《最大功率点跟踪方法、光致电压系统控制器、光致电压系统.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《最大功率点跟踪方法、光致电压系统控制器、光致电压系统.pdf（14页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、10申请公布号CN102354247A43申请公布日20120215CN102354247ACN102354247A21申请号201110140668222申请日2011052610164393020100528EPG05F1/67200601H02N6/0020060171申请人NXP股份有限公司地址荷兰艾恩德霍芬72发明人姆凯什奈尔纳盖瓦卢莫蒂巴塔赖雅巴特74专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司11021代理人王波波54发明名称最大功率点跟踪方法、光致电压系统控制器、光致电压系统57摘要本发明公开了一种跟踪PV系统的最大功率点的方法，PV系统包括具有控制器的电路，控制器用于控制对PV系。
2、统的输出电流进行转换的DC电压DC电压转换器，控制器还包括存储器，方法包括在初始最大功率点处测量PV系统电压的第一值；将第一值存储在存储器中；对PV系统的功率输出水平进行周期性采样，在检测到功率输出水平变化超过第一阈值时，从存储器中读取第一值，并调整DC电压DC电压转换器的占空比，直到电路电压与第一值匹配；方法还包括在检测到功率输出水平变化超过第一阈值之后，对DCDC电压转换器的占空比进行微调以达到另一最大功率点。这种方法能够提取PV系统的最大功率输出。本发明还公开了实现该方法的PV系统控制器和包括这种控制器的PV系统。30优先权数据51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申。
3、请权利要求书2页说明书8页附图3页CN102354256A1/2页21一种跟踪光致电压系统100的最大功率点MPP的方法400，所述光致电压系统100包括具有控制器124的电路120，控制器124用于控制对光致电压系统的输出电流进行转换的DC电压DC电压转换器126，控制器还包括存储器，所述方法包括在初始最大功率点处，测量412光致电压系统工作电压的第一值；将所述第一值存储在所述存储器中；对所述光致电压系统的功率输出水平进行周期性采样406，在检测到所述功率输出水平的变化超过第一阈值时，确定408光致电压系统工作电压的实际值，并且将所述实际值与所述第一值相比较，以及在所述实际值与所述第一值之间。
4、的差值超过另一阈值的条件下从所述存储器中读取所述第一值，以及调整410DC电压DC电压转换器的占空比，直到光致电压系统工作电压与所述第一值匹配为止；所述方法还包括在检测到所述功率输出水平的变化超过所述第一阈值时，对DCDC电压转换器的占空比进行微调414以达到另一最大功率点。2根据权利要求1或2所述的方法400，其中，检测406功率水平的变化包括根据后续采样之间的延迟来检测所述变化。3根据权利要求1或2所述的方法400，其中，所述微调414包括在所述调整步骤之后，跟踪光致电压系统的功率输出；以及通过交替地增大和减小DC电压DC电压转换器的占空比，来调整光致电压系统的功率输出，直到达到光致电压系。
5、统的另一最大功率点为止。4根据权利要求3所述的方法400，还包括在所述另一最大功率点处，测量420光致电压系统工作电压的第二值；以及通过盖写所述第一值或者通过将所述第二值添加至所述存储器，来将所述第二值存储422在所述存储器中。5根据权利要求3或4所述的方法400，其中增大DC电压DC电压转换器的占空比的步骤包括分多步来逐步增大DC电压DC电压转换器的占空比，每一步具有限定的步长；并且在每一步之后测量光致电压系统的功率输出，直到在倒数第二步之后测量的功率输出超过在最后一步之后测量的功率输出为止；减小DC电压DC电压转换器的占空比的步骤包括分多步来逐步减小DC电压DC电压转换器的占空比，每一步具。
