[发明专利]可实现光伏阵列重构的拓扑结构及最大功率点求解方法

说明书

技术领域

本发明属于最优控制和最优化方法研究领域，具体应用于光伏发电系统中，解决阴影情况下输出最大功率的方法。

背景技术

光伏发电系统中，容易受到浮云、建筑、树木等造成的遮阴影响。遮阴现象会给光伏系统带来诸多问题，例如输出功率急剧减小、热斑效应、最大功率点寻优技术失效等。光伏模块输出电压只有几十伏，输出功率只有数百瓦，通常需要串、并联组合以满足实际使用的电压和功率等级要求，加剧了遮阴的影响。因此，如何削弱遮阴影响已成为光伏发电技术的热点研究内容。

为了保证光伏发电系统的运行效率，在系统设计时有必要根据实际安装条件，考虑阴影的影响，对光伏阵列结构进行优化。同时根据局部阴影条件下的特性曲线可知，输出功率出现多个局部极大值，常规的光伏阵列最大功率点寻优算法在局部阴影条件下时可能失效，陷入局部极大值，并未实现真正的最大功率点求解。

发明内容

发明目的：从光伏阵列的结构出发，仿真研究了在遮阴影响下不同光伏阵列输出特性的变化情况，本发明建立局部阴影下可实现光伏阵列拓扑重构的模型，以减弱遮阴影响。在此基础上，提出了改进果蝇算法求解各种拓扑结构下的全局最大功率点，并确定满足约束条件的光伏阵列优化拓扑结构。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：包括四块光伏阵列、六个二极管和六个可控开关：其中，四块光伏阵列按串联模式连接，且相邻两个光伏阵列之间分别串接有可控开关；另外三个可控开关分别跨接在中间两个光伏阵列上；所述二极管分为两支路，其中一支路从上至下分别跨接在每个光伏阵列和可控开关组成的整体上，共计3个；另一支路从下至上分别跨接在每个可控开关和光伏阵列组成的整体上，共计3个。

本发明另一目的是提供一种基于上述拓扑结构的改进型果蝇算法求解最大功率点的方法，包括以下步骤：

第一步、算法的初始化：设置初始果蝇群体的位置、种群数量、迭代次数和迭代步进值；

第二歩、种群评价：

在对各参数进行初始化后，计算每个果蝇对应目标函数的适应值，其中所述目标函数为光伏阵列输出的总功率，适应度函数通过公式（1）和（2）表示：

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