專(zhuān)利名稱(chēng)：最大功率點(diǎn)跟蹤器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā) 明涉及一種用于監(jiān)視源自可再生能源的電力來(lái)源的輸出功率的系統(tǒng)和方法。特別但不排他地涉及太陽(yáng)能。
背景技術(shù)：
使用光伏(PV)電池將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能。成排的這種電池常常部署在一起作為PV陣列。PV陣列的電力輸出典型地被饋送到AC供電網(wǎng)。通過(guò)體(bulk)逆變器或并網(wǎng)(grid-tie)逆變器將陣列的直流(DC)電壓轉(zhuǎn)換成供電網(wǎng)的交變電流(AC)電壓。并網(wǎng)或體逆變器被用來(lái)產(chǎn)生供應(yīng)到正確頻率和電壓的電網(wǎng)的電力。已知范圍的并網(wǎng)逆變器由位于Newtown, Powys, Wales的Control Techniques制造。電能有時(shí)也被供應(yīng)給DC儲(chǔ)存網(wǎng)絡(luò)而不是AC電網(wǎng)。對(duì)于給定級(jí)別的輻照(暴露于陽(yáng)光下)和溫度，每個(gè)PV電池和PV串、面板或陣列具有最優(yōu)DC工作電壓，其中，使用在相關(guān)的功率處理系統(tǒng)中運(yùn)行的自動(dòng)最大功率點(diǎn)(MPP)跟蹤算法，可以找到和跟蹤該最優(yōu)DC工作電壓。MPP (最大功率點(diǎn))跟蹤器是所有PV系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)要求，無(wú)論它駐留在太陽(yáng)能陣列之內(nèi)的PV電池的每個(gè)串的末端處的體并網(wǎng)功率逆變器中還是分立的DC-DC轉(zhuǎn)換器中。它的目的是要跟蹤針對(duì)太陽(yáng)能陣列的溫度和來(lái)自太陽(yáng)的輻照級(jí)別的最優(yōu)功率點(diǎn)，作為其結(jié)果，來(lái)自太陽(yáng)能陣列的DC電壓被調(diào)節(jié)，以便從系統(tǒng)中得到最好的總功率。正如輻照增加那樣，溫度的降低將會(huì)增加針對(duì)太陽(yáng)能電池、串、陣列或面板的由MPP跟蹤器計(jì)算的最優(yōu)DC電壓(MPP Vdc)0相反地，溫度的增加或輻照的降低將會(huì)減少M(fèi)PPVDC。當(dāng)輻照級(jí)別大幅變化時(shí)，這僅會(huì)引起MPP Vdc相對(duì)小的變化。圖I示出了由典型的太陽(yáng)能陣列提供的DC電壓(Vdc)與其電流(U和功率(Wdc)之間的關(guān)系。如從圖I中可以看到的那樣，用于典型太陽(yáng)能陣列的關(guān)系(或者稱(chēng)為“功率特性”)不是線(xiàn)性的，因此簡(jiǎn)單的PID控制器不能用于控制陣列上的電壓，因?yàn)槿Q于Vdc的當(dāng)前值，電壓的正增加可能導(dǎo)致功率(WD。)的正變化或負(fù)變化。為了解決這個(gè)問(wèn)題，傳統(tǒng)上使用被稱(chēng)為“擾動(dòng)和觀察”(P&0)的普通工業(yè)技術(shù)，由此通過(guò)在用于太陽(yáng)能陣列的調(diào)節(jié)的Vdc電平的頂部調(diào)制測(cè)試圖來(lái)導(dǎo)出跟蹤誤差項(xiàng)，以便當(dāng)調(diào)制的Vdc相對(duì)于當(dāng)前MPPVdc為正和負(fù)時(shí)可以測(cè)量功率。圖2示出了施加到用于太陽(yáng)能陣列的調(diào)節(jié)電壓電平(Vdc)的調(diào)制測(cè)試圖的效果。根據(jù)傳統(tǒng)的P&0技術(shù)，陣列的平均功率在正負(fù)測(cè)試脈沖周期期間被采樣并且被組合，以形成具有量值和方向兩者的跟蹤誤差項(xiàng)。跟蹤誤差項(xiàng)可以用于在負(fù)方向或正方向上將MPPVdc調(diào)整具體的量，因此可以為即將到來(lái)的時(shí)間段設(shè)置MPPVdc。然而，當(dāng)存在由輻照引起的顯著功率變化時(shí)，單獨(dú)使用P&0方法可能導(dǎo)致不準(zhǔn)確的結(jié)果，因?yàn)橛蓽y(cè)試圖造成的功率變化將會(huì)被由輻照引起的功率變化的效果淹沒(méi)，從而給出錯(cuò)誤的跟蹤誤差值。這可能導(dǎo)致MPP跟蹤器在錯(cuò)誤的方向上改變MPPVdc。可能引起太陽(yáng)能陣列顯著功率變化的輻照變化是普遍的。因此使用P&0控制用于MPP跟蹤的傳統(tǒng)系統(tǒng)易于出錯(cuò)。這減少了太陽(yáng)能陣列的總體效率和成本效益。

發(fā)明內(nèi)容
在權(quán)利要求書(shū)中闡述了發(fā)明。根據(jù)一方面，提供了一種用于確定用于可再生能源的轉(zhuǎn)換器的電力輸出的值的方法。該方法包括獲得表示轉(zhuǎn)換器的電力輸出的信號(hào)，其中該電力輸出具有初始值；以及將脈沖信號(hào)如調(diào)制的測(cè)試圖施加到表示電力輸出的信號(hào)，其中脈沖信號(hào)至少包括第一正部分和第二負(fù)部分。正部分和負(fù)部分應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地具有相等量值。該方法進(jìn)一步包括獲得在施加脈沖信號(hào)期間由轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的電力的測(cè)量結(jié)果，然后從表示電力輸出的信號(hào)中去除脈沖信號(hào)。該方法進(jìn)一步包括獲得在沒(méi)有脈沖信號(hào)的情況下由轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的電力的測(cè)量結(jié)果，并且使用電力的測(cè)量結(jié)果來(lái)獲得誤差值，其中所述誤差值被施加到轉(zhuǎn)換器的電力輸出的初 始值，以便獲得用于逆變器的電力輸出的新的目標(biāo)值。因?yàn)榧仍诿}沖信號(hào)的施加期間又在沒(méi)有脈沖信號(hào)的情況下獲得由轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的電力的測(cè)量結(jié)果，所以當(dāng)確定用于逆變器的電力輸出的目標(biāo)值時(shí)，環(huán)境條件如輻照級(jí)別變化的影響可以被計(jì)入。該方法可以進(jìn)一步包括控制轉(zhuǎn)換器的電力輸出以等于或盡可能地接近于脈沖信號(hào)被施加之前的預(yù)定初始值，并且/或者控制用于轉(zhuǎn)換器的電力輸出的值以等于或盡可能地接近于已確定的目標(biāo)值。