6、有限定的步长；并且在每一步之后测量光致电压系统的功率输出，直到在倒数第二步之后测量的功率输出超过在最后一步之后测量的功率输出为止；以及在所述占空比的逐步增大或逐步减小终止之后，减小所述限定的步长。6根据权利要求35中任一项所述的方法400，其中，占空比的交替增大和减小的总次数是3。7根据权利要求36中任一项所述的方法400，其中，在所述调整步骤之后跟踪光致电压系统的功率输出的步骤414包括执行两点功率输出测量，以确定光致电压系统的差分功率输出；以及权利要求书CN102354247ACN102354256A2/2页3如果所述差分功率输出在第二阈值以下，则发起所述调整步骤。8根据权利要求7所述的方。
7、法400，还包括在所述微调期间，执行416两点功率输出测量，以确定光致电压系统的差分功率输出；以及在所确定的差分功率输出超过第三阈值时重新开始所述微调。9一种光致电压系统控制器120，包括DC电压DC电压转换器126，用于将来自光致电压系统的直流电流转换成另一电流；以及控制器124，用于控制DC电压DC电压转换器的占空比，其中，控制器包括存储器和微处理器，具有用于实现权利要求18中任一项所述的方法的指令集合。10一种光致电压系统100，包括权利要求9所述的光致电压系统控制器120，所述系统还包括至少一个光致电压电池112，所述至少一个光致电压电池112具有以导电方式与DC电压DC电压转换器12。
8、6的输入相耦合的输出。11根据权利要求10所述的光致电压系统100，还包括至少一个电池130，具有以导电方式与DC电压DC电压转换器126的输出相耦合的输入。12根据权利要求10或11所述的光致电压系统100，还包括传感器122，用于感测至少一个光致电压电池112的功率输出，控制器124响应于所述传感器122。13一种包括程序代码的计算机程序产品，程序代码在计算机处理器上执行时执行权利要求18中任一项所述的方法400的步骤。权利要求书CN102354247ACN102354256A1/8页4最大功率点跟踪方法、光致电压系统控制器、光致电压系统技术领域0001本发明涉及一种跟踪光致电压PHOTO。
9、VOLTAIC系统的最大功率点的方法，光致电压系统包括具有控制器的电路，控制器对发往直流DC电压转换器的DC电压加以控制，DC电压转换器用于对光致电压系统的输出电流进行转换。0002本发明还涉及一种实现这种方法的光致电压系统控制器。0003本发明还涉及一种包括这种光致电压系统控制器的光致电压系统。背景技术0004出于多种原因，可再生能量产生受到越来越多的关注。首先，可再生能量被认为是基于化石燃料的能量产生的优选备选方案，以便抗击温室气体排放例如，CO2，温室气体排放是造成全球气候变化的原因。其次，关于化石燃料具体地，石油的供应，预计在可预见的将来就会用尽，必须找到备选能量供应以供将来生产。00。
10、05收获太阳能是产生可再生能量的最有前途方式之一，这是由于这种在全球自由可用的能源是非常丰富的。在过去的20年，太阳能转换越来越多地对全世界能量供应的产生做出贡献。典型地，将太阳能转换成热或电，后者典型地由光致电压电池PHOTOVOLTAICCELL阵列来实现。这种光致电压系统所产生的能量典型的存储在一个或多个电池中，以根据需要产生可用的电。0006公知的是，如果将负载直接连接至光致电压系统的输出，则该布置以并非最优的效率工作。例如在图1中说明了这一点，在图1中，给定辐照强度下光致电压系统的IV曲线实线与这样的负载虚线一起示出。系统的工作点由IV曲线与负载曲线的交叉点来确定。在图1中，工作点在。
11、较低功率点处，而不是在最大功率点MPP处，最大功率点是IV曲线上的点，在该点处工作电压与电流乘积即，输出功率最大。0007出于该原因，光致电压系统典型地包括光致电压系统控制器，光致电压系统控制器通过控制DC电压DC电压转换器的占空比，对与光致电压电池相连的电路的负载或阻抗进行匹配，以确保光致电压系统在最大功率点处工作，其中DC电压DC电压转换器将光致电压电池所产生的直流电压转换成另一电压。然而，这不是微不足道的应用，因为最大功率点不是先验已知的，并且例如由于辐照强度IRRADIATIONINTENSITY和/或温度和/或部分遮蔽PARTIALSHADOWING的变化，最大功率点会发生变化。为此。
