中国沈阳农业大学的研究人员开发出一种适用于在部分阴影下运行的光伏系统的新的最大功率点跟踪(MPPT)技术。

他们的新方法是对 RIME 优化算法的改进，该算法模拟了自然界中霜冻的生长过程。他们演示了改进的 RIME (IRIME) 算法，并将其与其他两种算法——粒子群优化 (PSO)-MPPT 和 RIME-MPPT——进行了比较。

“IRIME-MPPT 的研究为光伏系统的优化运行提供了新的解决方案。该方法能够快速适应环境波动，并在短时间内识别最大功率点 (MPP)，”学者们表示。“它表现出自适应调节特性，能够快速稳定光伏系统状态，并显著缓解 MPP 附近的波动，从而增强系统的稳定性。此外，该算法具有强大的全局和局部搜索能力，能够在复杂环境中精准定位最大功率。”

最初的RIME 于 2023 年推出，并已应用于不同领域。它利用霜冻的类比来平衡探索能力和开发能力。也就是说，它区分了软霜冻和硬霜冻：软霜冻形成缓慢且随机，因此类似于探索能力;硬霜冻形成迅速且有方向性，因此类似于基于有前景区域缩小解决方案范围。

“我们的研究从三个方面阐述了RIME优化算法的改进，”科学家们解释道。“首先，采用逻辑映射方法生成初始种群，确保个体在解域中均匀分布，从而有效增强种群的多样性。其次，通过设计分段映射规则，降低算法对参数的依赖性，从而提高算法的鲁棒性。最后，引入惯性权重的概念，根据迭代次数动态调整权重，以提高算法的收敛速度和稳定性。”

为了测试新颖的 IRIME 算法，该团队模拟了五块串联的光伏电池板，并分别针对 PSO-MPPT 和 RIME-MPPT 算法进行测试。测试使用仿真软件 MATLAB 进行。在第一种情况下，即均匀光照，温度设置为 25°C，所有电池板的辐照度均为 1,000 W/m²。在遮光场景下，温度设置为 25°C，每块电池板的辐照度分别为 800 W/m²、800 W/m²、600 W/m²、600 W/m² 和 400 W/m²。

在另一种光照突然变化的场景中，温度也恒定在25℃，但在最初的0.6秒内，测得的辐照度分别为1,000 W/m²、1,000 W/m²、800 W/m²、800 W/m²和600 W/m²;在接下来的阶段，辐照度分别变为800 W/m²、800 W/m²、600 W/m²、600 W/m²和500 W/m²。在最后一种光照和温度都突然变化的场景中，前0.6秒内的温度为35℃，第二阶段的温度为25℃。初始辐照度分别为1,000 W/m²、1,000 W/m²、800 W/m²、800 W/m²和600 W/m²，然后变为800 W/m²、800 W/m²、600 W/m²、600 W/m²和400 W/m²。

结果表明：“与PSO-MPPT和RIME-MPPT相比，所提方法分别将平均跟踪时间缩短了0.085秒和0.425秒。此外，就最大输出功率而言，所提方法分别比上述方法平均提高了0.97%和3.48%。特别是在不同辐照度和温度条件下的光伏系统仿真中，所提方法始终保持最佳效果，验证了其在光伏系统MPPT策略中高效、稳定、快速收敛的特性。”

该新算法在《科学报告》上发表的论文《基于改进的RIME优化算法的部分遮光条件下光伏系统最大功率点跟踪方法》中提出。