因此可以根據(jù)已確定的目標(biāo)值來(lái)控制諸如太陽(yáng)能陣列之類(lèi)的轉(zhuǎn)換器的操作。根據(jù)一方面，提供了一種電力生成系統(tǒng)。電力生成系統(tǒng)包括將可再生能源轉(zhuǎn)換成電力的轉(zhuǎn)換器，并且包括用于提供指示可從轉(zhuǎn)換器得到的電力的信號(hào)的裝置；用于提供指示由轉(zhuǎn)換器輸出的電壓的信號(hào)的裝置；用于將脈沖信號(hào)施加到指示由轉(zhuǎn)換器輸出的電壓的信號(hào)的裝置；以及確定裝置，用于計(jì)算用于由轉(zhuǎn)換器輸出的電壓的目標(biāo)值。根據(jù)一方面，提供了一種用于確定用于太陽(yáng)能陣列的目標(biāo)電壓值的方法。該方法包括將用于陣列的電壓電平設(shè)置為初始值；將調(diào)制的測(cè)試圖施加到用于陣列的輸出電壓電平，其中調(diào)制的測(cè)試圖包括正脈沖、負(fù)脈沖和零脈沖(在零脈沖期間測(cè)試圖實(shí)際上不存在)。該方法包括獲得針對(duì)測(cè)試圖的正脈沖的正擾動(dòng)值；獲得針對(duì)測(cè)試圖的負(fù)脈沖的負(fù)擾動(dòng)值；以及獲得表示在測(cè)試圖的零部分期間由輻照引起的功率變化的輻照功率變化值。該方法進(jìn)一步包括從輻照功率變化值與正擾動(dòng)值和負(fù)擾動(dòng)值的組合之間的差中獲得誤差值?？蛇x地，該方法可以進(jìn)一步包括將所述誤差值施加到用于陣列的輸出電壓的初始值以確定新目標(biāo)值，以及可選地，控制陣列的輸出電壓以等于或盡可能地接近于該新目標(biāo)電壓。因?yàn)樵谡`差值的計(jì)算中使用了擾動(dòng)值和輻照功率變化值兩者，所以傳統(tǒng)的擾動(dòng)和觀察(P&0)技術(shù)結(jié)合了輻照變化或暴露于陽(yáng)光下對(duì)太陽(yáng)能陣列操作的影響的考慮。結(jié)果，太陽(yáng)能陣列的操作可以被控制以便盡可能地有效。


現(xiàn)在相對(duì)于附圖經(jīng)由例子來(lái)描述實(shí)施例，在附圖中圖I示出了典型太陽(yáng)能陣列的電壓、電流和功率；圖2示出了通過(guò)測(cè)試圖調(diào)制的用于太陽(yáng)能陣列的調(diào)節(jié)電壓電平(Vdc)；
圖3示意性地示出了用于輻照補(bǔ)償最大功率點(diǎn)(IC-MPP)跟蹤的系統(tǒng)；圖4示出了將調(diào)制的測(cè)試圖施加到第一和第二時(shí)間段之上的調(diào)節(jié)電壓電平；圖5示出了圖4中施加的調(diào)制測(cè)試圖的更詳細(xì)的視圖；圖6示出了用于IC-MPP跟蹤過(guò)程的流程圖；圖7示出了隨著時(shí)間過(guò)去由輻照引起的功率變化；以及圖8示出了在局部遮蔽下用于太陽(yáng)能陣列的MPP Vdc的范圍。概述在概述中提供了一種用于將電能從一個(gè)或多個(gè)光伏(PV)電池傳遞到電力網(wǎng)上的方案。 該方案包括用于針對(duì)包括一個(gè)或多個(gè)PV電池的陣列執(zhí)行輻照補(bǔ)償最大功率點(diǎn)(IC-MPP)跟蹤的方法和系統(tǒng)。IC-MPP跟蹤將擾動(dòng)和觀察(P&0)方法與考慮到陣列附近的輻照變化來(lái)控制用于陣列的目標(biāo)電壓的方法相結(jié)合，所述P&0方法用于確定用于陣列的目標(biāo)電壓應(yīng)當(dāng)變化的方向，以便該陣列最佳地工作。通過(guò)以下來(lái)實(shí)施該方法將脈沖信號(hào)(這里稱(chēng)為測(cè)試圖)施加到用于陣列的被控制的電壓電平，并且觀察測(cè)試圖的正負(fù)部分兩者的影響，還有測(cè)試圖的“零”部分亦即當(dāng)測(cè)試圖實(shí)際上不存在時(shí)的影響。該方法使用從太陽(yáng)能陣列和/或諸如逆變器之類(lèi)的傳統(tǒng)上與其一起使用的部件容易地獲得的功率測(cè)量結(jié)果，以便確定可以施加到第一電壓值的誤差值，以便獲得用于陣列的更新的目標(biāo)電壓值。該方法允許輻照的影響和測(cè)試圖的正負(fù)脈沖的影響在誤差值的計(jì)算中被等同地計(jì)入，而不必在實(shí)際上獲得測(cè)量值時(shí)向測(cè)試圖的施加和測(cè)試圖的不存在這兩種情況分配相等長(zhǎng)度的時(shí)間。測(cè)試圖可以具有任何適當(dāng)?shù)男螤?，其約束條件為正脈沖應(yīng)當(dāng)具有與負(fù)脈沖相等的量值。該方法承認(rèn)，在從用于太陽(yáng)能陣列的電壓信號(hào)改變、添加或去除脈沖或測(cè)試圖之后，諸如用于太陽(yáng)能陣列的電流值、電壓值和功率值之類(lèi)的測(cè)量值將會(huì)花費(fèi)時(shí)間來(lái)安置。因此一旦測(cè)量值已充分安置，該方法就確保了在施加測(cè)試圖期間或之后在適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)采取測(cè)量。因此，該方案是計(jì)算用于太陽(yáng)能陣列的電壓電平的目標(biāo)值的直接而有效的方式，作為其結(jié)果，可以控制陣列的操作，以便其輸出電壓等于或者盡可能接近于目標(biāo)電壓。因此，該方法使得太陽(yáng)能陣列的最佳效率操作成為可能。
具體實(shí)施例方式提供了一種用于為太陽(yáng)能陣列提供輻照補(bǔ)償最大功率點(diǎn)(IC-MPP)的系統(tǒng)和方法。為了確定用于一個(gè)PV電池、多個(gè)PV電池、串、陣列或面板(以下稱(chēng)為太陽(yáng)能“陣列”)的最優(yōu)DC工作電壓(MPP VD。)，系統(tǒng)測(cè)量輻照的變化對(duì)陣列的輸出功率的影響，并且將這與擾動(dòng)和觀察(P&0)技術(shù)相結(jié)合，以便提供修改的誤差值。修改的誤差值可以用于修改陣列的DC電壓電平。因此，用于陣列的最大功率點(diǎn)的真實(shí)變化被跟蹤，并且它的電壓被相應(yīng)地調(diào)節(jié)。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟悉的那樣，通過(guò)在電池的輸出端施加電阻(負(fù)載)，可以改變PV電池的電壓。這實(shí)際上限定了并網(wǎng)逆變器應(yīng)當(dāng)從電池中汲取以便供應(yīng)給電力網(wǎng)的電流，以便在任何給定時(shí)間從PV電池得到最大可能功率，因?yàn)楣β实扔陔妷撼艘噪姵氐碾娏鳌?br> 并網(wǎng)逆變器借助于DC電壓控制回路來(lái)控制陣列DC電壓，其中，將DC總線(xiàn)電壓設(shè)置點(diǎn)與實(shí)際的DC總線(xiàn)電壓相比較，以導(dǎo)出DC電壓誤差項(xiàng)，亦即Vdc誤差=Vdc設(shè)置點(diǎn)-Vdc反饋。