12、，这样的控制器典型地实现一些主动跟踪光致电压系统的最大功率点的算法。0008可以在DPHOHM和MEROPP的“COMPARATIVESTUDYOFMAXIMUMPOWERPOINTTRACKINGALGORITHMS”INPROGRESSINPHOTOVOLTAICSRESEARCHANDAPPLICATIONS，VOL112003，PAGES4762中找到通常使用的算法的概述。最通常使用的算法包括干扰和观察PERTURBANDOBSERVEPO，其中对光致电压阵列的功率输出进行监控，并且根据所监控的功率输出，来调整光致电压系统控制器的DC电压DC电压转换器的占空比例如，脉宽，以便将光致电压。
13、阵列的工作电压移至尽可能接近其最大功率点。0009PQ算法的缺陷在于，PQ算法到最大功率点的收敛会较慢，并且执行算法期间最说明书CN102354247ACN102354256A2/8页5大功率点的偏移可以引起光致电压系统的功率点围绕最大功率点振荡，或者甚至于偏离最大功率点。0010另一种通常使用的算法是递增收敛INC算法，该算法监视光致电压系统的电导变化，以调整DC转换器的占空比，这基于以下认识在最大功率点处，DP/DV即，系统功率P相对于其工作电压V的差分为零。尽管在快速改变辐照度的情况下INC算法与PQ算法相比具有改进的性能，但是INC算法对噪声和量化误差敏感，这会导致系统工作点围绕最大功。
14、率点振荡。0011另一种用于MPP跟踪的通常使用的算法是恒定电压算法，该算法基于以下认识对于光致电压系统的不同IV曲线，光致电压电池阵列的最大电源电压与开路电压之间的比值或多或少是恒定的。该算法的缺陷在于由于MPP电压取决于制造工艺、材料质量和其他因素，所以MPP电压不始终为开路电压的固定百分比，而由于MPP通常因例如辐照度、温度和部分遮蔽的变化而频繁改变，所以需要对开路电压进行频繁测量以便精确跟踪MPP。在开路电压测量期间，不能对光致电压系统的电池进行充电，即，丢失了光致电压电池阵列的功率输出，从而降低了光致电压系统的效率。0012D1ALIMBAZZI和SAMIHKARAKI，“SIMUL。
15、ATIONOFANEWMAXIMUMPOWERPOINTTRACKINGTECHNIQUEFORMULTIPLEPHOTOVOLTAICARRAYS”公开了一种针对在不同水平的辐照度和温度下工作多个光致电压阵列的两级最大功率点跟踪MPPT技术。第一级找到绕过BYPASS局部最大值的点并且将PV阵列的工作点移到全局MPP附近。第二级是找到准确全局最大值的普通MPPT技术。发明内容0013本发明寻求提供一种对光致电压系统的最大功率点进行跟踪的改进方法。0014本发明还寻求提供一种实现所述改进方法的光致电压系统控制器。0015本发明还寻求提供一种包括这种光致电压系统控制器的光致电压系统。0016本发。
16、明还寻求提供一种用于实现本发明的改进方法的计算机程序产品。0017根据本发明的第一方面，提供了一种跟踪光致电压系统的最大功率点的方法，该光致电压系统包括具有控制器的电路，控制器用于控制对光致电压系统的输出电流进行转换的DC电压DC电压转换器，控制器还包括存储器，所述方法包括在初始最大功率点处，测量光致电压系统电压的第一值；将所述第一值存储在所述存储器中；对所述光致电压系统的功率输出水平进行周期性采样，在检测到所述功率输出水平变化超过第一阈值时，从存储器中读取第一值，并调整DC电压DC电压转换器的占空比，直到电路电压与所述第一值匹配为止；所述方法还包括在检测到所述功率输出水平变化超过第一阈值之后。
17、，对DCDC电压转换器的占空比进行微调以达到另一最大功率点。0018在该方法中，以两步法来补偿光致电压阵列输出功率的相对大的变化，这种变化指示照明水平变化，并且使光致电压系统的工作点与光致电压系统的MPP偏离得相对较远，在两步法中，先前建立的MPP的工作电压用作基准电压，以使光致电压系统的工作点靠近光致电压系统的调整后的MPP，此后使用微调步骤，例如使用PO或INC算法来寻找调整后的MPP。对于光致电压阵列的输出功率的较小变化，可以跳过基准电压施加步骤；换言之，可以仅使用微调算法来补偿较小的工作点变化。本发明的这种MPP跟踪方法具有以下说明书CN102354247ACN102354256A3/。
