粒子群算法在光伏系统最大功率点跟踪中的应用

介绍了光伏电池的特性,并在Matlab/Simulink中进行建模仿真研究.针对局部遮阴条件下光伏阵列的P-U特性呈现多个极值点,导致常规的最大功率点跟踪算法失效的问题,提出了一种基于粒子群算法(PSO)的最大功率点跟踪(MPPT)控制方法.仿真结果表明,该方法能够快速、准确地跟踪光伏阵列的最大功率点,具有较好的控制精度,有效地提高了光伏阵列的输出效率.     

PSOEM算法在不均匀光照下最大功率点跟踪中的研究

针对目前光伏发电技术的研究现状,分析了在不均匀光照下的最大功率点跟踪(MPPT)的原理和基本算法。提出了带扩展记忆的粒子群算法(PSO with Extended Memory,简称PSOEM),与标准粒子群算法的性能进行了比较,针对不均匀光照下光伏阵列输出特性曲线存在多个局部峰值,根据PSOEM在多峰函数的全局寻优、多变量寻优方面的良好性能,将其应用到不均匀光照下光伏阵列的最大功率跟踪控制中,解决了局部遮阴下多峰寻优的问题。     

基于分组粒子群的光伏最大功率点跟踪方法

针对光伏发电系统在复杂遮阴条件下,光伏输出P-V特性曲线呈现高度非线性,采用基于分组粒子群算法（particle swarm optimization, PSO）和优化的扰动观察法(perturb and observe, P&O)相结合的MPPT（maximum power point tracking）算法进行光伏发电系统输出功率的提升。提出的最大功率点算法分为两个阶段,首先通过将混合蛙跳算法(shuffled frog leaping algorithm, SFLA)的分组思想引入到传统粒子群算法,并采用改进后算法实现近似全局最大功率点的快速搜索,以加快最大功率点跟踪的收敛速度和稳定性。然后,采用优化的扰动观察法实现最大功率点附近的动态精确跟踪,同时减少后续最大功率点跟踪过程中的计算量。通过在不同阶段发挥两种MPPT算法的各自优点来提高光伏最大功率点跟踪控制的效率。最后进行光伏系统遮阴条件变化的仿真实验,与传统粒子群算法相比,提出MPPT方法具有较快的跟踪速度和稳定的功率输出。     

局部遮阴下光伏系统MPPT研究与优化

为了解决光伏发电系统中,光伏电池在环境中被树叶、建筑物、云层等遮挡造成局部阴影,导致光伏电池出现运行不稳定和输出功率降低的问题,提出了一种基于改进自适应动态惯性权重并引入粒子寻优目标适应度评判系数的优化粒子群算法(GPPSO).将GPPSO应用于复杂自然环境条件下的最大功率点跟踪(MPPT),结果表明:双重优化后的算法有效提高了局部精确搜索和寻优空间全局收敛能力,在目标函数最优求解过程中,精度和收敛速度都明显提高,较快地适应环境遮阴变化,能够在复杂的自然环境中准确地对光伏发电系统最大功率点进行跟踪,提高光伏系统发电效率.     

基于粒子群多峰值MPPT算法的光伏系统研究

局部遮荫时,光伏阵列P-V特性曲线呈现多个峰值点,传统算法难以追踪到最大功率点(MPPT),针对此问题提出了粒子群多峰值MPPT算法,该算法通过粒子群搜索最大功率点处电流,并控制光伏阵列输出电流,从而实现最大功率点跟踪;仿真结果表明粒子群多峰值MPPT算法可以用在光伏并网发电系统中,并且该算法比传统算法收敛速度更快,稳态效果更好。     

基于差分进化算法的光伏阵列MPPT控制方法

针对遮挡情况下光伏阵列P-V输出特性曲线呈现多个局部功率峰值点,传统最大功率点跟踪算法无法摆脱局部最优值的缺点,提出一种基于差分进化(DE)算法的最大功率点跟踪算法。因局部阴影下各个局部最大功率点所对应的电压值有一定规律可循,算法首先使用DE算法找到全局最大功率点所对应的电压值附近,以保证不会陷入局部最优值;然后重新初始化种群个体在该电压值附近,继续使用DE算法寻找全局最大功率点。仿真结果表明,该算法可以成功摆脱局部最优值的约束,正确地找到全局最大功率点。与基本DE算法进行对比,二者的寻优精度具有同样的优势,而且所提出的算法收敛速度更快,为遮挡情况下光伏阵列最大功率点跟踪提供了一种新的方法。     