將這個(gè)誤差項(xiàng)輸入到標(biāo)準(zhǔn)的PID控制算法，其輸出直接改變從PV陣列汲取的電流并發(fā)送到AC電網(wǎng)。以這種方式，與電流需要成反比地控制DC電壓，其中，增加的電流需要將會(huì)造成電壓下降，而降低的電流需要?jiǎng)t會(huì)造成DC電壓增加。圖3示出了用于太陽(yáng)能陣列的IC-MPP系統(tǒng)10。使用任何適當(dāng)?shù)能浖?或硬件裝置，可以用任何適當(dāng)?shù)奶幚砥骰蛘呖刂破鲗?shí)現(xiàn)系統(tǒng)10。例如，它可以通過(guò)針對(duì)整個(gè)PV面板操作的體功率逆變器或并網(wǎng)逆變器來(lái)實(shí)現(xiàn)，或者它可以通過(guò)在各個(gè)PV電池串的末端處的一個(gè)或多個(gè)分立的DC-DC轉(zhuǎn)換器來(lái)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)10旨在調(diào)節(jié)用于陣列的電壓Vdc以等于或盡可能地接近于使用IC-MPP跟蹤計(jì)算的最優(yōu)電壓(MPP Vdc)。
圖3所示的系統(tǒng)10使用用于太陽(yáng)能陣列向其供應(yīng)電力的電網(wǎng)的AC電流和電壓作為輸入。然而，可以代替地使用DC輸入，以便實(shí)施在此描述的方法。如從以下詳細(xì)描述中將會(huì)更好地理解的那樣，使用電流和電壓的測(cè)量結(jié)果以便獲得功率和功率變化的量度。因此，是使用AC還是DC電流和電壓測(cè)量結(jié)果不應(yīng)當(dāng)影響結(jié)果。實(shí)際上，AC分量典型地可用于結(jié)合太陽(yáng)能陣列使用的體逆變器中，因此在這樣的情形下可能更加便于利用AC電壓和電流測(cè)量結(jié)果。在其中DC分量易于可用而AC分量不易于可用的代替格局中，會(huì)更加便于利用DC分量。系統(tǒng)10包括用于生成測(cè)試圖的P&0圖發(fā)生器12，以便在有限的時(shí)間段內(nèi)調(diào)制陣列上的調(diào)節(jié)電壓VDC。下面給出了關(guān)于使用的測(cè)試圖的形式的細(xì)節(jié)。系統(tǒng)10進(jìn)一步包括用于測(cè)量由陣列隨著時(shí)間過(guò)去而輸出的功率的功率測(cè)量裝置14。此外還提供了輻照補(bǔ)償裝置
16。如下面更詳細(xì)地描述的那樣，輻照補(bǔ)償裝置16與P&0圖發(fā)生器12并與功率測(cè)量裝置14同步或者與它們相結(jié)合，以便為陣列提供增強(qiáng)的最大功率點(diǎn)(MPP)跟蹤。結(jié)果，系統(tǒng)10可以計(jì)算用于陣列的更精確的最優(yōu)電壓(MPP Vdc)的值，并且可以相應(yīng)地調(diào)節(jié)陣列上的DC電壓。參考圖4和5可以進(jìn)一步理解IC-MPP跟蹤。圖4示出了在第一(“樣本I”)和第二(“樣本2”)連續(xù)的時(shí)間段內(nèi)施加到用于太陽(yáng)能陣列的調(diào)節(jié)DC電壓的調(diào)制測(cè)試圖的形狀。如在其中可以看到的那樣，對(duì)于第一各個(gè)時(shí)間段將MPPVrc設(shè)置為第一級(jí)別。在圖4中被指示為“樣本I”的該第一時(shí)間段之上，調(diào)制的測(cè)試圖被施加到調(diào)節(jié)的電壓信號(hào)。在第一時(shí)間段上的用于陣列的功率測(cè)量被采取并用于確定新的最優(yōu)電壓(MPP VD。)，對(duì)于在圖4中被指示為“樣本2”的第二隨后時(shí)間段，陣列的電壓應(yīng)當(dāng)被調(diào)節(jié)到該新的最優(yōu)電壓(MPP Vdc) 0在圖4和圖5中，測(cè)試圖被示出為包括形狀為方形的正負(fù)脈沖和“O”部分，在所述“O”部分期間，測(cè)試圖并不改變調(diào)節(jié)的電壓電平，因此實(shí)際上不存在。然而，測(cè)試圖的正負(fù)脈沖實(shí)際上可以采取不同的形狀。例如，脈沖在形狀方面可以是三角形、梯形或者正弦形。在實(shí)踐中對(duì)于方形形狀而言，正弦形狀事實(shí)上可能是優(yōu)選的，因?yàn)榕c相應(yīng)的方形波相比，當(dāng)正弦形的測(cè)試圖的正部分被施加時(shí)的初始電壓變化較不陡峭，因此不會(huì)汲取這樣的大電流?？梢允褂萌魏纹渌m當(dāng)形狀的正負(fù)脈沖而不背離在此描述的方法。形狀應(yīng)當(dāng)是對(duì)稱(chēng)的，以便測(cè)試圖的正負(fù)部分具有相同的量值。如圖4和圖5中可以看到的那樣，通過(guò)從一個(gè)直接過(guò)渡到另一個(gè)，正負(fù)脈沖彼此緊跟。在正負(fù)脈沖之間沒(méi)有其中測(cè)試圖不存在的O部分。在圖示的方形脈沖的例子中，兩個(gè)脈沖沒(méi)有延遲地從一個(gè)步進(jìn)到另一個(gè)。再次參考圖4，調(diào)制的測(cè)試圖被分成四個(gè)時(shí)間段TA、TB、TC、TD。Ta是P&0測(cè)試圖的正脈沖被施加到調(diào)節(jié)的電壓信號(hào)Vdc的時(shí)間。Tb是P&0測(cè)試圖的負(fù)脈沖被施加到的時(shí)間。在Ta和Tb兩者期間測(cè)量陣列的功率，以便監(jiān)視電壓的增加和降低對(duì)陣列輸出的功率的影響。在Tb之后去除測(cè)試圖(即它的值減少為零)，并且電壓電平被允許安置。Tc跟隨著TB，并且是“停留時(shí)間”，以允許DC電壓電平返回到為“樣本I”時(shí)間段預(yù)定的MPP Vdco Tc的長(zhǎng)度取決于系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間。特別地，停留時(shí)間T?？梢栽O(shè)置成這樣一個(gè)值，所述值允許用于控制器的時(shí)間對(duì)P&0測(cè)試圖做出響應(yīng)，并且使DC電壓電平返回到當(dāng)測(cè)試圖被去除時(shí)的預(yù)定MPP Vdco例如，較慢的系統(tǒng)將會(huì)需要用于DC電壓電平的較長(zhǎng)時(shí)間段T。以返回到預(yù)定MPPVdc。相反，較快的系統(tǒng)將會(huì)需要用于DC電壓電平的較短時(shí)間段T。以返回到預(yù)定MPP Vdco使用短的時(shí)間段!^，系統(tǒng)的功率輸出的隨后測(cè)量在時(shí)間方面更接近于1\和Tb期間的測(cè)量而發(fā)生，因此與Ta和Tb期間采取的先前的功率測(cè)量更相關(guān)。