第7期 2016年7月
组合机床与自动化加工技术
Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique
文章编号：1001-2265(2016)07009204
DOI:10.13462/j.cnki.mmtamt.2016.07.026
No.7 Jul.2016
基于人工蜂群算法的光伏阵列MIPPT控制策略研究
聂晓华，徐一鸣
（南昌大学信息工程学院，南昌330031）
摘要：在实际的复杂应用环境下，光伏阵列不仅存在因局部阴影情况影响导致输出功率曲线(P-U曲线)呈现多极值点的问题，还具有难以考察的传感器精度、采样精度等实际应用限制所带来的量测案声问题。为此，在分析复杂应用环境下光伏阵列的榆出特性的基础上，提出先采用递推最小二乘估计来削弱量测噪声的影响，再运用比粒子群算法控制更简单，鲁棒性更好的人工蜂群算法跟踪全局最大功率点的MPPT控制策略。最后通过仿真与实验，验证了该MPPT控制策略的可行性和有效性。关键词：复杂应用环境；光伏MPPT；递推最小二乘滤波；人工蜂群算法
中图分类号：TH166；TG506
文献标识码：A
Researchinto the Application of MPPT Control Based on Artificial Bee Colony Algorithm
NIE Xiao-hua,XU Yi-ming
(College of CommunicationEngineering,NanchangUniversity,Nanchang330031,China)
Abstract: In the practical complex application environment,the PV array not only has the problem of pres-enting the multi extreme point of the output power curve(P-U curve)in the partial shade conditions,but alsc e paper,the output characteristics of photovoltaic system in complex application environment are analyzed. And this paper proposes using recursive least squares estimation methods to weaken the effects of measured noise. Then, this paper proposes the artificial bee colony( ABC) MPPT control algorithm. Finally,the feasibility and effectiveness of the MPPT control strategy is verified by simulations and experiments
Key words: complex application environment; MPPT; the recursive least squares estimation; artificial bee colony algorithm
0引言
太阳能光伏发电由于其可再生性、清洁性及取之不竭、用之不竭等特点，正在发展成为世界能源组成中的重要部分[12]。在光伏发电技术中的主要间题是如何提高光伏电池的转换效率，以及提高整个系统工作的稳定性(3)。光伏系统最大功率点跟踪（MPPT)技术是提高光伏转化效率的有效方法，目前主要MPPT算法有固定电压法、扰动观察法、电导增量法和粒子群智能寻优算法等，并出现了一些改进与优化算法[4-5]
在局部阴影情况下，光伏阵列的P-U输出特性曲线呈现多个蜂值点，传统的MPPT算法（如固定电压法、扰动观察法等）容易陷入局部极值点，跟踪效果差。而目前被广泛应用于多峰MPPT的粒子群算法（PSO)及其改进与优化算法在保证全局收敛速度时鲁棒性都较差，且PSO在进化后期收敛慢，粒子会趋于同一化，失去多样性。而与PSO相比，人工蜂群算
法（ABC)具有算法简单，鲁棒性强等特点[6),适用于进行全局最大功率点跟踪。文献[7-8]已成功将ABC 算法应用于光伏系统MPPT中，但只考虑了光照均匀的情况，没有考虑局部阴影的影响。
文献[9]将ABC算法应用于局部阴影下的光伏系统全局MPPT中，并在不同的阴影条件下对两种阵列结构不同的光伏组件进行仿真试验，证实了所提出方法的正确性，但是文献并没有考虑到实际中存在的量测噪声等因素带来的影响。
而在实际复杂应用环境中，光伏系统不仅存在因为局部阴影情况导致P-U输出曲线呈现多个极值点的间题，还存在难以考察的传感器精度、采样精度、电磁噪声等实际应用限制所带来的量测噪声问题。文献[10]通过仿真分析了量测噪声对儿种MPPT算法的影响，并指出量测噪声从根本上限制了MPPT算法的性能，会影响整个系统工作的稳定性。
针对在实际复杂应用环境中存在的上述问题，本
收稿日期：2015-09-01
基金项目：国家自然科学基金项目（51467013）：江西省科技支撑计划项目（20123BBE50077）
作者简介：聂晓华（1969—），男，河北邢台人，南昌大学副教投，硕导，博士，研究方向为电气工程、电力电子，（E-mail)niexiaoh@163.com。万方数据