一种光伏系统的功率跟踪方法及装置

本申请涉及光伏发电，具体地涉及一种光伏系统的功率跟踪方法及装置。

背景技术：

1、光伏能源作为一种清洁能源，目前已经得到广泛和灵活的应用。通常，光伏系统包括若干个光伏电池构成，若干光伏电池组件再以串并联的方式连接来获得更高的电压和功率。为防止热斑效应、以及提高光伏系统发电效率，光伏组件通常串联旁路二极管来通过大小不一的光生电流；当光伏系统受光照不均时，受辐照度更低的部分会产生较小的光生电流，限制了光伏系统串流过的最大电流。因此，为了提高光伏系统的效率，需找到光伏系统的在p-v曲线中的最大功率点，通过将系统的电压值控制在最大功率点的对应的电压值，从而控制光伏系统的的电压最大功率点的电压，使得光伏系统保持最大功率。

技术实现思路

1、本申请公开了一种光伏系统的功率跟踪方法及装置。

2、第一方面，提供一种光伏系统的功率跟踪方法，该方法包括：

3、确定光伏系统在当前时刻的环境信息所对应的变化量是否满足预设条件；

4、如果是，则通过光伏系统输出模型处理所述环境信息，获得第一理论功率；

5、确定所述第一理论功率所对应第一控制信号的第一参数信息，并根据所述第一参数信息和所述光伏系统输出模型的误差范围，确定粒子群所包含n个粒子的位置约束信息，所述n个粒子的位置对应n个控制信号的参数信息；

6、以最大化所述光伏系统的输出功率为优化目标，根据所述位置约束信息对所述n个粒子进行位置寻优，获得第二控制信号所对应的目标参数信息，所述目标参数信息用于支持所述光伏系统的控制器以所述第二控制信号调控所述光伏系统的输出功率。

7、在一种可能的实施方式中，所述环境信息至少包括所述光伏系统在当前时刻所对应时间间隔内所接受的第一平均辐照强度；其中，

8、所述确定光伏系统在当前时刻的环境信息所对应的变化量是否满足预设条件，包括：

9、确定所述第一平均辐照强度，与所述光伏系统在前一时间间隔内所接受的第二平均辐照强度的差值的绝对值是否大于预设阈值；

10、如果是，则确定所述光伏系统在当前时刻的环境信息所对应的变化量满足预设条件。

11、在一种可能的实施方式中，所述参数信息包括：所述第一控制信号所对应的占空比。

12、在一种可能的实施方式中，所述以最大化所述光伏系统的输出功率为优化目标，根据所述位置约束信息对所述n个粒子进行位置寻优，获得第二控制信号所对应的目标参数信息，包括：

13、根据所述位置约束信息对所述n个粒子进行k轮位置寻优，获得所述n个粒子的n*k个位置所对应的n*k个适应度中的最优适应度；

14、根据所述最优适应度所对应的粒子位置，获得所述第二控制信号所对应的目标参数信息；

15、其中，对于所述n*k个适应度中的任意适应度，所述适应度为所述光伏系统的控制器采用其对应的粒子位置所对应控制信号调控所述光伏系统而得到的所述光伏系统的真实输出功率。

16、在一种可能的实施方式中，所述根据所述位置约束信息对所述n个粒子进行k轮位置寻优，获得n个粒子的n*k个位置所对应的n*k个适应度中的最优适应度，包括：

17、在k个执行轮次中的任意第k个执行轮次，根据所述n个粒子在所述第k个执行轮次中的位置，采用对应的n个控制信号调控所述光伏系统的控制器，获得第k个执行轮次所对应的n个真实输出功率；

18、如果所述n个真实输出功率中的最大值大于当前的最优适应度的取值，则将所述n个真实输出功率中的最大值更新为最优适应度。

19、第二方面，提供一种光伏系统的功率跟踪装置，该装置包括：

20、环境判断单元，用于确定光伏系统在当前时刻的环境信息所对应的变化量是否满足预设条件；

21、第一计算单元，用于当前时刻的环境信息所对应的变化量满足预设条件时，则过光伏系统输出模型处理所述环境信息，获得第一理论功率；

22、第二计算单元，用于确定所述第一理论功率所对应第一控制信号的第一参数信息，并根据所述第一参数信息和所述光伏系统输出模型的误差范围，确定粒子群所包含n个粒子的位置约束信息，所述n个粒子的位置对应n个控制信号的参数信息；