如下面說(shuō)明的那樣，使用具有快 速響應(yīng)時(shí)間的系統(tǒng)，Tc可以等于零。因此，停留時(shí)間可以變化以適合于應(yīng)用。在停留時(shí)間Tc(如果有的話(huà))已結(jié)束之后，電壓保持在MPP Vdc,并且在時(shí)間Td期間采取陣列輸出功率的進(jìn)一步測(cè)量，時(shí)間Td在這里稱(chēng)為“輻照期”，其緊隨在T。之后。因?yàn)樵跁r(shí)間Td期間沒(méi)有正或負(fù)測(cè)試脈沖施加到電壓信號(hào)，所以在那期間遭遇的任何功率變化都應(yīng)當(dāng)歸因于輻照。如上所述，對(duì)于其中較短的Tc值即足以允許DC電壓電平在P&0測(cè)試圖已被去除之后返回到預(yù)定MPP Vdc的較快系統(tǒng)而言，在時(shí)間Td期間采取的陣列輸出功率的測(cè)量與當(dāng)P&0測(cè)試圖被施加時(shí)采取的先前的功率測(cè)量更相關(guān)。因此，較短的T。值具有增加當(dāng)測(cè)試脈沖實(shí)際上不存在時(shí)(Td)歸因于輻照而采取的測(cè)量和在測(cè)試圖的正(Ta)負(fù)(Tb)脈沖期間采取的功率測(cè)量的相關(guān)性的優(yōu)點(diǎn)。使用增加的相關(guān)性，實(shí)現(xiàn)了更加精確的功率點(diǎn)跟蹤。在圖4所示的測(cè)試圖中，Ta=Tb=Td。為了施加測(cè)試圖和采取測(cè)量的目的，TA、TB和Td的時(shí)間長(zhǎng)度可以彼此不同。然而為了計(jì)算的目的(其細(xì)節(jié)下面討論)，在TA、Tb和Td期間獲得的測(cè)量值應(yīng)當(dāng)被操縱以便具有公共時(shí)基，以允許在每個(gè)時(shí)間段期間采取的測(cè)量之間進(jìn)行公平的比較。例如，每個(gè)時(shí)間段中的測(cè)量可以被操縱以給出每單位時(shí)間的值，其中針對(duì)TA、Tb和Td中的每一個(gè)使用相同的單位。系統(tǒng)10處理在時(shí)間Ta至Td期間獲得的功率測(cè)量，以便獲得修改的誤差值并計(jì)算新的MPP Vdc的值。在圖4中的點(diǎn)E處，用于陣列的MPP Vdc被更新到用于隨后“樣本2”時(shí)間段的新的值。以與相對(duì)于樣本I在上面描述的相同的方式，將調(diào)制的測(cè)試圖施加到用于樣本2測(cè)試周期的電壓信號(hào)。系統(tǒng)10再次處理在樣本2時(shí)間段期間測(cè)量的功率數(shù)據(jù)，并且在該時(shí)間段的末端為陣列的最優(yōu)電壓(MPP Vdc)設(shè)置新的值。因?yàn)榧仍趯⒄?fù)脈沖施加到調(diào)節(jié)電壓期間又在調(diào)節(jié)電壓未被測(cè)試脈沖改變的時(shí)間期間針對(duì)每個(gè)樣本周期采取功率測(cè)量，所以IC-MPP跟蹤可以計(jì)入輻照變化的影響，并且可以確定陣列的電壓應(yīng)當(dāng)如何調(diào)節(jié)，以便增強(qiáng)它在任何給定時(shí)間的功率輸出。特別地，IC-MPP跟蹤可以確定在隨后的時(shí)間段內(nèi)是增加還是減少最優(yōu)陣列電壓(MPP Vdc)的值。單獨(dú)的PV電池或串的操作因此可以被動(dòng)態(tài)地控制，以便(設(shè)法)在任何給定時(shí)間提供該最優(yōu)電壓。如圖5所示，調(diào)制的測(cè)試圖之內(nèi)的時(shí)間段TA、Tb和Td中的每一個(gè)可以進(jìn)一步分成兩個(gè)子段。貫穿TA、Tb和Td獲得用于陣列的功率值。另外，在每個(gè)時(shí)間段之內(nèi)的兩個(gè)子段中之一期間獲得的測(cè)量值被用來(lái)獲得用于該時(shí)間段的平均功率值。所述平均優(yōu)選地應(yīng)用于在每個(gè)時(shí)間段的后半部分期間獲得的測(cè)量，以便允許用于測(cè)量條件的一些時(shí)間在所述平均發(fā)生之前安置。時(shí)間段TA，TB和Td之內(nèi)的“功率平均”子段在圖5中被分別示出為時(shí)間段TF、Te和Th。在圖5所示的例子中，TF=Te=TH。結(jié)果，用于功率平均的時(shí)間段的比例對(duì)于TA、TjP Td中的每一個(gè)而言相同。為了獲得太陽(yáng)能陣列的 操作期間的測(cè)量結(jié)果的目的，Tf=Tg=Th并非必要。但是在計(jì)算誤差值時(shí)使用那些值以便更新用于太陽(yáng)能陣列的調(diào)節(jié)電壓信號(hào)的電平之前，在那些子段中的每一個(gè)之內(nèi)獲得和平均化的值應(yīng)當(dāng)被操縱以便具有公共時(shí)基，并從而彼此可直接比較。TF、Tg和Th的值可以改變以適合于應(yīng)用，并且理想地將會(huì)盡可能地短，以便系統(tǒng)波動(dòng)在這些時(shí)間期間最小化。Tf是時(shí)間段Ta之內(nèi)的子段，在該Tf內(nèi)，P&0測(cè)試圖的正脈沖期間的測(cè)量功率值被平均。時(shí)間Tf期間的作為結(jié)果的平均功率在這里表示為Pp。Te是時(shí)間段Tb之內(nèi)的子段，在該Te內(nèi)，P&0測(cè)試圖的負(fù)脈沖期間的測(cè)量功率值被平均。時(shí)間Te期間的作為結(jié)果的平均功率在這里表示為PN。貫穿Td獲得功率值。另外，Th是時(shí)間段Td之內(nèi)的子段，在該Th內(nèi)，獲得由輻照影響引起的功率變化的量度。在理想的系統(tǒng)中，緊接著在P&o測(cè)試圖被去除之后，DC電壓電平返回到對(duì)應(yīng)于預(yù)定MPP Vdc的DC電壓電平，因此系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間是即時(shí)的。在這樣的系統(tǒng)中，并且同樣在響應(yīng)時(shí)間快速的系統(tǒng)中，T。是不需要的，因?yàn)闀r(shí)間(Td-Th)長(zhǎng)得足以允許電壓電平進(jìn)行安置。然而，如上面說(shuō)明的那樣，對(duì)于其中(Td-Th)小于允許電壓電平進(jìn)行安置的時(shí)間的系統(tǒng)而言，需要T。以考慮較慢的系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間。在Td期間獲得用于太陽(yáng)能陣列的平均功率的量度，并且在較短的時(shí)期Th內(nèi)獲得峰值功率的平均值。時(shí)間段Th期間的平均峰值功率在這里表示為P”在平均功率和平均峰值功率之間進(jìn)行比較，以給出在Td期間由任何輻照變化引起的功率變化的方向和量值。