基于PSO和变步长电导增量法的5G基站充电策略.pdf
《基于PSO和变步长电导增量法的5G基站充电策略.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于PSO和变步长电导增量法的5G基站充电策略.pdf(4页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、2023 年第 7 期172信息技术与信息化电子与通信技术0 引言在“十四五”规划中,我国将 5G 网络规模化建设定为重点研究项目,经过近几年的不断发展,5G 网络的场景应用日益增多,5G 通信网络规模化发展取得明显进步12,全国正掀起 5G 产业的建设热潮。步入 5G 时代,人们对无线通讯的传输速度提出了更高的要求,5G 高频段部署要求使小基站成为破解宏基站高建设成本的利器,为实现 5G 深度覆盖提供了新的解决方案3。由于 5G 技术的通信频段和高带宽较高,单个 5G 基站覆盖范围小耗能较大,要满足 5G 信号全覆盖要求就会有安装在各处的 5G 基站,如村县、郊区、山区、戈壁沙漠等远离电网地
2、区,由于地形道路限制及 5G 基站数量多且分布广等因素,采用电网架线的输电方式不仅维修成本高、维修困难,还会造成电缆接入困难、用电费用高昂等问题,所以寻求一种就地发电策略具有重要的经济效益和良好的社会效益,太阳能发电灵活性高、分布型好的特点刚好弥补了这一缺点,在 5G 基站充电控制系统中得到了广泛的应用。最大功率点跟踪控制技术是控制太阳能光伏阵列输出功率始终处于模块最大输出功率的技术4。最大输出功率控制,通过算法不断迭代最终搜索到太阳能电池的最大输出功率,从而达到最大化能量转换率的目的。目前可以实现最大功率点追踪的方法普遍存在效果不佳,容易陷入局部最优,所以研究快速追踪最大功率点且可跳出局部最
3、优的 MPPT 技术具有很大的意义5。传统的最大功率点跟踪控制方法包括扰动观察法、电导增量法和恒定电压法5。其中常用的扰动观察法又称爬山法,这种方法通过扰动太阳能光伏阵列的输出电压6,再根据P=UI 计算出扰动前后太阳能光伏阵列的输出功率,再根据扰动前后输出功率确定下一步扰动方向的方法7,如果扰动后太阳能光伏阵列的输出功率增加了,则说明该扰动可以提高光伏阵列的输出功率,下一次将继续往相同的方向扰动光伏阵列的输出电压,如果扰动后太阳能光伏阵列的输出功率减小了7,则说明该扰动不能提高光伏阵列的输出功率,下一次则往相反的方向扰动;电导增量法的搜索规则与扰动观察法不同,如果输出电导的变化率与输出电导的
4、负值相同,那么太阳能电池板此时工作在最大输出功率点,与零相比,若光伏阵列的瞬间电导与电导增量之和更大的话,按照 P-V特性曲线图,向右变化工作电压,与零相比,若光伏阵列的瞬间电导与电导增量之和更小的话,按照 P-V 特性曲线图,向左变化工作电压;恒定电压法依据不同日照条件下光伏电池的输出 P-V 曲线上最大功率点电压基本都位于某个恒定电压附近的原理,将太阳能电池的输出电压控制在这个电压处,保证整个工作过程都近似的工作在最大功率点处。以上三种方法的算法实现简单、设备精度要求低,但是存在功率损耗大,追踪精度低,以及易出现最大功率点附近震荡等问题。在搜索多峰值 P-V 特性曲线时,上面传统的 MPP
5、T 控制方法容易陷入局部极值8,MPPT 跟踪无法完成最大输出功率点的追踪。其中,文献 9 采用传统的扰动观察法进行MPPT,但是在最大功率点附近有震荡现象;文献 10 将改进的海鸥优化算法应用在光伏 MPPT 系统中,能够在非线性、多极值的情况下增加全局搜索与跳出局部搜索能力,但是算法迭代次数过大,增加了运算量、降低了追踪速度;文基于 PSO 和变步长电导增量法的 5G 基站充电策略朱永生1 赵红丽1 卢 娜2 朱湘临2ZHU Yongsheng ZHAO Hongli LU Na ZHU Xianglin 摘要 在出现局部阴影的情况下,光伏阵列的输出特性具有高度的非线性、时变性以及功率极值
