[发明专利]基于改进狼群算法的光伏发电系统最大功率点跟踪方法

摘要

本发明提供一种基于改进狼群算法的光伏发电系统最大功率点跟踪方法，涉及光伏发电技术领域。该方法首先进行狼群的初始化，然后探狼变步长和变方向游走，猛狼按照避劣奔袭原则向头狼位置奔袭，并执行围攻行为，最后头狼执行寻猎行为，并按照“强者生存”的更新机制对狼群进行更新，根据终止条件判断是否继续进行迭代计算，进而得到光伏发电系统的最大功率点。本发明提供的基于改进狼群算法的光伏发电系统最大功率点跟踪方法，采用改进的狼群算法，解决了光伏电池功率输出不稳定的问题，使光伏电池的输出功率保持最大化，提高了最大功率点的跟踪速度和跟踪精度，提高了光电转化率。

主权项

1.一种基于改进狼群算法的光伏发电系统最大功率点跟踪方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、狼群初始化；所述狼群初始化包括初始化人工狼的数量wofl_num以及每只人工狼的位置Xi，i＝1、2…、wofl_num，待优化参数的个数D和占空比取界[Xmin，Xmax]，迭代次数T＝0，最大迭代次数Tmax，探狼占比α，游走次数最大值Kmax，游走步长stepa，奔袭步长stepb，围攻步长stepc，寻猎步长stepl，距离判定因子ω以及更新比例因子β；所述各步长满足以下关系式：stepb＞stepa＞stepc＞stepl步骤2、探狼变步长和变方向游走，具体方法为：步骤2.1、计算当前所有人工狼所在位置对应的输出功率，选取对应输出功率最高的狼为头狼Ylead，位置记为Xlead，将除头狼外对应输出功率最好的T_num只人工狼视为探狼，T_num＝wolf_num*α；步骤2.2、所有探狼均以游走步长stepa分别向h个方向各前进一步，并退回原位置，记录下搜索到的h个输出功率并进行比较，然后向对应输出功率最大且大于当前位置输出功率的方向前进一步；若h个方向上的输出功率都小于当前位置的输出功率，则探狼的该次游走为无用游走，探狼保持在原位置，改变游走步长stepa后执行下一次游走；步骤2.3、当所有探狼游走次数达到Kmax时，将对应输出功率最高的探狼Yj与头狼Ylead比较，若Yj＞Ylead，则将探狼作为头狼，即Ylead＝Yj；步骤3、将除头狼和探狼后剩余的对应输出功率较差的狼称为猛狼，所有猛狼以奔袭步长stepb按照避劣奔袭原则向头狼位置靠拢，快速奔向头狼的位置，经过第k+1次奔袭，第j′只猛狼xj′在空间中所处的位置如下所示：其中，为第j′只猛狼第k+1次奔袭后在空间中所处的位置，j′＝wofl_num‑1‑T_num，第j′只猛狼第k次奔袭后在空间中所处的位置；若奔袭途中某只猛狼的对应输出功率Yb大于头狼，即Yb＞Ylead，则将该只猛狼作为头狼，即Ylead＝Yb，否则该只猛狼继续奔袭，直至与头狼的距离dj′小于预先设定的阈值dnear；步骤4、所有猛狼以进攻步长stepc对头狼附近猎物进行围攻，围攻公式如下所示：其中，x_j′为第j′只猛狼围攻前的位置，x′_j′为j′只猛狼围攻后的位置，为[‑1，1]间均匀分布的随机数；所有猛狼执行一次围攻后将对应输出功率最大的猛狼与头狼比较，若优于头狼，则替代头狼的地位，成为新的头狼；步骤5、头狼以寻猎步长stepl执行寻猎行为；步骤6、按照“强者生存”的更新机制对狼群进行更新换代，按更新比例因子β保留对应输出功率较好的探狼，舍去对应输出功率较差的探狼和所有猛狼；步骤7、判断最大功率点跟踪是否达到预设的优化精度或迭代次数T是否达到最大迭代次数Tmax，若达到则输出最大功率点，即头狼的位置对应的占空比，否则，T＝T+1，转到步骤二，再执行下一次迭代计算。