在包括正負(fù)脈沖兩者的總體P&0脈沖周期之上的用于太陽(yáng)能陣列的平均功率根據(jù)貫穿時(shí)間段Ta和Tb獲得的測(cè)量功率值而被計(jì)算，并且在這里表示為PA·。如圖4和5所示，正負(fù)脈沖優(yōu)選地被施加，使得在負(fù)(或者正)脈沖和后來(lái)的正(或者負(fù))脈沖之間沒(méi)有延遲。通過(guò)將接著發(fā)生的脈沖之間的時(shí)間保持得盡可能地短，可以在!\和Tb獲得更相關(guān)并因而更精確的功率測(cè)量，因?yàn)橥獠康膶?duì)系統(tǒng)的影響在采取測(cè)量時(shí)的時(shí)間期間將會(huì)保持粗略恒定?？梢垣@得精確的平均時(shí)間值，因?yàn)槔绠?dāng)施加的測(cè)試圖的電壓信號(hào)分別在時(shí)間段Ta和Tb的開(kāi)始時(shí)仍然還在安置時(shí)作為系統(tǒng)失真或超調(diào)的結(jié)果而獲得的任何異常值跨越Ta和Tb的正負(fù)脈沖是相等且相反的，并且應(yīng)當(dāng)有效地彼此抵消?？傒椪諟y(cè)量時(shí)期(Td)之上的用于太陽(yáng)能陣列的平均功率也被計(jì)算，并且在這里表示為PA115如上所述，將擾動(dòng)和觀察(P&0)測(cè)量和輻照測(cè)量?jī)烧叨加?jì)入，IC-MPP跟蹤器計(jì)算用于太陽(yáng)能陣列的最優(yōu)電壓(MPP Vdc)的更新值。通過(guò)以下做到這一點(diǎn)計(jì)算誤差值，并且將它施加到MPP Vdc的當(dāng)前值，以便計(jì)算用于MPP Vdc的新的更新值。已發(fā)現(xiàn)可以根據(jù)以下關(guān)系從上述功率測(cè)量中計(jì)算誤差值誤差值=(Pp-PApm)+( (Pn-PApm) *_I) - ((P1-PA1) *2) (I)
可以看出上述方程I中的第一項(xiàng)是來(lái)自時(shí)間段Ta的擾動(dòng)結(jié)果。它包括正脈沖期間的平均功率和包括正負(fù)脈沖兩者的總體擾動(dòng)和觀察(P&0)脈沖周期之上的平均功率之間的差。方程I中的第二項(xiàng)是來(lái)自時(shí)間段Tb的擾動(dòng)結(jié)果。它包括負(fù)脈沖期間的平均功率和包括正負(fù)脈沖兩者的總體P&0脈沖周期期間的平均功率之間的差。上述方程I中的第三項(xiàng)表示在時(shí)間段Td之內(nèi)由于輻照而經(jīng)歷的功率變化。它具有量值并且還有方向(正或負(fù))。它包括Th期間的平均峰值功率和總體輻照時(shí)期Td之上的平均功率之間的差。如從這里的圖7可以進(jìn)一步理解的那樣，這個(gè)差值在方程I中的第三項(xiàng)之內(nèi)乘以2，以給出由輻照引起的功率變化的真實(shí)量度。在圖7的例子中，時(shí)間段Td期間的輻照變化在用于太陽(yáng)能陣列的輸出功率方面造成實(shí)質(zhì)上恒定的上升。當(dāng)在時(shí)間段Td之上使輸出功率平均化以給出PA1時(shí)，PA1的值將會(huì)(近似或確切地)成為時(shí)間段Td期間的峰值功率的值的一半。用于PA1的值因此將會(huì)(近似 或確切地)成為在時(shí)間段Th期間獲得的平均峰值功率P1的值的一半。因此，PA1和P1的值之間的差實(shí)際上僅僅(近似或確切地)是由輻照變化引起的時(shí)間Td期間經(jīng)歷的實(shí)際功率變化(ΛΡ)的值的一半。因此，上面的方程I中的第三項(xiàng)中的差值乘以二以計(jì)入這一點(diǎn)。在圖7所示的例子中，作為時(shí)間Td期間的輻照變化的結(jié)果，用于陣列的功率上升，然而將會(huì)意識(shí)到的是，由于輻照變化而在Td期間可能會(huì)經(jīng)歷功率的降低，并且其中可以計(jì)算由該輻照引起的功率變化的方式等效于關(guān)于圖7在上面描述的方法。進(jìn)而，在圖7中，功率被示出為在Td期間由于輻照變化而隨著時(shí)間過(guò)去以恒定的速率上升。將會(huì)意識(shí)到的是，功率可以在時(shí)間段Td期間不以恰好恒定的速率上升，并且事實(shí)上在時(shí)間段Td期間由于輻照變化可能經(jīng)歷正負(fù)兩者的功率波動(dòng)。然而已發(fā)現(xiàn)的是，即使在時(shí)間段Td期間由輻照引起的功率變化是非恒定或波動(dòng)的，對(duì)于輻照補(bǔ)償最大功率點(diǎn)跟蹤而言，上面的方程I仍然給出了良好的結(jié)果。將會(huì)意識(shí)到的是，方程I向第一、第二和第三項(xiàng)中的每一個(gè)給出了相等的權(quán)重。這是基于下述假設(shè)用于測(cè)試圖的正脈沖的時(shí)間段(Ta)、用于測(cè)試圖的負(fù)脈沖的時(shí)間段(Tb)和輻照時(shí)間段(Td)全都長(zhǎng)度相等，或者如上所述它們具有不同的長(zhǎng)度，但是測(cè)量值已經(jīng)被操縱以提供公共時(shí)基。可以從將會(huì)通?？捎糜谔?yáng)能陣列的功率測(cè)量中來(lái)計(jì)算誤差值。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到的那樣，AC或DC電流和電壓值將會(huì)總是可獲得的，因此將會(huì)可以在任何給定時(shí)間計(jì)算功率。對(duì)誤差值的計(jì)算因此并不需要來(lái)自太陽(yáng)能陣列附近場(chǎng)地內(nèi)的任何傳感器或者來(lái)自任何其它復(fù)雜技術(shù)設(shè)備的測(cè)量結(jié)果。進(jìn)而，不需要復(fù)雜的微控制器來(lái)運(yùn)行測(cè)量結(jié)果和計(jì)算以便獲得誤差值。因此，這里提供的方案可以容易地實(shí)施，而不會(huì)招致顯著的成本，也不會(huì)向太陽(yáng)能陣列引入任何新的物理部件。上面限定的誤差值可以用來(lái)在陣列的操作期間動(dòng)態(tài)地更新用于太陽(yáng)能陣列的最優(yōu)電壓電平(MPP Vdc)。這在此處的圖6中的流程圖中示出。陣列中的PV電池所產(chǎn)生的電壓電平于是可以被調(diào)節(jié)以等于或盡可能地接近于MPP Vdco通過(guò)根據(jù)這種控制技術(shù)來(lái)控制陣列之內(nèi)的PV電池的操作，陣列的效率可以維持在高水平。因此，陣列可以經(jīng)由電網(wǎng)連接的逆變器以具有成本效率的方式為電力網(wǎng)提供電力。這種控制技術(shù)考慮到了貫穿陣列的操作來(lái)自太陽(yáng)的輻照級(jí)別和太陽(yáng)能陣列的溫度。因此提供了一種用于監(jiān)視來(lái)自可再生資源的電力源的輸出功率的非常有用的技術(shù)。使用任何適當(dāng)?shù)氖侄?