基于改进粒子群算法的光伏系统MPPT控制研究

光伏(PV)阵列输出的功率-电压特性曲线在部分阴影条件下具有多个峰值,传统的最大功率点跟踪算法,无法准确跟踪光伏系统的全局最大功率点而且效率低下.由于粒子群优化(PSO)算法非常适合解决多极优化问题,因此,提出了一种随机惯性权重的PSO算法来实现全局最大功率点跟踪.通过改善传统PSO算法的惯性权重系数并优化粒子的搜索顺序,可以减少迭代次数,从而在更短的时间内找到MPP(最大功率点),以确保准确的跟踪最大功率,使系统始终保持最高效率运行.最后,搭建了局部阴影条件下的光伏阵列仿真模型,对提出的算法进行了仿真验证,并与传统的扰动观察法对比分析,仿真结果表明,相较于传统的扰动观察法,利用改进的智能算法,有效地解决了光伏系统在局部阴影条件下准确的追踪系统全局最大功率点的问题,并且加快了系统控制器的响应速度、有效地抑制震荡并且提高了追踪效率.     

基于负载线交点太阳光伏MPPT控制方法研究

随着环境日益污染与能源逐渐枯竭,光伏发电已成为全球能源发展趋势,而最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)技术是太阳光伏发电控制关键之处.由于外界因素的影响,使得光伏矩阵受光照不均匀,造成局部阴影降低效率.本文采用代数算法中的负载线交点法(LLI)实现在局部阴影条件下最大功率点的跟踪.     

基于负载线交点太阳光伏MPPT控制方法研究

随着环境日益污染与能源逐渐枯竭,光伏发电已成为全球能源发展趋势,而最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)技术是太阳光伏发电控制关键之处.由于外界因素的影响,使得光伏矩阵受光照不均匀,造成局部阴影降低效率.本文采用代数算法中的负载线交点法(LLI)实现在局部阴影条件下最大功率点的跟踪.     

局部阴影遮蔽下光伏阵列MPPT算法的研究综述

光伏阵列作为太阳能光伏发电系统的基本发电单元,在局部阴影条件下,它的输出特性发生改变,相应的功率曲线含有多个局域峰值,使常规的最大功率点跟踪算法很难准确地跟踪到真正的最大功率点,在分析常规最大功率点跟踪方法(恒定电压法、扰动观测法、电导增量法)的基础上,对多峰值最大功率点跟踪方法做了比较全面的比较和分析(模糊免疫算法、粒子群优化算法PSO等),为实现光伏阵列在部分遮蔽下实现最大MPPT设计与实现提供参考。     

基于无线传感器网络的光伏系统MPPT应用研究

光伏电池输出的功率随外界环境条件的变化而变化,通常采用最大功率点跟踪技术以获得最大功率输出。结合无线传感器网络(WSNs)节点的工作方式与光伏系统的特点,提出了一种基于WSNs的光伏系统最大功率点跟踪技术。针对开路电压法的不足,利用WSNs节点的测温工作方式来进行温度补偿。当系统工作在最大功率点附近时,引入阻抗匹配算法,可有效消减光伏输出功率在最大功率点处的振荡现象,从而提高系统效率。仿真结果验证了该方法的可行性和有效性。     

A hybrid intelligent GMPPT algorithm for partial shading PV system

Maximum power extraction for PV systems under partial shading conditions (PSCs) relies on the optimal global maximum power point tracking (GMPPT) method used. This paper proposes a novel maximum power point tracking (MPPT) control method for PV system with reduced steady-state oscillation based on improved particle swarm optimization (PSO) algorithm and variable step perturb and observe (P&O) method. Firstly, the grouping idea of shuffled frog leaping algorithm (SFLA) is introduced in the basic PSO algorithm (PSO–SFLA), ensuring the differences among particles and the searching of global extremum. Furthermore, adaptive speed factor is introduced into the improved PSO to improve the convergence of the PSO–SFLA under PSCs. And then, the variable step P&O (VSP&O) method is used to track the maximum power point (MPP) accurately with the change of environment. Finally, the superiority of the proposed method over the conventional P&O method and the standard PSO method in terms of tracking speed and steady-state oscillations is highlighted by simulation results under fast variable PSCs.     

