1.一种具有优异的稳定性MPPT算法的仿真方法,其特征是:包括下列步骤:(一)采用变步长外推法为实际控制过程算法,过程如下:第一步:给定任意步长,用梯形公式计算积分近似值
其中:T1为梯形求积公式求得的值;a、b为区间的两个端点;f(a)为区间端点a对应的值;
f(b)为区间端点b对应的值;
第二步:按变步长外推法再次求取积分近似值;令
计算此时的T2n:
其中:h为步长;T2n为把区间分为2n等分时,在每一个小区间内用梯形求积公式求得的值; 为小区间左端点[xi,xi+1]的中点;n为第n等分;
第三步:对于精度控制,当且仅当|R2n-Rn|<ε时,停止计算,取此时的R2n为下一步的近似值,否则继续将步长折半,转第二步执行;
其中:R2n为第2n等分时的误差;Rn为第n等分时的误差;ε为精度;
(二)采用追赶迭代法进行优化
在仿真过程中,每次对输出功率进行迭代时,用Ik,Uk的全部分量进行乘积,,求出此时的pk,将所求值重新带入迭代公式,求出新的Ik+1,Uk+1,pk+1,这样的过程使得计算时需要保留两个近似解pk,pk+1,这样对已经计算出来的信息就造成了浪费,使迭代过程步骤增加,降低运算速度;对迭代过程运用外推法进行改进,每计算出来一个新的分量便立刻用此新数据取代对应的旧数据进行迭代,则收敛速度更快,并且此时只需要存储一个最新的数据即可;
其中:Ik为K步时的电流值;Uk为K步时的电压值;pk为K步时的功率值;Ik+1为K+1步时的电流值;Uk+1为K+1步时的电压值;pk+1为K+1步时的功率值;
步骤(一)的实际算法流程为:
第一步:开始
第二步:输入区间的两个端点值a,b以及要求的精度ε等;测量k时刻PV光伏阵列输出的电压U(k),电流I(k),并计算此时的功率P(k);
第三步:将k赋值为1,k从1开始取值,步长h取值为b-a;为保证功率为最新采样值P1,利用梯形公式T1=(b-a)[f(a)+f(b)]/2=h[f(a)+f(b]/2,求出此时的P1;
第四步:采集(k+1)T时刻的电压U(k+1),电流I(k+1),计算功率P(k+1);计算此时的△P=P(k+1)-P(k);
第五步:判断△P≥ε?;
第六步:如若成立,将此时得电压增量△U赋值为0,步长的初值x赋值为a+h/2,反之,此时的电压U赋值为U+△U,步长的初值x赋值为x+h;
第七步:循环以上步骤,计算步长h=(b-a)/2i(i=0,1,2...),精度ε=(b-a)[P(k+1)+P(k)];
第八步:判断此时的△P>b-a?;
第九步:如若成立,电压增量△U赋值为-△U;反之,直接执行下一步;
第十步:Uref(k+1)=Uref(k)+△U;
第十一步:返回重新采样,输出;
其中:P1为功率的初始值;x为步长的初始值;ε为精度;Ik为K步时的电流值;Uk为K步时的电压值;pk为K步时的功率值;pk+1为K+1步时的功率值;Ik+1为K+1步时的电流值;Uk+1为K+1步时的电压值;K为第K步;h为步长;a、b为区间的两个端点;△P为功率的变化量;△U为电压的变化量;Uref(k+1)为K+1时参考电压值;Uref(k)为K时参考电压值。