基于自适应线性调节抗干扰PSO的光伏群体MPPT控制

陈宏+王伟 冯炜 唐海国 冷华

摘要：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。

关键词：光伏发电；最大功率点跟踪；自适应线性调节粒子群；群体控制

中图分类号：TK513.4文献标识码：ADOI：10.3969/j.issn.10036199.2017.01.010

1引言

随着社会的快速发展，能源的需求也正以递增趋势快速发展。建筑光伏发电和大规模集中式发电给光伏发电产业更是带来了前所未有的机遇。现在，较为常用的最大功率点跟踪方法主要有扰动观察法、恒定电压法、电导增量法等[1-2]，这些方法均简单易行但精度不高。为扩宽MPPT的适用范围，各国专家学者对常用算法进行了大量的研究改进[3-6]。然而，光伏阵列因建筑物及其周边设施的遮挡会出现不同的阴影面积，再加之本身安装布局和朝向的不同，使其工作于不同的最大功率点，较为常用的串并联集中式结构很难对最大功率点进行较好跟踪，将其拆分使每个支路都有一个MPPT控制器的控制方法效果好，但增加了系统成本。

近年来，PSO算法被广泛应用于MPPT控制中。而对于复杂环境条件的变化，提高PSO算法性能更是势在必行的。文献[7-8]提出在环境突变时，将粒子群算法重新初始化来寻找最大功率点。但是，这种初始化方法具有相同粒子值，对系统的震荡较大。文献[9]提出的PSO算法能跟踪阴影条件下的全局最大功率点，但在光照快速变化时却失效。针对上述问题，本文提出了自适应线性调节PSO算法，实现在复杂环境和环境突变情况下并采用一个MPPT控制器同时实现多支路光伏阵列群体MPPT控制，实时快速精准跟踪最大功率点的同时简化控制电路，降低控制系统的装置成本和集成成本。

1PSO自适应线性调节策略

PSO算法广泛用于光伏发电MPPT控制中。粒子群算法中各粒子位置、速度公式为

4总结

本文通过分析光伏电池输出特性引入线性因子，提出一种自适应线性调节PSO算法，实现参数的自适应调整，可准确快速地实现复杂环境变化下MPPT控制，进而将自适应线性调节PSO算法应用到光伏群体控制中，在群控中通过Boost电路的设计，仅采用一个MPPT控制器就可同时实现多支路光伏阵列群体MPPT控制。该方法可简便易行，减少系统的成本，为提高建筑光伏并网发电系统稳定快速、简便控制提供了新思路。

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