18、8页6优点与PQ和INC方法相比，对于光致电压系统的照明条件ILLUMINATIONCONDITION的较大变化，可以更快速地收敛到调整的MPP，而与CV方法相比，可以实现改进的效率，这是因为对功率输出变化的跟踪不需要频繁测量光致电压系统的开路电压。0019所述方法还包括在检测到所述功率输出水平的变化超过第一阈值时，确定光致电压系统的实际值；以及将所述实际值与第一值相比较，其中，在实际值与第一值之间的差值超过另一阈值时，执行以下步骤从存储器中读取第一值，以及调整DC电压DC电压转换器的占空比，直到电路电压与所述第一值匹配的步骤。0020优选地，检测所述功率水平变化包括根据后续采样之间的延迟来检。
19、测所述变化。换言之，通过确定光致电压系统的差分功率输出DP/DT，可以采用恒定电压监视方法，而无需频繁测量开路电压，从而限制了对光致电压系统的电池充电的中断。0021在实施例中，所述微调包括在所述调整步骤之后，跟踪光致电压系统的功率输出；以及通过交替增大和减小DC电压DC电压转换器的占空比，来调整光致电压系统的功率输出，直到达到光致电压系统的另一最大功率点为止。0022优选地，在该微调步骤中，增大DC电压DC电压转换器的占空比的步骤包括分多步来逐步增大DC电压DC电压转换器的占空比，每一步具有限定的步长；并且在每一步之后测量光致电压系统的功率输出，直到在倒数第二步之后测量的功率输出超过在最后一。
20、步之后测量的功率输出为止；减小DC电压DC电压转换器的占空比的步骤包括分多步来逐步减小DC电压DC电压转换器的占空比，每一步具有限定的步长；并且在每一步之后测量光致电压系统的功率输出，直到在倒数第二步之后测量的功率输出超过在最后一步之后测量的功率输出为止；以及在逐步增大或逐步减小所述占空比终止之后，减小限定的步长。0023由于DC电压DC电压转换器的占空比例如，脉宽的增大减小增大微调循环或者减小增大减小微调循环，以及循环之间步长的减小，引起到光致电压系统的MPP的快速收敛。0024在实施例中，占空比的交替增大和减小的总数是3，可以看出，三个循环例如，增大减小增大，或减小增大减小足以在MPP处收。
21、敛，尤其是在针对每个后续步骤序列而减小步长的情况下。0025在实施例中，在已经确定调整的MPP之后，所述方法还包括在所述另一最大功率点处，测量电路电压的第二值；以及将所述第二值存储在所述存储器中。该第二值可以用在下个MPP跟踪步骤中，其中，该第二值可以提供比第一值更精确的估计，尤其是在功率输出的变化均沿着相同方向的情况下。0026在另一实施例中，在所述调整步骤之后跟踪光致电压系统的功率输出的步骤包括执行双点功率输出测量，以确定光致电压系统的差分功率输出；如果所述差分功率输出在第二阈值以下，则发起所述调整步骤。这具有以下优点仅在光致电压电池所暴露于的照明水平ILLUMINATIONLEVEL没有。
22、呈现实质变化时，才执行对DC电压DC电压转换器的占空比的微调，因此降低了光致电压系统进入以下工作模式的风险在该功率模式下，功率点围绕MPP而振荡。0027所述方法还可以包括在所述微调期间，执行双点功率输出测量，以确定光致电压系统的差分功率输出；以及在所述确定的差分功率输出超过第三阈值时，重新开始所述微调。在该实施例中，如果在微调期间，检测到对照明水平的变化加以指示的功率输出的实质说明书CN102354247ACN102354256A4/8页7偏移，则中断并重新开始微调过程。这防止由于照明水平的这种突然变化而导致MPP跟踪与MPP偏离，其中，照明水平的这种突然变化使得MPP与其先前的位置偏离得较。
23、远。0028根据本发明的另一方面，提供了一种光致电压系统控制器，包括DC电压DC电压转换器，用于将来自光致电压系统的直流电转换成另一电流；以及控制器，用于控制DC电压DC电压转换器的占空比，其中，控制器包括存储器和微处理器，微处理器具有用于实现本发明的MPP跟踪方法的指令集合。这样的指令可以是指令存储器中的软编码形式的，用于控制DC电压DC电压转换器的占空比的控制器可以访问该指令存储器，或者这样的指令可以是硬编码形式的，例如，以微处理器的硬件功能形式提供的指令。0029根据本发明的又一方面，提供了一种包括本发明的光致电压系统控制器的光致电压系统，所述系统还包括至少一个光致电压电池，所述至少一个。
