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基于混合算法的光伏MPPT优化

2021-10-08王文保周振雄彭红义张志敏

北华大学学报(自然科学版) 2021年5期

王文保,周振雄,彭红义,张志敏

(北华大学电气与信息工程学院,吉林 吉林 132021)

光伏发电不仅具有清洁高效的能源质量,还可作为优质储能电源削峰填谷,满足不同负荷随时间变化的电能需求[1].随着电力电子技术的逐渐成熟,光伏发电并网容量大幅增长,传统算法的跟踪性能受到挑战.作为提高太阳能利用率的关键,提高光伏发电MPPT算法在启动速度、震荡幅度、全局搜索能力和跟踪精度上的性能,一直是学者们关注、研究的焦点.研究涉及多个方面:1)基于群的MPPT遗传和优化算法改进[2-4].其中,免疫萤火虫算法通过赋予萤火虫群体自我排除不良个体的能力,使虫群在移动时向最优个体集中,算法跟踪速度较快,但启动速度较慢;粒子群和自适应方法虽有较好的跟踪性能,但仿真模型过于简单,对3个及以上光伏组件并联的情况没有提及.2)基于样本训练的MPPT机器学习算法[5-6].该类算法在大容量PV阵列等复杂条件下难以对极端情况做出正确判断,并且缺少物理层面的解释.3)基于函数或微分差分式的数学算法[7-9].该类方法通过数学手段对PV阵列输出特性进行跟踪,忽略了高阶小量,加之传统仿真常用的光伏电池模型为数学模型,所得输出特性其实已经包含近似误差,因此,该方法的跟踪精度有待提高.4)基于拓扑优化和参数辨识的模型优化方法[10-13].该类方法把光伏电池的基本结构和参数作为起点,以优化PV阵列功率输出特性或改善MPPT动态跟踪效……

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