近日，兵团能源发展研究院张立新团队针对阴影条件下光伏发电最大功率追踪效率低的问题提出重要创新方法，研究结果以“A differential evolution optimization-based black widow spider method in PV systems under shading conditions”（一种基于差分进化改进的黑寡妇蜘蛛优化方法在复杂阴影条件下光伏系统中的应用）在新能源领域杂志《Applied Soft Computing》上发表（中科院1区，IF=8.7，TOP期刊）。
黑寡妇蜘蛛优化算法是一种新的种群优化方法，在求解复杂问题和优化方面具有很强的优势。阴影条件下光伏系统最大功率呈现多峰特性，传统的MPPT技术不能成功捕获全局最大功率点。因此，本研究探究新型MPPT技术，并搭建HIL+RCP实验平台进行试验验证。其中，HIL系统通过多核CPU与FPGA之间的相互作用产生模拟信号，并且通过StarSim RCP导入嵌入式系统，生成实时脉冲信号并将其传递给HIL系统，搭建环路仿真系统硬件，通过实时仿真中央控制器运行的仿真模型，为控制器提供了一个接近实际环境的测试平台。考虑到PV阴影的复杂性，本研究提出了一种基于IBWO的MPPT控制方法和基于IBWO的GMPP跟踪控制策略，设计了六种阴影条件，比较了PSO、BWO、SSA和所提方法的性能。研究结果表明，该控制方法具有跟踪全局最大功率点的能力，效率接近100%，跟踪时间约为0.2s。测试平台的验证结果表明，该方法的跟踪效率达到了98.75%。实验结果表明，IBWO方法可以作为MPPT全局优化问题的解决方案，可以提高光伏系统的跟踪效率。
图1 基于IBWO的MPPT控制方法的整体方案设计框图
图2 HIL+RCP实验平台图
图3 不同MPPT跟踪控制方法的跟踪功率曲线图
本文的第一作者为2020级博士研究生付昶鑫，通讯作者为兵团能源发展研究院张立新教授。近年来，该团队致力于新能源发电控制技术研究，研究成果发表在Applied Soft Comupting和IEEE transactions on industrial electronics等TOP期刊，相关研究得到了国家自然科学基金、省部级项目的资助。
（通讯员：张立新 郜建锐 巩芮君）
