近日，兵團(tuán)能源發(fā)展研究院張立新團(tuán)隊(duì)針對(duì)陰影條件下光伏發(fā)電最大功率追蹤效率低的問(wèn)題提出重要?jiǎng)?chuàng)新方法，研究結(jié)果以“A differential evolution optimization-based black widow spider method in PV systems under shading conditions”（一種基于差分進(jìn)化改進(jìn)的黑寡婦蜘蛛優(yōu)化方法在復(fù)雜陰影條件下光伏系統(tǒng)中的應(yīng)用）在新能源領(lǐng)域雜志《Applied Soft Computing》上發(fā)表（中國(guó)科學(xué)院1區(qū)，IF=8.7，TOP期刊）。

黑寡婦蜘蛛優(yōu)化算法是一種新的種群優(yōu)化方法，在求解復(fù)雜問(wèn)題和優(yōu)化方面具有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。陰影條件下光伏系統(tǒng)最大功率呈現(xiàn)多峰特性，傳統(tǒng)的MPPT技術(shù)不能成功捕獲全局最大功率點(diǎn)。因此，本研究探究新型MPPT技術(shù)，并搭建HIL+RCP實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。其中，HIL系統(tǒng)通過(guò)多核CPU與FPGA之間的相互作用產(chǎn)生模擬信號(hào)，并且通過(guò)StarSim RCP導(dǎo)入嵌入式系統(tǒng)，生成實(shí)時(shí)脈沖信號(hào)并將其傳遞給HIL系統(tǒng)，搭建環(huán)路仿真系統(tǒng)硬件，通過(guò)實(shí)時(shí)仿真中央控制器運(yùn)行的仿真模型，為控制器提供了一個(gè)接近實(shí)際環(huán)境的測(cè)試平臺(tái)。考慮到PV陰影的復(fù)雜性，本研究提出了一種基于IBWO的MPPT控制方法和基于IBWO的GMPP跟蹤控制策略，設(shè)計(jì)了六種陰影條件，比較了PSO、BWO、SSA和所提方法的性能。研究結(jié)果表明，該控制方法具有跟蹤全局最大功率點(diǎn)的能力，效率接近100%，跟蹤時(shí)間約為0.2s。測(cè)試平臺(tái)的驗(yàn)證結(jié)果表明，該方法的跟蹤效率達(dá)到了98.75%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，IBWO方法可以作為MPPT全局優(yōu)化問(wèn)題的解決方案，可以提高光伏系統(tǒng)的跟蹤效率。

圖1 基于IBWO的MPPT控制方法的整體方案設(shè)計(jì)框圖

圖2 HIL+RCP實(shí)驗(yàn)平臺(tái)圖

圖3 不同MPPT跟蹤控制方法的跟蹤功率曲線圖

本文的第一作者為2020級(jí)博士研究生付昶鑫，通訊作者為兵團(tuán)能源發(fā)展研究院張立新教授。近年來(lái)，該團(tuán)隊(duì)致力于新能源發(fā)電控制技術(shù)研究，研究成果發(fā)表在Applied Soft Comupting和IEEE transactions on industrial electronics等TOP期刊，相關(guān)研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、省部級(jí)項(xiàng)目的資助。

（通訊員：張立新 郜建銳 鞏芮君）