，用于太?yáng)能陣列中的一個(gè)或多個(gè)PV電池的電壓可以被控制以等于或盡可能地接近于目標(biāo)值。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的那樣，電阻可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞奖皇┘拥絇V電池或者太陽(yáng)能陣列以改變它的電壓。這里提供的方案可以應(yīng)用于任何尺寸的太陽(yáng)能陣列，從單個(gè)PV電池到多個(gè)PV面板或更大。這種方案因此是可升級(jí)的，并且因此可以為不同的場(chǎng)所和環(huán)境的范圍內(nèi)的太陽(yáng)能電力來(lái)源提供增加的效率和改進(jìn)的成本效益。上面描述的系統(tǒng)被優(yōu)化，使得測(cè)試圖盡可能地短。這通過(guò)以下實(shí)現(xiàn)使不必要的等待時(shí)間最小化，尤其是避免測(cè)試圖的正負(fù)脈沖之間的延遲，并且優(yōu)化優(yōu)選為O的“停留”時(shí)間T。的長(zhǎng)度。通過(guò)具有更快的測(cè)試圖，隨著最優(yōu)電壓電平(MPP VD。)被動(dòng)態(tài)更新的頻率增力口，跟蹤精確度被改進(jìn)，因?yàn)椴蓸訒r(shí)間(如圖4和5所示)減少。從PV電池的能量傳遞因此更加有效。進(jìn)而，使用較短的P&0測(cè)試圖在其上重復(fù)的時(shí)間段，輻照補(bǔ)償中的誤差減少，因·為T(mén)d期間采取的測(cè)量更加相關(guān)于以前在Ta和Tb期間采取的測(cè)量。這取消了對(duì)外部傳感器的需要，所述外部傳感器用于測(cè)量環(huán)境和其它條件以校正這些誤差。這樣的傳感器顯著增加了 MPPT系統(tǒng)的成本，同時(shí)還增加了復(fù)雜性并減少了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。在實(shí)踐中，當(dāng)太陽(yáng)能陣列包括多于一個(gè)的PV電池時(shí)，該陣列可能遭受局部遮蔽效應(yīng)，其中，與陣列中的某些其它PV電池相比，陣列之內(nèi)的一些PV電池更少地暴露在陽(yáng)光下。在這樣的情形下，可能在DC電壓的特殊值下檢測(cè)到用于陣列的功率的錯(cuò)誤峰值。為了克服這一點(diǎn)，例如當(dāng)在開(kāi)始如上所述的IC-MPP跟蹤之前設(shè)置用于陣列的初始電壓電平時(shí)，可以執(zhí)行用于陣列的DC電壓范圍的掃描，以確定功率曲線(xiàn)中的最優(yōu)峰值。如這里的圖8所示，執(zhí)行這樣的掃描將會(huì)確?？梢栽谌魏谓o定時(shí)間確定真正的最大峰值功率并從而確定真正的MPP Vdco隨后的跟蹤于是可以在這個(gè)識(shí)別的峰值處或其附近開(kāi)始，并且可以如上面詳細(xì)地討論的那樣實(shí)施。在實(shí)踐中，可以使用任何適當(dāng)?shù)挠布蜍浖b置來(lái)實(shí)施這里描述的ICMPP跟蹤和電壓控制?？刂瓶梢酝ㄟ^(guò)計(jì)算機(jī)如膝上型計(jì)算機(jī)或個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)、微控制器、可編程邏輯控制器(PLC)或者任何其它適當(dāng)?shù)墓I(yè)控制器來(lái)運(yùn)行。系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)如通用計(jì)算機(jī)可以配置成或適合于執(zhí)行描述的方法。在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)包括處理器、存儲(chǔ)器和顯示器。典型地，這些連接到中央總線(xiàn)結(jié)構(gòu)，顯示器經(jīng)由顯示適配器進(jìn)行連接。系統(tǒng)還可以包括一個(gè)或多個(gè)輸入裝置如鼠標(biāo)和/或鍵盤(pán)和/或用于將計(jì)算機(jī)連接到其它計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)的通信適配器。輸入裝置也典型地連接到中央總線(xiàn)結(jié)構(gòu)，輸入裝置經(jīng)由適當(dāng)?shù)妮斎胙b置適配器進(jìn)行連接。如上所述，系統(tǒng)可以是逆變器的一部分或者結(jié)合逆變器進(jìn)行操作，所述逆變器將太陽(yáng)能陣列產(chǎn)生的DC電力轉(zhuǎn)換成AC電力以供應(yīng)給電網(wǎng)。處理器也可以用來(lái)控制逆變器或其它部件的其它運(yùn)行方面。處理器也可以用來(lái)記錄和/或存儲(chǔ)關(guān)于IC-MPP跟蹤和/或關(guān)于其它操作的數(shù)據(jù)。用于控制IC-MPP跟蹤的指令可以記錄在數(shù)字或模擬記錄載體或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中，例如記錄在載體盤(pán)或載體信號(hào)中。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以具有計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，其適合于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行描述的方法。磁記錄載體如計(jì)算機(jī)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器可以用來(lái)儲(chǔ)存用于控制IC-MPP跟蹤的指令。代替地，可以使用固態(tài)存儲(chǔ)或者任何適當(dāng)?shù)男盘?hào)記錄。可以提供計(jì)算機(jī)程序用于實(shí)施IC-MPP跟蹤。這樣的計(jì)算機(jī)實(shí)施可以用來(lái)提供用于太陽(yáng)能陣列的自動(dòng)IC-MPP跟蹤。代替地或者另外，可以使用自動(dòng)的步驟和用戶(hù)實(shí)施的步驟的任何適當(dāng)組合來(lái)執(zhí)行IC-MPP跟蹤。 僅僅經(jīng)由例子已描述了實(shí)施例。將會(huì)意識(shí)到的是，可以進(jìn)行變更而不背離這里描述的(一個(gè)或多個(gè))創(chuàng)造性概念。
權(quán)利要求