24、光致电压电池具有以导电方式与DC电压DC电压转换器的输入相耦合的输出。这种光致电压系统的优点在于在变化的条件下以改进的方式跟踪MPP，从而提高了光致电压系统的效率。0030在实施例中，光致电压系统还可以包括至少一个电池以存储至少一个光致电压电池所产生的电荷，所述至少一个电池具有以导电方式与DC电压DC电压转换器的输出相耦合的输入。0031在另一实施例中，光致电压系统还包括用于感测至少一个光致电压电池的功率输出的传感器，所述控制器响应于所述传感器。0032根据本发明的另一方面，提供了一种包括程序代码的计算机程序产品，程序代码在计算机处理器上执行时执行本发明的方法步骤。可以使得这样的计算机程序产品。
25、在任何适合的计算机可读介质例如，CDROM、DVC、存储栈MEMORYSTACK、便携式硬盘、网络可访问服务器等等上可用。附图说明0033参照附图通过非限制示例更详细描述本发明的实施例，在附图中0034图1示出了光致电压系统的IV曲线，所述光致电压系统具有与该光致电压系统的输出直接耦合的负载；0035图2示意性示出了根据本发明实施例的光致电压PV系统；0036图3示意性示出了本发明的MPP跟踪方法的实施例的一个方面；0037图4示意性示出了本发明的MPP跟踪方法的实施例的另一方面；以及0038图5示出了本发明方法的实施例的流程图。具体实施方式0039应当理解，附图仅是示意性的，并未按比例绘制。。
26、还应当理解的是贯穿附图相同的附图标记用于指示相同或类似的部件。0040图2示出了典型的PV系统100，PV系统100包括由PV电池112组成的阵列110，阵列110经由充电单元120耦接至电池130，充电单元120包括DC电压DC电压转换器126，由控制器124来控制DC电压DC电压转换器126的占空比，控制器124响应于一个或多个传感器122，一个或多个传感器122被布置为测量一个或多个PV电池112的输出功率和输出电压。可以以任何适合的方式来控制DC电压DC电压转换器126的占空比，例如，通过说明书CN102354247ACN102354256A5/8页8脉宽调制来控制DC电压DC电压转换。
27、器126的占空比。这样的技术实质上是公知的，并因此为了简要起见不进一步讨论。0041太阳能充电器120和电池130表示由阵列110感测到的负载140，如先前利用图1说明的，负载140管理阵列110的IV曲线的工作点。通过改变DC电压DC电压转换器126的占空比，可以改变负载的阻抗，使得可以将负载特性和IV曲线调谐为在MPP处交叉。在恒定占空比处，负载140的阻抗是恒定的，使得根据欧姆定律VIR，阵列110的IV特性的变化引起阵列110的工作电压的变化，阵列110的工作电压的变化典型地使阵列110的工作点偏离调整后的MPP。0042利用图3更详细说明这一点，其中PV系统100首先呈现如IV曲线A。
28、所示出的IV特性，通过适当控制DC电压DC电压转换器126的占空比，DC电压DC电压转换器126被配置为在MPPA处工作。PV系统100的IV特性例如可以由于照明条件的改变而改变，从而使PV系统100采用IV曲线B所示的IV特性。这使PV系统100的工作点从MPPA移至点300，点300相对远离MPPB即，PV系统100的改变的IV特性的最大功率点，使得PV系统100现在在非最佳效率条件下工作。0043重要的是尽可能限制效率的损耗。为此，重要的是控制器124能够快速调整DC电压DC电压转换器126的占空比，使得PV系统100的工作点向着MPPB偏移。通过配置控制器124执行本发明的方法的实施例。
29、，来实现这一点。0044通常，本发明的方法在PV电压跟踪中使用差分功率或偏差来限定要采用的动作的动机。换言之，传感器122中的至少一些被配置为测量PV阵列110的功率输出，其中控制器124被配置为确定DP/DT，即，两个无扰功率测量之间的差分功率。在本发明的上下文中，无扰功率测量是PV系统的用户定义设置相对于先前测量没有改变的测量。在实施例中，控制器124计算在这两个测量中所测量的功率输出之间的差值，并且用该差值除以两个测量之间的时间延迟，以确定差分功率。0045本发明基于以下认识针对相对小的DP/DT值，修改后的基于PQ的跟踪算法能够足以快速收敛到偏移的MPP值，这是由于PV系统100的实际。
