)路電壓Uoc，然后初始化光伏發(fā)電系統(tǒng)在部分受遮擋下的最大功率點(diǎn)跟蹤裝置控制器的參數(shù)，其中包括光伏電池板最大輸出4電壓Umax，即光伏電池板的開(kāi)路電壓Uoc ;同時(shí)設(shè)定初始化數(shù)值用于A/D轉(zhuǎn)換的定時(shí)器采樣時(shí)間T、光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)束與否的標(biāo)志EndFlag ；EndFlag = I表示結(jié)束，EndFlag = O表示正常運(yùn)行；2)系統(tǒng)初始化后，啟動(dòng)定時(shí)器；3)若定時(shí)時(shí)間未到，則繼續(xù)步驟3);若定時(shí)時(shí)間到，進(jìn)行下一步；4)再次啟動(dòng)定時(shí)器，然后調(diào)用APSOMPPT子程序；5)將通過(guò)運(yùn)行APSOMPPT子程序得到的全局最優(yōu)值Ug作為光伏陣列的輸出電壓給定值，作用于光伏陣列；6)讀取程序結(jié)束運(yùn)行的標(biāo)志EndFlag,若EndFlag = I,則關(guān)閉定時(shí)器,整個(gè)程序結(jié)束；否則轉(zhuǎn)入步驟3)。所述的在部分受遮擋條件下光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率優(yōu)化方法中，所述步驟4)中的APSOMPPT子程序的方法是4-1)預(yù)先在該程序中設(shè)定光伏電池板的電壓粒子數(shù)為m= 10;當(dāng)前迭代次數(shù)now_iter = I、迭代最大次數(shù)max_iter = 10 ;第I代的m個(gè)粒子的初始位置=l25 + ^7x(Umax-l25)，這里now iter = I ;粒子速度的最大值Vmax (即光伏發(fā)電系 m-Ι—統(tǒng)電壓擾動(dòng)的最大改變量)為一塊光伏電池開(kāi)路電壓Vocmodule的60 85%的值；運(yùn)行的粒子數(shù)i = I ;光伏電池板由控制器控制時(shí)允許的最小輸出工作電壓Umin(這是由光伏電池板所連接的逆變器工作時(shí)的最小工作電壓所決定，這里可假定為125V)；4-2)執(zhí)行第nowjter次迭代過(guò)程，將根據(jù)第i個(gè)粒子的初始位置作為光伏陣列的輸出電壓給定，進(jìn)而檢測(cè)第now_iter代第i個(gè)粒子所對(duì)應(yīng)的光伏陣列輸出電壓Ui' 電流Ii,并計(jì)算得到第i個(gè)粒子的功率Pi ；4-3) i = i+Ι，若第now_iter次迭代過(guò)程中進(jìn)行的粒子數(shù)i >m，進(jìn)入下一步，否則轉(zhuǎn)入步驟4-2)；4-4)得到第i個(gè)粒子在第now_iter次迭代過(guò)程中的所對(duì)應(yīng)的光伏陣列最優(yōu)值 urw-Iter，以及目前為止的迭代過(guò)程中的全局最優(yōu)；4-5)設(shè)置迭代次數(shù) now_iter = now_iter+l,若 now_i ter > max_i ter,令全局最優(yōu)值Ug = U w-Iter，則轉(zhuǎn)入步驟4-11)，否則令i = 1，繼續(xù)下一步；4-6)計(jì)算:T1 = (random (0,1) +random (O, I)) /2 > r2 = (random (0,1) +random (0, 1))/2 ；Random(0,l)為0_1范圍內(nèi)的隨機(jī)函數(shù)；權(quán)利要求1.一種在部分受遮擋條件下光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率優(yōu)化方法，其采用一光伏發(fā)電系統(tǒng)在部分受遮擋下全局最大功率點(diǎn)跟蹤裝置，該跟蹤裝置中具有光伏電池板的輸出電壓、電流采集電路，并具有一內(nèi)置在部分受遮擋下APS0MPPT最大功率點(diǎn)跟蹤控制算法程序的控制器，控制器中帶有定時(shí)器、Α/D轉(zhuǎn)換器和PWM產(chǎn)生器，該P(yáng)WM產(chǎn)生器的輸出經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路控制一 BOOST單元電路，BOOST單元電路的輸出接負(fù)載；其特征在于所述的方法步驟如下1)系統(tǒng)初始化斷開(kāi)負(fù)載，獲取光伏電池板的開(kāi)路電壓Uoc，然后初始化光伏發(fā)電系統(tǒng)在部分受遮擋下的最大功率點(diǎn)跟蹤裝置控制器的參數(shù)，其中包括光伏電池板最大輸出電壓 Umax,即光伏電池板的開(kāi)路電壓Uoc ;同時(shí)設(shè)定初始化數(shù)值用于Α/D轉(zhuǎn)換的定時(shí)器米樣時(shí)間T、光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)束與否的標(biāo)志EndFlag ；EndFlag = I表示結(jié)束，EndFlag = O表示正常運(yùn)行；2)系統(tǒng)初始化后，啟動(dòng)定時(shí)器；3)若定時(shí)時(shí)間未到，則繼續(xù)步驟3);若定時(shí)時(shí)間到，進(jìn)行下一步；4)再次啟動(dòng)定時(shí)器，然后調(diào)用APS0MPPT子程序；5)將通過(guò)運(yùn)行APS0MPPT子程序得到的全局最優(yōu)值Ug作為光伏陣列的輸出電壓給定值，作用于光伏陣列；6)讀取程序結(jié)束運(yùn)行的標(biāo)志EndFlag,若EndFlag= I,則關(guān)閉定時(shí)器,整個(gè)程序結(jié)束； 否則轉(zhuǎn)入步驟3)。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的在部分受遮擋條件下光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率優(yōu)化方法，其特征在于所述步驟4)中的APS0MPPT子程序的方法是4-1)預(yù)先在該程序中設(shè)定光伏電池板的電壓粒子數(shù)為m= 10;當(dāng)前迭代次數(shù)now_iter = I、迭代最大次數(shù)max_iter = 10 ;第I代的m個(gè)粒子的初始位置=l25 + ^7x(Umax-l25)，這里now iter = I ;粒子速度的最大值Vmax為一塊光伏電m-Ι—池開(kāi)路電壓值的60 85% ;運(yùn)行的粒子數(shù)i = I ;光伏電池板由控制器本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：廉小親，張曉力，王敬瑞，王嵩，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京工商大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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