Unified MPPT controller for partially shaded panels in a photovoltaic array

The power output of the photovoltaic (PV) system having multiple arrays gets reduced to a great extent when it is partially shaded due to environmental hindrances. The maximum power trackers which are conventionally used may not be competent enough to find the maximum power point (MPP) during partially shaded conditions. The sensible reason for the failure of conventional trackers is during partial shaded conditions the PV arrays exhibit multi peak power curves, thereby making simple maximum power point tracking (MPPT) algorithms like perturb and observe (P&O) to get stuck with local maxima instead of capturing global maxima. Therefore, global search MPPT aided by evolutionary and swarm intelligence algorithms will be conducive to find global power point during partially shaded conditions. This work suggests a unified controller which feeds control signal to its power electronic conditioner placed at each module. The evolutionary algorithm which is taken into consideration in this work is differential evolution (DE). The performance of the proposed method is compared to the classical un-dimensional search controller and it is evident from the Matlab/Simulink results that the unified controller prevails over the distributed counterpart.     

基于自适应线性调节抗干扰PSO的光伏群体MPPT控制

光伏发电已成为新能源发电的主要研究方向,但当外界环境发生突变或由于遮挡使光伏阵列出现阴影时,传统的最大功率点跟踪(MPPT)算法会出现误判或因陷入局部最大功率点等问题而失效。针对这些问题,提出了一种自适应线性调节的粒子群(PSO)算法,并采用一个MPPT控制器同时实现多支路光伏阵列群体MPPT控制。最后,通过仿真验证所提控制策略的有效性。结果表明,自适应线性调节PSO群控方法振荡小,可实时精准跟踪最大功率点,控制电路较为简单,降低系统控制成本。     

采用自适应扰动观察法的光伏并网系统最大功率点跟踪

提出了一种自适应扰动观察（P＆O）算法,用于在不同天气条件下太阳能光伏（PV）并网系统的最大功率点跟踪（MPPT）控制策略。该策略对于从太阳能光伏电池板中,获取最大的功率输出是十分重要的。利用一种依赖于功率变化的可变的扰动步长,提出了改进的自适应扰动观察算法。最后将通过仿真所得到的数据与传统的扰动观察算法进行了比较,结果表明所提出MPPT算法的收敛值和速度得到了改善,稳定时间缩短25%,稳态值提高20%以上,在太阳能光伏并网系统的最大功率点跟踪时是有效而实用的。     

Climatic sensorless maximum power point tracking in PV generation systems

The problem of maximum power point tracking (MPPT) is addressed for photovoltaic (PV) arrays considered in a given panel position. The PV system includes a PV panel, a PWM boost power converter and a storing battery. Although the maximum power point (MPP) of PV generators varies with solar radiation and temperature, the MPPT is presently sought without resorting to solar radiation and temperature sensors in order to reduce the PV system cost. The proposed sensorless control solution is an adaptive nonlinear controller involving online estimation of uncertain parameters, i.e. those depending on radiation and temperature. The adaptive control problem at hand is not a standard one because parameter uncertainty affects, in addition to system dynamics, the output-reference trajectory (expressing the MPPT purpose). Therefore, the convergence of parameter estimates to their true values is necessary for MPPT achievement. It is formally shown, under mild assumptions, that the developed adaptive controller actually meets the MPPT objective.     

基于克隆选择算法的光伏最大功率点跟踪控制

研究太阳能电池提高光电转换率问题,由于光伏发电系统中最大功率点难以实时跟踪,使光伏阵列输出功率达不到要求。为此提出采用克隆选择算法进行优化控制。根据光伏电池等效电路模型在SIMULINK中建立仿真模型进行特性分析,并编写克隆选择算法。通过在算法进化过程中合理地选取种群规模、克隆规模和变异率等参数,从而保证算法以最佳的搜索轨迹达到最优解。通过对算法有效性的验证,仿真结果表明:在温度、光强变化情况下,能实时跟踪到最大功率点,提高系统的鲁棒性和发电效率。     

A novel maximum power point tracking algorithms for stand-alone photovoltaic system

A novel control algorithm, namely subsection adaptive hill climbing method (SSAHC), for seeking the maximum power point (MPP) of a photovoltaic (PV) panel for any temperature and solar radiation level is proposed. The algorithm is thus a combination of the subsection and adaptive hill climbing methods. In this algorithm, the characteristic curve of power-voltage of PV panel was divided into three subsections, namely large step approximation section, adaptive hill climbing section and maximum power section. Using this method, the MPP tracker (MPPT) can tune adaptively the step to track the MPP of PV system. The main advantage of the MPPT controlled by this new algorithm, when is compared with others, is that it can draw more power at a certain weather condition, especially, in case solar radiation changes rapidly at higher radiation.