30、工作电压仍相对接近PV系统100的调整后的IV曲线的MPP的工作电压；而对于较大DP/DT值，应用新颖且有创造性的两步法，其中，在第一步，将PV系统100的工作电压引至期望位于MPP处的工作电压附近的值，其后，上述跟踪算法可以用于对工作电压进行微调以达到MPP电压。0046这可以通过以下操作来实现测量初始MPP电压MPPA并且将其存储在微控制器124的存储器中，在检测到DP/DT值超过预定阈值时，恢复初始MPP电压，其中所述预定阈值指示了由于辐照强度级别变化而引起的IV特性变化。在图3中示出了这一点，图3示出了不同的IV曲线A和B以及它们相应的开路电压VOPENA和VOPENB和相应的MPPM。
31、PPA和MPPB，工作电压从点300偏移到点310，点300是IV曲线B上针对MPPA处DC电压DC电压转换器126的占空比值的有效工作电压，点310是IV曲线B上MPPA的工作电压。这种变化可以通过以下操作来实现利用微控制器124调整DC转换器126的占空比，而同时监视PV系统100的工作电压，直到工作电压达到微控制器124的存储器中所存储的值为止。0047这是基于以下认识对于辐照强度级别变化所引起的IV特性变化，MPP随工作电压的变化相对小，使得将PV系统100引至可在辐照强度级别变化之前应用的IV特性的说明书CN102354247ACN102354256A6/8页9MPP工作电压即，MP。
32、PA确保了通过恢复MPP的该先前值而达到的调整后的工作电压接近MPP工作电压的预期新值，使得在第二步骤中可以使用诸如PQ算法之类的跟踪算法快速收敛到新的MPP即，MPPB，这是由于如果跟踪过程的开始点位于期望结束点即，MPPB附近，则已知这样的算法能够如此快速的收敛。0048在这一点，应当注意，PV阵列辐照强度级别变化所引起的IV特性变化典型地比PV系统100的工作温度变化所引起的变化更大。因此，通过适当选择与所确定的DP/DT值相比较的阈值，能够在IV特性变化受辐照强度级别支配时，仅调用两步MPP跟踪TWOSTEPMMPTRACKING算法。0049现在利用图4给出本发明的方法的优选实施例的。
33、更详细说明，图4示出了该优选实施例的流程图。方法400开始于步骤402，在步骤402之后，方法前进至步骤404，在步骤404中，检查是否在预定时间窗内已经执行了IV曲线的全扫描。0050在全扫描中，负载可以从零变化到无穷大，以从短路电流到开路电压跟踪PV平面PANELIV曲线，以便重新确定最大功率点。在本发明的实施例中，可以通过以下操作来实现这一点在DC电压DC电压转换器126的全范围内，即，从DC电压DC电压转换器126的最小到最大可行占空比值，扫描DC电压DC电压转换器126的占空比。0051需要这样的全扫描来补偿系统漂移以及确定初始MPP和配置DC电压DC电压转换器126的占空比，使得P。
34、V系统100在MPP工作点下工作。在步骤412中执行全扫描，在步骤412中，在确定MPP之后，测量PV系统100的工作电压，并且将其存储在控制器124的存储器中。如果已经执行了最新全扫描，则该方法前进至步骤406。0052一旦以这种方式对PV系统100进行了校准，方法就可以前进至步骤414，在步骤414中，使用修改后的PQ跟踪算法来微调PV系统100的工作点，稍后将更详细进行说明修改后的PQ跟踪算法。在该阶段，如果修改后的跟踪步骤414已经成功完成，则MPP跟踪方法进入休眠状态DORMANTSTATE，在休眠状态中，假定PV系统在MPP下工作，直到DP/DT即，系统的差分功率输出的变化超过阈值。