23、功率寻优单元，用于以最大化所述光伏系统的输出功率为优化目标，根据所述位置约束信息对所述n个粒子进行位置寻优，获得第二控制信号所对应的目标参数信息，所述目标参数信息用于支持所述光伏系统的控制器以所述第二控制信号调控所述光伏系统的输出功率。

24、在一种可能的实施方式中，所述环境信息至少包括所述光伏系统在当前时刻所对应时间间隔内所接受的第一平均辐照强度；其中，

25、所述环境预判单元，具体用于确定所述第一平均辐照强度，与所述光伏系统在前一时间间隔内所接受的第二平均辐照强度的差值的绝对值是否大于预设阈值；

26、如果是，则确定所述光伏系统在当前时刻的环境信息所对应的变化量满足预设条件。

27、在一种可能的实施方式中，所述参数信息包括：所述第一控制信号所对应的占空比。

28、第三方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算设备中执行时，计算设备执行第一方面中任一项所述的方法。

29、第四方面，提供一种计算设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现第一方面中任一项所述的方法。

30、本申请提供的技术方案中，当光伏系统在当前时刻的环境信息所对应的变化量满足预设条件的情况下，首先通过光伏系统输出模型处理环境信息以获得第一理论功率，接着确定该第一理论功率所对应第一控制信号的第一参数信息，并根据第一参数信息和光伏系统输出模型的误差范围，确定出将要采用的粒子群算法中粒子群所包含n个粒子的位置约束信息，该n个粒子的位置对应n个控制信号的参数信息；最后以最大化光伏系统的输出功率为优化目标，根据位置约束信息对n个粒子进行位置寻优，获得第二控制信号所对应的目标参数信息，该目标参数信息用于支持光伏系统的控制器以第二控制信号调控光伏系统的输出功率。如此，可以实现在光伏系统的环境信息不断变化的情况下，快速且高效的实现持续跟踪光伏系统的最大功率点，使得光伏系统维持或趋近于最大输出功率。

技术特征：

1.一种光伏系统的功率跟踪方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述环境信息至少包括所述光伏系统在当前时刻所对应时间间隔内所接受的第一平均辐照强度；其中，

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一参数信息包括：所述第一控制信号所对应的占空比。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以最大化所述光伏系统的输出功率为优化目标，根据所述位置约束信息对所述n个粒子进行位置寻优，获得第二控制信号所对应的目标参数信息，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述位置约束信息对所述n个粒子进行k轮位置寻优，获得n个粒子的n*k个位置所对应的n*k个适应度中的最优适应度，包括：

6.一种光伏系统的功率跟踪装置，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述环境信息至少包括所述光伏系统在当前时刻所对应时间间隔内所接受的第一平均辐照强度；其中，

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述参数信息包括：所述第一控制信号所对应的占空比。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算设备中执行时，计算设备执行权利要求1-5中任一项所述的方法。

10.一种计算设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现权利要求1-5中任一项所述的方法。

技术总结
本申请公开了一种光伏系统的功率跟踪方法及装置，该方法包括：首先，当光伏系统在当前时刻的环境信息所对应的变化量满足预设条件时，则通过光伏系统输出模型处理环境信息，获得第一理论功率；其次，确定第一理论功率所对应第一控制信号的第一参数信息，并根据第一参数信息和光伏系统输出模型的误差范围，确定粒子群所包含粒子的位置约束信息，粒子的位置对应控制信号的参数信息；最后，以最大化光伏系统的输出功率为优化目标，根据位置约束信息对粒子进行位置寻优，获得第二控制信号所对应的目标参数信息，目标参数信息用于支持光伏系统的控制器调控光伏系统的输出功率。如此，可以实现光伏系统功率的跟踪，进而可以使光伏系统持续输出最大功率。

技术研发人员：王智威,卜灵,余林
受保护的技术使用者：中国地质大学（北京）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15