华能陇东能源有限责任公司;中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司叶剑军获国家专利权
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龙图腾网获悉华能陇东能源有限责任公司;中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司申请的专利基于改进布谷鸟算法的光伏MPPT控制方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115933804B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-17发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211567017.6,技术领域涉及:G05F1/67;该发明授权基于改进布谷鸟算法的光伏MPPT控制方法及系统是由叶剑军;白小元;曹亮;要鹏飞;高江琦;樊婷;康鹏;应捷;马彦琴设计研发完成,并于2022-12-07向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于改进布谷鸟算法的光伏MPPT控制方法及系统在说明书摘要公布了:本发明涉及一种基于改进布谷鸟算法的光伏MPPT控制方法及系统,包括:获取光伏阵列的输出电流和电压;将所述光伏阵列的输出电流和电压输入改进布谷鸟算法模块,输出控制Boost升压变换器的占空比;所述改进布谷鸟算法模块是:将布谷鸟算法中固定的发现概率用非线性函数代替,将步长因子自适应化,引入高斯扰动和精英反向学习策略,增加种群多样性形成的改进布谷鸟算法;将占空比D输入PWM脉冲信号发生模块生成PWM脉冲信号,通过Boost阻抗变化电路来实现最大功率点跟踪。本发明对光伏阵列进行最大功率点寻优,能够有效减小系统趋于稳定时的功率震荡问题,且能够较好避免算法陷入局部最优,提高MPPT的跟踪速度和精度。
本发明授权基于改进布谷鸟算法的光伏MPPT控制方法及系统在权利要求书中公布了:1.基于改进布谷鸟算法的光伏MPPT控制方法,其特征在于,包括: 获取光伏阵列的输出电流和电压; 将所述光伏阵列的输出电流和电压输入改进布谷鸟算法模块,输出控制Boost升压变换器的占空比;所述改进布谷鸟算法模块是:将布谷鸟算法中固定的发现概率用非线性函数代替,将步长因子自适应化,引入高斯扰动和精英反向学习策略,增加种群多样性形成的改进布谷鸟算法;初始化参数,将鸟窝位置和质量对应为光伏系统的占空比和功率; 将占空比输入PWM脉冲信号发生模块生成PWM脉冲信号,通过Boost阻抗变化电路来实现最大功率点跟踪; 所述改进布谷鸟算法,设置发现概率按非线性递减的趋势变化,表达式为: ,式中,为当前的迭代次数,从1开始,为最大迭代次数; 对步长因子进行了自适应的改进,表达式为:,式中,为当前的迭代次数,为最大迭代次数,和是两个位置常数且满足,满足不同迭代次数步长因子变化的趋势相同; 在寻优过程引入高斯扰动做微小扰动更好地跳出局部极值区域,帮助个体脱离当前局部最优,位置更新表达式为: ,其中,服从标准高斯分布,为扰动后的鸟窝位置; 设是D维空间普通个体,其对应的适应度极值则为精英个体,则精英个体的反向解定义为:,其中,,随机数k服从[0, 1]区间的均匀分布,用于生成多个不同的反向精英解; 所述将所述光伏阵列的输出电流和电压输入改进布谷鸟算法模块,输出控制Boost升压变换器的占空比,包括: 1设置算法初始参数:种群规模、维度、边界值大小、最大迭代次数; 2确定目标函数,计算当前鸟窝的适应度值;更新鸟窝位置和适应度值,采用自适应步长因子更新鸟窝位置,表达式为: 式中为在第次迭代时第个鸟窝所在的位置,为当前鸟窝的最佳位置,,和均服从均匀分布,即,; 3设置发现概率按非线性递减的趋势变化,改进表达式为: 式中,为当前的迭代次数,从1开始,为最大迭代次数;在莱维飞行的迭代过程中,还需要将将宿主的发现概率与服从[0,1]均匀分布的随机数进行比较,若,则需要对位置进行更新: 将所有迭代过程中最优的鸟窝保留,位置记为; 4将当前鸟窝按精英鸟窝和普通鸟窝按比例进行分类;对普通鸟窝加入高斯扰动的位置更新表达式为: 其中,服从标准高斯分布,为扰动后的鸟窝位置;对普通鸟窝引入高斯扰动,增加算法中鸟窝种群多样性; 5将精英个体与反向学习结合得精英反向解,设是D维空间普通个体,其对应的适应度极值则为精英个体,则精英个体的反向解定义如下式: 其中,,随机数k服从[0, 1]区间的均匀分布,可用于生成多个不同的反向精英解; 在算法搜索过程中,边界条件会将超出范围的解的适应度定为边界值,若种群数过大,固定边界的处理导致出现过多适应度为边界值的解,限制算法的收敛, 是第j维搜索区间上动态边界的最小值和最大值,计算方式如下: ,其中,和的值随搜索区域的变化而变化,对于跳出边界的精英反向解,按照下式对其进行更新: ,ifor 其中,是区间上的随机数;将精英个体经过反向学习策略后的解与原精英个体对比,通过适度值的比较来选择更优的个体,确认出最后的精英集合; 式中,; 6保留当前最优鸟窝位置;若算法满足最大迭代次数,结束搜索过程,输出全局最优值,否则,重复此流程进行迭代寻优。
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