[发明专利]一种自适应遗传优化的太阳能电池板MPPT控制方法

权利要求书

1.一种自适应遗传优化的太阳能电池板MPPT控制方法，其特征在于：

通过串联开关和并联开关，将m组光伏阵列和n台逆变器矩阵相连，组成分布式开关网络拓扑结构；

通过自适应遗传算法对串联开关和并联开关控制，使光伏阵列可以灵活组合，匹配接入相应功率等级的伏逆变器，实现群控管理，使光伏系统的输出功率最大化。

2.根据权利要求1所述的一种自适应遗传优化的太阳能电池板MPPT控制方法，其特征在于：

所述自适应遗传算法的目标函数为：

式中，Pin表示接入各个逆变器时的光伏输入功率，εi表示各个光伏逆变器的转换效率，Pout表示光伏发电系统的输出功率；PV1×m表示为m组光伏阵列产生功率的行向量形式，εn×1表示为n台光伏逆变器转换效率的列向量形式；Sm×m、Pm×n分别表示串行和并行开关矩阵向量。

3.根据权利要求2所述的一种自适应遗传优化的太阳能电池板MPPT控制方法，其特征在于：

经过串、并组合后的光伏阵列接入不同功率等级的光伏逆变器，必须满足输入电流小于光伏逆变器的额定电流，与此同时输入电压必须在光伏逆变器的额定区间范围之内。

4.根据权利要求2所述的一种自适应遗传优化的太阳能电池板MPPT控制方法，其特征在于：

按照旋轮法选择执行自适应遗传算法，以适应度函数值f(x)为标准，选择的概率为：

式中，N为种群个体数，产生0～1之间的随机数q，当Pu(xi-1)≤q且pPu(xi-1)＞q时，则种群中的第i个个体才能被选中，将个体信息遗传到下一代群体中。

5.根据权利要求2所述的一种自适应遗传优化的太阳能电池板MPPT控制方法，其特征在于：

采用自适应的交叉和变异概率，具体计算公式为：

P_c＝P_c1,f′＜f_avg

P_m＝P_m1,f′＜f_avg

式中，fmax为群体中最大的适应度值，favg为群体的平均适应度值，f’为要交叉的2个个体中较大的适应度值，f为要变异个体的适应度值，Pc1及Pc2分别表示交叉率取值的上、下限，Pm1、Pm2分别表示变异率取值的上、下限，根据个体的适应度值来自适应地加以改变交叉率Pc和变异率Pm。

6.根据权利要求2所述的一种自适应遗传优化的太阳能电池板MPPT控制方法，其特征在于：

终止判决条件为保持最优解连续不变的最大迭代，或满足遗传算法最大迭代次数，只要满足两个条件中任何一条搜索就结束。

7.根据权利要求2所述的一种自适应遗传优化的太阳能电池板MPPT控制方法，其特征在于：

定时设置每隔一段时间，将光伏阵列上的电压电流数据汇聚到群控器，进行算法自适应的启动判别。

8.根据权利要求1所述的一种自适应遗传优化的太阳能电池板MPPT控制方法，其特征在于：

在算法的遗传优化过程中，通过串联开关切换，把输出电流值尽可能接近的子串组件串联在一起形成光伏阵列；同时，并联组合在一起的光伏阵列输出电压相等；

所有并联在一起的光伏阵列输出电流之和要小于逆变器的最大输入电流，输出电压要小于逆变器的最大输入电压。

9.根据权利要求1所述的一种自适应遗传优化的太阳能电池板MPPT控制方法，其特征在于：

为了保证在开关切换时，光伏发电系统输出功率不发生较大波动，首先，在并联开关合上之前，监测开关两侧的电压电流信息，由群控器进行MPPT，判断哪些逆变器需要投入，哪些逆变器需要退出；其次，将采样的电网电压、负载电流及MPPT的跟踪电流，经过dq坐标变换计算出参考电流，进行功率分配；最后，将控制指令发送到开关矩阵以及各台逆变器，控制开关的切换及逆变器的启停操作。