1.一種用于確定用于可再生能源的轉(zhuǎn)換器的電力輸出的值的方法，所述方法包括 獲得表示所述轉(zhuǎn)換器的電力輸出的信號(hào)，其中所述電力輸出具有初始值； 將脈沖信號(hào)施加到表示所述電力輸出的所述信號(hào)，所述脈沖信號(hào)至少包括第一正部分和第二負(fù)部分，其中這兩個(gè)部分直接從一個(gè)過(guò)渡到另一個(gè)； 獲得在所述脈沖信號(hào)的施加期間由所述轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的電力的測(cè)量結(jié)果； 從表示所述電力輸出的所述信號(hào)中去除所述脈沖信號(hào)； 獲得在沒(méi)有所述脈沖信號(hào)的情況下由所述轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的電力的測(cè)量結(jié)果； 使用所述電力的測(cè)量結(jié)果以獲得誤差值；以及 將所述誤差值施加到所述初始值，以獲得用于所述轉(zhuǎn)換器的電力輸出的目標(biāo)值。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，包括 在施加所述脈沖信號(hào)之前，控制所述轉(zhuǎn)換器的電力輸出以等于或盡可能地接近于預(yù)定初始值。
3.一種用于控制用于可再生能源的轉(zhuǎn)換器的電力輸出的值的方法，包括 根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法確定所述目標(biāo)值；以及 控制所述轉(zhuǎn)換器的電力輸出以等于或盡可能地接近于所述目標(biāo)值。
4.如任何在先權(quán)利要求所述的方法，其中，所述轉(zhuǎn)換器包括太陽(yáng)能到電能的轉(zhuǎn)換器。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述轉(zhuǎn)換器包括以下中的任何一個(gè)一個(gè)光伏(PV)電池、多個(gè)PV電池、PV串、PV陣列和PV面板。
6.如權(quán)利要求I至5中任何一項(xiàng)所述的方法，其中，在所述脈沖信號(hào)的正部分期間獲得由所述轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的電力的第一測(cè)量結(jié)果(Pp)，并且在所述脈沖信號(hào)的負(fù)部分期間獲得由所述轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的電力的第二測(cè)量結(jié)果(Pn)。
7.如權(quán)利要求I至6中任何一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括 計(jì)算針對(duì)由以下中的任何一個(gè)限定的時(shí)間段的平均功率值所述脈沖信號(hào)的正部分；所述脈沖信號(hào)的負(fù)部分；所述脈沖信號(hào)的正部分和負(fù)部分；或者沒(méi)有所述脈沖信號(hào)。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，使用僅僅在所述時(shí)間段的各自一部分期間獲得的功率測(cè)量值來(lái)計(jì)算針對(duì)所述時(shí)間段中的一個(gè)或多個(gè)的平均功率值。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，針對(duì)以下中的每一個(gè)，其中功率測(cè)量值被用來(lái)計(jì)算各自的平均功率值的時(shí)間段的部分具有相同的時(shí)間長(zhǎng)度所述脈沖信號(hào)的正部分；所述脈沖信號(hào)的負(fù)部分；以及沒(méi)有所述脈沖信號(hào)。
10.如權(quán)利要求I至9中任何一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟 在從表示被控制的所述電力輸出的所述信號(hào)中去除所述脈沖信號(hào)之后，在獲得在沒(méi)有所述脈沖信號(hào)的情況下由所述轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的電力的測(cè)量結(jié)果之前，允許預(yù)定的時(shí)間段消逝。
11.如任何在先權(quán)利要求所述的方法，其中，獲得在沒(méi)有所述脈沖信號(hào)的情況下由所述轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的電力的測(cè)量結(jié)果的步驟包括 獲得在沒(méi)有所述脈沖信號(hào)的情況下的第一預(yù)定時(shí)間段期間的平均功率的測(cè)量結(jié)果；以及 獲得在沒(méi)有所述脈沖信號(hào)的情況下的第二時(shí)間段期間的平均峰值功率的測(cè)量結(jié)果。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述第二時(shí)間段是所述第一時(shí)間段的子段。
13.如任何在先權(quán)利要求所述的方法，其中，獲得在所述脈沖信號(hào)的施加期間由所述轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的電力的測(cè)量結(jié)果的步驟包括 計(jì)算針對(duì)所述脈沖信號(hào)的正部分的正功率值(Pp)； 計(jì)算所述脈沖信號(hào)的負(fù)部分期間的負(fù)功率值(Pn);以及 計(jì)算包括正部分和負(fù)部分兩者的整個(gè)脈沖信號(hào)之上的平均功率值(PApm)。
14.如任何在先權(quán)利要求所述的方法，其中，使用所述電力的測(cè)量結(jié)果以獲得誤差值的步驟包括 獲得針對(duì)所述脈沖信號(hào)的正部分的正擾動(dòng)值； 獲得針對(duì)所述脈沖信號(hào)的負(fù)分別的負(fù)擾動(dòng)值；以及 獲得表示在沒(méi)有所述脈沖信號(hào)的情況下由輻照引起的功率變化的輻照功率變化值。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述誤差值被計(jì)算為所述輻照功率變化值與所述負(fù)擾動(dòng)值和所述正擾動(dòng)值的組合之間的差。
16.如權(quán)利要求14或15所述的方法，其中，在計(jì)算所述誤差值之前，向所述輻照功率變化值、所述正擾動(dòng)值或所述負(fù)擾動(dòng)值中的至少一個(gè)施加乘數(shù)因子，以計(jì)入所述脈沖信號(hào)的負(fù)部分、所述脈沖信號(hào)的正部分和沒(méi)有所述脈沖信號(hào)中的任何兩者之間在時(shí)間長(zhǎng)度方面的差異。