35、为止，如在步骤406和416中所指示的。为此，控制器124所执行的方法利用一个或多个传感器122周期性地确定PV阵列110的输出功率。0053应当注意，在实施例中，控制器124对DP/DT的确定也发生在修改后的跟踪步骤414的执行期间。这一点通过步骤418来反映，在步骤418中，检查在检测到DP/DT变得不可忽略但却没有超过阈值例如，0DP/DT阈值时，修改后的跟踪步骤414是否成功完成。如果否，则方法返回至步骤414，以从头重新开始修改后的跟踪步骤414。这具有以下优点在PV阵列110的工作条件较小变化时，例如，工作温度变化，防止基于PQ的跟踪算法围绕PV系统100的实际MPP振荡或者与PV。
36、系统100的实际MPP偏离。0054在实施例中，在完成修改后的跟踪步骤414并且在步骤418中确定修改后的跟踪步骤414已经使得PV系统100锁定LATCH到其实际MPP上时，可以在步骤420中检查实际MPP工作电压与控制器的存储器中存储的MPP工作电压之间的差值是否超过阈值。这一点是有用的，因为如上所述，在PV阵列110的照明条件剧烈变化的情况下，MPP工作电压的值呈现相对小的变化。因此，检测到比先前确定的MPP工作电压与在步骤420中测量的工作电压之间的预期差值大的差值表明例如，由于系统漂移，或者由于修改后的跟踪步骤414锁定到PV系统100的实际IV曲线的伪峰值，PV系统100工作在次优。
37、条件下。说明书CN102354247ACN102354256A7/8页100055可以通过在步骤424中执行对PV系统100的IV特性的部分扫描来校正这一点，以将PV系统的工作点引至PV系统的实际MPP附近，此后，可以重复修改后的MPP跟踪即，步骤414，以锁定到实际MPP上。典型地，通过在较小范围上改变占空比，在全PV电压范围的预定子范围例如，从12V到19V中执行部分扫描。这比全扫描更快，因此引起更低的PV功率损耗。0056另一方面，如果在步骤418和420完成之后，判定在步骤414中执行的修改后的跟踪算法已经锁定到PV系统100的MPP上，则方法可以前进至步骤422，在步骤422中，将锁。
38、定的MPP的测量电压存储在控制器124的存储器中。可以通过盖写先前存储的MPP电压，或者通过将锁定的MPP电压添加至存储器，来实现这一点。后者具有以下优点DP/DT度量的符合可以用于判定要从存储器中检索哪个MPP值。0057例如，控制器124可以跟踪其存储器中存储的最新MPP电压值，在DP/DT度量超过阈值该阈值指示PV阵列110的照明水平的增大时，可以检查其存储器中是否有更大值的MPP电压可用，并判定恢复该值而不是最近存储的MPP电压值，这是由于预期该更大的MPP电压值提供对PV系统110的改变的MPP电压的更精确估计。类似地，在DP/DT度量超过阈值该阈值指示PV阵列110的照明水平的减小。
39、时，控制器124可以检查其存储器中是否有更小值的MPP电压可用，并判定恢复该值而不是最近存储的MPP电压值，这是由于可以预期该更小的MPP电压值提供对PV系统110的改变的MPP电压的更精确估计。0058如上所述，一旦PV系统100锁定到其MPP，就在步骤406中周期性检查DP/DT是否超过预定义的阈值，因为这指示PV系统的工作点已经从其MPP移开。如果确定的DP/DT没有超过阈值，则可以假定PV系统100仍在其MPP下工作，使得该方法可以返回至步骤404，以检查最后执行的全扫描是否仍然是最新的，该检查的结果使得方法前进至步骤412或406。0059然而，如果在步骤406中确定DP/DT的绝对。
40、值超过预定义的阈值，则需要调整DC电压DC电压转换器126的占空比，以将PV系统100的工作点引回至其MPP。如上所述，对于PV系统100的输出功率的相对小的变化，可以通过重新激活步骤414中的MPP跟踪算法来实现这一点，而对于PV系统100的输出功率的较大变化，恢复两步重新校准TWOSTEPRECALIBRATION方法，在两步骤重新校准方法中，工作电压与PV系统100的最后已知的MPP相对应，此后，方法可以前进至步骤414，以使用跟踪算法来微调PV系统100的工作电压。0060为此，可以在步骤408中检查PV系统100的实际工作电压与控制器120的存储器中存储的MPP电压之间的差值是否超过。
