局部陰影下光伏電池功率多峰值MPPT控制策略的研究.pdf

1、陰影遮擋與受照不均是太陽能發(fā)電領(lǐng)域不可避免的問題，即使是光伏系統(tǒng)中一小部分受到遮陰也會影響到整個光伏發(fā)電系統(tǒng)中其他正常運行的電池板，這不僅使正常工作電池的耗損率上升，還會大大降低整個系統(tǒng)的輸出功率效率。在局部遮陰情況下的光伏電池的功率輸出曲線上存在多個峰值，傳統(tǒng)MPPT控制算法失效，針對極值點“多尋一”的問題，目前主要有兩種改進(jìn)方法:一是運用具有多極值尋優(yōu)能力的MPPT算法;二是改進(jìn)局部陰影下光伏陣列結(jié)構(gòu)，目前國內(nèi)外對陣列結(jié)構(gòu)討論不夠深

2、入。
　　針對局部陰影條件下P-V曲線呈多峰值情況，本文提出一種基于模擬退火思想的粒子群改進(jìn)算法(SA-PSO)。在粒子群算法(PSO)中加入模擬退火算法(SA)的Metropolis選擇機制，即動態(tài)概率的選擇模式，在尋優(yōu)前期以較大的概率接受粒子更新后的狀態(tài)，不強求后狀態(tài)強于前狀態(tài)，增加了算法的跳躍性使算法有效跳出局部最優(yōu)解，在尋優(yōu)后期以小概率接受粒子更新狀態(tài)，使粒子準(zhǔn)確趨近全局最優(yōu)解，該種改進(jìn)算法摒除了傳統(tǒng)改進(jìn)算法中復(fù)雜的參數(shù)設(shè)

3、置，弱化參數(shù)對結(jié)果的影響，并通過智能算法測試函數(shù)驗證該種改進(jìn)算法在多峰值尋優(yōu)方面的優(yōu)勢。
　　在基于SA-PSO算法MPPT控制過程中，在SA-PSO算法正常運行的主流程中加入嵌套流程，判斷通過主流程的粒子是否穩(wěn)定，有效避免了偶然因素，使全局最優(yōu)值更準(zhǔn)確，解決了局部遮陰下多峰尋優(yōu)的問題。
　　在局部陰影條件下的光伏陣列結(jié)構(gòu)方面，采用了一種分布式MPPT控制的光伏系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，它不存在遮陰引起的光伏組件之間的不匹配損耗，每個組件具

4、有獨立的MPPT控制器，是未來最具有競爭力的光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
　　為使不同狀態(tài)的電池運行在同一光伏系統(tǒng)中，更好適應(yīng)太陽能電池板Vin和Vout受光照強度或其他環(huán)境因素的變化而不同，增加系統(tǒng)的靈活性，采用雙向H橋Buck-Boost結(jié)構(gòu)的DC-DC變換器，其具備升壓模式、降壓模式、直通及旁路模式，能夠?qū)崿F(xiàn)光伏系統(tǒng)中電池運行狀態(tài)的多樣性。
　　最后通過Matlab/Simulink和PVsyst仿真平臺驗證了分布式MPPT控制