基金项目：国家“973”计划基金资助项目(2009CB219700)；天津市科技支撑基金资助重点项目(09ZCGYGX01100)作者简介：刘艳莉(1959－)，女，副教授、硕士，主研方向：功率控制，模式识别；周航，硕士；程泽，副教授、博士收稿日期：2010-03-15E-mail：第36卷第15期计算机工程2010年8月Vol.36No.15ComputerEngineering·开发研究与设计技术·文章编号：1000—3428(2010)15—0265—03文献标识码：AAugust2010中图分类号：TP393基于粒子群优化的光伏系统MPPT控制方法刘艳莉，周航，程泽(天津大学电气与自动化工程学院，天津300072)摘要：局部遮阴条件下光伏阵列P-V特性引起的多个极值点使常规的最大功率点跟踪(MPPT)算法失效。针对上述问题，提出一种基于粒子群优化算法的控制方法，以解决局部遮阴下的最大功率跟踪问题。实验结果显示，光伏模板的输出电压被稳定地控制在最大功率点附近，证明算法是有效的。关键词：最大功率点跟踪；粒子群优化算法；局部遮阴MPPTControlMethodofPVSystemBasedonPSOLIUYan-li,ZHOUHang,CHENGZe(SchoolofElectricalEngineeringandAutomation,TianjinUniversity,Tianjin300072)【Abstract】Underpartiallyshadedconditions,theP-VcurveofPVarrayshasthecharacteristicsofmulti-summit,whichmakestheMaximumPowerPointTracking(MPPT)failed.Aimingataboveproblem,thispaperproposesacontrolalgorithmbasedonParticleSwarmOptimization(PSO)algorithmforsolvingmaximumpowerpointtrackingproblem.ExperimentalresultsshowthatoutputvoltageofPVsystemismaintainednearmaximumpowerpoint,andthealgorithmiseffective.【Keywords】MaximumPowerPointTracking(MPPT);ParticleSwarmOptimization(PSO)algorithm;partiallyshadedconditions1概述对于户型光伏一体化发电系统，局部遮阴情况是最为普遍和复杂的。由于建筑周围存在树木、电线杆、电缆线等障碍物，当光照角度随着季节、时间发生变化时，在光伏阵列上会产生局部阴影，造成太阳能发电系统功率输出的下降，严重时会引起“热斑”效应造成安全问题。在局部遮阴情况下，光伏阵列的输出特性会出现多个峰值点，使常规的最大功率跟踪控制算法失效。目前常用的解决方法仅限于对常规算法的改进或是引入较复杂的计算[1-3]。本文利用粒子群优化(ParticleSwarmOptimization,PSO)算法容易实现、在多峰函数寻优方面收敛速度快的优势[4-6]，将PSO算法应用于太阳能独立组件的最大功率点跟踪(MaximumPowerPointTracking,MPPT)中。对于太阳能独立组件并网发电结构，由于每个组件具有独立的MPPT控制器，因此不存在局部遮阴造成的光伏组件之间不匹配的问题。在独立组件结构中需要对每个模块进行独立的最大功率控制，其本质上是一个多变量控制问题，利用粒子群优化算法的多变量寻优特性，对光伏阵列的多个模块的最大功率点进行寻优，实现光伏模块能量管理的群控。2基于粒子群优化的多峰式MPPT设计2.1光伏阵列的多峰特性在不同光照强度下，光伏电池有不同的I-V特性，局部遮阴现象的发生也使光伏模块有不同的最大功率点。由于串联起来的光伏模块流过的电流相等，因此整体的P-V特性会呈现多峰形式。本文对由1000个模块组成的PV阵列的I-V特性和P-V特性用Matlab进行仿真。阵列按照光照强度的不同分为3个组群，见图1。其中组群1为40个模块，组群2为38个模块，组群3为22个模块。深色的为被遮阴的光伏模块。设被遮阴模块的光照度λ=0.1，而未遮阴模块的光照度设为λ=1。仿真结果如图2、图3所示。图1光伏阵列配置图2PV功率的电流曲线—265—开始输入系统参数，设置变量限值初始化粒子的速度和位置检测光照温度参数，确定目标函数，然后对每个粒子，计算2个模块评估每个粒子的适应值寻找粒子的个体最优值P和全局最优值Pig根据式(1)和式(2)更新每个粒子的速度和位置重新计算阵列的输出总功率，再次评估每个粒子的适应值，根据判断是否更新每个粒子的P和PigNo判断是否满足终止条件Yes输出最优解结束(5)检查结束条件，若满足，结束寻优，输出最优解U；max否则，t=t+1，转至(2)，结束条件为寻优达到最大进化代数。基于粒子群优化算法的MPPT控制...