局部阴影下光伏阵列MPPT算法的研究*
2021-04-30唐小亮梁安江赵春丽
电机与控制应用 2021年4期
成 杰,唐小亮,梁安江,赵春丽
上海发电设备成套设计研究院有限责任公司,上海 200240)
0 引 言
光伏阵列受环境温度和光照强度影响较大,实现最大功率点跟踪(MPPT)可以有效提高光伏发电系统的效率[1]。理想情况下,光伏发电系统的P-U特性曲线呈现单峰值状态,扰动观察法(P&O)和电导增量法(INC)等经典的MPPT算法可以实现最大功率点(MPP)的追踪[2]。但是当光伏阵列被局部遮挡时,P-U特性曲线呈现多峰值状态,这些经典的算法极易陷入局部最大值,造成能量的损失[3-4]。
随着光伏电站容量的增加,多峰值状态下全局最大功率点跟踪(GMPPT)算法的研究得到了越来越多的重视。文献[5]提出了改进型扰动观察法,该方法能够有效地追踪单峰值最大功率点,但是追踪多峰值时极易陷入局部极值。文献[6-7]在改进的P&O方法上提出了改进的全局扫描法,该方法有效解决了陷入局部极值的问题,但是又出现稳态功率振荡大的问题。文献[8-10]提出了一种改进型的粒子群算法(PSO),该方法能够有效地追踪到全局最大功率点,追踪精度高,但收敛不稳定,并且追踪速度较慢。文献[11]利用光伏阵列MPP处电流与短路电流之间的近似关系提出了一种三步骤搜索法,该方法有效地提高了运算速度,但是受比例关系影响较大,容易形成误判[12]。
针对上述分析,本文提出了一种基于搜索-计算-判断(SCD)的算法来实现GMPPT。该方法使用改进型扰动观察法从Uoc处反向寻找第一个局部MPP,通过计算与判断,不断减小搜索区域,间接地将多峰值问题简化为单峰值搜索,从而解决误判问题。……
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