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1、·電氣與自動(dòng)化·鄭方昊·改進(jìn)遺傳算法在MPPT中的應(yīng)用研究改進(jìn)遺傳算法在MPPT中的應(yīng)用研究鄭方昊(河海大學(xué)，江蘇南京211100)摘要：為了提高光伏電池的利用率，需對(duì)光伏電池的最大功率點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確快速的追蹤控制。根據(jù)光伏電池的非線性特性，建立光伏陣列的數(shù)學(xué)模型。針對(duì)基于遺傳算法的占空比擾動(dòng)法的不足．提出了一種基于改進(jìn)遺傳算法的MPPT法，并在Matlab下進(jìn)行了建模與仿真，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該算法具有良好的搜索速度，能使系統(tǒng)穩(wěn)定工作在最大功率點(diǎn)。關(guān)鍵詞：改進(jìn)遺傳算法；占空比；最大功率點(diǎn)跟蹤；光伏發(fā)電系統(tǒng)中圖分類號(hào)：TM11文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1671—5276(2013)02—018
2、5—03ResearchOilalIaxin11，mPowerPointTrackingwithDRPBasedonImprovedGeneticAlgorithmZHENGFang—hao(HohaiUniversity，Nanjing211100，China)Abstract：Itisnecessarytotrackthemaximumpowerpointofsplarcellarrayrapidlyandaccuratelytoimproveitsutilization．Accord-ingtothenon-linearcharacteristicsofphotovoltaic
3、cels，thispaperestablishesamathematicalmodelofthePVarray．Aimingatthelackoftraditionaldutyratioperturbation．a(chǎn)dutyperturbationbasedonimprovedgen~icalgorithmisproposed．ThismaximumpowerpointtrackingmethodisestablishedandsimulatedwithMatlab／Simulink．Simulationresultsshowthatthealgorithmhasagoodsearch
4、speed；itcanworkstablyatthemaximumpowerpoint．Keywords：improvedgeneticalgorithm；dutyratio；maximumpowerpointtracking；photovoltaicpowersystem在所有可再生能源使用中，光伏發(fā)電毫無疑問是最具發(fā)展前景的。由于太陽能陣列輸出特性具有非線性特征，1光伏陣列的建模并且其輸出受光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度和負(fù)載情況影響，在一定的光照和環(huán)境溫度下，光伏電池可以工作在不同的輸出1．1光伏電池的數(shù)學(xué)模型電壓，但是只有在某一輸出電壓值時(shí)，光伏電池的輸出功率才能達(dá)到最大值，因此，通過控
5、制技術(shù)實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電的光伏電池實(shí)際上就是一個(gè)大面積平面二極管，其工作最大功率跟蹤是解決光電轉(zhuǎn)換效率低的有效措施。目前原理可以用圖1的單二極管等效電路來描述?。常用的最大功率跟蹤方法有干擾觀測(cè)法、電導(dǎo)增量法、固定電壓法和間歇掃描法等。干擾觀測(cè)法和電導(dǎo)增量法是目前應(yīng)用較多的方法，這兩種方法轉(zhuǎn)換效率高，但干擾觀測(cè)法在最大功率點(diǎn)附近振蕩運(yùn)行，擾動(dòng)步長(zhǎng)設(shè)定無法兼顧跟蹤精度和響應(yīng)速度。電導(dǎo)增量法其算法實(shí)現(xiàn)時(shí)需要反復(fù)微分運(yùn)算，計(jì)算量大，需要高速運(yùn)算控制器，且對(duì)傳感器精度要求比較高，否圖1光伏電池等效電路圖則控制效果也不理想，會(huì)出現(xiàn)擾動(dòng)和振蕩。遺傳算法(CA)是以Mcndel遺傳變異理論與Darwin
6、由圖1可得光伏電池的輸出特性方程]：自然進(jìn)化論為基礎(chǔ)的尋找全局最優(yōu)解的一種算法。把遺傳算法應(yīng)用于最大功率點(diǎn)跟蹤中可以使逆變器克服外界，=ILC-{exp[(V+IRs)卜l}(1)環(huán)境的變化造成的干擾，快速尋找到最大功率點(diǎn)。但是，[K(T-298)lio“oo(2)由于遺傳算法還存在早熟現(xiàn)象，算法快速收斂于局部最優(yōu)解得不到全局最優(yōu)解。以及在接近最優(yōu)解時(shí)收斂速度減式中：，，。，，?！夥姵氐妮敵鲭娏鳌⒍搪冯娏?、反向緩等現(xiàn)象。因此，本文介紹一種基于改進(jìn)遺傳算法的飽和電流，其中由日照強(qiáng)度h決定；MPPT控制法，實(shí)驗(yàn)表明該算法可以更準(zhǔn)確地跟蹤最大功q——電荷強(qiáng)度；率點(diǎn)的變化，使光伏系統(tǒng)始
7、終輸出最大功率。A——光伏電池中半導(dǎo)體器件的p-n結(jié)系數(shù)；卜玻爾茲曼常數(shù)；卜絕對(duì)溫度；作者簡(jiǎn)介：鄭方吳(1988一)，男，江蘇無錫人，碩士研究生，研究方向：電氣控制與智能電網(wǎng)技術(shù)。MachineBuildingAutomation，Jun2013，41(2)：185—187·185··電氣與自動(dòng)化·鄭方昊·改進(jìn)遺傳算法在MPPT中的應(yīng)用研究光伏電池輸出電壓。3．1傳統(tǒng)遺傳算法存在的問題1．2基于占空比的光伏電池仿真模型遺傳算法存在的問題有：快速收斂于局部最
