基于DSA的局部阴影下光伏阵列MPPT方法研究

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.11.002

电器与能效管理技术 ›› 2020, Vol. 0 ›› Issue (11): 11-16.doi: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.11.002

基于DSA的局部阴影下光伏阵列MPPT方法研究

卢文韬¹, 肖辉¹, 吴姿瑾¹, 王至远¹, 赵帅旗²

1.长沙理工大学电气与信息工程学院, 湖南长沙 410114
2.广东电网有限责任公司惠州供电局, 广东惠州 516000

收稿日期:2020-08-31 出版日期:2020-11-30 发布日期:2020-12-14
作者简介:卢文韬(1996—),男,硕士研究生,研究方向为光伏发电与并网技术。|肖辉(1975—),女,副教授,博士,研究方向为电能质量分析与控制、光伏发电与并网技术研究。|吴姿瑾(1995—),女,硕士研究生,研究方向为光伏发电与并网技术研究。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(51708194);国家自然科学基金资助项目(51507014);湖南省教育厅科学研究重点项目(18A120)

Research on MPPT Method of PV Array under Partial Shadow Based on Dolphin Swarm Algorithm

LU Wentao¹, XIAO Hui¹, WU Zijin¹, WANG Zhiyuan¹, ZHAO Shuaiqi²

1.College of Electrical and Information Engineering,Changsha University of Science and Technology,Changsha 410114, China
2.Huizhou Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Co.,Ltd., Huizhou 516000, China

Received:2020-08-31 Online:2020-11-30 Published:2020-12-14

摘要/Abstract

摘要：

针对传统的最大功率点追踪(MPPT)在局部阴影下失效、粒子群算法收敛慢以及易陷入局部搜索等缺陷,而海豚群算法(DSA)在多峰函数寻优中具有收敛速度快且收敛精度高的优点,把海豚群算法应用到光伏MPPT中,提出一种基于DSA的MPPT控制方法。使用MATLAB/Simulink搭建光伏MPPT模型,将其与粒子群算法在多组光照模式下进行对比仿真验证。仿真表明,所提方法能精准搜索到全局最大功率点,且收敛速度提升50%~60%。

关键词: 光伏阵列, 局部阴影条件, 最大功率点跟踪, 海豚群算法, 粒子群算法

Abstract:

The traditional maximum power point (MPPT) tracking method is in failure under partial shadow,the particle swarm algorithm,and easy to fall into local search;in the optimization of multimodal function,the dolphin swarm algorithm (DSA) has the advantages of fast convergence speed and high convergence accuracy.Therefore,the DSA is applied to PV MPPT,and a MPPT control method based on the DSA is proposed.In this paper,MATLAB/Simulink is used to build a PV MPPT model,and it is compared with the particle swarm algorithm in multiple illumination modes for simulation verification.The simulation shows that the proposed method can accurately search for the global maximum power point,and the convergence speed is increased by 50%~60%,which reflects the superiority of the method.

Key words: PV array, partial shadow condition, maximum power point tracking, dolphin swarm algorithm, particle swarm optimization

中图分类号:

TM615

卢文韬, 肖辉, 吴姿瑾, 王至远, 赵帅旗. 基于DSA的局部阴影下光伏阵列MPPT方法研究[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 0(11): 11-16.

LU Wentao, XIAO Hui, WU Zijin, WANG Zhiyuan, ZHAO Shuaiqi. Research on MPPT Method of PV Array under Partial Shadow Based on Dolphin Swarm Algorithm[J]. LOW VOLTAGE APPARATUS, 2020, 0(11): 11-16.

图/表 16

图1

图2

图3

图4

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图6

表2

表3

图7

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图12

参考文献 13

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参数	数值
最大功率值P_mpp/W	251.72
最大功率点电压U_max/V	31
最大功率点电流I_max/A	8.12
开路电压U_oc/V	38.5
短路电流I_sc/A	8.64
Boost电路电容C₁、C₂/μF	200
Boost电路电感L/mH	0.15
Boost电路的开关频率/kHz	50

参数	取值	参数	取值
T	3	A	5
T₂	1 000	M	4
speed	1	c	4

光伏电池	光照强度/(W·m^-2)
光伏电池	PSC1	PSC2	PSC3
模块1	1 000	900	800
模块2	600	600	400
模块3	800	300	100
模块4	1 000	500	500
模块5	500	200	300
模块6	900	800	100

光照模式	采用方法	阴影下最大功率/W	收敛最大功率/W	收敛时间/s	相对误差/%	时间缩短率/%
PSC1	DSA	926.12	925.98	0.6	0.015	60.0
PSC1	PSO	926.12	925.81	1.5	0.034	60.0
PSC2	DSA	592.63	592.48	0.7	0.025	58.9
PSC2	PSO	592.63	592.36	1.7	0.046	58.9
PSC3	DSA	379.60	379.38	1.0	0.058	52.3
PSC3	PSO	379.60	379.16	2.1	0.116	52.3

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[1]	王传捷, 谷廷坤, 吴昊. 局部遮阴下光伏阵列的最大功率点追踪策略[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 587(2): 47-53.
[2]	詹龙海, 李少纲, 郑益田. 一种改进粒子群算法在光伏MPPT的应用[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 0(11): 17-21.