41、预定义的阈值。如果该差值足够小，则这指示PV系统100的当前工作点仍在其当前MPP的附近，使得方法400可以立即前进至步骤414。然而，该差值相对较大即，超过预定义的阈值，则工作点实质上已经偏移，使得可以通过以下操作来实现到当前MPP的较快收敛在前进至步骤414或者返回至步骤412之前，先通过在步骤410中适当调整DC电压DC电压转换器126的占空比，来恢复最后已知的MPP的工作电压。返回至步骤412是优选的，因为这便于检测PV系统100的工作条件的其他变化，PV系统100的工作条件的其他变化可以在步骤410中MPP电压的恢复期间发生。0061应当理解，从方法400省略步骤408，在这种情况下。
42、，可以将步骤406修改为将DP/DT的预定值与两个阈值T1和T2相比较，其中T1T2。T1指示例如由于温度变化而引说明书CN102354247ACN102354256A8/8页11起的工作条件的变化，而T1指示例如由于照明强度ILLUMINATIONINTENSITY变化而引起的工作条件的变化。在该实施例中，存在三种可能的情况0062ADP/DTT1方法前进至步骤404；0063BT1DP/DTT2方法前进至步骤414；以及0064CT2DP/DT方法前进至步骤410。0065现在利用图5更详细地说明方法400的步骤414中执行的跟踪算法的实施例的非限制示例。在该示例中，对PQ跟踪算法的修改版。
43、本进行描述，然而应当理解其他适合的算法例如，基于INC的算法也是可行的。0066所提出的跟踪算法基于在PV系统100的IV曲线上，沿着相反方向的跟踪操作TRACKINGRUN的交替模式。换言之，在初始跟踪操作中，DC电压DC电压转换器126的占空比沿着一个方向系统地变化，例如，系统的增大或系统地减小，而下一个跟踪操作沿着反方向进行。每个跟踪操作包括多个具有预定步长的步，其中，在每一步之后传感器122确定PV阵列110的输出功率，控制器124将最近测量的输出功率PACT与先前执行的步之后采样的输出功率PACT1相比较。当PACTPACT1时终止跟踪运行，此后沿着反方向发起下个跟踪操作。0067在。
44、实施例中，下个跟踪操作的步长相对于最后执行的跟踪操作的补偿而减小。在本发明的上下文中，步长是DC电压DC电压转换器126的占空比例如，脉宽的变化量。通过以系统方式减小步长，例如，在每个跟踪操作之后使步长减半，可以实现向MPP的快速收敛。已经发现三个跟踪操作就足以将PV系统100锁定至其实际MPP。0068在另一实施例中，可以基于PACT与PACT1之间的差值的幅度，在单个跟踪操作内调整步长，其中，如果该差值变得更小，则减小步长，使得可以实现向MPP的更快收敛。0069上述跟踪算法的有利方面在于，初始跟踪操作的方向与PV系统100的实际工作点位于MPP的哪一侧无关。在图5中说明了这一点，在图5中。
45、，三操作THREERUN跟踪算法导致如图5的左边所示，从具有比MPP小的值的开始工作电压向MPP的收敛，以及如图5的右边所示，从具有比MPP大的值的开始工作电压向MPP的收敛，其中，该三操作THREERUN跟踪算法实现了DC电压DC电压转换器126的占空比的系统减小1、系统增大2以及系统减小3的交替模式。应当理解，尽管未明确示出，但是利用以DC电压DC电压转换器126的占空比的系统增大为开始的跟踪算法例如，增大减小增大算法，也可以实现相同的结果。其他跟踪操作也可以添加至该算法。0070应当注意，上述实施例示出而非限制本发明，在不背离所附权利要求的范围的前提下，本领域技术人员将能够设计出许多备选。
46、实施例。在权利要求中，括号之间的任何附图标记不应构成对权利要求的限制。词语“包括”并不排除权利要求所列的元件或步骤以外的其他元件或步骤的存在。元件之前的词语“一”不排除多个这种元件的存在。可以利用包括若干不同元件的硬件来实现本发明。在列举了若干装置的设备权利要求中，这些装置中的若干装置可以由同一项硬件来实现。在互不相同的从属权利要求中阐述特定措施并不表示不能有利地使用这些措施的组合。说明书CN102354247ACN102354256A1/3页12图1图2说明书附图CN102354247ACN102354256A2/3页13图3图5说明书附图CN102354247ACN102354256A3/3页14图4说明书附图CN102354247A。