6、点增加的特性,因此,导致传统的最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)算法失效。针对这一问题,提出了一种基于粒子群优化算法和变步长电导增量法的改进 MPPT 算法。首先分析太阳能电池数学模型,选择 Simulink 的 PV Array 模块模拟太阳能电池,搭建完整仿真电路模型。然后编写基于粒子群优化算法和变步长电导增量法的改进 MPPT 算法程序。最后在温度为 25,光照强度为 1000 W/m2条件下,对比不同方法的仿真结果。实验结果表明:所提算法能够在系统的快速启动以及光照情况发生变化时完成最大功率点的快速定位,并可以根据设定的情况将最大功率点
7、稳定在一个较为精确的范围。关键词 PSO;MPPT;粒子群算法;变步长电导增量法;5G 基站;充电doi:10.3969/j.issn.1672-9528.2023.07.0431.江苏星鑫阳能源管理发展有限公司 江苏镇江 2121322.江苏大学电气信息工程学院 江苏镇江 212013 2023 年第 7 期173信息技术与信息化电子与通信技术献 11 将传统的最大功率点追踪方法与一种改进的粒子群算法结合,克服了太阳能光伏阵列 P-V 输出曲线多峰值特性,但在追踪最大功率点时仍然采用定步长追踪方法。因此本文提出一种基于粒子群与变步长电导增量法的5G基站充电策略研究,通过改变传统粒子群算法为随
8、着过程的执行不断变化的学习因子和惯性权重相结合的方法,进行粒子群算法的改进,利用改进的粒子群算法在全局范围内追踪输出功率至 MPP 点附近,接着采用变步长电导增量法精确地到达 MPP 处,最终使用 MATLAB/Simulink 进行仿真和调参,仿真结果表明:(1)变步长电导增量法比传统电导增量法更早到达最大功率点,即上升时间更短,且稳态振幅较小,但是容易陷入局部最优;(2)将改进粒子群算法应用在变步长电导增量法中,弥补了变步长电导增量法的上述缺点,可以跳出局部最优且具有更佳的稳态性能。1 太阳能电池的数学模型1.1 太阳能电池的输出特性光伏电池的主要原材料是硅,半导体具有光生伏特效应可将太阳
9、能转换成电能6。当太阳光照在伏板上时,一大部分被反射小电能,一小部分光能被光伏板吸收,半导体材料吸收光子产生电子空穴对,P-N 结两段会形成电场,当 P-N结短路时,会生成电流。光伏电池的输出特性曲线受光照强度和温度的影响,在 Matlab 中可得到25时,10个光伏电池阵列的输出特性关系:输出电压与输出电流关系和输出功率与输出电压关系,即 I-U特性曲线和 P-V 特性曲线,如图 1(a)(b)所示。由图 1(a)(b)可知,电池的输出电压自左向右从零不断增加时,在到达最大输出功率点电压之前,输出电流几乎没有变化,在达到最大输出功率点的电压之后,输出电流改变为迅速下降12;不同的光照强度光伏
10、电池的输出特性曲线也不同,从上图可以看出随着光照强度的增加,短路电流的幅值有一个显而易见的增长;而开路电压虽然减少,但下降幅值并不明显;最大功率点电压发生的变化极小 12。1.2 太阳能电池数学模型光伏电池模型有两种,分别是单二极管和双二极管模型,本次研究使用了单二极管模型,其等效电路可以由图 2 所表示。单二极管模型数学模型公式如下所示:()exp1SSphoshq UIRUIRIAkTR+=(1)式中,Io表示二极管反向电流/A;q 表示一个电子的电荷量/C;U 表示光伏电池输出侧的电压/V;A 表示二极管质量因子;k 表示玻尔兹曼常数;T 表示绝对温度/。2 MPPT 控制策略2.1 传
11、统电导增量法典型的电导增量法基本思想为:从光伏阵列检测当前工作状态参量,与经调节后的上一状态工作参量对比,由当前时刻的工作状态,预测并决定下一时间段的控制量。例如,检测到当前工作电压 U 与工作电流 I,经对比 dp不等于 0,且 du0,说明此时工作点仍在最大功率点的左侧,应该继续升高电压,如果经对比 dp不等于 0,且 du0,说明此时工作点在最大功率点的右侧,应该降低电压,图 3 为传统定步长电导增量法的算法流程图。图 3 定步长电导增量法工作流程图传统的电导增量法具有算法思想简单,易于编程实现的特点,但是由于步长固定往往造成在最大功率点追踪时速度与精度矛盾的问题,如果预测步长过大,虽然
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 PSO 步长 电导 增量 基站 充电 策略
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。