[发明专利]一种基于改进型萤火虫算法的光伏阵列MPPT控制方法

摘要

本发明提出一种基于改进型萤火虫算法的光伏阵列MPPT控制方法，流程包括：定义参数含义、初始化基本参数；初始萤火虫位置；通过目标函数值计算萤火虫的最大萤光亮度；计算萤火虫当前时刻的吸引度和相对荧光亮度；计算当前时刻萤火虫自适应移动步长；更新萤火虫的位置；重新计算萤火虫的最大荧光亮度；若满足搜索精度或达到最大迭代次数且不满足重启条件，则结束算法输出最大功率；本发明对光伏阵列进行最大功率点寻优，能够有效避免系统趋于稳定时的功率震荡问题，且能够较好地适用于均匀光照、局部阴影和可变阴影情况下的MPPT，避免算法陷入局部最优，且不会丢失任何极值点，提高了收敛速度与稳定性，更加实用化。

主权项

1.一种基于改进型萤火虫算法的光伏阵列MPPT控制方法，其特征在于，具体流程如下：步骤1：定义参数含义、初始化基本参数，具体包括：定义参数含义：萤火虫位置代表光伏阵列输出电压；萤火虫之间距离表示光伏阵列输出电压之差；当前所有萤火虫中最优位置表示光伏阵列输出最大功率点电压；萤火虫最大亮度表示光伏阵列输出的最大功率，目标函数为光伏阵列输出的总功率；初始化基本参数：设置萤火虫数目w，最大吸引度β0，光强吸收系数γ，最大迭代次数X，目标函数fp；步骤2：初始萤火虫位置；本光伏阵列的阵列规模为{m×n}，m为串联数，即每条支路中组件的数量；n为并联数，即光伏阵列中并联的支路数；将w只萤火虫分为n+1组，每组设置3‑5只，第1组萤火虫位置选为0.7U1，第2组萤火虫位置选0.7U1+0.8U1＝1.5U1，依次类推，第n组萤火虫位置选为0.7U1+0.8(n‑1)U1，第n+1组萤火虫位置选为0.8UOC，其中，UOC为光伏阵列输出开路电压，而U1＝UOC/m，萤火虫搜索范围为0～UOC；步骤3：通过目标函数值计算萤火虫i的最大萤光亮度；计算萤火虫i当前时刻的吸引度和相对荧光亮度(1)萤火虫位置代表光伏阵列输出电压，萤火虫位置改变表示光伏阵列输出电压改变，目标函数为光伏阵列输出的总功率，通过输出电压计算光伏阵列输出的总功率，即计算目标函数值，此目标函数值做为萤火虫i的最大萤光亮度；(2)计算萤火虫i当前时刻的吸引度其中，β₀为最大吸引度；γ为光强吸收系数；为当前时刻萤火虫i与j之间的距离(3)计算萤火虫i当前时刻的相对荧光亮度其中，为萤火虫i当前时刻的最大荧光亮度，在数值上等于目标函数f_p；步骤4：计算当前时刻萤火虫i自适应移动步长开始搜索；所述萤火虫i自适应移动步长如下：其中，表示第i只萤火虫的步长；表示前一个时刻萤火虫i的最大荧光亮度；表示当前时刻的萤火虫i的最大荧光亮度；为[0,1]之间动态变化的值，代表当前时刻萤火虫i所处位置，表示最大荧光亮度最高值的萤火虫当前所在位置；步骤5：更新萤火虫的位置，对处在最佳位置的萤火虫进行随机扰动，对于萤火虫的位置进行更新，所述位置更新公式如下：其中，代表当前时刻萤火虫i所处位置，代表前一时刻萤火虫i所处位置；代表前一时刻萤火虫j所处位置；rand为[0,1]上服从均匀分布的随机因子；步骤6：根据更新后萤火虫的位置，重新计算萤火虫的最大荧光亮度；保存当前所有萤火虫个体中的最大荧光亮度及位置；步骤7：计算搜索精度当满足搜索精度要求或光伏系统迭代次数t达到最大迭代次数X，转步骤8；否则，迭代次数加1，以更新后的萤火虫位置计算萤火虫当前时刻的吸引度和相对荧光亮度，转步骤3，进行下一次搜索；其中，表示第i只萤火虫当前所在位置；表示最大荧光亮度最高值的萤火虫当前所在位置；步骤8，检测是否满足算法重启条件，如满足，重新转到步骤1，重新初始化参数，重新开始寻优算法；如不满足，则结束算法，给出最终求出的最优解，并令通过最优位置对应的电压计算占空比D，根据占空比D控制Boost电路开关的通断以获得光伏阵列输出的最大功率。