17.如權(quán)利要求I至16中任何一項(xiàng)所述的方法，其中，通過(guò)以下來(lái)確定所述誤差值 誤差項(xiàng)=(Pp-PApm)+ ( (Pn-PApm) *_1) - ((P1-PA1) *2) (I) 其中 Pp是測(cè)試圖的正部分的子段之上的平均功率； PApm是包括負(fù)部分和正部分兩者的總測(cè)試圖之上的平均功率； Pn是測(cè)試圖的負(fù)部分的子段之上的平均功率； P1是其中在沒(méi)有測(cè)試圖的情況下(輻照時(shí)間段)獲得測(cè)量值的時(shí)間段的子段期間測(cè)量的平均峰值功率；以及 PA1是其中在沒(méi)有測(cè)試圖的情況下(輻照時(shí)間段)獲得測(cè)量結(jié)果的總時(shí)間段之上的平均功率。
18.如權(quán)利要求I至17中任何一項(xiàng)所述的方法，其中，用于所述轉(zhuǎn)換器的電力輸出的所述值是電壓值。
19.一種電力生成系統(tǒng)，包括將可再生能源轉(zhuǎn)換成電力的轉(zhuǎn)換器，所述系統(tǒng)包括 用于提供指示可從所述轉(zhuǎn)換器得到的電力的信號(hào)的裝置； 用于提供指示由所述轉(zhuǎn)換器輸出的電壓的信號(hào)的裝置； 用于將脈沖信號(hào)施加到指示由所述轉(zhuǎn)換器輸出的電壓的信號(hào)的裝置，其中所述脈沖信號(hào)至少包括第一正部分和第二負(fù)部分，并且其中這兩個(gè)部分直接從一個(gè)過(guò)渡到另一個(gè)；以及 確定裝置，用于計(jì)算用于由所述轉(zhuǎn)換器輸出的電壓的目標(biāo)值。
20.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中，所述轉(zhuǎn)換器包括太陽(yáng)能陣列，所述太陽(yáng)能陣列包括一個(gè)或多個(gè)光伏(PV)電池。
21.如權(quán)利要求19或20所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括 控制裝置，用于控制由所述轉(zhuǎn)換器輸出的電壓以等于或盡可能地接近于所述目標(biāo)值。
22.如權(quán)利要求19至21中任何一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括 開(kāi)關(guān)裝置，用于將電力連接到輸出級(jí)。
23.如權(quán)利要求19至22中任何一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，用于提供指示由所述轉(zhuǎn)換器輸出的電壓的信號(hào)的裝置包括 用于創(chuàng)建所述轉(zhuǎn)換器的輸出端的電壓降的裝置；以及 用于將指示所述電壓降的信號(hào)提供給所述控制裝置的裝置。
24.如權(quán)利要求22或23所述的系統(tǒng)，其中，所述輸出級(jí)包括 逆變器，其可操作用于將來(lái)自所述轉(zhuǎn)換器的DC輸出改變成AC電源。
25.如權(quán)利要求21至24中任何一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述控制裝置可操作用于在所 述轉(zhuǎn)換器的輸出端施加電阻，以便控制由所述轉(zhuǎn)換器輸出的電壓以等于或盡可能地接近于所述目標(biāo)值。
26.如權(quán)利要求I至18中任何一項(xiàng)所述的方法，其中，所述方法是計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法。
27.如權(quán)利要求I至18中任何一項(xiàng)所述的方法，其中，所述方法由控制器實(shí)施，所述控制器包括以下中的任何一個(gè)微控制器、可編程邏輯控制器(PLC)、膝上型計(jì)算機(jī)或個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)。
28.—種處理裝置，其被編程且可操作用于執(zhí)行指令，所述指令用于實(shí)施如權(quán)利要求I至18中任何一項(xiàng)所述的方法。
29.一種逆變器，包括如權(quán)利要求28所述的處理裝置。
30.如權(quán)利要求29所述的逆變器，其中，所述逆變器是并網(wǎng)逆變器。
31.一種上面存儲(chǔ)有指令的記錄載體，所述指令由處理裝置執(zhí)行以實(shí)施如權(quán)利要求I至18中任何一項(xiàng)所述的方法。
32.如權(quán)利要求31所述的記錄載體，其中，所述記錄載體包括光學(xué)的、磁性的或固態(tài)存儲(chǔ)裝置或可讀信號(hào)。
33.一種計(jì)算機(jī)程序，包括可由處理裝置執(zhí)行的指令，所述處理裝置用于實(shí)施如權(quán)利要求I至18中任何一項(xiàng)所述的方法。
34.一種包括存儲(chǔ)器和處理器的系統(tǒng)，其中，所述處理器布置成執(zhí)行如權(quán)利要求I至18中任何一項(xiàng)所述的方法。
35.一種具有計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令適合于使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行如權(quán)利要求I至18中任何一項(xiàng)所述的方法。
36.一種基本上如這里描述的或如附圖所示的設(shè)備、系統(tǒng)、方法或控制方案。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種最大功率點(diǎn)跟蹤器。提供了一種用于確定用于可再生能源的轉(zhuǎn)換器的電力輸出的值的方法。該方法包括獲得表示轉(zhuǎn)換器的電力輸出的信號(hào)，其中該電力輸出具有初始值。該方法進(jìn)一步包括將脈沖信號(hào)施加到表示電力輸出的信號(hào)，其中脈沖信號(hào)包括正部分和負(fù)部分。該方法進(jìn)一步包括獲得在施加脈沖信號(hào)期間由轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的電力的測(cè)量結(jié)果，去除脈沖信號(hào)，然后獲得在沒(méi)有脈沖信號(hào)的情況下由轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的電力的測(cè)量結(jié)果。根據(jù)獲得的電力測(cè)量結(jié)果確定誤差值，并且該誤差值被施加到初始值，以獲得用于逆變器的電力輸出的目標(biāo)值。
文檔編號(hào)G01R21/06GK102914693SQ20121028451
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月4日
發(fā)明者斯科特·艾倫·梅雷迪思-瓊斯, 斯蒂芬·特納, 邁克爾·卡德 申請(qǐng)人:控制技術(shù)有限公司